芻議有色金屬礦產(chǎn)資源的勘查方法

摘 要：有色金屬礦產(chǎn)資源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類(lèi)生存的重要資源之一。我國(guó)對(duì)有色金屬礦產(chǎn)的需求量和開(kāi)采量正逐漸擴(kuò)大，致使地表和淺層礦產(chǎn)的的資源越來(lái)越匱乏。所以，對(duì)有色金屬礦產(chǎn)資源的勘查技術(shù)和開(kāi)采技術(shù)的要求越來(lái)越高。基于此，本文對(duì)有色金屬礦產(chǎn)資源的勘察方法和應(yīng)用進(jìn)行分析，希望對(duì)金屬礦產(chǎn)資源勘察技術(shù)的發(fā)展獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：有色金屬；礦產(chǎn)資源；勘查方法

中圖分類(lèi)號(hào)：P618.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0175-02

有色金屬礦產(chǎn)資源是直接關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種不可再生的稀缺資源。由于其開(kāi)采難度大、分布范圍廣和技術(shù)應(yīng)用的局限性，使得資源開(kāi)發(fā)的整體形勢(shì)比較嚴(yán)峻，先進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的需求無(wú)法滿(mǎn)足。所以，要積極分析成礦、控礦、采礦之間的聯(lián)系和規(guī)律，改進(jìn)有色金屬礦產(chǎn)資源的技術(shù)，從而提高開(kāi)采量。

1 有色金屬礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)

據(jù)權(quán)威預(yù)測(cè)分析，我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)存保有量?jī)H有十幾年的時(shí)間，到2020年，只有不足20%的礦山可以繼續(xù)維持生產(chǎn)。所以，提升優(yōu)勢(shì)金屬礦產(chǎn)資源的勘查技術(shù)非常重要。我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①有色金屬礦產(chǎn)資源豐富、總量大，但受我國(guó)人口基數(shù)大的影響，使得人均有色金屬礦產(chǎn)資源占有率很低，位于世界第53位。②雖然用量較少的有色金屬礦產(chǎn)資源豐富，但大宗礦產(chǎn)儲(chǔ)量基本不足。如，需求量大的銅礦的保有儲(chǔ)量約占世界總量的4.92%，鋁土礦的保有儲(chǔ)量約占世界總量的1.44%，鉛、鋅、鎳等其他有色金屬礦產(chǎn)資源的人均占有量也低于世界人均占有量。③貧礦多、富礦少，開(kāi)采利用難度大。④中小型礦床較多，礦山規(guī)模偏小，超大型礦床稀少。目前我國(guó)發(fā)現(xiàn)銅礦產(chǎn)地約900個(gè)，僅小型礦床就占了88.4%，中型礦床占8.9%，大型礦床只占2.7%。⑤因?yàn)榈V石成分復(fù)雜，導(dǎo)致選礦難度增加，而且單礦種礦床少，共生伴生礦多，使得礦山的投資、建設(shè)、生產(chǎn)成本隨之加大[1]。

2 有色金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀

2.1 供求狀況

目前，我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源的總產(chǎn)量已位居世界前列，而且，部分有色金屬礦產(chǎn)資源的產(chǎn)量已位居世界第一。我國(guó)2010年統(tǒng)計(jì)局公示的資料顯示，常用的有色金屬礦產(chǎn)資源綜產(chǎn)量打達(dá)4251.8t，同比上年平均增長(zhǎng)了17.88%，部分有色金屬礦產(chǎn)資源都有所增長(zhǎng)（見(jiàn)表1）。然而，對(duì)有色金屬礦產(chǎn)資源的需求逐漸增加，使得供需情況日漸不平衡，不斷提高對(duì)外的依存度和進(jìn)出口額。雖然資源總量有所增長(zhǎng)，但受?chē)?guó)家社會(huì)客觀因素的影響，使我國(guó)人均消費(fèi)量非常低，供求矛盾也日漸嚴(yán)峻。

2.2 循環(huán)利用情況

資源的循環(huán)回收利用是提高有效利用率的有效方式。在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，礦產(chǎn)資源的回收利用已經(jīng)取得了較大進(jìn)展。而我國(guó)與之相比，則回收利用率還普遍較低。隨著資源循環(huán)利用觀念的提高和社會(huì)科學(xué)進(jìn)步，已然為有色金屬礦產(chǎn)資源的利用率提供了有利條件。

