廖志強,文永華,李安邦(湖北省核工業地質調查院,湖北孝感432000)
復雜地質地貌條件下的地質勘查技術應用
廖志強,文永華,李安邦(湖北省核工業地質調查院,湖北孝感432000)
我國地域比較寬廣,物產相對比較豐富,但大多數礦產分布于地質地貌較復雜的區域,因而給礦產勘查工作帶來了一定的困難。本文介紹了幾種常用的地質勘查技術,探討了礦產勘查工作的技術方法,綜合分析比較了各種勘查技術在復雜地質地貌條件下的合理運用,以便更好的提高復雜地質地貌條件下礦產地質勘查工作效率。
復雜地質地貌;地質勘查;技術
我國地域遼闊,地理跨越幅度大,因此地質和地貌條件復雜。如果要充分開展地質勘查工作,必須以當地的地質地貌為基礎,比較討論各種勘查技術的優勢,對于不同的地質地貌需要使用不同的地質勘查技術并合理應用。
礦產勘查時為了研究礦床的地質構造,揭露、追索和圈定礦體,查明礦產的質與量,以及了解礦床的開采技術條件,就要采用各種工程手段和技術方法。現代地質勘查的技術方法主要有地質測量、地球物理測量、地球化學測量、遙感測量、探礦工程等。
1.1 地質測量
地質測量是地質勘查工作中最常用的一種工作手段,其工作重點主要在于尋找礦產資源信息,研究預測地層、構造、巖漿巖、變質作用等因素與成礦作用的關系,總結礦化富集規律與找礦標志。它是其他各項地質工作布暑的基礎與前提。
1.2 地球物理測量
它是以各種巖石和礦石的磁性、放射性、密度、電性等物理性質的差異為研究基礎,用不同的物理方法和物探儀器,探測天然地球物理場的變化,發現物探異常,通過解釋評價物探異常而進行找礦的方法。地球物理測量的主要方法有磁法測量、放射性測量、重力測量、電法測量、地震測量等。
(1)磁法測量,由于自然界的巖石和礦石具有不同磁性,它使地球磁場在局部地區發生變化,產生各不相同的磁場,出現地磁異常。利用儀器發現和研究這些磁異常,進而尋找磁性礦體和研究地質構造的方法。
(2)放射性測量它是根據放射性射線的物理性質,利用專門的儀器、設備,如輻射儀、射氣儀等,通過測量放射性元素的射線強度或射線濃度來尋找放射性元素礦床以及與放射性元素共伴生的其它礦床的一種物探方法。
(3)重力測量是利用組成地殼的各種巖體、礦體的密度差異所引起的重力變化而進行地質勘探的一種方法。
(4)電法測量是根據巖石和礦石導電性、電化學活動性、導磁性等電性差異來找礦和研究地質構造的一種方法。
(5)地震測量它是利用人工激發的地震波在不同的地層分界面就會產生反射波或折射波,在地面用專門的儀器設備接收反射性號,再由儀器計算處理,判斷地層的巖性,準確地測定界面的深度和形態,地震測量是石油、煤田勘探最常用的物探方法。
1.3 地球化學測量
它是以地球化學理論為基礎,從各種天然物質中系統地采集樣品,分析測試某些地球化學元素的特征數值,對獲得的數據進行處理,發現地球化學異常,通過對地球化學異常的解釋評價而進行找礦的方法。常用的地球化學測量方法有水系沉積物地球化學測量、土壤地球化學測量、巖石地球化學測量等。
(1)水系沉積物地球化學測量。通過系統地采集地表水系中的沉積物質的樣品,測定元素含量或其他地球化學特征,以發現與礦化有關的異常,并進而尋找礦床的方法。
(2)土壤地球化學測量。這種方法是系統地測量土壤及各種風化產物中的礦物元素含量或其他地球化學特征,發現與礦化有關的各類次生異常,并進而尋找礦床。
(3)巖石地球化學測量。這種方法是系統地采集巖石樣品,分析其中的礦物元素含量,以發現與礦化有關的各類原生異常,并進而尋找礦床。
1.4 遙感測量
遙感測量是一種新興的綜合性探測技術。它通過遙感平臺上裝置的傳感器,遠距離接受目標反射或發射的各種不同波段的電磁波信息,經過對這些信息的處理和解譯,達到對遠距離目標的探測和識別的目的。遙感可分為可見光和反射紅外線遙感、熱紅外遙感和微波遙感三類。
1.5 探礦工程
槽探、鉆探、坑探是探工類技術中比較重要的三種手段工作方法。
