金屬礦產(chǎn)資源的深部找礦及其勘探技術(shù)研究

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，金屬礦產(chǎn)資源的需求量逐年上升，加快礦山資源開發(fā)與利用，是推動我國經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展的重要基礎(chǔ)。雖然我國金屬礦產(chǎn)資源儲量豐富，但是隨著露天礦產(chǎn)、地表礦產(chǎn)逐漸減少，金屬礦產(chǎn)勘探的難度越來越高，深部找礦已成為礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前針對金屬礦山深部找礦所開展的勘探技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，可根據(jù)不同的礦山地質(zhì)環(huán)境合理選擇適合的勘探技術(shù)，從而為金屬礦山開發(fā)提供準確詳實的數(shù)據(jù)資料。

德國位于歐洲西部，是一個由16個州組成的聯(lián)邦共和國，國土面積3.57×105km2，人口8.076 75×107人。德國是高度發(fā)達的工業(yè)國家，全球八大工業(yè)國之一。農(nóng)業(yè)也非常發(fā)達，機械化程度較高。20世紀70年代德國環(huán)境問題最為突出，認識到簡單的垃圾末端處理并不能從根本上解決問題，資源回收和再利用有極其重要的意義，便開始試圖解決垃圾減量和再利用問題。

1 金屬礦產(chǎn)資源的重要性

在人類的發(fā)展進程中，金屬礦產(chǎn)資源一直都是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著社會的快速發(fā)展對于金屬礦產(chǎn)資源的依賴也越來越高。金屬礦產(chǎn)資源種類很多，大致分為黑色金屬、有色金屬、貴金屬、放射性金屬、稀有金屬等，每種金屬都與社會的發(fā)展和經(jīng)濟建設(shè)息息相關(guān)。雖然我國金屬礦產(chǎn)資源儲量豐富，但由于人口數(shù)量多的問題，人均礦產(chǎn)資源擁有量卻有限，并且隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，金屬礦產(chǎn)資源供應(yīng)不足的問題一直得不到有效解決。金屬礦產(chǎn)資源的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是具有非常重要的戰(zhàn)略意義，二是維護國家經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，三是在防災(zāi)、救災(zāi)方面發(fā)揮著重要作用，四是維護我國在國際市場上的經(jīng)濟地位和體現(xiàn)綜合國力的重要后盾?？v觀歷史，世界范圍內(nèi)的侵略性戰(zhàn)爭，基本都是以掠奪資源為主要目的，比如日本發(fā)動的侵華戰(zhàn)略，就是因為覬覦我們國家豐富的礦產(chǎn)資源

。

2 金屬礦產(chǎn)資源深部找礦的基本特征

現(xiàn)代社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，對于礦產(chǎn)資源的需求持續(xù)增長，但是我們又不得不面對地表礦產(chǎn)、淺層礦產(chǎn)日益匱乏的現(xiàn)狀，金屬礦產(chǎn)資源不足成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展與威脅國家安定的關(guān)鍵因素。因此國家提出了“關(guān)于促進深部找礦工作指導(dǎo)意見”，這為后來的深部找礦及相關(guān)勘探技術(shù)的發(fā)展指明了方向。在深部找礦方面，我國與西方發(fā)達國家有著較大差距，西方發(fā)達國家的先進技術(shù)與經(jīng)驗給我們提供了理論依據(jù)。

落潮時進行套泊作業(yè)。待泊船為防止干擾離泊作業(yè)，應(yīng)在旋回區(qū)南側(cè)等待。離泊船的掉頭操縱和附近航道中滯航的待泊船將給出口船的安全通行帶來不利影響，落潮雙套作業(yè)等候方式見圖3。洋山港四期出口船需利用主航道出口時，通常駛經(jīng)的出口船應(yīng)盡量等待離泊船完成作業(yè)，但當(dāng)風(fēng)、流條件不利于駛經(jīng)的出口船控制船位時，離泊船應(yīng)等待其駛過讓清。

