地質(zhì)礦產(chǎn)勘查深部找礦的方法分析

(中國煤炭地質(zhì)總局廣東煤炭地質(zhì)局勘查院,廣東廣州 510440)

工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，致使礦產(chǎn)需求量呈現(xiàn)出不斷增加趨勢(shì)。在經(jīng)過長時(shí)間采掘后，淺層礦產(chǎn)資源已經(jīng)開采殆盡，深部礦產(chǎn)資源開始成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)主要礦產(chǎn)資源來源。由于深部找礦以及開采較為復(fù)雜，且存在著地質(zhì)礦產(chǎn)勘查難度較大等方面的狀況，因此為保證找礦精準(zhǔn)性，確保后續(xù)開采工作可以順利展開，對(duì)深部找礦技術(shù)展開深層次研究顯得極為必要。

1 深部找礦意義

深部找礦意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）有利于地球科學(xué)發(fā)展。由于地質(zhì)勘查是關(guān)系到社會(huì)事業(yè)的重要舉措，是介于地質(zhì)科研項(xiàng)目研究的重要工作，涉及到大量地球地理學(xué)科內(nèi)容，科研人員以及勘查人員，需要對(duì)深層位置各項(xiàng)情況展開分析，會(huì)為地球科學(xué)發(fā)展提供可靠資料支持，會(huì)對(duì)學(xué)科持續(xù)性發(fā)展產(chǎn)生積極影響；（2）有利于潛在資源開發(fā)。我國礦產(chǎn)資源較為豐富，但多數(shù)都處于未發(fā)現(xiàn)、未開發(fā)狀態(tài)，深部找礦工作的實(shí)施，會(huì)為潛在資源開發(fā)提供可靠勘探數(shù)據(jù)支持，能夠?yàn)楹罄m(xù)資源合理使用與保護(hù)奠定良好基礎(chǔ)；（3）有利于礦山地質(zhì)建設(shè)與保護(hù)。礦產(chǎn)資源開發(fā)伴隨一定危險(xiǎn)性，在實(shí)施生產(chǎn)過程中存在著大量安全隱患，合理的勘查可以為地質(zhì)工程建設(shè)提供精準(zhǔn)依據(jù)，能夠?yàn)榇罅考夹g(shù)儲(chǔ)備工作開展創(chuàng)造出更加有利的條件，并會(huì)對(duì)地質(zhì)勘查工作體系建設(shè)產(chǎn)生積極影響，會(huì)為生產(chǎn)機(jī)制執(zhí)行提供安全保障，將安全風(fēng)險(xiǎn)影響程度控制在最低；（4）有利于稀有元素資源開發(fā)。稀有元素資源開發(fā)一直是礦業(yè)關(guān)注重點(diǎn)內(nèi)容，實(shí)施深部找礦技術(shù)研究與運(yùn)用，會(huì)為我國稀土等稀有元素資源挖掘與保護(hù)提供可靠技術(shù)方面支持，會(huì)為工業(yè)生產(chǎn)提供更多資源[1]。

2 深部找礦困境

2.1 技術(shù)、理論局限性明顯

事實(shí)上，雖然我國在礦產(chǎn)資源開發(fā)與尋找方面已經(jīng)得到顯著進(jìn)步，各項(xiàng)理論與技術(shù)水平均得到了有效提升，但就整體情況來看，還是存在著技術(shù)以及理論方面存在局限的狀況，技術(shù)應(yīng)用效果與預(yù)期目標(biāo)還是存在著一定差距。主要是因?yàn)?，在多種礦種構(gòu)成礦集區(qū)內(nèi)，在實(shí)施礦產(chǎn)資源尋找過程中，不僅要明確時(shí)空規(guī)律以及成礦作用等內(nèi)容，同時(shí)還要保證定位精準(zhǔn)度，應(yīng)通過對(duì)礦床實(shí)施三維結(jié)構(gòu)刻畫的方式，掌握地質(zhì)體以及成礦構(gòu)造[2]。同時(shí)礦體穩(wěn)定性不足以及地質(zhì)條件復(fù)雜等狀況，也會(huì)對(duì)物化探技術(shù)以及其他技術(shù)應(yīng)用形成了不同程度的干擾，對(duì)技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備展開改進(jìn)與研究，顯得極為必要。

