復(fù)雜地質(zhì)條件下礦產(chǎn)資源勘查方法研究

馬佳茜，陳 磊，李 陽

在復(fù)雜的地質(zhì)條件當(dāng)中，礦產(chǎn)資源的產(chǎn)量都比較豐富，一般都和巖脈以及其他的金屬礦進(jìn)行鑲嵌，勘察的難度相對較大。復(fù)雜地質(zhì)條件下，礦產(chǎn)資源的勘察找礦難度增加，因此對于礦產(chǎn)資源的勘察找礦方式研究現(xiàn)實(shí)意義相對較大。在我國，針對于復(fù)雜的地質(zhì)礦產(chǎn)資源的勘察找礦方式十分多見，需要利用勘察和科研以及物化探資料來進(jìn)行結(jié)合勘察，對于工作區(qū)域內(nèi)存在的礦產(chǎn)資源賦存特點(diǎn)進(jìn)行分析研究，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)科學(xué)找礦。在國外，很多的學(xué)者對于復(fù)雜地質(zhì)礦產(chǎn)資源的找礦方法和先進(jìn)的勘察技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，借助于數(shù)據(jù)來進(jìn)行空間分辨率的讀取，以此來實(shí)現(xiàn)對礦床的分布特征、巖石形態(tài)以及成礦規(guī)律進(jìn)行總結(jié)和分析研究。與此同時，對于找礦技術(shù)需要進(jìn)行創(chuàng)新，在信息化的科學(xué)技術(shù)結(jié)合下，對于開采工作當(dāng)中的勘察方向和勘察范圍以及勘察技術(shù)來進(jìn)行研究，最終實(shí)現(xiàn)找礦效率的提升。

1 當(dāng)前礦區(qū)采礦狀態(tài)

現(xiàn)階段，部分的礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘測的過程當(dāng)中，需要借助于勘測的手段來進(jìn)行勘測，主要利用傳統(tǒng)的物理勘測方式和相對的一些勘測技巧來進(jìn)行。針對于一些基礎(chǔ)的信息技術(shù)需要對整體的地質(zhì)工作流程來做出有效的監(jiān)督管理。對于礦區(qū)工作模式來說，主要分為三種類型，其一，屬于對礦區(qū)地層所處位置的條件來做出詳細(xì)的掌握和了解；其二，針對相應(yīng)的地質(zhì)條件還需要進(jìn)行分析工作的開展；其三，需要對礦區(qū)做出綜合性的地質(zhì)勘測工作，借助于基礎(chǔ)技巧和物理的方式，依托信息技術(shù)的助力下，實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前礦區(qū)資源的勘察。與此同時，還需要利用礦井物探以及三維地震等方式來進(jìn)行勘測，得出相對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合處理之后得出當(dāng)?shù)氐臄鄬雍偷貙臃植烤唧w情況。除此之外，在地理信息系統(tǒng)方面，屬于一項(xiàng)較為科學(xué)化的工具內(nèi)容，在勘測系統(tǒng)方面表現(xiàn)出色，可以有效的結(jié)合現(xiàn)代的信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對各個階段所獲取數(shù)據(jù)信息的分析研究，進(jìn)行科學(xué)合理評價模型的建設(shè)。

在復(fù)雜地質(zhì)條件下，礦產(chǎn)資源的勘察需要掌握其地質(zhì)基本條件，屬于資源勘查的基礎(chǔ)部分內(nèi)容，對于勘察的準(zhǔn)確程度會造成一定的影響，一般情況下，能源部分的勘察區(qū)域?qū)儆趶?fù)雜的地質(zhì)條件，主要是以長石石英砂巖、砂質(zhì)頁巖、泥巖以及碳質(zhì)泥巖來作為主要的巖層，并且其中還帶有薄礦層或者礦線，一般其結(jié)構(gòu)方面都比較復(fù)雜，存在斷層或者斷裂的現(xiàn)象。最終的結(jié)果比較復(fù)雜，對應(yīng)的勘察工作也具備較高的復(fù)雜程度，對于勘查區(qū)域的地質(zhì)巖性和含礦特點(diǎn)來說，可以將勘察的礦產(chǎn)資源地質(zhì)條件進(jìn)行劃分為四個層次來分析，第一層，其結(jié)構(gòu)相對簡單，但是每一層的厚度都具有不穩(wěn)定性。在礦層和礦線的特點(diǎn)基礎(chǔ)上可以判斷出第一層的礦層屬于較薄的狀態(tài)，開采方面具有一定的難度。第二層當(dāng)中，礦層可以進(jìn)行部分開采，且礦層的厚度具有不穩(wěn)定性，較薄的礦層出可以開采的資源產(chǎn)量相對較少，因此第二層的厚度較薄的區(qū)域開采價值比較低，但是厚度較厚的區(qū)域其開采價值相對較高。第三層，這一層的礦層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但是厚度和穩(wěn)定性區(qū)別于第一層和第二層，在開采價值方面相對較高，且開采難度也會減少，但是這一層的礦層走向十分復(fù)雜。第四層當(dāng)中，結(jié)構(gòu)較為簡單且礦層的厚度較大，在穩(wěn)定性方面也較高，因此這一層的資源屬于最具開采價值的礦層。

