区域成矿规律与矿产勘查技术的研究与应用
许浩杰
山东省地质矿产勘查开发局第四地质大队(山东省第四地质矿产勘查院) 山东省 261021
一、引言
矿产资源是人类社会发展的重要物质基础,对于推动经济增长、保障国家安全等方面起着关键作用。随着全球经济的快速发展,对矿产资源的需求持续增长,而优质、易采的矿产资源日益减少,使得矿产勘查工作面临着更大的挑战。在这种背景下,深入研究区域成矿规律,运用先进的矿产勘查技术,对于提高矿产勘查的效率和成功率,发现更多的矿产资源具有重要意义。
二、区域成矿规律
(一)区域成矿规律的概念
区域成矿规律是指在一定的地质区域内,矿产形成、分布与地质构造、地层岩性、岩浆活动等地质因素之间的内在联系和规律性。它反映了在特定的地质历史时期和地质环境下,成矿物质的来源、运移、富集以及矿床形成的过程和条件。通过研究区域成矿规律,可以了解矿产资源在空间和时间上的分布特征,为矿产勘查提供理论指导。
(二)区域成矿规律的影响因素
地质构造:地质构造是控制区域成矿的重要因素之一。不同的地质构造单元,如板块边界、褶皱带、断裂带等,具有不同的地质演化历史和动力学背景,从而影响成矿物质的运移和富集。
地层岩性:地层岩性对成矿也有着重要影响。某些地层中富含特定的成矿物质,如黑色岩系中常含有丰富的金、银、铜等金属元素,这些地层在合适的地质条件下可以成为矿源层。
岩浆活动:岩浆活动是区域成矿的重要热源和物质来源。岩浆在上升和侵位过程中,会携带大量的成矿物质,并在适当的部位富集形成矿床。岩浆的成分、演化程度以及侵位方式等都会影响成矿的类型和规模。
(三)区域成矿规律的研究方法
地质填图:地质填图是研究区域成矿规律的基础方法。通过对地表地质现象的详细观察和测量,绘制地质图,了解地层、构造、岩石等地质要素的分布和特征,为进一步研究成矿规律提供基础资料。
同位素地质年代学:利用同位素地质年代学方法,可以确定岩石和矿床的形成年龄,从而了解区域地质演化历史和矿床的形成时期,为研究区域成矿规律提供时间框架。
地球化学研究:地球化学研究可以分析岩石、土壤、水系沉积物等样品中的元素含量和分布特征,了解成矿物质的来源、运移和富集规律,确定成矿元素的异常区域,为矿产勘查提供线索。
三、矿产勘查技术
(一)地质填图
地质填图是矿产勘查的基本方法之一。通过对工作区内的地层、岩石、构造、矿产等地质现象进行详细观察和测量,绘制地质图,了解地质条件与矿产分布的关系。地质填图可以分为路线地质填图、面积地质填图和专项地质填图等不同类型,根据勘查工作的阶段和目的选择合适的填图方法。
(二)地球物理勘查
地球物理勘查是利用地球物理场的变化来探测地下地质体的分布和性质。常见的地球物理勘查方法包括重力勘查、磁力勘查、电法勘查、地震勘查等。重力勘查通过测量地球重力场的变化,寻找与矿体有关的重力异常;磁力勘查利用岩石和矿体的磁性差异,探测磁性地质体的分布;电法勘查通过研究岩石和矿体的电学性质差异,确定地下地质体的分布和结构;地震勘查则利用人工激发的地震波在地下传播的特性,探测地下地质构造和矿体的分布。
(三)地球化学勘查
地球化学勘查是通过分析天然物质(如岩石、土壤、水系沉积物、植物等)中的化学元素含量和分布特征,发现与矿体有关的地球化学异常,从而寻找矿产资源。地球化学勘查可以分为岩石地球化学勘查、土壤地球化学勘查、水系沉积物地球化学勘查、气体地球化学勘查等不同类型。其中,土壤地球化学勘查是应用最为广泛的一种方法,通过采集土壤样品,分析其中的成矿元素和指示元素含量,圈定地球化学异常区,为矿产勘查提供靶区。
(四)遥感勘查
