实习一 勘查技术方法的选择

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实习目的、要求~

(一)实习目的
应用地球物理教学实习是勘查技术与工程(应用地球物理方向)专业和地球物理学专业本科教学计划的重要组成部分,是应用地球物理系列课程的教学内容,是教学实践的重要环节,是课堂理论知识的延伸和补充。
在完成应用地球物理原理与方法系列课程理论教学的基础上,通过教学实习,将理论与实际联系起来,使学生结合研究区的实际,学习并初步掌握应用地球物理勘探生产中普遍应用的常规野外工作方法和技术,了解实际生产的各个环节、各工种之间的关系,学习仪器操作技术,了解应用地球物理勘探各种方法常规数据处理的流程,了解物探资料处理和地质解释的方法步骤。
通过实践对物探基本理论的理解和掌握,进一步验证、加深和巩固课堂学习的理论知识。培养学生的动手能力、独立分析和解决实际问题的能力,学会客观地观察问题,培养科学的思维方式和开拓创新的精神。为学生今后进一步学习物探理论、参加生产实践、科研实践奠定必要的实践基础。
(二)实习基本要求
一般要求学生在学完《重磁勘探原理与方法》、《电法勘探原理与方法》、《地震勘探原理与方法》、《重磁数据处理与解释》、《电法数据处理与解释》、《地震数据处理与解释》、《地质学基础》、《计算机技术基础》、《计算机应用基础》等课程后方能进行应用地球物理教学实习。
本次教学实习对学生的具体要求如下:
(1)了解根据地质任务进行野外工作设计的方法;
(2)掌握各种物探仪器的基本原理、结构、操作方法及常见故障的排除方法;
(3)了解应用地球物理勘探测网布置原则,掌握布设测网的工作步骤和方法,学会简单的测网布设与联测;
(4)要求学生独立完成测区内的部分数据采集工作,较准确地获取每个物理点的原始数据;
(5)认真填写各种观测记录,确保实测数据真实可靠,从而教育和培养学生树立严谨的科学态度、实事求是的工作作风;
(6)学会物探数据的计算整理、改正,掌握各种地球物理方法数据处理的流程,完成实验区野外数据的处理工作,完成各种成果图件的绘制;
(7)通过分析研究区的地质、岩矿石物性和物探资料,初步掌握地球物理异常的地球物理解释和地质解释方法,学会描述物探异常的特征、圈定异常范围、作出合理的地质解释;
(8)掌握物探成果报告的编写。

0.4.1 基本内容结构
本书由八个主要部分组成:绪论,重力与磁法勘探,电法勘探,反射波法地震勘探,核法勘探,地球物理测井,勘查地球化学与遥感勘查方法技术。绪论部分概要地介绍了勘查技术工程学的学科特点与它的学科分支结构,各分支学科的研究内容、研究对象和应用范围,介绍了勘查技术的历史、现状和今后的发展趋势,给读者建立勘查技术工程的总体面貌,增进读者对勘查技术工作全面、正确的理解。在七篇共二十章中,分别介绍了各种勘查方法的基本原理、工作方法与技术、数据处理与资料解释。勘查方法的基本理论十分重要,必须首先要学习和掌握它。勘查工作工作方法与技术是直接关系到数据采集的质量和勘查工作的效果和效益。数据处理和资料解释关系到勘查技术工作者提供最终成果的质量与应用效果,是对勘探学家理论与实际相结合能力和多源信息(资料)综合分析与应用能力的全面检验。
由于绪论中所述的原因和篇幅的限制,本书中未列入钻掘工程和地热测量方面的内容。
0.4.2 主要特点
勘查技术工程学的内容十分广泛,其中的每一分支学科在以前都是独立成书的,对应的生产部门和教学科研机构,也是单独存在的。把它们综合在一起成为一门课程,这在国际和国内目前均无先例。这一方面为本书的编写提供了机遇,另一方面又成为本教材编写的最大难点:既不能面面俱到,又不能没有重点。为此,我们编写本书时保持了内容的相对完整性,又突出重点,使学习者感到方便。重点突出是指突出基本理论、基本方法和基本概念的讲述,对处于试验研究阶段的新技术、新方法和勘查技术的应用实例等则较少介绍,这些内容留给有兴趣的读者自己去学习和掌握,或在实习和实验等实践环节中加以弥补。
为方便学习,采取将各主要勘查技术分支独立分章节介绍,这样利于相互参照,但并不相互依存,便于仅对某些方法和应用领域有兴趣的专业读者进行选择。为保持结构的完整性,主要勘查技术方法与应用均有阐述。把一般需要数本甚至10多本书的内容融合在一本书之中,在一定程度上有“以一当十”的功能。读者可了解勘查技术工程的全貌,有利于多源信息的综合分析和解释。

