地質礦產(chǎn)勘查及找礦技術研究

苑舉鑫

（青海省有色第三地質勘查院，青海 西寧 810000）

當前大部分工業(yè)原料及能源依然以礦產(chǎn)資源為主。因礦產(chǎn)資源具有不可再生性特征，現(xiàn)有能源存儲量不斷減少，對礦產(chǎn)勘查及找礦工作提出了更高要求。為充分發(fā)揮出地質勘查及找礦工作的積極作用，相關管理部門需結合采礦工程實際特征與要求，制定出專項可行的礦產(chǎn)勘查與找礦技術方案，使采礦行業(yè)始終趨向于可持續(xù)化發(fā)展。

1 地質礦產(chǎn)勘查原則

1.1 因地制宜

礦產(chǎn)資源為不可再生資源，絕大部分都蘊藏于地下。不同地區(qū)地形地貌不同，礦產(chǎn)種類及礦產(chǎn)含量也存在巨大差異。由于地下環(huán)境較為復雜，如開采期間操作不當，可能引發(fā)地下地層下陷等嚴重安全事故，同時礦藏會對地區(qū)地形地貌及周邊動植物產(chǎn)生不同程度的影響，因此需要結合具體地質表象確定礦產(chǎn)分布情況[1]。因此勘查工作實施時需要嚴格遵循因地制宜原則，結合地形地貌特征制定具體勘查方案。依據(jù)礦產(chǎn)分布位置劃分出不同勘查規(guī)劃區(qū)域，并在此些區(qū)域中開展找礦工作，從根本上提升礦產(chǎn)勘查期間的質量效率，最大限度節(jié)省礦產(chǎn)勘查期間的人力及物力成本。

1.2 循序漸進

由于采礦環(huán)境復雜，礦產(chǎn)勘查難度不斷提升，在具體勘查過程中應細致分析環(huán)境因素、地質因素、周邊人口分布情況，依據(jù)現(xiàn)有礦產(chǎn)勘查技術規(guī)范及豐富找礦經(jīng)驗，有序開展礦產(chǎn)勘查工作。遵循循序漸進原則，結合環(huán)境復雜度合理安排礦產(chǎn)勘查流程，不斷優(yōu)化礦產(chǎn)勘查方案，在實踐工作中積累經(jīng)驗，力爭找到更多礦產(chǎn)資源。

1.3 系統(tǒng)全面

地質礦產(chǎn)勘查是一項融合了多學科、多理論知識體系的工作，為從根本上提升礦產(chǎn)勘查工作質量，確保礦產(chǎn)勘查結果能夠在后續(xù)找礦及礦山管理中發(fā)揮出重要參考作用，還需要保障礦產(chǎn)勘查工作系統(tǒng)全面開展[2]。要求在礦產(chǎn)勘查工作開展期間需要首先觀察勘查地點的地層、地表自然環(huán)境特征，而后配合使用現(xiàn)場采樣方式獲取更為全面的地質信息，基于地質信息判斷地區(qū)礦產(chǎn)蘊藏實際情況。

1.4 綜合評估

在礦產(chǎn)勘查期間會遇到多種情況，如同一塊礦石中會含有不同的礦物、同一礦物在不同地質環(huán)境下的表現(xiàn)特征不同等。在沒有加強礦產(chǎn)勘查管理力度，勘查環(huán)節(jié)會出現(xiàn)漏洞問題，致使后續(xù)礦產(chǎn)資源被浪費。

因此在分析礦產(chǎn)成分過程中，工作人員還需要做好綜合評估工作，在利用主礦物開采方式的基礎上，從多角度、多方面分析勘查數(shù)據(jù)，避免在具體勘查及勘查數(shù)據(jù)利用工作中出現(xiàn)重復項目過多、人力及物力成本，浪費等問題。

2 地質礦產(chǎn)勘查技術

2.1 坑探技術

在地質礦產(chǎn)勘查工作中，坑探是重要的礦物取樣方式，也是較為常見的勘探手段。現(xiàn)階段坑探工作主要分為深井、探槽、小窯等流程[3]。在坑探工作開展前，需要首先做好土壤樣本采集與分析工作，大致了解該地區(qū)土壤基本情況，結合土壤地質情況制定出后續(xù)挖掘工作流程，避免盲目挖掘工作，導致礦產(chǎn)實際開發(fā)成本被嚴重浪費。

