孔令湖，尚 磊，姜愛玲

(國(guó)土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河065201)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程的加快，資源短缺問題日益嚴(yán)重，已經(jīng)成為限制我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，提高礦產(chǎn)的質(zhì)量和數(shù)量勢(shì)在必行。因此，進(jìn)行深部找礦，對(duì)于提高礦產(chǎn)資源的開發(fā)大有裨益。

1 深部找礦概述

深部找礦就是在已知的原有礦區(qū)進(jìn)行深部的找礦工作，深部包括已知礦床的深部或者外圍。目的是延長(zhǎng)礦山壽命，增加新的接替能源。

1.1 深部找礦的重要性

我國(guó)在20世紀(jì)90年代左右對(duì)于有色金屬的消耗量比較低，如1980年有色金屬的年消耗量是136萬t左右，但是到了21世紀(jì)有色金屬的年消耗量成翻倍增長(zhǎng)趨勢(shì)，到了2002年有色金屬的年消耗量增加到了1 100萬t。同時(shí)我國(guó)重要有色金屬的自給率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，2002年重要有色金屬的進(jìn)出口貿(mào)易逆差達(dá)51.33億美元，而且我國(guó)危機(jī)礦山日益增多，資源短缺形式越來越嚴(yán)峻，給我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來嚴(yán)重威脅。所以加大礦床深部和外圍找礦，發(fā)現(xiàn)新礦床，增加新的接替能源，也就是深部找礦工作勢(shì)在必行［1］。

1.2 深部找礦的可行性

一般礦床的深部礦產(chǎn)資源比較豐富，國(guó)外在深部找礦方面已經(jīng)取得很好的成績(jī)，比如南非、美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家，而且南非在深部找礦的開采深度已達(dá)4 800m。而我國(guó)金屬礦的勘測(cè)深度一般為500～800m，具體開采的深度在500m左右，同時(shí)我國(guó)一些老礦山、原礦床的外圍也取得了找礦方面的成果。因此，我國(guó)深部找礦的潛力巨大。

2 深部找礦的類型

我國(guó)深部找礦的目標(biāo)是評(píng)價(jià)主要成礦區(qū)帶地下500m～2 000m的深部資源潛力，重要固體礦產(chǎn)和工業(yè)礦產(chǎn)勘測(cè)深度推進(jìn)到1 500m。由于深部找礦面臨的地質(zhì)環(huán)境和成礦環(huán)境不同，所以深部找礦的類型也不同，總體分為已知礦床或生產(chǎn)礦床深部找礦和未知礦床的新區(qū)深部找礦兩大部分。

已知礦床或生產(chǎn)礦床深部找礦問題，又分為尋找已知礦體的延伸部分和尋找已知礦體深部的未知礦體問題，其中后者根據(jù)礦體類型是否一致，又包括尋找與已知礦體相同類型的未知礦體和尋找與已知礦體不同類型的礦體。

未知礦床的新區(qū)深部找礦問題，也就是未露出地表礦體的找礦問題。一般包括被掩埋礦體的找礦、被掩埋的盲礦體找礦和盲礦體的找礦三部分。其中被掩埋礦體的找礦根據(jù)礦體的掩埋深度分為被淺埋的礦體和被深埋的礦體。

我國(guó)深部找礦的類型比較復(fù)雜，因此每個(gè)類型的找礦目標(biāo)、方法、準(zhǔn)則、技術(shù)手段、效益和難度也各不相同。

3 我國(guó)深部找礦在理論和技術(shù)方面的進(jìn)展?fàn)顩r

3.1 深部找礦的地質(zhì)成礦理論研究

(1)探討礦床形成深度和產(chǎn)生深度的厘定

礦床的形成深度和產(chǎn)生深度是兩個(gè)不同的概念。深部礦是指埋藏較深的礦床，但是其形成時(shí)不一定在深部，后期受到地球的地殼運(yùn)動(dòng)或構(gòu)造活動(dòng)的影響，使地表的礦床發(fā)生下降或上升。礦床原始成礦的深度會(huì)影響到深部找礦的發(fā)展前景和礦量大小［2］。

目前礦床的產(chǎn)出深度受后期的地殼運(yùn)動(dòng)和構(gòu)造活動(dòng)影響，不同類型的礦床因影響不同深度也不同。礦床目前的產(chǎn)生深度是深部勘察的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在，對(duì)深部勘察有著直接的作用，需要界定深部礦床中礦藏的主要儲(chǔ)藏位置。但是，這個(gè)問題在當(dāng)前仍沒有很好的解決，多是通過具體的勘查后來判定礦藏的位置。

