金屬礦產地質勘查技術的應用研究

陳志楠

（河北省地質調查院，河北 石家莊 050000）

目前，我國的經濟發展面臨著礦產短缺問題，一方面是因為我國的金屬地質礦產資源相對稀缺，另一方面，國家實行可持續發展的政策，對礦產的開發與利用進行了控制，從而導致了礦產開采量下降的現象，我國金屬地質礦產所處位置大多較為偏遠，且客觀采礦條件較為惡劣，提升了開采難度，使開采效果無法得到有效保障，加之相關勘查技術與工作無法高效落實，影響我國金屬礦產資源發展綜合效果。

1 我國目前的地質礦產勘探技術類別

1.1 地震勘探技術

在金屬地質礦產勘探技術中，地震勘探是一種常見的勘探技術。其主要工作是利用震源裝置將地震波輻射到靶區，不同的地質構造會產生不同的反應，從而準確地對各地區的地質狀況進行精確的分析，獲得所需要的各種礦體的有關資料。以反射波法為實例，其具體實施過程有以下幾個方面：一是根據地區的植物類型及分布狀況，對本地區的金屬礦物類型進行了初步判定[1]。其次，在估算范圍中安裝相應的防輻射裝置，在進行正式測試前，要進行設備的測試，使儀器的測試準確率達到最優。最后，通過對多個發射波的波段進行測量，利用計算機技術將其放大，得到目標地區的礦藏類型及其有關的資料，以提高資料的分析精度。

在地震勘探技術中，采用的是散射波法。其擅長于探測不均勻的地層中的各種介質。在不同的地質情況下，利用散射波方法可以快速、高效的找出金屬礦床中的不均一體。而折光波定律，在實際運用的時間比較短，尤其是在礦物基巖、基底等方面。盡管已經開始使用了，但在技術上，更容易被發現，而在速度快的情況下，折光波技術在速度慢、地質條件復雜的地層中，就會表現出疲態[2]。在與金屬礦床相關的地質構造中運用反射波方法，可以清晰而高效的判斷出礦體的位置和構造形式，并且能夠標記出斷裂的位置。而相對精密的井段測量技術則以縱向地震斷面為主，可以解決其他地震勘探手段難以獲得超過65°角的巖層資料的缺陷。

1.2 遙感地質勘探技術

與傳統的地震勘探技術相比，遙感技術是以信息技術為基礎的一項新興技術。其最大的優點就是能夠根據最新的資訊科技而持續發展，是當今勘探技術的主要方向。其工作原理是利用相應的儀器，通過遠程探測，獲得與金屬礦床有關的參數。這種方法無須在靶區建立測量站，適合于地形復雜、勘查環境較差的地區使用。在目前的地質勘探技術中，以航拍技術為主，結合現代計算機技術和GIS技術等尖端技術，實現對靶區的精確探測。

利用現代科技是地理信息技術的一大優勢，通過先進的現代技術進行地質勘查和勘查。不同地理位置的電磁信號會有很大的差別，根據這些數據，我們可以得到相應的數據。利用現代科技，遙感技術推動了地球科學勘查工作的發展與進步[3]。利用遙感技術在地質、礦產勘查等領域的優點，將多種理論與技術相結合，取得了較好的效果。其能迅速地將礦體結構和腐蝕的礦床區域進行區分，并且節省了生產費用。

1.3 電磁探測技術

由于大多數的金屬地質礦物都位于地底深處，勘探工作必須采用相關的勘探技術。地磁探傷技術主要是通過將電磁波發射到靶區的地底，通過探測的方式將探測到的巖石構造信息傳遞給地表，從而確定有沒有金屬礦床。金屬礦物都是導電的，當接收到電磁波的時候，就會在礦物內部中形成一個漩渦，這個漩渦會隨著礦石中的金屬濃度增加而增加，從而導致磁場的改變。

1.4 物理勘探技術

物探是指地質密度、電磁性、礦石中的放射性元素等方面的科學。不同的物性場能為地質體的空間分布等提供有用的資料。利用地球物理勘探所獲取的資料，可以為我們在現實中遇到的很多問題提供一些幫助。地球物理測量技術是一種較為常見的礦產勘查技術，其更適合于大范圍地勘查，也可以進行立體的地質勘查。不過，目前的地球物理勘查成果并不能完全滿足實際需要，而其他方法的測量和相關的地質數據則可以作為參考，將這些數據結合起來，我們將會得到更好的結果，從而大大地增加了地球物理測量的工作速度。在不久的未來，地球物理勘探技術與其他測量技術會日益融合。

在各種勘探技術中，地質勘探技術較為完善，適合各種不同的礦物資源勘探，其工作原理就是利用地質資料，通過對目標礦物的物性進行分析，得到礦物的種類和物性[4]。在實際運用中，勘探工作者利用相關的勘探儀器，對該地區的構造、構造、構造等進行了詳細的分析；如果是元素輻射情況、電磁感應狀態等，都會根據勘探資料和標準資料進行比較，如果資料相差太大，就說明這片地區有金屬礦物，而不是經過詳細地勘查，又或者是沒有發現任何的金屬礦物。