在坑探采樣設計環(huán)節(jié)需要充分考慮開采工作的各項要求，切實保障開采方案的經(jīng)濟適用性與技術可行性。一個坑深井內需要由兩名勘查成員進入，在緊急情況發(fā)生的情況下可以實現(xiàn)自救互救目標。在坑探開挖過程中，應當選擇較為平整空曠的地區(qū)，確保后續(xù)操作中擁有足夠的空間進入大型操作機械設備，從根本上提升后續(xù)勘探繪圖的全面性與精準性。

2.2 鉆探技術

地質礦產(chǎn)鉆探工作主要包括鉆探設備與鉆探工藝。其中，鉆探施工設備主要包括鉆探機、動力機、泥漿泵及鉆塔。現(xiàn)有鉆探技術可分為取芯鉆探、無巖芯鉆探、多介質反循環(huán)鉆探等。

在鉆探工作開展期間，需要利用鉆探設備于被勘查場地中鉆孔，并通過鉆孔完成地質勘探。在鉆探技術應用過程中，可以從根本上保障采樣本的完整性，提供更為可靠的地層信息，并直觀分辨出各類巖層類型，為后續(xù)觀察樣本及樣本分類提供重要理論依據(jù)。

隨鉆探技術發(fā)展速度不斷加快，現(xiàn)有鉆井最深可達上千米，鉆探帶出的巖土樣本能夠準確傳達出地質礦產(chǎn)蘊藏含量、位置，并對礦產(chǎn)成分進行深入研究。

在使用鉆塔等設備期間，需要著重注意鉆探工作對周邊地質環(huán)境、地下水層造成的破壞，避免在實際勘查與采礦工作開展期間出現(xiàn)孔壁坍塌、地下水上涌等嚴重安全事故。

2.3 地球物理測井技術

地球物理勘探主要包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探等內容。在具體勘查過程中，需要借助先進科技技術及現(xiàn)代化分析儀器，對礦石及原石進行全面分析，結合分析結果直觀展現(xiàn)出地區(qū)資源分布情況。

以地球物理勘探中的測井技術為例。在測井工作開展期間，可配合使用三分量磁測井技術手段，收集地球物理測井數(shù)據(jù)內容[4]。借助智能工程測井系統(tǒng)，保障數(shù)據(jù)收集期間的智能化與信息化水平。在測井系統(tǒng)實際應用過程中，需要每年進行返廠檢修，確保系統(tǒng)實際應用期間的各項指標能夠達到標準要求，而后進行重新循環(huán)利用。在數(shù)據(jù)采集工作開展期間，還需配合使用計算機設備構建智能監(jiān)控系統(tǒng)，對測量設備運行狀態(tài)進行全天候、全過程的勘查工作，確保設備能夠重新恢復到運行狀態(tài)。

數(shù)據(jù)采集工作還需要配合使用水文綜合測井方式，借助智能多功能測井系統(tǒng)設備，測量電阻率及自然電位。電阻率的測量工作需要使用標準電極系，使用自然電位法對滲透性巖層進行精準劃分。因此從一定角度上而言，借助標準電極系測量電阻率，還可使用水文綜合測井方式，科學劃分隔水層，保障系統(tǒng)檢測質量與效率。

使用三分量磁測方式指導找礦環(huán)節(jié)，對礦井底部的盲體礦進行精準檢測。在常規(guī)礦區(qū)礦床勘查作業(yè)開展期間，礦區(qū)內部數(shù)據(jù)經(jīng)常會出現(xiàn)丟失問題，導致地下結構基本情況難以被全面掌握，礦產(chǎn)開發(fā)率下降，在礦產(chǎn)開發(fā)期間經(jīng)常會出現(xiàn)資源浪費問題，因此可以使用三分量磁側技術手段，確保盲體礦能夠被更加精準的找到。

