浅析金属矿产勘查中的新技术与新方法

浅析金属矿产勘查中的新技术与新方法
摘要：深部固体矿产资源未来将是社会发展和人类生活需要的重要来源，进行深部综合地质勘查技术是未来矿产勘探发展的主要方向，深部探测实验研究已在我国逐步展开。

本文就金属矿产勘查的新技术进行探讨，分别对地球化学勘查、地球物理勘探以及高光谱遥感技术进行深入的分析，以供参考。

关键词：金属矿产；地球化学勘查；地球物理勘探；高光谱遥感技术引言
20世纪，人类取得的一系列科学技术成就带动了人类社会的飞速发展，其中电子信息技术的广泛应用，对政治、经济、科技、军事、文化等领域产生了深远的影响，揭开了信息时代的序幕。

随着我国工业快速发展和经济高速腾飞，大量各类金属矿产资源的需求量日益增大；而目前国内各矿产资源呈现后备不足，供不应求之势，严重制约了实现社会主义可持续发展的战略目标进程。

一、综合地球物理在深部矿产勘探中的应用现状
进入21世纪以来，经济高速腾飞，机械化程度越来越高，电子工业迅猛发展，航空航天技术和电子计算机技术的提高对地球勘探带来了前所未有的帮助，各种地球勘探新理论和新方法不断推陈出新，地球物理反演软件和理论也在不断完善。

重磁电震、测井、放射性等勘探方法在解决祖国的能源问题上发挥了举足轻重的作用，尤其是重磁电震综合地球物理勘探在深部和复杂地质环境下寻找矿产取得了巨大的成功，成为了解决深部隐伏矿产勘探的有效手段。

二、地球物理勘查方法的应用以及发展趋势
（一）、重磁勘探技术
重力勘探在中国能源勘查应用广泛，历史悠久，取得了丰硕的成果，主要应用于工程地质勘查、区域地质调查和固体矿产勘查中。

21世纪初，航空重力逐渐进入地球物理勘查的视线，我国引进的-1(GT-1A)重力仪和数据处理软件，与自行研制的测高、定位、收录等设备集成形成了实用型航空重力勘查系统。

目前正在发展的反演物性结构的“层析”成像技术、三维场源空间定位技术、三维可视化技术、三维场源屏幕正反演解释、有机结合的多参数组合反演方法、综合场及其梯度的自动反演技术、总梯度张量反演方法等都极大的提高了重力勘探的精确度，为地下地质构造的分析，矿产深度定位提供了可靠的依据。

（二）、电法勘探技术
电磁法和电法近几年发展迅速，仪器、反演方法、各类软件也不断更新。

电法仪器根据仪器所采用的测量技术及工作方式，可将电法仪器归为直流电法仪、频率域电法仪及时间域电法仪3大类。

新型分布式高密度电法仪改进了旧时高密
度电法仪的弱点，未来将成直流电法勘探发展的主要方向，主要有美国ZONG 公司推出的GDP-32Ⅱ仪器和德国DMT公司研制生产的RESECS高密度电法仪，RESECS仪在单道和多道情况下最高可控制960个电极，极大的提高了生产效率。

（三）、地震勘探
矿产公司都运用野外地质成图、电磁法、位场技术和钻井等方法寻找新型矿藏，但随着大型浅层矿藏即将开发殆尽，可开发的探明储量的矿产资源也越来越少，未来的产业和市场就需要发展深部勘探技术。

金属地震勘探由于勘探深度大，分辨率高，对地下地质结构和构造通过成像处理能做出精细评价，因此在未来的深部矿产勘探中将发挥举足轻重的作用。

但由于大部分矿区地表条件复杂，岩性、地震地质条件复杂，并且金属矿形态复杂，目标体波阻抗差很小，使用地震勘探难以获得高质量地震数据等原因，使得地震勘探很晚才应用到矿产勘探中。

（四）、深部找矿地球物理技术发展趋势
地球物理勘探未来的发展与国民经济，人民的需求紧密联系在一起的，分析现在，放眼未来，地球物理矿产勘探的发展表现在以下几个方面：（1）随着浅部资源的枯竭，未来资源勘探必将走向深部；（2）陆地面积小，浅层矿产资源开采殆尽，未来固体矿产同石油一样，也将走向海洋；（3）随着深部矿产勘探新问题，新难题的出现，现有的地球物理理论无法满足要求，新理论和方法的出现必将为深部矿产勘探带来革命性的变化。

