海南石料礦產(chǎn)資源綠色勘查技術(shù)探索與實(shí)踐
——以屯昌縣長(zhǎng)心嶺礦區(qū)花崗巖礦為例

張家友*，任國棟，岑 銳，張志偉，蔡水庫，張志壯

（1.海南省海洋地質(zhì)資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？冢?.海南省地質(zhì)調(diào)查院，海南 ?？冢?/p>

當(dāng)前海南自貿(mào)港建設(shè)正快速推進(jìn)，需要大量的石料；同時(shí)海南也是國家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)，實(shí)施嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策[1，2]。礦產(chǎn)資源綠色勘查技術(shù)的興起[3，4]，有效的緩解了資源勘查過程中生態(tài)環(huán)境破壞大[5]，民眾對(duì)資源勘查持反對(duì)的態(tài)度，對(duì)勘查資源供給起到了良好的推動(dòng)作用[6]。我國在煤礦、金礦、錳礦、鋁土礦以及重大項(xiàng)目施工中得到了較好的實(shí)施[7，8]，取得了很好的效果。有些部門和省份也專門制定了綠色勘查的技術(shù)規(guī)范或要求[9，10]，使綠色勘查的理念得到進(jìn)一步的深入。

近年來海南省自然資源主管部門實(shí)施了中大型砂石基地建設(shè)，先后勘查評(píng)價(jià)了花崗巖礦砂石礦區(qū)16 個(gè)，資源量68 000 多萬m3。石料資源勘查過程中積極運(yùn)用多技術(shù)手段，如項(xiàng)目選址、無人機(jī)測(cè)量、物探、新型鉆機(jī)等技術(shù)積累或設(shè)備運(yùn)用，取得了良好效果。本文以屯昌縣黃嶺農(nóng)場(chǎng)長(zhǎng)心嶺建筑用花崗巖礦為例，列舉海南省在建筑用石料礦綠色勘查取得的有效探索和經(jīng)驗(yàn)，供同類資源勘查參考。

1 礦區(qū)概況

礦區(qū)位于海南省屯昌縣境內(nèi)。建筑用花崗巖礦資源量4 000 多萬m3，覆蓋層剝離量約900 萬m3，剝采比0.18：1。礦體中間較高，四周低，標(biāo)高+160～+266 m，南北長(zhǎng)約830 m，東西寬約1 172 m。礦體面積約621 827 m2，礦體平均厚度73.15 m。

礦體為中細(xì)粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖，上覆花崗巖風(fēng)化殘積土及強(qiáng)風(fēng)化巖石，底板圍巖與礦體為同一巖石，礦體連續(xù)分布，不含夾石?；◢弾r礦的化學(xué)、物理性質(zhì)及放射性強(qiáng)度等質(zhì)量特征均能滿足建筑用石料機(jī)制砂的要求。

礦區(qū)內(nèi)的覆蓋層變化范圍為0～44.6 m，平均厚度約12.56 m，整體呈東南部厚西北部薄，厚度變化趨勢(shì)為由西北向東南部變厚。

2 生態(tài)特征

礦區(qū)屬丘陵地貌，最高海拔標(biāo)高285.30 m，最低海拔標(biāo)高160 m，高差125.30 m，地形起伏較大。地處熱帶季風(fēng)氣候，干濕季分明；年平均氣溫21.4 ℃，年均降雨量達(dá)到2 180 mm；區(qū)內(nèi)植被茂密，主要經(jīng)濟(jì)作物為橡膠，少量檳榔。

礦區(qū)植被以人工林為主，主要為橡膠林和少量檳榔林。天然植被為人為干擾后次生形成的灌草群落，多分布于橡膠林緣及山間運(yùn)膠道路兩側(cè)。橡膠林是礦區(qū)植被的構(gòu)成主體，呈片狀分布；為單一建群種，行距2.5 m×2.5 m，林齡15 年以上，個(gè)體胸徑在15～40 cm之間，群落高度9 m左右。群落結(jié)構(gòu)為喬草二層，林緣還生長(zhǎng)有其他零星喬木；林下植被主要為自然生長(zhǎng)的草本植物。天然植被為灌草群落，主要生長(zhǎng)在橡膠林林緣，運(yùn)膠道路兩側(cè)及荒地上；高度在1.5 m左右，為灌草二層。