【实习目的】

(1)通过学习实例,进一步了解如何根据不同的勘查阶段、不同的地质条件和矿产特征、自然地理条件等影响因素,选择适合勘查区自身条件的勘查技术方法的成功找矿经验。

(2)通过实习,了解如何根据现有不同程度的地质资料,确定需开展何种程度的勘查工作,根据不同勘查程度的要求,合理地选择勘查技术方法。

【实习要求】

(1)根据实例,认真学习和领会矿产勘查的找矿思路、勘查路线,如何依据勘查区实际选用合理的勘查技术方法和手段开展找矿工作和实现找矿的突破。

(2)根据所提供的地质资料,结合矿产地地形、地貌、气候条件,以及矿化、矿化区地质特征,充分利用各种找矿信息,合理地选择勘查技术方法。并说明选择的理由。

(3)选择勘查工程手段要体现目的,并要考虑浅部或深部的具体情况。

【实例资料】

智利北部晚始新世—早渐新世斑岩铜矿带勘查

智利的铜矿储量及其年产量居世界第一位,同时,铜、钼、金、银等矿产资源在世界上也占有重要地位。智利北部的晚始新世—早渐新世斑岩铜矿带是智利第三纪斑岩铜矿床的重要组成部分。这些矿床发现的勘查地质工作部署和勘查技术工作策略给勘查人员以深刻的启示:按区带安排勘查计划,选择合适的勘查技术组合,获取区域和局部地质信息,以地质资料为指导,最后实施深部工程验证和矿体揭露。

1.区域地质概况

智利北部晚始新世—早渐新世斑岩铜矿带位于南美安第斯斑岩铜矿带内,斑岩铜矿大多是于中生代和第三纪成矿(图1-1)。南美安第斯斑岩铜矿带是环太平洋成矿省的一部分,因太平洋洋壳向南美大陆的板块俯冲,至南美大陆西缘产生岩浆活动和成矿作用,形成与南美大陆西缘平行的一系列成矿带。而智利第三纪斑岩铜矿带的矿化作用与始新世的中性斑岩侵入有关,矿化发生在网状脉或角砾岩筒内,具有典型的斑岩铜矿热液蚀变分带模式和硫化物(黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿)矿化特点。

2.勘查技术方法的选择

(1)根据已知矿床地质特征,在找矿区开展地质填图。斑岩铜矿床具有独特的蚀变分带模式,其分带特征和痕量元素分散模式为勘查部署和选择相应的技术组合提供了基础。埃斯康迪达铜矿床就是通过区域和局部地质填图及化探取样,研究区域地质特征和异常特征,通过斑岩的分带体系(蚀变分带),推测斑岩体中心位于砾石覆盖区之下,进而发现矿体。同样萨尔迪瓦矿床也是依据零星露头的基岩的地质填图揭示斑岩铜矿床系统,从而推测矿体位置而布钻发现的。

(2)遥感地质调查作为前期面上普查工作的技术手段。智利北部斑岩铜矿带的遥感地质调查工作早在20世纪50年代就开始实施。智利勘查公司在50年代沿西部裂隙断层带,南自埃尔萨尔瓦多以南,北到塞罗科罗拉多实施了航空摄影调查及地质调查,根据航片上的区域色异常选定进一步工作的靶区,找到了克夫拉达布兰卡各科亚瓦西在内的几个斑岩铜矿床。

(3)岩石地球化学、激发极化、重力测量在智利北部斑岩铜矿带找矿中的作用。智利北部多数斑岩铜矿床受砾石层覆盖,有的地区厚度上百米。在有限的露头区开展区域地质填图与水系沉积物及岩石地球化学采样,激发极化、重力测量均发挥了各自的作用。埃斯康迪达和萨尔瓦尔就是区域地球化学测量的典例,极发激化测量等物探手段在圈定砾石覆盖区斑岩系统分布范围、钻孔定位等方面取得了一定效果。

图1-1 智利北部斑岩铜矿带

智利埃尔印第奥-马里昆加金矿带勘查

智利北部的马里昆加金矿带是20世纪80年代以来世界矿产勘查的重大发现之一,有可能成为21世纪重要的金矿区。自埃尔印第奥金矿带发现后,极大地鼓舞着人们在其外围进行金矿的勘查。在埃尔印第奥金矿带的北部,通过大区域踏勘和系统的化探工作,导致了一系列的重要发现,从而发展成为马里昆加金矿带。在整个马里昆加金矿带的发现过程中,所采用的技术手段非常简单,但效果甚佳。总体来说,这里是一个矿产勘查的新区,矿产勘查方法的组合技术应用是十分重要的。