三、地球化学勘查技术
隐伏矿勘查的难度大已经成为矿产勘查界一致的共识，寻找隐伏矿或难识别矿的突破口在于如何获取到能够反映矿体的真实可信的直接信息或间接信息，随着矿产勘查工作的不断深入，以地球物理、地球化学勘查技术为主的现代矿产勘查技术发挥着越来越重的作用，不同于其他勘查方法，地球化学勘查的特点是能够在矿化信息较为隐蔽的条件下，查明成矿元素的分布状况和元素的浓集中心，进而指示隐伏矿床的可能存在位置，然而，在实际找矿中，常规方法在寻找埋藏较深的矿体时表现出的效果受到了很大程度的制约，要改变常规方法这种不利局面就必须发展具有高精度、高灵敏度和高专属性的新方法和新技术，新方法、新技术和传统方法技术的相互配合使用，将有利于提升找矿效果。

在地球化学勘查技术中，最为常见的土壤测量方法有如下两种：
（一）、土壤细粒级组分测量地球化学特征
本文中地球化学异常的圈定分为以下步骤：（1）利用GeoIPAS制图软件，采用累积频率的方法，分九个色阶制作元素地球化学图；（2）在单元素地球化学图基础上，视元素含量情况从高到低依次取每个元素最高的三个含量等值线，在综合考虑元素分析检出限的情况下经取整调整后作为该元素异常内带等值线、异常中带等值线和异常下限；（3）根据元素地球化学异常图上反映的元素异常浓集中心面积、异常强度等，阐述元素地球化学异常特征。

（二）、土壤热磁组分测量地球化学特征
在土壤物质组成成分中，普遍存在着一种非晶质铁锰（氢）氧化物物质。

有研究者指出，土壤中的非晶质铁锰（氢）氧化物与各种类型的成矿元素关系密切。

前苏联A.H.波戈留波夫等人在上世纪70年代以这种非晶质铁锰（氢）氧化物物质为采样对象，提出了一种偏提取技术，称为热磁技术。

该技术主要应用于常规地球化学勘查方法效果不佳的覆盖区。

热磁组分测量方法（图1）其实是一种物理化学方法，主要是通过富集铁锰氧化物，进而测定其中被吸附和包裹的元素含量。

铁锰氧化物大多为非晶质属性，比磁化系数较低，但是在经过特定加热后可以使铁锰氧化物转变为磁赤铁矿和赤铁矿等，这样可以较大程度的提高比磁化系数，但不改变原来被铁锰氧化物吸留的元素，这些元素仍保持原来的空间分布状态，通过强磁选方法，能够将铁锰氧化物富集一倍至几倍，将富集后的铁锰氧化物进行分析，能够明显强化异常信息，对寻找隐伏矿有一定的帮助。

热磁技术还有一个显著的优点，就是异常的重现性很好，这一点在隐伏矿地球化学勘查中至关重要。

图1土壤热磁组分测量As地球化学图
四、高光谱遥感技术
高光谱遥感技术是将传统的二维成像技术与光谱技术相结合的遥感技术。

它可以同时获取被测地物的空间信息以及光谱辐射信息，并生成一个三维的数据立方体。

该立方体同时涵盖了空间、辐射、光谱三重信息，因而为人类分析处理问题带来了极大的便利。

图2给出了高光谱遥感系统的全过程模型，从图中可以看出，图像获取是为了获取人们所感兴趣地物的信息，图像的传输则是将这些感兴趣信息进行有效传递和存储的过程;图像处理是将获取的信息进一步进行分析、加工、处理，实现有用信息的提取与干扰信息的去除，从中发现所隐含的、未知的新信息;控制与显示则是根据图像处理所产生的新信息对感兴趣地物或其存在的外部系统进行相应的策略决策与控制，即信息的施效过程。

通过信息的施效使得对象及其外部环境产生新的变化，进而又产生新的不同的信息，从而循环往复对对象进行不断的控制与调整，并根据不同的应用目的，最终完成对象的变革。

图2高光谱遥感信息系统的全过程模型
高光谱遥感技术经过高光谱图像的获取、传输与处理实现了对信息的获取、共享以及信息中知识的提炼，达到了对感兴趣地物与其存在环境认识与认知的目
的。

然而，人所希望应用的高光谱遥感技术其目的不仅仅局限于此，而是能够设计出一个智能的高光谱技术控制系统，进一步将这些提炼的知识与目标相结合，生成解决问题的策略信息，并在控制策略的调度下将之转变成具体的行为，解决问题，实现对感兴趣对象以及其所存在外部环境进行改造的目的。

结束语
现代矿产勘查的成功极大取决于高分辨率遥感技术、高精度地球物理技术和高灵敏度地球化学技术，而这些技术综合成功的关键是信息技术。

因此，我们应以信息技术为核心，发展三维可视化技术、数据融合和模拟技术，最大限度地利用各种数据资料，提高发现大型矿床的成功率。

参考文献
[1]吴其斌，崔林沛.勘查隐伏金属矿的新方法[J].地质与勘探，2002，5(6):44-47.
[2]曹新志，张旺生，孙华山.我国深部找矿研究进展综述[J].地质科技情报，2009.28(2):104~110.。