基于礦山地質(zhì)開采的地球化學(xué)勘查技術(shù)及找礦應(yīng)用

王亞寧

（河北省地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000）

1 地球化學(xué)勘查技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況

地球化學(xué)勘探技術(shù)的應(yīng)用大大提升人們對(duì)礦物信息的識(shí)別能力，勘探水平和質(zhì)量顯著提高。在地球化學(xué)勘探中，通過對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、天然氣、水質(zhì)等異常情況的分析，逐步確定礦床的位置，并不斷應(yīng)用于各種勘探研究。地球化學(xué)找礦技術(shù)應(yīng)用廣泛，不僅可以勘探礦產(chǎn)，還可以解決各種地質(zhì)問題、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和生態(tài)環(huán)境方面的各種問題。

地球化學(xué)研究技術(shù)主要用于尋找礦床，即用化學(xué)方法確定礦床的位置。勘探技術(shù)主要是通過研究周圍物質(zhì)中各種化學(xué)元素的發(fā)展變化引起的地球化學(xué)異常。通過改變地球化學(xué)異常反應(yīng)的機(jī)制和異常條件，可以有效地實(shí)現(xiàn)研究目的。地球化學(xué)研究是地質(zhì)學(xué)中極其重要的組成部分，與地球物理研究和勘探密切相關(guān)。地球化學(xué)調(diào)查利用系統(tǒng)收集的天然材料，對(duì)其進(jìn)行分析和測(cè)試，研究地球的化學(xué)性質(zhì)和伴生元素的含量，提高發(fā)現(xiàn)礦床的效率并減少錯(cuò)誤次數(shù)。

2 地球化學(xué)勘查技術(shù)的應(yīng)用類型

（1）巖石勘查。巖石的研究主要是根據(jù)巖石中元素的分布，分析物質(zhì)的分散或濃度，同時(shí)確定元素、巖石和礦物之間的關(guān)系，逐步發(fā)現(xiàn)決定其分布的主要因素的礦物質(zhì)資源，在實(shí)際勘探過程中，需要對(duì)勘探過程中的巖石異常進(jìn)行概括，并科學(xué)客觀地對(duì)該異常進(jìn)行解釋和評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上找出礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律。通常情況下，巖石勘查中應(yīng)將重點(diǎn)放在巖石的原生異常上。

（2）水系沉積物勘查。河流沉積物研究是指對(duì)河谷沉積物進(jìn)行系統(tǒng)的取樣和分析，以及對(duì)物質(zhì)分散和濃度規(guī)律的概括。評(píng)估水系統(tǒng)沉積物中是否存在異常，以及解釋和評(píng)估異常，得出礦產(chǎn)的分布規(guī)律，由此來確定有助于礦產(chǎn)資源形成的區(qū)域和地段，為接下來地質(zhì)測(cè)量和地球化學(xué)勘查工作的開展提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

（3）土壤勘查。通過研究和分析土壤中元素的分布，可以概括物質(zhì)分散和集中的規(guī)律，研究元素、土壤和礦產(chǎn)資源之間的相互作用，并在此基礎(chǔ)上判斷礦產(chǎn)資源的具體分布。在此期間，根據(jù)勘查過程中發(fā)現(xiàn)的土壤異常，對(duì)其做出科學(xué)客觀的解釋與評(píng)價(jià)，從而總結(jié)出礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律，為接下來找礦作業(yè)的順利推進(jìn)提供真實(shí)全面的數(shù)據(jù)支撐。

（4）氣體勘查。氣體勘探是對(duì)大氣和土壤中氣體成分的測(cè)量和分析。由于該氣體具有擴(kuò)散快、穿透力強(qiáng)、反射深度大等特點(diǎn)，可利用該特征解釋氣體異常，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源勘探。經(jīng)驗(yàn)表明，天然氣勘探在勘探深部盲礦和隱蔽礦時(shí)具有很大優(yōu)勢(shì)，尤其是在路面較厚的地區(qū)。使用天然氣勘探可以有效避免與厚覆蓋相關(guān)的限制。例如，在石油和天然氣勘探中，這可以通過測(cè)量烴氣和He和Rn來實(shí)現(xiàn)；在探礦金銀、貴金屬或金屬硫化物礦床時(shí)，有汞和含硫氣體的情況可以進(jìn)行分析。

