新形勢下地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)研究

高 洋

（河南省核工業(yè)地質(zhì)局，河南 鄭州 450000）

作為一個地緣遼闊的國家，我國各個地區(qū)都埋藏著大量珍貴的礦產(chǎn)資源，對這些資源的挖掘和利用，是推動社會生產(chǎn)力進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。大多數(shù)礦產(chǎn)資源都分布在野外較深的地層之中，在現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的情況下，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)的應(yīng)用有助于在耗費(fèi)更少人力、物力、財力的情況下，更全面地分析地層結(jié)構(gòu)，更精確地找到礦產(chǎn)資源。為了進(jìn)一步提升礦產(chǎn)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，有必要對地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)進(jìn)行深入研究。

1 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的必要性分析

近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨新形勢，社會發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系存在的矛盾暴露出來，加上國際競爭、經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化，自然資源的有效應(yīng)用，對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性不言而喻。我國雖然擁有大量的珍貴自然資源，但是在社會生產(chǎn)力迅速發(fā)展的過程當(dāng)中，各地區(qū)礦產(chǎn)資源開采量也越來越大[1]。一方面，很多地區(qū)表層礦產(chǎn)資源已開采殆盡，針對野外更深層地層中的礦產(chǎn)資源的開采難度較高，需要用更先進(jìn)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)，對相關(guān)礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘查；另一方面，面對社會各界越來越大的礦產(chǎn)資源需求，傳統(tǒng)地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)在準(zhǔn)確性、效率性和實(shí)施效果方面存在的不足暴露出來，而現(xiàn)代科技的發(fā)展，讓地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的便捷性和有效性得到了進(jìn)一步提升。

值得一提的是，現(xiàn)代先進(jìn)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)的應(yīng)用，有助于幫助我國進(jìn)一步獲取國土內(nèi)埋藏的各類礦產(chǎn)資源，便于國家進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和利用。礦產(chǎn)資源儲量的全面勘查、精確計算，不僅對社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展有重要意義，對國家安全的保障以及國家競爭力的提升，都意義重大。

2 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)應(yīng)用的基本原則

2.1 因地制宜

所以的礦產(chǎn)資源都是不可再生資源，而不同的礦產(chǎn)儲藏地區(qū)的地貌、地質(zhì)條件及氣候環(huán)境都各有不同，同時礦產(chǎn)資源的儲量、埋藏深度也有很大的區(qū)別。并且，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，如果采用不科學(xué)的開采方法，還會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，甚至?xí)绊憛^(qū)域環(huán)境。因此，需要使用更科學(xué)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)，明確相關(guān)礦藏及周邊環(huán)境的具體特點(diǎn)，制定更為合適的礦產(chǎn)開采方案。進(jìn)一步來講，要根據(jù)不同地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)，采用更合適的地質(zhì)礦產(chǎn)勘察方法和找礦技術(shù)，對礦產(chǎn)分布區(qū)域、位置、體量等特點(diǎn)進(jìn)行明確。顯然，因地制宜的原則有助于提升地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找塊效率，降低對環(huán)境的不利影響，同時降低為此付出的成本[2]。

2.2 循序漸進(jìn)原則

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦工作面臨的環(huán)境十分復(fù)雜，尤其是一些位于野外埋藏深度比較深的礦藏，在勘查時要充分考慮地質(zhì)、環(huán)境、人居等方面的因素。因此，任何的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查都需要做到充分考察與分析，規(guī)劃設(shè)計更符合實(shí)際情況的勘查找礦計劃。同時，要求將原始資料分析與實(shí)際勘測技術(shù)沖結(jié)合，逐步形成一套更成熟的礦產(chǎn)開采計劃。

2.3 綜合評價原則

礦產(chǎn)資源的儲藏量及內(nèi)部狀態(tài)是十分復(fù)雜的，同時還會存在多種礦物分布于同一地區(qū)的情況下。對于有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)勘探人員來說，憑借對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集分析以及對地質(zhì)、地貌環(huán)境的勘查，能夠做出一定的判斷。但是，為了進(jìn)一步提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦水平，為后續(xù)礦物開采打下更好的基礎(chǔ)，有必要綜合現(xiàn)代科技與資深人士經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，綜合多方面因素的全面評價。例如，部分有色金屬含量較高的礦床和多數(shù)黑色礦石原料中都有相同的稀有成分，但是其在實(shí)際呈現(xiàn)方面有較大的差別。如果按照傳統(tǒng)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和找礦技術(shù)，很容易導(dǎo)致一些稀有資源被破壞和浪費(fèi)。再比如，很多情況下，一些礦床中都有伴生資源，這些資源在現(xiàn)代社會很多領(lǐng)域中都有極高的應(yīng)用價值，所以要利用更為先進(jìn)的技術(shù)，對礦物資源成分進(jìn)行綜合評價，有助于制定更全面、合理的開采計劃。

