金屬礦產(chǎn)勘查中地質(zhì)找礦技術(shù)與創(chuàng)新研究

嵇桂忠

（黑龍江省第五地質(zhì)勘查院，黑龍江 哈爾濱 150001）

對(duì)于金屬礦產(chǎn)勘查，它是一項(xiàng)復(fù)雜度很高的綜合性工作，而找礦技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)含量很高的技術(shù)，雖然現(xiàn)有的找礦技術(shù)依然能達(dá)到良好的效果，但為了更好的滿足資源需求，仍有必要做好技術(shù)創(chuàng)新，以此進(jìn)一步提高找礦技術(shù)水平。

1 金屬礦開(kāi)發(fā)基本情況與地質(zhì)找礦原則

1.1 金屬礦開(kāi)發(fā)基本情況

金屬礦在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)與發(fā)展中有不可替代的重要作用，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)發(fā)與使用，尤其是盲目開(kāi)發(fā)與使用，已經(jīng)越來(lái)越表現(xiàn)出匱乏的情況。就當(dāng)前相關(guān)行業(yè)實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r看，我國(guó)的絕大部分金屬礦，無(wú)論前期勘查或開(kāi)采，都只針對(duì)淺礦，對(duì)深層礦產(chǎn)的勘查與開(kāi)發(fā)力度不足。在礦產(chǎn)勘查方面，仍主要為有色金屬，但事實(shí)上金屬有很多類型，除有色金屬以外還有其它類型的金屬，如稀有金屬、黑金屬與貴金屬等，目前對(duì)以上幾種金屬礦產(chǎn)開(kāi)展的勘查還相對(duì)較少，導(dǎo)致相關(guān)資源的獲取也較少。根據(jù)儲(chǔ)量可對(duì)礦床規(guī)模予以判斷，若礦床的儲(chǔ)量高于平均值，則該礦床就屬于超大礦床。在對(duì)超大礦床進(jìn)行勘查與開(kāi)采時(shí)，首先要編制一個(gè)全面且科學(xué)合理的計(jì)劃，對(duì)包含技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與自然環(huán)境等在內(nèi)的多個(gè)因素進(jìn)行綜合考慮。為切實(shí)增加礦產(chǎn)資源的實(shí)際開(kāi)采量，要不斷加大勘查與探索的深度，借助各類先進(jìn)技術(shù)來(lái)獲取更全面的信息，以此為資源所在具體位置的確定和未來(lái)的資源開(kāi)采都奠定良好的基礎(chǔ)，提供可靠參考依據(jù)[1]。

1.2 地質(zhì)找礦基本原則

在地質(zhì)找礦開(kāi)展過(guò)程當(dāng)中，為最大限度發(fā)揮出地質(zhì)找礦具有的作用，必須嚴(yán)格遵循下列各項(xiàng)基本原則：其一，認(rèn)真做好統(tǒng)籌規(guī)劃工作，以地質(zhì)勘查具體狀況為依據(jù)，可將勘查分成以下兩種類型：商業(yè)性勘查與公益性勘查。若按照勘查主體存在的差異，還可分成中央與地方兩種。在實(shí)際勘查工作當(dāng)中，相關(guān)技術(shù)的選擇及應(yīng)用難免會(huì)受到不同因素的影響和限制，其中主要會(huì)受到自然環(huán)境這一因素的影響?；诖?，在勘查開(kāi)始前務(wù)必做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，對(duì)各種資源類型予以科學(xué)分配，以此保證找礦技術(shù)應(yīng)用達(dá)到預(yù)期效果；其二，嚴(yán)格遵守資源分配基本原則及地質(zhì)規(guī)律[2]。對(duì)地質(zhì)勘查而言，并非單純的了解周圍自然環(huán)境和地質(zhì)條件，而是要以了解周圍自然環(huán)境和地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，查找勘查范圍內(nèi)存在的礦產(chǎn)資源。對(duì)此，在進(jìn)行勘查時(shí)，需要以資源分布特點(diǎn)為依據(jù)做好工作部署，使選用的勘查方法能和實(shí)際情況完全相符，以此達(dá)到預(yù)期的找礦目標(biāo)。事實(shí)上，礦產(chǎn)勘查是以土地勘查為核心的，包括土地結(jié)果和地質(zhì)條件在內(nèi)的各項(xiàng)因素都會(huì)給勘查帶來(lái)很大的影響。基于此，在勘查工作當(dāng)中，需要結(jié)合不同方面的影響因素做好規(guī)劃布局，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作中存在的弊端和不足，使勘查達(dá)到合理與有效[3]。

2 金屬礦勘查地質(zhì)找礦技術(shù)