2.1 金屬礦產(chǎn)資源深部成因分析

自20世紀60年代開始，我國地質(zhì)工作者就進行過細致的礦產(chǎn)資源勘查工作，但是大部分礦產(chǎn)勘查都僅限于埋藏深度在600m以內(nèi)的淺表層，對于深部礦產(chǎn)勘查很少涉及。經(jīng)過幾十年的開采，淺表層的金屬礦產(chǎn)資源已經(jīng)基本開采殆盡，針對埋藏深度在超過600m的金屬礦產(chǎn)資源地質(zhì)找礦工作迫在眉睫。

從金屬礦產(chǎn)資源成礦本質(zhì)來看，淺表層的礦產(chǎn)資源并非只是堆積而成，往往與深層礦產(chǎn)資源有著必然的聯(lián)系。金屬礦產(chǎn)資源的形成與分布往往受地理變化的影響，在其成礦過程中往往伴隨著物理-化學(xué)-力學(xué)等方面的變化。也就是說金屬礦產(chǎn)資源的形成與熱物質(zhì)的運移密切相關(guān)，是在漫長的時間里受到地殼、地幔的作用而逐漸堆積而成

。因此，深部找礦應(yīng)對成礦條件進行分析，結(jié)合地質(zhì)、物化探、礦產(chǎn)等綜合信息科學(xué)開展。

近些年，在深部找礦工作中遙感技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛。遙感技術(shù)是運用了電磁波理論，借助傳感儀器收集整理遠距離目標(biāo)輻射或者反射的電磁波信息，經(jīng)過分析后對探測目標(biāo)進行有效識別，目前已經(jīng)成為地質(zhì)探測工作中的重要技術(shù)之一。

2.2 深部礦產(chǎn)構(gòu)造及控礦作用

與其他勘探技術(shù)相比，反射地震法的優(yōu)勢在于可以探測更深的礦產(chǎn)埋藏，且分辨率更高，解決了其他勘探技術(shù)在金屬礦體勘探中的不足。該技術(shù)是西方發(fā)達國家率先使用的，從開始的2D技術(shù)到后來的3D技術(shù)，從原來的地表勘探到井中地震勘探，應(yīng)用越來越成熟

。目前反射地震技術(shù)主要用于我國的油氣勘探，在金屬礦產(chǎn)資源深部勘探中應(yīng)用還不是太普及。

隨著近些年勘探技術(shù)的快速發(fā)展，地質(zhì)工作者對于地殼深部構(gòu)造及成礦理論也有了新的認識，在深部礦產(chǎn)資源勘查過程中對于地殼深部控礦作用逐漸明析，結(jié)合世界上各國的理論研究，深部找礦思路逐步拓寬。總體來說，表面上金屬礦產(chǎn)資源的分布是受到了地殼淺表層應(yīng)力變化的影響，但深層次的原因是地幔的隆升作用等深部因素對金屬礦產(chǎn)資源的形成發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。

2.3 深部成礦動力過程分析

遙感技術(shù)可以分成兩個大類，航空遙感技術(shù)和航天遙感技術(shù)，兩者之間的區(qū)別是獲取信號的方式不同，航天技術(shù)是利用飛機在高空完成對地面數(shù)據(jù)信息的采集，而航空技術(shù)則是利用衛(wèi)星完成數(shù)據(jù)信息采集

。

2017年8月25日，《南方周末》發(fā)布《南方周末反侵權(quán)聲明》。文章指出，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的日漸繁盛，大量媒體、網(wǎng)站、移動客戶端、自媒體平臺等違反相關(guān)法律法規(guī)，未經(jīng)授權(quán)擅自轉(zhuǎn)載南方周末報紙、官網(wǎng)以及旗下其他官方自媒體平臺刊發(fā)的作品，要求尊重原創(chuàng)。截至2017年8月15日，已處理非法轉(zhuǎn)載文章3013篇，對和訊網(wǎng)、投資界等14個網(wǎng)站提起訴訟。2017年7月，在起訴國內(nèi)兩家知名門戶網(wǎng)站非法侵權(quán)轉(zhuǎn)載南方周末文章的案件中均獲勝訴。

