地質(zhì)找礦中多種地質(zhì)找礦技術(shù)的運(yùn)用研究

余國青

（江西有色地質(zhì)勘查二隊(duì)，江西 贛州 341000）

地質(zhì)礦產(chǎn)資源是我國多種工程項(xiàng)目的重要組成部分，其找礦技術(shù)水平直接影響著我國工業(yè)行業(yè)的發(fā)展速度。現(xiàn)階段，我國礦產(chǎn)資源已經(jīng)面臨枯竭，為有效解決這一問題，一方面，要尋找新的資源替代方案，另一方面，要革新地質(zhì)找礦技術(shù)。不僅要全面了解礦物地質(zhì)情況，還要明白礦物的發(fā)展規(guī)律，通過勘探確保資源的合理利用，并根據(jù)礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀規(guī)劃出可利用礦產(chǎn)資源。基于此，本文對相關(guān)內(nèi)容展開探究具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 地質(zhì)找礦工作重要性

在工業(yè)化高速發(fā)展時(shí)代，地質(zhì)礦產(chǎn)資源成為了人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦栀Y源，也是完成工業(yè)革命的基礎(chǔ)。伴隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，對于地質(zhì)礦產(chǎn)資源的開采優(yōu)化也被提上日程，我國地廣物博，作為世界主要礦產(chǎn)資源儲備中心，其儲備總量占世界20%以上，在國際交易市場中占據(jù)著重要地位。傳統(tǒng)地質(zhì)礦產(chǎn)資源開采工作中，僅是在主礦脈附近進(jìn)行作業(yè)，缺少周圍地區(qū)的地質(zhì)礦產(chǎn)資源探測，以及對深度較高地區(qū)資源的探索工藝限制，沒有發(fā)揮地質(zhì)礦產(chǎn)資源儲備的最大價(jià)值，造成資源浪費(fèi)。因此，強(qiáng)化地質(zhì)找礦技術(shù)水平，挖掘更多稀有地質(zhì)礦產(chǎn)資源，切實(shí)提高地質(zhì)找礦效率，以及地質(zhì)找礦的精準(zhǔn)性，變得尤為重要。探究地質(zhì)礦產(chǎn)資源特征及成礦規(guī)律，能夠發(fā)揮現(xiàn)代找礦開采技術(shù)的高效性，推動我國地質(zhì)資

圖1 地質(zhì)找礦作業(yè)現(xiàn)場

源優(yōu)勢向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的轉(zhuǎn)換。針對找礦工作人員，要全面掌握找礦工作技術(shù)要點(diǎn)，保證找礦技術(shù)的有效應(yīng)用，滿足社會工業(yè)化發(fā)展的資源需求，如圖1 所示。在勘查技術(shù)和開采技術(shù)不斷革新的時(shí)代，地質(zhì)找礦將會起到關(guān)鍵性作用，為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量

[1]

。

2 我國地質(zhì)礦產(chǎn)資源形成過程

在中晚侏羅世到早白堊世時(shí)期，地球大陸收縮運(yùn)動及太平洋兩大板塊之間的相互作用，形成了強(qiáng)烈的陸內(nèi)活化造山。其發(fā)源地恰好位于我國境內(nèi)，并形成了地域性成礦，即燕山早期，并隨著時(shí)間的推移，形成了長江中下游地區(qū)的晚期時(shí)空演化格局。而隆起、坳陷是地質(zhì)礦產(chǎn)資源的重要構(gòu)造樣式，其主要出現(xiàn)在山體隆起部分，并匯集成地質(zhì)礦產(chǎn)成礦帶，在其鄰側(cè)地區(qū)有I 型欽杭組合侵入巖，構(gòu)建成Mo 型、Cu 型礦床，而礦床復(fù)合還會形成蝕變花崗巖型地質(zhì)資源。此外，因板塊斷裂而出現(xiàn)的陸內(nèi)造山形變，也是我國地質(zhì)礦產(chǎn)資源的主要形成機(jī)制，涉及到礦床定帶、定位、容礦構(gòu)造，通過復(fù)合、歸并前期構(gòu)造，構(gòu)建礦產(chǎn)資源分布的主導(dǎo)性斷裂網(wǎng)絡(luò)。我國位于燕山大陸活化造山時(shí)期地殼重熔造漿，由于其中礦物質(zhì)元素經(jīng)常伴隨S 型或I 型欽杭組合花崗質(zhì)侵入體，導(dǎo)致金屬元素聚集形成了大面積礦床。其中，有利的地層、巖石層以及巖性組合是形成礦產(chǎn)資源的主要原因，它能夠促進(jìn)礦液進(jìn)行流動、充填、沉淀，從而實(shí)現(xiàn)金屬元素匯集。而我國的地質(zhì)巖性組合，85%以上的小型礦產(chǎn)集中于新元古界的變質(zhì)基底巖系中，50%以上的大型礦產(chǎn)集中于早古生代變質(zhì)地層中，其巖性特質(zhì)為淺變質(zhì)碎屑巖類。這種淺變質(zhì)碎屑巖類能夠促進(jìn)剪張裂隙群的形成，為地質(zhì)礦產(chǎn)資源的形成構(gòu)建屏蔽環(huán)境，且碳酸鹽巖和含鈣砂頁巖也能夠?qū)Φ刭|(zhì)熱液進(jìn)行滲濾，形成交代型礦產(chǎn)資源。