2 現(xiàn)階段地質(zhì)礦產(chǎn)勘查存在的問題

現(xiàn)階段的新形勢下找礦和開采出現(xiàn)的問題主要集中在兩個方面當(dāng)中，其一，屬于勘察開采的工作人員的綜合素質(zhì)偏低，礦產(chǎn)的勘察開采主要是在野外進(jìn)行作業(yè)，工作環(huán)境較為艱苦，甚至于在荒山野嶺進(jìn)行作業(yè)勘察，安全風(fēng)險較大。如果待遇不高很難留住專業(yè)的開采人員，工作內(nèi)容也比較枯燥，難以留住年輕的人才資源，因此使得地質(zhì)礦產(chǎn)勘察的專業(yè)人員出現(xiàn)了青黃不接的現(xiàn)象。在人手不足的問題方面，很多的單位和企業(yè)利用降低招聘條件的方式來進(jìn)行人才接納，因此很容易造成勘察隊(duì)伍的綜合素質(zhì)普遍不高的狀態(tài)。其二，地質(zhì)情況的復(fù)雜程度相對較高，地質(zhì)礦產(chǎn)資源的勘察環(huán)境也較為復(fù)雜，對礦產(chǎn)勘察的創(chuàng)新和革新方面也增加了地質(zhì)礦產(chǎn)勘察工作的難度。在實(shí)際的作業(yè)當(dāng)中，很多單位對勘察環(huán)節(jié)進(jìn)行了忽略，實(shí)現(xiàn)了成本的節(jié)約，但是對于勘察和采礦的效率方面會形成較大的影響。對于實(shí)際的勘察過程缺乏目標(biāo)區(qū)域的深入化科學(xué)研究，在后續(xù)的開采工作方面需要消耗大量的時間進(jìn)行勘察，嚴(yán)重的制約了開采工作的順利高效運(yùn)行，在此種問題方面，充分說明了勘察工作當(dāng)中前期勘察和目標(biāo)區(qū)域的分析重要程度。

3 復(fù)雜礦產(chǎn)資源勘察方式的具體應(yīng)用

3.1 鉆孔及勘探線的布設(shè)方式

對于鉆孔工程來說，需要實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的有效勘察，屬于主流勘察方式之一，最終呈現(xiàn)的效果相對良好，勘察工作人員當(dāng)中的喜愛程度較高，利用此種方式的主要特點(diǎn)為鉆孔布置可以實(shí)現(xiàn)一孔多用的狀態(tài)，不需要進(jìn)行多個位置的鉆孔。針對于鉆探工程來說，可以對水文地質(zhì)勘察進(jìn)行應(yīng)用的同時還可以確保地層勘測的結(jié)果準(zhǔn)確程度，具有科學(xué)性合理性。在開采區(qū)域的線性結(jié)構(gòu)方面，屬于現(xiàn)階段礦產(chǎn)勘測工作的主要目標(biāo)以及核心方向，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，屬于中等復(fù)雜程度的礦山地質(zhì)條件區(qū)域，進(jìn)行鉆孔以及勘察作業(yè)的過程當(dāng)中，需要借助于地震的主測線來作為主要的依據(jù)，以此來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的勘測效果。對于復(fù)雜的地質(zhì)條件下的區(qū)域需要實(shí)施礦產(chǎn)資源開采作業(yè)，并且獲取最優(yōu)的開采效果。根據(jù)地址地礦的情況來進(jìn)行礦產(chǎn)資源方式的合理創(chuàng)新，對于提升礦產(chǎn)資源的整體效率具有一定的作用。如果利用較為傳統(tǒng)的地質(zhì)勘測手段來進(jìn)行勘測，對于勘測整體效率會產(chǎn)生嚴(yán)重的制約，甚至于導(dǎo)致勘察結(jié)果的失真。在此時需要利用定向鉆進(jìn)的工藝措施，來實(shí)現(xiàn)對鉆進(jìn)效率的增強(qiáng)和提升，進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)資金成本的有效節(jié)約，利用對復(fù)雜地質(zhì)條件的礦山開采區(qū)域的詳細(xì)掌握和了解，實(shí)現(xiàn)對礦產(chǎn)資源的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析和研究。

