礦產勘查及找礦技術分析

何芝慧，譚 斌

（廣西壯族自治區地質調查院，廣西 南寧 530023）

面對豐富的礦產資源，怎樣可以將儲備資源轉變成可利用資源，是現在礦產勘查的要點。大部分的礦產資源均分布在自然環境或地質條件特殊的區域，在礦層自燃、軟硬巖石層等因素的限制下，形成了破碎帶結構，礦產勘查以及找礦難度非常大。為進一步提高礦產資源的勘查與找礦效率，還需要不斷加強對新型技術的研究，為石灰巖礦的勘查提供更大支持，以更少的成本投入來獲得更大規模的開發利用，推動社會經濟的持續發展。

1 石灰巖礦勘查現狀

在礦山開采過程中，石灰巖礦的勘察找礦工作起到了決定性的作用，勘查找礦結果反映了礦床的分布范圍、巖溶發育以及浮土覆蓋等特征，直接影響著后續的礦山開采難度以及效率高低。并且，通過前期的勘察可以對礦體所處的地質條件有一個詳細的了解，包括礦藏儲量、礦石質量以及地層分布狀況等，這對于開采計劃的制定至關重要[1]。石灰巖礦的勘查找礦在最近幾年得到了更高的重視，其作為水泥生產材料對建筑行業的發展有著巨大的影響，因此在相關方面的研究力度不斷加強。

石灰巖礦的勘察與找礦，要注意對技術手段的選擇，保證能夠有效完成前期的勘查工作，因為石灰巖礦的質量高低、儲備量大小以及開采難度高低等均直接關系著水泥生產企業的生產效率以及生產規模。面對不同的地質礦藏所適用的勘查找礦技術不同，尤其是對于隱伏礦床來講，地表沒有礦體露頭，無法為找礦提供直接的信息提示，只能夠憑借以往的理論和推斷進行分析，往往伴隨著的是高風險與高難度。因此務必要提高對石灰巖礦勘查與找礦技術的重視，合理選擇并由專業單位負責，做好礦產資源勘查現場有效的信息收集以及取樣工作，根據勘查得到的數據資料以及取樣化驗資料做全面分析，判斷石灰巖礦的礦體構成和夾層狀況，將所得信息標注在地質圖內，作為后續石灰巖礦開采生產的重要依據，爭取盡量提高石灰巖礦開采效率[2]。

2 隱伏石灰巖礦勘查找礦技術難點

隱伏石灰巖礦勘查找礦難度比較大，對所用技術的專業性與適應性有著十分嚴格的要求，且需要提前進行大量的準備工作，以此來確保每個環節均能夠規范化進行，將偏差控制到最小，推動整個勘查找礦工作順利進行。雖然在相關技術的支持下，石灰巖礦勘查找礦可選擇性在不斷增大，但是在整體上來講目前依然處于一個質量相對較低的水平，除了技術限制以外，還有人員意識不足以及操作不規范等原因影響。礦區勘查對于后期的開采生產至關重要，如果勘查施工人員專業綜合能力較差，必定會對實施效果產生嚴重影響，無法達到預期的施工質量。總結來講，石灰巖礦勘查找礦存在的技術難點主要體現在以下幾個方面：

第一，器械設備需要不足。石灰巖礦勘查找礦需要有專業設備作為支持，尤其是對于隱伏礦床來講，覆蓋層厚較大，在采取鉆探找礦的方法時，對鉆探設備提出了較高的要求。但是對于很多地質勘測工作單位來講，目前還缺乏足夠的高端勘探設備支持，這就在根本上決定了礦產勘查的高難度。

第二，可使用管材欠缺。在對礦產資源進行勘查找礦時，可以利用的礦井鉆探管材還比較欠缺，包括鉆探工具、鉆桿、套管等設備構件，無法滿足實際勘查的工作要求，導致找礦工作不能夠順利執行[3]。

第三，專業技術水平低。雖然我國近年來提高了對礦產資源勘查、開發等相關內容的重視，加大了技術研發投入力度，但是在針對清潔型能源開發以及使用效率上還處于較低的水平。礦產資源勘查缺少強有效的技術作為支持，導致找礦工作難度一直居高不下，目前需要克服的困難還有很多，這在一定程度上限制了礦產資源的開發利用。

