激电测量用于铜矿找矿的意义和作用分析论文

2023-04-17 09:17:22 来源: 作者:xiaodi
摘要:随着科学技术的不断发展,我国的找矿工艺和技术也在不断地提高和创新,其中以激电测量为主,该技术通过激电异常情况,对异常进行定性解释,从而清晰的分析预测区内极化体走向和分布情况,利用不同金属的电磁反射波弧度不同,对深埋地下的矿产进行探测,进一步深入挖掘开采。激电测量法的数据分析方法简单易操作,准确率高。
摘要:随着科学技术的不断发展,我国的找矿工艺和技术也在不断地提高和创新,其中以激电测量为主,该技术通过激电异常情况,对异常进行定性解释,从而清晰的分析预测区内极化体走向和分布情况,利用不同金属的电磁反射波弧度不同,对深埋地下的矿产进行探测,进一步深入挖掘开采。激电测量法的数据分析方法简单易操作,准确率高。
关键词:激电测量;铜矿找矿;意义和作用
随着社会经济的发展,各种矿产资源面临着严重紧缺的问题,各个国家都致力于有效的开发和利用矿产资源,然而矿产资源开发具有一定的难度,因此,矿产资源探测要具有满足地质特征和特殊环境的测量工艺。我国地大物博,矿产资源比较丰富,但由于开发技术和水平有限,导致矿产资源利用率较低。因此目前最大的任务就是发展先进的找矿技术。激电测量法是一种主要的物理探测手段,它是根据地下矿体的电磁特性的差异,通过直流或交流电流,在一定程度上形成不同的感应磁场,来确定矿点的具体位置,实现勘探和测量。本文将结合西藏自治区某县某铜矿激电找矿工作进行分析,分析激电测量在铜矿找矿中的意义和作用。
1激电测流量基本作业方式
激电测量是一种用于地质勘探的有效方法,在地面上设置电极装置,以地壳中的岩石、矿石等物质为媒介,产生出相应的激电效应。当供电电极向地下供电时,电流不变,测量电极之间的电位差会随着时间增长趋于饱和,断电后,测量电极之间依然存在随时间变化而减小的电位差,逐渐衰减至接近零;该方法以岩石、矿石、地下水激发极化效应的差异为基础,采用人工地下直流电流激发,以电测深装置形式,接收、研究地下横、纵向激发极化效应的变化,以查明矿产资源和有关水文地质问题的方法。在这一效应中探测直流、交流或频率等参数的分布规律,进一步分析地质存在的问题,探查矿物质,该方法也是电法勘探的一个分支,主要包含:偶极装置、中梯装置、近场源装置、联合剖面装置。本文将依据案例,对激电测量用于铜矿找矿的意义和作用进行分析,阐述如下。
2案例分析
2.1矿区位置
本次矿区位置北起色林错北岸,南至XX县永珠乡,东起班戈县,西侧至XX县波嘎,面积15876km2,隶属班戈县和XX县管辖,地理坐标:东经:88°30′00″~90°00′00″;北纬:31°00′00″~32°00′00″区内除北侧那曲—措勤公路相通外,主要为XX—那曲县级公路,局部第四纪沟谷及湖边可以季节性行车,交通十分不便。
2.2工作目的及任务
以大陆碰撞造山带成矿理论为指导,以斑岩型铜金矿和矽卡岩型铜(铅锌)多金属矿为主攻方向,在造山带构造-岩浆演化的时空格架下,查明班公湖-怒江成矿带中段XX-班戈地区铜矿床的成矿地质条件和区域分布规律。区域上以高分辨率遥感蚀变信息提取为主,结合化探、航磁、重力资料完成区域成矿预测,圈定新的找矿靶区。深入研究XX东矿区成矿床地质条件和控矿因素,在查明矿区物化探异常特征的基础上,实施适量的槽探和钻探工程,了解矿体的形态、规模及品位变化,发现新的可进一步工作的矿产地。
2.3矿区地质、地球化学特征
