地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)找礦技術(shù)探討

陳 曦

（安徽省地球物理地球化學(xué)勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230001）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，礦產(chǎn)資源消耗的速度在不斷提高，地質(zhì)勘查的重要性日益凸顯，地質(zhì)勘查的探索范圍不再局限于淺層土地。有必要加強(qiáng)探索。這主要是由于淺表層上許多礦產(chǎn)資源被破壞或枯竭。在這樣的惡劣形勢(shì)下，有必要加強(qiáng)深部地質(zhì)礦產(chǎn)資源的勘探，在深部質(zhì)地找礦產(chǎn)資源。礦產(chǎn)資源面臨著資源危機(jī)和礦產(chǎn)資源短缺帶來的巨大壓力，在這種礦產(chǎn)資源嚴(yán)重短缺的形勢(shì)下，企業(yè)必須增強(qiáng)礦產(chǎn)勘查技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，把握住礦產(chǎn)勘查技術(shù)的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而加快發(fā)展步伐。在發(fā)展深部地質(zhì)勘探技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)將能源消耗降至最低。積極節(jié)省礦產(chǎn)資源。特別是，有必要積極提高我國(guó)地質(zhì)勘探技術(shù)的水平，努力占據(jù)全球地質(zhì)勘探技術(shù)的地位。

1 有關(guān)地質(zhì)勘探技術(shù)的概述

地質(zhì)勘查是結(jié)合測(cè)繪技術(shù)、地質(zhì)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)和地球化學(xué)技術(shù)的協(xié)調(diào)使用等領(lǐng)域的技術(shù)集合，已經(jīng)對(duì)巖石層、分層結(jié)構(gòu)和地形特征進(jìn)行了全面研究。地質(zhì)勘查符合礦產(chǎn)資源勘探和水管理的基本要求。隨著技術(shù)水平的不斷提高，有效提高了地質(zhì)勘查的準(zhǔn)確性和效率，有效滿足了各個(gè)領(lǐng)域的需求，并為工程項(xiàng)目開發(fā)、礦產(chǎn)開發(fā)和水資源管理提供了必要的數(shù)據(jù)參考。地質(zhì)勘探在礦山開發(fā)中的應(yīng)用具有巨大的影響[1]。特別是，為了確保礦山的壽命，延長(zhǎng)礦山的壽命，提高資源利用效率，礦業(yè)公司開展了半生礦和尾礦工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦山的綜合利用。這種綜合利用有效地扭轉(zhuǎn)了現(xiàn)階段聯(lián)合礦的低效發(fā)展。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展觀念的變化，處于封閉階段的礦區(qū)必須重建和再生，以確保該地區(qū)的生態(tài)水平。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，有必要通過采取必要的技術(shù)手段動(dòng)態(tài)地掌握情況，以評(píng)估封閉礦山的數(shù)量和特定的地質(zhì)條件，地質(zhì)調(diào)查工作借助測(cè)繪技術(shù)、遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)耕地的實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)問題，可以迅速提供反饋。為改善當(dāng)前狀況，向有關(guān)部門準(zhǔn)備一份全面的報(bào)告，并逐步有效地管理和控制關(guān)閉煤礦的工作。

2 有關(guān)深層地質(zhì)勘探技術(shù)的概述

深層地質(zhì)勘探技術(shù)是一種在稱為深井的礦區(qū)深處進(jìn)行勘探工作的技術(shù)，深井大致可分為兩種類型。隨著礦山的不斷發(fā)展，礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)在減少，礦山的壽命縮短，開發(fā)成本增加。除了組織地質(zhì)勘探活動(dòng)和重建當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源以有效應(yīng)對(duì)這些情況之外，還可以在礦區(qū)上使用深層地質(zhì)勘探技術(shù)來評(píng)估現(xiàn)有深度。根據(jù)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)礦區(qū)的研究結(jié)果，深層地質(zhì)蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源[2]。目前，中國(guó)有10616個(gè)金屬礦。除了少數(shù)具有更大開采深度的礦山以外，開采深度超過1000m且大多數(shù)最大的礦山均不超過500m。以前，在500m至1000m的深度范圍內(nèi)存在大量的礦產(chǎn)資源?；谶@一現(xiàn)實(shí)，必須繼續(xù)進(jìn)行深部地質(zhì)勘探技術(shù)。通過合理運(yùn)用各種技術(shù)手段，形成完整的工藝流程，在延長(zhǎng)礦山使用壽命的同時(shí)，進(jìn)一步提高礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的效率，滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的需要，從而提高礦產(chǎn)資源的利用。

