有色金屬礦產(chǎn)勘查中關(guān)鍵技術(shù)淺析

朱悅彰

（云南省地質(zhì)調(diào)查院，云南 昆明 650051）

有色金屬是工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中不可或缺的重要資源，因此對(duì)其進(jìn)行開(kāi)采或勘查，都需要結(jié)合有色金屬的資源分布特征、該行業(yè)結(jié)構(gòu)特征以及行業(yè)發(fā)展方向等信息，進(jìn)而確保工作的科學(xué)性。且在有色金屬的開(kāi)采過(guò)程中，已經(jīng)暴露出貧礦量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于富礦量、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)面臨技術(shù)難點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)成本壓力的問(wèn)題?；诖?，勘察單位要秉承綜合統(tǒng)籌、適度規(guī)劃，遵循規(guī)律、科學(xué)布局，主次清晰、有序勘查原則，確?？辈樾?。

1 有色金屬行業(yè)發(fā)展概況

1.1 國(guó)內(nèi)有色金屬資源分布情況

從國(guó)內(nèi)有色金屬總量看，其儲(chǔ)量較為豐富，且布局范圍遼闊，但它在國(guó)內(nèi)不同地區(qū)的分布卻具有不平衡特征，這就對(duì)相關(guān)企業(yè)的戰(zhàn)略布局形成了直接的影響。此外，國(guó)內(nèi)有色金屬的礦床規(guī)模更多以中小型為主，其礦床發(fā)展模式則更多地體現(xiàn)為共生、伴生礦床，很少有完全單一的礦床發(fā)展模式運(yùn)用現(xiàn)象，加上礦石成分具有一定復(fù)雜性特征，這就使得有色金屬的開(kāi)采困難重重。因此相關(guān)企業(yè)單位必須提前做好有色金屬礦產(chǎn)勘查工作，奠定好資源開(kāi)采的前期基礎(chǔ)。

1.2 有色金屬行業(yè)結(jié)構(gòu)特征

不管是中國(guó)鋁業(yè)、中國(guó)五礦、中色礦業(yè)等中央企業(yè)，還是西部礦業(yè)、金川集團(tuán)、紫金礦業(yè)等地方國(guó)有企業(yè)，以及魏橋、海亮、珠峰等民營(yíng)企業(yè)，都在通過(guò)聚焦主業(yè)、優(yōu)化布局、提升管理、強(qiáng)化國(guó)際合作等舉措，提升全球競(jìng)爭(zhēng)力，成為推動(dòng)世界有色金屬工業(yè)發(fā)展不可忽視的力量。從戰(zhàn)略地位看，雖然隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，對(duì)大宗原料的需求也由持續(xù)快速增長(zhǎng)期進(jìn)入微增長(zhǎng)的平臺(tái)期，但有色金屬依然是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和支柱。

2 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及技術(shù)基本原則

2.1 綜合統(tǒng)籌，適度規(guī)劃

如前文所述，由于我國(guó)有色金屬資源的分布、開(kāi)采都具有一定的復(fù)雜性，這就要求相關(guān)勘查單位要對(duì)其進(jìn)行全面規(guī)劃。首先，工作人員需要形成可持續(xù)發(fā)展眼光與全局觀(guān)念，不能單純著眼于短期效益而忽視礦產(chǎn)的長(zhǎng)期價(jià)值，也不能不顧地區(qū)地理環(huán)境條件盲目進(jìn)行礦產(chǎn)勘探工作。其次，勘查單位要做好組織建設(shè)，對(duì)參與勘查工作的員工進(jìn)行合理安排，確保其具有一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)與技術(shù)實(shí)力，為礦產(chǎn)勘查工作的進(jìn)行提供強(qiáng)大的智力支持。在整個(gè)礦產(chǎn)勘查環(huán)節(jié)，必須采用先進(jìn)的找礦技術(shù)，遵從適度原則，因地制宜選擇具有可行性的技術(shù)方案，以免因?yàn)榧夹g(shù)使用不當(dāng)導(dǎo)致礦區(qū)被破壞、礦產(chǎn)資源被浪費(fèi)的問(wèn)題。