以鎢礦地質(zhì)資源礦產(chǎn)形成特征為例，在其形成鎢礦時(shí)，其主體巖石為黑云母花崗巖，并隨著時(shí)間的推移，不斷受到侵入。具體演變規(guī)律為：最開始的黑云母花崗巖，經(jīng)過二云母花崗巖，再到白云母花崗巖，最終形成花崗斑巖，其中分異演化的晚期補(bǔ)充侵入體與鎢礦成礦關(guān)系密切。剛成礦的礦巖體形態(tài)較小，面積多為10 平方米以下，但部分存在頂部小突起，經(jīng)過長時(shí)間的鎢元素匯集成小型巖株。這些小型巖株受到熱變質(zhì)及蝕變作用的反應(yīng)較為強(qiáng)烈，且容易受到云英巖化、黃玉化、電氣石化等巖石層的蝕變作用，長時(shí)間的蝕變匯聚了大量鎢元素，從而形成了鎢礦。

3 地質(zhì)找礦中多種地質(zhì)找礦技術(shù)的運(yùn)用探討

為了充分發(fā)揮地質(zhì)找礦技術(shù)的作用，實(shí)踐中應(yīng)結(jié)合具體的情況，選擇針對性的技術(shù)，以此保證找礦效率與成果，下文對幾種常見的技術(shù)展開論述，具體內(nèi)容如下：

3.1 RS 技術(shù)

在進(jìn)行地質(zhì)找礦工作時(shí)，遙感技術(shù)，即RS 技術(shù)，也是常見的技術(shù)手段之一，如圖2 所示，其通過信息化手段，能夠?qū)崿F(xiàn)找礦信息的全方位定位，對找礦工作實(shí)現(xiàn)優(yōu)化落實(shí)。人們常用區(qū)別于原始的“標(biāo)準(zhǔn)度”與“分辨率”進(jìn)行信號觀察，一般來說，信號傳遞過程中是較為平穩(wěn)的，但在細(xì)節(jié)處的不連續(xù)性表現(xiàn)的也比較明顯，這種分辨率的特殊化是遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號傳遞的基本特征。利用遙感進(jìn)行地質(zhì)找礦不僅需要看到整體信號的情況，又要分辨出隱藏于信號中的細(xì)節(jié)，并且可以通過將函數(shù)持續(xù)時(shí)間縮短，來保障整體信號強(qiáng)度的連續(xù)性；同時(shí)設(shè)立一定持續(xù)時(shí)間較長的特殊信號，來實(shí)現(xiàn)不同分辨率的地質(zhì)找礦應(yīng)用。這種通過構(gòu)造持續(xù)時(shí)間很短的高頻基函數(shù)和持續(xù)時(shí)間很長低頻基函數(shù)，能夠有效發(fā)揮遙感技術(shù)在信號傳遞中的作用，并且作為一種多尺度的信號交流方式，其將不同時(shí)間尺度的正交分量疊加，允許人們對該信號進(jìn)行分解處理[2]。

圖2 遙感技術(shù)在礦產(chǎn)資源開發(fā)中的應(yīng)用

通過對遙感技術(shù)的定義分析可知，在常規(guī)型號被處理分化為多個(gè)分辨率信號后，各離散信號代表了不同的原始信號強(qiáng)度，并且這些信號還伴隨著一定的峰狀信號點(diǎn)，結(jié)合攝取圖像完成數(shù)字化處理，方便進(jìn)行找礦方向及找礦目標(biāo)分析，從而實(shí)現(xiàn)更為理想的找礦效果。在遙感技術(shù)的支持下，將這些頻率峰值進(jìn)行計(jì)算，區(qū)別于高分辨信號成分，實(shí)現(xiàn)對信號的優(yōu)化處理。而對于顏色重疊的色譜峰，究其根本其實(shí)就是不同成分色譜信號的疊加組成，其相較于普通型號而言，存在更多元化的信號變化方式。在利用遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)找礦信號處理時(shí)，能夠?qū)⑿盘栔械母哳l部分進(jìn)行提取，并使其脫離重疊狀態(tài)，分量進(jìn)行信號解析。遙感技術(shù)多組重疊信號解析普遍為三個(gè)環(huán)節(jié)，其一，通過信息變換的方式，將多組信號進(jìn)行解析，使其成為離散逼近C(j)和離散細(xì)節(jié)D(j)；其二，在所有D(j)項(xiàng)目中，分別選取其中分辨率較高的離散細(xì)節(jié)D(k)；其三，保證這個(gè)D(k)的倍數(shù)要高于1，且重組后其分辨率信號較高，能夠直接應(yīng)用于D(k)的地質(zhì)找礦項(xiàng)目信號研究。

