随着国内覆盖区找矿工作提上议事日程,近十年来,中国地球化学勘查界在覆盖区矿产勘查地球化学基础理论和方法技术研究方面开展了大量的研究,取得了很大的进步,主要体现在两大方面:一是覆盖区元素迁移机理、赋存状态以及异常形成机理研究;二是地电化学、元素活动态、地气、土壤微细粒分离、土壤热磁组分、综合气体测量等方法技术进步及大量试验示范。这些成果实现了覆盖区矿产勘查地球化学基础理论和方法技术研究的持续进步,为实现覆盖区找矿突破提供新的地球化学方法技术。

雄安新区是我国中东部地区地热资源开发利用条件最好的地区之一,蓟县系雾迷山组作为主力热储,顶界面埋深范围变化大,是典型的碳酸盐岩型热储层。本文旨在查明雄安新区起步区6 km以浅的地层结构和隐伏断裂,重点查明深部主力热储层空间分布及结构特征,预测地热有利区。笔者将时频电磁法应用于雄安新区地热资源勘查,通过高标准的数据采集、精细化数据处理和电阻率约束反演,利用拟地震成像技术和钻孔资料进行电阻率层位标定,精细刻画了地层形态结构。本次工作主要查明隐伏断裂8条,主体为NNE走向的正断层,控制了研究区的隆凹格局和地层分布;研究区由西向东划分为容城凸起、中间次凹、牛驼镇凸起及霸州县凹陷;雾迷山组热储层主要分布于牛驼镇凸起、容城凸起及次凹区,顶界面埋深约600~2 600 m;利用本次时频电磁法反演结果,构建了研究区三维地质模型,并从热源、通道、储层、盖层、流体等方面分析认为牛驼镇凸起区为最优的地热有利区,特别是靠近F₄下盘附近区域。

为了评估地球磁异常(EMAG2v3)内海域磁力资料与全球重力数据库V29中海域重力资料质量的高低,选择Aegir轴裂谷及邻区约150 km磁力与重力数据分别进行对比研究。系统收集了EMAG2v3、全球重力数据库V29中研究区范围内的异常数据,用其与在该地实测的重力与磁力数据进行对比分析。首先对EMAG2v3库数据、V29库数据、实测重、磁异常数据进行网格化与白化处理,得到对应的影像图,利用相关分析法对EMAG2v3与船测磁力测量数据、重力数据库V29与船测重力数据进行相关分析,得到磁力相关分析图与重力相关分析图及其对应的相关系数。通过对两种磁力数据与两种重力数据之间相关系数及差值特征的对比分析,对EMAG2v3库数据与全球重力数据库V29数据库中Aegir轴裂谷及两侧约150 km范围内的重、磁数据进行综合评估。根据研究结果表明,EMAG2v3库融合了大量船测磁力资料,在测线密集的地方,船测磁力异常数据比EMAG2v3库数据质量更高;船测重力异常和V29库重力异常变化特征基本一致,表明两种异常数据的横向分辨率相同。

鲁西微山县郗山稀土矿周边多为第四系覆盖,在该地区使用单一的物探找矿方法寻找稀土效果不佳。为了建立适用于该地区深部稀土找矿的地质—地球物理找矿模型,在已知地质剖面开展多种物探技术实验,选出适用于该区稀土矿深部勘查的技术方法组合。通过重力测量和高精度磁测大致确定了地下中生代郗山碱性杂岩体的分布范围,通过地面伽马能谱测量在地表圈定出矿体露头,采用钻探工作对矿体的深部特征予以揭露。由此探索出一套“重磁联合圈定岩体+放射性定位矿体露头+深部钻探”的勘查技术方法组合。通过运用该勘查模型,在该区发现特大型稀土矿床1处,为周边地区的稀土矿勘查提供了借鉴。

