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论文关键词:地理信息系统(GIS),矿产资源,评价
0引言
矿产资源开发利用在我国的社会经济发展中有重要作用。在经济高速发展的今天,社会对于矿产资源的需求日益增加,做好矿产资源评价、开发及环境保护尤为重要。将新技术新方法引入矿产资源评价中也成为现在矿产资源评价的一种前沿趋势。地理信息系统(GIS)是在计算机硬、软件支持下,以采集、存储、管理、分析、描述和应用与空间地理分布有关的数据的计算机系统[1]。其处理、管理对象是地理空间实体数据及其关系,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的分析问题。
1 GIS应用于矿产资源预测的作用及优势
对于传统矿产资源评价工作,在矿产数据的时空性、多样性、庞杂性的把握以及数据转化方面问题一直使传统的矿产资源评价工作量大且效率低下。GIS作为在矿产资源评价中的强有力的工具地质论文,主要在以下几方面有着不可比拟的优势[2]:
(1)强大的数据管理功能。GIS数据库可完成多远的地学信息综合管理,在矿产资源评价中涉及的有关地质、地物、地化、遥感信息通过数字化后进入系统,可长期保存,保障了矿产资源评价的开展。同时,也可快捷完成信息查询、检索、分析。在对数据进行综合分析后,可以输出高质量的成果图件。
(2)高效的数据统计分析功能。在图件上可精确地统计各种地质体空间几何属性,如面积、周长等,有助于定量研究地质问题,完成手工操作不能完成的工作。同时,可在不用进行地质信息数据转化的情况下,就可对数据进行数理统计,减少矿产预测中的人为因素。
(3)灵活的空间分析功能。利用GIS专题图层管理功能可方便完成多学科、多层次、多来源图形叠加,不但大大减少图纸人工绘制繁重劳动,而且研究者可反复进行多次叠加自由组合。
(4)便捷的模型可视化功能。利用DEM、TIN模型完成各种空间测量科学数据的可视化,可方便地将成矿信息数据处理与GIS可视化结合起来。同时,GIS能够保证成矿预测的过程可视化,将成矿预测工作透明化[3]。
2 应用GIS进行矿产资源预测的方法及思路
根据研究工作的程度不同,将进行矿产资源评价的方法分为经验型与理论型[3]。经验型是建立在已知矿床基础上的,在数据丰富的矿区可采用数据驱动的经验方法对矿产资源进行评价。理论型是在没有已知矿床或已知矿床很少的情况下,信息通过遥感和地球物理数据推断而来只能在对遥感等基础数据的分析下,采用简单的分级和以知识为基础的方法[4]。对于经验模型法,我们主要采取以下步骤完成矿产资源评价[4,5]:
(1)搜集数据。搜集研究区内与成矿有关的地质、矿产、构造、地球化学、航磁、重力及遥感资料等。对数据进行预处理地质论文,建立多元信息数据库,为下面的工作做好数据准备。
(2)确定矿床的类型。对搜集的资料进行详细的分析,将区内的实际环境与已知的矿床类型的有关资料进行对比,确定区域可能的矿床类型。
(3)建立找矿模型中国知网论文数据库。根据区域地质背景,结合数据处理结果,研究区域成矿规律,确定矿床类型的概念模型和描述性模型,建立多元信息找矿模型,列出各信息中的找矿标志。
(4)成矿信息提取。对模型进行定量化与转换后,根据量化后的模型,对专题数据的处理,根据所选的空间分析方法,应用GIS进行综合分析得出最终结果确定找矿有利地区或靶区。
(5)预测资源量或储量。根据确定的特征信息与成矿模型、预测模型计算资源量。同时,将结果编制成果图件。
3需要解决的关键问题
3.1丰富的、高质量的空间与非空间数据是矿产资源评价的基础。
对于矿产资源评价的分析,应当充分利用一切可能利用的信息提高矿产资源评价的准确性。如果进行区域性成矿系统评价,数据库中就要包括区域中可能与成矿有关的全部信息 [6]。由于原始数据是由不同单位、不同时间采集获得,因此,造成同一研究区的相关数据有不同的比例尺、精度、投影方式及存储方式。因此,在进行综合分析之前,要对原始数据进行预处理地质论文,如投影变换、格式转换,以保证建立高质量的数据[5]。
3.2多源地学信息的管理是有效评价的保证
在GIS中对资源评价的效率很大程度上与数据库质量成正比[7]。一般有两种管理空间信息的方法:一是目前大多数GIS软件支持的GIS管理空间信息,用关系数据库管理属性信息的方法;另一种新方法是采用面向对象技术,用关系数据库管理系统同时管理空间与属性信息。由于矿产资源评价的地学信息种类多,内容复杂,设计一种新的有效的数据管理结构十分必要。在建立数据库时,对于数据库中的元数据的整理即保管也十分重要。
3.3 找矿信息的量化与转换
GIS可操作的处理主要是对具有空间拓扑关系的点、线、面及相应的属性描述。将找矿信息量化及转化也是矿产资源评价中的重要环节。将地球物理、地球化学、遥感信息经一定的数学处理,可以得出与成矿有关的图形信息[7]。对于地质信息,通过GIS提供的属性检索、空间信息量算及叠加、缓冲等空间分析功能,可完成从地质信息提取成矿信息的过程。
3.5 对矿产资源评价的空间分析方法的选择是关键
空间信息的分析方法是评价水平的关键。矿产资源预测成功与否在很大程度上取决于专家对测区的认识即预测模型。空间分析方法通常分为经验型和理论型两类。两种方法的主要目的都是采用定量化表示专题属性最后综合生成预测。布尔逻辑、代数方法、模糊逻辑和神经网络法是几种常用的方法[6,7]。
4结语
在矿产资源日益紧张的今天,把握好能源开采的先决优势就是把握了经济发展的关键。GIS对采矿空间信息的高效处理、采矿工程设计及采矿过程优化等方面都是一种理想的工具。其独特的空间分析能力,将使其在采矿决策和设计中成为强大的辅助工具。同时,还应将其推广到各个不同的行业领域中,使其具有更大地发挥空间。
参考文献:
[1]王亚民,赵捧未.地理信息系统及其应用[M].西安:先电子科技大学出版社,2006.
