2023年物探化探找矿思路与经验透析.docx

中国矿床发现史－物探化探卷收录了933个案例。这些案例记载着物探化探工作者的辛苦和业绩，也蕴涵着丰富的经验和教训。本文初步总结了以寻找金属矿为主的与工作部署、异常定性解释和异常查证有关的经验教训。      一、50年来的主要找矿成果      50年来的找矿实践说明：对能源、黑色金属、有色金属、非金属矿产和地下水找矿，物探为主，效果优于化探；寻找贵金属方面，化探为主，效果优于物探；寻找稀有、稀土矿方面，物探、化探平分秋色。     二、工作部署的思路      1 区域展开，面中求点     “区域展开，面中求点〞是物探化探工作取得找矿成果的主要模式。从50年代末到80年代初，通过查证磁异常、放射性异常和从80年代中期开始的查证区域化探异常找到了大量的铁矿、铀矿和金矿。据统计，中国80％的铁矿是通过查证航磁异常发现的；已勘查的铀矿中，94.4％是由地面放射性方法、航空伽马能谱测量首先发现的。自20世纪8O年代以来，几乎所有新发现的金矿床都是查证区域化探异常发现的。      区域重力调查直接找矿成果不多，只在盐类矿床和个别铁矿床上有效。但区域重力调查可发现和圈定大量盆地、局部构造、岩体、断裂、古老地块，在间接找矿和矿产预测中起了重要作用。     寻找能源矿产，自50年代中期，地质部将物探工作部署在原来不产油也未见油的地区，像松辽盆地、华北平原等大型沉积区，开展了大面积的石油物探概查，并提出了可能的含油构造，从而在5O年代末及6O年代初陆续发现了大庆、胜利等大型油田，实现了我国找油的重大突破。以后在其它地区寻找油气田无不是物探先行，进行大面积概查，对全区构造有整体了解后，从中圈出可能含油的局部构造，据此布孔后发现了油田。据此总结出油气勘查的成功经验是“区域预查、选区评价〞和“局部构造普、详查〞工作模式。     2 就矿找矿，攻深找盲     1949年以前到5O年代初中期，物化探工作毫无例外地布置在矿区及其外围。找到了大量的盲矿和外围矿，为扩大矿区的规模做出了重要奉献：四川攀枝花、湖北大冶、内蒙古白云鄂博、山东莱芜、辽宁鞍本、河北冀东、邯邢等铁矿和湖南水口山铅锌矿、甘肃白银厂小铁山多金属矿等。      评价古采点(老硐)、群众报矿和区域地质调查或普查中发现的矿点，也属于就矿找矿。由矿点、矿化点经物化探工作或物探化探配合地质工作升格为矿床，甚至是大型矿床的。例如西藏玉龙铜钼矿，新疆阿舍勒铜多金属矿，辽宁红透山铜(锌)矿，甘肃金川、吉林红旗岭、新疆喀拉通克铜镍矿，湖南黄沙坪、陕西八方山、甘肃西成铅锌矿，广西芒场锡多金属矿，吉林二道林子砷铜矿，甘肃崖湾锑矿，湖北银洞沟银金矿，黑龙江五星铂钯矿，重庆兴隆锶矿，黑龙江双鸭山、新疆蒙库铁矿，辽宁砖庙沟硼矿，广东低陂坜萤石矿，西藏羊八井地热田等。 　　至今就矿找矿仍是一种根本的找矿方式。要注意时序问题，物化探工作必须先行，不能与地质工作齐头并进，以免信息滞后。在矿区深部和外围、矿点、矿化点附近找矿时，普查的面积不能过小。类似矿体的产出部位往往有相当大的间隔(n×1000～n×10000 m)，主矿体的产出部位往往远离矿化露头，这已在许多矿例中见到。     例1 云南老王寨金矿床，在投入化探工作之前，仅在岩体外接触带找到1吨金矿。1985—1986年布置1：5000土壤测量3km ，经验证发现Ⅲ号主矿体，达中型。1986～1987年布置了1：10000土壤测量30km ，发现大批异常，经验证又发现1个大型、2个中型和1个小型矿床。     例2 西藏马拉松多铜矿床，1975—1977年3次上电法、磁法和化探工作，都因测区范围太小，效果不明显。1978年在4km2范围内开展1：10 000电法、磁法和化探，发现3个异常，验证磁异常，取得突破性进展。     例3 陕西煎茶岭镍矿床，于1958年开展了1：5000磁法和自电工作5.86 km，验证磁异常，2孔均见镍矿。