2.2 工作成本相對(duì)較高

找礦工作開展需要大量先進(jìn)設(shè)備作為支持，而設(shè)備的使用需要投入大量人力、物力以及財(cái)力方面支持，會(huì)直接增加找礦工作開展成本。就某一層面而言，礦產(chǎn)資源具有經(jīng)濟(jì)概念，對(duì)礦產(chǎn)資源開展尋找，主要以采選礦體篩選為主，是以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的。在礦業(yè)發(fā)展中，市場(chǎng)作為行業(yè)發(fā)展核心，需要將經(jīng)濟(jì)礦體作為核心目標(biāo)，拉動(dòng)行業(yè)發(fā)展[3]。但隨著礦產(chǎn)品價(jià)格的明顯波動(dòng)，深部找礦所面臨風(fēng)險(xiǎn)也出現(xiàn)大幅度上升趨勢(shì)，會(huì)造成成本持續(xù)性升高的狀況。

2.3 找礦空間相對(duì)較小

隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)力度的不斷增加，可開采空間也呈現(xiàn)出了逐漸縮小的趨勢(shì)，在此環(huán)境中，找礦難度開始出現(xiàn)持續(xù)性增加趨勢(shì)，對(duì)找礦工作開展形成了直接干擾，也提出了更高的要求[4]。由于目前深部找礦還存在著線索不明以及方向無法確定等方面的狀況，所以還需投入大量時(shí)間與精力，整體工作開展難度仍然較大。

2.4 容易受到人文環(huán)境影響

深部找礦一般會(huì)按照從已知到未知、從淺層到深層的順序，逐步展開，在此過程中找礦工作可能會(huì)受到人文環(huán)境的影響，像軌道建設(shè)工作以及采空區(qū)等，均可能會(huì)成為找礦工作干擾因素，會(huì)對(duì)深部探測(cè)工作開展形成直接阻礙，并影響到勘查結(jié)果精準(zhǔn)度[5]。同時(shí)，為對(duì)環(huán)境形成有效保護(hù)，防止出現(xiàn)隨意破壞生態(tài)環(huán)境的狀況，我國政府部門加大了對(duì)找礦工作以及礦權(quán)歸屬等工作的限制力度，導(dǎo)致一些項(xiàng)目開展很容易會(huì)受到礦權(quán)約束，致使深部勘探工作無法順利展開。

3 常見深部找礦技術(shù)

3.1 空氣反循環(huán)取樣鉆探

此種技術(shù)是按照空氣循環(huán)介質(zhì)原理，通過利用雙壁鉆桿實(shí)施來回沖擊的方式，打碎深部地質(zhì)內(nèi)巖石，進(jìn)而通過采集巖粉樣本實(shí)施檢查與分析，確定礦產(chǎn)資源與地質(zhì)特點(diǎn)等情況的[6]。此種技術(shù)在具體應(yīng)用過程中，可以在準(zhǔn)確找到礦區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)范圍，做好礦產(chǎn)類型甄別的同時(shí)，保證找礦工作開展準(zhǔn)確性與成本投入合理性，整體應(yīng)用效果較為理想。

3.2 甚低頻電磁勘查

在對(duì)此種勘查技術(shù)實(shí)施使用過程中，會(huì)通過對(duì)電磁感應(yīng)技術(shù)的運(yùn)用，展開相關(guān)數(shù)據(jù)獲取與分析，并會(huì)通過對(duì)Praser濾波處理技術(shù)的運(yùn)用，結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果，確定勘查區(qū)域內(nèi)是否存在礦體，并完成礦體賦存、掩蓋區(qū)等具體情況判斷[7]。雖然該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為明顯，但其同樣也存在著在使用時(shí)容易受到干擾的狀況，信號(hào)源選擇以及電磁波強(qiáng)度等，均可能會(huì)受到不同程度的影響，會(huì)對(duì)技術(shù)應(yīng)用效果形成直接擾動(dòng)，所以在實(shí)施技術(shù)使用時(shí)，需要做好使用時(shí)段選擇，建議在場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)時(shí)組織實(shí)施找礦以及勘查等操作。

3.3 定向鉆探

此種技術(shù)會(huì)對(duì)目標(biāo)巖石展開定向鉆探與控制，會(huì)在鉆探方向確定之后，實(shí)施鉆探路徑把控，進(jìn)而完成深部地質(zhì)勘查與找礦等操作[8]。若在使用過程中，出現(xiàn)已經(jīng)確定鉆探方向，但卻因技術(shù)以及設(shè)備等方面因素影響，而造成鉆進(jìn)方向出現(xiàn)偏移問題時(shí)，不僅會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源判斷形成干擾，同時(shí)也可能會(huì)錯(cuò)過礦產(chǎn)資源。為有效規(guī)避這種問題，在利用該項(xiàng)技術(shù)展開找礦過程中，需要在確定鉆探方向之后，對(duì)方向?qū)嵤┚珳?zhǔn)把控，保證技術(shù)優(yōu)勢(shì)能夠得到充分性發(fā)揮，進(jìn)而高質(zhì)量完成找礦任務(wù)。