3 現(xiàn)代地質(zhì)礦物勘查技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用

3.1 地球物理勘探

地球物理勘探是如今在地質(zhì)勘探、礦物勘查方面應(yīng)用率非常高的綜合性技術(shù)，主要包括磁法勘探、地震勘探、重力勘探以及電法勘探等幾種不同的類型。該技術(shù)主要是使用現(xiàn)代先進(jìn)的分析儀器，對地層中的巖石、礦物進(jìn)行勘查，得出綜合性的分析報告，幫助不同單位了解地球資源分布情況[3]。基于地球物理勘探技術(shù)報告中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、礦石分布情況，可以明確礦物資源的具體情況，為進(jìn)一步勘查及礦物開采打下可靠的基礎(chǔ)。

3.2 鉆探工程技術(shù)

鉆探技術(shù)主要是指使用相關(guān)鉆探設(shè)備，提取巖層樣品，或是利用探頭，對地下巖層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的技術(shù)。該技術(shù)用到的設(shè)備包括地面設(shè)備有動力機(jī)、鉆探機(jī)、泥漿泵等，技術(shù)本身又包括多介質(zhì)反循環(huán)鉆探技術(shù)、取芯鉆探技術(shù)等。鉆探工程技術(shù)的應(yīng)用有是在于可以很好的保證樣品完整性，為技術(shù)人員提供更有價值的數(shù)據(jù)信息。同時，還可以更直觀的了解地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和礦石種類，有助于形成更直觀的勘探報告。如今比較先進(jìn)的鉆探技術(shù)的鉆探深度可以達(dá)到千米級別，并將千米以上的地層內(nèi)部巖體樣品帶出地面，為研究深層次礦物資源的分布情況提供重要依據(jù)。在使用鉆探技術(shù)時，需要全面分析地表環(huán)境特點(diǎn)，選用合適的鉆探設(shè)備及技術(shù)系統(tǒng)，在獲取準(zhǔn)確鉆探數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上降低對地表、地下環(huán)境的不利影響。

3.3 坑探工程技術(shù)

近年來，在地質(zhì)勘探、礦物勘查領(lǐng)域當(dāng)中，坑探工程技術(shù)的應(yīng)用水平越來越高。該技術(shù)的主要應(yīng)用流程包括深井、探槽、探巷、清理、調(diào)查等環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)工作的規(guī)范執(zhí)行，是保證坑探技術(shù)發(fā)揮作用的關(guān)鍵。在使用坑探工程技術(shù)時，需要先對相關(guān)地層中的土壤進(jìn)行分析，明確地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和土質(zhì)狀況，通過綜合分析之后再針對性做好坑探方案。需要注意的是，在未做好土層、土壤勘查分析時，切勿隨意開始坑探挖掘，避免對環(huán)境及地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成不利影響。在明確坑探施工方案之后，便可以按照計劃對相關(guān)地區(qū)進(jìn)行挖掘，需要做好坑探井的支護(hù)，然后由技術(shù)人員進(jìn)入坑探井中對土層、巖層、礦物分布情況進(jìn)行實(shí)地勘察?？犹焦こ碳夹g(shù)應(yīng)用的結(jié)果是繪制相應(yīng)勘探圖紙并出具相應(yīng)的勘探數(shù)據(jù)報告，這些圖紙和報告是后續(xù)礦物勘查及礦物開采環(huán)節(jié)十分重要的依據(jù)。

4 地質(zhì)礦產(chǎn)找礦技術(shù)的應(yīng)用分析

4.1 地質(zhì)填圖技術(shù)

該方法主要是通過相關(guān)技術(shù)人員或無人機(jī)設(shè)備，對野外地區(qū)的地質(zhì)、地貌情況進(jìn)行勘查，然后根據(jù)多年來對礦脈形成條件及生態(tài)特點(diǎn)的研究總結(jié)下來的經(jīng)驗(yàn)，來尋找礦脈。具體來講，技術(shù)人員通過以上技術(shù)，在礦產(chǎn)勘查地圖上不斷補(bǔ)充，形成更全面、詳細(xì)的地圖。地質(zhì)填圖技術(shù)雖然需要耗費(fèi)較多的人力和時間，但是在實(shí)施過程當(dāng)中將持續(xù)完善相應(yīng)的勘探地圖，對支持地質(zhì)礦物勘查、找礦以及礦物開采事業(yè)的發(fā)展，有極其深遠(yuǎn)的意義。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，可以利用相關(guān)勘查地圖中明確的標(biāo)志，了解礦脈走向、分布情況以及周邊環(huán)境特點(diǎn)，為后續(xù)的礦物開采工作提供關(guān)鍵依據(jù)[4]。

4.2 3S找礦技術(shù)