1959年又扩展1：5000磁法和自电工作5.46 km，再设计一验证孔，也见镍矿体。但3孔所见镍矿体皆薄，即中止工作。1967年找铁矿时，验证磁异常，见规模较大镍矿体。1971-1973重新开展1：5000磁法、自电、激发激化和岩石测量19.6km,才展现了环绕花岗岩体接触带呈环状分布的磁、电、Ni异常全貌，经全面验证，发现13个工业矿体，达大型。     3 物探、化探工作应贯穿找矿各阶段      物化探技术在矿产的预查阶段对发现矿床作用极大；在普查阶段对发现盲矿、判断矿体产状、延深和连接情况可起重要作用：普查之后，在矿床勘探阶段充分运用物探化探技术，还会有新发现，即使不能扩大储量，也可节约勘探费用、缩短勘探周期。      广东大宝山铁、多金属矿床：从1950年起，该矿就引起了地质人员的重视，但意见分歧。至1956年岩石测量发现长达1 500米长的近南北向铜、铅、锌强异常带，才停止了找矿前景争论，于1957年上钻验证发现盛矿体。1960年验证磁异常又发现了西部矿带。     陕西三岔铜硐山铅锌矿床：1959年据群众报矿发现。1960－1963年进行普查勘探，提交铅加锌储量20.5万吨。1975－1978年开展化探工作，发现化探异常范围远大于矿体范围，据化探异常提供的信息再次勘探，提交铅加锌储量112万吨，扩大5倍多。1991年进行坑道充电测量，经验证其异常，矿体又向西延伸300－700m。可见，假设及早投入化探与充电法。可缩短勘探周期20多年。      安徽淮南煤矿潘集一谢桥矿区刘庄井田：1979年采用以地震勘探为主、钻探验证的方法进行勘探，与以钻探为主的老方案比照，节约钻探工作量12万多米，节约地勘费1000多万元，缩短勘探周期7年。     4 直接找矿与间接找矿并举      应用效果最好的油气、煤炭和地下水勘查以间接找矿为主，除调查了解成矿环境外，主要是圈出可能的含油气、煤炭、地下水的层位及局部构造。在找油气方面已采用化探、激电、磁法等非地震方法，试图判别地震圈出的局部构造的含油性，以便实现“直接〞找油。在煤炭勘查中，已采用高分辨率地震技术有效地追索煤层及煤层中的小断层。在找水方面，也使用核磁共振、激电等方法判定电阻率法圈出的可能含水地段是否有水和水量大小。在寻找沉积盐类矿床方面，重力、电法、放射性、地震和水化学等方法的综合运用，不仅能圈定沉积盆地、了解构造，还能“直接〞圈定盐类矿田或矿层范围。      在寻找金属、非金属矿方面，初期以直接找矿为主。自60年代开始，为寻找某些物性差异小的矿及深部矿，已重视间接找矿。如个旧锡矿老矿山在1954～1956年投入自电、电测深、磁法、重力和土壤测量进行直接找矿，效果欠佳：从1959年开始重视间接找矿；1962～1965年，采用大极距电测深查明岩体隐伏接触带，结合岩石测量和地质标志，找到了埋深达千米的高松大型接触带型锡多金属矿床，取得成功。又如，在山东等地找金工作中，曾用电法、高精度磁测有效地追索覆盖层下的含矿破碎带；在长江中下游和湖南等地寻找有色金属矿产时，用重力、磁法成功地圈定了与成矿、控矿有关的岩体，以间接方式，在找矿方面发挥了重要作用。      5 方法选择要遵循优化组合的原那么      由于物化探异常的地质起因往往是多解的，在复杂的情况下需多种物化探方法相互配合。根据物性条件、控矿地质条件、地形和交通条件以及每种方法本身的特点，本着既不多余又不缺少的原那么。优选物探化探方法组合，也是找矿成败或影响找矿周期的重要因素。      直接找矿工作从单方法异常多解的困惑到强调多方法综合利用，走过一段曲折的路：1〕50年代用磁法找磁铁矿十分有效，曾认为有一定强度的磁异常就是磁铁矿引起的，但在多处打钻验证却未见矿。后经研究物性才确认是各类火山岩引起，特别是大兴安岭的酸性火山岩(流纹岩)，其剩磁很强，其它地方的火山岩也有类似情况。2〕50年代中期用自电法追索浅部硫化矿床，效果也好。