地質(zhì)實驗測試技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用分析

＊程 錚

（遼寧省第四地質(zhì)大隊有限責(zé)任公司 遼寧 123000）

引言

地質(zhì)實驗測試技術(shù)是對地質(zhì)樣本進行一系列測試，從樣本成分等信息中確認樣本來源是否存在礦物的技術(shù)手段的統(tǒng)稱，并不是單指某項技術(shù)，因此地質(zhì)實驗測試技術(shù)具有多種形式。在這種情況下，礦業(yè)人員在使用地質(zhì)實驗測試技術(shù)進行地質(zhì)找礦時必須根據(jù)不同技術(shù)形式要求開展工作，如選擇具有代表性、特殊性的樣本，保障樣本準(zhǔn)確性，做好測試前準(zhǔn)備避免測試結(jié)果失準(zhǔn)?？傮w而言，地質(zhì)實驗測試技術(shù)在地質(zhì)找礦中的使用要求較高，且具有一定的復(fù)雜度，因此要充分發(fā)揮該項技術(shù)的作用，就有必要展開相關(guān)研究。

1.地質(zhì)實驗測試技術(shù)的主要工作內(nèi)容

地質(zhì)實驗測試技術(shù)是地質(zhì)找礦的第一環(huán)節(jié)，目的是確認樣本原產(chǎn)地是否存在礦藏及礦藏類型，這給后續(xù)礦物開采提供了方向指引，因此做好該項技術(shù)的工作非常重要。地質(zhì)實驗測試技術(shù)的主要工作內(nèi)容可以分為四個部分：

一是地質(zhì)勘察，即在確認找礦目的地的前提下，要對目的地進行地質(zhì)勘察，通過勘察獲取地質(zhì)構(gòu)造、水文、土質(zhì)、巖性等重要參數(shù)，這些參數(shù)對后續(xù)實驗測試工作非常重要，若參數(shù)存在錯漏，勢必使得最終實驗測試結(jié)果不準(zhǔn)確，因此必須保障這些參數(shù)完整、準(zhǔn)確；

二是化學(xué)探礦，即在地質(zhì)勘察完成后可以確認該區(qū)域內(nèi)是否存在礦床，若存在就需要確認礦床的大體位置，這時就要用到化學(xué)探礦方法，諸如巖石地球化學(xué)測量法、土壤地球化學(xué)測量法、水系地球化學(xué)測量法等，不同方法有不同的應(yīng)用要求（因為這些方法與本文選題不符，所以不多加贅述），需要慎重選型，在方法正確的情況下即可知道區(qū)域內(nèi)礦床的大體位置，位置具有一定的精度；

三是取樣，即針對化學(xué)探礦結(jié)果工作人員需要在礦床所在位置進行取樣，所取樣本必須具備代表性，若存在特殊情況，那么樣本還要具備特殊性，隨后要將樣本妥善保存，以免樣本在運輸過程中受損或變質(zhì)，若出現(xiàn)此類情況，則樣本就不再具備地質(zhì)實驗測試價值，需要重??；

四是實驗測試，即根據(jù)樣本類型選擇對應(yīng)的地質(zhì)實驗測試方法，并展開相關(guān)測試工作，通過測試結(jié)果可知樣本原產(chǎn)地的礦藏類型、性質(zhì)、含量等，根據(jù)這些結(jié)果能判斷礦床是否具有開采價值，或者用于指定開采計劃。值得注意的是，雖然地質(zhì)實驗測試技術(shù)的工作步驟比較少，且內(nèi)容看似簡單，但實際上測試工作是非常復(fù)雜的，原因在于測試過程中遇到的樣本本身來源于不同采集點，相互之間還存在錯綜復(fù)雜的關(guān)系，這就使得測試難度增大，同時測試過程中難免會受到一些不利因素的影響，可能使得測試結(jié)果不準(zhǔn)確，因此如何規(guī)避、最大化降低因素不利影響也是測試工作的一大挑戰(zhàn)，要做到這些就必須了解地質(zhì)實驗測試技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用要求（要求的具體內(nèi)容見文章第二部分）[1]。

2.地質(zhì)實驗測試技術(shù)應(yīng)用時的基本要求

為了保障測試結(jié)果完整、準(zhǔn)確，在地質(zhì)找礦工作中應(yīng)用地質(zhì)實驗測試技術(shù)時必須遵從三項基本要求，分別為正確的技術(shù)選型、規(guī)范的技術(shù)操作、持續(xù)的設(shè)備維護，各項要求的具體內(nèi)容如下。

