對(duì)于固體礦產(chǎn)找礦技術(shù)及未來發(fā)展分析

（江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八一〇隊(duì)，江蘇 南京 210000）

隨著我國(guó)地質(zhì)勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，固體礦產(chǎn)找礦技術(shù)的應(yīng)用范圍也逐漸增大。找礦是取得地下實(shí)物的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以提交礦產(chǎn)資源基本地質(zhì)資料，提高地質(zhì)勘探的效果。近些年，我國(guó)的找礦效率明顯提升，找礦思路、方法、效率以及質(zhì)量等比之前提高了很多，但是仍存在一定的問題，比如找礦技術(shù)單一，各種技術(shù)的融合性不高以及沒有朝向普遍性的方向發(fā)展等[1]。本文將通過論述我國(guó)固體礦產(chǎn)找礦相關(guān)技術(shù)，針對(duì)其特點(diǎn)，指出下一步發(fā)展的趨勢(shì)，希望對(duì)我國(guó)地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展帶來幫助。

1 區(qū)域固體礦產(chǎn)找礦技術(shù)

1.1 磁法找礦技術(shù)

每個(gè)地方的地質(zhì)體其磁性是不一樣的，可以利用礦物磁性的不同，對(duì)其進(jìn)行勘探。磁法找礦主要應(yīng)用相關(guān)儀器進(jìn)行測(cè)量，能夠準(zhǔn)確定位的前提是礦產(chǎn)內(nèi)部具有明顯的磁性差異。比如有的地區(qū)磁鐵礦的磁性以感磁為主，剩磁較小，鐵礦的磁性比圍巖的磁性大幾十到幾百倍，所以本區(qū)巖體的磁性干擾很小，有異常的存在說明就有礦體的存在。地面磁測(cè)目前應(yīng)用最早也最廣泛，是在航空磁測(cè)資料的基礎(chǔ)上作的更詳細(xì)的磁測(cè)工作，用來判斷引起磁異常的地質(zhì)原因及磁性體的賦存形態(tài)[2]。高精度地面測(cè)磁的應(yīng)用范圍較為廣泛，可以尋找具備磁測(cè)范圍的礦床、地層以及有關(guān)的蝕變巖石等，在構(gòu)造研究、地質(zhì)填圖、直接和間接找礦等方面發(fā)揮了重要的作用。該技術(shù)同樣存在一些難點(diǎn)，比如探測(cè)數(shù)據(jù)的多解性，一些礦產(chǎn)和巖石之間有時(shí)存在較小的電磁差異，軟件的精確度達(dá)不到鑒別兩者差異的地步。目前磁法應(yīng)用較多的是瞬變電磁法，分辨能力強(qiáng)和探測(cè)精讀到是其顯著特點(diǎn)，探測(cè)深度在300m～400m之間，且不受地形的影響。

1.2 電法找礦技術(shù)

電法找礦也是一種應(yīng)用較為廣泛的地質(zhì)勘探技術(shù)，其良好應(yīng)用的前提是礦產(chǎn)中存在明顯的電阻率差異，這樣就能勘探出接觸帶位置、形態(tài)以及向四周變化的趨勢(shì)，相比磁性勘探，該種技術(shù)的勘探深度可以達(dá)到1000m。比如加拿大產(chǎn)V8多功能電測(cè)系統(tǒng)，發(fā)射功率和探測(cè)深度都較大，其抗干擾能力較強(qiáng)的物探設(shè)備在技術(shù)礦勘探上得到了很多的應(yīng)用。V8勘探儀主要由硬件和軟件設(shè)備組成，其中硬件包括發(fā)射、接收和傳感三個(gè)部分，軟件由預(yù)處理軟件和各方法相關(guān)反演軟件組成。

高密度電阻率法是一種陣列勘探方法，其自動(dòng)化程度較高，特點(diǎn)為：一是，電極的布設(shè)通常一次完成，可以減少因?yàn)殡姌O設(shè)置而引起故障和干擾。二是，可進(jìn)行多種電極排列方式的掃描測(cè)量，從而獲得豐富的巖石斷面結(jié)構(gòu)特征。三是，在野外采集時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和半自動(dòng)化，對(duì)數(shù)據(jù)的采集速度很快，可避免手工操作帶來的誤差。目前常用的其它電法勘探技術(shù)還有激光極化法、大地電磁勘探法以及充電法等，在具體的應(yīng)用時(shí)要根據(jù)區(qū)域地質(zhì)的差異和礦產(chǎn)電阻率情況，選擇合適的技術(shù)。