借助水文電測井方式推斷含水部位。地下含水層位于強風化巖層中，點位的電阻率較低，需要結合電阻率判斷具體含水數(shù)值。對水文地質勘查區(qū)域內的鉆孔進行穩(wěn)態(tài)測溫以及簡易測溫，確定恒溫帶深度、溫度，統(tǒng)計孔底的最高及最低溫度值。配合使用低溫數(shù)據(jù)計算出低溫缺度，判斷低溫梯度是否出現(xiàn)異常情況。

在巖層及煤層物理力學性能檢測過程中，應當使用長短距離伽馬線及井徑參數(shù)，計算出巖石及煤層的密度值，判斷煤層頂部底板及巖石結構的彈性參數(shù)。使用測井數(shù)據(jù)計算巖石力學性質，保障數(shù)據(jù)計算結果的客觀性與精準度，全面反映出巖石力學物理性質，為后續(xù)礦山開發(fā)工作，提供切實可行的科學依據(jù)。

在煤巖層對比分析過程中，需要通過走向線與主勘查線的煤系地層測井曲線，對比分析曲線組合形態(tài)。煤層三側向電阻率曲線、自然伽馬曲線、自然電位曲線組合形態(tài)的差異性較大，能夠更加明顯的分辨出來，了解煤層分布狀況，劃分沉積旋回結構。

在含水層確定過程中，在含水層確定過程中，需要配合使用水文測井方式，明確含水層深度。在井液電阻率曲線繪制期間，需要使用三側向電阻率、自然電位以及聲波時差。結合水文測井資料定量劃分含水層厚度。

在構造確定過程中，需要對比分析測井曲線，明確臨近鉆孔地質剖面的土層厚度以及層間變化。受到正斷面作用影響，地層缺失，層間距厚度減小，可以借助實際檢測結果以及鉆孔測井曲線對比圖，判斷測井曲線形態(tài)及組合特征。

2.4 甚低頻電磁勘查技術

甚低頻電磁勘查技術主要應用在找尋深埋隱藏礦種中，對從根本上提升礦產(chǎn)勘查工作的全面性具有重要意義。甚低頻電磁勘查需要結合地球物理學、動力學原理，在地質勘查工作開展期間，利用勘查工具對地質礦產(chǎn)資源進行全面跟蹤勘查。配合使用地震預測技術手段，深入分析地區(qū)地質結構及礦產(chǎn)結構。

相較于其他勘查技術而言，甚低頻電磁勘查技術的操作簡單，花費成本較低，勘查設備的重量較輕，更加適用于環(huán)境較為復雜的勘查工作。但在甚低頻電磁勘查期間，并不能準確定位礦產(chǎn)資源位置，還需要其他勘查技術輔助。

2.5 GPS技術

GPS技術具有定位范圍廣、精準度高等特征，現(xiàn)被廣泛用于地質礦產(chǎn)勘探環(huán)節(jié)。在地質礦產(chǎn)勘查工作開展時，勘查人員可借助衛(wèi)星無線電設備，對礦產(chǎn)資源進行導航定位，而后利用無線網(wǎng)絡傳遞方式，獲取坐標位置信息。GPS與遙感技術結合，能夠更加準確定位礦產(chǎn)位置信息及區(qū)域地質結構，可從根本上提升礦產(chǎn)勘查效率，保障礦產(chǎn)勘查工作有序開展。

2.6 波普勘查設備

當前我國大部分礦產(chǎn)資源均位于地質深部，不同地區(qū)的礦產(chǎn)結構特征不同，需要結合此些特征選擇適宜的勘查技術手段。具體勘查期間可通過分析礦產(chǎn)資源固有的物理特征及化學性質，配合使用波普儀器對地質情況進行全方位勘查。獲得道德波譜以及波譜曲線能夠作為判別地區(qū)礦物種類的重要參考依據(jù)。