3.4 金剛石繩索取芯

此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，會(huì)通過對(duì)金剛石的科學(xué)運(yùn)用，展開深部礦產(chǎn)資源尋找。由于此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，所以在具體使用時(shí)，技術(shù)應(yīng)用效果與國外發(fā)達(dá)國家相比還存在著一定差距，需要不斷進(jìn)行研發(fā)與優(yōu)化，以便將該項(xiàng)技術(shù)價(jià)值充分挖掘與利用起來。

在利用此項(xiàng)技術(shù)實(shí)施找礦時(shí)，會(huì)通過對(duì)地質(zhì)深部找礦情況的分析，確定使用鉆桿，同時(shí)會(huì)通過對(duì)繩索取芯裝置的運(yùn)用，科學(xué)展開取芯操作。此過程整體操作難度相對(duì)較大，且存在著鉆頭磨損相對(duì)較為嚴(yán)重的狀況，整體使用成本相對(duì)較高[9]。同時(shí)，我國自主制造鉆頭使用成本以及作業(yè)效率均沒有達(dá)到理想狀態(tài)，還需要不斷進(jìn)行完善。技術(shù)人員在具體展開技術(shù)選擇與應(yīng)用時(shí)，需要通過對(duì)多方面情況的考量，做好利弊分析，從而選擇出最佳使用技術(shù)，做好各項(xiàng)實(shí)際操作管控。

3.5 地電化學(xué)

地電化學(xué)主要包括電化學(xué)、地球化學(xué)以及地球物理等方面內(nèi)容，在對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行使用時(shí)，會(huì)通過對(duì)離子吸收理論的運(yùn)用，制定化學(xué)找礦方案。會(huì)通過對(duì)深部地質(zhì)巖石離子形態(tài)的分析與變化研究，明確是否有礦產(chǎn)資源存在，并確定礦產(chǎn)資源類型與大概范圍。由于在沒有其他外力作用影響下，礦產(chǎn)所含離子通常會(huì)保持在平衡狀態(tài)，但在人工電廠手段應(yīng)用后，離子平衡狀態(tài)會(huì)被打破，會(huì)出現(xiàn)位移等狀況，會(huì)在收集器完成離子吸收之后，達(dá)到新的平衡狀態(tài)，技術(shù)人員可通過對(duì)這一過程的全方面研究，確定是否存在和礦體相關(guān)元素，從而確定是否有礦產(chǎn)資源存在。

3.6 RS及GPS感應(yīng)

RS技術(shù)會(huì)通過對(duì)遙感裝置的運(yùn)用，對(duì)被勘察地區(qū)水層、地形地貌以及其他方面數(shù)據(jù)展開收集，會(huì)通過對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，明確勘察區(qū)域是否有礦藏儲(chǔ)備，進(jìn)而逐步縮小勘察范圍，獲得明確勘察位置。通過對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)被勘察地區(qū)地質(zhì)信息的全面性收集，并完成地形圖繪制，能夠利用所收集數(shù)據(jù)信息以及地形圖，確定地區(qū)儲(chǔ)藏礦產(chǎn)資源種類以及具體位置，是按照波普以及礦化信息，展開深部礦藏資源尋找的。而GPS技術(shù)的運(yùn)用，會(huì)按照所采集信息展開地區(qū)三維坐標(biāo)構(gòu)建，能夠精準(zhǔn)獲得輻射強(qiáng)度以及礦物光譜等巖石層信息，并會(huì)通過對(duì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)儲(chǔ)存信息的分析，展開對(duì)比研究，從而確定本地區(qū)礦產(chǎn)資源種類，并會(huì)在此基礎(chǔ)上按照三維坐標(biāo)定位，確定礦產(chǎn)資源埋藏大致位置，合理展開采礦作業(yè)。

4 深部找礦優(yōu)化策略

4.1 科學(xué)運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)