(2)成礦系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其在深礦勘測(cè)中的意義

成礦系統(tǒng)是具有成礦功能的自然系統(tǒng)，是指在一定的時(shí)空進(jìn)范圍內(nèi)，控制礦床形成和保存全部地質(zhì)要素和成礦的動(dòng)力過程，及形成的礦床系列、異常系列構(gòu)成的整體。成礦系統(tǒng)是一種歷史的自然過程，雖然不能直接觀察到絕大多數(shù)的成礦系統(tǒng)，但是在現(xiàn)存礦床及有關(guān)的異常中會(huì)發(fā)現(xiàn)各種被保存的信息。成礦系統(tǒng)的研究就是通過研究現(xiàn)在礦床的特征和地質(zhì)環(huán)境，推敲其成礦的環(huán)境和過程，整體分析礦床的形成過程和產(chǎn)物及形成后的變化過程。這樣可以為研究深部礦的產(chǎn)出狀態(tài)和深部找礦的前景提供很好的參考依據(jù)。

近些年以來，許多學(xué)者對(duì)成礦系統(tǒng)的進(jìn)行了深入研究并取得了一定成果。以翟裕生(中國(guó)科學(xué)院院士)為代表的學(xué)者，提出了通過研究成礦系統(tǒng)的發(fā)育完整程度和深度，建立成礦系統(tǒng)網(wǎng)格的三維結(jié)構(gòu)和礦床分帶，可以在深部找礦工作中起到由已知到未知、由此及彼、由淺到深的作用，正是這種指導(dǎo)作用，成礦系統(tǒng)理論在當(dāng)前的深部找礦中越來越受到人們的關(guān)注［3］。

(3)第二找礦空間研究現(xiàn)狀及其在深礦勘測(cè)中的意義

第二找礦空間也稱為“第二礦化富集帶”，一般認(rèn)為是在已知礦床的外圍或深部，尋找到的新的成礦環(huán)境和礦床，這類礦床環(huán)境可能與已知礦床成礦環(huán)境相同或不同，可能與已知礦床為同類或不同類型。所以，第二找礦空間是相對(duì)于已知礦床而言的，其深度可深可淺，范圍為礦下礦或者礦外礦。

第二找礦空間對(duì)于深部找礦的前景及其勘測(cè)有重要的指導(dǎo)意義，為開拓新的深部礦提供很好的理論依據(jù)。翟裕生認(rèn)為第二礦化富集帶應(yīng)結(jié)合第一礦化富集帶的特征進(jìn)行研究。從深部的圍巖和構(gòu)造情況、礦床類型、成礦時(shí)代是否與淺部一致，有沒有新的礦種和新的礦床類型出現(xiàn)，深部帶與淺部帶的劃分標(biāo)志等方面對(duì)第二礦化富集帶的地質(zhì)進(jìn)行研究。

(4)深部礦勘測(cè)中的綜合地質(zhì)研究

礦產(chǎn)勘測(cè)工作成敗的先決條件是綜合地質(zhì)的研究程度高低。深部找礦具有高度的探索性，因此需要進(jìn)行包括勘查技術(shù)、礦產(chǎn)、地質(zhì)等多學(xué)科內(nèi)容的綜合研究。單礦產(chǎn)和地質(zhì)來說，一般包括成礦規(guī)律、礦床地質(zhì)和成礦地質(zhì)背景等方面的學(xué)科內(nèi)容。

我國(guó)的專家學(xué)者，針對(duì)綜合地質(zhì)研究問題提出了不同的見解。教授級(jí)高級(jí)工程師葉天竺提出，深部礦勘查中的地質(zhì)研究應(yīng)從成礦地質(zhì)作用特征研究入手，將成礦作用的深度、和成礦有關(guān)的控礦因素、成礦作用標(biāo)志、礦田構(gòu)造等作為研究?jī)?nèi)容，同時(shí)葉天竺先生對(duì)這些內(nèi)容的研究要點(diǎn)、意義和注意事項(xiàng)、應(yīng)用事例進(jìn)行了闡述;翟裕生等認(rèn)為，深入礦區(qū)研究區(qū)域和礦區(qū)的成礦規(guī)律是進(jìn)行深部找礦的關(guān)鍵所在，其重點(diǎn)是成礦的環(huán)境、系統(tǒng)和成礦演化，以通過認(rèn)識(shí)礦床產(chǎn)生某一深度的原因和制約因素來選擇合適的發(fā)現(xiàn)深部礦床的手段;數(shù)學(xué)地質(zhì)、礦產(chǎn)普查勘探學(xué)家趙鵬大則認(rèn)為深部找礦中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地殼深部結(jié)構(gòu)的研究，對(duì)于深部找礦的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率及勘查項(xiàng)目的轉(zhuǎn)化率要有足夠的重視，強(qiáng)調(diào)了以求異準(zhǔn)則作為指導(dǎo)進(jìn)行成礦定量預(yù)測(cè)的重要性［4］。