(1)正確的技術(shù)選型

在表面上無論是何種形式的地質(zhì)實驗測試技術(shù)，都是對樣本內(nèi)的礦物元素進行測試的方法，但實際上地質(zhì)實驗測試技術(shù)具有多種形式，其不同形式的技術(shù)只能應(yīng)用于特定條件，若選擇錯誤則勢必對測試結(jié)果造成質(zhì)量上的不利影響，因此在地質(zhì)找礦技術(shù)應(yīng)用中必須根據(jù)實際需求正確的進行技術(shù)選型。地質(zhì)實驗測試技術(shù)選型需要參照兩個要點：①樣本主體類型，即因為不同礦床所處環(huán)境不同，所以取樣時勢必會取來各種各樣的樣本主體，如巖體、土體，甚至是水體，同時不同主體又可以分為多種類型，類似于水含量較高的巖體等，因此面對不同的樣本主體，必須采用針對性的測試技術(shù)，否則可能會被樣本主體本身的特質(zhì)所影響，或者根本無法測試出準(zhǔn)確結(jié)果，說明在技術(shù)選型方面要根據(jù)樣本主體進行選擇；②開采目標(biāo)，即在地質(zhì)找礦中工作人員勢必要預(yù)先設(shè)定好開采目標(biāo)，這個目標(biāo)也是測試目標(biāo)，因此在地質(zhì)實驗測試技術(shù)選型中應(yīng)當(dāng)根據(jù)開采目標(biāo)作出選擇，否則也可能對測試結(jié)果造成不利影響，如開采目標(biāo)是某種鐵礦，那么所選地質(zhì)實驗測試技術(shù)形式就必須具備檢測這種鐵礦元素的功能[2]。

(2)規(guī)范的技術(shù)操作

在技術(shù)選型基礎(chǔ)上工作人員必須根據(jù)所選技術(shù)的規(guī)范要求進行測試操作，若操作中某個環(huán)節(jié)不符合標(biāo)準(zhǔn)，則測試結(jié)果的準(zhǔn)確性、完整性都會受到不利影響，因此規(guī)范的技術(shù)操作是地質(zhì)找礦中地質(zhì)實驗測試技術(shù)的基本要求之一。因為地質(zhì)實驗測試技術(shù)形式眾多，所以不便詳述，本文以硅酸鹽巖石化學(xué)鐵含量測試中常用的“重絡(luò)酸鉀容量法+氯化亞錫法”為例，對該技術(shù)形式的規(guī)范要求進行論述：①依照規(guī)范要求制配溶液，即溶液的純度、試劑新鮮度、物質(zhì)質(zhì)量比例等必須符合標(biāo)準(zhǔn)，同時溶液內(nèi)不得夾雜任何雜物；②分解試樣，即分解硅酸鹽巖石樣本，分解方法建議采用熔融法，過程中依照規(guī)范制配堿性溶劑，可得易溶于水的化合物；③使用氯化亞錫法對化合物進行還原，還原過程中需要依序加入氯化汞、硫酸磷混合物、水、指示劑等；④在還原液中滴入重絡(luò)酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，等待測定空白值，完成后進行重絡(luò)酸鉀滴定可得結(jié)果。另外，依照規(guī)范以上操作需要充分兩次，根據(jù)兩次測試結(jié)果可以判斷測試中是否存在問題，即如果兩次測試結(jié)果的誤差過大，那么某次測試一定存在問題，這時要再次進行測試，在保障本次測試結(jié)果無誤的條件下，選擇與本次測試結(jié)果誤差較小的測試結(jié)果為最終測試結(jié)果。

(3)持續(xù)的設(shè)備維護

在地質(zhì)實驗測試技術(shù)應(yīng)用中設(shè)備因素對測試結(jié)果也會造成影響，常見影響表現(xiàn)有：①測試設(shè)備受外界因素影響出現(xiàn)故障、損壞，這時使用此類設(shè)備進行測試，就可能導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確；②測試設(shè)備在長期應(yīng)用中會出現(xiàn)性能下滑、參數(shù)異常的現(xiàn)象，在這種情況下測試設(shè)備無法得出準(zhǔn)確結(jié)果。針對設(shè)備因素對測試結(jié)果的影響，在地質(zhì)找礦的地質(zhì)實驗測試技術(shù)應(yīng)用中必須持續(xù)不斷的對設(shè)備進行維護，一方面是保障設(shè)備始終處于正常狀態(tài)，另一方面是為了盡快發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，一旦發(fā)現(xiàn)這種情況就要進行維修或者更換，做到這兩點即可避免設(shè)備因素影響，對測試結(jié)果質(zhì)量起保障作用。

