探礦工程技術在哈爾濱城市地質調查中的應用

王 超，崔江峰，趙 君

（黑龍江省904水文地質工程地質勘察院，黑龍江雙城 150100）

探礦工程應用最多的是在商業性礦產勘探和國民經濟建設的多個領域。現有的高精技術有定向鉆探技術、金剛石繩索取心技術、空氣鉆進技術等，但在實際工作中應用最多的技術，還是最基本的普通鉆探技術。

1 工作方法

垂向地質調查控制深度段0～100 m主要采用鉆探。100～300 m深度段主要采用鉆探與物探相結合的方法控制。300～2 000 m深度段主要采用大地電磁測深勘探控制。

1.1 基準化孔勘探

基準化孔是指經過全孔取芯、測井、進行顆粒分析等較全面的研究，可作為鄰近地區地層標準并進行橫向對比依據的鉆孔。本次調查工作計劃新建一批基準孔鉆孔，與收集鉆孔共同構成一個基準孔網。根據哈爾濱城市總體規劃的要求，確定本次地質調查工作鉆孔的控制網度按3孔/100 km2（其中272個基準化鉆是與三維工程地質合用），并在收集的鉆孔中選擇地質研究程度比較高或記錄比較全的鉆孔作為基準化鉆孔或輔助基準化鉆孔。

鉆孔采用正循環鉆機，泥漿護壁鉆井工藝，選擇硬質合金鉆頭，常規口徑取芯鉆進，巖芯直徑≥105 mm，巖芯的編錄應嚴格按照有關規定執行，鉆孔的取芯率不得低于85%，野外現場對巖芯的觀察和記錄，其內容包括沉積物顏色、結構構造、顆粒成份、大小、磨圓度、分選度、膠結物特點、接觸關系、沉積旋回等等。

應選擇在連續性好、特征明顯、代表性強、沉積速率相對較大的位置。特別要注重古土壤的發育情況。

1.2 標準孔勘探

標準孔是在對收集資料，特別是基準化鉆孔資料的分析，針對基準化孔中的薄弱環節和存在的問題開展補充調查和研究。標準孔需（經過全孔取芯，進行古地磁、孢粉、C14、熱釋光、電子自旋共振、物探測井等全面分析的鉆孔）研究分析入手，運用綜合分析方法建立新生界標準地層層序和新生界三維結構標準和識別標志。

標準孔是用以進行地層劃分、對比、地層時代鑒別、地質單元確定、沉積相及地層格架建立等研究的標準孔。查明第四紀松散沉積物巖、物質成分、厚度、成困類型、接觸關系空間分布、巖相縱向變化。對于具有重要的構造意義、地層對比意義、環境意義的第四紀地質體中的特殊夾層（如生物層、古土壤層、地球化學異常層、磁性層、風化層、含礦層、礫石層、古文化層、古地震層等）進行詳細描述，采集必要的測試樣品。

1）標準孔是指經過全孔取芯、物探測井、進行系統的古地磁、孢粉分析和經全面的研究，可作為鄰近地區地層標準進行橫向對比依據的鉆孔。

2）鉆孔采用正循環鉆機，單動雙管泥漿護壁鉆井工藝，選擇硬質合金鉆頭、常規口徑取芯鉆進，巖芯直徑≥105 mm。

3）巖芯的編錄應嚴格按照有關規定執行，鉆孔的取芯率不得低于85%，孔深100 m，經驗收無誤后全部巖芯一并裝箱保存。

4）野外現場對巖芯的觀察和記錄，其內容包括沉積物顏色，結構構造，顆粒成分、大小、磨圓度、分選度，膠結物特點，接觸關系，沉積旋回等等。

5）應選擇在連續性好、特征明顯、代表性強、沉積速率相對較大的位置。特別要注重古土壤的發育情況。

6）標準孔是鉆孔系統進行年代學（包括古地磁、熱釋光、C14等測年）和古氣候環境（如粒度、磁化率、孢粉、電子自旋共振、動物化石等）取樣測試研究的鉆孔。

根據上述原則，本次共布置標準孔8個，總進尺800 m。新設計的標準鉆孔準確位置根據實際情況確定在不同地貌單元。

2 工作流程

主要工作有前期準備、開工申請、數據信息采集及資料整理、工作質量檢查、內業過程、野外驗收與最終驗收。

工作流程圖詳見圖1。

3 工作成果

利用基準化孔、標準孔和物探成果資料共同構成的基準孔網，在基準孔網上通過野外實測建立標準剖面。

通過對基準化孔、標準孔的研究及自然地理環境分析，確定鉆孔地層劃分和橫向對比的標志，并結合測井曲線、物探等資料，以標準孔為基礎，利用基準化孔、物探成果資料及收集的鉆孔資料，共同構成一個基準孔網，建立三維地質結構，進而建立三維可視化信息系統。

4 結論

利用探礦工程技術中的普通的地質鉆探可以查清第四系層序、分布、巖相特征與地層斷代;查清以第四系為主的空間展布特征;查明白堊系上部（控深300 m）巖性、巖相特征，重點查清砂巖、砂礫巖的空間分布，為建立第四系三維地質結構空間模型提供地質依據;建立第四系三維地質結構模型。

圖1 工作流程圖

[1]黑龍江省地質調查研究總院.哈爾濱城市地質調查總體設計[R].哈爾濱：黑龍江省地質調查研究總院，2009.

[2]范振英.發揚技術民主促進探礦技術發展[J].探礦工程，1998（1）：25.

[3]張偉.地質鉆探技術發展有關問題的思考[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2007（1）：1-3.