在對(duì)重要礦集區(qū)以及開發(fā)基地實(shí)施勘查與開發(fā)過程中，需要通過對(duì)各種有效現(xiàn)代化技術(shù)的運(yùn)用，遵照從已知到未知以及從淺到深原則，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息展開收集，并要通過研究構(gòu)建起精準(zhǔn)的三維模型，展開地質(zhì)體刻畫以及描繪，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)成礦立體空間的科學(xué)判斷，保證深部礦源所在位置可以被準(zhǔn)確判斷出來。同時(shí)，研究部門需要將所收集到的數(shù)據(jù)有機(jī)整合到一起，展開數(shù)據(jù)庫建設(shè)，以為后續(xù)各項(xiàng)工作開展提供可靠數(shù)據(jù)信息方面支持。此外還可通過構(gòu)建云平臺(tái)的方式，實(shí)現(xiàn)資源快速傳輸與共享，保證企業(yè)以及社會(huì)勘查主體均可得到優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)服務(wù)，確保數(shù)據(jù)信息所蘊(yùn)含價(jià)值可以被最大限度挖掘出來，從而實(shí)現(xiàn)理想化勘查模式。

4.2 做好選區(qū)工作

保證勘查集中程度是現(xiàn)代較為有效的提升深部勘查質(zhì)量的方式方法，做好選區(qū)工作顯得極為必要。在具體展開選區(qū)過程中，需要做好以下幾點(diǎn)工作：（1）按照自然生態(tài)保護(hù)原則，遵照各項(xiàng)規(guī)章條例，堅(jiān)決不在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)展開勘查工作；（2）向礦集區(qū)、整裝以及開發(fā)基地展開集中勘查；（3）在獲得勘查批準(zhǔn)之后，需要做好一系列前期準(zhǔn)備，并對(duì)資源潛力較大礦藏外圍以及深部展開勘查。技術(shù)人員應(yīng)明確認(rèn)識(shí)到做好選區(qū)工作的重要性，應(yīng)通過對(duì)各種有效找礦手段的合理運(yùn)用，做好找礦地質(zhì)模型建設(shè)，并為后續(xù)深度找礦工作開展奠定扎實(shí)基礎(chǔ)，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期找礦目標(biāo)。

4.3 增強(qiáng)人才隊(duì)伍培養(yǎng)力度

作為找礦工作開展主要執(zhí)行者，人才隊(duì)伍建設(shè)情況會(huì)對(duì)找礦工作開展形成直接影響。為保證人才隊(duì)伍建設(shè)質(zhì)量，有關(guān)部門以及相關(guān)企業(yè)需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)團(tuán)隊(duì)人員綜合能力的培養(yǎng)力度。一方面，需要利用專家團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)，為技術(shù)人員提供專業(yè)知識(shí)與技能培訓(xùn)，并要在找礦過程中為其提供精準(zhǔn)指導(dǎo)，以便將專家團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來；另一方面，組織人員展開研討，通過彼此之間溝通與探討，及時(shí)幫助技術(shù)人員答疑，確保其存在的各項(xiàng)疑惑與技術(shù)方面疑問，可以得到及時(shí)解決，進(jìn)而為其日后工作開展提供可靠保障。

4.4 嚴(yán)格遵守因地制宜原則

因?yàn)樯畈空业V工作開展時(shí)間相對(duì)較短，所以難免在實(shí)際操作過程中出現(xiàn)一定問題，其中以沒有結(jié)合地區(qū)資源分布情況，展開勘查工作方案制定與技術(shù)選擇問題最為突出。如果此種問題沒有得到妥善處理，很容易會(huì)出現(xiàn)找礦過于盲目的狀況，會(huì)對(duì)整體工作開展形成一定程度阻礙。由于我國各地區(qū)資源分布以及工業(yè)布局并不相同，所以為保證深部找礦工作開展持續(xù)性，技術(shù)人員需要嚴(yán)格遵照因地制宜原則，按照地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工業(yè)布局以及資源分布等方面狀況，從綜合層面著手，做好分析與統(tǒng)籌，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)理想化地質(zhì)勘查模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的合理開發(fā)與運(yùn)用。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段我國已經(jīng)進(jìn)入到資源勘查高速發(fā)展階段，各項(xiàng)勘查工作以及勘查技術(shù)、設(shè)備研究正在如火如荼展開。在此環(huán)境中，高水平、高質(zhì)量勘查技術(shù)將成為保證深部找礦工作開展質(zhì)量的重要支撐與保障，是社會(huì)與政府關(guān)注熱點(diǎn)內(nèi)容。有關(guān)部門需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)深部找礦技術(shù)與方式方法的研究力度，將制定出一系列較為可行的找礦方案，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有找礦問題的妥善處理，確保找礦工作可以穩(wěn)步展開，從而為我國礦產(chǎn)資源開發(fā)以及礦業(yè)事業(yè)發(fā)展提供更多有利支持與保障。