针对准噶尔盆地陆梁隆起断裂构造复杂、储层横向非均质性强、含气砂体小而薄预测难的问题,应用小波边缘分析与井—震联合建模的波阻抗反演技术,从地震记录中直接提取反映构造和岩性变化的地震属性特征参数,与测井声波阻抗数据一起建立初始模型并参与波阻抗模型的扰动修改。此反演技术弥补了井间插值建模过程中井间高频成分的缺失和井间岩性的局部变化细节,避免了常规波阻抗反演过程中由于初始模型不准确而产生的错误信息,提高了地震资料识别“小而薄”砂体的分辨能力。结果表明:受东部克拉美丽山物源控制,在陆梁隆起带DX14井区梧桐沟组形成扇三角洲—半深湖(深湖)沉积体系;发育一系列扇三角洲前缘砂体。实际钻井结果与钻前预测对比表明,井点处预测砂岩厚度的绝对误差小于0.60 m,相对均方误差小于2.84%,预测精度满足精细储层预测要求。研究成果可为精细油藏描述和井位部署提供依据。

大数据和人工智能技术在矿产资源预测方面的应用已得到快速发展,但基于卷积神经网络机器学习技术的应用仍处于探讨和试验阶段,我国的矿产资源勘查预测实用化的例子和成果较少。针对上述问题,提出了将卷积神经网络应用到金矿勘查中,根据山东省某地金矿成矿区域的3×10⁴ km²范围内的地质、矿产、地球物理、地球化学等实测专业数据资料,进行了2 000轮卷积神经网络的训练,最终得到了准确率0.95、损失率0.11的一维卷积神经网络模型。将这套卷积神经网络用于山东省其他未知地区,进行金矿床分布位置(勘查靶区)的预测试验,得到了较好的结果。

在能源、矿产等勘探领域中,因为音频大地电磁测深法(AMT)具备勘探效率高、垂向分层能力强等优点,从而得到大范围的应用。本文采用基于数据空间的三维反演算法,对新疆三屯河地区地热勘查采集的音频大地电磁数据进行了三维反演。反演结果表明,三维反演在该地区避免了测线上不均匀地质体的影响,取得了更为丰富和直观的三维地电异常。结合收集的研究区地质资料,利用AMT数据三维反演结果,对研究区地下电性特征及和热储有关的地层赋水性进行分析,并结合研究区地热成藏规律推断了几处地热成藏的有利区。

扩(新)建海上航道前需要获得航道水深、底质资料,以便确定疏浚设备和工艺等。基于已有验潮站、海上钻孔和不同勘查技术数据的相互检核,用多波束测深技术、浅地层剖面探测技术分别获得了航道精确的水深、海底地形和软土层、硬土层底质的厚度和展布。在此基础上,总结出海上航道勘查的关键技术处理措施以及底质软土层和硬土层的反演特征。上述应用结果有益于多波束测深技术、浅地层剖面探测技术在涌浪较大的海上开展经济、高效的航道勘查,而且能延拓到含有毒物质的水下沉积物勘查。

东方1-1构造位于南海北部大陆架莺歌海盆地中央泥底辟构造带的北部。该区发现的东方1-1气田是莺歌海盆地发现的第一个整装浅层大气田。该区油气储量资源丰富,然而底辟模糊区成像一直是制约该区油气勘探的主要因素。原有的拖缆地震资料经过多轮次、多公司的重处理,依旧无法有效解决底辟模糊区成像问题。因此在该区进行二次三维OBN地震资料采集,针对该区地质条件以及OBN资料特点,本文提出OBN预处理、多分量联合横波噪声压制、小波域双检合并以及全波形反演(full waveform inversion,FWI)、高精度速度反演等多项关键处理技术,对改善浅层断裂结构及中深层底辟模糊区成像卓有成效,为后续目标评价工作提供可靠的基础资料。

瑞利波在工程勘察领域应用广泛,通过反演瑞利波频散曲线可有效地获取地层信息,但频散曲线反演中传统全局优化算法存在收敛速度慢、收敛精度低和易早熟的问题。对此,本文引入一种新的全局优化算法——正余弦算法(SCA)进行瑞利波频散曲线反演研究。SCA基于正余弦函数数学性质,应用多个随机参数和自适应变量调整寻优过程中的探索和开发能力,在获得高精度解的同时还保证了收敛速度以及稳定性。首先利用4个不含噪声模型验证了SCA用于频散曲线反演的可行性;随后往模型中加入15%的随机噪声说明了SCA具有较强的抗干扰能力;接着将SCA与粒子群算法(PSO)进行对比,证明了SCA反演频散曲线能得到高精度和高稳定性的解;最后用冰岛Arnarbælidi和美国怀俄明地区的地震数据检验SCA处理实际数据的能力。理论模型试算与实测资料分析的结果表明,SCA具有快速、高精度、稳定、实用性强的特点,可有效地应用于瑞利波频散曲线的定量解释。