3 隱伏礦床勘查方法在石灰巖礦勘查中應用

3.1 概況分析

云南水泥建材集團某下屬公司，各建設有1條5000t/d和1條2500t/d熟料生產線，日需消耗石灰巖礦地質儲量約10000t。每日需要消耗石灰巖礦地質儲量為10000t，根據行業相關政策，應保證資源儲量至少達到8000萬t。但是根據礦山勘查結果來看，目前資源儲量僅為2000萬t，這對于企業的持續發展來講已經產生了嚴重制約[4]。在近幾年相關部門的支持下，企業聯合勘查單位進一步實現了石灰巖礦的勘察找礦工作，對現有礦區周邊的隱伏礦床已經探明，掌握了礦床的賦存情況，礦產資源的儲量足以滿足企業未來20年的生產需量，為企業發展提供了巨大的助力。

3.2 礦床信息收集

3.2.1 地層結構

對礦區及其周邊的裸露地層進行勘查難度比較小，主要為中二疊統棲霞組（P2q）、茅口組（P2m）與第四系殘坡積層（Qedl）。另外，在茅口組（P2m）之上以及第四系殘坡積層（Qedl）以下還分布有二疊世玄武巖（P2β）。各部分的表現特征為：

中二疊統棲霞組（P2q）：表現為淺灰、灰色白云巖的巖性特征，具細-中晶結構，厚層狀、塊狀構造，與上覆茅口組整合接觸。

中二疊統茅口組（P2m）：表現為淺灰、灰色石灰巖，及夾白云巖、白云質灰巖夾層，具微晶結構，中厚、厚層狀構造[5]。區域厚度在65m～150m上下，為礦體賦存層位，與下伏棲霞組整合接觸。

二疊世玄武巖（P2β）：表現為灰綠色玄武巖特征，巖層風化后呈現的是褐黃色或黃綠色，常見于土狀或球狀。地表覆蓋有粘土，僅在陡坎、沖溝位置裸露，區域厚度在40m～200m。

第四系殘坡積層（Qedl）：表現為褐黃色、褐紅色殘坡積粘土，并含有不均玄武巖碎塊，在礦區勘查部位分布有較大面積。

3.2.2 覆蓋層特征

茅口組（P2m）之上的覆蓋物粘土和玄武巖全部是在茅口組（P1m）碳酸鹽巖成巖之后覆蓋的，這樣就可以確定覆蓋層與碳酸鹽巖的形成時間存在一定差異，兩者具有一個間隔期。碳酸鹽巖成巖以后在很長的一段時間內受到風化、侵蝕等影響，包括水的溶蝕、沖蝕、潛蝕以及坍塌等各種機械侵蝕的影響，最終形成了巖溶地貌[6]。對礦區進行勘查可發現，不同地段會表現為峰林、溝谷、凹地等形式。鹽酸鹽巖受到風化、侵蝕影響后，表面均為波狀起伏、坑凹不平的狀態，然后玄武巖噴發會沉積對其進行覆蓋。另外，玄武巖（P2β）和茅口組（P2m）兩者的接觸面為波狀起伏的形態，并非平直狀態。

3.2.3 含礦層特征

石灰巖礦找礦作為常見的方法便是以地質填圖信息為依據完成礦床的尋找，而對于隱伏礦床來講，因為巖層受到風化剝蝕、搬運以及后期巖漿巖覆蓋等因素影響，礦床信息很多已經被掩蓋，無法在采用傳統的方式找礦。如果可以有效收集礦區相關信息，如地層構造、分布區域、已知礦體賦存層位等，在通過對相關信息的整理分析，便可以在一定程度上提高找礦效率和質量。

在找礦初期階段，已經對勘查區域周邊已開采礦區的地質信息進行了收集整理，分析后可知茅口組（P2m）是昆明周邊水泥用石灰巖礦的主要含礦層位，現在企業所開采石灰巖礦便賦存在該地層內。并且，勘查區域周邊有茅口組（P2m）露頭處按地層傾向、走向推測，茅口組（P2m）可延伸到勘查區。

結合資料對現場進行考察分析，確定勘查區域以及周邊斷裂構造不發育，可判斷茅口組（P2m）在傾向以及走向上延伸具有良好的延伸性，可以初步認定為勘查區域內在一定深度有較大的可能性存在含礦地層-茅口組（P2m），這位后續的找礦提供了更加可靠的支持[7]。