在當(dāng)前的金屬礦勘查中，主要采用以下幾種地質(zhì)找礦技術(shù)：

（1）礫石找礦法：礦體的露頭在發(fā)生風(fēng)化以后會(huì)產(chǎn)生很多礦礫，也可產(chǎn)生和礦化相關(guān)的其它巖石礫石，這些礦礫或巖石礫石由于受到冰川、重力與水流等作用，將在礦床范圍內(nèi)廣泛散布[4]?；谶@一特點(diǎn)，在冰川、山坡與水系中對(duì)礦礫進(jìn)行研究與追索，能實(shí)現(xiàn)對(duì)礦床的定位尋找，由此實(shí)現(xiàn)找礦的方法就是礫石找礦法。若按照礦礫形成及其搬運(yùn)方式來(lái)分類，則可將該方法分成兩種，即河流碎屑法與冰川漂礫法。其中，對(duì)于河流碎屑法，它將水系當(dāng)中存在的機(jī)砂、仰積礫石或巖塊等作為研究對(duì)象，在從中找到礦礫或者是與礦化有一定關(guān)聯(lián)的巖石礫石后，開(kāi)展不斷追索，對(duì)礦礫或者是與礦化有一定關(guān)聯(lián)的巖石礫石具體數(shù)量、成分與大小進(jìn)行分析，確定其發(fā)源地，最終找到礦床；對(duì)于冰川漂礫法，以冰川活動(dòng)過(guò)程中被搬運(yùn)的礦礫或者是與礦化與一定關(guān)聯(lián)的巖石礫石為參考依據(jù)，并結(jié)合冰川的具體活動(dòng)狀況，確定礦礫來(lái)源，最終找到礦床[5]。

（2）地質(zhì)填圖：該方法是指以野外實(shí)地觀察結(jié)果為基礎(chǔ)，以一定的比例把不同的地質(zhì)體或地質(zhì)現(xiàn)象均填繪到地理底圖，以此形成完整的地質(zhì)圖，可簡(jiǎn)稱為填圖。填圖貫穿在勘查的所有階段，但不同階段的填圖詳細(xì)程度與結(jié)果精確度有所不同。除了基本的地形測(cè)量，填圖還應(yīng)對(duì)天然礦產(chǎn)的露頭予以測(cè)量及描述，將地層、產(chǎn)狀與構(gòu)造等在內(nèi)的信息都在地形圖當(dāng)中進(jìn)行繪制[6]。野外填圖主要使用穿越法，同時(shí)采用追索法加以必要的輔助。針對(duì)不同填圖線路對(duì)應(yīng)的觀察點(diǎn)，以觀測(cè)得到的結(jié)果為依據(jù)，如地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)體產(chǎn)狀，以要求的填圖單位進(jìn)行連接，以此圈定地質(zhì)體與地質(zhì)現(xiàn)象，最終得到野外地質(zhì)圖。填圖時(shí)所用底圖，其比例尺通常大于最終完成的地質(zhì)圖，基于此，地質(zhì)草圖要進(jìn)行縮制，同時(shí)還要對(duì)不同野外圖幅之間存在的地質(zhì)界線予以合理的銜接，按照要求對(duì)圖面中的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充與完善，只有這樣才能得到完整且真實(shí)的地質(zhì)圖。

（3）重砂找礦法：該方法還可稱為重砂測(cè)量，在礦產(chǎn)普查及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中經(jīng)常使用，具體過(guò)程為：在海濱、水系與山坡范圍內(nèi)進(jìn)行疏松沉積物的采樣，然后對(duì)樣品進(jìn)行重砂分析與綜合整理，并參考之前地質(zhì)工作得到的資料，如地質(zhì)條件、地形地貌與其它類型的找礦標(biāo)志等，找到并確定礦產(chǎn)資源的機(jī)械分散暈，也就是有用礦物對(duì)應(yīng)的重砂異常，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)礦床的有效追索。當(dāng)?shù)V石或巖石受到人為破碎與外動(dòng)力地質(zhì)作用以后，將變?yōu)閱蔚V物顆粒，可將其稱作砂礦物。在砂礦物當(dāng)中，比重在3以內(nèi)的可稱作輕砂礦物，而比重超過(guò)3的則可稱作重砂礦物。當(dāng)大量重砂礦物聚集成一個(gè)集合體時(shí)，則該集合體就是重砂。在松散沉積物當(dāng)中通過(guò)淘洗得到的重砂，可稱作自然重砂，而通過(guò)人為破碎后淘洗得到的重砂，則可稱作人工重砂[7]。其中，自然重砂在該找礦方法中為主要研究對(duì)象。該找礦方法操作簡(jiǎn)便、效果明顯且經(jīng)濟(jì)合理，根據(jù)礦床中不同分散物質(zhì)在沖擊、殘積或坡積中形成的機(jī)械分散暈確定礦床所在位置。其中，機(jī)械分散暈是指分散物質(zhì)以固相發(fā)生轉(zhuǎn)移后的必然結(jié)果。在礦體出露以后，因受到風(fēng)化剝蝕導(dǎo)致逐漸破碎，在破碎后的產(chǎn)物中，比重相對(duì)較大，但物化性質(zhì)較為穩(wěn)定的部分由于受到重力與流水持續(xù)作用產(chǎn)生遷移，開(kāi)始分布在坡積層與殘積層當(dāng)中，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械分散暈，接著進(jìn)一步遷移至沖擊層當(dāng)中，產(chǎn)生分散流。一般情況下，機(jī)械分散暈有很大的分布范圍，比礦體的露頭分布范圍大很多，這為該找礦方法的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了必要條件，能實(shí)現(xiàn)對(duì)原生礦體的有效尋找與追索。