2.2 遵循規(guī)律，科學(xué)布局

因?yàn)榈V產(chǎn)資源的實(shí)際布局、礦區(qū)所在的地理位置都具有客觀(guān)性，因此礦產(chǎn)勘查工作者需要對(duì)這些客觀(guān)要素進(jìn)行全面把握、遵從隱藏在其中的客觀(guān)規(guī)律，以免因?yàn)楹鲆暠厝恍砸?guī)律、盲目開(kāi)采造成的嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。例如，在順應(yīng)環(huán)境要求方面，工作人員要通過(guò)提前調(diào)查好礦區(qū)所在位置的地形地貌、水文氣候等地理要素，了解其交通布局、工業(yè)發(fā)展等社會(huì)環(huán)境信息，能夠防止因盲目開(kāi)采造成的資源浪費(fèi)、環(huán)境破壞等后果，使得礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)工作更具科學(xué)性。

2.3 主次清晰，有序勘查

因?yàn)榈V產(chǎn)資源的勘查工作具有一定的綜合性特征，它涉及多方面要素，涵蓋多個(gè)作業(yè)流程，為了使得復(fù)雜的勘查任務(wù)得到妥善落實(shí)，則要分清主次、有條不紊按順利完成勘查流程。就各工作要素來(lái)說(shuō)，技術(shù)可謂構(gòu)成了最關(guān)鍵的一點(diǎn)，勘查單位技術(shù)實(shí)力的高低在很大程度上決定著勘查的精準(zhǔn)程度及后期的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)效率。因此勘查單位可以不斷引進(jìn)信息化手段，通過(guò)完善網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，借助大數(shù)據(jù)、自動(dòng)化計(jì)算手段等的作用，更快捷、準(zhǔn)確地獲取礦產(chǎn)資源分布信息，得到較為全面的勘查資料。而就礦產(chǎn)勘查的流程看，前期預(yù)查、中期勘查、后期勘探可以說(shuō)是其主要程序，各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)注重點(diǎn)不同，勘查單位要據(jù)此進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與安排，確保各個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)得到高度落實(shí)，進(jìn)而得到較為完整的勘察信息，為后期的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)提供重要數(shù)據(jù)參考。

3 有色金屬礦產(chǎn)勘查的主要流程

3.1 有色金屬礦產(chǎn)資源的預(yù)查

對(duì)于有色金屬礦產(chǎn)的勘查來(lái)說(shuō)，為了得到全面的資源分布、礦石成分信息，需要提前做好預(yù)查工作。該環(huán)節(jié)的主要任務(wù)在于工作人員要結(jié)合前期定位好的礦區(qū)位置，考慮到礦區(qū)周邊環(huán)境因素，對(duì)手中全部資料做全面研究。同時(shí)，借助野外探測(cè)、工程驗(yàn)證等手段的作用，確定一個(gè)較為具體的礦產(chǎn)資源普查區(qū)，適當(dāng)預(yù)估該礦產(chǎn)區(qū)后續(xù)開(kāi)發(fā)的效益與情況，做好前期準(zhǔn)備。

3.2 有色金屬礦產(chǎn)資源的普查

在做好預(yù)查工作基礎(chǔ)上，對(duì)有色金屬礦產(chǎn)資源進(jìn)行全面普查，指的是工作人員需要對(duì)有較高開(kāi)發(fā)價(jià)值的礦區(qū)展開(kāi)更為深入的分析，進(jìn)而明確礦產(chǎn)資源分布地帶的實(shí)際范圍，對(duì)資源展開(kāi)后續(xù)的定位與搜尋，從而形成內(nèi)容相對(duì)全面的可行性報(bào)告，將其上報(bào)給上級(jí)部門(mén)，由其對(duì)報(bào)告加以分析，進(jìn)而形成與之相關(guān)的礦區(qū)開(kāi)采方案，帶動(dòng)后續(xù)工作的順利展開(kāi)。