3 深部找礦常用勘探技術(shù)

在勘探過程中，針對金屬礦產(chǎn)資源勘探，先圈定成礦帶，如果條件比較成熟也可以圈定成礦礦體，當(dāng)探測到地質(zhì)體與周圍巖體存在密度差異時，工作人員可以借助重力測量儀判斷出重力異常的情況，從而推斷出地下礦體與巖層的埋藏情況，確定地下礦體的位置、分布以及構(gòu)造。通過重力勘探技術(shù)可以直接發(fā)現(xiàn)埋深淺、體積大的金屬礦產(chǎn)資源，也可以對現(xiàn)有礦產(chǎn)深部埋藏進行追蹤。重力勘探技術(shù)可以有效探測地下700m～2km礦產(chǎn)分布情況，并獲取較為準確的礦產(chǎn)埋藏數(shù)據(jù)，提高了勘探的效率與質(zhì)量

。但是，重力勘探技術(shù)會受到地形地貌的影響，高差成像會出現(xiàn)一定的誤差，對于地形地貌復(fù)雜的區(qū)域可以結(jié)合其他勘探方法，可以提高勘探數(shù)據(jù)準確性。

3.1 遙感礦產(chǎn)勘探技術(shù)

第四，重視史料教學(xué),增強學(xué)科教學(xué)能力,應(yīng)立足于歷史學(xué)科的主要知識,充分挖掘史料實物、史象、新文本等新的史料信息庫。這些新的歷史資料用于歷史教學(xué)實踐,突出了歷史變化的本質(zhì),提高了學(xué)生獲得、整合和解讀歷史事跡的能力、解讀歷史現(xiàn)象、概括歷史問題的能力,同時還可以提升高考命題考試的準確目的,結(jié)合高考問題中進一步把握新課程的方向和脈搏,從而優(yōu)化我們的歷史教學(xué)設(shè)置,創(chuàng)新一種面臨高考歷史自主教學(xué)的方法模式。

通過對金屬礦產(chǎn)資源的成礦理論進行研究發(fā)現(xiàn)，大部分金屬礦產(chǎn)資源的成礦過程都是一個復(fù)雜的且漫長的過程中，期間經(jīng)歷了物理-化學(xué)-力學(xué)的過程，這也就是深部礦產(chǎn)資源形成的動力過程，也成為我們探索深部礦產(chǎn)資源的重要特征之一。在地球動力學(xué)理論研究中，金屬礦產(chǎn)礦床的分布是受到深部動力過程影響的，主要影響因素包括深部地殼、地幔、深部構(gòu)造等

。結(jié)合地球內(nèi)部熱物質(zhì)運移理論，建立動力學(xué)數(shù)字化模型，對熱物質(zhì)的運移過程進行模擬，探尋其運動的軌跡與發(fā)展規(guī)律，并以此作為深部找礦的重要特征之一。

遙感技術(shù)是通過光譜圖的顏色分布情況確定礦產(chǎn)的分布情況，一般礦床的分布與地表植被的分布有著密切關(guān)聯(lián)，礦產(chǎn)分布密集的區(qū)域大都伴隨某種微生物種群的出現(xiàn)，通過遙感技術(shù)收集與微生物種群生長變化相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過分析后就可以確定礦床的地質(zhì)成分信息及位置變化情況。在利用遙感技術(shù)對篩選出相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息后，再按照礦石的比重分析預(yù)測礦床的具體位置及分布情況。利用遙感技術(shù)可以非常直觀的將礦產(chǎn)在地表的分布狀況及深度展現(xiàn)出來，還解決了其他勘探技術(shù)因地形問題產(chǎn)生的視線障礙，保證了勘探數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

