固體礦產資源勘查技術淺析

雷宇航，胡興旺，葉社鋒，孫達興，張世豪，王廉正

（商洛西北有色七一三總隊有限公司，陜西 商洛 726000）

傳統(tǒng)的物探法和化探法地質找礦方法發(fā)揮了重大的作用，取得了輝煌的找礦成果。隨著科技進步和技術的融合，創(chuàng)新和優(yōu)化地質勘查技術將成為下一步找礦技術發(fā)展的突破，將最新的科學技術應用到地質找礦勘查工作中，能有效地促進我國找礦勘查事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 地質找礦勘查技術原則

1.1 因地制宜原則

因為我國地域遼闊，固體礦產資源的分布不集中，這樣就會對固體礦產資源勘探工作的實施造成諸多的阻礙，針對這一問題，國土資源部2021年5月份印發(fā)《關于促進地質勘查行業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》要求地方國土部門在地勘領域國家標準、行業(yè)標準框架下，因地制宜制修訂地方標準，指導推動本行政區(qū)地質勘查技術鑒定與服務工作。運用因地制宜的方法，選擇適合的找礦技術。

1.2 綠色原則

十八大以來，我國把生態(tài)文明建設上升到治國理念層面，納入國家發(fā)展總體布局，綠色發(fā)展成為引領生態(tài)文明建設新路徑。2018年國土資源部出臺非金屬礦行業(yè)、化工行業(yè)、黃金行業(yè)、有色行業(yè)等9大行業(yè)綠色礦山建設規(guī)范，提出礦產資源開發(fā)全過程實施科學有序，環(huán)境生態(tài)化要求。同年，廣東出臺了首個《綠色勘查試點》、黑龍江出臺了《綠色勘查實施方案》、廣西自治區(qū)出臺《關于開展綠色勘查試點工作的通知》、中國礦業(yè)聯合會出臺《綠色勘查指南》等，規(guī)定了勘查工作中開展實踐綠色勘查的基本原則和基本要求、進一步明確了推進綠色勘查工作的目標任務、措施要求、實施步驟和組織保障等，為綠色勘查順利實施奠定了基礎。2021年國土資源部在地方和行業(yè)綠色勘查基礎上，頒布了《綠色地質勘查工作規(guī)范》（DZ/T 0374-2021），提出以綠色發(fā)展理念為指導，減少對生態(tài)環(huán)境擾動。倡導以科技創(chuàng)新引領綠色勘查，按草地、林地等植被覆蓋特征劃分了四類勘查區(qū)，分別制定了差別化的技術要求，明確了地質勘查設計前、施工中、施工后、環(huán)境修復后等綠色勘查主要工作流程和實施規(guī)范。

1.3 創(chuàng)新原則

在科學技術得到突飛猛進發(fā)展的背景下，先進的信息技術逐步應用于地質勘探工作中，礦山地質勘探的工作效率得到有效提升。由于我國不同區(qū)域的地質構造的差異化較為明顯，也就導致了各個地區(qū)賦存的礦產資源差異化嚴重。目前國內的地質勘探技術水平還未達到一個理想狀態(tài)，地質勘探技術仍然存在大量的問題有待相關工作人員逐步進行解決。為此在今后的固體礦產資源勘查中要重視技術創(chuàng)新。

2 地質找礦勘查技術發(fā)展

2.1 融合應用各類現代勘查技術

在應用地質勘查技術過程中，各項技術都擁有各自的優(yōu)勢，這就需要將各類技術相互的融合，將各類技術優(yōu)勢融合應用，形成具有綜合性能力的新型勘測技術，將高精準、高效率、低成本有效的綜合實現，進而確保各類的勘查技術能夠發(fā)揮其優(yōu)勢，有效地被廣泛應用。

“地、物、化”三場異常的相互約束技術常應用在開采時間較長的礦山預測工作中，在對礦床深部區(qū)域進行勘查和地質找礦工作中現代勘查技術展現出了明顯的優(yōu)勢。“地、物、化”三場異常相互作用的關系主要依據物理、地理、化學的特點，融合了多種探測技術形成一個新的勘查方法，新的地質勘查方法有效提高了地質找礦的工作效率?，F階段，應用地質勘查技術過程中，因深部資源探測無法達到規(guī)定要求標準，且對于地質異常元素的分析所得數據不夠精準，嚴重影響了礦產資源勘查精度。而采用新的地質勘查技術，不但能能夠勘探深部礦產資源而且對于地形復雜區(qū)域的礦產資源也可進行精準預測，以達到找礦的目的。