3S技術(shù)主要是全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及遙感技術(shù)（IS）技術(shù)的統(tǒng)稱，在時代發(fā)展的過程當(dāng)中，這三種技術(shù)在不斷升級的過程當(dāng)中逐步融合，對社會發(fā)展的多個領(lǐng)域都有重要的意義。首先，GIS技術(shù)本身就是一個不斷完善且融合了大量地理信息數(shù)據(jù)的綜合性系統(tǒng)，該系統(tǒng)將會給找礦工作提供重要的野外地理數(shù)據(jù)信息依據(jù)。其次，在找礦過程中，可以通過GPS技術(shù)做好野外定位工作，無論是對保護(hù)野外找礦人員安全，還是對提高找礦勘查報告數(shù)據(jù)精確性，都有重要的作用。最后，通過遙感技術(shù)可以形成有用的物理模型，再借助多種尺度和多源遙感數(shù)據(jù)，在計算機(jī)中對地層結(jié)構(gòu)、礦物分布情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與模擬，對后續(xù)的礦物勘查、開采做好準(zhǔn)備。

4.3 磁法勘探技術(shù)

在自然環(huán)境當(dāng)中，受到地球磁場的影響，各類巖層、礦石都會存在磁性異常的情況。在找礦行業(yè)中，可以利用相關(guān)礦產(chǎn)磁化及磁性異常的具體表現(xiàn)，明確礦物分布狀況以及礦石和巖層的相對關(guān)系。該技術(shù)的優(yōu)勢在于找礦效率和精度比較高，但是缺陷在于該技術(shù)應(yīng)用的過程當(dāng)中可能會受到各種因素的影響和制約，尤其是目前對于比較小的礦物巖體磁性的檢測分析儀器比較少見，成本較高。

4.4 電法及超聲波找礦技術(shù)

這種先進(jìn)的找礦技術(shù)主要是利用巖石之間的電磁學(xué)性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)差異性，通過對天然電磁場、人工構(gòu)建的磁場空間，對礦物物質(zhì)、特性進(jìn)行分許。這種方法可以在較短時間內(nèi)找到多種不同的礦體，明確地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析相應(yīng)的礦物材料特性。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，不同礦體的導(dǎo)磁性、導(dǎo)電性、介電性都存在一些差異，而電法找礦技術(shù)則是利用這些差異性，對礦體形狀、大小、埋藏深度以及內(nèi)部成分等進(jìn)行分析。該技術(shù)中，電流法是比較常用的技術(shù)之一，具體是對不同巖層結(jié)構(gòu)電阻率、電阻數(shù)值進(jìn)行判斷分析，進(jìn)而明確礦石種類、結(jié)構(gòu)、分布特點(diǎn)。電法找礦技術(shù)在金屬礦、煤礦以及天然氣等資源中有突出的應(yīng)用效果，但是該方法在使用中容易受到環(huán)境磁場、地形等方面因素的影響。另外，在部分礦物勘查及找礦過程當(dāng)中，還可以利用超聲波技術(shù)，對地質(zhì)、巖石分布結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，同時利用計算機(jī)軟件，基于聲波反饋數(shù)據(jù)對地質(zhì)礦物結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，生成直觀且詳細(xì)的模擬圖，為礦物開采方案的指定提供有效依據(jù)。

4.5 重砂及礫石找礦技術(shù)

該方法是目前比較常用且成熟的找礦技術(shù)，主要是利用不同含量的原礦比重差異性特點(diǎn)，當(dāng)原礦經(jīng)過水流沖刷和重力作用，實(shí)現(xiàn)重砂的堆積，然后準(zhǔn)確找到礦產(chǎn)位置和分布狀況。該方法擁有簡單方便、效率高的優(yōu)勢，特別適合在有色金屬礦產(chǎn)勘查中使用。礫石找礦技術(shù)主要是利用地表風(fēng)化特點(diǎn)，對特定礫石、礦化巖石的應(yīng)用特征進(jìn)行利用，找出礦藏大致分布位置。這種方法有助于給后續(xù)更精準(zhǔn)的找礦工作提供大概的范圍，并提供一些重要的地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)信息依據(jù)。

5 結(jié)語

綜上所述，礦物資源是推動現(xiàn)代社會持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵資源，隨著社會各界礦物資源需求量越來越大，以及傳統(tǒng)表層礦物因開采日漸枯竭，傳統(tǒng)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)的應(yīng)用效果受到了一定的限制。因此，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)重視對地質(zhì)礦物勘查及找礦技術(shù)的深入研究，充分利用現(xiàn)代先進(jìn)儀器及科學(xué)原理，在全面考察分析區(qū)域環(huán)境的基礎(chǔ)上，選擇更合適的地質(zhì)礦物勘查及找礦技術(shù)，設(shè)定合適的找礦方案。只有這樣才能更全面、更準(zhǔn)確的找到礦物分布位置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為推動社會的穩(wěn)定發(fā)展打下可靠的基礎(chǔ)。