[2]韩密,陈国旭,董高梅.基于GIS矿产资源评价方法[J].资源开发与市场,2007,23(12):1096-1099.
[3]石德强,姚燕,张永忠.GIS在矿产资源评价中的应用[J].资源开发与市场,2008,24(1):50-52.
[4]陈小云,胡光道.GIS在矿产资源预测中的现状和研究思路[J].资源环境与工程,2006.2:56-59
[5]朱思才,吴家齐,刘和发.GIS技术在区域矿产资源勘查评价中的应用[J].中国地质,2000,3 ,26-28.
[6]徐翠玲,钱壮志,梁婷.GIS在矿产资源评价中的应用 [J].
关键词:地质,控矿构造,类型,特征
Abstract: in recent years, with the development of science and technology, geological structure theory and testing technology of rapid development, and for the people of geology and mineral resources research more and more, the mining of mineral resources is more and more frequent, for the study of geological structure have accumulated much experience, providing more scientific basis, geological structure is to point to in the crust of the earth's crust movement rock deformation and displacement effect happened left over from the form, understand clearly qc ore structure, for mineral and mining industry has important significance. This research area located in anhui province JiXiXian territory, combined with the research area activities such as of the fracture structure of comprehensive research on the ore-controlling structure types and characteristics of makes a detailed analysis of the discussion.
Keywords: geology, ore-controlling structure, type, characteristic
中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:
一、引言
90年代以后,地质构造理论以及测试技术都飞速发展,为地质研究积累了不少资料以及科学依据,从已有的知识和前人的经验来看:地质构造主要研究内容一般包括以下三个方面:岩石圈内或地壳里各种变形的组合特征、几何体、分布规律;同时还要对构造形成的地质背景、力学条件及动力学和运动学的机制进行分析;对构造的形成序列及演化历史进行研究探讨。
总的来说,按成矿构造规模、级别、作用等将控矿构造划分为一级控矿构造――导矿构造,二级控矿构造――储矿、容矿构造。
构造背景对成矿的控制作用:大地构造背景是矿床形成最根本的控制因素,它决定了成矿物质来源、深度、元素种类、成矿类型及矿床时空分布。
本文主要通过对地质构造类型和特征进行详细的探讨,为以后的找矿、矿产开采做铺垫,少走弯路。
二、地质构造的分类
地质构造是地壳或岩石圈各个组成部分的形态及其相互结合的方式和面貌特征的总称,简称构造。任何构造都是岩石或岩层受了内力或外力作用下产生的原始位态或面貌,如层理、粒序层、波痕等各种原生构造,以及各种原始位态或面貌的改变,即变形与变位,如各种次生的褶皱、节理、断层、裂谷、俯冲带、转换断层等。
各种构造均可按形态和成因的不同而分类。各种构造又可从不同角度进行归并分类,如按构造形成时间归并为原生构造和次生构造两类;按几何要素又可将构造归并为面状构造和线状构造两类;按面状或线状构造在地质体中的分布特点又可归并为透入性构造和非透入性构造两类。
三、地质概况
绩溪是皖南山区县。位于东经118°20’一118°55’,北纬29°57’一30°20’,与浙江省临安市、安徽省歙县、黄山区、宁国市、旌德县接壤。境内地貌以山地、丘陵为主,山间谷地面积不大。中低山区丘陵占全境面积的90.6%。境内地势南高北低,西南及东南分属黄山及天目山山脉,主要山系均是北东-南西向分布。