1.5 地球化學勘探方法

目前，地礦勘探技術是勘探技術的重點。其的工作原則就是根據礦石的理化性質，來判定有沒有礦石。這些天然形成的金屬礦在經歷了自然的風化后，就會被取代，而當這些礦物分解的時候，這些化學成分就會被分解到地面上，然后和地面上的有機物融合在一起，形成一種特殊的混合物。通過測量礦物成分的形成年代，可以判斷出礦區的地下構造中有無金屬礦物。

1.6 氣溶膠勘探技術研究

氣溶膠勘探技術是一種勘探技術，其的工作原理是通過對目標地區的大氣進行調查，采集大氣中的固體顆粒，并對其進行測量，根據有關的數據，確定該地區的金屬礦物的含量。在實際運用中，首先要做好有關資料的搜集，從大氣中提取固體顆粒，選取合適分量的取樣。第二步是通過測量樣品的石英濾膜，來測定樣品的起始質量。在稱量完畢后，對樣品進行研磨、溶解、過濾等操作，保證了微粒的懸浮。第三，利用電漿技術測定懸浮物，以判斷該地區有沒有礦藏，以及礦石的具體成分。

1.7 透射波分析

由于采集和抽取地震的散射波非常的困難（散射的強度很低），因此很難從上面的雜亂無章的巖體中獲取到有效的輻射，因此改技術受到了極大地限制?；谝陨侠碛?，國內部分學者紛紛探討是否存在著不受限于此的其他途徑，而透過波分析便是其中之一。其中，含有豐富的巖層資料的傳輸波會被更多地用于人工深井的探測。由于在礦床傳播的過程中，存在著大量的波域數據，例如幅度、位相等，并且由于兩個波段的分布僅存在一個路徑，因而具有多值性，因而能夠反映出礦床的很多特征。另外，利用透射波方法進行地質勘查時，主要的基礎是現有的地震直接成像技術可以達到我國對金屬礦物勘探的需要。

2 地質礦產勘探思想與技術手段的重要性

工業是國民經濟發展的一個重要基礎行業，是國民經濟發展的一個關鍵環節。而隨著我國經濟的快速發展，對礦產品的需求越來越大，而礦物是一種不能再利用的資源，其自身也是有限的，而且礦藏的儲量也始終處于偏少、分布不均的狀況，所以，強化地質礦產勘探的思想與技術手段已經成為當務之急。由于國家在勘探開發中的投資相對較大，因此必須要提升對地質礦產勘探工作的重視程度，并不斷提升和優化勘探技術手段，以提升整個勘探工作的質量和效益，并使之能夠抵御各種危險，進而達到綜合的發展。

3 礦產地質勘探的應用研究

3.1 同位構造學說

該方法可用于成礦區內的超大規模礦體的生成。當前，國內多數地方的勘查工作與此基本相符。因此，在勘探工作中，要想有效地提升勘探工作的效果，最大限度地降低勘探費用，那么就需要利用同位成礦的原理來進行勘探工作，這也是國內應用最廣泛的一種勘探方法，對于大規模的礦產資源和成礦資源的勘探，有著很好的參考價值，可以減少因為走錯而導致工作效率下降的情況。所以，在保證兩者在一個相同的范疇之內時，就可以充分地體現出其所具有的理論特性。正因為這個原理的優越性，所以廣泛的應用于在國內和外國的大礦藏和主要的成礦點上，在應用的過程中必須保證大多數的礦藏處于相對的安全環境，然后再進行相應的計算，而在此期間，礦產資源的核心必須始終處于一個相對的穩定的狀態。另外，要確定礦產的形成環境，并在形成時，要判定其的集中程度和連貫性。只有具備了上述幾個方面，我們的研究成果就會得到充分的應用[5-8]。根據這一原理，我們認為，要形成一個礦床，必須具有下列特征：一是可以形成一個具有一定規模的礦藏；第二，由于不同的礦物類型不同，即便是在同一個礦場中，也會出現一些區域均衡的情況，從而形成了不同的礦床。

同位成礦的學說至今仍在運用，并在此基礎上找到了許多重大的礦藏。在成礦成礦中，出現了大量的大礦體，尤其是超大的礦體，其們都是同位性的。這就是同樣的時空范疇；同時代不同時期、同類型與不同類型、同礦種及與之關聯的不同礦種具有較好的同位成礦特征，具有較好的同位成礦特征。因此，大多數或絕大多數的資源，都聚集在這些主要的礦床和礦體中。

同位體的形成，必須要有一個相對穩固的核心，因為在這個位置上，所有的礦石都是以一種非常穩固的方式存在的。兩者所需的全部都是豐富的礦物資源；在某一區域內，液體的移動是很關鍵的；含有各種礦物的各種液體都是朝同一方向流動的；在地質運動中，相對穩定，成為巖石和礦洞；這是一個適宜于礦物生成的環境；還有礦脈的形成之后，各種環境都保持得很好。只有在上述的最優布點和協同作用下，才會發生礦床的同位化，從而獲得主要的礦物資源。

