地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)的應(yīng)用分析

李興赟

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局白銀礦產(chǎn)勘查院，甘肅 白銀 730900）

人類(lèi)社會(huì)在不斷發(fā)展的進(jìn)程中，通過(guò)獲取自然資源和利用自然資源來(lái)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，創(chuàng)造新事物。礦產(chǎn)資源是人類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的資源，也是當(dāng)今社會(huì)各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)資源。隨著工業(yè)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，人類(lèi)不斷的大量開(kāi)采礦產(chǎn)資源，導(dǎo)致礦產(chǎn)資源緊缺。當(dāng)前，資源緊缺問(wèn)題已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)全球性的現(xiàn)象，各國(guó)普遍面臨著不同程度的資源緊缺的問(wèn)題。為了解決工業(yè)對(duì)礦產(chǎn)資源的大量需求，各國(guó)在地質(zhì)勘查及找礦技術(shù)上花費(fèi)了大的資金與精力。地電提取法就是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)作為一個(gè)礦產(chǎn)資源消耗大國(guó)，地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)的研究與應(yīng)用對(duì)于緩解資源緊缺問(wèn)題有著重要的意義。地電提取法作為一種深部找礦技術(shù)在地質(zhì)勘查與找礦中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。面當(dāng)我國(guó)當(dāng)前的礦產(chǎn)資源類(lèi)型，研究深部找礦技術(shù)對(duì)提高采礦質(zhì)量和效率有著重要的意義。

1 地電提取法

地電提取法是在地電化學(xué)理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)。嚴(yán)格的將，它是指借助外電廠的作用，將具有點(diǎn)活動(dòng)態(tài)的例子或各種帶電荷的元素團(tuán)聚物遷移到接受電極的載體物質(zhì)上來(lái)，采集并分析載體物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)尋找礦物質(zhì)的目的。

地電提取法的工作原理是根據(jù)金屬硫化物各種礦物質(zhì)組分、電極電位的差異，形成一個(gè)天然的原電池。甲礦物的電極比乙礦物的電極要負(fù)，就會(huì)發(fā)生甲的電子移向乙礦物，破壞兩種界面的物質(zhì)交換和電荷交換的平衡。甲礦物不斷失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，在礦物表面形成正電荷。乙礦物不斷得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，形成負(fù)電荷，礦體的金屬離子就會(huì)形成金屬離子暈。當(dāng)有外加電場(chǎng)作用時(shí)，發(fā)生電化學(xué)的金屬離子和原來(lái)的金屬離子就會(huì)一起遷移到電極的接收器。

2 地質(zhì)勘查的內(nèi)容及技術(shù)

2.1 地址勘查的內(nèi)容

2.1.1 勘查礦山危險(xiǎn)源

隨著人類(lèi)對(duì)礦產(chǎn)資源的深度開(kāi)采，其開(kāi)采難度越來(lái)越大，礦產(chǎn)開(kāi)采中面臨的危險(xiǎn)源也越來(lái)越多。地質(zhì)勘查要對(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)的礦山危險(xiǎn)源進(jìn)行勘查，與尋找預(yù)防和控制危險(xiǎn)源的方法。此外，因技術(shù)或資源枯井等原因，導(dǎo)致一些礦山面臨著資源枯井的危機(jī)。地質(zhì)勘查需要針對(duì)危險(xiǎn)礦山做接替礦產(chǎn)資源。通過(guò)地質(zhì)勘查和找礦了解危機(jī)礦山的礦物資源，對(duì)其進(jìn)行再開(kāi)發(fā)。

2.1.2 勘查尾礦及生產(chǎn)礦

尾礦和生產(chǎn)中的礦需要通過(guò)不斷的地質(zhì)勘查來(lái)了解可能存在的安全隱患及深部隱伏礦、新類(lèi)型礦、難識(shí)別礦等。通過(guò)詳細(xì)的勘查為礦山資源的進(jìn)步一開(kāi)發(fā)提供生產(chǎn)依據(jù)，用以解決礦山礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用不合理問(wèn)題和礦山危險(xiǎn)。特別是在處理尾礦上，要通過(guò)詳細(xì)的勘查確定其開(kāi)采價(jià)值及危險(xiǎn)性，為是否深度開(kāi)采尾礦提供意見(jiàn)指導(dǎo)。

2.1.3 勘查未知礦山

地球蘊(yùn)藏豐富的礦產(chǎn)資源，人類(lèi)借助已知技術(shù)不斷的對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘查，不斷的尋找新礦床和新的礦產(chǎn)資源。對(duì)未知礦上的查找是地質(zhì)勘查的一項(xiàng)重要內(nèi)容。對(duì)位置礦山的勘查可以幫助人們更加合理、安全的開(kāi)采礦山，以提高礦山資源的利用率和礦山的綜合效益。隨著新的地質(zhì)勘查技術(shù)的出現(xiàn)，人類(lèi)掌握的已知礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量越來(lái)越多，這就是地質(zhì)勘查技術(shù)的貢獻(xiàn)。