绩溪地区地层区划属中国地层区划扬子地层区江南地层分区皖南小区。县境内地层自老至新发育较全,主要为中元古界(Pt)、青白口系(Qn)、震旦系(Z)、寒武系(∈)、奥陶系(0),次为少量志留系(S)及侏罗系(J)和自垩系(K),第四系(Q)仅沿现代河谷有少量分布。地层总厚度大于18000米,其中中元古界和震旦系分布最广,约占总面积的2/3。区域内地层因受后期构造破坏和岩浆侵入影响,内部分布较乱。
四、控矿构造特征
绩溪地区大地构造单元为扬子准地台一级构造单元,下扬子台坳二级构造单元,皖南陷褶断带三级构造单元,黄山凹褶断束和绩溪穹褶断束二个四级构造单元。本区扬子准地台形成于皖南构造旋回(造山运动)。其基底为中元古界上溪群,为一套区域动力变质的浅变质岩系,经过了强烈的变形、变质作用改造,使得原始地层层序难以恢复,厚度大于13354m。震旦系和古生界地层直接覆盖于中元古界浅变质岩系之上。
本区属于多旋回构造运动地区,地史上历经雪峰(皖南)、加里东、印支、燕山及喜山等运动影响。其中雪峰及印支运动主要表现为强烈的褶皱运动,加里东运动表现为区域性差异上升,燕山运动以块断运动为主,喜山运动属振荡挤压运动范畴。印支期以来的区域构造应力场演化特征是:印支――燕山早期为NNW―SSE、近N―S向挤压,陆内造山作用发育,属古特提斯构造域;燕山晚期即早白垩世早期,NW―SE向挤压,北东向断裂发生左行走滑运动,属西环太平洋构造域;早白垩世晚期――古新世(始新世),NW-SE向伸展作用,本区及其周边处于强烈的伸展断陷作用阶段:新生代,受区域上近E-W向的挤压作用影响,本区内发生挤压逆冲作用。正是由于历次运动的性质差异造成了本区构造形态的时间差异及空间差异。
本区的褶皱主要形成于雪峰期、印支期,喜山早期。雪峰期褶皱由中元古界浅变质岩系组成,轴向自东向西,由近东西逐渐向北东偏移,枢纽向北东倾伏,形态复杂,常呈倒转或扇形褶皱,区内的汪满田背斜,形态自西向东由倒转褶皱逐渐变成扇形褶皱。印支期褶皱主要为绩溪复背斜,由震旦系及中元生界组成,形态复杂,线性明显。由于轴部的震旦系自下而上岩性软硬和单层厚度不一,故复背斜倾没位置的震旦系组成的次级褶皱横剖面表现为不协调褶皱,平面形态形似花边,经剥蚀后震旦系呈群岛状分布。喜山运动形成的褶皱,主要为绩溪县城附近下白垩纪宣南组在构造上表现呈和缓的“盆状向斜"状褶皱。区内断裂构造发育,主要为北东向断层,与褶皱伴生的断裂发育较差。区域性深大断裂主要有旌德断裂、绩溪断裂、虎(岭关)~月(潭)深断裂,特点如下:
(一)旌德断裂,发育于上溪群至上白垩统宣南组中,切割的最新地层为晚白垩世宣南组。岩石碎,角砾岩、裂隙、擦痕及褶曲发育。断裂控制并切割印支期花岗闪长岩岩体,钻孔揭示深部煤层未遭破坏,证明断裂作用较浅。断裂北段显示为重磁梯变带。印支期末、喜马拉雅中期活动强烈。
(二)绩溪断裂,断裂总体走向30°,省内长约240km,断层面倾向SE,倾角30--45°,局部50~70°。破碎带宽数米至数十米,断距百米至数千米,沿断裂带岩石破碎,角砾岩化、糜棱岩化、硅化、片理化强烈,褶皱发育。断裂沿线串珠状分布着金沙、绩溪早白垩世盆地。寒武系地层自东向西逆冲在白垩系地层之上。该断裂起始于燕山中期,燕山晚期活动强烈。
(三)虎(岭关)~月(潭)深断裂,断裂走向40-50°,断层面以倾向南东为主,倾角多变,陡者直立,缓者20~30°,断裂带宽达200m。断裂北段发育在震旦系、寒武系地层内,南段发育于蓟县系~长城系地层中。断裂南东的次级断裂发育,常密集成带,它们以十公里左右等距分布,大多发育在震旦系、寒武系地层中,部分切过侏罗系及燕山晚期岩体。该断裂形成于皖南期(雪峰期),皖南期末活动强烈,印支期及燕山期活动微弱,属壳断裂。
结束语
从上文中的地质控矿构造的类型与特征可以看出,地质构造不仅与内生矿床有着密切关系,对于外生矿床,地质构造对其也有明显的控制作用,所以,对于地质构造的类型和特征,我们要给予高度的关注,上文的研究对于安徽省绩溪县境内的矿产寻找以及矿床开采有了一定的指导,通过了解地质控矿的类型与特征,能够方便找矿以及正确指导矿产开采。
参考文献:
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[2]黄婷婷、王磊,谈矿山地质构造与瓦斯突出地段的控制[J]-今日科苑,2009(10):136-138
[3] 胡一多、韩润生、王雷、黄建国、唐果、杨勇,云南易门凤山铜矿床断裂构造控矿规律-矿产与地质,2011(6)
杨衍忠同志此次捐赠的文稿是其一生辛勤耕耘的结晶。其中关于地质找矿方面的文稿包括基础地质、矿产地质、物化探等方面的原始资料、阶段性成果资料,最终成果资料及其研究的成果、认识和工作建议等,总共有2850万字。近日,我局组织专家对文稿进行了初步的清理,作出初步评价如下:
一、文稿的主要内容
杨衍忠同志捐赠的与地质矿产工作有关的文稿主要有6方面的内容。
1、基础地质资料文稿。包括江西南部岩浆岩卡片共4册,共计表445张,插图1322张,文字约42.9万。江西南部岩浆岩卡片共整理出了1360个岩体,详细列出了各岩体出露面积,产出形态,接触关系及分布等。其中,赣南各县市岩体卡片共整理出499个岩体。岩体内带蚀变119处,蚀变矿物26种,并对66个岩体矿化信息进行了总结,统计了22期次共51个岩体稀土氧化物含量,同时对其中35种岩体进行了密度统计,58个岩体进行了磁参数统计。