3.2 井下鉆探及綜合物探技術(shù)的應(yīng)用

在現(xiàn)階段信息技術(shù)的發(fā)展壯大下，我國的礦產(chǎn)資源開發(fā)取得了較大的發(fā)展和突破，現(xiàn)如今，我國的井下綜合物超前探測技術(shù)已經(jīng)形成了多種勘測技術(shù)綜合化的一體勘測技術(shù)，在彈性波的構(gòu)造以及電磁探測法方面得到了廣泛的應(yīng)用。其中彈性波勘測技術(shù)當(dāng)中包含了瑞利波以及巷道地震超前預(yù)測技術(shù)，而電磁法當(dāng)中包含了地質(zhì)雷達(dá)和直流電法等方式，借助于對煤巖體當(dāng)中包含的電性差異來進(jìn)行含水量異常區(qū)域進(jìn)行科學(xué)合理的探測，兩種檢測的方式存在偏向物理的方式，具有較強(qiáng)的針對性，最終的成效也比較符合其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，探測的具體定位當(dāng)中需要設(shè)置在井下，其效果和獲取的信息方面也比較科學(xué)化和準(zhǔn)確化。

3.3 微動測深勘測

微動測深勘測技術(shù)當(dāng)中，需要借助于天然磁場所發(fā)出的微動信號，利用對應(yīng)的疏忽分析來實(shí)現(xiàn)對波動信號的獲取和掌握了解，經(jīng)過科學(xué)合理的計(jì)算下，進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)詳細(xì)情況的充分了解掌握。微動主要指的是時間以及空間方面的結(jié)合從而產(chǎn)生了沒有規(guī)律的相關(guān)震動。對于其中的推理，波動的數(shù)據(jù)為體波和波面部分。在一般情況下，微動所產(chǎn)生的震動源頭可能來自于海底，因此可能導(dǎo)致面波方面具備一定的強(qiáng)勢特點(diǎn)，針對于礦產(chǎn)資源勘察的工作人員來說可以有效的應(yīng)用此種優(yōu)勢特點(diǎn)，借助于微動測深勘測技術(shù)對于面波的特點(diǎn)進(jìn)行了解和掌握，從而對于地質(zhì)存在的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行分析研究。與此同時，也可以根據(jù)勘測的類型區(qū)域來劃分為幾種微動測深勘測的形式，比如單點(diǎn)、測線以及平面探查等。以便于掌握和判斷地質(zhì)結(jié)構(gòu)的具體狀況，為礦產(chǎn)資源的開發(fā)提供基本的數(shù)據(jù)信息，有利于開采方式的科學(xué)合理選擇，最大限度的避免風(fēng)險事故的發(fā)生和出現(xiàn)概率。

3.4 地質(zhì)條件測試

對于礦產(chǎn)資源進(jìn)行具體勘測作業(yè)的過程當(dāng)中，需要對特殊地形區(qū)域的礦產(chǎn)資源勘察開發(fā)價值進(jìn)行了解和掌握，對應(yīng)的從業(yè)人員需要對礦產(chǎn)資源勘察所產(chǎn)生的制約條件進(jìn)行全面掌握分析研究，礦產(chǎn)企業(yè)的負(fù)責(zé)人需要在關(guān)注礦產(chǎn)資源開采數(shù)量的同時還需要對開采區(qū)域的深入開采價值進(jìn)行做出評價。對于礦產(chǎn)資源正常開采的過程當(dāng)中，需要對特殊的地形區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進(jìn)行了解，比如對于縱深部分的緩傾斜區(qū)域或者淺層部分，在傾斜區(qū)域內(nèi)都包含著可燃性氣體，增強(qiáng)了礦產(chǎn)開采工作的難度系數(shù)，甚至于發(fā)生礦井爆炸的現(xiàn)象，最終造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘察的具體作業(yè)過程當(dāng)中，需要借助于先進(jìn)的設(shè)備來進(jìn)行易燃?xì)怏w總體含量的監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)對礦產(chǎn)資源開采人員生命安全的進(jìn)一步保障。與此同時，針對斷層以及裂隙的出現(xiàn)屬于地質(zhì)構(gòu)造當(dāng)中的常見現(xiàn)象，其夾片地層所包含的巖性較為脆弱，因此造成了礦產(chǎn)資源開采的工作環(huán)境安全系數(shù)交底的現(xiàn)象。