3 地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的具體現(xiàn)狀

深層地質(zhì)鉆探技術(shù)使人們能夠更準(zhǔn)確和更直觀地了解地球深層的礦產(chǎn)資源。可以通過科學(xué)的先進(jìn)技術(shù)來找到通向地球深層地殼的路徑。對(duì)地殼和上地幔結(jié)構(gòu)、地?zé)帷⒉牧辖M成、地磁、地?zé)釄?chǎng)、地溫和地震進(jìn)行了深入而詳細(xì)的調(diào)查。深層地質(zhì)鉆探技術(shù)是進(jìn)行地質(zhì)勘探和深層地質(zhì)礦物勘探的最有效技術(shù)，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的改善起著舉足輕重的作用。但是，實(shí)施過程需要大量的人力和財(cái)力。目前，國(guó)內(nèi)地質(zhì)深鉆技術(shù)的深度一般在地殼以下約400m，與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比仍存在一定差異。因此，有關(guān)人員應(yīng)努力加強(qiáng)創(chuàng)新和改進(jìn)，以促進(jìn)深層鉆探和勘探技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，國(guó)內(nèi)深井鉆探設(shè)備的短缺也是我國(guó)深井鉆探技術(shù)相對(duì)落后的原因之一，嚴(yán)重影響了深井鉆探機(jī)械化的推廣和使用以及深井鉆探所需的深度。其次，由于中國(guó)缺乏專門從事深部地質(zhì)鉆探的技術(shù)人才，有必要提高專業(yè)技術(shù)水平，鉆探技術(shù)和現(xiàn)有深部地質(zhì)鉆探技術(shù)人員的專業(yè)水平，并且尚未將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)合理地引入深部地質(zhì)技術(shù)中。鉆井技術(shù)阻礙了深部地質(zhì)鉆井技術(shù)的發(fā)展。

4 分析地質(zhì)調(diào)查工作內(nèi)容

4.1 尋找替代資源

在我國(guó)，礦產(chǎn)資源是許多地區(qū)生產(chǎn)和發(fā)展的主要產(chǎn)業(yè)，在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，因此礦業(yè)問題將直接影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，在礦區(qū)開發(fā)替代資源時(shí)，有必要將對(duì)礦山的損害降到最低，以確保礦產(chǎn)資源的開發(fā)。對(duì)于危機(jī)礦山勘探工作，員工必須在勘探過程中整合內(nèi)部和外部條件，首先要切實(shí)地預(yù)測(cè)礦產(chǎn)，然后綜合評(píng)估危機(jī)礦山的替代資源。確定發(fā)展目標(biāo)，為更好地開發(fā)危機(jī)礦山的替代資源奠定基礎(chǔ)。

4.2 對(duì)半生礦和尾礦的綜合評(píng)估和勘探

為了逐步促進(jìn)礦產(chǎn)開發(fā)，有必要利用核心技術(shù)進(jìn)行研究，充分研究劣質(zhì)礦產(chǎn)資源和新品種開發(fā)的技術(shù)方法，并能夠合理科學(xué)地開發(fā)利用資源共存的礦石和尾礦。限制稀有礦物的使用，對(duì)尾礦進(jìn)行深入研究，調(diào)查剩余的尾礦資源，并制定相關(guān)政策和法規(guī)，以更有效和可持續(xù)地利用礦產(chǎn)資源。

4.3 確保采礦生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的順利進(jìn)行

地質(zhì)勘探是礦山生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)。地質(zhì)勘探可以通過礦區(qū)充分了解資源儲(chǔ)量和分布，了解礦產(chǎn)資源的類型，提高采礦作業(yè)的效率，并有序地完成這些工作。同時(shí)，地質(zhì)調(diào)查為今后礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)模的增加提供了依據(jù)，并控制了資源浪費(fèi)和開發(fā)過度的問題[3]。

5 地質(zhì)勘探的重要性和原則

在尋找可能包含礦產(chǎn)資源的危險(xiǎn)礦山時(shí)，勘探部門應(yīng)選擇使用更先進(jìn)的礦山地質(zhì)調(diào)查技術(shù)和深部地質(zhì)勘探技術(shù)。資源開發(fā)可以在地質(zhì)調(diào)查和勘探技術(shù)的幫助下進(jìn)行。采礦技術(shù)利用礦山的資源將新發(fā)現(xiàn)的礦山替換為已完全開采原始資源的舊礦山。還可以使用礦物勘探技術(shù)來調(diào)查和當(dāng)前正在開采的現(xiàn)有礦山，以了解采礦過程和結(jié)果，并幫助礦產(chǎn)調(diào)查單位制定完整的礦產(chǎn)開采計(jì)劃。對(duì)礦山尾礦工程的調(diào)查和了解可以幫助采礦部門了解尾礦工程的進(jìn)展，從而使采礦單位可以合理地更好地開采礦產(chǎn)資源，從而使礦產(chǎn)資源的使用價(jià)值最大化。開采礦產(chǎn)資源時(shí)，礦產(chǎn)開采單位必須遵守以下原則：勘查與勘探技術(shù)能夠充分把握和結(jié)合采礦過程中礦產(chǎn)資源分布的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，建立合理有效的采礦作業(yè)和采礦技術(shù)的總體規(guī)劃，并應(yīng)用于礦產(chǎn)改革和創(chuàng)新中。重要的是，要確保以前的工作為高質(zhì)量、高效率的礦產(chǎn)勘探和礦產(chǎn)開采打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而確保單位花費(fèi)更少并提供最大的利潤(rùn)。