3.2 重力礦產(chǎn)勘探技術(shù)

該方法運用了牛頓的萬有引力定律，應(yīng)用原理是地殼中不同巖體、礦體之間存在著密度差異，所引起的重力加速度也會產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

要想探明金屬礦產(chǎn)資源的深部埋藏情況，還需要地質(zhì)勘探技術(shù)的支撐，目前常用的勘探技術(shù)主要有遙感礦產(chǎn)勘探技術(shù)、井下地球物理技術(shù)、地震勘探地質(zhì)技術(shù)、微波探測技術(shù)等等。

3.3 反射地震礦產(chǎn)勘探技術(shù)

結(jié)合外國先進的深部礦產(chǎn)理論，我國的地質(zhì)學(xué)家與勘探工作者對地殼深部礦產(chǎn)資源的礦床分布展開了一系列細致的勘查與分析，為進一步開展金屬礦產(chǎn)資源深部找礦工作提供了理論支撐。

反射地震勘探技術(shù)的應(yīng)用原理是，通過人工在地表發(fā)射地震波向地下方向傳播，在傳播過程中遇到不同巖層的分界處，地震波就會出現(xiàn)反射或者折射，工作人員利用檢波器可以接收到這些地震波，經(jīng)過對地震波信號點、震源等參數(shù)的分析后，可以判定地下巖層與礦產(chǎn)資源相關(guān)的信息。地震波勘探技術(shù)的優(yōu)勢在于可以探測地下數(shù)十千米的位置，且精度非常高。人工發(fā)射地震波的方式主要有炸藥、重錘、連續(xù)震動源、氣動震源等等，在金屬礦產(chǎn)深部勘探工作中常以炸藥為主要震源方式。

3.4 微動探測礦產(chǎn)勘查技術(shù)

這是一種新型的物探技術(shù)，由于不同時期形成的沉積巖之間存在著一定的波速差異，當(dāng)操作人員發(fā)出地震波時，通過檢測到的波速特征確定巖層的各項數(shù)據(jù)。微動是指從地球表面發(fā)出的微波震動，其振幅非常小，主要由體波和面波組成，而絕大部分是面波，面波的傳播速度也比較敏感，在微動探測過程中主要監(jiān)測面波的變化情況

。在微波震動傳遞過程中遇到不同介質(zhì)會發(fā)生變化，比如橫波速度、層薄厚、壓縮波速、密度等，尤其是橫波最為敏感，工作人員利用檢波器采集微動信號，通過采集到的面波數(shù)據(jù)可推衍出橫波的速度。利用微動探測技術(shù)可以對金屬礦產(chǎn)資源在地下的結(jié)構(gòu)進行初步探測，為深部找礦提供數(shù)據(jù)支持，該技術(shù)可以應(yīng)用在地表面和海平面上，可滿足大部分金屬資源勘探工作的需求。

馬鈴薯鈣素營養(yǎng)研究進展……………………………………………………………………… 賈立國，李 利，秦永林，樊明壽（72）

4 金屬礦產(chǎn)資源深部找礦中存在的問題及對策

中國的建設(shè)速度是令世界矚目的，同時金屬礦產(chǎn)資源已經(jīng)無法滿足我國快速發(fā)展?fàn)顟B(tài)下對能源的需求，深部找礦及開采已經(jīng)迫在眉睫。