1.3 井中物探法

相比其他找礦技術(shù)，井中物探法主要是用來解決井周的地質(zhì)問題，比如發(fā)現(xiàn)井底的盲礦，確定其空間位置（埋深、方位以及離井距離）、形狀、產(chǎn)礦，也可以用來研究鉆孔間礦體的連續(xù)性等。該種方法的優(yōu)勢(shì)為可以把場(chǎng)源或者測(cè)量裝置通過鉆孔放入地下深處，讓其接近深部的探測(cè)對(duì)象，因此其發(fā)現(xiàn)深部隱藏礦的能力要比地面物探大。西方國(guó)家對(duì)于該種方法的應(yīng)用更多一些，根據(jù)井的深度不同，其工作的深度可以達(dá)到3000m，探測(cè)的范圍則延伸到井周的200m～300m半徑范圍內(nèi)。該種技術(shù)應(yīng)用較為成熟的探測(cè)實(shí)例為哈薩克斯坦在庫(kù)斯穆龍礦田內(nèi)探測(cè)到埋深700m的塊狀含銅黃鐵礦礦體和埋深2400m的維克多銅鎳礦床。井中物探的其它用途還包括三側(cè)向電阻率、伽瑪伽瑪、自然伽瑪、自然電位、聲波、井徑、三分量磁法測(cè)井等，在鉆孔斜側(cè)上包括了常規(guī)測(cè)斜、高精度數(shù)字測(cè)斜、陀螺測(cè)斜、燈光測(cè)斜。應(yīng)用于地質(zhì)、水文鉆孔測(cè)斜，鉆孔底部定位、定向鉆孔指導(dǎo)鉆進(jìn)等。還可以用該種方法進(jìn)行井中照相，比如鉆孔鉆孔塌孔段、事故位置狀況探測(cè)及套管焊接、封閉檢查等。

1.4 大比例尺航空物探法

航空物探法以無人機(jī)為基礎(chǔ)，利用航空器攜帶的專門探測(cè)儀器和設(shè)備，從空中測(cè)量地球各種物理場(chǎng)(如磁場(chǎng)、重力場(chǎng)、導(dǎo)電性等)的變化，以進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造調(diào)査并尋找礦藏的飛行作業(yè)[3]。該方法最近幾年應(yīng)用開始增多，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、全方位和高速度的礦產(chǎn)勘探，主要包含了航空磁測(cè)、航空放射性測(cè)量、航空電磁測(cè)量。

隨著自動(dòng)化控制和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，航空物探的綜合性逐漸得到提高，航空物探觀測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算和整理的速度及解釋推斷的水平，有力地促進(jìn)了航空物探的發(fā)展。但是，該種方法的缺點(diǎn)也較為顯著，對(duì)于一些異常值較小的異常體反映不夠清楚，分辨力相比其他找礦技術(shù)要低一些，同時(shí)異常體的定位目前還不夠準(zhǔn)確，需要與地面勘探結(jié)合進(jìn)行輔助才能完成勘探任務(wù)。航空磁法主要用于勘探具有磁性的礦藏，比如磁鐵礦；航空放射性法則采用航空能譜儀測(cè)量地球放射性射線強(qiáng)度，從而尋找放射性礦物質(zhì)，利用大比例尺航空物探還能了解地球物理場(chǎng)在不同高度下的變化情況，從而解釋地質(zhì)現(xiàn)象，為找礦提供更多的信息。在探測(cè)時(shí)，飛機(jī)上應(yīng)該裝有導(dǎo)航和無線電定位系統(tǒng)，保證飛機(jī)在指定空域內(nèi)作精確的掃描飛行。2019年中國(guó)航天科技集團(tuán)第十一研究院自主研發(fā)的彩虹—4無人機(jī)近日在西北某地圓滿完成航空物探試驗(yàn)飛行在短期內(nèi)取得大面積區(qū)域的探測(cè)資料；并能克服不利的地理、地形以及氣候條件的限制，了解地球物理場(chǎng)隨高度的變化情況，為解釋地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象和找礦提供更多的信息。

2 固體礦產(chǎn)找礦技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)

2.1 固體礦產(chǎn)的勘探能力逐漸增強(qiáng)

我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)雖然種類多、分布廣，但是固體礦產(chǎn)在找礦技術(shù)上仍面臨嚴(yán)峻的形式。