3.地質(zhì)找礦中地質(zhì)實驗測試技術(shù)的應(yīng)用價值

(1)提高找礦準(zhǔn)確率，避免不必要的浪費

在早期的地質(zhì)找礦中找礦準(zhǔn)確率是一項難以攻克的難題，工作人員在找礦時經(jīng)常會“撲空”，而這種現(xiàn)象在日積月累下就造成了大量的浪費，涉及到人力、物理、時間、資金等，因此，如何提高準(zhǔn)確率，避免不必要的浪費是當(dāng)時地質(zhì)找礦迫切想要實現(xiàn)的目的。而隨著地質(zhì)實驗測試技術(shù)的提出，這一目的得以實現(xiàn)，直接通過樣本測試就能知道目標(biāo)區(qū)域內(nèi)是否存在礦床、礦藏類型、礦藏含量等信息，根據(jù)信息判斷開采價值，能準(zhǔn)確的進行開采。根據(jù)某礦產(chǎn)企業(yè)連續(xù)三年來的找礦準(zhǔn)確率數(shù)據(jù)可以看出，該企業(yè)自從開始使用地質(zhì)實驗測試技術(shù)進行地質(zhì)找礦之后，找礦的準(zhǔn)確率就達到了90%以上，鮮少出現(xiàn)“撲空”，這為該企業(yè)節(jié)省了上百萬的資金，幫助該企業(yè)避免了很多不必要的浪費。

(2)降低污染，保護環(huán)境

地質(zhì)找礦工作的開展必然會對環(huán)境造成一定的破壞，而以往該項工作的破壞力非常大，加之該項工作需要到全國各地緊密開展，使得我國地質(zhì)環(huán)境受到了比較嚴(yán)重的破壞，若繼續(xù)發(fā)展下去勢必帶來難以預(yù)知的后果。因此國家很早就對地質(zhì)找礦行為進行了限制，并要求研究界對這一問題進行根治，而地質(zhì)實驗測試技術(shù)就是根治這一問題的方法，即地質(zhì)實驗測試技術(shù)所需樣本比較少，不需要進行大量采集，因此地質(zhì)找礦不用再大面積的采集，從這里可以看出該項技術(shù)雖然無法消除地質(zhì)找礦對環(huán)境的破壞，但能夠?qū)⑦@種破壞降至最低程度，避免環(huán)境污染。

(3)提高找礦效率，便于項目推進

以往地質(zhì)找礦受復(fù)雜工作條件的影響難以形成工作系統(tǒng)，使得找礦效率難以提升，且處于較低水平，這也不利于整體項目的推進。但在地質(zhì)實驗測試技術(shù)應(yīng)用下，地質(zhì)找礦就不再受復(fù)雜工作條件影響，自然可以建立系統(tǒng)工作體系，整個過程流程清晰、要求明細，因此找礦效率自然提升，項目也能更加順利的推進。同時地質(zhì)實驗測試技術(shù)還能夠減輕地質(zhì)找礦的工作量，這一點在技術(shù)所需樣本數(shù)量上可以得到證實（所需樣本數(shù)量更少），這也能讓地質(zhì)找礦效率提升。

4.地質(zhì)找礦中地質(zhì)實驗測試技術(shù)基本應(yīng)用流程

(1)找礦前勘探

找礦是在了解地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上展開的一項工作，因此需要在找礦前進行勘探，這也是地質(zhì)實驗測試技術(shù)的一部分，其中主要勘探方法包括以下幾種：

第一，重力勘探，這是一種物理勘探方法，主要以地殼的各種巖礦體為目標(biāo)，根據(jù)它們的密度差判斷歷史重力變化，根據(jù)重力變化能夠大體了解礦物埋藏深度以及具體位置[3]。重力勘探的核心理論是萬有引力定律，根據(jù)這一定律只要勘探地質(zhì)體還存在一定的剩余質(zhì)量，那么就必然會出現(xiàn)埋藏深度越小/大、地形起伏越小/大的特點，故通過重力儀器可以找出重力異常點，配合工作區(qū)地質(zhì)資料了解重力異常點的原因，依照結(jié)果可以作對礦物埋藏深度、地質(zhì)構(gòu)造情況作出相對準(zhǔn)確的判斷；

第二，磁力勘探，這也是一種應(yīng)用廣泛的物理勘探方法，且是所有找礦前勘探方法中歷史最悠久的，最早可以追溯到兩千多年前，其根本原理就是觀察、分析巖石、礦石等存在磁性的目標(biāo)，了解目標(biāo)中是否存在磁性差異，如果存在磁性差異那么一定會存在磁異?，F(xiàn)象，針對該現(xiàn)象展開研究，可以對地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律進行判斷。值得注意的是，作為一項歷史悠久的技術(shù)，其原理雖然可靠，但準(zhǔn)確性上稍有欠缺，一般不適用于復(fù)雜勘探環(huán)境；