2、矿产地质资料文稿:共计159册,约790万字。其中,编写和摘录的各类区域地质矿产报告及插图附表32册;各类地质设计及报告55册;矿点检查、查译共11册;矿床成因分析、成矿模式及成矿远景评价总结16册;学习笔记5册;工作手册及野外工作草稿3册;论文1册;其它各类资料36册。该部分文稿重点对江西及赣南区域地质及矿产分布情况进行了总结和分析,分析了赣南锡多金属矿、稀土矿矿床成因,并对钨、稀土及非金属矿进行了远景评价,总结了铀矿的找矿方法以及野外工作方法、手段。
3、赣南地区地质矿产卡片:共51册,约360万字。其中赣南九县市及东西部矿产资料3册,矿(化)点共1488处;研究性报告及编图资料卡片9册;赣南卡片摘录资料22册,整理成集的赣南地区矿产卡片8册,共收录各类矿(化)点1055处;1:20万图幅矿产卡片3册;其余矿产分类卡片14册;赣南各县1/5万地质矿产略图共36幅。主要对赣南各地区的矿(化)点的名称、位置、地质特征、矿石矿物组合、主要矿物成分、矿床类型及规模、矿石品位和储量、工作程度等进行了系统的整理分析。
4、物化探类资料文稿:共计172册,约588万字。其中,赣南部分矿区物化探工作情况27册;赣南1/5万—1/10万土壤、自然重砂、水系沉积物异常情况56册;赣南地区航磁异常情况18册;赣南地区物化探工作概况17册;各类物化探报告、小结26册;其他类资料(如物化探规范)17册;赣南土壤、自然重砂、水系沉积物异常登记表10册,登记了赣南航磁异常548处,赣南土壤异常168处,赣南自然重砂异常221处,赣南水系沉积物异常1513处(铅异常202处、铜异常174处、钨144处、银异常150处、锡112处、金异常370处、锌361处);地震资料1册。
5、综合类文稿:共548册,约400万字。包括矿产资源的战略性分析。通过对矿产资源的情况总结,提出了一系列关于矿产资源开发利用的建议。
6、赣南地区18个县(区)矿产综合成果。其中赣县及章贡区已基本编写完成,其余16个县为矿产卡片手稿。赣南18县(区)共整理编辑出2974处矿(化)点,主要矿种有金、银、铜、铅、锌、钨、锡、钼、铋、煤、铁、铍、锰、钴、镍、钽铌、镓、铷、钒、钍、稀土、独居石、绿柱石、锆石、硅石、钾长石、砖(瓦)粘土、耐粘、瓷土、石材等;整理出岩浆岩分布数量达508处,出露面积达17831.03km2,各县(市)矿产点插图或附图231幅,记录矿产信息文字达600万字。如赣县白石――山溪地区地质矿产略图及其说明中,在约540平方公里的范围内,收集综合整理了60个矿产点信息,其中有钨矿点5个,多金属矿点14个,稀土矿点9个,锆石矿点1个,铀矿点6个,金矿点1个,铌钽矿点4个,石灰岩矿点3个,硅石矿点2个,萤石矿点3个,装饰石材矿点3个,钾长石矿点2个,水晶矿点1个,电气石矿点1个,风化瓷土矿点1个,高岭土矿点3个,煤矿点6个。
二、文稿的价值评述
1、杨衍忠同志捐赠的地质资料文稿,内容丰富,系统完整,图文并茂,涵盖了赣南地质矿产的主要方面,相当于一个赣南地质矿产方面的资料库,是一座尚待挖掘的“金矿”。其中,对赣南地区岩浆岩资料的汇编,矿产资料卡片汇编、物化探异常汇编等,皆填补了赣南地区在该方面的空白。对于赣南地区地质矿产勘查规划,指导地质找矿,以及减少地质找矿成本,提高地质找矿效率等,具有重要意义。
2、文稿对赣南地区各类矿点及物化探异常点进行了筛选,并建议优先安排重点查证的有310处,其中矿点117处,航磁异常点15处,土壤异常24处,自然重砂异常14处,水系沉积物异常140处(其中银异常29处,铜23处,铅25处,锌38处,钨15处,锡10处)。这大大缩小了找矿靶区,对于进一步在赣南地区多找矿、找大矿、找富矿具有重大价值。
近年来,我局赣南地质调查大队已在会昌岩背地区探明大型锡矿1个(锡坑迳锡矿,锡储量5万吨),中型锡矿1个(矿背锡矿,锡储量2万吨),在于都银坑地区探明大型金银铅锌多金属矿1个(牛形坝矿区,金储量超20吨,银储量近1000吨,铅锌储量40万吨),在赣县-定南地区探明大型稀土矿1个(稀土储量近16万吨)。仅上述四个探明矿区的资源储量潜在经济价值就达约420亿元,而这四个新探明矿区,无一不与杨衍忠同志早先提出的310处值得进一步工作的矿点或异常点不谋而合。因此,杨衍忠同志提出的建议值得高度重视,其价值不可估量。
侯增谦研究员男,1961年6月生,河北藁城人,研究员,博士研究生导师,1982年获河北地质学院(现河北地质大学)地质学系学士学位,1985年获武汉地质学院北京研究生部(现中国地质大学(北京))硕士学位,1988年获中国地质大学(北京)矿物学岩石学矿床学专业博士学位;自1988年12月参加工作以来,先后任原地质矿产部矿床地质研究所助理研究员、副研究员,日本地质调查所ITIT研究员,原地质矿产部矿床地质研究所科技处处长;1998年8月起,任中国地质科学院院长助理,2000年4月起任中国地质科学院矿产资源研究所副所长(主持工作),2005年12月起任中国地质科学院地质研究所所长;还兼任国际矿床地质学会(SGA)副主席、国际经济地质学会(SEG)会士、中国国际地学计划(IGCP)全国委员会主任、中国青藏高原研究会副理事长、中国地质学会理事、中国地质学会区域地质与成矿专业委员会主任委员、《矿物岩石学杂志》主编、《中国科学:地球科学》和《地球科学与环境学报》等杂志编委。