6 當(dāng)前深部地質(zhì)勘探技術(shù)的具體方法

6.1 深層地質(zhì)鉆探技術(shù)

地質(zhì)勘查中最常用和的技術(shù)是地質(zhì)鉆探技術(shù)。在采取鉆井作業(yè)的實(shí)際工地的質(zhì)地樣品后，需要對(duì)樣品進(jìn)行基本分析，以便根據(jù)樣品的化學(xué)含量確定礦物質(zhì)的質(zhì)量。經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員可以通過簡(jiǎn)單的氣味識(shí)別來大致確定存儲(chǔ)狀態(tài)，但無法確定特定的內(nèi)部組件。盡管該技術(shù)不夠復(fù)雜，但其簡(jiǎn)單的操作表明它仍被地質(zhì)勘探行業(yè)廣泛采用。

6.2 金剛石繩取芯技術(shù)

金剛石繩取芯技術(shù)主要應(yīng)用于采礦階段，并利用相對(duì)較硬的金剛石特性來完成深部地質(zhì)鉆探技術(shù)。金剛石繩取芯技術(shù)可以達(dá)到普通鉆探技術(shù)無法達(dá)到的深度。它已被廣泛用于采礦技術(shù)中。鉆石繩取芯技術(shù)的繩子由可以有效控制鉆石方向的特殊材料制成。金剛石繩取芯技術(shù)有效地將硬質(zhì)金剛石和特殊材料繩取芯相結(jié)合，提高了我國(guó)深部地質(zhì)鉆探和勘探技術(shù)水平。但是，現(xiàn)階段我國(guó)金剛石繩取芯技術(shù)仍然存在許多問題和漏洞，主要表現(xiàn)為繩材料的硬度不足，容易斷裂以及不能靈活控制金剛石的方向。造成我國(guó)的鉆井技術(shù)停滯不前。

6.3 高精度控制定向鉆孔技術(shù)和巖心定向技術(shù)

在進(jìn)行深層地質(zhì)勘探工作時(shí)，操作人員通常需要使用定向鉆井技術(shù)來實(shí)際調(diào)查深層地質(zhì)條件。除了提高鉆井效率之外，這種高精度的定向鉆井技術(shù)還可以減少所需的時(shí)間，進(jìn)一步減少勞動(dòng)力和資金投入，并提高采礦開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，巖心定向技術(shù)還可以在實(shí)際的深部地質(zhì)勘探和地質(zhì)勘探中得到廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗€可以提高深部地質(zhì)勘探的安全性，可以有效避免現(xiàn)有鉆井中容易發(fā)生塌陷和開裂的問題。

6.4 X射線熒光技術(shù)

X射線熒光技術(shù)在深部地質(zhì)鉆探中發(fā)揮著重要作用，可以有效地分析地下礦山的礦物成分，確定其是否具有礦物價(jià)值。X射線熒光技術(shù)的原理是，不同的礦物巖石在被X射線熒光照射后具有不同的反射波長(zhǎng)。反射波長(zhǎng)的長(zhǎng)度可能是確定地下礦物的組成和類型的重要依據(jù)，因此，使用X射線熒光技術(shù)在礦物勘探過程中的關(guān)鍵是捕獲和確定波長(zhǎng)。波長(zhǎng)可以確保對(duì)地下巖石的保護(hù)。低頻電磁技術(shù)也有類似的原理。所謂的低頻電磁技術(shù)是利用低頻電磁波捕獲來區(qū)分礦石的類型。在地下，反射的電磁波隨礦石成分的不同而不同，并且電磁波的長(zhǎng)度也可以確定地下礦物特定成分的因素，這種方法更準(zhǔn)確，所需的勞動(dòng)更少。是一種便捷高效的方式。這兩種方法的使用針對(duì)不同礦物的性質(zhì)，結(jié)合科學(xué)原理做出有效的判斷，有效地減少了傳統(tǒng)勘探方法所需的大量時(shí)間，并促進(jìn)了勘探效率的不斷提高。

7 結(jié)語

綜上所述，隨著中國(guó)社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)和人民生活中礦產(chǎn)資源的需求正在逐步增加，這需要對(duì)地質(zhì)勘探和深層地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行深入的研究和探索。礦產(chǎn)資源昂貴，但實(shí)際上，地質(zhì)和深度勘探是非常復(fù)雜的項(xiàng)目。在探索過程中可能會(huì)出現(xiàn)各種問題，因此需要詳細(xì)分析特定問題。有效的勘探技術(shù)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。