本项研究从高放废物安全处置的需求出发,针对我国高放废物处置库首选预选区(北山预选区)内算井子预选地段,综合运用地质—地球物理—水文地质—地球化学等研究方法获得了地质、水文地质、未来自然变化、地球化学、建造与工程、环境保护和社会经济等方面的数据和资料,评价了预选地段岩体的安全性;从工程建造和工程安全等角度论证了预选岩体的可建造性;确认了预选岩体在运输条件、土地利用、社会经济与人文等方面的可接受性。在此基础上,建立了较为完善的处置库预选地段调查与适宜性综合分析方法,并通过地段适宜性综合分析和地段内场址圈定及其安全性综合对比,在算井子地段中筛选出1个花岗岩处置库候选场址。研究成果将直接服务于我国高放废物地质处置库场址筛选和场址特性评价,对保障我国核废物安全管理和核能可持续发展具有重要的现实意义。

中国南方常压页岩气主要分布于四川盆地外围的志留系残留向斜,资源潜力大。区内地质条件复杂,必须利用高信噪比地震资料精细刻画地下的构造特征并准确描述优质页岩的分布规律,提高水平井优质页岩钻遇率与钻井效率。自2011年起,在彭水地区持续开展了地震采集探索与实践。通过系统梳理总结已实施项目的方法、效果及不足,区域噪声特征分析,道距对静校正影响研究,三维地震观测系统退化分析,认为:①二维地震采集剖面五峰—龙马溪组页岩反射波组较清晰,支撑了常压页岩气的选区评价工作;②提出宽方位、低炮点密度、高横向覆盖次数以及中近偏移距信息丰富的三维观测系统设计原则;③三维地震处理剖面信噪比高、波组特征清楚,经实钻验证三维构造成像准确、地层深度预测误差<1%,有力支撑勘探开发。该技术体系可在类似常压页岩气探区推广。

现在的仪器测量技术还不能直接测量重力位三阶梯度张量,本文提供了一种基于重力异常及重力梯度张量数据的重力位三阶梯度张量波数域转换计算方法。为验证计算方法的正确性,文中计算了三维模型重力位三阶梯度张量异常,并将重力位三阶梯度张量波数域转换结果和模型正演结果进行对比,结果表明所采用的波数域转换方法是可行的,并且相对于重力异常数据,基于重力梯度张量数据的波数域转换结果精度更高,其均方根误差不超过1 pMKS。此外,基于Vinton盐丘区实测数据利用波数域转换方法得到该地区的重力三阶梯度张量数据,并将其用于DEXP方法的数据解释中,所得的深度以及边界结果与前人的研究结果相符合。

针对传统反演方法存在依赖初始模型、反演时间较长等问题,提出一种基于改进残差网络的大地电磁反演方法。该方法首先构造不同形状和不同电阻率的地电模型,在TM模式下正演得到视电阻率数据,组成数据集;然后在经典的残差网络ResNet基础上进行改进得到一种新的反演网络iResNet(improved residual network),并使用上述数据集训练该网络;最后将视电阻率数据输入到训练好的网络中,直接得到反演结果。实验结果表明,该方法能快速、准确地反演出地电模型的位置、形态和电阻率值,具有较好的泛化能力和抗噪能力,并能有效解决大地电磁实测数据问题。

高密度电阻率法由于其高效、直观的特点,在工程勘查中得到广泛应用。然而,由于反演问题的高度非线性,传统的反演方法在刻画异常体边界时存在一定的不精确性。为了实现高精度的高密度电法二维非线性反演成像,克服BP算法损失函数参数空间存在大量鞍点影响计算精度,及普通遗传算法存在早熟收敛、难以赋予BP网络最优的权值阈值的问题,本文提出基于最佳保留策略的自适应遗传算法(optimum maintaining adaptive genetic algorithm,简称OMAGA)优化的BP神经网络进行高密度电法二维反演成像方法。该方法对仿真模型数据及实测数据的反演计算都得到了较好的结果,表明该方法具有泛化能力强、反演计算精度高的优点。该研究对未来高密度电阻率法的精确反演有一定的指导作用,有助于提高地下目标的识别精度。