3 地球化學(xué)勘查技術(shù)在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 森林沼澤地區(qū)的找礦應(yīng)用

據(jù)相關(guān)調(diào)查得知，森林沼澤地區(qū)含有豐富的有機(jī)質(zhì)，而這些有機(jī)物質(zhì)能夠很好地吸附各類元素，從而使元素在地表上富集起來。與此同時(shí)，基于分布區(qū)域的影響，有機(jī)質(zhì)的表現(xiàn)狀態(tài)也會(huì)有所不同，繼而導(dǎo)致水系沉積物的地球化學(xué)規(guī)律發(fā)生一定的變化，直接影響后續(xù)礦產(chǎn)資源開發(fā)工作的順利開展。針對(duì)以上問題，地球化學(xué)勘查技術(shù)能在實(shí)踐中發(fā)揮不小的優(yōu)勢(shì)，可以有效地緩解、甚至消除有機(jī)質(zhì)本身對(duì)水系沉積物的影響，保證勘測(cè)的精準(zhǔn)性和全面性，為工作人員提供具有參考價(jià)值的地化資料。另外，隨著近年來找礦技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段我國所擁有的地球化學(xué)勘查新技術(shù)多種多樣，并且操作起來也更加簡(jiǎn)單快捷，具有良好的適應(yīng)性，能較好地滿足不同找礦作業(yè)的任務(wù)需求，故而具有非?？捎^的發(fā)展前景。

3.2 干旱地區(qū)與半干旱地區(qū)的找礦應(yīng)用

眾所周知，干旱地區(qū)與半干旱地區(qū)極容易受到風(fēng)沙侵襲的影響，若在實(shí)際的礦產(chǎn)勘查過程中出現(xiàn)了較大的風(fēng)沙，那么必定會(huì)在很大程度上阻礙找礦作業(yè)的高效推進(jìn)，同時(shí)也難以獲得精準(zhǔn)的勘測(cè)數(shù)據(jù)。從這一方面來看，想要快速鎖定礦產(chǎn)資源的分布區(qū)域，就必須確保所采用的勘測(cè)手段具有極強(qiáng)的抗風(fēng)沙干擾能力，而地球化學(xué)勘查技術(shù)在這方面同樣具有不小的優(yōu)勢(shì)。在具體作業(yè)階段，勘查人員應(yīng)先篩選和分析當(dāng)?shù)仫L(fēng)沙粒級(jí)，并結(jié)合不同的地質(zhì)條件來研究該區(qū)域的風(fēng)沙樣本大小差異。在干旱和半干旱地區(qū)應(yīng)用地球化學(xué)勘探技術(shù)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)分析鹽礦中元素的運(yùn)移和積累。由于更多地暴露在風(fēng)沙中，與其他地區(qū)相比，河流沉積物的大小顯著增加，而利用地球化學(xué)勘查技術(shù)即可清晰地觀察到這種物質(zhì)異常現(xiàn)象，再結(jié)合對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的分析，確定礦床的所在位置，同時(shí)也能盡早勘查出新的礦床。

