沉积型矿床地质调查与矿产勘查中物探化探综合找矿模式构建与应用研究

一、引言

沉积型矿床是沉积作用形成的矿产资源，包括砂岩型铀矿等多种类型，占我国已探明矿产储量超 35% ，在能源等领域作用不可替代。但受沉积环境演化等因素影响，存在矿体规模不均等勘查难点。传统单一地质填图或物探方法找矿效果不佳。随着勘查技术升级，物探与化探协同应用是突破勘查瓶颈的关键，构建综合找矿模式对提高资源保障能力有重要意义。

二、沉积型矿床地质特征与勘查难点

2.1 典型地质特征

沉积型矿床形成与沉积盆地演化密切相关，有鲜明地质特征。空间上，矿体多受沉积相带控制，如砂岩型铀矿赋存于河流 - 三角洲相砂体；物质组成上，矿化体与围岩岩性差异小，如铀矿化砂岩与普通砂岩仅铀含量不同；结构构造上，矿体常呈层状等产出，受后期断裂构造影响易变化，如铅锌矿体在断裂带附近形成脉状分支。此外，该类矿床有“ 同生沉积、后期改造” 特点，矿化强度不均，增加勘查难度。

2.2 核心勘查难点

沉积型矿床勘查有三大难点。一是靶区圈定难，矿体与围岩物理化学性质差异微弱，单一方法难识别；二是深部探测难，多数矿床埋深超 500米，浅部勘查手段无法触及，深部物探方法分辨率随深度增加降低；三是多解性强，物探异常可能由矿化或非矿因素导致，易造成误判。

三、物探化探方法的技术适配性分析

3.1 物探方法的选择与应用

针对沉积型矿床地质特征，需选针对性物探方法。电阻率法（尤指高密度电阻率法与可控源音频大地电磁法）适用于探测含矿砂体与隔水层电性差异，如砂岩型铀矿化砂体常呈低电阻率异常；重力勘探可通过密度差异圈定沉积盆地中的高密度矿化体，如沉积型铁矿床重力高异常指向性明显；磁法勘探适用于含磁性矿物的沉积型矿床，如含磁铁矿的沉积变质型铁矿，可通过磁异常圈定矿体范围；地震勘探（反射波法）能反映沉积地层层理结构与断裂构造，为矿体赋存构造背景提供依据，如确定控制铅锌矿体的断裂带位置。

3.2 化探方法的选择与应用

化探方法通过捕捉地球化学异常识别矿化线索。土壤地球化学测量适用于浅覆盖区，通过分析土壤中微量元素（如 U、Pb、Zn、As）含量异常，圈定矿化体地表投影范围，如砂岩型铀矿常伴土壤中 U、Mo 元素高值异常；水系沉积物测量适用于地形复杂山区，通过采集水系沉积物样品追踪上游矿化来源，为区域找矿提供宏观线索；岩石地球化学剖面测量可分析钻孔岩芯中元素含量变化，确定矿体垂向延伸与矿化强度，如分析铅锌矿钻孔岩芯中 Pb、Zn、Ag 元素含量，圈定矿体厚度与品位分布；生物地球化学测量适用于植被覆盖区，通过检测植物体内微量元素异常，间接指示地下矿化体存在。

四、物探化探综合找矿模式构建

4.1 模式构建思路

综合找矿模式遵循 “ 区域概查 - 矿带详查 - 靶区精查” 的勘查流程，以地质理论为指导，实现物探与化探方法的分阶段、递进式应用。在区域概查阶段，以大面积水系沉积物测量与重力、磁法区域测量为主，圈定成矿远景区；在矿带详查阶段，通过土壤地球化学测量与高密度电阻率法、地震勘探相结合，缩小找矿范围，圈定矿化异常带；在靶区精查阶段，采用可控源音频大地电磁法、岩石地球化学测量与钻探工程配合，精准定位

矿体并控制其规模。

4.2 核心技术流程

综合找矿模式的核心技术流程分为四个步骤。第一步，地质约束建模，通过区域地质填图与沉积相分析，建立成矿地质模型，明确矿体的赋存层位、岩性特征与构造控制因素，为物探化探方法的选择提供依据；第二步，物探定位异常，依据地质模型部署物探工作，通过多方法联合测量识别物理性质异常，初步圈定靶区范围，并结合地质分析剔除非矿异常；第三步，化探验证异常，在物探异常区开展土壤或岩石地球化学测量，通过元素组合异常（如 U-Mo 组合、 Pb-Zn-Ag 组合）验证矿化可能性，缩小靶区范围；第四步，钻探工程控制，在物化探综合异常区部署钻孔，通过岩芯编录、化验分析确定矿体的规模、形态与品位，完成资源量估算。

五、实践应用案例分析

5.1 案例概况

某砂岩型铀矿勘查区位于鄂尔多斯盆地东北部，面积 500km² ，勘查目标为赋存于侏罗系砂岩中的铀矿化体。前期单一重力测量仅圈定 3 处异常，经钻探验证均为非矿异常。2022 年采用 “ 地质约束 - 物探定位 - 化探验证 - 钻探控制” 的综合找矿模式开展勘查工作，取得显著成效。

5.2 模式应用过程

在地质约束阶段，通过沉积相分析确定目标砂体为河流相的辫状河砂体，厚度 10-30 米，受北东向断裂控制；在物探定位阶段，采用可控源音频大地电磁法测量，圈定 8 处低电阻率异常，结合重力测量数据剔除 2 处由溶洞引起的非矿异常；在化探验证阶段，对 6 处异常区开展土壤地球化学测量，发现 4 处 U、Mo 元素组合异常，异常值分别为背景值的 3-5 倍；在钻探控制阶段，对 4 处综合异常区部署钻孔 12 个，其中 8 个钻孔见矿，矿体埋深 500-800 米，平均厚度 5.2 米，铀平均品位 。

5.3 应用效果评价

该综合找矿模式的应用实现了三大突破。一是找矿效率提升，靶区命中率从前期的 0% 提高至 66.7% ，勘查周期缩短 40% ；二是定位精度提高，矿体的平面位置误差控制在 50 米以内，垂向深度误差小于 10 米；三是资源量新增，通过该模式共探明铀资源量 5000 吨，新增潜在经济价值超 20 亿元。同时，该模式的应用减少了无效钻探工作量，降低勘查成本 30% ，实现了经济效益与勘查效率的双重提升。

六、结论

沉积型矿床的物探化探综合找矿模式，通过地质理论引导下的多技术手段协同应用，有效解决了单一方法的局限性问题，显著提高了找矿的精准度与效率。结合实践经验，提出以下建议：一是加强成矿理论研究，深化沉积型矿床的成矿机制认识，为模式优化提供理论支撑；二是推动技术装备升级，研发适用于深部沉积矿床的高精度物探化探设备，如分布式光纤传感技术、无人机航磁测量系统；三是建立数据融合平台，实现物探、化探与地质数据的一体化分析，降低异常解译的多解性。

参考文献

[1]王莹,熊先孝. 中国硼矿床成矿规律概要与找矿远景分析[J].矿床地质,2022,41(05):939-951.DOI:10.16111/j.0258-7106.2022.05.004.

[2]唐天照. 乐平沉积型海泡石矿床的地质特征及其普查评价方法[J].非金属矿,1986,(01):6-13.

[3]Г .Р .К и р п а л ъ ,张汉英. 铝土矿床的预测和普查(4)[J].轻金 属,1983,(01):5-8+4.