區(qū)域內(nèi)植被結(jié)構(gòu)組成相對(duì)簡(jiǎn)單，物種多樣性較為單一，總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量一般。

3 綠色勘查實(shí)施

3.1 項(xiàng)目選址符合生態(tài)環(huán)境的要求

礦區(qū)勘查的資源環(huán)境約束分析對(duì)照表見表1 所示。經(jīng)資料分析和現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查所知，礦區(qū)資源較豐富，符合“多規(guī)合一”、生態(tài)環(huán)境要求。

3.2 利用無人機(jī)進(jìn)行先行調(diào)查

利用無人機(jī)航拍測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行正射影像測(cè)量，獲取礦區(qū)的地形、地表等信息，提高工作的效率和質(zhì)量，同時(shí)也減少對(duì)地表植被的擾動(dòng)。無人機(jī)調(diào)查具有覆蓋面積大、數(shù)據(jù)處理效率高、操作靈活、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。無人機(jī)正射影像獲取后經(jīng)過糾正處理，獲取的信息量較為豐富，可將勘查區(qū)域場(chǎng)景可視化，保證內(nèi)容豐富、準(zhǔn)確、可靠、完整。正射影像數(shù)據(jù)能夠?qū)⒌V區(qū)細(xì)節(jié)內(nèi)容的圖像展示出來，幫助勘查工程師對(duì)礦區(qū)的地形地貌、植被、景物等信息進(jìn)行了解，充分掌握礦區(qū)的實(shí)際情況，見圖1。

3.3 實(shí)施高密度電阻率法反演覆蓋層和礦體狀況

在礦區(qū)實(shí)施4 條高密度電阻率法測(cè)量剖面以查明礦區(qū)各條地電斷面視電阻率的變化情況及巖石電性特征，推斷出礦區(qū)新鮮基巖的覆蓋層（包括殘破積層和基巖風(fēng)化層）厚度以及新鮮基巖與其覆蓋層的地質(zhì)界線。高密度電阻率法是利用第四紀(jì)覆蓋層與完整基巖存在明顯電阻率差異，來勘查基巖界面埋深情況。在植被茂密、地形起伏較大的山區(qū)進(jìn)行基巖面物探勘查，目前高密度電阻率法是較為有效的物探方法。

綜合高密度電阻率法測(cè)量及地質(zhì)資料，覆蓋層厚度范圍為2.80～44.60 m，平均厚度約13.90 m；覆蓋層最小值2.76 m，最大值44.60 m，與鉆探工程相一致，見圖2。

圖2 礦區(qū)物探和地質(zhì)測(cè)量剖面對(duì)比驗(yàn)證圖

3.4 適量的的淺鉆工程

鉆探工程采用新型履帶式自行液壓鉆機(jī)等設(shè)備實(shí)施。履帶自行液壓鉆機(jī)具有搬運(yùn)簡(jiǎn)單，能適應(yīng)礦區(qū)地形地貌轉(zhuǎn)運(yùn)，不需要傳統(tǒng)的挖機(jī)等設(shè)備進(jìn)行修整道路，具有搬運(yùn)簡(jiǎn)單、快速安裝、占地面積小、作業(yè)快速、施工時(shí)間短等特點(diǎn)，對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響小。鉆探施工場(chǎng)地泥漿池采用防滲土工布做防滲處理，放在滲漏污染。

3.5 常規(guī)的綠色勘查做法

按照《綠色地質(zhì)勘查工作規(guī)范》（DZ/T 0374-2021）要求，項(xiàng)目采用了多項(xiàng)綠色勘查措施。例如，根據(jù)礦區(qū)實(shí)際和鉆探工程布設(shè)情況，優(yōu)化區(qū)內(nèi)道路運(yùn)輸，充分利用現(xiàn)有的割膠運(yùn)輸?shù)缆?，盡量少占用林地，不損毀林木，不影響橡膠林地的集水溝、施肥溝等設(shè)施，對(duì)施工的鉆孔、機(jī)臺(tái)進(jìn)行復(fù)墾。高密度電法測(cè)線布設(shè)時(shí)，已盡量避開較為敏感的區(qū)域，最大程度減少對(duì)環(huán)境的侵?jǐn)_，做到無損探測(cè)。

