探析地質(zhì)工作中的地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)

韓 亮，唐 玲，楊文昌

（甘肅省地礦局第二勘查院實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000）

地質(zhì)工作的主要工作內(nèi)容是通過合理的使用地質(zhì)學(xué)原理，同時(shí)結(jié)合科學(xué)的地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試來對地質(zhì)開展科學(xué)的探究，從而尋找出各種地質(zhì)的形成的原因及其可能的演化發(fā)展，其主要應(yīng)用的領(lǐng)域包括礦物勘探、地震預(yù)測和古生物演變等[1]。地質(zhì)工作在生活的多個(gè)方面都悄無聲息的發(fā)揮著重要的作用，而地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)就是它最重要的組成部分之一。正是通過使用地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)，所有的地質(zhì)工作才有了可靠的理論依據(jù)，地質(zhì)工作者才能進(jìn)行更深的探索，所以地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的改良與規(guī)范有助于進(jìn)一步推動(dòng)地質(zhì)工作的發(fā)展和人類生產(chǎn)力的解放[2]。故本文結(jié)合了現(xiàn)有的多篇地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)文獻(xiàn)，運(yùn)用自身多年的地質(zhì)工作經(jīng)歷，對當(dāng)前地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的概況和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行整合研究，并綜合探析了這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

1 地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)概況

地質(zhì)工作使人類對地球的物質(zhì)屬性更加了解，地質(zhì)實(shí)驗(yàn)是其中的重環(huán)節(jié)要和基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。地質(zhì)實(shí)驗(yàn)使用多種測試技術(shù)來獲取地質(zhì)資料（如地層的物質(zhì)組成、分布、結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)演化）并驗(yàn)證相關(guān)的地質(zhì)學(xué)理論，藉此人類可以更為有效的組織相關(guān)的地質(zhì)工作，具體測試技術(shù)包括鉆探、地質(zhì)勘探、化學(xué)探礦、地質(zhì)測量、巖礦測試和遙感測試等[3]。通過實(shí)驗(yàn)獲取到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以有效幫助地質(zhì)工作者開展各類地質(zhì)開發(fā)或者地質(zhì)保護(hù)活動(dòng)。借助地質(zhì)試驗(yàn)測試技術(shù)，人類對各項(xiàng)地質(zhì)資源的動(dòng)態(tài)變化更為了解，從而在面對各種資源問題和環(huán)境問題時(shí)（如水源污染問題、能源短缺問題、礦產(chǎn)分布及儲(chǔ)量、森林開發(fā)過度問題等）可以拿出更好的解決方法[4]。

談到地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)，我們需要了解其工作原理。地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試的本質(zhì)是借助物理實(shí)驗(yàn)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)來確定某地地質(zhì)的各項(xiàng)物質(zhì)屬性（例如某種礦物的分布、組成和物理結(jié)構(gòu)等），然后結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)建立出一段時(shí)間內(nèi)的地質(zhì)靜態(tài)模型或者地質(zhì)動(dòng)態(tài)演變模型[5]。借助這些模型，地質(zhì)工作者對被測試地的地層的物質(zhì)組成、礦物分布及儲(chǔ)量、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水域?qū)傩圆拍苡懈逦途唧w的了解，從而為后續(xù)地質(zhì)工作的開展打下良好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我國國土遼闊，地貌多變，地質(zhì)復(fù)雜，這樣的條件既是我國地質(zhì)工作者的挑戰(zhàn)，也是我國地質(zhì)工作者一展身手的絕佳舞臺(tái)。正是中國眾多地質(zhì)工作者經(jīng)年累月、幾十年如一日的艱苦奮斗，才使得我國對國內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境愈來愈清晰明了，他們的熱情還促進(jìn)了我國地質(zhì)試驗(yàn)測試技術(shù)的巨大的發(fā)展，為整個(gè)世界地質(zhì)工作的開展提供了豐富的理論依據(jù)和實(shí)踐資料。

