集安小梨树沟矿产资源勘查及找矿技术有效性分析

孙迎新

（吉林省第二地质调查所，吉林 吉林 132013）

集安市地处吉林省东南部，西南方向与辽宁省接壤，北与通化市接壤。集安小梨树沟是梨树村头道镇的辖村之一，位于集安市的头道镇政府西南方向大约24 公里处。由于梨树的数量多而闻名，故而称之为梨树村。属于亚温带大陆性气候，高温多雨。目前，集安市小梨树沟矿产资源勘查的相关研究资料显示，该地的矿产资源研究已经形成了较为完善的体系，但在具体的矿产资源勘查以及找矿技术有效性分析方面的研究还存在不足之处，有待深入探讨。

1 集安小梨树沟矿勘查

1.1 地质测量

集安小梨树沟的矿床，露出矿体呈多斜层状，倾斜角度在45°～60°，第三系岩层覆盖了矿体的大部分面积，覆盖层厚度范围在1.5m～3m，在特殊的局部区域可达约12m。在地表上层，利用激电中梯技术，确定化探异常范围，引导槽探工程组织对化探异常物质进行提取分析，验证物质的主要成分，划定并且揭露异常矿体成分。根据验证结果，利用激电测深测量矿床深度，再采用激电偶极的方法检测出岩层形状和矿体化探异常的深部变化状态。在岩层深处利用钻探的方式探测矿体的深度和范围，并加以控制[1]。矿床地质勘查工作主要包括槽探工程和剥土点工程，利用两种工程进行地质填图工作以及相对应的水文工程和环境地质测量。地质测量以吉林省的地形图为主要依据，安排相关技术人员进行填补和绘制，同时，收集集安小梨树沟矿产资源富集的历史信息，将综合地质资料进行汇总和分类，结合已有的测量成果开展工作。根据集安市地形图的地质资料确定小梨树沟的地层属于哪个类型的地层，并且找出该类型地层主要形成于那些历史时期，将穿越法和追索法两种方法相结合，根据矿床的露出部分进行槽探和钻探，以明确小梨树沟的地层类型和所处时代，再结合小梨树沟的地质层序和空白地质填补区域，进行GPS 定位追踪。主要勘查手段以剖面线法为主，以槽探工程和钻探工程揭露的矿体表层与下层的地质分界线为分割点，对矿体内天然露头和人工剥土两种不同方式的进行勘查，重点测量地质界线和主要构造线，以矿物的揭露部分为主，对其进行描述和填补。天然露头含矿地层截面如下图所示。

图1 含矿地层截面图

经勘查，小梨树沟的矿床的露头点总数为333 个，其中天然露头点是171 个，人工揭露点为162 个，矿体的填图区域为10.16km2，揭露点的密度是28 点/km2，利用槽探工程和钻探工程技术控制了小梨树沟矿的地质界线。

1.2 遥感勘查技术

由于小梨树沟的地理位置特征较为复杂，因此普通的勘查技术无法满足矿产资源的勘查要求。遥感技术应用于矿体勘查已经有成功先例，主要是根据飞机和卫星获取到的矿体信息，例如图像和数据等信息，处理并分析矿物质与电磁波能量之间的关系。遥感技术在矿体勘查工作中的主要功能是，弥补平面技术无法达到的缺陷，并利用先进科技识别矿体物质特征。由于矿体断层和裂隙的位置较深，普通勘查技术无法进行地质填图，而遥感技术的应用将大幅度改善勘查技术的不足。遥感技术应用到矿产资源勘查的主要特点如下表所示。

表1 应用于矿产资源勘查的遥感技术

从矿产资源勘查的角度出发，卫星装置传感器，实现了多光谱数据的应用，是矿体勘查在一定距离外可以分辨出矿体物质的特征。遥感技术以数字光谱形式记录矿体图像和数据信息，并上传到计算机处理端口，适用于多种勘查情境，尤其适用于地市情况较为复杂的地段，完成信息提取、影像校正和清晰度增强等步骤。遥感技术中的图像处理等功能可以通过扩大波长范围的方式进行精确地矿体勘查。