2.1.4 勘查礦山閉坑

勘查礦山閉坑也是地質(zhì)勘查與找礦的重要內(nèi)容之一。隨著地質(zhì)勘查技術(shù)的進(jìn)步，為礦山閉坑的勘查及了解提供了更多的可能。通過(guò)精準(zhǔn)的勘查，人類(lèi)可對(duì)閉坑礦山是否重新開(kāi)采利用進(jìn)行分析。對(duì)決定再開(kāi)發(fā)的礦山閉坑做詳細(xì)深入的地質(zhì)勘查，可通過(guò)地質(zhì)勘查有效的預(yù)防以外事故，提高礦山閉坑開(kāi)采的安全性。而礦山閉坑的再開(kāi)發(fā)等同于延長(zhǎng)礦山的開(kāi)采壽命。

2.2 地質(zhì)勘查及找礦的技術(shù)

2.2.1 地質(zhì)勘查的原則

地質(zhì)勘查應(yīng)遵循合理規(guī)劃、超前勘查的基礎(chǔ)原則。在實(shí)際勘查匯總，應(yīng)根據(jù)成礦的礦產(chǎn)規(guī)律合理布局勘查范圍及相關(guān)工作。找礦過(guò)程中應(yīng)采用多種方法、多種技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘查，以提升地質(zhì)勘查技術(shù)的創(chuàng)新為前提，不斷的探索和研究，積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提升地質(zhì)勘查的能力。

2.2.2 地質(zhì)勘查及找礦關(guān)鍵技術(shù)

地質(zhì)勘查及找礦的技術(shù)類(lèi)型較多，常見(jiàn)的有地球物理測(cè)量法、地球化學(xué)測(cè)量法、地質(zhì)方法3S 技術(shù)等，其中以地球物理測(cè)量和3S 技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)方法創(chuàng)新最多。

（1）地球物理測(cè)量法。地球物理測(cè)量在礦山勘查中應(yīng)用及其廣泛，其中電法是一種根據(jù)巖石和礦石的電學(xué)形式進(jìn)行找礦和研究地質(zhì)構(gòu)造的方法。地電提取法就是應(yīng)用了該原理創(chuàng)新而來(lái)。

（2）3S 技術(shù)。3S 技術(shù)是地質(zhì)勘查中數(shù)字技術(shù)的精髓，也是數(shù)字地球的核心技術(shù)。地質(zhì)勘查的3S 技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、3S 技術(shù)等為基數(shù)，創(chuàng)建地球空間信息科學(xué)技術(shù)體系，作為研究地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地質(zhì)勘查的技術(shù)體系框架。當(dāng)前地質(zhì)勘查中有超過(guò)80%的信息都應(yīng)用了數(shù)字地球中的地理位置和空間分布。

3 我國(guó)現(xiàn)階段地質(zhì)勘查與找礦中面臨的問(wèn)題

3.1 找礦市場(chǎng)機(jī)制不完善

我國(guó)的找礦市場(chǎng)機(jī)制是針對(duì)國(guó)有勘探單位而設(shè)置的，而國(guó)有單位內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)缺乏公平性，不利于地質(zhì)勘查技術(shù)快速進(jìn)步與人才競(jìng)爭(zhēng)。單一的國(guó)有單位主體下的市場(chǎng)機(jī)制不適應(yīng)新階段國(guó)家地質(zhì)勘查活動(dòng)與找礦的管理。目前，急缺與國(guó)有單位競(jìng)爭(zhēng)的私營(yíng)企業(yè)及單位來(lái)激發(fā)地質(zhì)勘探市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的活力。

3.2 找礦主體單一

我國(guó)的地質(zhì)勘查與找礦活動(dòng)一般有國(guó)有單位負(fù)責(zé)，市場(chǎng)上私營(yíng)企業(yè)相對(duì)較少，表現(xiàn)出找礦主體單一。主體單一不利于企業(yè)之間的市場(chǎng)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，不利于地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)的研發(fā)。

3.3 地質(zhì)勘查與找礦高水平人才不足

地質(zhì)勘查與找礦需要專(zhuān)業(yè)化的人才。隨著潛伏礦開(kāi)采近乎殆盡，難識(shí)別礦、新類(lèi)型礦、深部隱伏礦等找礦與地質(zhì)勘查需要技術(shù)水平更高、專(zhuān)業(yè)化程度更強(qiáng)及掌握先進(jìn)地質(zhì)勘查技術(shù)的人才。我國(guó)地電提取法引進(jìn)時(shí)間較晚，相應(yīng)的該水平人才市場(chǎng)不足，難以滿(mǎn)足現(xiàn)階段地質(zhì)勘查與找礦的需求。同時(shí)，信息技術(shù)的應(yīng)用使地質(zhì)勘查與找礦行業(yè)對(duì)高水平的復(fù)合型人才的需求不斷擴(kuò)大，我國(guó)復(fù)合型人才存在嚴(yán)重不足的問(wèn)題。