2 地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)在實(shí)際地質(zhì)工作中的應(yīng)用

2.1 地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)在地質(zhì)勘查中的作用

地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試是進(jìn)行地質(zhì)勘探的核心手段，對地質(zhì)勘探工作有著不可替代的作用。地質(zhì)勘探通過一系列的地質(zhì)勘探方法來對被勘探地的地理屬性進(jìn)行全方位的勘察與探測，從而確定出被檢測地區(qū)地層中的礦物、水域以及地貌等的各項(xiàng)具體數(shù)據(jù)，包括了相應(yīng)物質(zhì)的分布、走勢或者儲(chǔ)量等。地質(zhì)勘探中的地址實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)所使用的方法和手段包括過重力勘探，磁力勘探，電氣勘探，地震勘探，放射性勘探，航天勘探，海洋勘探和井中物探等，其中地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試通過使用高倍率放大分析儀來觀察并探析地質(zhì)樣本的物理構(gòu)成、化學(xué)特征等。通過科學(xué)的使用這些方法，地質(zhì)勘探工作者能夠探明在礦物普查中所找出的有開采價(jià)值的礦床中各類礦物的儲(chǔ)量、分布等地質(zhì)數(shù)據(jù)，從而指導(dǎo)施工單位科學(xué)合理、高效有序的修建礦山、開發(fā)礦產(chǎn)。

2.2 地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)在化學(xué)探礦中的作用

在地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中使用化學(xué)的手段和方法來探究并分析地質(zhì)樣本的一系列性質(zhì)進(jìn)而指導(dǎo)后續(xù)礦物開發(fā)流程的過程，即為化學(xué)探礦。常見的地質(zhì)樣本是被勘察區(qū)域內(nèi)的土壤、巖石或者化石等。在實(shí)踐中地質(zhì)測試工作者一般會(huì)對下列指標(biāo)進(jìn)行地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試：礦物元素的純度、儲(chǔ)量以及分布特征，礦物元素的分散以及放射性和整個(gè)礦床的化學(xué)分散暈?？紤]到所選取的地址樣本的化學(xué)元素可能會(huì)發(fā)生的變化，在進(jìn)行地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試時(shí)需要注意對實(shí)驗(yàn)時(shí)間點(diǎn)的選取，還需要選擇可以快速開展的測試方法，這樣才能保證地址實(shí)驗(yàn)測試的結(jié)果是有效的，也才能真正的幫助到礦產(chǎn)開發(fā)。

2.3 地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)在巖礦測試中的作用

對巖石礦物的測試稱為巖礦測試，它主要使用礦物學(xué)原理和手段來研究巖石、礦物的種類和特點(diǎn)，提高巖礦的開采效率、降低巖礦的加工成本，從而整體提高經(jīng)濟(jì)效益。在巖礦測試中使用地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)，能夠使得測試的結(jié)果更準(zhǔn)確可靠，能夠幫助地質(zhì)測試工作人員更好的建立地質(zhì)開發(fā)模型，最終實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資源的高效開采和加工。地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)一般以多種實(shí)驗(yàn)設(shè)備為輔助手段來分析地質(zhì)樣本，確定礦物的物理結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、分布規(guī)律和大致儲(chǔ)量，用以指導(dǎo)隨后的礦物開采及加工操作。但是在實(shí)際的操作中，因?yàn)榈刭|(zhì)樣本的多樣性和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的專一性，致使在對待不同的樣本時(shí)需要使用不同的設(shè)備和相應(yīng)的操作方法，因而對地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試者自身的專業(yè)素質(zhì)要求較高。