總體看來，地質(zhì)成礦具有自身的變化性和復(fù)雜性，加上現(xiàn)有地質(zhì)成礦理論具有不完善性，研究手段的技術(shù)水平有限，所以當(dāng)前在深部礦勘查中的綜合地質(zhì)研究進(jìn)程比較緩慢。其中深部成礦地質(zhì)環(huán)境、特征，深部成礦的規(guī)律等與深部成礦勘測(cè)的相關(guān)研究力度還需要進(jìn)一步提高和加強(qiáng)。

3.2 深部找礦的技術(shù)與方法研究

(1)深部找礦中的大深度物探技術(shù)

目前我國(guó)深部找礦中的大深度物探技術(shù)主要分為五種:瞬變電磁法、可控源音頻大地電磁法、金屬礦地震勘探法、井中物探法和大比例尺航空物探法。

①瞬變電磁法。在我國(guó)深部找礦中比較普及，主要用于探測(cè)一些隱伏的和埋藏較深的金屬礦。瞬變電磁法比傳統(tǒng)的激電方法和支流電法的垂向分辨率高，探測(cè)深度大，深度達(dá)到300m～400m，對(duì)于傳統(tǒng)激電方法和支流電法無法探測(cè)的覆蓋層下的良導(dǎo)電體，它可以很容易的探測(cè)到。

②可控源音頻大地電磁法。這類找礦的方法在我國(guó)已進(jìn)入到推廣應(yīng)用的階段。它是一種主動(dòng)源大地電磁測(cè)量方法，可以對(duì)不同深度進(jìn)行取樣，主要是因?yàn)樗茉谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)逐步改變發(fā)射機(jī)與接收器的頻率?？煽卦匆纛l大地電磁法可探測(cè)幾十米到1 000m左右的深度。

③金屬礦地震勘探法。這類方法原來主要用于油氣、巖鹽和煤田的勘測(cè)，隨著勘測(cè)數(shù)據(jù)的不斷完善，慢慢的被應(yīng)用到金屬礦的勘測(cè)中。它主要是利用人工激發(fā)的地震波探測(cè)不同彈性地層的傳播規(guī)律，分析該探測(cè)區(qū)地層的地質(zhì)情況。雖然金屬礦地震勘探法在我國(guó)尋找隱伏礦的過程中發(fā)揮了重要作用，但是其方法在我國(guó)的普及率還不高，有待更深一步的推廣［5］。

④井中物探法。這種方法在西方國(guó)家應(yīng)用的比較廣，在我國(guó)也得到普及和推廣。通過這種方法，勘查人員可以獲取井壁四周和鉆孔底部的信息，對(duì)于發(fā)現(xiàn)這些地方的盲礦具有十分重要的意義。而且井中物探法的具體方法也很多，比如井中瞬變電磁法、井中磁測(cè)和井中充電法等。其工作深度可達(dá)2 500m～3 000m，井周半徑范圍可達(dá)200m～300m。

⑤大比例尺航空物探法。大比例尺航空物探法優(yōu)點(diǎn)是可以遠(yuǎn)距離快速獲得信息，在區(qū)域地理填圖中發(fā)揮著重要作用。3.3深部找礦中的深穿透化探新方法

(1)活動(dòng)態(tài)金屬離子法。這種探測(cè)法主要用來分析銅、鋅、鐵等金屬離子，這些活動(dòng)態(tài)的離子一般通過一種或幾種弱的金屬試劑來提取。這種方法可以探測(cè)到700m的深度。

(2)酶浸析法。運(yùn)積物土壤中的非晶物質(zhì)吸收的微量元素可以反映深部巖石的化學(xué)特征，酶浸析法就是根據(jù)這一原理進(jìn)行探測(cè)，在冰積物覆蓋區(qū)的探測(cè)深度可達(dá)300m以上。

(3)地電化學(xué)法。地電化學(xué)法主要包括部分金屬提取法和偏提取技術(shù)(熱磁地球化學(xué)法、部分金屬提取法、擴(kuò)散提取法和元素賦存形式法)兩類，其中前者是核心。這種方法可以探測(cè)150m厚覆蓋層和500m厚基巖之下的礦化。

(4)地球氣法。是一種在各種尺度上分析以微氣泡形式攜帶超微粒金屬到達(dá)地球的深部氣體的方法。

4 深部找礦存在的問題及解決辦法

4.1 深部找礦存在的問題

(1)無法實(shí)現(xiàn)因地制宜

礦產(chǎn)開采工作的前提和基本要求是因地制宜。由于我國(guó)礦產(chǎn)尋找和開采面臨著礦產(chǎn)資源分布分散，區(qū)域差異大的特點(diǎn)，需要因地制宜。而我國(guó)深部找礦沒有針對(duì)性，沒有根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w需要進(jìn)行找礦，而是出現(xiàn)了遍地開花的特征，因此深部找礦的效率比較低。同時(shí)，我國(guó)深部找礦工作無法與當(dāng)?shù)貙?shí)際工業(yè)分布和資源狀況相適應(yīng)。