背景噪声面波成像在大尺度区域构造及浅层工程勘探中已得到广泛应用,但在几百米至1 km深度范围内探测研究相对较少。该探测深度利用的噪声源为几赫兹至十几赫兹的人文环境噪声,在时间空间上变化较大。为研究背景噪声成像技术在煤矿尺度探测中的适用性,本文以里必煤矿深部探测为例,通过实验数据系统分析了噪声源的分布特征及不同台阵频散成像的适应性。研究发现,矿区2 Hz以下噪声能量在晚上占主导,大于2 Hz噪声源能量在白天占主导;目标3号煤层埋深(700 m)利用的噪声频段(2~10 Hz)主要分布在东南方向;当噪声源能量和方位相对单一时,与噪声源方向一致的线性台阵可以获得比三角形台阵更好的频散数据。最后,通过提取NW向线性台阵的频散数据,获得了台阵下方的一维速度结构。与台阵附近ZK101钻孔岩性柱状图对比分析,得出利用背景噪声成像获得的速度结构与地下岩性具有较好的对应关系。说明在充分考虑噪声源分布的情况下,基于线性台阵的背景噪声成像可以获得煤矿尺度1 km以浅可靠的速度结构。

卷积神经网络对地震波阻抗反演已经能取得不错的效果,但反演精度、抗噪声性能有待提高,针对此问题,本文提出了一种基于带逐通道阈值的全卷积残差收缩网络(FCRSN-CW)的地震波阻抗反演方法。该方法首先在残差网络的结构上加入了“注意力机制”和“软阈值化”构成反演网络,然后用波阻抗数据通过正演计算得到合成地震数据集,接着用该数据集训练全卷积残差收缩网络,最后将地震数据输入到训练好的网络中,直接得到反演结果。理论模型反演结果表明,该网络能准确地反演出波阻抗,具有良好的学习能力和抗噪声性能。实测数据反演结果表明,该方法能有效解决地震波阻抗反演问题。

铀矿作为重要的清洁能源一直备受地质勘探领域的关注,然而,其中的裂缝型砂岩铀矿(孔、裂隙型铀矿)因其结构复杂一直是勘查工作的难点。因此,为了对此类型铀矿进行定量分析,有必要对铀矿赋存状态、含量与地质结构(孔、裂隙)参数的响应关系进行研究。通过瞬发中子测井技术和指向概率模拟算法可以对孔、裂缝型砂岩铀矿中的中子运移情况进行模拟,基于理想模型将研究重点集中于裂缝结构对中子测井结果的影响,包括:裂隙孔隙度对超热中子运移的影响作用随着孔隙度的升高而显著提高,同时使测井响应敏感度大幅提升;近似垂直裂隙环境下,超热中子聚集峰呈现多点分布状态;高裂缝倾角环境对中子能量和时间谱峰值的衰减作用最为严重,并且中子时间谱峰值存在随孔隙度增大向低裂缝倾角度区间移动的现象;不同裂缝倾角环境下,孔隙度与超热中子计数比存在一定的特征线性关系,可以辅助修正特定角度裂隙环境中的铀含量范围。以上结论可以为裂缝砂岩铀矿、复杂环境铀矿勘探工作提供理论参考依据并提高铀矿定量准确性。

地震资料构造解释是地球物理研究中一项重要内容,其中等值线图是主要的呈现方式。但是国内石油行业使用的进口地震解释系统大多不能提供达标(国标、行标、企标)的等值线图,需要通过独立制图软件的后处理才能达标。后处理过程包含大量的人机交互工作,导致制图工作时间约占整个地震解释项目的20%。为此,根据现有软件和待处理数据类型(等值线、断层、三维测网),提出一种多类型地震数据自动化处理成图算法,并设计完成自动成图软件,实现对解释图件多种数据的集成式处理。软件实现GeoFrame工区数据一键式导出及等值线、断层、测网等多种数据自动化处理要求,大幅度简化了绘图过程中的地震数据处理流程。目前软件已经广泛应用到实际生产项目中,提升了约90%的制图效率并有效降低了成图错误率。