固體礦產(chǎn)找礦技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，使我國(guó)礦產(chǎn)勘探能力得到了增強(qiáng)，主要表現(xiàn)在：一是，隨著地球化學(xué)測(cè)量以及航空物探法的進(jìn)步，很多難以識(shí)別的礦產(chǎn)成為礦產(chǎn)普查找礦的目標(biāo)，其中地球化學(xué)測(cè)量技術(shù)中的痕量分析法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微量礦產(chǎn)的勘探和分析，精確度達(dá)到了0.1×10-9，很好的完成了各種礦產(chǎn)的分析工作。二是，在野外的礦產(chǎn)勘探和分析中，通過構(gòu)建固體礦產(chǎn)快速追蹤和分析技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合礦產(chǎn)的進(jìn)一步篩選，提高了勘探技術(shù)的應(yīng)用范圍。三是，在礦產(chǎn)勘探的各階段中，為了提高找礦的效率，在未來發(fā)展中，首先要對(duì)區(qū)域礦產(chǎn)的儲(chǔ)量進(jìn)行估算，根據(jù)可靠的數(shù)據(jù)，結(jié)合探明的礦床地質(zhì)特點(diǎn)合理的圈定礦體邊界，按照不同地段、不同儲(chǔ)量級(jí)別、不同礦石自然類型等，對(duì)不同工業(yè)品級(jí)的礦物進(jìn)行分類。

2.2 勘探技術(shù)一體化發(fā)展

傳統(tǒng)的勘探技術(shù)都是以某種技術(shù)為主，忽視其他技術(shù)的運(yùn)用，造成勘探效率和質(zhì)量不高。不同的找礦技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)，隨著找礦技術(shù)的發(fā)展，在整個(gè)固體礦物勘探中，可以以勘探對(duì)象的具體特點(diǎn)和勘探的階段性任務(wù)，充分利用各種技術(shù)，提高找礦的準(zhǔn)確性。因此，在勘探技術(shù)的發(fā)展中，要改變過去條塊分割的技術(shù)體系，地質(zhì)測(cè)繪人員要將成礦預(yù)測(cè)、普查、礦產(chǎn)評(píng)價(jià)以及勘探等形成一個(gè)統(tǒng)一的體系，形成“一體化”工作思路，這樣就能將地質(zhì)、物探、化探三者融合在一起，讓這些技術(shù)在礦床普查評(píng)價(jià)中體現(xiàn)出來，從而提高固體礦產(chǎn)的勘探質(zhì)量。同時(shí)，也要將各種技術(shù)進(jìn)行融合，比如在航空物探中，可以將磁法、放射法、電磁法等進(jìn)行融合，提高了航空物探觀測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算和整理的速度及解釋推斷的水平，促進(jìn)了航空物探的發(fā)展。

2.3 向著勘探普遍性的方向發(fā)展

我國(guó)固體礦物勘探技術(shù)在發(fā)展中仍存在經(jīng)費(fèi)不足的問題，制約著找礦技術(shù)的深入發(fā)展。在這一大環(huán)境之下，在應(yīng)用固體礦產(chǎn)找礦技術(shù)中應(yīng)該綜合各種技術(shù)的利弊，選擇其中有利于勘探普遍性進(jìn)行的技術(shù)，避免勘探資源的無辜浪費(fèi)。隨著地球物理學(xué)的發(fā)展，很多技術(shù)也逐漸涌現(xiàn)出來，比如水系沉物測(cè)量和土壤測(cè)量等，通過這些技術(shù)的前期應(yīng)用，一些難以精確分辨的微量礦產(chǎn)都被精確的反應(yīng)出來。除此之外，一些簡(jiǎn)單的測(cè)量方法，比如汞氣測(cè)量以及金的快速分析技術(shù)等，測(cè)量方法簡(jiǎn)單，效率高，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和測(cè)量普遍性，可以在找礦技術(shù)中大量應(yīng)用。因此，固體礦產(chǎn)找礦技術(shù)應(yīng)該朝向勘探普遍性的方向發(fā)展，地質(zhì)人員在分析和測(cè)量中，要建立一套標(biāo)準(zhǔn)的勘探流程，讓每一項(xiàng)技術(shù)都能發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)，通過不同技術(shù)的融合，讓礦物質(zhì)勘探更加高效率化。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)地下礦藏資源雖然豐富，但是由于分布不均勻，找礦技術(shù)落后等都限制了礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用。受到傳統(tǒng)固體找礦技術(shù)的限制，一些應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，比如磁法、電法以及井中物探發(fā)等雖然也有所應(yīng)用，但是一體化應(yīng)用范圍不廣泛，造成找礦效率不高，尋找的礦物質(zhì)種類不全面。下一步，在固體礦產(chǎn)找礦技術(shù)發(fā)展中，必須革新礦產(chǎn)勘測(cè)技術(shù)，利用低頻電磁法、地物化三場(chǎng)異常相互約束法以及GPS感性技術(shù)等，精確的定位礦產(chǎn)資源所在位置，對(duì)不同層的礦產(chǎn)進(jìn)行分析，達(dá)到綜合預(yù)判與篩選的目的。