(1)槽探它是在地表挖掘的一種槽形工程,主要揭露近地表覆蓋層下3m以內的基巖地層、地質界線、構造、礦化體,了解地層、構造、礦體的特征和延伸情況以及礦體與圍巖、構造的關系。
(2)鉆探工程是深部找礦的主要勘查手段,通過鉆探機械向地下鉆進鉆孔,從中獲取巖芯、礦芯,了解深部地質構造及礦體的賦存變化規律。
(3)坑探工程是按一定的規格從地表向礦體內部掘進通道,主要揭露追索深部礦體賦存狀態,了解礦石組分及品位,詳細觀察礦體與圍巖、構造的接觸關系。
我國地域遼闊,地理跨越幅度大,因此地質和地貌條件復雜。地質勘查作為一項比較復雜的工程,對技術水平要求相對來說比較高,所以地質勘查技術是一項復雜的技術,對于不同的地質地貌需要使用不同的地質勘查技術并合理應用。
2.1 遙感地質測量
遙感地質測量是綜合應用現代的遙感技術來研究地質規律,進行地質調查和資源勘查的一種方法。它是從宏觀的角度,著眼于由空中取得的地質信息,即以各種地質體和某些地質現象對電磁波輻射的反應作為基本依據,綜合其他地質資料,以分析判斷一定地區內的地質構造和礦產情況。它具有調查面積大、速度快、成本低、不受地面條件限制等優點。目前發展應用于地質測量、發現及研究與礦產有關的地質構造現象。 幫助確定重點勘查工作區、參照地形標定工作路線、部署地球化學或地球化學測線位置,是指導勘查設計較理想的基礎資料。
2.2 航空物探測量
在復雜地質地貌條件下普通的物探測量工作的應用受到一定的限制,但航空物探測量技術在復雜地質地貌條件下就有較大的優勢,由于其測量設施安置在航空設備上,測量距地表有一定高度,不受地形地貌的影響,而且通過技術手段,能過濾一些環境物探場的影響,是確定異常體的大致性質、規模、位置,是復雜地形地質地貌條件下較理想的一種物探測量方法。
2.3 地球化學測量
在地形地貌復雜,區域范圍內地質資料缺乏的情況下,采用地球化學測量方法,通過采集巖石、土壤、河流沉積物、植被以及水等介質,分析化學靶元素和探途元素,查明靶元素和探途元素異常分布,圈定次生暈和原生暈進而圈定出有利于礦床賦存的異常區,縮小找礦區域,是礦產勘查中一種有效的勘查方法。
地球化學測量除用于地質找礦之外,現已有效的應用于環境地質、農業地質、污染監測等多方面。
2.4 探礦工程
在地形切割強烈,地質條件復雜的地區,探礦工程最有效的方法就是鉆探和坑探。
鉆探主要用于探明深部地質和礦體厚度、礦石質量、結構、構造情況。鉆探具有速度快,工作周期短的特點。
經過數十年的努力我國鉆探技術進展很快。巖芯鉆探已推廣了繩索取芯金剛石鉆探,并朝著多種鉆探工藝配合的方向發展。沖擊回轉鉆探、定向鉆探、反循環鉆探、坑道鉆探、復雜巖層鉆進技術等都取得了成效。鉆探技術已廣泛用于陸地區調與普查、能源與固體礦產、地熱勘查,建筑基礎勘察;水域里的濱海鉆探、深海鉆探和極地鉆探等,以及地下坑道中鉆探等。
坑探工程可以直接揭露到礦體,能直觀的、詳細的揭示礦體的形態與變化。但有工作周期長,勘查成本較高,復雜地質條件下安全保障措施要求高的特點。
綜上所述,在復雜地質地貌條件下,遙感地質測量、航空物探測量是現代地質勘查優先考慮的先進的技術方法,地球化學測量是進一步縮小找礦靶區的補充手段,探礦工程是圈定礦體,查明礦石質與量,評價礦床經濟價值的最終手段。
勘查實踐證明,目前所使用地質勘查技術,并不是單一的,無論那種技術多么好,它必須應用于適合的環境才有效,應用勘查技術獲得的信息還必須結合實際地質環境進行解釋。因此,地質勘查工作必須熟悉每一種勘查技術,以便對其經濟有效性進行充分的評價。
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P624
A
2095-2066(2016)36-0103-02
2016-12-10
廖志強(1965-),男,高級工程師,本科,主要從事礦產地質勘查工作。