姚嘉琪
(華北地質勘查局五一四地質大隊,河北 承德 067000)
科學技術的發展,各應用領域的技術逐漸提升,在信息運用越來越普遍的今天,在現代產業中,金屬礦業仍然占有著非常關鍵的地位,同時由于金屬礦產資源豐富,相應的勘探技術也更加發達。有關金屬礦的勘探工作,陸續提供許多新的資料技術手段。
(1)金屬礦產概述。金屬礦產資源,是整個人類社會發展生存必須可少的資源。它是工業的基礎,是經濟發展的基礎,更是物質方面構成人類社會框架的基礎材料。我國是世界上少數的擁有著健全的工業結構的國家,隨著工業化的不斷強化,我國對金屬礦產資源的需求量暴增。在資源方面,我國擁有大量的金屬礦產資源。但是開采技術方面,我國當前的技術和那些發達國家還存在一定的差距。當前的勘查技術已經無法滿足市場的需求,這就要進行創新改革。將更加先進的技術融合進去,是必然的趨勢。
(2)勘查技術的概述。由于對目前中國大多數淺表地層產狀的金礦藏資料的挖掘,找到埋藏較深的金屬礦資源將成為關鍵的問題。找到理想的適于開發的礦藏資源是一個周期長、困難大、危險性大的艱苦系統工程。這種特點尤其是在探索深層礦藏資源時期尤為明顯。①發展基于地理信息系統的金礦預測技術。地理信息系統技術有助于人們從各種不同的信息系統中抽取出最有益的信息內容,并進行加以綜合處理與分析,從而實現了預測礦產范圍的目的,同時地理信息系統的空間與多源數據處理技術也為中國的尋礦工作提出了強大的科技保障,并經過對各種信息系統的綜合處理和分析方法,可以大大提升了找礦的效率。②利用礦層分布定向技術。在基本明確了礦藏分布區域的基礎上,利用現代地理信息系統對已埋藏礦產的精確預測分析方法,在不同類型的巖石上開展方案和技術手段的實驗研究,逐步提出了一種比較成熟的勘查技術方案,以便達到對礦層分布的三維精確定位目標。③勘測程序要科學化,經過層層分析后,由已選定礦區逐漸縮小勘查區域范圍,以達到最終尋礦開礦的目標。當前,中國的礦業勘探方案運用還沒有很完善,是實施過程中,對不同階段都要做好合理計劃,保證勘探過程的有效實施。并強調在各個階段的協調性,以減少對資源的浪費。
勘查技術作為一門新興的礦業勘查方式,相比于傳統的勘查方式和鉆井勘查,它擁有著勘查深度大、準確率高、效率高等多種優點,而且,它在勘查費用等方面,也同樣存在著十分突出的優點,所以,就現階段深度金屬礦業勘查來說,它主要的還是以勘查為主。通過近幾年的發展,各種勘查方法也被普遍的運用于現實的深部金屬勘探過程中。包括了精確重力勘查方法、電磁勘查方法、精確地震勘查方法和綜合勘查方法等等。
(1)淺部礦和深部礦。在對金屬礦藏進行研究時,可以將它分成深層礦和淺部礦,兩者在進行實際利用時,所采取的方法存在一定的區別。中國把對開采深度超過500m的金屬礦產資源勘探稱作深部礦產普查,并根據其勘探深度對其作出了相關分類:以地表及地下500m以上為"第一個找礦空隙"、地底500m~2000m為"第二找礦空間",地底2000m以內為"第三個找礦空隙"。但鑒于深層勘探中存在的礦化信息較弱及環境影響因素過多等特征,所以,傳統的勘探方式已很難滿足于現階段對深層礦產資源的勘探。和以往開發淺部礦山比較,深部礦山的開發存在更大的困難和更多的工作量,同時在開發過程中會遭遇更多的來自外部的影響,導致有關人員的生命安全遭受威脅。所以應當提出具體的合理對策,并對深層礦產的分布現狀加以全面了解,以便保證礦業的有序開展。這就要求勘查項目具備更高的技術性和專業化,并根據深層礦產的特征,提出具體的勘查對策,為后續項目的開展提供保障。