(2)深部找礦人員的專業(yè)素質(zhì)比較低

深部找礦人員需要具備豐富的找礦經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的找礦技術(shù)，才有可能找到有價(jià)值的礦產(chǎn)資源，影響最終的找礦結(jié)果。但是，我國(guó)找礦人員的專業(yè)素質(zhì)和技能水準(zhǔn)存在著不足，這已成為限制我國(guó)深部找礦工作的瓶頸。

(3)專業(yè)技術(shù)和儀器比較落后

先進(jìn)、精準(zhǔn)度高的儀器可以提高礦產(chǎn)資源的發(fā)現(xiàn)力度和開采效果。但是，我國(guó)由于資金不足更新?lián)Q代比較慢，許多設(shè)備已經(jīng)老化，限制了找礦的能力。另一種限制深部找礦發(fā)展的因素是技術(shù)的落后，一直以來我國(guó)找礦的范圍主要在于地層的淺部，導(dǎo)致找礦人員缺乏深部探測(cè)能力經(jīng)驗(yàn)，造成資金和人員的浪費(fèi)。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)深部采礦工作能力明顯不足，探測(cè)中缺乏考慮深部的意識(shí)，導(dǎo)致實(shí)際工作比較受阻，難以真正實(shí)行深部找礦工作。

4.2 提高深部找礦能力的措施

(1)仔細(xì)考察，提高因地制宜的能力

深部找礦工作應(yīng)該與當(dāng)?shù)氐馁Y源狀況、當(dāng)?shù)氐墓I(yè)需求和工業(yè)分布等現(xiàn)狀結(jié)合，有針對(duì)性的進(jìn)行找礦工作，提高深部找礦的效率。同時(shí)，分析當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特征和礦山分布情況，仔細(xì)的考慮礦山的礦床特征。對(duì)于開發(fā)深度淺、時(shí)間短的礦區(qū)，結(jié)合礦山的整體的穩(wěn)定性和基本情況進(jìn)行由淺到深的有效性開采，保證資源的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)因地制宜的找礦和采礦［6］。

(2)提高深部找礦人員的專業(yè)素質(zhì)

加強(qiáng)對(duì)找礦人員的技術(shù)和能力培訓(xùn)，建立一批具有深部找礦技術(shù)與能力的專業(yè)找礦人員。同時(shí)，幫助找礦人員涉獵一些地質(zhì)學(xué)和其他工種的知識(shí)，比如與礦山有關(guān)的物理、化學(xué)知識(shí)，提高深部找礦人員的能力，積累深部找礦的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平，從而提升找礦人員的整體素質(zhì)。

(3)引進(jìn)專業(yè)設(shè)備

深部找礦相關(guān)部門可以選擇政府支持，多方籌資的策略，提高設(shè)備的資金投入，引進(jìn)一批高精準(zhǔn)、科學(xué)的找礦儀器，加強(qiáng)對(duì)找礦人員運(yùn)用、保養(yǎng)、維修新設(shè)備能力的培養(yǎng)，發(fā)揮設(shè)備的最大效益。

5 結(jié)語

深部找礦是一項(xiàng)長(zhǎng)久的、艱難的工作，需要政府及其相關(guān)部分的支持與配合，在找礦中找礦人員應(yīng)精選靶區(qū)，突出重點(diǎn)，取得新經(jīng)驗(yàn)，提高綜合找礦、評(píng)價(jià)和開發(fā)利用的能力，實(shí)現(xiàn)探采、環(huán)保、地下空間利用的統(tǒng)籌規(guī)劃，從而保證后繼資源的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步。

［1］翟裕生.鄧 軍.王建平，等.深部找礦研究問題［J］.礦床地質(zhì)，2004(2).

［2］葉天竺.薛建玲.金屬礦床深部找礦中的地質(zhì)研究［J］.中國(guó)地質(zhì)，2007(5).

［3］趙鵬大.成礦定量預(yù)測(cè)與深部找礦［J］.地學(xué)前緣，2007(5).

［4］藤吉文，楊立強(qiáng)，姚敬全，等.金屬礦產(chǎn)資源的深部找礦、勘探與成礦的深層動(dòng)力過程［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2007(02).

［5］翟裕生.中國(guó)區(qū)域成礦特征及若干值得重視的成礦環(huán)境［J］中國(guó)地質(zhì)，2003(4).

［6］郭豐偉，李 強(qiáng).深部找礦中存在的問題研究［J］中國(guó)科技投資，2012(27).