遥感勘查是利用航空或航天遥感技术,获取地球表面的影像信息,通过对影像的解译和分析,研究地质构造、岩石类型、矿产分布等地质现象。遥感勘查具有宏观、快速、高效等优点,可以在短时间内获取大面积的地质信息,为矿产勘查提供区域地质背景资料。
四、区域成矿规律与矿产勘查技术的结合应用
区域成矿规律与矿产勘查技术是相辅相成的关系。区域成矿规律为矿产勘查提供理论指导,明确勘查方向和重点区域;矿产勘查技术则是实现区域成矿规律应用的手段,通过各种勘查技术的综合运用,验证和深化对区域成矿规律的认识,发现潜在的矿产资源。
在矿产勘查工作中,首先要深入研究区域成矿规律,分析工作区的地质构造、地层岩性、岩浆活动等地质因素,确定可能的成矿类型和有利的成矿区域。然后,根据区域成矿规律的研究成果,选择合适的矿产勘查技术进行勘查工作。例如,在地质构造复杂、岩浆活动频繁的地区,可能存在与岩浆热液有关的金属矿床,可优先采用地球物理勘查和地球化学勘查方法,寻找与矿体有关的地球物理异常和地球化学异常;在已知矿化区的外围,可利用地质填图和遥感勘查方法,扩大找矿范围,寻找新的矿化线索。
在勘查过程中,要不断地将勘查结果与区域成矿规律进行对比和分析,及时调整勘查方案和技术方法。如果发现的异常与区域成矿规律不符,要深入研究原因,可能是由于勘查技术的局限性或对区域成矿规律的认识不足导致的,需要进一步补充勘查工作或修正对区域成矿规律的认识。
五、发展趋势
(一)多学科融合
随着科学技术的不断发展,区域成矿规律与矿产勘查技术的研究将越来越注重多学科的融合。地质学、地球物理学、地球化学、遥感技术、信息技术等学科的交叉融合,将为区域成矿规律的研究和矿产勘查技术的创新提供新的思路和方法。例如,利用大数据和人工智能技术,对海量的地质、地球物理、地球化学数据进行分析和处理,建立更加准确的成矿模型,提高矿产勘查的效率和成功率。
(二)深部勘查技术
随着浅部矿产资源的日益减少,深部矿产勘查将成为未来矿产勘查的重点方向。发展深部勘查技术,如深部地球物理勘查技术、深部钻探技术等,提高对深部地质结构和矿产资源的探测能力,是解决矿产资源短缺问题的关键。同时,研究深部地质过程和深部成矿规律,为深部矿产勘查提供理论支持,也是未来的研究重点之一。
(三)绿色勘查技术
在可持续发展的理念下,绿色勘查技术将得到越来越广泛的应用。绿色勘查技术强调在矿产勘查过程中,最大限度地减少对环境的破坏和影响,实现矿产资源勘查与环境保护的协调发展。例如,采用生态地球化学勘查技术,利用植物、土壤等生态介质进行地球化学勘查,减少对地表植被和土壤的破坏;推广使用清洁能源和环保型勘查设备,降低勘查过程中的能源消耗和污染物排放。
结束语
区域成矿规律与矿产勘查技术的研究与应用对于保障矿产资源的可持续供应具有重要意义。通过深入研究区域成矿规律,了解矿产形成和分布的内在联系,为矿产勘查提供理论指导;运用先进的矿产勘查技术,提高勘查的效率和准确性,发现更多的矿产资源。在未来的研究和工作中,应加强多学科融合,发展深部勘查技术和绿色勘查技术,不断推动区域成矿规律与矿产勘查技术的创新和发展,为矿产资源勘查与开发做出更大的贡献。
参考文献
[1] 周琦 , 陶平 , 陈启飞 , 邓克勇 . 贵州省成矿规律与百年勘查成果及新一轮找矿突破行动建议——《中国矿产地质志·贵州卷》研编 [J]. 地球学报 , 2025, 46 (01): 172-183.
[2] 刘林涛 , 牛得草 . 金属地质矿产勘查中的区域成矿规律研究 [J]. 世界有色金属 , 2024, (06): 107-109.
[3] 张明山, 郭玉, 赖锡仁. 基于区域成矿规律下矿产勘探方法探究[J].世界有色金属 , 2017, (04): 104+106.