侯增谦研究员长期从事矿床学研究。他立足青藏高原,主要围绕大陆成矿作用,结合特提斯对比,在大陆成矿理论、区域成矿规律和勘查评价方法等方面取得了创新性系统成果。作为首席科学家,他领导国际地学计划IGCP-600项目1项,在研国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项青藏项目1项,主持完成国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)项目2项,负责完成国家科技攻关计划、国家自然科学基金重点项目与国家杰出青年科学基金项目等15项。他先后获国家科技进步特等奖1项、国家科技进步一等奖1项、部级一等奖4项。他主编国际期刊专辑4部,出版中文专著4部,在《Geology》、《Earth and Planetary Science Letters》、《Scientific Reports》、《Economic Geology》等杂志发表SCI收录论文170篇, 他引5 008次(SCI数据库),入选2014~2016年Elsevier中国高被引学者榜单。
侯增谦研究员先后两次组织实施“青藏高原碰撞与成矿”多学科综合研究,系统揭示了青藏高原大陆碰撞的三段式过程,阐释了碰撞过程与成矿系统的内在关联,创新性地提出了大陆碰撞成矿理论,为建立大陆碰撞成矿理论体系奠定了重要框架,为实现青藏高原重大找矿突破发挥了指导作用;系统开展了中国、三江,伊朗,巴基斯坦等地斑岩型铜矿的重点解剖和综合对比,率先发现大陆碰撞造山带是产出巨型斑岩型铜矿的重要新环境,创新性地提出了碰撞型斑岩型铜矿成矿模型,U释了碰撞成铜矿的新机制,发展了斑岩型铜矿成矿理论,推动了冈底斯斑岩型铜矿带的重大找矿突破;系统研究了中国三江地区和伊朗等大型―超大型沉积容矿铅锌矿,发现经典理论存在的缺陷,创新性地提出了逆冲褶皱系铅锌成矿新模型,建立了“逆冲推覆构造系统控矿+音频大地电磁测深定位”的找矿方法,指导青海多才玛矿区找矿实现新突破,使之实现由中小型矿向超大型矿的历史性跨越。
此外,侯增谦研究员还在20世纪八九十年代参加国家科技攻关计划,合作厘定三江构造-岩浆-成矿框架,系统揭示了三江地区成矿规律;率先开辟古今海底热水成矿对比研究新方向,揭示出硫化物成矿新机制。近年来,他又创新性地提出碳酸岩岩浆起源和稀土矿床成因的新观点,这种新观点引起国际地学界的关注。
关键词:矿产勘查 综合物探
中图分类号:C39
一、前言
科学的发展,对于金矿进行勘查的过程中,采用综合物探的方法,对于水文地质条件进行有效的勘测,进而能有效的了解矿井的地理结构。而矿产勘查的主要目在于通过少量的经费投入获取较好的地质效果,获取较大的经济效益。在过去多年的矿产勘查工作中,找矿实例表明在目前的工作中只有将地质、物勘、化探和钻探等多种方法综合起来,并且合理的运用和配合,进而实现良好的配合效果和最佳处理途径。
二、金矿成矿的必要条件
据了解,地壳中金的丰度为0.5×10―9,与地幔中的丰度相比,地壳中的丰度更低,地幔和地壳中富集着许多的金矿的成矿物质。从当下的开采和回收水平来看,从3×10―6的工业品位出发,当金在地壳中的浓集系数达到≥6×103时才可以成矿。所以,经过了地质作用的不少回富集之后才可以形成金矿;又因为金具有亲硫性,自然界中的金通常都是金的硫化物,与硫化矿物共生,相关资料显示,造岩金难被活化,而金的硫化物不难被活化。所以,对于金的富集有决定作用的关键取决于硫化物作用。构造岩浆作用和在构造岩浆作用背景上的金属硫化物富集作用是归纳金矿成矿的两个主要条件控制。所以,我们可以从硫化物的强度、碎裂状来看,也可以从其被角砾化的岩石及其在岩石中的赋存特征来分析原生金矿存在的位置。
三、金属矿综合物探勘查技术的应用范围
1、在成矿带、矿田预测研究中的应用
综合物探技术在康古尔塔格成矿带找矿取得了重大突破,先后发现了石英脉型金矿、浅成低温热液型金矿、以铜为主的多金属矿及铜硫化物矿等类型矿床。
2、在矿产普查与勘探中的应用
在矿床普查、勘探中,应用较多的地球物理勘查技术主要有:各种地面磁法、布格重力、电阻率法、自电、激发极化法、电磁法、地震法和各种地下物探方法等。例如,天湖铁矿的发现和勘查过程中,地面磁法发挥了重要的作用;可可塔勒铅锌矿的找矿勘探史可归纳为:1/20万化探扫面发现异常―1/5万化探异常检查―1/2万地质、磁法和激电扫面圈定异常范围―1/2万TEM圈定矿体―TEM测深隐伏矿定位。该矿床的储量由小型变成大型,物探方法起了关键性的作用。
四、综合物探概述
