针对我国地形地貌特征,工程研究中心研制出了一套适合复杂地质条件下寻找隐伏矿的地电化学集成技术。该技术运用自主知识产权的低电压偶极提取装置,将地球物理技术与地球化学技术融为一体,研发了新的地电化学集成技术,利用该技术来获取金属矿床的成矿信息,寻找隐伏金属矿床,实现了理论和技术的双重创新。
(1)理论创新:基于“活化络合-有效碰撞”效应,构建了金属矿床地电化学成晕物质从地下深部→地表疏松层→地电提取两极的迁移反应模型。核心理论是利用地质体中的深部成矿物质,经原电池、微观原电池分解,产生电化学溶解并迁移,通过电提取、电吸附作用使金属成晕物质聚集,从而发现矿致地电异常,达到寻找隐伏矿的目的(图1)。

图1 地电化学成晕机理模型示意图
(2)技术创新:在复杂地质条件的矿区,系统开展了找矿方法可行性及技术参数论证,改进了电提取、吸附相态汞和土壤离子电导率三种方法技术,构建了多指标综合异常套合模式,建立了集成技术创新体系。
地电化学集成技术突破了厚覆盖区找矿的难题,解决了危机矿山、老矿山找矿难的技术瓶颈,在找矿深度上取得了重大突破,为今后在厚层覆盖区寻找隐伏金属矿开辟了一条新途径,具有广阔的应用推广前景。工程研究中心利用该技术在甘肃、广西、广东、四川、云南等20多个省、40余个矿山开展快速定位预测,寻找隐伏矿,发现了具有找矿前景的靶区30余个,其中6个靶区经深部工程验证见到了隐伏矿体。新增金属量:Pb + Zn 160.52万吨,Sn 5.67万吨,WO3 11.86万吨;获得潜在经济效益约400多亿元。
该成果发表论文36篇,授权专利10项,获计算机软件著作权1项,获得中国有色金属工业协会科学技术奖一等奖1项,自然资源部国土资源科学技术奖二等奖1项(图2,表1)。

图2 复杂地质条件下深穿透地电化学集成技术奖项
表1 自主知识产权情况及其水平
成果 类型 |
序号 |
成果信息 |
人员 |
取得 时间 |
奖项 |
1 |
深穿透地球化学勘查技术及应用研究(中国有色金属工业协会科学技术奖一等奖) |
周奇明/1 |
2021 |
2 |
西南地区重大地质事件与铀成矿作用(自然资源部科学技术奖二等奖) |
程发贵/7 |
2020 |
软件著作权 |
1 |
用于地电化学提取的直流稳压电源及数据采集控制软件V1.0 |
文美兰 |
2018 |
专利 |
1 |
一种离子吸附型稀土矿离子相标准物质及其制备方法 |
李学彪 |
2019 |
2 |
一种回转切削式取土方法 |
肖桂元 |
2017 |
3 |
用于地电化学提取的多档位直流稳压电源电路及安装方法 |
文美兰 |
2022 |
4 |
一种便于野外使用化验工具箱 |
李社宏/2 |
2021 |
5 |
一种土壤重金属污染物提取装置 |
文美兰 |
2021 |
6 |
一种用于地电化学提取的数据采集电路 |
罗先熔 |
2020 |
7 |
一种稀有金属矿石与土壤样品检测用的快速处理装置 |
黄理善 |
2020 |
8 |
一种用于地电化学提取的直流稳压电源电路 |
文美兰 |
2019 |
9 |
一种勘探用便携式中小功率直流移动电源 |
曹 军 |
2019 |
10 |
斜立式行星球磨机和系统 |
冯佐海 |
2017 |