第三，電法勘探，這是一種結(jié)合了物理原理、電化學(xué)原理的方法，主要是圍繞地殼內(nèi)各類巖礦體進行實驗，了解它們的電磁學(xué)性質(zhì)，包括如導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性以及和電化學(xué)特性差異，再觀察人工或天然電場、電磁場或電化學(xué)場的空間分布規(guī)律和時間特性進行研究，了解不同類有用礦床的情況，并且查明地質(zhì)構(gòu)造。值得注意的是，電法勘探在理論上最具應(yīng)用價值，原因在于其方法形式很多，適用于各種不同情況，但實際操作起來方法形式太多，所以比較復(fù)雜，容易弄混，故要慎重選擇。

(2)探礦

在了解地質(zhì)情況與礦藏埋深等信息之后，可以開始探礦（即找礦）工作，該項工作又可以分為兩個環(huán)節(jié)，分別為化學(xué)探礦、巖礦測試，各環(huán)節(jié)具體內(nèi)容為：第一，在化學(xué)探礦當(dāng)中主要采用的是化學(xué)手段，即依托于地球化學(xué)理論，工作人員需要通過各種地質(zhì)測試分析方法，了解地球地質(zhì)成礦元素、指標(biāo)元素情況，結(jié)果要盡可能的詳細，再圍繞礦床中地球化學(xué)元素的類型、含量、分布等變化規(guī)律進行重點分析，可以了解工作區(qū)域內(nèi)土壤、巖石沉淀物的變化趨勢以及礦產(chǎn)資源分布，而后依照化學(xué)異常幾何形態(tài)、礦物質(zhì)成分、礦物質(zhì)空間分布規(guī)律和元素濃度分帶等信息特征，進行找礦即可[4]。值得注意的是，當(dāng)前沒有任何化學(xué)探礦方法可以保障結(jié)果100%正確，因此一般需要進行多次探礦，多設(shè)立一些探礦點，這樣能有效提高后續(xù)工作效率，也能更好的體現(xiàn)化學(xué)探礦的價值；第二，在巖礦測試當(dāng)中，工作人員需要展開很多工作，具體包括巖石礦物分析、生態(tài)環(huán)境研究、礦產(chǎn)資源評價等，這些工作中還要充分借鑒中國地質(zhì)實驗室、國際地學(xué)（化學(xué)）等信息，以保障工作規(guī)范性及質(zhì)量，同時工作中建議慎重選擇標(biāo)準(zhǔn)化儀器設(shè)備，以便降低巖礦測試難度，獲取更高質(zhì)量信息，最后展開巖礦綜合分析工作。

(3)選礦

因為礦物也存在質(zhì)量之分，同時結(jié)合找礦的原則，采礦工作必須要做到適度，所以必須根據(jù)探礦結(jié)果進行選礦，過程中要進行礦產(chǎn)普查工作，即結(jié)合之前所得數(shù)據(jù)信息，了解礦場內(nèi)礦藏資源含量等情況，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)確認采礦點。值得注意的是，為了做好礦產(chǎn)普查工作，選礦時應(yīng)當(dāng)針對不同礦物采用對應(yīng)的選礦方法。以鉬礦為例，選礦中首先應(yīng)當(dāng)通過部分混合—優(yōu)先浮選工藝流程展開工作，期間第一步進行3次破碎，即粗碎、二次破碎、細碎，而后將破碎礦物送入振動機進行均勻給礦、送入球磨機進行二次球磨機磨礦[5]。其次要展開分級作業(yè)，完成2次粗選、多次精選作業(yè)，即將礦物與化學(xué)藥劑同時送入攪拌機攪拌，攪拌充分后再送入浮選機，根據(jù)浮選現(xiàn)象，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)先進行粗選，而雖然是粗選，工作人員也要嚴(yán)格按照規(guī)范制度使用藥劑，且必須做到“能早收就早收”，以免資源浪費。最后要充分利用泡沫的二次富集作用，在粗選結(jié)果基礎(chǔ)上嚴(yán)格控制加水量，而后進行精選，即對精礦泡沫進行沖洗，減少泡沫內(nèi)的雜質(zhì)，這樣能夠提高浮選質(zhì)量。

5.結(jié)語

綜上，本文對地質(zhì)實驗測試技術(shù)的主要工作內(nèi)容進行了論述，闡明了該項技術(shù)的應(yīng)用基本流程，同時也論述了該項技術(shù)應(yīng)用時的基本要求，遵照流程與要求，能夠保障技術(shù)正確應(yīng)用，可充分發(fā)揮技術(shù)作用。同時為了推廣該項技術(shù)，文中還分析了該項技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用價值，可以看出該項技術(shù)能夠消除很多以往問題，使得地質(zhì)找礦工作效率、環(huán)保性、準(zhǔn)確性都大幅提升，因此技術(shù)應(yīng)用價值良好。