在矿产勘查工作中将地质、化探、物探、钻探等方法综合一起,进行恰当合理的分配,进而实现采矿目标和最佳效果要求,这就是综合物探。矿产勘查的主要目的在于多快好省地发现矿产资源的储存位置和储存规律,是通过少量的经费投入获取较好的地质效果,获取较大的经济效益。对于现阶段的矿产勘查工作而言,除了采用必要的地质勘查的前提,要确保勘查工作的科学性与合理性,保证勘查能够准确、完善的描述出矿产分布规律,以提高矿产开采要求。
在这种工作基础上,很到成都上取决于勘查方法与技术选择是否合理、科学。在工作中我们在强调具体地址问题、经济效益、有效的原则和选择适当的方法技术,要在工作中尽可能的发回综合物探方法的优势,进而因地适宜的解决现有问题。
五、综合物探的原理
所谓的物探技术就是根据各种岩石之间存在密度、电性放射性以及磁性等物理性质的差异,利用地球物理的原理,选用不同是物理方法和物探设备,进行工程区地球物理场的变化测量,以此来了解其水文地质以及工程地质条件的一种勘测方法。目前,由于单一的物探方法具有自身的局限性以及地质勘查具有复杂性,因此,我们在地质勘查中常常采用多种物探方法进行勘探和测试,这就形成了综合物探技术。综合物探技术是基于先进电子信息技术而逐渐发展起来的。由于不同的地质结构具有不同的物理特性,采用精密的电子器对地质结构进行探测,然后根据仪器反的信息数据和图像,对地质结构作出准确的定量分析,从而对勘探地质结构的岩石密度和辐射进行判断。通过综合物探技术可以很好的了解各个岩石层的岩石结构和岩石种类进而有效地完成地质勘查工作,为各种地下矿石能源的开采进行安全的指导。由于地质勘查工作的复杂性,针对不同的环境往往采用不同的物探技术,因此进行地质勘查的综合物探技术的方法有很多。例电磁法、电流法、天然磁场法、无线电波法。
六、金属矿综合物探勘查技术的应用范围
1、在成矿带、矿田预测研究中的应用
综合物探技术在康古尔塔格成矿带找矿取得了重大突破,先后发现了石英脉型金矿、浅成低温热液型金矿、以铜为主的多金属矿及铜硫化物矿等类型矿床。
2、在矿产普查与勘探中的应用
在矿床普查、勘探中,应用较多的地球物理勘查技术主要有:各种地面磁法、布格重力、电阻率法、自电、激发极化法、电磁法、地震法和各种地下物探方法等。例如,天湖铁矿的发现和勘查过程中,地面磁法发挥了重要的作用;可可塔勒铅锌矿的找矿勘探史可归纳为:1/20万化探扫面发现异常―1/5万化探异常检查―1/2万地质、磁法和激电扫面圈定异常范围―1/2万TEM圈定矿体―TEM测深隐伏矿定位。该矿床的储量由小型变成大型,物探方法起了关键性的作用。
七、物探方法的选择与应用
首先,应对工作地区的研究程度进行系统地了解,充分认识工作地区待找矿床的地质、地球物理及地球化学特点,对收集的资料进行分析、归纳、整理及成矿背景研究。其次,应根据现有物探技术水平及地质找矿过程中要解决的实际问题,选择经济有效的地球物理探查方法。应根据工作区的具体地质条件确定物探目标物―与欲寻找矿产有某种关系,从而确定物探调查的目标物。要保证现有地球物理方法技术能找到该目标物,且工作方法在经济上是合理的,同时还要注意获取系统、完整的地球物理调查资料,这对全面认识矿区地质体地球物理场特征和后续找矿工作十分重要。
物探方法技术选择的基本原则是:方法技术的选择不仅要重视其先进性,更要重视其针对性、适用性和经济性;不仅要重视各种方法技术的组合,更要重视其有效配置;不仅要重视方法技术实施的时序,更要重视其时效。
八、结束语
综合物探法在矿产勘查中具有着间接找矿效果,尤其是在金矿勘查中效果最佳。在采矿过程中,运用各种物探方法来指导施工是很重要的并且也很必要,很大程度上消除了找矿过程中的盲目性。
参考文献:
1、王卓,综合物探方法在金矿勘察中的应用[J],科技与企业,2013年第3期
2、董永胜 苗文学 李龙胜,浅析综合物探技术及在金矿勘查中的应用范围[J],城市建设理论研究,2013年第31期
[关键词]喀雅克登塔格 蛇绿岩 岩石化学 稀土元素 微量元素 形成时代
[中图分类号] P584 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-87-3
作为缝合带标志的蛇绿岩,代表了大陆上保存的洋壳和上地幔的碎片,从其形成到定位到现今大陆造山带内,经历了造山演化的不同阶段,因此研究蛇绿岩对于祁漫塔格地区构造单元划分和探讨造山带形成和演化具有非常重要的作用。
本论文是建立在青海省喀雅克登塔格地区地质矿产调查项目基础上完成的,主要针对工作区蛇绿岩岩石化学和地球化学特征进行研究。
1岩石化学特征分析
测区蛇绿岩的岩石化学测试成果见表1。从表可见,岩石中H2O含量普遍较高,其中蛇纹岩H2O最高含量达10.82%,橄辉岩,含橄榄石辉石岩含量分别在5.16%,2.40%,而Fe2O3明显高于FeO,表明岩石可能遭受过一定的蚀变及变质作用。
(1)蛇纹岩:SiO2含量31.5931.46%;TiO2=0.160.93%;Al2O3=16.6417.43%;Fe2O3=1.9211.38%;FeO=1.7813.15%;MnO=0.220.28%;MgO=22.5726.08%;CaO=0.291.71%;Na2O=0.100.13%;K2O=0.010.02%。
