礦山地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)要點(diǎn)探究

鄧 虎

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣西總隊(duì)，廣西 桂林 541000）

在人類生存、社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，礦產(chǎn)是不可或缺的重要能源，包括煤炭、鐵礦、石油、鋁礦在內(nèi)的各種礦產(chǎn)資源，均為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。對(duì)于能源企業(yè)而言，地質(zhì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)是重要的工作內(nèi)容，科學(xué)、先進(jìn)的找礦技術(shù)可以提高礦產(chǎn)地質(zhì)勘查效率，獲得準(zhǔn)確的勘查數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)了解地質(zhì)深部的礦產(chǎn)資源以及儲(chǔ)備量，為制定開(kāi)采方案提供科學(xué)依據(jù)。

1 礦山地質(zhì)勘查原則

持續(xù)不斷且有盲目的礦山開(kāi)采，會(huì)給地質(zhì)造成嚴(yán)重破壞。如果采空區(qū)域的面積達(dá)到了礦區(qū)的60%以上，則會(huì)嚴(yán)重威脅采礦工作者的生命安全。表1給出的是地面沉降數(shù)據(jù)，從中可知，地表連續(xù)性的下沉?xí)鸬孛娉两担o周圍居民的人身財(cái)產(chǎn)安全造成威脅[1]。因此，在采礦前期，必須做好地質(zhì)勘查工作，遵循科學(xué)的勘查原則。

表1 地面沉降數(shù)據(jù)

1.1 統(tǒng)籌規(guī)劃原則

勘查之前，技術(shù)人員需要實(shí)地了解自然環(huán)境、地理環(huán)境，預(yù)估勘查成本，研究現(xiàn)有的相關(guān)政策。在綜合考慮多種因素的情況下制訂勘查方案。同步進(jìn)行環(huán)境與地質(zhì)調(diào)查，保證勘查結(jié)果的客觀、真實(shí)和準(zhǔn)確，協(xié)調(diào)統(tǒng)一中央和地方政策，提前做好規(guī)劃，分配勘查任務(wù)[2]。站在宏觀的角度分析地質(zhì)勘查特點(diǎn)，為后續(xù)的找礦工作奠定良好基礎(chǔ)。

1.2 突出重點(diǎn)原則

地質(zhì)勘查的目的是發(fā)現(xiàn)可利用的、具有價(jià)值的礦產(chǎn)資源。因此勘查過(guò)程中需要針對(duì)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)勘查。一方面，該區(qū)域礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)程度較低，另一方面，這些區(qū)域的礦產(chǎn)資源比較有價(jià)值，且儲(chǔ)存量較多。除此之外，還要盡可能的擴(kuò)大勘查范圍，加大地質(zhì)勘查的廣度、深度，盡可能的開(kāi)發(fā)更多的礦產(chǎn)資源。

1.3 因地制宜原則

礦物質(zhì)受到各種地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響和作用，逐漸形成了礦產(chǎn)資源。礦產(chǎn)資源的類型與地質(zhì)活動(dòng)密切相關(guān)，正因如此，企業(yè)才要詳細(xì)了解礦產(chǎn)的分布情況，詳細(xì)調(diào)查各種礦產(chǎn)類型，了解不同規(guī)劃區(qū)域的地質(zhì)特點(diǎn)、人文經(jīng)濟(jì)條件，在此基礎(chǔ)上合理選擇勘查技術(shù)[3]。

2 礦山地質(zhì)勘查技術(shù)

2.1 電磁瞬變技術(shù)

該技術(shù)的基本原理是：利用不接地的裝置把脈沖發(fā)射入水，形成特定的測(cè)程。然后根據(jù)專屬線圈所形成的渦流感應(yīng)體系獲得準(zhǔn)確的電阻應(yīng)用率，根據(jù)電磁感應(yīng)定律確定礦產(chǎn)資源的活動(dòng)特點(diǎn)。工程現(xiàn)場(chǎng)在電場(chǎng)的影響下會(huì)產(chǎn)生礦產(chǎn)溶解現(xiàn)象，而礦物資源一旦出現(xiàn)電化學(xué)溶解時(shí)，就會(huì)形成大量的金屬陽(yáng)離子，并聚集在陰極的表面，工作人員會(huì)立刻判斷出礦物的類型。