3 礦產(chǎn)找礦技術

地質礦產(chǎn)找礦技術主要目標就是尋找礦床，現(xiàn)有找礦工作可以采用地質技術、物探技術、化探技術、遙感技術等。

3.1 重砂找礦技術

重砂找礦技術又被稱之為重砂測量技術，主要就是通過擴大找礦范圍的方式尋找礦脈，具有實際操作簡單、找礦效果顯著等特征。在重砂找礦工作開展期間，需要結合不同含量的原始原礦比重差異及經(jīng)過沖刷推動產(chǎn)生的重力作用，分析重砂堆積情況，從而找尋礦石脈礦。重砂找礦技術主要被應用在尋找鎢錫鉛等有色金屬礦產(chǎn)中。

3.2 地質填圖技術

地質填圖技術主要就是利用走訪、觀察勘查地區(qū)地形、巖石構造條件等方式，總結地區(qū)地質生態(tài)特征，研究礦產(chǎn)形成規(guī)律，結合礦產(chǎn)規(guī)律找尋礦脈。在具體實施過程中，工作人員應當在比例尺地圖上標注出各地質特征。地質填圖技術在地質找礦期間的應用范圍不斷擴大，通過依照填圖結果開展找礦工作，能夠從根本上提升找礦質量水平，保障后續(xù)礦產(chǎn)開采效果。

在地質填圖技術使用過程中，應當著重標注特殊地質現(xiàn)象，如標志層、薄礦層中，從根本上提升找礦數(shù)據(jù)利用率，確保找礦工作高質高效開展。

3.3 礫石找礦技術

在采礦工作中，并不是所有礦石都深埋于地下。部分礦體在地殼變遷及造山運動下移動至地面，可配合使用礫石找礦技術，從根本上提升找礦水平。具體來說，礦石找礦主要就是利用礦產(chǎn)資源風化后的特征，劃分礦藏所在位置，并根據(jù)此些位置制定出更加專項的挖掘方案。

4 地質礦產(chǎn)勘查及找礦技術現(xiàn)存問題

受原有粗放型經(jīng)濟發(fā)展模式影響，在地質礦產(chǎn)勘查及找礦工作中的目標僅放置在擴大找礦范圍、提升礦產(chǎn)開采量等方面，導致大部分礦產(chǎn)資源被嚴重浪費，難以滿足現(xiàn)有社會可持續(xù)發(fā)展目標。具體來說，地質礦產(chǎn)勘查及找礦技術現(xiàn)存問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，管理部門重視度不足。部分采礦企業(yè)沒有高度重視地質礦產(chǎn)勘查及棗礦技術的應用及管理工作，導致勘查及找礦技術的創(chuàng)新與研發(fā)進程較為緩慢，實際工作開展效果預期目標存在較大差異；第二，先進技術缺失。當前先進地質礦產(chǎn)勘查及找礦技術依然大多數(shù)引自于國外，設備維護及管理難度大，實際勘查與找礦成本高。由于具體工作中缺乏核心技術支持，致使礦產(chǎn)勘查與找礦水平始終處于有待提升階段，難以在推動礦產(chǎn)行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中發(fā)揮出重要作用；第三，地質勘查及找礦體系不完善。相較于發(fā)達國家而言，我國地質勘查與找礦先進技術的應用時間較短，實際積累經(jīng)驗不足，具體實施過程中會出現(xiàn)人力及物力資源分配不合理，礦產(chǎn)開采綜合效益難以得到根本上保障等問題。同時，因部分工作人員專業(yè)技能及職業(yè)素養(yǎng)不足，在具體勘查與找礦過程中經(jīng)常會出現(xiàn)失誤問題，進一步提升了實際工作中的安全事故發(fā)生幾率。

5 地質礦產(chǎn)勘查管控對策

5.1 合理確定礦區(qū)范圍

現(xiàn)階段采礦行業(yè)面臨著市場化配置采礦權的轉變局面，需要在具體勘查過程中合理規(guī)劃產(chǎn)礦權的礦區(qū)范圍。統(tǒng)籌考慮開發(fā)礦區(qū)地形地貌，最大限度減少遺留邊坡。著重考慮開發(fā)礦區(qū)勘查期間的不安全因素，采用合理措施提升礦產(chǎn)資源利用率，保障礦產(chǎn)勘查工作高質高效開展。