但同位成礦具有其自身特點：礦體分布較密集，且中央具有相同的穩定度，具有較強的一致性；由于不同的類型具有明顯的差異性和廣泛性，因此具有相似的不同類型的大范圍的伴生產出特征；礦床的特征是：整個大自然的整體失衡，而部分處于一種均衡的狀態，這對同位素形成的作用是有利的。

3.2 地質活動學說

該方法根據巖層的活動特性，并將其與相應的定位技術相結合，將其用于地質勘探。在實際的運用中，這個方法要先將礦場的類型和地質活動的基礎形式結合起來，再按照礦場的布置來確定礦場的位置，在確定了礦場的位置之后，還要對礦場進行預報，這個階段的工作人員要保證準確率，這與礦藏的儲量和礦石的濃度有關。

3.3 物理檢測原理

物化勘探理論是物探與地球化學勘探相結合的原理，而物化勘探則是勘探地質資源，特別是對地球引力的感知；勘探自然現象，如放射性和地震；而在勘探過程中，則以化學勘探為主。無論是物探亦或是化學勘探，只要能把其發揮到極致，就能得到很好的勘探結果。

4 礦產地質礦產資源的最佳勘探方法

4.1 培訓專業技術人才

目前，國內還缺少專門的技術人員，因此，國家需要加強對這些技術人員的培訓，來推動礦業的迅速發展，同時也是國家對礦業的需要。借助有關的訓練工作，提升有關人士的職業素質，并透過訓練，增進其對本行業之了解。另外，政府還可以通過各種途徑，吸引更多的外國專家，與礦業公司進行更多的交流，形成一批高水平的專家隊伍，既能提升勘查工作的質量，又能推動礦業的健康發展。

4.2 加大勘探技術發展

由于我國的礦業開發相對于其他產業來說比較滯后，因此無論是從技術層面上，還是從管理體制上來說，都有待于進一步的改進。另外，國內在這方面的工作還相對欠缺，機械裝備也相對匱乏。所以，在科技水平日益提升的今天，相關單位必須積極地引入各類先進的儀器，并對現有的勘探技術進行改造，以保證礦山的安全。

4.3 技術方法研究

沿著有利成礦區帶找礦，往往更能夠取得較好的成果。要通過對區域的深大的斷層，以及其的地質結構等方面進一步的深入研究，找到對這樣區域成礦和這樣的地質結構之間的相互關聯以及差異分布的規律性研究，以便于能夠發現管制了礦田礦床分布規律的次級斷層的那些結構的產生與發展特征。常發生的情形是：受限制于礦田、礦床的斷層結構，多與控制區或礦帶內的深大斷層成大夾角或交叉產生，并可能在特定的距離內近平行順序產生，這便是所謂的橫向礦帶規則；同樣，在各種構造應力場的背景下，還產生了與區深大斷層破碎帶近乎平行或斜交產生的次級斷層結構控制的礦田、礦床成礦帶規則，并也以在規定的距離內近平行排列產生。這樣，沿各個級次與成礦條件密切相關的斷層追索時，對比于成礦地理條件，就容易獲得更好的找礦效益。

找礦資訊往往是最直觀的依據，特別是礦化資訊更應受到廣泛關注。要研究找礦信息系統，必須充分運用好這種信息指導找礦工作。在查找土壤地表礦產、半隱伏斷裂礦藏等時，使用遙感地貌、化探找礦信息系統，既有為找礦開路的先進含義，通過融合他人找礦信息系統整體綜合性研究與評價，更易于迅速獲得良好的找礦效益。尋找隱伏礦產，在開展礦業深部評價工作時，一定要有相應的地球物理探測找礦數據為基礎；要注意所掌握的礦產普查數據反映的已剝蝕程度，有的土壤比地表數據好且已剝蝕程度較深礦產普查前景較差，但也有的是現象表明，土壤上層出現的主要礦種性質比已剝蝕程度更深，但在深部仍可找到同樣的礦種不同類型，同時或各個期次、各種礦性質、各異、各種層位的隱伏或斷裂礦床；要仔細研究找礦資源的產出特征、空間結構展布與分帶變化規律等，這對于引導重要礦種類別的礦產普查工作，探索共生礦物與相關成礦系統的重要礦產，明確礦點自然界限與分析礦區礦化差異，產出特點的種類變化等都具有意義。圈定礦山區域自然界線，是指基于礦化程度及相關信息產生特點的分帶、地質結構特征的差異，以及深部大巖體(巖基)產生狀況等要求而加以圈定。在礦點內按礦物質化生產的特點有所不同，可分成多中央成礦礦區、主單中央成礦礦區，以及位于這兩者之間的主多單中央成礦礦區。在注意礦點不同類型的情況下，力求找到不同成礦中心，特別是其中的主要成礦中心，這對于實現中國礦業普查的突破必不可少。進而要依據主礦體的天然形狀、產狀和展分布特征，主礦體中礦化富集部分的劃分及其主礦產化區域、礦點特殊與結構、施工條件等因素內部的相互關聯，通過研究地質構造控礦條件與展布變化的規律，整合相關礦產普查信息，以預測礦產普查部位和找礦前景。