深部資源探測理論技術，該技術集空天-地面-井中-海底立體探測裝備為一體，圍繞資源能源短缺現狀與探測裝備國產化的重大需求，從靶區(qū)優(yōu)選、資源勘查、礦體詳查三個層面技術需求為出發(fā)點，開展極低頻電磁探測研究，磁通門與感應式磁場傳感器、MEMS檢波器等關鍵設備研發(fā)，研制了衛(wèi)星磁測、航空全張量磁法與電磁法、地面地震與電磁、礦床測井、海底地震與電磁等深部資源探測系列裝備，構建了空天-地面-井中-海底四個空間層次的探測技術體系；該技術成果達到國際先進水平，榮獲2019年國家科學技術二等獎，其地面電磁、海底地震等裝備實現了產業(yè)化。研究成果打破了深部探測裝備嚴重依賴進口的局面，支撐了“向地球深部進軍”的國家戰(zhàn)略。

2.2 科學選擇地質礦產勘查及找礦技術

在實際的地質勘查和地質找礦工作中我們可以聯合使用多種勘查技術，取各種勘查技術的優(yōu)點。在保證地質勘探工作效率的前提下，合理地選用地質勘探技術。

第一，地物化三場異常相互制約。地球物理場、地質結構場、地球化學場共同構成了地、物、化三場，而地、物、化三場異常相互制約技術不只是在礦產資源賦存情況的判斷工作中起到了良好的作用，對于深部區(qū)域礦產資源的勘查效果更佳，例如具有代表性的低頻電磁技術。中國科學院地質與地球物理研究所利用“地物化三場異?；ハ嗉s束”預測理論，在國內外不用地質背景條件下開展金、銀、銅、鉛。鋅、鎳礦床找礦，預測靶區(qū)靶位100%鉆孔見礦化蝕變帶，50%左右直接見到礦體，并縮短找礦周期。

第二，X英冠技術。需勘查區(qū)域的礦質生長波長度預測主要依靠X熒光技術，檢測所得的輻射數據與磁性數據可判斷出深層礦產資源富含哪幾種礦物元素。而確定了礦物內所含的元素種類后，此時X熒光技術可將元素具體情況進行判別。

第三，在磁場和電場共同作用下，探測設備輔助能夠探明深部礦產資源的富集狀況，該項技術最突出的優(yōu)點為方便操作且效率高。

在金礦普查中主要用于圈定斷裂破碎帶。陜西省核工業(yè)地質局二一四大隊利用該技術在北秦嶺遠元古泥盆系地層中找金，成功圈定斷裂帶構造和裂隙發(fā)育帶。

第四，GPS技術。GPS技術礦產資源勘查工作中的應用較廣泛，該項技術是在無線電與衛(wèi)星技術的協(xié)助下，依照事先設定好的區(qū)域進行定位尋找，即可判斷出劃分區(qū)域的相關數據信息，包括地質工程測量、物化探網點測量、地質填圖測量、地形測量等。中國科學院地質與地球物理研究所，采用高密度電法，結合厘米級高精度GPS測量和淺部鉆探技術，高精度預測山西陽泉地區(qū)某地下復雜采空區(qū)的空間分布特征。將GPS技術與遙感遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）三種技術進行集成，簡稱3S技術。GPS技術開展定位，用于測量礦區(qū)的空間位置；GIS技術則集合地理信息，海量數據儲存和智能化處理，GIS技術與RS技術相結合，為海量遙感影像數據提高存儲空間，完成數據及圖像的管理、預處理及可視化監(jiān)測。

第五，無人機技術，利用無人機的空中移動平臺，搭載相關的高分辨率成像系統(tǒng)、磁力儀、重力儀、放射性探測儀等探測設備，實現高效、可移動探測，是目前國際前沿技術、研究重點和發(fā)展方向。我國的彩虹-3型無人機及系統(tǒng)是全球首在地質礦產勘查方向的中型無人機，集成了航空地球物理綜合測量、先進的航空磁場和放射性測量方法，在基礎地質調查、金屬礦產和放射性礦產勘查等領域技術領先，處世界前列并出口非洲贊比亞。彩虹-4無人機也已經完成各項測試，具備了空物探飛行的可行性。

2.3 核心導向技術

核心導向技術是在預先不能掌握地層性質特征、層面特征的情況下，利用幾何導向能力，根據地層巖性、層面特征確保鉆頭沿地層最佳位置鉆進，實現精準控制的技術。在地質勘探初期，核心導向技術可以清晰展現巖芯在鉆孔中所處地點，利于地質勘查工作人員認識到地層的走向，從而清楚地認識到勘查區(qū)域的資源賦存情況。因我國的礦物儲量大，礦產資源種類較多，不同區(qū)域的礦產資源賦存狀態(tài)也有所不同，這種差異化也對地質勘查工作人員提出了更高的要求，對深部礦產資源進行開采時，根據開采區(qū)實際地質情況合理選用開采技術。在實際操作中準確定位鉆井軌跡，為今后的鉆探打下堅實的基礎。

3 結語

地質礦產勘查工作對于促進我國社會經濟發(fā)展具有重要意義，地質礦產勘查需要合理應用各種找礦技術，不僅要制定科學可靠的礦產勘查技術方案，還要專業(yè)的工作技術人員和先進的地質礦產勘查及找礦方法的緊密配合，才能快速、精準的找到靶向礦體，為礦產順利開采提供有效保障。