本次测区地层属于滇藏大区的冈底斯—腾冲地层区和班公错—怒江地层区。其中,冈底斯—腾冲地层区根据永珠蛇绿岩带两侧沉积环境和岩石组合类型、生物群面貌的差异,可将测区的地层划分为二个小区,即永珠蛇绿岩带以南为XX小区,以北为多巴—XX小区。班公错—怒江地层区属纳卡错—东卡错小区。经过本次工作可将区内地层划分如下岩石地层填图单元,前震旦系念青唐古拉岩群、下奥陶统拉塞组、中—上奥陶统柯尔多组、上奥陶统刚木桑组、上奥陶统—中志留统德悟卡下组、上—顶志留统扎弄俄玛组、下泥盆统达尔东组、下泥盆统—下石炭统查果罗玛组、下—上石炭统永珠组、上石炭—下二叠统拉嘎组、下二叠统昂杰组、中二叠统下拉组、上二叠统木纠错组、上三叠统多布日组、中—上侏罗统接奴群、上侏罗统—下白垩统日拉组、日拉组索尔碎屑岩、下白垩统则弄群、捷嘎组、多尼组、郎山组、康曲组、余穷组、去申拉组、上白垩统竟柱山组、古—始新统牛堡组、渐新统丁青湖组、上新统乌郁群、第四系松散砂砾层。该铜矿是利用遥感蚀变异常首次发现的,是地表露头矿。含矿斑岩出露范围大体为50m×60m,具明显的孔雀石化。斑晶约占岩石体积的35%~40%,大小在0.5mm~2.5mm之间,主要由斜长石组成,钾长石和石英较少。斜长石呈半自形板状或柱状,发育聚片双晶和环带构造,表面多因绢云母交代而模糊不清。钾长石呈不规则板状,具有条纹构造;石英呈塔形或浑圆形。基质为显微半自形粒状结构,其组成矿物除了斑晶中的斜长石、钾长石、石英之外,还有部分角闪石、黑云母及少量副矿物磷灰石、榍石、锆石、磁铁矿等。岩石具强烈的绢英岩化蚀变。鳞片状绢云母除了交代原岩矿物斜长石、钾长石外,部分集合体沿裂隙充填。硅化石英呈半自形柱粒状集合体沿裂隙充填形成细脉。岩石中主要组成矿物的含量大体为:斜长石40%~45%,钾长石15%~20%,石英20%~25%,角闪石和黑云母大体在5%~10%之间,绢英岩化蚀变(填隙部分)约占10%,岩体主体上为花岗闪长斑岩,局部钾长石含量较高变为二长花岗斑岩。
经测量铜矿内矿斑岩SiO2含量不高,约为65.49%~67.47%,而A12O3的含量则比较高,在15.94%~17.25%之间,因此属于将其测定为过铝质岩系。碱质组份的K2O和Na2O含量变化较大,分别为1.13%~4.47%和1.4%~3.46%。在K2O-SiO2图上它们从低钾拉斑玄武岩系到高钾钙碱性岩系均有分布。CaO含量(0.41%~3.62%)随Na2O一起变化。相对MgO(1.19%~1.89%)而言,Fe2O3T(全铁)含量(2.45%~5.88%)明显偏高。该矿区岩体规律性较好,富含大离子不相容元素,主要有:Rb、Th、U、K、Pb等,亏损高场强元素,主要有:Nb、Ta、Ti,显示出岛弧岩浆作用的总体特征。与常量元素K2O、Na2O、CaO的分异一致,Sr也有明显差异,部分样品富集,部分亏损。再结合稀土元素中的负Eu异常,反映出斑岩体局部可能经历了不同程度的斜长石分离结晶。稀土元素球粒陨石标准化分布曲线表明,XX铜矿含矿斑岩有两个分布特点,一方面显示岩体明显富集轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd,而Sm到Lu整个中-重稀土元素曲线平缓,说明中-重稀土元素之间缺少分异;另一方面,与前面常量元素K2O、Na2O、CaO和微量元素Sr的变异情况一致,Eu异常变化较大(δEu=0.42~1.10),从弱的正Eu异常到明显的负Eu异常都有,指示着部分样品发生了斜长石的结晶分离。
2.4矿区地球物理特征
