固体矿产勘查技术方法的一些进展

本文简要介绍了近年来国外物化探、遥感、数据处理等勘查技术发展和应用的一些新进展。澳大利亚松散覆盖层地区勘探技术的进展将在后面介绍澳大利亚与勘探相关的科研工作时提及,油气勘探技术将在后面的油气勘探与发现部分提及。

在航磁测量方面,总部设在英国的Magsurvey公司开发了一种新的、更便宜的方法来获得高分辨率的航磁数据。一种小型无人机(UAV)Prion携带铯磁力计,并使用GPS定位和激光高程测量。适用于在小范围内获取详细的磁测资料,也适用于在植被茂密或有积雪、沼泽的地区替代地面磁测。该系统非常强大,不需要跑道和其他基础设施。在航磁方法中,垂直磁梯度测量圈定地质接触边界的能力近年来已众所周知,水平磁梯度测量也在进行中。2004年还有航空三轴磁梯度测量法。地面上的垂直、水平和三轴磁梯度测量也被用于矿物勘探。新的超灵敏超导电子干扰元件也被用于制作张量磁力仪(高达9分量张量)。

电磁法最重要的进展大概是在航空电磁测量方面。直升机频域多线圈多频吊舱系统得到了广泛应用。这种方法也广泛应用于加拿大金伯利岩的勘探。未来频域电磁系统将使用更多的计算机和更少的线圈来控制数字脉冲频率发射,以减轻重量并增加频率转换的灵活性。直升机时域电磁系统发展迅速,在加拿大(VTEM系统等)得到应用。)、澳大利亚(HOISTEM系统)和美国(NEWTEM系统)。NEWTEM系统是Newmont公司从1995到2000年开发的,可以探测10 ~ 300米的深度。还有无源电磁系统,比如加拿大的ELFMAG(超低频磁力仪),可以探测深度超过1000米的导体。还研制了一种新的无源和有源相结合的多频多轴线圈系统(XTerraEM),可接收10 ~ 10 MHz的电磁信号。西澳大利亚矿业公司(WMC)和电磁成像技术有限公司共同开发了Geoferret的新型高灵敏度电磁技术,结果更加清晰,可以探测到电导率良好的覆盖层下500米深处的矿化。

三维激发极化测量已进入实用阶段,其性价比高于二维激发极化测量。

航空重力测量技术取得了显著进展。出现了一些新的航空重力仪,如Sander地球物理公司的AIRGrav,2004年在加拿大安大略省Timmins进行了以矿产勘查为目的的区域重力测量。新研制的航空重力梯度仪在矿产勘查中的应用越来越广泛。这主要是基于洛克希德·马丁公司70年代为美国海军开发的技术,1994解密。其中包括BHPB公司在1999年开发的Falcon机载重力梯度测量系统和贝尔Geospace公司在2002年开发的Air-FTG(全张量重力梯度仪)系统。Falcon只测量一个方向的梯度。Air-FTG可以测量三个方向(垂直、南北、东西)的梯度(共九个“张量”分量),可以测量地球重力场的微小变化,分辨率为每公里0.5毫伽。它还可以确定不同密度的地层和构造的边界,以及横向上垂直和近垂直的构造和断层面。Falcon系统已广泛应用于加拿大、非洲、巴西等地的钻石勘探(主要是寻找金伯利岩)并取得成果。Air-FTG系统在加拿大和南非也有应用(包括金刚石砂矿的勘探)。

桑德地球物理公司与芬兰地质调查局合作,开发了一个全面集成的航空地球物理服务系统,包括高分辨率航空重力测量(AIRGrav)、总场磁力仪测量和三轴磁梯度测量、频域电磁测量和放射性测量。此外,深穿透和更精确的地面地球物理方法的进步,三维可视化和建模,以及最新的地球物理地下成像技术(如Titan24)可以探测深度为250 ~ 1200m的目标,并形成三维模型,使钻井更加有效,减少钻井工作量,提高成功概率。

勘探技术的发展包括新型勘探软件的开发、声波钻井的研发、遥感技术在勘探中的应用。后者如利用ASTER卫星成像系统这一先进的空间热发射和折射辐射计进行热液蚀变填图,利用AVIRIS航空可见红外成像光谱仪传感器的高空红外数据帮助勘探。在地球化学勘探中,有上面提到的BHPB公司的部分淋滤地球化学方法。加拿大曼尼托巴省阿萨姆湖区,在隐伏矿化中利用活性离子地球化学测量,发现了金和贱金属、镍矿化(钻至矿体)。

地质年代学中U-Th/He或U-He方法的发展,显然扩大了这一新技术在经济地质中的应用。U-He法主要用于确定300℃以下矿床或矿区的热历史。除磷灰石外,还使用萤石、榍石、锆石和金红石,还使用白钨矿、绿帘石、石榴石和磁铁矿。

近年来,生物堆浸技术的发展对相关矿产的开发作用日益明显,对相关矿产的勘探和矿床评价也产生了影响。在这方面,BacTech与南非的Mintek在生物浸出技术方面进行了合作。在澳大利亚、一些亚洲国家(包括中国)和南美洲,这种技术的一些示范和商业项目已经完成或正在进行。纳米比亚南部的低品位大型斑岩铜矿(预计资源量2.9亿吨,铜品位0.46%)也正在进行此项技术可行性评估。TeckCominco透露,HydroZincTM方法使用细菌和溶剂萃取电积(SX-EW)对美国阿拉斯加州巨大的洪沟铅锌矿的矿石进行了测试,证明这种方法是可行的。在西澳大利亚的Radio Mountain硫化铜镍矿床,用BioHeapTM技术进行堆浸的可行性研究也表明它在经济上是可行的。2005年初,有报道称,中国白银有色金属股份有限公司也在与泰坦资源有限公司的BioHeap子公司合作,采用生物堆浸法开采低品位矿石(有报道称2.4亿吨矿石含铜50万吨)。智利国家铜业公司(Codelco)和日本采矿和金属公司(Nippon)成立了合资企业BioSigma公司,并与BHPB公司合作开展生物技术实验,并建立了处理低品位硫化铜精矿的试验工厂。BioSigma公司针对低品位硫化铜矿分离出沉淀能力强的细菌,想在5年内研究出处理低品位硫化铜矿的工业流程。Codelco投资300万美元建立R&D生物实验室。据报道,智利约4%的铜产量是用细菌法生产的。据估计,在未来20年内,铜的生产成本将减少一半,储量将增加两倍。