3.2 存儲式找礦技術(shù)

在我國工業(yè)技術(shù)水平不斷發(fā)展的背景下，利用電子設(shè)備進(jìn)行地質(zhì)找礦工作模式也逐漸被人們研究出來。而存儲式找礦技術(shù)，是在電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用發(fā)展的時(shí)代背景下，用于完善地質(zhì)找礦工作的測量方法。實(shí)際探測環(huán)節(jié)，在重力的作用下將探測儀器入到井中，并進(jìn)行礦產(chǎn)儲存情況勘探。但隨著地下環(huán)境角度不斷增大，探測儀器的自身重力難以克服摩擦阻力，需要一定的配套裝置或技術(shù)進(jìn)行輔助工作，保證地質(zhì)找礦工作完成。存儲式找礦技術(shù)能夠在無電纜控制的條件下，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境中的自動記錄功能，完成自動化地質(zhì)找礦作業(yè)。其操作原理是將地質(zhì)探測儀器與鉆桿進(jìn)行連接，并通過鉆桿將探測儀器推送到地質(zhì)礦產(chǎn)資源區(qū)域，保證整個(gè)儀器的電能供應(yīng)，從而完成測地質(zhì)找礦工作。整個(gè)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)都會被記錄儲存起來，在設(shè)備探測完成后可以根據(jù)里面的數(shù)據(jù)信息記錄，進(jìn)行相應(yīng)的處理，從而得到自然伽馬、套管接箍、聲波波列變密度曲線圖等重要指標(biāo)內(nèi)容，完成地質(zhì)找礦作業(yè)。

3.3 物探及化探技術(shù)

地質(zhì)找礦工作還可以借助物探技術(shù)或是化探技術(shù)進(jìn)行處理，與常規(guī)地質(zhì)找礦技術(shù)相比，其探測手段靈活多樣，主要借助重力、地磁感應(yīng)、放射性技術(shù)等原理，對地質(zhì)礦產(chǎn)資源的信號反射進(jìn)行回收，并分析地質(zhì)礦產(chǎn)情況，在金屬或非金屬資源勘探工作中，都有著良好表現(xiàn)。由于有效信號和隨機(jī)噪聲在不同尺度上進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源信號分解時(shí)存在著不同的傳遞特性和表現(xiàn)特征，利用超聲波的反射原理實(shí)現(xiàn)對地下資源情況進(jìn)行探測，地上發(fā)射的超聲信號在接觸到地下信息后會發(fā)射回來，經(jīng)過信息變換的處理將聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號，工作人員再通過對電信號的分析了解地質(zhì)礦產(chǎn)資源實(shí)際情況。首先，將探測波發(fā)送出去后，通過對不同信號的優(yōu)化分析，確定其適合的基小波，并構(gòu)造相應(yīng)的優(yōu)化分解層次；其次，Daubechies 探測波的重要特質(zhì)就是其不僅是連續(xù)和正交的信號類型，更是支集最小的信號狀態(tài)，因此在進(jìn)行相應(yīng)的油井探測噪聲分解時(shí)，需要利用分解與重構(gòu)算法進(jìn)行計(jì)算；再次，為保證整體信號不發(fā)生變化，在探測波變換過程中要保留所有的低頻系數(shù)，也就是將不同噪音層對應(yīng)下的波長系數(shù)與相應(yīng)的閾值λ 進(jìn)行比較，獲得該點(diǎn)與閾值的差最后，完成最后的逆探測波變換，得到最底層信號后，經(jīng)過各層高頻處理，完成逆探測波變換重構(gòu)，并恢復(fù)探測變換處理中的真實(shí)信號[3]。

4 結(jié)論

綜上，就當(dāng)下發(fā)展情況而言，無論是哪種地質(zhì)礦產(chǎn)資源找礦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全方位的可持續(xù)作業(yè)，都是其未來發(fā)展的主要方向與目標(biāo)之一。針對我國地質(zhì)礦產(chǎn)資源特征及成礦規(guī)律，采用多種地質(zhì)找礦技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)找礦，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化資源開采，從而提高地質(zhì)找礦開采工程的自動化程度，有效發(fā)揮我國地質(zhì)礦產(chǎn)資源優(yōu)勢。相信，在先進(jìn)技術(shù)的支持下，找礦工作成效將更加顯著。