4 復(fù)雜地質(zhì)的礦產(chǎn)資源勘察找礦方法

對于復(fù)雜的地質(zhì)下所包含的礦產(chǎn)資源來說，其勘察找礦精度屬于一項(xiàng)相對系統(tǒng)化的工程內(nèi)容，因此需要針對復(fù)雜礦產(chǎn)資源勘察找礦方法進(jìn)行綜合化的優(yōu)勢分析研究，以此來對找礦工作流程做出合理化的科學(xué)設(shè)計(jì)。對于礦產(chǎn)資源的勘察找礦工作流程，可以分為三個步驟進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。

圖1 基于復(fù)雜地質(zhì)的礦產(chǎn)資源勘查找礦方法流程圖

在圖1當(dāng)中，利用此種方式進(jìn)行復(fù)雜地質(zhì)條件下的礦產(chǎn)資源勘察炸礦的步驟可以分為三個步驟，對于具體的步驟研究內(nèi)容可以分為多個方面來進(jìn)行分析。

4.1 礦產(chǎn)資源勘察找礦數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

在本文當(dāng)中，主要應(yīng)用到了現(xiàn)階段礦產(chǎn)資源行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍較廣泛的GIS軟件來進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘察找礦數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。在這個過程當(dāng)中，首先需要獲取數(shù)據(jù)圖像，進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘察數(shù)據(jù)屬性要素的集合獲取，其中需要涉及到礦山采礦點(diǎn)、產(chǎn)礦類型、斷裂帶分布及特征等，進(jìn)行DXF文件數(shù)據(jù)的服務(wù)，根據(jù)數(shù)據(jù)來生成一個支持存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式。之后對現(xiàn)存的數(shù)據(jù)和基于復(fù)雜地質(zhì)的礦產(chǎn)資源勘察得出的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入處理，比如礦山鉆孔深度以及遙感影像數(shù)據(jù)等。在此基礎(chǔ)上，可以借助于系統(tǒng)內(nèi)部的編程功能，來進(jìn)行數(shù)據(jù)屬性的修改，以此來進(jìn)行數(shù)據(jù)閾值的劃分和設(shè)計(jì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)字段的處理，對于礦產(chǎn)資源存在的密度價值以及礦產(chǎn)資源的分部特點(diǎn)和礦產(chǎn)資源的緩沖區(qū)域都可以得到了解和掌握分解。最后，需要根據(jù)不同礦床表現(xiàn)出的分布特點(diǎn)和巖層的分布特點(diǎn)來進(jìn)行影像光譜規(guī)律的探尋，借助于GIS系統(tǒng)描述數(shù)據(jù)，進(jìn)行資源礦產(chǎn)數(shù)據(jù)的有效匹配，將其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲至礦產(chǎn)資源的勘察找礦數(shù)據(jù)庫內(nèi)部作為礦產(chǎn)資源儲備糧的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文當(dāng)中，對礦產(chǎn)資源的勘察找礦數(shù)據(jù)庫整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建設(shè)，如圖2所示。

圖2 礦產(chǎn)資源勘查找礦數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)示意圖

在圖2當(dāng)中，借助于數(shù)據(jù)庫技術(shù)術(shù) Myspl_num_rows 4 系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)同步功能，來對礦產(chǎn)資源的勘察找礦數(shù)據(jù)進(jìn)行了服務(wù)器的數(shù)據(jù)拷貝，對于整個礦產(chǎn)資源的勘察找礦工作正常展開提供了數(shù)據(jù)支撐。

4.2 估算礦產(chǎn)資源儲備量

在上文當(dāng)中得出了礦產(chǎn)資源勘察找礦數(shù)據(jù)的基本數(shù)據(jù)，進(jìn)行勘察結(jié)果和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的對比之后可以確定礦區(qū)本身的含礦率。本文當(dāng)中主要借助于平行剖面法的方式進(jìn)行估算。在這個過程當(dāng)中，需要根據(jù)礦體本身的形態(tài)產(chǎn)狀來查明外推狀態(tài)，如果沒有出現(xiàn)二次外推的情況，則需要根據(jù)礦產(chǎn)資源來進(jìn)行礦層裸露面積和網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)的結(jié)合，最終對礦產(chǎn)資源的儲備量實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)估算。之后，對于勘察得出的礦產(chǎn)資源屬性來說，比如分布純度、鉆孔深度等，需要利用百分率計(jì)算的方式分析得出資源的分布情況。最后，需要對礦產(chǎn)資源的儲備量來進(jìn)行分類編碼操作，為礦產(chǎn)的資源勘察找礦靶區(qū)提供基本的數(shù)據(jù)支撐。