1.地质简况

埃尔印第奥矿床位于拉塞雷纳(LaSerena)以东125km靠近国界处,海拔4150m。它是一个与第三纪中-晚期岩浆作用有关的、产在长英质火山岩中的高硫浅成热液矿床。

矿床赋存在断裂带中,含矿带长200m,深300m以上。容矿围岩为英安凝灰岩、安山质角砾岩以及火山碎屑岩。矿化主要集中在两个成矿期,即早期形成的是块状硫化物矿脉,其中含黄铁矿、硫砷铜矿和明矾石;晚期为金-石英脉,并切穿了第一期矿化脉。大部分金与第二期矿化有关,产在微小的裂隙里。

2.勘查与发现

埃尔印第奥矿床最初是由当地人于1967年发现的。当时只在夏天开采高品位的铜矿石。1973年由于金价的升高,开始手工挑选高品位的金矿石。1974~1976年间,EMAMI公司在印第奥矿床的周围30km长的蚀变带上开展地质、地球化学、地球物理勘查工作,并认识到其具有浅成热液型金银铜矿床远景。

在1976年年底前开展了广泛的勘查项目,包括最原始的地质填图以及细粒土壤地球化学取样和岩石拣块取样,分析Au、Ag、As、Cu、Pb、Zn。在印第奥当地人的工作区约3km2内,按60m×20m的网格采集了细粒土壤样品。2000个样品各元素的算术平均值为Au0.55×10-6,Ag7.64×10-6,Cu98×10-6,As1283×10-6,Pb283×10-6,Zn72×10-6,Au、Ag、As和Pb具有明显异常,并表现出正相关性(图1-2)。尽管Cu和Zn由于表生作用可能亏损,但Au和Ag分别超过1×10-6和15×10-6,它们的异常范围与后来发现的矿化脉十分吻合。As主要富集在臭葱石和其他含砷矿物中,As的异常范围要比Au、Ag、Pb大得多,因此,As是一种十分有用的探途元素。由于硫砷铜矿和黄铁矿的溶解度低,再加上石膏的屏蔽作用,矿脉在地表上的显示不明显。到1987年年中,共完成了地表钻探工作1720m,槽探工作4078m,而道路建设也揭露出一些露头。

图1-2 埃尔印第奥土壤Au、Ag、As综合异常图

1978~1979年间,完成了地表钻探工作4220m,槽探工作3920m。然而,直至1979年5月才揭露出北东向的高品位石英脉。按2m间距作刻槽取样,Au品位达3543g/t,故将该脉称作Indio Sur 3500。这条富矿脉位于距当地人找到的矿约100m处,但由于该矿体隐伏于覆盖层2m以下,当地人未能发现它。

【实习资料及要求】

1.矿区简况

某测区位于××县城43°方向,平距10.5km,地理坐标:东经DDD°MM'SS″~DDD°MM'SS″,北纬DD°MM'SS″~DD°MM'SS″,面积约20km2,隶属××县××镇所辖;某县级公路从矿区西侧通过,有长15km的乡村公路与之连接,距××县城约22km,交通较方便。

图1-3 某区1∶5万土壤地球化学异常图

测区为风化剥蚀中低山区,地形地貌由北东向的山脉和沟谷相间构成,最高海拔为1561m,最低点在北西坡附近,海拔为1050m,相对高差为511m;区内浮土掩盖严重,植被发育,多为灌木林,通视较差。

矿区气候四季宜人,年平均气温17~18℃,雨季多集中在7~8月间,其间多为雾天。

当地为多民族杂居区,经济收入主要靠农业及少量林业,主要农作物有稻谷、玉米、荞及茶果等;尚无工矿。

1989年,某地质大队开展过1∶5万土壤地球化学测量工作,在区内发现1.5g/t的金矿化显示;并圈定了金异常区(图1-3)。1990年4月,通过X荧光仪现场测试,又发现了1.5~5.2g/t的金矿化显示,认为测区有一定的找金前景。

2.实习步骤及要求

(1)认真了解矿区各有关信息。

(2)根据勘查技术方法选择的影响因素,即勘查阶段矿区地质条件和矿床特征、自然地理条件等,选择最佳的勘查技术方法。

(3)根据图1-3,初步圈定矿区勘查范围。

(4)对选用的勘查技术方法和勘查工程手段要说明其理由。