2.4 地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)在礦物普查中的作用

中國是一個(gè)礦物資源豐富，同時(shí)能源需求旺盛的大國。為了更好的滿足能源需求，地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)被廣泛地被應(yīng)用于進(jìn)行礦產(chǎn)資源的預(yù)檢和探索。國家非常重視各類能源物質(zhì)的開發(fā)和利用。然而，由于中國廣闊的區(qū)域和復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，因此對地質(zhì)實(shí)驗(yàn)和測試技術(shù)的專業(yè)要求較高。然而，中國有較多的非法開采的小礦產(chǎn)企業(yè)，自身設(shè)備安全性和環(huán)保型都沒有保障，在采礦之前不會(huì)利用地質(zhì)實(shí)驗(yàn)檢測技術(shù)進(jìn)行研究地質(zhì)特征，盲目的暴力開采，不僅降低了礦產(chǎn)資源的利用率，而且還對采礦業(yè)工作人員的生命安全造成了極大的潛在威脅。

因此，不僅要提高地質(zhì)實(shí)驗(yàn)檢測技術(shù)在中國地質(zhì)工作中的應(yīng)用，還要提高實(shí)驗(yàn)檢測技術(shù)在礦產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍，最重要的是提高礦山企業(yè)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用。政府應(yīng)該建立規(guī)范的區(qū)域礦產(chǎn)開采前地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)，通過地質(zhì)實(shí)驗(yàn)和檢測技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查和區(qū)域礦產(chǎn)資源分析，科學(xué)有效地開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，降低采礦風(fēng)險(xiǎn)和成本，以確保采礦工人的安全。

3 地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的發(fā)展

我國地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的發(fā)展水平總體來說是不斷上升的，以新中國成立以來不同時(shí)間點(diǎn)我國地質(zhì)勘查中鉆探的平均深度為例，由圖中數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算可知，從1950年到2010年，鉆孔的平均鉆探深度為269 m，隨著時(shí)間的推移，中國礦產(chǎn)地質(zhì)勘探的鉆探深度不斷增加，總體呈增長狀態(tài)。這與對深處礦產(chǎn)資源的勘探需求不斷增加直接相關(guān)，同時(shí)地質(zhì)鉆探設(shè)備的質(zhì)量越來越好也是重要的影響因素。二十世紀(jì)七十年代、21世紀(jì)初和21世紀(jì)頭十年的平均鉆探深度都比平均水平高。在2010年達(dá)到最深，為360.23m，經(jīng)分析，這與最近幾年我國大力開展深部地質(zhì)找礦有直接關(guān)系。2000年地質(zhì)鉆探平均深度次之。二十世紀(jì)九十年代的平均鉆探深度比較低，為198.83m，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)我國地質(zhì)勘探業(yè)步入了發(fā)展的低谷期。

圖1 不同年代我國礦產(chǎn)地質(zhì)勘查平均鉆探深度

總之，對于我國地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的發(fā)展趨勢來說，是先增多后減少、再增多再減少，呈現(xiàn)周期性規(guī)律，總體是逐步上升的，這也和我國地質(zhì)勘探發(fā)展形勢以及我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r基本一致，20世紀(jì)90年代是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展低谷期，所以地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的發(fā)展速度也放緩；地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的發(fā)展主要集中在20世紀(jì)70年代和21世紀(jì)頭十年，這段時(shí)間我國對礦產(chǎn)的需求保持增長的趨勢，國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)形勢也是總體上升趨勢。所以我國地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的發(fā)展與我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展走勢是一致的。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國地質(zhì)檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，地質(zhì)工作成果越來越高，經(jīng)驗(yàn)越來越豐富。今天，地質(zhì)勘探者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種礦產(chǎn)資源，對它們的儲(chǔ)量有了更好的了解。本文的主要研究內(nèi)容是地質(zhì)測試技術(shù)的原理和應(yīng)用。地質(zhì)實(shí)驗(yàn)檢測技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘探、化學(xué)勘探和巖石礦石檢測，實(shí)現(xiàn)對巖石礦物的理化成分、元素結(jié)構(gòu)和形態(tài)的采集和分析。分類與分類的綜合功能為礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用提供了更加科學(xué)有效的數(shù)據(jù)信息，為地質(zhì)工作研究提供了有力的幫助。