2.3 儲(chǔ)量情況

我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源的產(chǎn)能、產(chǎn)量和消費(fèi)量均居世界前列，存儲(chǔ)總量也居于世界第三位，但我國(guó)人均占有量約25%的基本國(guó)情使得我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)存量已日趨嚴(yán)峻。表2提供了參考性數(shù)據(jù)[2]。

3 勘察技術(shù)方法

3.1 地球物理方法

物理勘查方法顧名思義，是運(yùn)用物理學(xué)原理對(duì)金屬礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘查的方法。物理勘查的主要方法有：重力測(cè)量、電發(fā)、磁法、地震和放射性測(cè)量等。此方法立足于地層巖礦石、電性、磁性、彈性、放射性等物理性質(zhì)，用不同的物理方法和勘察器材，對(duì)其進(jìn)行探測(cè)、分析和研究，從而推斷出金屬礦產(chǎn)資源分布的位置和面積。

3.1.1 普查區(qū)域與航空預(yù)測(cè)勘查方法

此方法是地質(zhì)物理勘查中的重要組成部分，以地球化學(xué)和地質(zhì)理論的實(shí)用性對(duì)勘探區(qū)域中心靶區(qū)的指標(biāo)進(jìn)行研究。比如，湖南鉛鋅生產(chǎn)基地——大型鉛鋅礦床和內(nèi)蒙古白云鄂博鐵礦礦床。湖南的鉛鋅生產(chǎn)基地是位于AM44航磁場(chǎng)異常中，內(nèi)蒙古的白云鄂博區(qū)域也是由1/10萬(wàn)航磁和放射性測(cè)量發(fā)現(xiàn)的。

3.1.2 物探方法

時(shí)間域電磁法（簡(jiǎn)稱(chēng)TEM）有較多的勘查優(yōu)點(diǎn)，比如垂向分辨率高、探測(cè)深度大（300～400m）、利于探測(cè)地質(zhì)層下良導(dǎo)礦體。可控源音頻大地電磁法（簡(jiǎn)稱(chēng)CSAMT）可以對(duì)礦產(chǎn)進(jìn)行幾十米到上千米深度的探測(cè)，比如新疆的可可塔勒大型鉛鋅礦床，這一礦床的探測(cè)是通過(guò)對(duì)指定范圍內(nèi)的礦產(chǎn)進(jìn)行取樣而發(fā)現(xiàn)的，將這種方法應(yīng)用到礦產(chǎn)勘查中，大大提高了施工率。

3.2 地球化學(xué)方法

化學(xué)勘查方法是通過(guò)對(duì)地球巖石圈、氣圈、水圈、生物圈進(jìn)行系統(tǒng)的研究，從而分析出其中化學(xué)元素含量、分布及分配變化，從而尋找礦產(chǎn)資源。此勘查方法具有分析面廣、系統(tǒng)分析元素多等特點(diǎn)。其勘查內(nèi)容包括：巖石、土壤、水球、氣體、水系沉積物及地表植被。此方法為金屬礦產(chǎn)資源的勘查提供了較高的靈敏度和指示，測(cè)量速度和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性較強(qiáng)[3]。例如，新疆的薩熱闊布——鐵米爾特的金礦、鉛礦、鋅礦、銅礦等礦田的找礦，則是在1/10萬(wàn)區(qū)域分散流測(cè)量中發(fā)現(xiàn)了異常，然后對(duì)其進(jìn)行了1/2.5萬(wàn)次的聲暈測(cè)量。此化學(xué)方法以研究巖石圈、水圈、氣圈、生物圈、土壤圈、技術(shù)圈中的元素，分析其地理分布，探討它們?cè)诤暧^和微觀兩個(gè)層面尺度內(nèi)的分配與遷移機(jī)制。

3.3 遙感技術(shù)方法

遙感技術(shù)目前在金屬礦產(chǎn)資源的勘測(cè)中應(yīng)用較為普遍，其主要是結(jié)合遙感技術(shù)和數(shù)字虛擬技術(shù)對(duì)深埋地下的礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘測(cè)。遙感技術(shù)的光譜圖可以直觀展示金屬礦產(chǎn)資源的分布情況，對(duì)光譜圖進(jìn)行了解分析并進(jìn)行數(shù)字化技術(shù)處理，可以將光譜圖立體化。以此，分析出資源分布的大致位置和開(kāi)采價(jià)值，從而減少了勘測(cè)時(shí)間，提高了勘測(cè)效率和質(zhì)量。