在油气及矿藏资源勘探中,井孔瞬变电磁远探测技术相比于常规测井和地震方法,具有分辨率高、多参数获取、无侵入性等优势,但在实际应用中仍存在一些技术挑战和限制,需要综合考虑各种因素,选择合适的勘探方法和方式来获取地下资源的准确信息。为此,进行了井孔瞬变电磁装置关键参数对探测距离影响的研究,基于有限元法分别计算了不同收发矩、不同线圈参数、不同探测距离下低阻体和高阻体的响应。结果表明:在井孔瞬变电磁短偏移距远探测中,收发矩的大小对时间域电磁探测距离的影响不大,而线圈参数能明显影响井旁探测距离;在200匝2 A的发射线圈参数下,井孔瞬变电磁探测法对低阻体更为敏感,井旁探测距离可达40~50 m,对高阻体的探测距离为30 m。研究表明,采用小尺寸井孔瞬变电磁探测仪实现短偏移距井旁远探测是可行的。

地滚波是一种常见规则干扰,具有低频、低速、强能量、频散的特征,由于地滚波和有效波在频带、传播方向、速度等方面存在重叠,导致变换域滤波方法很难取得理想的效果。目前,工业界主流的地滚波压制技术是预测+匹配相减,由于近地表复杂的波场传播过程,直接对地滚波进行预测建模通常很困难并且精度有限。本文提出了一种基于可逆叠加变换的地滚波压制新技术,通过叠加算子对CMP域反射波进行建模,构建一个反射波估计的反问题,使用最优化方法求解此反问题,相当于把地震数据向反射波空间投影。由于地滚波和反射波处在不同的空间,通过投影能够得到干净的反射波数据。为了降低地滚波对反演结果的影响,本文进一步引入数据预条件算子减少地滚波的泄露,能够得到更好的噪声压制效果。

多元地球物理勘探资料的联合处理和综合解释是深部地热资源勘探评价工作必不可缺的环节,联合反演和后反演地质分异技术是目前深部资源勘探领域的2个研究热点。为融合多元地球物理场信息,降低单一地球物理场反演的多解性,本文利用岩石物性先验信息作为引导,以地震解释地层结构信息建立结构模型,采用高斯混合模型约束地层的地球物理参数,将重力、磁法、大地电磁进行正则化联合反演,实现了多物性结构的耦合,最终形成了重、磁、电、震联合反演软件,基于多物性联合反演的结果,利用Arrhenius定律,通过电阻率实现对典型干热岩场地温度场的预测。通过对直立六面体理论模型正演结果进行联合反演计算,联合反演结果相对于单独反演,对异常体的空间形态刻画以及物性数值恢复具有较好的效果,而且能够充分融合地质、岩石物性和地球物理等多元数据,更加符合实际规律。

地震资料分辨率可以直接影响油藏描述精度。为了提升地震资料的分辨率,针对复杂断块、含油砂体厚度薄、砂体预测难等问题,建立了时变分频反褶积提频技术流程。首先,针对地震信号进行分时窗,在每一时窗内求地震子波,从而得到子波的振幅谱;然后,在每一时窗内利用对应地震子波进行反褶积,求取反射系数;最后,综合整个地震资料的反射系数和褶积高频率、低频率子波,得到高分辨率的宽频地震信号。将此方法应用于中原油田文南地区实际三维地震资料的处理中,结果表明:该方法能够明显拓宽采集的三维叠后地震资料高频有效信息,对单砂体的刻画能力有较大提高,得到的数据效果更有利于识别薄层,且预测结果与实际钻井结果吻合程度更高。该技术在复杂断块地区有较大的应用前景。