(2)有色金屬和黑色金屬礦產。在對金屬礦藏進行挖掘時,除可以分為深層礦和淺部礦外,還可分為黑色金屬礦藏與有色金屬股份有限公司礦藏。必須對這兩類金屬礦藏加以分析,并在勘探過程中對金屬礦藏的分布狀況加以全面了解,以此提高金屬礦藏挖掘的效益提升。與當前階段國家在對重要金屬礦藏開展勘探工作時,對有關政策措施的落實有機融合。大部分的有關政策措施主要是國家根據有色金屬進行提出的,特別是對比較稀缺的有色金屬、貴金屬等,國家應當繼續對勘探工作開展深入研究和分析。
(3)超大型金礦。在資源豐富的黃金礦藏中,擁有特大型的金屬礦在對這些類型的礦產進行開發時更應該運用先進勘探技術,在開發特大型的金屬礦時會存在著很大的工作量與工作難度,因此保證其開發的品質和效果至關重要,并提出了具體的開發方法,以便于讓儲藏量豐富的特大型金屬礦發揮自己的功能,為國家經濟社會的發展做出了貢獻。在提出具體的實施方案時,首先就應該做好對勘查工作的指導總體設計充分保證勘查工作的實用性和可靠性,在整個實施方案中反映勘查工作的實際應用價值。為今后的開發工作進行參考,使超大型金屬礦的勘探和開發順利地進行,增加開發的有效性并避免無謂的資源浪費。
對當前階段使用得比較普遍的金屬礦產的勘探技術,進行調研和分析表明目前國家在對金屬礦產進行勘探時所使用的勘探技術發展現狀,缺乏理想性。在實際工作中所使用的勘探技術多是引進技術,雖然根據了我國的國情以及有關技術人員的實際工作經歷,并與社會實踐情況相結合進而發展了富有中國特點的,勘探技術但在勘查技術上仍沒有獨立性而且由于在對相應的專業技術人員加以訓練時其系統不夠成熟性,從而使得這些專業技術人員的專業性仍有不足而無法在實際工作中發揮自身的功能。中國也處在不斷發展壯大的初級階段對金屬礦藏的需求量日益提高因此擴大金屬礦藏開發的規模至關重要。而在開采過程中不可或缺的重要環節,便是勘查者需要保證勘探技術的專業性和先進行,從而保證了斯察工的品質和效果,進而為后續工作的開展提供了有力的技術保障。在進行金屬礦物的化學探索時,應該包括從下列幾方面內容研究金屬元素賦存的自然狀態地球所產生的物理化學屬性等,還應該把金屬隱伏性礦物的找到視為主要目標。所以,必須增強金屬礦物勘探技術的精確性、全面性,等從而實現對更多勘查信息的收集保障結果解析的目的正確性。
(1)重砂找礦技術的應用。重砂找礦法也是物理勘查方法中的一種,它也是利用金屬自身的物理性質。由于不同種金屬自身的密度是不同的,所以利用這種方法可以將不同種的金屬區分開來。這種物理方法的實用性很高,并且成本也較低,所以很適用于大規模勘查。實際操作時原理其實很簡單,就是過濾,一種特殊的過濾方式。利用金屬自身的性質,在進行篩選時,密度較大的金屬會分布在下部,密度小的金屬會在上部聚集。這是一種很傳統的方式,在提取一些密度較大的金屬時效率很高。這種方法由于其效率不高,所以采用這種方法,無法滿足當前社會生產的需求量,所以必須要在傳統方法的基礎上進行改進。最直接有效的方法就是積極的向國外學習。引進更加先進的設備,學習更加高效的方法,以此來整體的改進這種方法的弊端,使其擁有更高的效率,能夠滿足社會的需求。