3 金屬礦勘查地質(zhì)找礦技術(shù)創(chuàng)新

如今，信息化是現(xiàn)在很多行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)和方向，要想提高礦產(chǎn)資源的勘查水平，有必要引入信息技術(shù)。如前所述，淺層礦產(chǎn)已經(jīng)被大量開(kāi)發(fā)，當(dāng)下的重點(diǎn)是對(duì)深層礦產(chǎn)予以開(kāi)發(fā)，這就需要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和完善?？紤]到傳統(tǒng)技術(shù)比較落后，所以要通過(guò)對(duì)現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用保證找礦結(jié)果的準(zhǔn)確性。比如，可利用以GPS為核心的感應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行信息采集。在對(duì)金屬礦進(jìn)行勘查時(shí)，可通過(guò)對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)光譜曲線測(cè)量，對(duì)礦物組成成分予以分析，然后通過(guò)和資源庫(kù)的對(duì)比確定礦物實(shí)際分布情況。另外，在實(shí)際工作中還可使用遙感技術(shù)，由于礦石中存在的較為重要的物質(zhì)一般分布在遠(yuǎn)紅外區(qū)或者是中紅外區(qū)，而重要程度較低的部分則主要分布在近紅外區(qū)，基于這一特質(zhì)，可以對(duì)礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)，之后借助光譜角質(zhì)填土開(kāi)展相關(guān)分析，即可得出準(zhǔn)確可靠的結(jié)果，遙感和地球物理之間的關(guān)系如圖1所示，遙感和地理信息系統(tǒng)之間的關(guān)系如圖2所示，遙感和攝影測(cè)量之間的關(guān)系如圖3所示。雖然通過(guò)對(duì)遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用有很好的效果，但也有很多不足與缺陷存在，比如受異物同譜等因素的影響后，會(huì)使最終的勘查結(jié)果未能達(dá)到準(zhǔn)確。為切實(shí)保證遙感技術(shù)實(shí)際應(yīng)用效果，可采用3D測(cè)量取代傳統(tǒng)的2D測(cè)量，并對(duì)圖像處理和分析等在內(nèi)的各項(xiàng)技術(shù)予以創(chuàng)新改進(jìn)，從而促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的信息化發(fā)展。

圖1 遙感和地球物理之間的關(guān)系

圖2 遙感和地理信息系統(tǒng)之間的關(guān)系

圖3 遙感和攝影測(cè)量之間的關(guān)系

除信息化建設(shè)外，還可借助三場(chǎng)異常約束來(lái)提高金屬礦的勘查及找礦技術(shù)水平。其中，三場(chǎng)指的是地場(chǎng)、物場(chǎng)與化場(chǎng)，礦體由于地殼的運(yùn)動(dòng)形成，地質(zhì)條件往往十分復(fù)雜。我國(guó)很多地區(qū)的金屬礦均為淺礦，但隨著資源匱乏現(xiàn)象的日益顯現(xiàn)，不得不加強(qiáng)深層資源的勘查與開(kāi)發(fā)，這自然會(huì)提高開(kāi)發(fā)難度，有必要對(duì)現(xiàn)有的找礦技術(shù)予以創(chuàng)新。在對(duì)現(xiàn)有礦山的深部開(kāi)展定位預(yù)測(cè)的過(guò)程中，可采用這項(xiàng)技術(shù)。在對(duì)金屬礦進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，為了能對(duì)資源予以充分利用，要對(duì)礦產(chǎn)具有的物化特征進(jìn)行深入分析，并結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)資料與環(huán)境，確定地質(zhì)構(gòu)造與成礦間存在的關(guān)聯(lián)，最后根據(jù)各項(xiàng)結(jié)果實(shí)現(xiàn)找礦，準(zhǔn)確得出礦產(chǎn)的具體位置。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的進(jìn)程中，金屬礦作為一種重要資源，它的勘查和開(kāi)發(fā)水平，直接決定資源的供需能否保持正常。因此，相關(guān)部門(mén)應(yīng)在明確現(xiàn)階段發(fā)展需要的基礎(chǔ)上，編制合理可行的戰(zhàn)略規(guī)劃，做好勘查及地質(zhì)找礦技術(shù)的創(chuàng)新改進(jìn)，提高勘查與找礦技術(shù)水平，滿足不同領(lǐng)域日益高漲的資源需求。