低频模型是地震反演的重要组成部分,其准确性直接影响着反演的精度。随着勘探程度的不断加深,中深层陆相地层勘探成为海上勘探的重点领域,陆相地层沉积横向变化快,勘探阶段钻井少,很难通过常规插值方法得到准确的低频模型,制约了地震反演的准确性。针对以上问题,研究了基于协克里金技术的低频模型构建方法,以空间连续测量的地震速度数据为辅变量,以垂向分辨率高的测井数据为主变量,通过协克里金插值将辅变量信息整合到估计结果中,弥补了主变量数据空间测量不足的缺点,得到了高精度的反演低频模型,为少井区建模提供了有效方法。实际资料应用表明,该方法相较于常规方法提高了反演低频模型的精度,提高了储层预测的可靠性,具有广泛的应用前景。

大气干湿沉降是表层土壤元素的重要输入途径,为探索滇中中高山丘陵区大气沉降物中元素地球化学特征及来源,对滇中3个县采集的35件大气干湿沉降物进行研究。结果表明,养分元素年沉降通量大,重金属元素年沉降通量小,各指标年沉降通量大小顺序为:TOC(总有机碳)>Ca>K>I>F>Zn>B>Pb>Cr>Cu>As>Mo>Cd>Se>Ge>Hg;富集因子、主成分和空间分布特征表明,Ca、Mo、B、As、F主要来源于土壤扬尘,Cu、Cd、Pb、Cr、Ge以矿业活动和煤烟尘等人为源为主,TOC、K、Se、I为煤烟尘和土壤扬尘的混合来源,且Se受矿业活动的影响,Hg来源于煤烟尘。研究区煤炭及以铜为主的多金属矿产资源分布较广并存在一定的矿业活动,大气重金属元素含量与之密切相关,应有针对性地进行大气监测,确保大气环境质量以及不会对土壤造成污染。

永清县作为京津冀地区重要的无公害蔬菜生产基地,保障该区域食品安全具有重要意义。但由于缺乏对永清县土壤肥力状况系统而全面的评价工作,制约了绿色食品产业的可持续发展。本次研究系统采集了全县范围内耕作层(0~20 cm)土壤样品共338件,其中旱地155件、菜地84件、园地99件,分析测定有机质、全氮、有效磷和速效钾共4种土壤养分要素。结果表明,永清县耕作层土壤中有机质、全氮、有效磷和速效钾平均含量依次为5.29×10^-3、0.78×10^-3、41.8×10^-6、197×10^-6;土壤肥力方面总体表现为有机质、全氮缺乏,有效磷、速效钾较为丰富;依据国家农业行业标准《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2021),对该县土壤的肥力状况进行分级评价,土地利用类型为旱地、菜地、园地的土壤,其有机质和全氮含量大多处于Ⅲ级水平,有效磷和速效钾含量均以Ⅰ级水平为主;养分含量在空间分布上存在明显差异,西南区域的龙虎庄乡、刘街乡、养马庄乡等乡镇的土壤养分含量普遍高于东北区域的曹家务乡、韩村镇、里澜城镇等乡镇。为了更好地发展绿色食品产业,永清县应按照土地利用类型和实际种植情况,并考虑土壤质地、自然地理等因素,因地制宜地进行科学、合理的培肥,如增施有机肥和氮肥以提高土壤有机质和全氮含量,对缺乏有效磷和速效钾的土壤增施磷肥、钾肥,对富集有效磷和速效钾的土壤,则应该控制磷肥和钾肥的施用量。

以1∶50 000~1∶2 000的土地质量地球化学调查数据为基础,依据《天然富硒土地划定与标识》(DZ/T 0380—2021)要求,评价划定青海省海东市平安区三合镇土壤硒含量分级、环境质量、肥力质量和灌溉水水质等级。结果表明,三合镇土壤属碱性;土壤Se含量处于(0.093~1.938)×10^-6,均值为0.425 ×10^-6;土壤中Cd、Hg、Pb和Cr含量均未超过农用地土壤污染风险筛选值,研究区南部局部土壤中As含量大于筛选值;灌溉水水质达到《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2013)标准,土壤肥力呈现有效磷、速效钾丰富,氮和有机质一般的水平。综合上述评价,划定集中连片天然绿色富硒土地40.46 km²,主要分布在张其寨、骆驼堡、西村、东村、祁新庄和三合6个村庄,其中可直接利用的耕地4.76 km²,占天然富硒土地的12 %;潜在可利用的草地7.84 km²、林地27.86 km²,共占天然富硒土地的88%。结合富硒产业规划和当地实际,提出在耕地区发展富硒特色种植业,在林草地区利用天然富硒饲草料发展富硒畜牧业的建议。