3.3 有色金屬礦產(chǎn)資源的勘探

在對(duì)有色金屬資源進(jìn)行正式開(kāi)發(fā)之前，必須形成科學(xué)的開(kāi)發(fā)規(guī)劃，這就離不開(kāi)資源勘探環(huán)節(jié)的重要作用。對(duì)資源進(jìn)行勘探，指的是對(duì)礦區(qū)的各類(lèi)細(xì)節(jié)性信息進(jìn)行具體化的分析，預(yù)測(cè)后期開(kāi)采環(huán)節(jié)可能遇到的意外因素與安全隱患，從而在礦山開(kāi)發(fā)總計(jì)劃中對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防患處理，同時(shí)在該計(jì)劃在提出具體的開(kāi)采方式，形成指導(dǎo)開(kāi)采作業(yè)的重要文件。

4 有色金屬礦床一般地質(zhì)特征

4.1 水平結(jié)構(gòu)、垂直礦化和橫向變質(zhì)分帶特征

在對(duì)有色金屬礦床進(jìn)行綜合勘查時(shí)，不可忽視礦床中的水平結(jié)構(gòu)分帶特征，針對(duì)特殊巖脈應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)勘查，一般會(huì)發(fā)現(xiàn)大量的白云母、綠柱石或是花崗巖，部分巖脈中還可能發(fā)現(xiàn)有少量的偉晶巖。而深部的金屬礦化帶中往往會(huì)形成垂直性礦化分帶，若是深入開(kāi)挖，則可能會(huì)有鋰云母、鋰輝石出現(xiàn)。在探討橫向變質(zhì)分帶中的成礦特征時(shí)，應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在對(duì)礦化指示圍巖變質(zhì)進(jìn)行分析。

4.2 構(gòu)造特征

在有色金屬成礦特征分析中，應(yīng)當(dāng)注重對(duì)構(gòu)造特征的研究。構(gòu)造不僅可產(chǎn)生巖漿，形成上升通道，還能為成礦提供空間條件。有色金屬成礦期間的構(gòu)造，主要是指礦床在地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中形成的這一過(guò)程，這需要漫長(zhǎng)的時(shí)間階段性形成。通過(guò)分析蒸發(fā)型熱液礦床，可充分表現(xiàn)成礦構(gòu)造的階段性特征，當(dāng)其發(fā)生如脈動(dòng)式運(yùn)動(dòng)這種構(gòu)造活動(dòng)時(shí)，會(huì)振動(dòng)礦液，使其受到直接性影響。礦床的構(gòu)造特征是礦產(chǎn)勘查過(guò)程中重點(diǎn)查明的關(guān)鍵點(diǎn)，這對(duì)于勘查工程的布置有重要意義。

5 有色金屬礦產(chǎn)資源勘查方法

5.1 地球化學(xué)勘查法

地球化學(xué)勘查指的是在對(duì)礦區(qū)所在地區(qū)的大氣、巖層結(jié)構(gòu)、土層、水文、植被等要素特征進(jìn)行全面把握、對(duì)其含量及成分變化等加以監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，形成較為全面的勘查參考資料。由此可見(jiàn)，地球化學(xué)勘查的涉及范圍比較廣闊，其對(duì)象內(nèi)容也相當(dāng)豐富，這就可以形成有色金屬勘查的最新的、最完整的數(shù)據(jù)指示，且其還能在礦產(chǎn)資源開(kāi)采利用等各環(huán)節(jié)中發(fā)揮實(shí)用價(jià)值，這就使其更具經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)。