3.3 高寒山區(qū)的找礦應(yīng)用

根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)，地球化學(xué)勘探技術(shù)在高山地區(qū)礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在對(duì)當(dāng)?shù)厣?、土壤和巖石的研究。而受到高寒山區(qū)本身的氣候條件的影響，工作人員在應(yīng)用地球化學(xué)勘查技術(shù)的過程中，必須確保其具有強(qiáng)大的抗氣候干擾能力。首先，在進(jìn)行樣品采集時(shí)，必須要確保所采集的樣品具有強(qiáng)烈的代表性，由于礦產(chǎn)勘查中采集的土壤樣品是殘坡積物，因此，在勘查過程中，一定要注意不要挑出損壞的粘土材料。尤其需要利用地球化學(xué)研究技術(shù)來完成礦物樣品的鑒定和分離，再對(duì)礦物和元素之間的關(guān)聯(lián)性展開深刻的分析，著重研究導(dǎo)致細(xì)粒級(jí)元素聚集的影響因素，逐漸從中確定礦物和元素的含量。其次，結(jié)合以上分析結(jié)果，找出地質(zhì)體中元素的分布規(guī)律，從而高效地開展接下來的研究和勘查工作，確保地球化學(xué)分區(qū)等問題能得到及時(shí)有效地解決，提高地球化學(xué)勘查技術(shù)在找礦作業(yè)中的應(yīng)用水平。

4 其它找礦技術(shù)應(yīng)用及注意事項(xiàng)

4.1 物化探測(cè)技術(shù)

現(xiàn)如今，國民的物質(zhì)生活水平較之從前有了極大地提升，同時(shí)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量也在不斷膨脹，保證礦產(chǎn)資源的正常供給是維護(hù)社會(huì)生產(chǎn)力不斷提升的基礎(chǔ)。在此背景下，必須要科學(xué)地規(guī)劃礦產(chǎn)資源的勘查與開采，選用恰當(dāng)?shù)?、先進(jìn)的勘查技術(shù)，以確保能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)確定礦產(chǎn)的分布區(qū)域，將對(duì)自然環(huán)境造成的損害降至最低，同時(shí)也減少各項(xiàng)資源的浪費(fèi)。針對(duì)礦山地質(zhì)開采中新技術(shù)的使用，物化探測(cè)技術(shù)作為一種新型的找礦技術(shù)，同樣在實(shí)踐中得到了廣泛的使用。物化探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，主要是以物理重力學(xué)為基礎(chǔ)，通過深入調(diào)查和分析當(dāng)?shù)氐某傻V因素，逐漸找出物質(zhì)的分布規(guī)律，最終確定當(dāng)?shù)厥欠駬碛械V產(chǎn)資源及礦產(chǎn)資源的具體位置。從眼下物化勘測(cè)技術(shù)的使用來看，比較常見的技術(shù)手段為地震探測(cè)、磁力探測(cè)等等，這些新型物化勘測(cè)技術(shù)能被運(yùn)用于很多不同類型的礦產(chǎn)資源開發(fā)中，有效提高了礦產(chǎn)資源的開發(fā)效率。

4.2 時(shí)空定位勘查技術(shù)

得益于信息技術(shù)的普及，我國在礦產(chǎn)地質(zhì)開采方面也初步實(shí)現(xiàn)了找礦技術(shù)的信息化，這種發(fā)展形態(tài)使得找礦作業(yè)的效率有了較大的提升，同時(shí)也進(jìn)一步保證了找礦的精準(zhǔn)性，有效促進(jìn)了礦產(chǎn)勘查工程的現(xiàn)代化發(fā)展。就目前來看，時(shí)空定位勘查技術(shù)的應(yīng)用，則非常明顯地體現(xiàn)了信息技術(shù)與傳統(tǒng)找礦技術(shù)的融合，該技術(shù)強(qiáng)調(diào)了地理信息技術(shù)的科學(xué)使用，通過對(duì)相關(guān)地質(zhì)資料展開調(diào)查、收集和整合，以輔助勘查技術(shù)人員快速鎖定礦產(chǎn)資源的所處位置。并且，隨著地理信息技術(shù)在各工程領(lǐng)域的深入，其性能也得到了不斷地完善，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了與地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的有機(jī)結(jié)合。如此一來，技術(shù)人員便可利用時(shí)空定位勘測(cè)技術(shù)勘查礦產(chǎn)資源的分布情況，減少不必要的資源浪費(fèi)，從全面提升礦山地質(zhì)勘查與開發(fā)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.3 找礦技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