5.2 做好協(xié)調規(guī)劃工作

在地質礦產(chǎn)勘查期間貫徹落實可持續(xù)發(fā)展原則，協(xié)調礦產(chǎn)勘查及環(huán)境地質調查工作，構建各單位地質工作協(xié)調組織，確保地質勘查工作具有一定的針對性及主動性。

基于礦產(chǎn)蘊藏規(guī)律，制定出合理的礦產(chǎn)勘查組織。結合現(xiàn)有地質條件及礦產(chǎn)分布情況，不斷優(yōu)化礦產(chǎn)勘查技術方案，確保礦產(chǎn)勘查工作能夠與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展要求、發(fā)展對策相符。增強礦產(chǎn)開采期間的針對性，結合現(xiàn)有礦產(chǎn)項目基礎、環(huán)境基礎及資源基礎，重點劃分礦種及重點成礦區(qū)域。做好重點區(qū)域勘查工作，進一步擴大地質勘查廣度與深度，以獲得更為全面精準的礦產(chǎn)勘查成果。

制定礦產(chǎn)勘查管理機制，明確中央與地方在礦產(chǎn)開采期間的各項職責，從根本上提升地質勘查工作的主動性及積極性。

5.3 積極應用創(chuàng)新地質勘查技術

在現(xiàn)階段地質礦產(chǎn)勘查工作開展過程中，需要著重加強思路創(chuàng)新力度，積極使用各類新興技術手段，進一步增強礦山勘查水平。著重在礦產(chǎn)勘查過程中應用地質學理論，將地質區(qū)域優(yōu)勢轉化為技術創(chuàng)新優(yōu)勢。做好地質勘查期間的信息化建設工作，構建起功能完善的地質勘查信息平臺，從根本上提升信息采集與處理效率，確保獲得的勘查結果能夠被更好的應用在后續(xù)礦山開采工作中。要求在礦山勘查環(huán)節(jié)需要將礦區(qū)與重要礦床成礦機制有機結合在一起。構建起礦床模型，明確判斷特殊地帶特定礦產(chǎn)的成礦原因與控礦條件，設定各類成礦及勘查標志，使礦山勘查工作始終朝向積極探索方向開展。

6 地質找礦技術管控對策

地質找礦工作現(xiàn)已成為獨立產(chǎn)業(yè)活動，在地質找礦期間，需要著重關注地質找礦投入、地質找礦能力及地質找礦區(qū)塊管理。

現(xiàn)階段地質找礦投入與地質找礦能力存在失衡情況，難以從根本上保障找礦綜合效益。因此在現(xiàn)階段找礦管理工作開展期間，需組織相關單位定期開展課題研究，探索找礦能力及找礦投入?yún)f(xié)調標準。選擇具體找礦項目進行案例剖析，分析能夠影響到找礦環(huán)節(jié)質量及效率的各類因素，并據(jù)此制定出專項可行解決。針對投入量較大的地區(qū)，還需要進行一次找礦投入機制，對現(xiàn)有找礦開采環(huán)節(jié)進行全面績效評估，選擇更加適宜的地質采礦方案。參照礦產(chǎn)分布規(guī)律，推動礦區(qū)找礦作業(yè)開展。在找礦過程中以地區(qū)礦產(chǎn)分布規(guī)律為主，為找礦工作提供細致的理論指導。加大地質結構研究力度，著重關注地質礦床斷裂構造以及控制區(qū)域的大角度斷裂情況，避免在找礦環(huán)節(jié)出現(xiàn)安全隱患。

7 結語

通過開展高質高效地質勘查及找礦工作，能夠切實提升礦產(chǎn)開采質量與效率，增強采礦環(huán)節(jié)的綜合效益。但就目前來看，地質勘查及找礦實施過程中依然存在較多問題亟待解決。因此在現(xiàn)有地質勘查與找礦工作中，管理部門需要將地質勘查與找礦工作密切結合在一起，積極引進先進的地質勘查理念及勘查技術，結合地質勘查結果優(yōu)化找礦技術方案，從根本上增強采礦水平，推動采礦工作高質高效開展。