辽宁鞍山地区金属矿资源中深部找矿特征及深层勘查分析

马 巍

（辽宁省有色地质一〇五队有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125000）

近年来，中国经济建设速度不断加快，资源消耗速度也随之增长，而常用型金属矿产资源的消耗量居于首位，金属矿产资源匮乏态势也在逐渐加剧[1]。目前国家公布的金属矿产资源深度范围为0m～500m，即第一深度空间勘查资源量，但是还不能代表国家金属矿产资源量的全部[2]。

依据成矿理论分析可知，在深度范围500m～1000m内，是地壳内动力、外动力相互作用的复合场，也成为了多种成矿要素耦合与突变的转折区域，有利于岩浆移动与热液矿床的产生。由此可见，在地壳深度范围内，具备较好的金属矿床形成条件，存在较大的成矿勘查潜力[3]。辽宁鞍山具备丰富的矿产资源，目前已经勘探矿产资源种类数量达到了35种，其中以金属矿资源为主。为了推动辽宁社会经济的发展，加强金属矿资源深部勘查的研究，提出辽宁鞍山地区金属矿资源中深部找矿特征及深层勘查分析研究。

1 金属矿资源中深部找矿特征分析

1.1 金属矿资源深部成因

从本质角度出发，地面浅层所见的金属矿资源，并不是地表处堆积形成的，都是地球深部能量与物质交换形成的。金属矿物元素之间存在着大量的运移、聚集、分异、整合等过程，也就是说金属矿资源形成与分布会受到深部物质物理-化学-力学过程的限制[3]。简单的说，金属矿资源就是热物质在运移过程中与深部壳、幔变质作用后，随着时间堆积而成的。由此可见，金属矿资源成矿与地球深部壳、幔构造，运移行为，物质状态等动力过程息息相关。

1.2 深部构造与控矿作用

近年来，许多学者对地壳深部矿床分布情况进行了深入的研究，发现地壳深部构造与成矿之间存在着较为紧密的联系，成为了金属矿资源深部找矿特征之一，为金属矿资源深部研究与勘查提供新的线索支撑。随着探测技术的进步与发展，人们对地壳深部构造的认识也在逐步更新。在现代金属矿资源深层勘查过程中，地壳深部构造控矿作用研究至关重要，得到了世界各个国家的广泛关注，研究力度也在不断地加大，大大的拓展了深部找矿的思路。针对金属矿资源来看，表面上矿床分布只是受到了地壳浅表层应力作用影响，但实质上，也会受到地幔隆升动力作用等深部因素的控制。

1.3 深部动力过程与成矿特征

通过上述分析可知，虽然大中型金属矿资源成矿过程较为复杂，却经历了物理-化学-力学过程（深部动力过程），由此可见，深部动力过程也是金属矿资源深部找矿特征之一。

在地球动力学角度出发，金属矿区时空分布会受到深部动力过程的制约，而深部壳、幔、构造等是主要的深部要素。依据地球内部热物质运移理论，构建岩石圈结构动力学模型，分析热物质的运动轨迹、规律等，对金属矿产资源形成过程进行详细了解，并将其作为资源深部找矿特征之一。

深部热物质动力过程如图1所示。

如图1所示，展示了深部热物质的动力过程，也是成矿元素的聚集过程。其中，编号1～7分别表示的是花岗岩、震旦系、结晶基底、基性岩体、正长岩体、峨眉玄武岩与砂砾岩。

图1 深部热物质动力过程示意图

通过上述分析可知，深部动力过程可以显示出成矿热物质的运移过程，反映深部热物质与介质、能量之间的耦合反应与作用，为矿产资源深层勘查提供找矿特征要素。

2 金属矿资源中深层勘查技术分析

在金属矿资源中深层勘查不仅需要深部找矿特征信息，也需要适当的深层勘查技术支撑，故在此节对深层勘查技术进行深入分析，主要包含综合地球物理技术、井下地球物理技术与地面地震波场探测技术，具体分析过程如下所示：

2.1 综合地球物理技术

以往地球物理技术主要是通过肉眼对地面浅表层矿体进行研究，或者采用钻井方式，对一定深度的矿体进行研究。但此种技术已经无法满足第二深度空间金属矿资源的勘查与挖掘需求，故可控源音频大地电磁法、地面时间域电磁法、深地壳角反射折射技术等相继出现，共同构成了综合地球物理技术，依据不同原理对第二深度空间蕴含的金属矿资源进行勘查，并详细分析深层动力过程，为金属矿床深度预测提供精确的数据支撑，对金属矿产资源的深部研究带来了契机。

2.2 井下地球物理技术

如何精确地发现确定深部隐伏矿床，是金属矿产资源深层勘查的一个关键难题。常规环境下，深部矿床位置较深，浅部信息一般较为微弱，有效信息较少，资源勘查较为困难。为了勘查深部金属矿资源，除了进行必要的地球物理场观测，还需要钻孔、坑道、深钻井等方式来间接的地壳深部结构空间以及成矿元素信息等，并对其进行较为精细的研究与判断。

另外，还需要对深钻井与坑道内部的物质进行进一步的研究作业，以此来近距离地捕捉成矿元素的物理、化学标志。近几年，井下地球物理技术的出现使得深部找矿工作呈现出了新的活力，并发现了一批储量较多的深部金属矿资源，例如铜、镍硫化物矿床、金矿床等。井下地球物理技术不但可以获得井壁介质相关参数，还可以获得底部介质相关参数信息，为矿床勘查提供了更加丰富的信息支撑。

2.3 地面地震波场探测技术

深部找矿的关键就是深入研究矿区内的深部结构，依据成矿因素圈层的耦合效应，获取一定的成矿规律，模拟成矿过程，厘定金属矿资源聚集、分布的条件，通过适当的技术，勘查深部矿床资源。随着地震技术的不断发展与更新，地面地震波场探测技术也被纳入深部找矿、深层勘查应用中，并取得了一定的成果。

地面地震波场探测技术可以直接应用于深部金属矿资源勘查，能够对矿体构造与周边蚀变进行高分辨率的探测，特别是针对矿物元素聚集的控矿空间。

3 辽宁鞍山地区金属矿资源深层勘查应用分析

以辽宁鞍山地区金属矿山作为研究对象，应用上述阐述的深层勘查技术，对金属矿资源深部找矿特征以及资源深度、含量进行预测，研究深层勘查技术的应用效果。

辽宁鞍山地区金属矿资源情况如表1所示。

表1 辽宁鞍山地区金属矿资源表

依据上述研究对象区域的资源储量信息，选取多种深层勘查技术融合应用，对研究对象特征与储量进行勘查与预测。

通过深层勘查技术可以得到第二深度空间成矿元素含量数据如表2所示。

表2 成矿元素含量数据表

依据表2数据可以看出，辽宁鞍山地区第二深度空间具备着较为丰富的金属矿产资源，可以对其进行相应的挖掘，为辽宁社会经济发展提供充足的金属矿资源供给。

4 结束语

金属矿资源是深部能量与物质交换、深层动力过程后的产物，故在理论与实践角度出发，加强第二深度空间的找矿、勘查研究势在必行，也是矿产资源发展的大趋势。面对矿产资源勘查难度越来越大的现象，精准分析深部找矿特征，选取适当的深层勘查技术至关重要，此研究可以一定程度的解决上述问题，但是随着金属矿产资源需求量的加大，对金属矿产资源勘查提出了更高的要求，需要对金属矿资源中深部找矿特征及深层勘查分析进行进一步的研究。