综合地气测量是针对伟晶岩稀有金属矿找矿需求建立的地气测量与X荧光测量联袂探测隐伏矿的综合找矿技术,其中基于手持式X荧光仪进行快速测量,用于捕获地表的次生晕或原生晕,完成对含矿伟晶岩脉在地表的赋存位置、走向及延伸长度的评价;通过动态地气测量捕获深部矿化信息,用于评价伟晶岩脉的深部含矿性及延伸深度。本文介绍了这种综合找矿技术的主要技术方法,以及在有关项目支持下在不同地球化学景观环境下开展的找矿应用示范实例,以期为该方法的推广应用及后续同类景观区的找矿工作提供借鉴。

在青海省乌兰县茶卡北山勘查区开展了土壤X射线荧光测量勘查伟晶岩锂铍矿的研究,结果表明,通过测量Ca、Ni、Mn、Fe以及Nb、Ta、Rb、K两组指示元素,可以准确捕获花岗伟晶岩锂铍矿形成的土壤次生晕。其中,第一组元素的X射线荧光异常信息用于指示含矿层位花岗伟晶岩的位置,第二组元素的X射线荧光异常则用于圈定具有矿化显示的伟晶岩脉的位置、走向及其在平面上的延伸范围。根据捕获的X射线荧光异常推测,勘查区主矿脉沿西北、东南两个方向还有较大延伸,该结论为下一步找矿工作提供了参考。

为了给茶卡北山锂铍矿勘查提供深部找矿支持,在勘查区内布设了两条长800 m的地气测量剖面,得到了162个测点的地气样品中 Li、Be、Cs、Nb、Rb、Ti、稀土等30多种元素的含量信息。结合现有的勘探成果,研究了当地的地气异常特征。结果表明:在伟晶岩脉和铍矿(化)体的隐伏段上方,均能探测到多种元素的显著地气异常; 地气中Li、Rb、Th、Cs、Pb、Nb、Ti、La、Ce组合异常可以指示伟晶岩脉,而Be、Rb、Nb、Cs、Pb、Ti、Cu组合异常可用于直接指示隐伏铍矿(化)体;Be异常可以指示埋深480 m以内的铍矿(化)体。本研究证明,在第四系覆盖区,地气测量可以用于预测隐伏伟晶岩脉的含矿性。

在湘南仁里矿区外围的黄柏山测区部署了6条测线,应用综合地气测量开展了花岗伟晶岩稀有金属矿找矿研究。依据矿区已知伟晶岩矿脉上方土壤X射线荧光与地气异常特征,以X射线荧光测量获取的(Nb+Ta+Rb)衬度累加值为主要找矿指示,捕获了5个与地层走向一致的土壤X射线荧光异常带。1~4号异常带与已有的伟晶岩矿脉空间位置一致,对可能的伟晶岩矿脉的位置、走向及长度提供了评价依据,依据异常长度,有可能会显著延长原已知矿脉的长度;在测区南侧新发现的5号异常带,长度超过1 000 m,提供了新的找矿靶位。在长度超过1 500 m的4号主异常带中部11号测线开展了地气测量,捕获到反映伟晶岩脉深部矿化信息的Li、Be和Nb等元素的地气异常,证实测区内伟晶岩矿脉向深部有较大延伸。

近年来,在新疆哈密境内的红岭地区发现了多条伟晶岩脉,显示了具有寻找伟晶岩稀有金属矿的良好前景。在区内布署了2条穿越主要伟晶岩脉的长剖面,采用综合地气测量技术方法对该区内的主要伟晶岩脉的含矿性进行了评价。其中,用手持式X射线荧光仪实施的快速土壤X射线荧光测量用于评价伟晶岩脉顶部或出露部分的含矿性,动态地气测量方法则用于获取伟晶岩脉深部矿化信息,评价伟晶岩脉深部含矿性。结果表明,红岭勘查区内的多条伟晶岩脉地表与深部均有矿化显示,值得开展进一步找矿工作。