(2)高精度重力勘探技術在深屬礦產勘查中的應用。精密重力勘查方式,是現階段在國內外的深部金屬礦物資源勘探過程中比較普遍的一項方式,它大致的工作機理是:通過對所勘查區域的相對位置及其附近巖層的密度與重量進行建材,并通過比較各種物質的差異大小,來對各種金屬礦物進行定位。在實際的勘探過程中,相關人員大多都會利用重力測量儀這一工具進行相關的工作。這些勘查方式主要被運用在密度很大的礦物資源勘查工作過程當中,其作用是為了找到那些和基性、超級性圍巖在一塊的重要礦物資源。雖然該種方法對勘探密度很大的金屬礦產資源有著十分明顯的效果,但因為受重力勘探法本身特性、儀器設備等多種原因的負面影響,其在開展有著復雜地形和地質構造的地區深部金屬礦產資源勘查工作時,往往很難確保其測量的精確度和真實性,從而給實際勘探成果造成了很大的誤差。所以,在開展山區的深部金屬礦藏勘探工作時,也不宜才有用高精度的重力勘探技術。必須注意的是,在使用高精度重力鉆探法是,應該嚴格依據測量指標及其作業標準來開展具體的勘查工作,并由此來提高勘查結論的準確度水平。
(3)地震勘探技術在金屬礦產勘查中的應用。高精度抗震誘發探測技術也是中國現階段比較普遍的一個勘探技術,它一般是指經過使用人工抗震誘發反射波對地質物理屬性做出了檢測,并根據檢測結果對界面的深淺度和形狀做出了正確的反應,之后由相關勘查技術人員再根據實際的結果對巖石性質做出了評估,最后判斷金屬礦產資源的儲量大小及其種類。總體而言,高精度地震勘探法在深度大于五百m的深部金屬礦產勘探過程中仍然存在著巨大的優越性,不過因為這類技術在中國當時已經剛剛興起,所以,其理論技術基礎并沒有非常完善,所以唯有加強對它的深入研究,才能切實發揮出它在深部金屬礦產勘探中的積極意義。
(4)面波勘探技術在金屬礦產勘查中的應用。這項勘查技術,是中國礦物勘探科研技術人員最近新研發起來的一種全新的物理勘查技術。比較其他地球物理探測方式而言,面波探測技術物理清晰度較高,它能夠從不很清晰的地質結構中很好辨認出相對區域,它的應用場地也非常廣闊,不找碴兒環境因素,同時它產生的結果也是十分直接的。這種勘查科技主要是利用物理技術方面的超聲基本原理,來檢測金屬礦物所在信息。當然在出現不良環境狀況時,例如面聲波信號所通過的介質并不一致,這導致了面波聲勘測信息被干涉而分散開來的狀況,不過對于這些狀況它能夠利用良好的分辨率進行解決被干涉的問題,并且最終還可以有效判斷觀測區域面積內是不是存在金屬礦資源。當地面波的測量信號受影響而出現分散現象時,其測量速率也隨之改變。
通過對金屬礦產的勘查技術進行相應的分析,發現當前階段應用的勘查技術存在部分問題。在一定程度上對金屬礦產開采行業的進一步發展產生了影響因此提出以下幾方面建議希望可有效實現金屬礦產的勘查技術現狀的改善。其一便是在對隱伏礦進行勘查時其關鍵點便是對介質進行正確的選擇并提高相應的分析介質的技術。其二便是勘查工作的主體便是對介質進行取樣在該過程中具有較多的和找礦具有關聯的信息因此介質取樣在找礦工作中也具有關鍵作用。在對隱伏礦進行尋找時具有較多的方式并且這些方式具有共性即直接探測礦體的深部針對礦體相態的不同應用相同的措施。從而導致標準缺乏統一性因此無法對礦體進行準確的判斷這就需要對不同礦床異常的模式、特征等研究。其三應對景觀地質條件不同與勘查尺度不同的情況下進行地球化學填圖技術等的研究通過縮小礦區等策略進行找礦從而對金屬礦產進行全局把握其四對勘查地球化學信息進行研究從而實現基礎性的地質問題的有效解決。通過綜合性的信息進行定圈。隨著科學技術水平的不斷是升在一定程度上促進了勘查技術的更新相關人員應對勘查技術進行不斷的完善從而促進勘查技術的進一步發展為勘查工作提供有效措施。
(1)以地質體運動規律為依據。金屬礦產勘查前要認真分析工作區地質、構造、勘查、化探、遙感、測量等已有地質資料和信息,結合礦區實際,并類比相鄰礦區地質礦產情況編制勘查實施方案,對勘查技術要點認真研究,確保勘查工作有序開展。在實際勘查工作過程中需遵循地質體運動規律,認真分析運動規律與礦物元素含量、組合特征、分布特征、成礦專屬性等的關系,進而對礦產資源的富集規律和賦存分布特征加以掌握,使后續勘查、評價工作能夠順利、有序開展。另外,勘查單位要對勘查范圍加以明確,對礦產資源儲量與分布狀況做出推算,使其能夠對研究礦產資源的形成規律給予幫助,促進相關工作的開展[2]。