5.2 吸附烴、電吸附、吸附相態(tài)汞化探法

采用傳統(tǒng)的化學(xué)探測(cè)方法，某些蓋層較厚或者礦化特征不明顯隱伏礦可能難以被快速發(fā)現(xiàn)，因此其礦區(qū)勘察、信息獲取也就顯得尤為困難。而采用全新的弱吸附烴、電吸附、吸附相態(tài)汞化探法，則能有效解決這一問(wèn)題。例如，利用電吸附法，可以迅速捕捉與成礦緊密聯(lián)系的化探資料，該技術(shù)的操作原理體現(xiàn)在借助化學(xué)試劑和通電的手段完成樣品的高效處理與分析；與之相似的是，吸附烴法也可以借助某些熱釋技術(shù)及先進(jìn)測(cè)試儀器，捕捉礦體中因硫化物氧化而形成的吸附烴類(lèi)氣體信息。與之不同的是，吸附相態(tài)汞化探法則是將汞的較為優(yōu)良的揮發(fā)性、活動(dòng)性作為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合含汞金屬硫化物被氧化還原后會(huì)釋放出單質(zhì)汞和可溶性汞的氧化物且其在轉(zhuǎn)移過(guò)程中會(huì)因周邊巖石和土壤的吸附而形成汞異常的現(xiàn)狀，借助該技術(shù)完成控溫測(cè)量，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)礦區(qū)范圍內(nèi)可能存在的隱伏礦。

5.3 坑道物探法

從地面電法的利用情況看，它可以在坑道中借助電法完成相關(guān)的資源探測(cè)工作，最基本的工藝是坑內(nèi)激發(fā)極化法和瞬變電磁法。將該工藝運(yùn)用在地面物探領(lǐng)域，可以有效避免低阻覆蓋層所帶來(lái)的負(fù)面有效，進(jìn)而保證勘察的深度；而通過(guò)將場(chǎng)源設(shè)置在坑道內(nèi)各個(gè)具體位置的辦法，也能擴(kuò)展地質(zhì)信息探查范圍。不僅如此，因此該項(xiàng)工藝能夠?qū)ΦV體平面信息等進(jìn)行整體把握與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，此時(shí)一旦接收到異常體訊息，就能判斷其中的問(wèn)題。正是因?yàn)檫@一系列優(yōu)勢(shì)，使得該方法在有色金屬礦區(qū)勘查過(guò)程中得到了較為頻繁而普遍的使用，尤其適合于盲礦的勘測(cè)問(wèn)題。

6 新的找礦方法

在新的時(shí)代背景下，找礦方法也衍生出了新的產(chǎn)物，其中物化探找礦技術(shù)，可以對(duì)有色金屬礦產(chǎn)礦區(qū)地表較淺的地方進(jìn)行勘探，獲得與礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息，該技術(shù)的操作效率往往極高。其次，活動(dòng)態(tài)離子找礦技術(shù)，它往往能挖掘到深層更為隱藏的礦體，一方面可通過(guò)吸附烴來(lái)尋找到礦體資源信息，另一方面又可以利用電吸附分析礦體信息。最后，鉛同位素找礦技術(shù)。因?yàn)榈厍蜓莼械刭|(zhì)體中的鉛同位素的初始比值和鈾、釷同位素的衰變積累決定了鉛同位素的增長(zhǎng)和演化，而在地質(zhì)構(gòu)造單元中礦床或礦化點(diǎn)往往是成群出現(xiàn)的，它們的鉛同位素初始比值，鈾、鉛比值，釷、鉛比值是相近的。由于鉛同位素在礦體、異常體、圍巖中有著一定的差別，所以礦體、異常體、圍巖可根據(jù)這些差別進(jìn)行區(qū)分。有色金屬礦床勘查中一組樣品中的鉛同位素組成數(shù)據(jù)往往能反映出礦床物質(zhì)的來(lái)源特征、形成條件及礦床的規(guī)模。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)有色金屬礦產(chǎn)勘查中關(guān)鍵技術(shù)的探討，意義重大。相關(guān)工作人員需要明確有色金屬礦產(chǎn)資源基本特點(diǎn)及主要流程——包括礦產(chǎn)資源的預(yù)查、普查、勘探等；在此基礎(chǔ)上對(duì)礦產(chǎn)資源勘查方法以及新時(shí)期其成礦規(guī)律及找礦新方法展開(kāi)研究，掌握地球化學(xué)勘查法、吸附烴及吸附相態(tài)汞化探法、坑道物探法、鉛同位素找礦法進(jìn)行科學(xué)運(yùn)用。