但在大范围开展工作后，也遇到许多如地形、破碎带、黄铁矿化、石墨化等因素引起的非矿异常，使自电法的效果大受影响。3〕50年代前期用电阻率法(包括等电位线法)找金属矿，也由于引起低阻异常的因素很多，验证异常时曾屡次落空(如在白银厂外围、中条山外围曾对异常验证，均以见到碳质岩层而失败)。4〕50年代曾对单元素化探土壤异常进行检查，因深部情况了解不够，钻探验证结果不甚理想。一是因为主矿体不一定在化探异常最强部位之下，且产状不清：再者，一些化探异常仅为浅部矿化或剥蚀后的矿尾晕引起，因而也发生过找有色金属矿效果不佳的时期。5〕自50年代末起，开始重视对某一方法普查发现的异常用另一参数的方法进行检查。有时还用综合方法进行普查以便综合找矿和综合解释异常。采用这种方式，找矿效果大大提高，特别是化探与物探相结合，或是化探异常用物探方法检查，或是物探异常用化探方法检查，均使物探、化探异常的验证取得高命中率。例如，在新疆磁海铁矿，钻探验证其磁异常之前，由于投入了重力和电法，综合异常具有重高、磁高，电阻率低的特点，推断异常由矿体引起的把握性大，钻探才上得快。6〕在找矿史中，也有许多投入综合方法过多，有些方法重复，作用不大的例子。      三、解释异常的经验      物探化探资料的推断解释，存在2种多解性：一是异常起因地质定性解释的多解性；二是定量反演异常源几何参数的多解性。前一种情况常导致区分矿与非矿异常的失误。例如，与全国知名的云南大红山铁矿和江苏梅山铁矿对应的航磁异常，在查证之前仅依据磁异常特点和与地质图简单比照，最初均推断由火山岩引起。后一种多解性可导致因产状判断错误、推断深度不准等使第一、二个验证孔找不到矿体或找不到主矿体。正是由于客观存在的这2种多解性，造成了物探化探资料推断解释的复杂性。       减少多解性的方法，从目前看主要有3条途径：其一是通过观测数据在数量上空间分布上的增多，减少定量解释的多解性；其二是通过稀疏工程控制和增加性质不同的观测参数，即投入综合方法减少定性与定量解释的多解性；其三是深入研究异常和提高解释者的水平。      从众多异常中筛选出矿致异常进行工程验证，就是物探化探找矿中在取得合格资料后的关键。异常筛选是目前物探化探找矿工作中技术难度最大、最能显示物探化探工作者水平的重要方面，因为异常地质起因解释需考虑众多的复杂因素。在给异常定性时，判断异常的地质起因要注意以下问题：     1 从到未知和注意发现新类型、新矿种并重     “从到未知〞是物探化探异常解释的根本准那么之一。“〞首先是指工区内或邻近地区地质起因的异常，通过追索、类比异常，推断未知异常的地质起因，可靠性较大；同时也是指非工区内、非邻区的成矿地质条件和矿异常特点，据此筛选出位于与矿成矿地质条件相同或相似地段的异常和异常特点相近的异常进行验证，成功的把握也较大。      “从到未知〞不能绝对化。同一地区同一矿种可能有几种矿床类型：控矿构造可能有多组方向；同一类矿床可能产在并不完全相同的地质环境中；更重要的是在工作区内可能存在不同于矿床的新矿种、新类型。既要从到未知，寻找与矿床类似的矿床；又要有创新的思想，同样注意那些与矿异常特点不同、所处地质环境或矿化特点不同的那些异常。      江苏栖霞山铅锌银矿床原为小型锰矿，验证自电和化探异常，却发现了大型铅锌银矿床；陕西八卦庙金矿先发现了褐铁矿化石英脉含金，从1981～1987年，用了7年时间找石英脉型金矿，但品位普遍低，此后在化探金异常中心布槽验证，发现宽达100余m的含金蚀变千枚岩，从此发现新类型矿化，矿床规模达特大型；贵州老万场金矿，1983年土壤测量就圈出了金的高含量异常区；囿于找原生金矿，1985年再次查证该金异常，也未将土壤中的高含量视为矿，而中止工作；到1992年进行资料二次开发时，才重视这一土壤测量异常，并发现了新类型—红土型金矿；1957～1958年，据地面磁测异常发现了陕西大西沟铁矿，储量缺乏1000万吨，1966年发现航磁异常后，经地面磁法详查，1969年布5孔验