国土资源部航空物探遥感中心完成了青藏高原中西部地区1:100万航磁慨查,据航磁异常提出了一些找矿靶区。班公湖-怒江缝合带的磁场特征表现为一条线性排列的串珠状异常,局
部以正、负异常峰值伴生为特征,峰值为100nT~300nT。磁异常带与地面展布的班公湖~东巧深断裂带相对应,主要为蛇绿岩及中基性火山岩体的反映。在日土~洞错一带,航磁异常反应明显,大部分为中酸性岩体产生的宽缓正磁异常上叠加了线性强磁异常,改则附近为平静负磁场,在负磁场背景中局部可见正磁异常。多个杂铜矿区反映为正磁异常,峰值为500nT,范围约20km2。说明浅深部存在含有较多金属矿物的地质体。带内的二叠系和三叠系残块以及中下侏罗统、早白垩统是无磁性的。检块样品分析结果显示,岩体中Cu含量范围在0.18%~1.95%,平均含量为0.51%,同时伴生Au和Ag。本次工作共测制了两条激电剖面,获得的激电异常较好。矿化体外围激化率显著降低,一般不高于1%,矿化体内激化率一般在2%~10%之间,最高达14%。依据该矿区激电测量获得的等值线估算出矿体范围大致为400m*600m。
2.5岩石电性特征
对所测区域内的主要岩石或矿石类型进行物性测量,发现地表各类岩石或矿石视极化率较低,孔雀石斑岩、红色砂岩、黑色砂岩、石英砂岩的视极化率均低于0.5%,孔雀石石英砂岩视极化率相对高一些;含孔雀石斑岩、红色砂岩及黑色砂岩视电阻率低,而石英砂岩和含孔雀石石英砂岩视电阻率较其它岩(矿)石相差一个数量级。该区无影响激电工作的其他因素,具备激电工作的前提。总体看目前地表各类岩矿石视极化率参数值不足以解释其剖面及测深的成果,推测深部可能岩矿石金属硫化矿物含量较地表含量增高。
2.6工作方法
以工作任务和技术要求为依据,结合工作区域内实际地质和地球物理条件,选择激电测量法,该区域应选择时间域激发极化法进行测量。仪器:重庆奔腾生产的WDFZ-5大功率发射机以及WDJS-2数字直流激电接收机及配套整流电源;供电导线、接收导线均选用绝缘性好的内阻小铜芯电法专用线。装置选择:激电剖面测量选择中间梯度方法,装置参数选为AB=1500m,MN=40m,测点距离为20m,观测段选在AB中部的范围内。激电测深采用对称四极法,最小为10m、最大为600m。参数设置:野外工作采用双向短脉冲供电方式,供电周期为8s,接收
延时200ms、采样宽度40ms、叠加次数为2。电极参数:供电电极用表面整洁的铜电极,接收电极选用性能优良的不极化电极(极差不大于1mV)。野外工作为增大工作电流,对供电电极采取电极组及增大入土深度和电极周围加浇盐水等方法。野外实际供电电流最小为2233.8mA、最大2767.49mA;一次场最小为3.39mV、最大为98.89、低于10.00mV计10个测点占全部测点的3.85%。物性测量采用现场露头测定岩(矿)石的视极化率和视电阻率。
2.7测地工作
按设计要求该区测网网度为200m×20m,使用实时动态(RTK)GPS测量系统逐点测量。该区由于没有测量控制点,实际工作采用假设坐标。起算点坐标:X=3477452,Y=15700829,H=4779;仪器型号:S82T。野外工作设置参数为:坐标系:北京54坐标系统,投影方式:高斯投影;中央子午线:87.00°。三参数:北校正2.393m、东校正1.630m、高程校正142.142m。工作前事先将设计平面坐标输入手薄,野外根据设计坐标现场放点并保存放点的实际坐标。工作过程利用电台信号实时改正。2.8测量结果