(2)橄辉岩:SiO2含量=42.61%;TiO2=0.19%;Al2O3=10.75%;Fe2O3=3.31%;FeO=7.20%;MnO=0.16%;MgO=23.04%;CaO=5.95%;Na2O=1.11%;K2O=0.16%。
(3)含橄榄石辉石岩:SiO2含量49.70%;TiO2=0.61%;Al2O3=2.63%;Fe2O3=1.89%;FeO=15.10%;MnO=0.33%;MgO=19.37%;CaO=6.64%;Na2O=0.33%;K2O=0.07%。
从数据看,岩石中SiO2、CaO、Na2O、K2O含量低,而(Fe2O2+FeO)、MgO含量高,反映了超镁铁质岩的特征。从不同岩石类型的成分变化特征看,随着SiO2含量的升高,蛇纹岩橄辉岩辉石岩,TiO2、MnO含量变化不明显;Al2O3含量逐渐降低;TFeO含量增高;MgO含量降低;CaO、Na2O、K2O含量增高。从岩石中SiO2低,(Fe2O3+FeO)、MgO含量高的特征看,以上岩石具有超镁铁质岩的特征。
蛇纹岩橄辉岩辉石岩,SI、OX等参数没有明显的变化;NK、MF、m/f、分异指数等逐渐降低;FeO/MgO的变化呈“V”自形,两头高,中间低;A/CNK逐渐增大。
超基性、基性岩用m/f比值分为五类,m/f均大于6.5者为镁质超基性岩;m/f比值26.5者为铁质超基性岩;m/f比值26.5者为富铁质超基性岩;m/f比值12者为铁质超基性岩;m/f比值0.51者为铁质基性岩;m/f比值00.5者为富铁质基性岩。而本区的蛇纹岩、橄辉岩、辉石岩的m/f比值均大于1,小于2,应属铁质超基性岩。
在FeO*-K2O+Na2O-MgO图(图1)中蛇纹岩和橄辉岩两类样品均落在镁铁和超镁铁堆积岩区;含橄榄石辉石岩落于镁铁和超镁铁堆积岩区附近。
2地球化学特征分析
2.1稀土元素
稀土元素测试成果见表2。蛇纹岩的稀土总量ΣREE低,橄榄辉石岩的稀土总量ΣREE相对最高,而橄辉岩居中LREE/HREE反映,蛇纹岩、辉石岩具轻微的轻稀土亏损;橄辉岩则显示轻稀土明显富集。(La/Yb)n比之中除橄辉岩大于1外,蛇纹岩、辉石岩均小于1。Eu含量在蛇纹岩中只占(0.030.07ωB/10-6);橄辉岩中0.48ωB/10-6;辉石岩中0.37ωB/10-6。除橄辉岩δEu>1外,蛇纹岩、辉石岩的δEu
2.2微量元素
蛇绿岩各组分的微量元素丰度见表3。
各岩石组分中Cr、Co、Sr、Ti、Zr等元素含量较高,其他元素含量较低。
在原始地幔为标准的蛛网图(图3)中表现为Rb、Th、U、Nb、Ta等元素呈正峰凸起,橄辉岩中Sr元素出现明显的正峰,各组分曲线形态与碱性的洋中脊玄武岩一致。
3构造环境分析
地质学特征反映,蛇纹岩、辉石岩、橄辉岩、辉长岩、辉绿玢岩呈构造块体赋存在祁漫塔格群碎屑岩中,并经历了强烈的韧性剪切作用和蛇纹石化等蚀变。分布于早古生代北昆仑结合带内及两侧,具有蛇绿混杂岩的特征。岩石学特征显示该类岩石曾经历过多期次的构造变质变形作用。
岩石化学反映该类岩石具有低SiO2、K2O,高TiO2、MgO、TFeO特征。微量元素中Rb、Th、U、Nb、Ta等元素呈正峰凸起,橄辉岩中Sr元素出现明显的正峰,各组分曲线形态与碱性的洋中脊玄武岩一致。
将测区样品投在FeOt-MgO-Al2O3图解上(图4),样品均落于3区附近,具有洋中脊及洋底玄武岩的特征。因此我们认为,测区蛇绿岩为地幔岩浆活动的产物。是祁漫塔格洋俯冲、碰撞、消亡过程中洋壳残片的岩石记录。
4时代讨论
目前,关于祁漫塔格蛇绿岩形成时代的研究,主要依前人在十字沟一带组成蛇绿岩上部层位的块层状玄武岩中获得的Sm-Nd等时线年龄468±54Ma和在小沟西蛇绿岩套的辉绿岩中获得的Sm-Nd等时线年龄449±34Ma以及在盖依尔南辉长岩、橄辉岩中获得的Sm-Nd等时线年龄466±3.3Ma等3组年龄值。本次调查未能获得确定蛇绿岩时代的资料,但本区的蛇绿岩与祁漫塔格蛇绿岩处于同一构造带内,岩石组分可互相对比,应属同期蛇绿岩。在时代归属时将本区蛇绿岩的时代归属为早奥陶世。
5结论
(1)测区蛇绿岩各岩石组分的化学成分特征分析可知从蛇纹岩橄辉岩辉石岩辉长岩辉绿玢岩,SiO2、CaO、K2O、Na2O含量逐渐增高;MgO、TFeO逐渐降低。据各组分的岩石学特征结合区域上祁漫塔格蛇绿岩研究成果,认为测区蛇绿岩的层序应该是:下部为蛇纹岩、橄辉岩、辉石岩;上部为辉长岩、基性火山岩、辉绿玢岩墙、沉积岩。
(2)测区蛇绿岩中的蛇纹岩、辉石岩可能具有相同的源区(上地幔),而辉橄岩的源区显得略浅一些,可能来自上地幔与下地壳的过渡带,是俯冲带所携带的大陆板块边缘的陆壳物质进入上地幔后,与地幔物质同熔产生的岩浆所形成。
(3)工作区蛇绿岩与碱性的洋中脊玄武岩组分含量一致。
(4)测区蛇绿岩为地幔岩浆活动的产物,是祁漫塔格洋俯冲、碰撞、消亡过程中洋壳残片的岩石记录。
(5)本区蛇绿岩时代归属为早奥陶世。
参考文献
[1]张克信,殷鸿福,王国灿等,2001,《造山带混杂岩区地质填图理论、方法与实践以东昆仑造山带为例》.武汉:中国地质大学出版社.
[2]青海省地质调查院,2004.2,1∶25万《库郎米其提幅》(J46C003001)区域地质调查报告.青海省地质矿产局.