2.2 感應(yīng)電磁勘探技術(shù)

該技術(shù)的重點(diǎn)是利用礦物質(zhì)的電磁性差異進(jìn)行觀察，以電磁空間的分布為依據(jù)來(lái)找礦。礦石與巖石具有不同的化學(xué)特點(diǎn)，所以二者的磁場(chǎng)會(huì)表現(xiàn)為不同的空間分布狀態(tài)，并且呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)。正因如此，才可以采用專業(yè)設(shè)備來(lái)探查電磁場(chǎng)的空間分布情況，了解礦物資源的現(xiàn)狀。與低阻異常的位置相比，礦物資源所處的位置往往會(huì)更低，而且礦體的礦化程度不一致，所以礦體的低阻異常反應(yīng)較弱。盡管感應(yīng)電磁勘探技術(shù)無(wú)法在礦化程度清晰的情況下獲得良好的找礦精度，但這一技術(shù)卻非常適用于深部找礦。

2.3 數(shù)字地震勘查技術(shù)

該技術(shù)的特點(diǎn)是高分辨率，能夠?qū)辈榻Y(jié)論進(jìn)行數(shù)字化處理。通過(guò)子波整形校正、疊加分析以及分頻處理等一系列優(yōu)化措施，可獲得完整、理想的勘查結(jié)果[4]。而且在礦山開(kāi)采過(guò)程中，數(shù)字地震勘查技術(shù)具有良好的安全性，可以有效提高開(kāi)采效率以及礦物的產(chǎn)出比。

3 找礦技術(shù)

3.1 同位素地球化技術(shù)

該技術(shù)適用于同位素極為復(fù)雜的情況，以此來(lái)獲取地質(zhì)各階段的歷史信息，然后參考地質(zhì)體系中共存物之間同位素分餾的大小，來(lái)計(jì)算出共存物的同位素平衡溫度，但整個(gè)過(guò)程中必須維持同位素之間的平衡。特別是用共存物同位素計(jì)算完某種地質(zhì)的溫度時(shí)，更要嚴(yán)格檢查平衡情況，以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.2 遙感技術(shù)

這一技術(shù)主要用來(lái)繪制地圖，并且和地質(zhì)圖配套，共同存在于同一個(gè)投影坐標(biāo)系統(tǒng)中，讓兩者相互對(duì)應(yīng)，以便技術(shù)人員可以更好的了解地質(zhì)狀況。

（1）提取定制報(bào)告信息：地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不同，會(huì)產(chǎn)生不同的礦產(chǎn)資源類型，所以礦床的分布也有差異性。技術(shù)人員可以根據(jù)構(gòu)造環(huán)境與條件來(lái)提取礦產(chǎn)信息，而遙感技術(shù)本身就擁有方向?yàn)V波和比值分析功能用來(lái)處理信息，幫助技術(shù)人員獲得需要的地質(zhì)構(gòu)造信息，然后通過(guò)分析、統(tǒng)計(jì)、翻譯的環(huán)形與線性影像、相關(guān)物探、地質(zhì)等資料，來(lái)確定礦產(chǎn)的構(gòu)造分布特點(diǎn)。

（2）植被波普特點(diǎn)：不同類型的植物，生長(zhǎng)期內(nèi)的礦產(chǎn)類型也不同。主要是因?yàn)橹参锷L(zhǎng)過(guò)程中會(huì)吸取土壤中的金屬元素，而金屬元素又源自于下層礦產(chǎn)資源，因此可以判斷出深層土壤中存在的礦物質(zhì)，然后運(yùn)用植被波普找到植物中含有的金屬元素，以更好的促進(jìn)地質(zhì)勘查與找礦工作的開(kāi)展。

（3）提取礦化蝕變信息：受到巖漿熱的影響，圍巖與巖漿之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生新物質(zhì)，這一過(guò)程便是圍巖蝕變。礦區(qū)的面積是小于圍巖蝕變的面積的，可根據(jù)這一原理來(lái)判斷礦區(qū)。與普通巖石相比，礦化蝕變的巖石在結(jié)構(gòu)、顏色、外觀等方面都有所不同，可通過(guò)反射光譜將其呈現(xiàn)出來(lái)，從而幫助技術(shù)人員判斷礦化蝕變的異常區(qū)域以及礦靶區(qū)。