(2)應用重砂找礦技術。經驗證,重砂找礦技術在金屬礦產勘查中的應用效果非常好,應加大這一找礦方法在礦產勘查中的利用力度!在具體工作過程中要認真分析工作區地表流水特征以及重砂地區水文特點,掌握重砂分布狀況;同時對礦山系統評估,反復比對數據資料,避免數據存在偏差。
(3)借助礫石找礦。礫石找礦法即以地質體風化運移后所形成的礫石為研究對象借以探尋礦產資源的手段和方法。礫石分布受諸多因素影響,尤其是自重、冰川與水等,所以在運用期間,要認真分析數據,提高探尋礦體位置的準確性。實踐過程中,應有效結合地質填圖法與礫石找礦法,根據勘查區地勘狀況進行地質測量。用大比例尺找礦過程中,要系統分析勘查區資料,結合礦區規模及實際布置勘查地點,以準確確定礦產資源具體位置[3]。工作人員要能對儀器設備正確使用,并合理調節相關參數,盡可能發揮設備作用,不斷提高找礦工作質量與效率。
(4)物、化探方法的綜合運用。為了更好開展基礎地質調查和礦產評價工作,一定要注意地質與化探、勘查、遙感等工作手段的密切結合;各種方法和手段相互結合對勘查區系統地開展工作,是礦產勘查與評價取得成效的關鍵,也是開展礦產資源預測與潛力評價不可缺少的程序和方法,更是多年普查找礦的經驗。以化探與勘查找礦成果相互結合再綜合地質、構造、巖漿巖等特征確定找礦靶區,輔以鉆探等山地工程對異常進行驗證,目前來看是探尋深部隱伏礦體的最有效方法[4-9]。但是在具體工作中,化探工作應根據不同的景觀特點布設樣品并選擇合適的采樣介質及其粒級、層位、深度、密度、采樣方式等;采樣結束后,樣品的加工、特別是異常背景值、異常下限等數值的處理和確定均需結合景觀特點反復實驗。勘查工作應注意勘查方法的選擇、測網設計、對異常特征的認識和地質解譯等,要注意對異常數據的甄別,正確進行數據處理和改正,編制圖件,正確表達和表述異常信息。在物化探數據處理過程中,應加強數學地質、計算機等新技術的應用,通過設計數據分析程序、模擬軟件等利用非線性理論、多重分形局部奇異性理論和分析方法、廣義相似理論、多重分形濾波技術、多重分形插值及模糊證據儀綜合信息集成和融合模型等處理方法,從數據中提取挖掘更多更明顯的地質異常信息。同時應考慮不同金屬礦種選擇相應的找礦技術和方法,保證技術手段運用的靈活性,并不斷創新既有技術,提高工作效率和找礦成果,保證金屬礦產資源勘查開發工作的高效發展。
(5)地物化三場異常相互約束技術的運用。金屬礦產是地殼運動的產物,形成條件及環境十分復雜。隨著露頭礦和埋藏較淺資源勘查結束,下步則需由淺層勘查向深層勘查轉化;這就需要創新找礦技術。勘查部分老礦山時一般會選擇地物化三場異常相互約束技術,并與當地實際結合,明確地質構造和礦山存在的關聯[4]。具體工作時先制定調查方案,盡量縮減成本投入,充分應用地球化學金屬分析測試技術,以便提高地勘工作效率。
綜上所述,礦產資源是我國資源產業中一個重要的組成部分,尤其是金屬礦產,其在促進經濟發展和社會進步方面具有重要的作用。由于金屬礦產的開采受地質、環境以及氣候等多方面的影響,所以金屬礦產的開采工作具有一定的難度,為了達到開采金屬礦產的目的,我國大力發展金屬礦產勘查技術。金屬礦產勘查工作要結合金屬礦產勘查工作的實際情況,采取符合金屬礦產勘查的有效方法和技術。