4 勘查效果評(píng)價(jià)

4.1 高密度電阻率法推斷成果

根據(jù)物探先行原則，在一個(gè)礦區(qū)完成物探工作后，取得該區(qū)各測(cè)線反演電阻率剖面圖，推斷覆蓋層厚度，并與鉆探進(jìn)行驗(yàn)證。物探技術(shù)員對(duì)比統(tǒng)計(jì)每個(gè)鉆孔新鮮花崗巖的反演電阻率，并將各孔推斷的新鮮花崗巖埋深修正到鉆孔的實(shí)際埋深。把最新統(tǒng)計(jì)的覆蓋層平均反演電阻率作為本區(qū)覆蓋層的厚度分界線中值，從每條測(cè)線已知鉆孔處結(jié)合電阻率變化趨勢(shì)沿剖面校正推斷覆蓋層厚度。

經(jīng)驗(yàn)證，對(duì)采集數(shù)據(jù)分別進(jìn)行反演計(jì)算，再結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行解譯，繪制高密度電法——地質(zhì)推斷剖面圖和探測(cè)——地質(zhì)推斷剖面圖符合實(shí)際，可以作為進(jìn)行覆蓋層和礦體資源量計(jì)算的依據(jù)。

4.2 資源量和覆蓋層計(jì)算

根據(jù)礦體地質(zhì)特征和《礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范 建筑用石料類》（DZ/T 0341-2020）的礦床勘查類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，本礦床勘查類型為第Ⅱ勘查類型。依據(jù)《固體礦產(chǎn)資源量估算規(guī)程第2 部分：幾何法》（DZ/T 0388.2-2020）選用水平投影地質(zhì)塊段法估算區(qū)內(nèi)資源量。利用高密度電阻率剖面測(cè)量完成4 條勘探線共552 個(gè)測(cè)點(diǎn)（勘探線間距200 m、點(diǎn)距8 m），結(jié)合15 個(gè)驗(yàn)證鉆孔推斷的厚度。經(jīng)估算，礦區(qū)共圈定一個(gè)建筑用花崗巖礦體，資源量4 000多萬m3；覆蓋層剝離量為約900 萬m3，并利用每條測(cè)線推斷的覆蓋層厚度繪制了礦區(qū)覆蓋層厚度等值線圖。

4.3 綠色勘查體系的建立

礦區(qū)勘查增加了高密度電法等工程物探措施進(jìn)行覆蓋層揭露，減少一半的地質(zhì)鉆探，減少地質(zhì)鉆探施工對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，具有明顯的減少因鉆探造成的土地臨時(shí)占用，并且節(jié)省勘查經(jīng)費(fèi)。通過綠色勘查技術(shù)的實(shí)施，從資料收集研判、項(xiàng)目選址、前期調(diào)查、物探新技術(shù)利用、綠色鉆探設(shè)備應(yīng)用、生態(tài)勘查措施的實(shí)施和技術(shù)集成，從項(xiàng)目前期、場(chǎng)地建設(shè)和施工過程等，建立了一套成熟的綠色勘查方案。

5 結(jié)論

項(xiàng)目勘查選址的規(guī)范化為資源供給提供了保障，從源頭上有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，最大限度降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞?？辈樾录夹g(shù)的實(shí)施，如無人機(jī)正射測(cè)量、高密度電法測(cè)量、新型履帶鉆機(jī)等技術(shù)的應(yīng)用，提高施工效率，減少場(chǎng)地占用，減少了生態(tài)環(huán)境的破壞。通過綠色勘查技術(shù)的實(shí)施，從資料收集研判、項(xiàng)目選址、前期調(diào)查、物探新技術(shù)利用、綠色鉆探設(shè)備應(yīng)用、生態(tài)勘查措施的實(shí)施和技術(shù)集成，建立了一套成熟的綠色勘查技術(shù)體系，廣泛應(yīng)用于各個(gè)石料礦山勘查，有效的保障了資源供給和勘查階段的生態(tài)環(huán)境保護(hù)。