而在深部找礦的過程中也暴露出來一些實際問題，從而影響到了金屬礦產(chǎn)資源的勘探工作。一是對深部找礦工作形成了誤區(qū)，過度追求金屬礦產(chǎn)資源的開采深度，而忽視了對金屬礦產(chǎn)周邊區(qū)域的探測，影響到了金屬礦產(chǎn)資源開采的效率。二是在開展深部礦產(chǎn)勘探的過程中，工作人員缺乏對礦產(chǎn)資源分布與開采地區(qū)經(jīng)濟狀況的了解，增加了深部找礦工作的難度，存在一定的盲目性，導(dǎo)致開采效率不高。三是深部找礦技術(shù)不夠成熟，雖然在地下金屬礦產(chǎn)資源成礦規(guī)律、成礦模式、信息技術(shù)的應(yīng)用方面已經(jīng)取得了一定進展，勘探設(shè)備的運用、勘探技術(shù)與分析等方面也開展了相應(yīng)的工作，但是尚不成熟，對于深部礦產(chǎn)的預(yù)測大都依靠經(jīng)驗，勘探技術(shù)還處于摸索前進的階段。四是專業(yè)人員技術(shù)水平不足，制約了深部找礦工作的有效開展，專業(yè)素質(zhì)有待進一步提升。

[4][41]Towards Peace and Democracy, Rangoon:The Ministry of Information,1949, p.33.

針對以上問題應(yīng)制定相應(yīng)的完善措施，以落實深部找礦工作的順利開展。第一，在金屬礦產(chǎn)開采之初應(yīng)對礦床周圍區(qū)域進行進一步的勘探，這對深部找礦工作的順利開展提供理論依據(jù)，也可以提高深部找礦工作效率。在開展深部找礦工作時除了利用先進的勘探技術(shù)外，還應(yīng)對地理條件以及化學(xué)方面的內(nèi)容進行全面的了解學(xué)習(xí)，全面掌握相關(guān)領(lǐng)域的知識，為安全高效的開展勘探工作打好基礎(chǔ)。第二，開展勘探工作之前需要詳細了解金屬礦產(chǎn)資源的大致分布情況，了解當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，采用合適的勘探技術(shù)開展金屬礦產(chǎn)資源勘探工作，尤其是針對一些發(fā)展落后的區(qū)域，應(yīng)制定完善的、具有針對性的資源開發(fā)策略。第三，積極引入國際上先進的深部找礦理論與技術(shù)，關(guān)注技術(shù)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的實際問題，并深入問題發(fā)生的原因及改進技術(shù)。結(jié)合我國金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀研發(fā)適合我國國情的技術(shù)與裝備。第四，基于我國金屬礦產(chǎn)資源勘探現(xiàn)狀出發(fā)，培養(yǎng)更多具備勘探知識與技術(shù)的專業(yè)型人才，在引進先進的勘探設(shè)備與儀器的同時還要加強對勘探技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，能夠熟練掌握設(shè)備儀器的操作規(guī)程，并按照技術(shù)要求做好設(shè)備與儀器的維護與保養(yǎng)工作，提升深部找礦勘探人員的專業(yè)技術(shù)與職業(yè)素養(yǎng)

。

5 結(jié)語

綜上所述，我國在金屬礦產(chǎn)資源深部找礦方面還有很多不足，隨著金屬礦產(chǎn)資源需求的增長，有序開展深部找礦勘探工作已迫在眉睫。

在開展深部找礦勘探工作時，需要明確金屬礦產(chǎn)資源深部成因，了解深部礦產(chǎn)構(gòu)造及控礦作用，做好深部成礦動力過程的分析。還要合理運用先進的深部礦產(chǎn)勘探技術(shù)，比如當(dāng)前應(yīng)用效果較好的遙感礦產(chǎn)勘探技術(shù)、重力礦產(chǎn)勘探技術(shù)、反射地震礦產(chǎn)勘探技術(shù)、微動探測礦產(chǎn)勘查技術(shù)等，當(dāng)然還有其他比較成熟的技術(shù)，本文不一一列舉。在掌握了先進的勘探技術(shù)與設(shè)備后，還需要了解深部勘探的技術(shù)理念，制定完善的措施，提高技術(shù)人員的勘探技能與職業(yè)素養(yǎng)，全面提高深部找礦勘探水平，為金屬礦產(chǎn)資源的科學(xué)開發(fā)與利用打好基礎(chǔ)。

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