4 地電提取法在地質(zhì)勘查與找礦中的應(yīng)用

4.1 地電提取法在查找深部礦中的應(yīng)用—玉門(mén)市半灘南山東玻璃用石英巖礦案例

甘肅省玉門(mén)市境內(nèi)有著豐富的自然資源。除石油外，境內(nèi)分布有煤、鐵、硌、銅、硫磺、石膏、芒硝、石英石等多樣性的礦產(chǎn)資源。玉門(mén)境內(nèi)的半灘南山東是一片近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的石英石礦床。2020 年7 月10 日甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局組織專(zhuān)家對(duì)玉門(mén)境內(nèi)的半灘南山東玻璃用石英巖礦進(jìn)行勘查。本次勘查有關(guān)專(zhuān)家應(yīng)用地電提取法，結(jié)合先進(jìn)的3S 技術(shù)、地球物理測(cè)量方法、地球化學(xué)測(cè)量方法、遙感地質(zhì)法遙感技術(shù)等，對(duì)玉門(mén)市境內(nèi)勘查區(qū)域按照1：10000 開(kāi)展地質(zhì)草測(cè)，對(duì)石英巖礦有利地段開(kāi)展1：2000 地質(zhì)監(jiān)測(cè)，探明了勘查區(qū)域內(nèi)的地層、地質(zhì)、巖漿及石英巖的分布特征。采用槽探工程、鉆探工程探明了大致的礦體產(chǎn)狀、厚度、規(guī)模及石英石的質(zhì)量?，F(xiàn)已探明半灘南山東玻璃用石英巖礦300 萬(wàn)t。本次勘查還對(duì)玉門(mén)市半灘南山東玻璃用石英巖礦的地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)，是建立在對(duì)玉門(mén)市境內(nèi)已探明的石英石礦體空間分布的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上采取的進(jìn)一步勘探?？辈檫€配合物探技術(shù)、深部找礦技術(shù)。最終，甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局與有關(guān)專(zhuān)家審查后認(rèn)定本次勘查不足達(dá)到礦體普查的要求。相對(duì)于地表槽探工程而言，本次勘探應(yīng)用的深部鉆探工程較少。由于缺乏深部鉆探工程，對(duì)勘探區(qū)域地質(zhì)研究深入不夠，對(duì)所在區(qū)域分布的各種礦體及其相互關(guān)系研究不足。這表明深部找礦在地質(zhì)勘查中的重要作用。雖然對(duì)礦體整體的控制程度較低，但可作為石英石礦開(kāi)采的重要依據(jù)。審查給出的深部找礦意見(jiàn)也給給區(qū)域石英石及有色金屬的綜合開(kāi)發(fā)提供了有色金屬勘查的方向。

4.2 應(yīng)用前景分析

地電提取法是激電法、瞬變電磁測(cè)量、電磁探測(cè)等技術(shù)的基礎(chǔ)，它給我國(guó)礦田勘探及精準(zhǔn)找礦技術(shù)的創(chuàng)新提供了技術(shù)支持。未來(lái)在地質(zhì)勘查和找礦上，面對(duì)資金緊缺和稀有資源不足的問(wèn)題，地質(zhì)勘查活動(dòng)應(yīng)面向?qū)ふ倚碌V床和新礦種，在地電提取法法的基礎(chǔ)上結(jié)合本地區(qū)成礦金屬組分及礦區(qū)的特點(diǎn)創(chuàng)新地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)，并將物理探查技術(shù)、3S 技術(shù)與先進(jìn)的地質(zhì)方法相結(jié)合，采用多元化的方法對(duì)同一礦田進(jìn)行勘查，以提高礦田的開(kāi)采質(zhì)量，延長(zhǎng)礦田的壽命。相信隨著未來(lái)外電場(chǎng)電子設(shè)備及儀器的發(fā)展，地電提取法的原理將在地質(zhì)勘查及找礦中得到更加廣泛的創(chuàng)新性應(yīng)用，啟發(fā)人類(lèi)找到更多的新礦床和新型礦。

5 結(jié)語(yǔ)

礦產(chǎn)資源在一個(gè)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有舉足輕重的地位。面對(duì)我國(guó)礦產(chǎn)資源緊缺，準(zhǔn)確的尋找隱伏礦、新類(lèi)型礦及難識(shí)別礦是解決礦產(chǎn)資源供需不足的重要途徑。當(dāng)前面臨的最大的問(wèn)題就是地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)信息化滯后，地質(zhì)勘查及找礦市場(chǎng)機(jī)制不完善。針對(duì)這種問(wèn)題，我國(guó)要加大對(duì)地電提取法及類(lèi)似的深部找礦技術(shù)的研究，根據(jù)市場(chǎng)需求完善找礦市場(chǎng)機(jī)制及監(jiān)管制度，規(guī)范地質(zhì)勘查及找礦市場(chǎng)秩序，促進(jìn)地質(zhì)勘查與找礦企業(yè)多元化的發(fā)展。在研究地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)時(shí)，充分借助國(guó)有單位及私營(yíng)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，不斷的總結(jié)地電提取法的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)找礦技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，來(lái)提高找礦的效率。