3.4 鉆探技術(shù)方法

鉆探技術(shù)是驗(yàn)證礦產(chǎn)勘探過(guò)程中物化探異常和地質(zhì)分析觀察結(jié)果的一項(xiàng)技術(shù)，此方法包括預(yù)查、普查、詳查、勘探四個(gè)方面。

3.4.1 預(yù) 查

預(yù)查就是對(duì)金屬礦產(chǎn)資源大致存在區(qū)域中的資料進(jìn)行分析研究、綜合對(duì)比，并以此來(lái)預(yù)測(cè)、觀測(cè)從而驗(yàn)證目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源分布和開(kāi)采前景，為下一步普查提供基礎(chǔ)。

3.4.2 普 查

普查是在預(yù)查的基礎(chǔ)上，對(duì)有開(kāi)采前景的礦區(qū)進(jìn)行物探、化探、地質(zhì)、取樣等工作，確定礦產(chǎn)資源的范圍和開(kāi)采進(jìn)行，通過(guò)一系列的對(duì)比對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)，并為進(jìn)一步查找礦產(chǎn)資源做基礎(chǔ)。

3.4.3 詳 查

詳查是在預(yù)查、普查之后對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行取樣分析研究，從而對(duì)礦產(chǎn)資源做出遠(yuǎn)景估量，并結(jié)合實(shí)際具體情況對(duì)其是否有開(kāi)采價(jià)值得出結(jié)論，然后確定開(kāi)采區(qū)域范圍，并制定出整體的規(guī)劃方案和建議書(shū)，為礦產(chǎn)資源開(kāi)采提供可行的依據(jù)。

3.4.4 勘 探

勘探則是對(duì)開(kāi)采區(qū)正在采樣的工程進(jìn)行系統(tǒng)性研究和加密工作。從而確定礦體的儲(chǔ)存級(jí)別，為后期的礦區(qū)建設(shè)規(guī)模、開(kāi)采方式、礦源質(zhì)量、原礦石冶煉工藝、礦區(qū)的總體布置、礦區(qū)建設(shè)設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容提供科學(xué)依據(jù)。

4 發(fā)展方向

未來(lái)對(duì)有色金屬礦產(chǎn)資源的勘查將會(huì)以高光譜遙感勘查為主，高光譜遙感技術(shù)是在電磁波譜的近紅外、中紅外、熱紅外、可見(jiàn)光波段范圍內(nèi)，得到一些窄長(zhǎng)的、光譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)。高光譜的窄波段可以礦物特性進(jìn)行有效區(qū)別的分析，可以精確的識(shí)別礦物類(lèi)別，當(dāng)今常用的高光遙感技術(shù)分析法包括光譜微分、光譜匹配、光譜分類(lèi)、混合光譜分解、光譜維特征提取和模型六種方法。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代化的可續(xù)勘查技術(shù)在有色金屬礦產(chǎn)資源的勘查工作中非常重要。當(dāng)前對(duì)金屬礦產(chǎn)資源的勘查已經(jīng)延伸出多種技術(shù)和方法，因各勘查技術(shù)的應(yīng)用范圍、應(yīng)用難度和成本高低都不盡相同，這就要求勘查工作者要根據(jù)礦產(chǎn)資源的特性和實(shí)際掌握的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行勘查，做到在保證勘查工作質(zhì)量和效率的基礎(chǔ)上，選擇最經(jīng)實(shí)用的勘查方法。

參考文獻(xiàn)

[1]劉 蕓.芻議有色金屬礦產(chǎn)資源的勘查方法[J].大科技，2016（6）：155～156.

[2]王海濤，劉 磊.芻議當(dāng)前有色金屬礦產(chǎn)資源勘查的方法[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（16）：122.

[3]侯雁飛，侯素潔.芻議有色金屬礦山可持續(xù)發(fā)展找礦預(yù)測(cè)方法及應(yīng)用[J].科學(xué)與財(cái)富，2016（9）：570.

收稿日期：2018-4-15

作者簡(jiǎn)介：文興宇（1978-），男，助理工程師，大專(zhuān)，主要從事礦產(chǎn)資源勘察方面的工作。