根据该区岩(矿)石电性参数测定结果并参照全区视电阻率(ρs)及视极化率(ηs)的分布特征,在数据图上按ρs=150Ω·m、200Ω·m、250Ω·m、300Ω·m……的数值勾绘等值线;ηs按2.6%、2.8%、3.0%……的数据勾绘等值线。对等值线范围内的个别低值点或高值点按等值线区间的正常点考虑。通过分析视电阻率的等值线图可知,异常区以4%等值线为界,划分为A、B两带,A带位于测区北东呈北北西-南南东展布,两端未实施封闭;带内存在三个浓集中心,根据规模对两个分别编号为D1和D2;该带对应的视电阻率均低于250Ω·m;出露岩性主要为角岩化页岩和零星的花岗闪长斑岩,角岩化页岩具孔雀石化。B带位于测区中部呈北西-南东向分布,其形态为北西宽、向南东快速收缩,北西最宽处约550m、南东最窄处约50m;带内浓集为两个中心、其分别编号为D3、D4;D3浓集中心对应视电阻率一般低于350Ω·m、D4浓集中心的视电阻率较高其大于400Ω·m,在第Ⅴ测线段视电阻率可大于900Ω·m;带内出露岩性为石英砂岩、含铜石英砂岩、含铜斑岩及少量含铜角岩化页岩。从视极化率及视电阻率推测地下深部可能为斑岩铜矿。
3激电测量法在铜矿找矿中的意义和价值
激电测量法是寻找铜矿床的重要方法之一,常规手段受限于勘查深度,因此无法对覆盖区隐伏矿体实施定位和评价,如果在铜矿区开展大极距、多参数的激电试验表明,使用大极距、大功率激电法在覆盖区开展面积探测,再通过对测得数据进行对比,发现异常,再采用合理的激电测量解释方法,快速定性,
完成测量。矿产资源是地球的资源,我国幅员辽阔,地大物博,蕴含着丰富的矿产资源,但由于我国深部资源勘探的技术不发达,进而影响了我国矿产开发的水平,也对我国的经济发展产生了阻碍的作用。激电测量法目前已成为物探的重要手段,准确性较高,能够在不破坏地层结构的基础上迅速作出判断,勘探效率较其他勘探法高;激电测量法为我国金属矿产资源的开发做出了较大的贡献,特别是在铜矿找矿中的意义和作用,其主要优势在于:第一、成本低回报高。激电测量法最大的特点就是成本不高,由激电测量法的工作原理可知,测量中所需的仪器较少,金属矿石的检测主要是根据电磁反射原理进行的。与其它测量方法不同的是,这种方法只需要一台电磁感应设备,而且反应机理简单,价格便宜,可在金属矿探测中普遍应用。第二、精准性高。激电测量法由于特殊的反应原理使该方法的精准性较高。如文章介绍,该方法以金属矿电磁反应辐射不同作为测量依据,这是由于不同的金属电磁反应弧表现完全不同,因此在使用激电测量法探测金属矿区时,不同的金属表现完全不同,一旦电磁反应描绘出相对应的金属弧,便能查探出测量地区存在的金属矿产资源。第三、操作简便。激电测量法操作简便,快捷,便利,无污染,无伤害,危险性低,因此可在金属矿产勘测中广泛使用。
我国资源勘查以上世纪后50年,这个阶段主要寻找浅表矿和裸露矿;随着找矿手段的发展,各种找矿方法的应用发现了很多新的矿产,但后期找矿工作的效率明显下降,虽然也做出了大量的投入,但效果一般,例如:金属矿,金属矿找矿难度较大,开采难度大,这是由于金属矿深度较深,部分矿藏深度超过500m,导致勘察工具无法准确测量出矿产的实际情况。激电测量法则能够在深部找矿中使用,效果显著,不仅在寻找铜矿中效果显著,能应用于其他金属矿产找矿中,因此具有较高的应用价值。
4结语
现阶段,激电测量法在地质勘探中,由于存在诸多优势,因此被广泛应用于金属矿产资源勘查工作中。通过实验证明了激电测量法在铜矿找矿中的意义和作用,希望为我国找矿事业,特别是金属找矿事业做出贡献。