近年來，許多地質(zhì)學(xué)家在前人構(gòu)造地球化學(xué)研究的基礎(chǔ)上，將構(gòu)造地球化學(xué)方法應(yīng)用到實(shí)際地質(zhì)勘探中，發(fā)現(xiàn)元素在構(gòu)造裂縫中富集能力高，富集程度高，其中:Mo、W為高溫礦化指示元素；Cu、Pb、Zn、Ag為中低溫礦化指示元素；As、Sb、Bi、Hg為礦化前緣暈指示元素；La、Rb、Sr、K2O為中酸性巖漿活動(dòng)指示元素。基于地質(zhì)特征、控巖礦石構(gòu)造特征、構(gòu)造裂縫地球化學(xué)特征等分析，利用數(shù)學(xué)地質(zhì)方法對(duì)構(gòu)造裂縫地球化學(xué)元素進(jìn)行組合分析，可以快速有效地圈定地質(zhì)異常，圈定有利于勘探的目標(biāo)指導(dǎo)區(qū)勘探工作。

為了更好地滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源需求量日益增加的迫切需求，必須要從提升礦產(chǎn)資源勘查的精準(zhǔn)性這一方面入手，加強(qiáng)對(duì)找礦新技術(shù)的科學(xué)使用。而在實(shí)踐中，需要重點(diǎn)做好以下幾項(xiàng)工作：首先，礦產(chǎn)資源的勘查和開采必須要保證整體布局的科學(xué)性。在進(jìn)行找礦作業(yè)期間，最關(guān)鍵的一項(xiàng)任務(wù)就是確定我國各地區(qū)礦產(chǎn)資源的分布情況，只有滿足這一前提，才能保證后續(xù)勘查開采工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，工程實(shí)踐中也需要詳細(xì)地調(diào)查和分析當(dāng)?shù)氐娜丝诜植记闆r，對(duì)該區(qū)域的地質(zhì)條件、水文條件、人文條件等開展綜合地考量，據(jù)此完善項(xiàng)目的整體規(guī)劃方案，避免實(shí)際工作中出現(xiàn)任何突發(fā)情況；其次，礦山地質(zhì)開采中往往考慮到多方面的影響，如礦產(chǎn)資源的開發(fā)性、儲(chǔ)備性等等，想要切實(shí)地提高采礦效率，減少作業(yè)期間資源的浪費(fèi)，工作人員務(wù)必要全面掌握采礦及不同礦產(chǎn)資源本身的特質(zhì)，確保各項(xiàng)任務(wù)目標(biāo)從根本上得到全方位地落實(shí)。從這一方面來看，勘查技術(shù)人員、專業(yè)勘測(cè)設(shè)備都必須到位，并且必須對(duì)勘查人員的專業(yè)性做出更高的要求，使各項(xiàng)找礦新技術(shù)在實(shí)際施工期間均得到充分地利用，全力推動(dòng)我國礦山地質(zhì)勘查模式的革新。

5 結(jié)語

新時(shí)期下，我國找礦手段急需得到創(chuàng)新，地球化學(xué)勘查技術(shù)作為一種新型的找礦技術(shù)，在現(xiàn)階段的礦產(chǎn)資源勘測(cè)中得到了較好地應(yīng)用，所具備的優(yōu)勢(shì)也十分明顯。通過從多個(gè)角度對(duì)地球化學(xué)勘查新技術(shù)在礦產(chǎn)勘測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，總結(jié)出該技術(shù)的良好適用性，可根據(jù)對(duì)當(dāng)?shù)赝寥?、氣體、地下水等物質(zhì)和元素的分析，逐步確定礦產(chǎn)資源的位置和分布規(guī)律，從而快速完成找礦任務(wù)目標(biāo)。除此之外，物化探測(cè)技術(shù)、時(shí)空定位勘查技術(shù)等的找礦新技術(shù)同樣具有各自的優(yōu)勢(shì)，對(duì)此廣大從業(yè)者必須重視和深入研究這些高新找礦技術(shù)的使用，以促進(jìn)我國礦山地質(zhì)勘查與開發(fā)水平的快速提升。