3.3 甚低頻電磁技術(shù)

我國(guó)的地質(zhì)勘查技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了多年的發(fā)展，在此過(guò)程中，積累了豐富的找礦經(jīng)驗(yàn)，并且對(duì)找礦技術(shù)進(jìn)行了完善與創(chuàng)新。由于對(duì)淺層礦產(chǎn)的過(guò)度開(kāi)采，造成礦產(chǎn)資源短缺，所以，研究深層地質(zhì)找礦技術(shù)是十分必要的。甚低頻電磁技術(shù)的應(yīng)用比較靈活，可以提高找礦效率。實(shí)際應(yīng)用中，利用Fraser濾波來(lái)處理數(shù)據(jù)，然后分析掩蓋區(qū)域異常地質(zhì)體，從而獲得礦區(qū)的分布情況，還能明確礦床規(guī)律，預(yù)測(cè)礦體空間所處的主權(quán)位置，為精準(zhǔn)找礦提供參考依據(jù)[5]。此外，甚低頻電磁技術(shù)的應(yīng)用成本較低，且操作方便，但選擇信號(hào)源時(shí)會(huì)存在限制，而且會(huì)一定程度的影響電磁波強(qiáng)度，特別是日出、日落兩個(gè)時(shí)間段的影響最為明顯。所以，需要合理控制找礦時(shí)間，在場(chǎng)強(qiáng)相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間段應(yīng)用甚低頻電磁技術(shù)。

3.4 高精度定向取樣鉆探技術(shù)

在深層地質(zhì)找礦中應(yīng)用該技術(shù)，可保證鉆孔按照預(yù)定方向作業(yè)，在普通鉆孔無(wú)法到達(dá)的深度與地質(zhì)勘探坑道中，主孔能夠嵌套若干鉆樁孔和分支孔，從而保證鉆探的精準(zhǔn)度，還能避免找礦工作中發(fā)生的意外事故。但應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，需要提前做好防斜措施，盡量降低孔隙率，避免鉆孔出現(xiàn)變化。

3.5 金剛石繩索取芯技術(shù)

金剛石的特點(diǎn)是硬度較強(qiáng)，利用金剛石進(jìn)行鉆探，鉆探深度更深。如今，金剛石繩索取芯技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)的地質(zhì)找礦中廣泛應(yīng)用，且取得了理想效果。但作為發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)引入該技術(shù)的時(shí)間較晚，所以在實(shí)踐應(yīng)用中還存在一些需要完善的地方。找礦過(guò)程中，該技術(shù)主要是利用普通鉆桿穿過(guò)繩索取芯鉆具的方式來(lái)進(jìn)行勘查的，這會(huì)一定程度的增加勘查量與采礦成本，而且金剛是鉆頭的使用壽命有限，也就間接限制了該技術(shù)的推廣。國(guó)產(chǎn)的金剛石鉆頭的作業(yè)效率不高，但成本較高，所以金剛石繩索取芯技術(shù)始終難以普及。

3.6 X熒光找礦技術(shù)

該技術(shù)的原理是利用X射線熒光來(lái)分析元素的成分和品味，以提高找礦效率。在找礦工作中歐冠，X熒光技術(shù)具有突出優(yōu)勢(shì)，在被一定波長(zhǎng)的光激發(fā)后，某些物質(zhì)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)射出元素X特征的射線，以顯示地下構(gòu)造與礦體的具體位置，還能準(zhǔn)確劃分礦床的邊界，呈現(xiàn)礦床厚度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦山地質(zhì)的勘查與找礦作業(yè)對(duì)專業(yè)性要求較高。本文分別探討了地質(zhì)勘查、找礦中常用的技術(shù)類型，但具體工作中，還應(yīng)結(jié)合礦山類型、地質(zhì)特點(diǎn)、周邊環(huán)境來(lái)合理選擇技術(shù)，以提高找礦效率。