2 集安小梨树沟采用找矿技术有效性分析

2.1 找矿标志

经过对集安市小梨树沟地区矿产资源的勘查及对找矿技术的有效性进行分析。上古元时期的碳元素极为丰富，在地质褶皱区的压力作用下，受周围温度影响，形成矿物富集。经过区域的变质作用后，小梨树沟的重力场特征总体呈现出北部低、南部高且中间部分凸起的特征。小梨树沟的南部有一条局部重力高的东西走向重力带。矿体内的水平倾斜角度较为平缓，水平梯度变化尚不明显[2]。重力带以梯级形式递增，分布形态与横截面等深线类似，两侧端点的地壳厚度不同，变化规律相同。小梨树沟的矿层呈多层团块状分布在含矿地层中，具有原生沉积矿物的稳定特征，在一定程度上受到地质活动的影响，层位活跃度较高。小梨树沟的区域矿床的成矿时期从上太古时代到寒武系时代。根据石墨矿的激电特征，将集安小梨树沟的化探异常区域划分为高电阻区和低极化率区域，以及东西高极化率和低阻区。化探异常可分为ABC 三个等级，A 类异常主要包括DHJ-2、DHJ-7和DHJ-8，标志较为明显；B 类异常类型为DHJ-5，标志有所显露；C 类异常为DHJ-9，标志较不明显。小梨树沟的中部化探异常区呈西北向展开，极化率区域与电阻基本都能对应，总面积约为2.25km2，主要含矿地带集中在小梨树沟的东南方向。经过技术鉴定后得出结果，即高电阻区和低极化率区域是集安小梨树沟的主要石墨矿产区域。

在海洋环境影响下，地质水分含量较大，保证了矿床的金属元素来源充足。小梨树沟矿床局部基底隆起区的重力异常，属于上元古代的浅变质岩相，是发现矿物富集的间接标志。

2.2 找矿远景

找矿技术的有效性依托于地质背景测量和成矿来源等方面的相关信息。小梨树沟地区矿床的物质呈层片状，以稳定结构分布在矿体中，在矿体周围边缘区域的金属元素含量几乎不可见，而在中心地带则含量较多。说明在该区域内，成矿物质的运动的扩散性较弱，迁移活动比较少。但是在地质矿物的变质过程中，矿物的品位并不十分一致，在地质层结构中，成矿物质的聚集和扩散作用下，形成矿体[3]。该种类型的矿体品位稳定，即便是经过区域变质作用，其结构也能基本保持原状，岩相岩的沉积物由于长期处于相对封闭的空间内，在密封条件较好的环境中，地质矿物的二氧化碳在空间内聚集，受外界温度影响，温度上升则成矿物质状态不变，温度下降则形成鳞片晶体。当鳞片晶体达到一定数量之后，便形成了具有成矿潜力的矿床。根据小梨树沟地区的矿产资源分布情况，结合当地矿产地的历史资料，对可能存在矿产资源的区域进行探测勘查，充分了解该地区的矿体形成的构造环境和成矿物质特征，判断矿床内矿物的类型。

对小梨树沟进行实地考察，按照矿床周边地形预测并划分远景区。按照成矿原则，在远景圈的最小距离之内找到矿产资源的可能性最大，同时也是漏矿的可能性最小的范围。以小梨树沟地区矿床的含矿地层，也就是集安地区沟组荒岔地段为主要找矿区，将以矿物富集地的中心划为标杆，在一定范围内进行远景区圈定。

3 结语

本文通过对集安小梨树沟地区矿产资源勘查及找矿技术有效性分析进行研究，为集安小梨树沟矿床后续 的资源开采工作提供理论基础和具体可行的办法。同时，结合了遥感技术的矿产资源勘查工作改善了传统勘查方法的距离限制问题，在一定程度上推动了科学技术进步。由于本文研究条件有限，关于小梨树沟的找矿标志研究得还不够透彻，未来将不断完善。