3.2.4 科學選擇勘查手段

石灰石巖礦勘查找礦工作的展開均需要有地質理論作為支持，除了要查明資源儲量以外，還要以發展的眼光分析未來開采的可行性與經濟性。尤其是對于水泥用石灰巖礦來講，假如礦體埋藏深度過大以及有較厚的覆蓋層存在，無論是采取露天還是地下開采的經濟性都比較低，則此處礦藏即便是已經找礦確定，也需要將其轉換成資源利用。并且，在這個過程中還要兼顧找礦技術的合理性與經濟性。面對此次勘查區域已掌握信息，選擇何種找礦技術才能夠更加詳細的了解覆蓋層厚度特征，是完成含礦地層-茅口組（P2m）找礦工作的關鍵。

可選擇找礦技術分為兩種，一是在勘查區域設置少量鉆孔，其中鉆孔的深度有嚴格要求，要求每個鉆孔所揭露的覆蓋層厚度僅可以反映鉆機施工位置一個點的覆蓋情況，各鉆孔之間的覆蓋層形態則是一種推測狀態，因此在實際操作中具有較大的局限性。對本次勘查區域周邊采區玄武巖覆蓋層觀察后，確認玄武巖存在較為嚴重的風化問題。風化玄武巖內鈦鐵礦含量較大，并且混入了部分泥質，電阻率較低，一般情況下不會超過500Ω·m，最小甚至可低于100Ω·m。下伏碳酸鹽巖主要部分為灰巖、含白云質灰巖、白云質灰巖以及白云巖等，完整碳酸鹽巖為典型的高阻巖，電阻率可以達到5000Ω·m以上。上覆風化玄武巖與下伏碳酸鹽巖之間便產生了較大的電性差異。

另一則是進行物探處理，可以對兩套地層的接觸面做有效的區分，并且物探是基于多條剖面的探測，以及每條剖面可以將接觸面形態特征連續的反映出來，這樣通過多條剖面便可以完成一個區域覆蓋層特征的反映顯示。這樣在采取物探手段時，便能夠全面了解勘查區覆蓋層特征，相比鉆探技術此種方法在隱伏礦床中應用效率更高，且經濟性優勢更大。

3.2.5 礦產勘查找礦技術

（1）物探勘查:覆蓋層與碳酸鹽巖之間存在明顯的電性差異，最終選擇用高密度電法來了解覆蓋層特征，即對勘查區沿著周邊地層傾向方向來設置三條物探測線。以探測到的數據為依據，在聯合現場勘探以及歷史經驗進行綜合分析，判斷勘查區第四系粘土與風化玄武巖等覆蓋層的電阻率不會超過300Ω·m，且以150Ω·m以下居多。下伏碳酸鹽巖電阻率基本上均在1000Ω·m以上，且以3000Ω·m以上居多。對覆蓋層與下伏碳酸鹽巖之間的電性差異分析，將結果作為高密度電法剖面上圈定覆蓋層的電性依據。物探處理后發現，勘查區南部覆蓋層厚度在60~110m之間，此部分進行進一步的找礦經濟性較差，最終決定針對勘查區中部、北部做下一階段的勘查。

（2）鉆探勘查:結合物探結果，決定沿著三條物探剖面來對勘查區中部、北部來設置6個鉆孔，且每條剖面線均需要設置2個鉆孔。進行鉆孔獲取巖芯編錄并采樣化驗，在覆蓋層下發現了厚度為40.6～93.4m的水泥用石灰巖礦體。以施工鉆探工程控制網度為依據，對勘查到的礦體進行了驗證，獲得推斷資源量5469.77萬t，剝采比為0.50:1，已經達到國家現行的相關規范標準。通過進一步鉆探勘查，有效的完成了石灰石巖礦的找礦工作。

4 結語

石灰石巖礦作為重要的礦產資源，是主要的水泥生產原材料，為了保證水泥生產量可以滿足社會發展要求，就需要在現有基礎上做好對石灰石巖礦的進一步勘查與找礦，尋求更多的礦產資源。面對石灰石巖礦勘查找礦難、風險大等問題，務必要綜合實際條件來進行合理選擇，保證所選勘查找礦技術具有較強的可行性與經濟性，并且要嚴格把握好每一個勘查環節，通過步步分析，來獲取可靠精確的礦體信息。