[关键词]露采矿山 地质环境 恢复治理
[中图分类号]TD1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-12-146-1
0前言
矿产是社会经济发展重要战略资源,我国90%以上的能源,80%以上的工业原材料和70%以上的农业生产资料源自资源开采。矿业和矿产资源在我国国民经济中起着十分重要的基础性地位和作用。
由于广东省矿产资源分布不均,中小型矿山开采技术落后、矿业权管理尚未完善,长期轻视可持续性发展,造成了目前省内矿山地质环境保护相对滞后和地质环境的日益恶化问题。现对广东省露采矿山地质环境问题及地质环境恢复治理论述如下:
1露采矿山矿业开发中环境地质问题
根据广东省露采矿山引发的地质环境问题主要有:占用破坏土地资源;地形地貌景观破坏;地质灾害和地下水均衡破坏。其中分布广、影响大、最突出是地质灾害问题,其次为占有破坏资源。
首先,露采矿山在矿业活动中极大的改变了原始地形地貌,严重影响矿区的自然景观,同时还易形成各类地质灾害。广东省2005年以前,矿山占用和破坏各类土地13107.44公顷[2],土地占用和破坏严重。
其次,露采矿山矿业活动常引发各类地质灾害。数据显示[2],露采矿山发生各类地质灾害32宗,17人死亡,直接经济损失812万元。多发生于小型矿山,主要是由于人为因素主导,降雨及爆破等下诱发,其规模多为小型~中型。
再次,采矿活动中矿坑积水常采用强排方式排放,破坏了地表水、地下水均衡,甚至造成大面积的疏干漏斗和周边区域水资源枯竭,沿海地区或可引发海水入侵。同时废矿、矸石和尾砂中大量有害物经侵蚀和淋滤渗出并排入水体可造成水体污染。
2露采矿山环境地质问题特征及主导因素
矿山地质环境问题类型众多,表现形式多样,其主要特征有:
(1)矿山某类地质环境问题可以由不同的工程活动造成,并且具有多期性。如地质灾害,可由基础建设和各矿业主导,在外部因素下诱发。
(2)矿石地质环境问题主要是由人类工程活动引发的,由于不同地质环境条件及开采矿产类型和开发方式的不同,引发的地质环境问题也明显不同。地质环境问题具复杂性特征。
(3)地质环境问题还具有相互关联性,通常一类地质环境问题是另外一类或多类地质环境问题的诱因。
(4)地质环境问题具“区内相似,区间相异”性。在不同的地质环境背景和自然地理条件下,所产生的地质环境问题不同,在相同的地质环境背景和地理条件下,出现地质环境问题多相似且具有同生性。
3矿山地质环境的恢复治理
为应对日益加剧的地质环境问题,需对露天开采矿山开展因地制宜的、生态景观和谐的恢复治理工作。
3.1土地整理
土地整理时应充分考虑地形地貌条件,土壤条件,与治污和周边景观相结合的方式进行整理。土地整理应优先利用废石土,对矿坑可改变为尾矿库或蓄水池;对边坡做好分级工作,采用因地制宜、随坡就势的平整方法进行植被恢复。
3.2排水、蓄水系统建设
矿山排水系统的建设直接影响矿山运营期的开采安全和矿山后期及闭坑后地质环境恢复治理工作。在排水系统建设时应根据矿区的地形地貌条件、土壤植被条件以及水文气象条件合理布置,充分利用天然沟道,其规格应经过校核验算,能形成系统并与蓄水系统结合,实现水的综合利用。
3.3边坡防护及植被恢复
矿山基建和开采中形成的边坡常常是地质灾害防治和生态恢复的重点区,应根据坡体的地质、工程特征以及当地气象水文条件结合生态复绿进行坡面防护和生态恢复工作。
常用的坡面生态防护技术[2]有钢筋混凝土框架坡面防护、预应力锚索框架地梁坡面防护、混凝土预制空心砖坡面防护、浆砌石框架坡面防护。常用的坡面生态恢复技术[2]有生态植被毯坡面恢复技术、生态植被袋坡面恢复技术、坡面垂直绿化技术、生态灌浆坡面植被恢复技术、土工格室坡面植被恢复技术、三维网坡面植被恢复技术以及植生基材喷付植被恢复技术。
4露采矿山地质环境恢复治理的发展及问题
我国对矿山地质环境恢复治理工作起步的较晚,最早开始于20世纪50年代末,直至本世纪初国家相继颁发了各项矿山地质环境相关的法律法规从制度、机构和资金上保障了矿山地质环境恢复治理工作的有效开展,同时对矿山地质环境恢复工作做出了相关规划目标,我国矿山地质环境恢复治理工作才初见成效。
广东省于本世纪初开始全方位对矿山开展土地复垦、生态恢复工作并取得了一定成绩。但在露采矿区地质环境恢复治理工作仍存在一些问题:
4.1矿种多、分布散
广东省露天开采矿山种类多,空间分布凌乱,水源和土壤条件差异大,岩石,植被恢复困难,治理难度大。
4.2治理手段单一、效果不和谐
露采矿山地质环境恢复治理的目的主要是治理防范地质灾害以及生态复绿,治理技术多为植被生态的恢复,人类活动迹象明显与周边景观的不协调。
4.3对矿山废石、矸石、尾矿及废水的无害化研究程度低,对如何减少地质环境的影响没有进行理论综合研究。
4.4缺少专业人员
露采矿山的地质环境恢复目前仅靠地质系统原有成员培训后取得相关资质后持证上岗,同时还缺乏相关的施工队伍,导致了恢复治理项目效果较差。
4.5法律法规不完善,环保教育相对滞后
对露采矿山地质环境问题相关规范、法规均提出了原则性要求,但经常操作性差。此外,人们的环保意识还有待提高,没有充分认识环境保护和可持续发展问题的意义,多数仍从既得利益角度看问题、办事情。
参考文献
[1]张进德、张作辰等.我国矿山地质环境调查研究.北京: 地质出版社, 2009.
[2]赵方莹、孙保平等.矿山生态植被恢复技术.中国林业出版社.2009.
[3]金洪涛、贾伟光等.东北地区矿业开发态势与矿山环境地质问题综合研究.华南地质与矿产.2005.