4.3 礦產(chǎn)資源勘察找礦靶區(qū)獲取

在上文當(dāng)中，對于礦產(chǎn)資源的儲備含量進(jìn)行了估算，借助于地球物理的勘察方式進(jìn)行礦山圖像的異常區(qū)域進(jìn)行了圈定。借助于遙感解析的環(huán)形構(gòu)造來進(jìn)行隱伏巖體的計(jì)算，以此來發(fā)掘礦山當(dāng)中存在的隱伏巖體。與此同時，借助于地球化學(xué)測量的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對異常地球化學(xué)特征類型和地質(zhì)條件指標(biāo)進(jìn)行得出，最后解析出某一項(xiàng)的綜合異常評價，計(jì)算出其數(shù)值大小進(jìn)行排序。觀察排序可以得出，如果排序大，則找礦希望越大，反之排序越小，則找礦希望越小。借助于對礦產(chǎn)資源勘察找礦靶區(qū)的照抄，實(shí)現(xiàn)對該地區(qū)找礦標(biāo)志的總結(jié)，根據(jù)區(qū)域內(nèi)存在的地層、構(gòu)造、巖漿巖分布特點(diǎn)以及礦產(chǎn)產(chǎn)出特征和地球物理、地球化學(xué)異常分布規(guī)律來實(shí)現(xiàn)對礦產(chǎn)資源的計(jì)算，結(jié)合上文當(dāng)中計(jì)算得出的1比50萬的礦產(chǎn)地質(zhì)資源儲備含量，進(jìn)行找礦靶區(qū)的發(fā)掘，展開下一步的礦產(chǎn)資源勘察找礦工作。

5 實(shí)例應(yīng)用分析

在本文當(dāng)中，對兩組具有相同特點(diǎn)的某礦區(qū)來進(jìn)行對比試驗(yàn)，將其劃分為兩組，實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中需要保持某一個單一數(shù)量不變，進(jìn)行不同范圍的圈定，比如10km2、20km2、30km2、40km2、50km2礦山區(qū)域，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中需要對其它找礦方式下所造成的影響因素進(jìn)行忽略。對于某個礦區(qū)內(nèi)部的地勢情況來說，比較復(fù)雜，出具了其地質(zhì)勘察報告，如表1所示。

表1 某礦區(qū)復(fù)雜地質(zhì)勘察報告

在表1當(dāng)中，分別使用了本文設(shè)計(jì)的找礦方式和傳統(tǒng)的找礦方法進(jìn)行操作，其中傳統(tǒng)的找礦方法為對照組。在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中需要避免突發(fā)礦山事件對測試結(jié)果造成的英雄，因此需要實(shí)現(xiàn)多種變量參數(shù)的控制，將其控制在一致的范圍內(nèi)，對于測量的出的礦山資源勘察找礦信息獲取量來說，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄，對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從而判斷出兩種找礦方式對找礦信息的作用和影響。

在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論當(dāng)中，采集了5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對比兩種方式下的礦產(chǎn)資源找礦信息獲取量，如表2所示。

表2 對照組與實(shí)驗(yàn)組的礦產(chǎn)資源找礦信息

在表2當(dāng)中，可以看出在相同的勘察范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組的礦產(chǎn)資源獲取量要高于對照組的獲取量，因此找礦的信息獲取能力越高，有助于復(fù)雜地質(zhì)條件下的礦產(chǎn)資源勘察查找礦。

總而言之，對于區(qū)域的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查來說，可以提升勘察的效率，節(jié)約勘察成本的同時有效的降低了勘察人員的工作強(qiáng)度，但是在區(qū)域地質(zhì)勘察的過程當(dāng)中，需要對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境做出科學(xué)的分析，掌握當(dāng)?shù)刂苓厖^(qū)域的地殼運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)深入勘察。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著我國礦產(chǎn)資源勘察不斷的發(fā)展壯大下，對于復(fù)雜地質(zhì)條件的礦產(chǎn)資源勘察屬于行業(yè)領(lǐng)域的必然發(fā)展區(qū)域，利用傳統(tǒng)的單一勘察技術(shù)存在一定的弊端問題，因此需要進(jìn)一步的提升復(fù)雜地質(zhì)條件下的礦產(chǎn)資源勘察精確程度和勘察效益，借助于先進(jìn)的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源勘察。不斷的縮短復(fù)雜地質(zhì)條件的礦產(chǎn)資源勘查，對于資源勘察的成本進(jìn)行有效的節(jié)約。與此同時，還需要減少勘察工作當(dāng)中的彎路，提升勘察效率和準(zhǔn)確性，保證礦產(chǎn)資源開采的順利進(jìn)行。