深部地質礦產勘查及找礦技術研究

張書仁，黃朝陽

（1.崇義縣自然資源局，江西 贛州 341300；2.江西省贛州市自然資源局，江西 贛州 341000）

目前所開采礦山資源已無法滿足當下工業生產與生活需求，因此，礦產開采工作需要向礦山深部進行。在深部地質礦產開發與利用中，主要憑借已有經驗進行深部礦產預測，但由于缺乏深部找礦實際地質信息，無法對深部礦區構造演化歷程作出準確的預測和判斷。當前深部地質勘查及找礦多采用深部鉆探方式，雖然能夠為找礦提供關鍵信息，但其成本較高，對深部礦產預測能力產生一定制約。在礦產資源開發中，已經產生了多種礦床學及找礦預測理論，但各項理論在不同礦區及不同類型礦產勘查中效果也不同，每種方法都存在自身的優勢和局限性。深部地質礦產勘查中，找礦技術同樣受到礦山環境因素、人為因素等多方面影響，一些以往礦床開采中所產生的尾礦、污水等也會對深部找礦造成干擾。傳統礦產開采對環境的嚴重污染，使人們對礦產勘查及開采產生抵觸情緒，同樣也影響了深部地質礦產的開采工作開展。為此，在深部地質礦產勘查及找礦技術當中，通過分析深部地質礦產勘查實際內容，根據不同找礦技術特點將其應用于不同實際找礦工作，從而達到最佳深部礦產地質勘查效果。

1 深部地質礦產勘查

在深部地質礦產勘查中，可能需要尋找含有礦產資源的危險礦山。因此，利用現有勘查及找礦技術對深部地質礦產進行勘查與調查，從而了解到深部礦床開采的進程與結果，制定完善的礦產開采計劃，做到科學合理的礦產資源開采。深部礦產資源開采中，需要掌握并利用好礦產資源分布結構與特點，對開采工作及計劃作出合理的規劃。保證高質量、高效率的礦產勘查工作前提下，以最低經濟成本獲取最大的利益[1]。

一些地區礦產資源豐富，對深部礦區需要根據需求做出針對性開采。在深部礦產開發過程中，通過合理運用勘查技術來預測礦床結構具體情況，并結合實際礦產開采需求制定開采計劃。開采計劃需要對礦產資源合理開發的同時，保證周圍地區的經濟、生態可持續發展。在開采過程中，由于礦產資源種類并不是單一的，大多存在伴生礦狀態。想要做到合理的資源開發與利用需要根據相關技術特點，加強對伴生礦的開發與利用。同時在考慮到以往深部地質礦產勘查中對尾礦利用率較低的問題，在勘查過程中應結合實際情況與礦產開發規范，對尾礦作出科學合理的利用，從而提高礦產綜合開發利用率。

在礦產資源勘查結束后，部分礦山企業未嚴格按照相關規定關閉礦產，會引發一系列的生態環境問題。對深部地質礦產勘查產生一定影響，因此需要根據礦床周圍環境制定相應勘查方案，其主要流程如圖1 所示：

圖1 深部地質礦產勘查生產流程

深部地質礦產勘查過程中，受到地質環境影響，礦產分布、種類及存儲量都存在很大差異。因此，深部地質勘查應結合礦區實際情況，合理分配相關布局，確保資源開發與當地經濟的協調發展。在開采前，采用科學合理的方式作出規劃統籌，避免資源浪費問題。在具體規劃方案中，結合礦區地質特征與地區規定，判定當地未來發展趨勢，作出合理安排。針對如今淺部礦產資源越來越少的情況，深部地質礦產開采需要對找礦技術及時更新，結合先進信息技術做到更加精準的地質勘查與找礦。并依據相關法律法規與政策要求，調動各方勘查找礦工作積極性，促進深部地質勘查與找礦工作水平的提高[2]。

2 深部地質找礦技術

2.1 反向循環式連續取樣鉆探技術

反向循環式連續取樣鉆探技術工作原理是將壓縮后的空氣作為介質，利用介質對巖石的沖擊性，通過鉆桿的沖擊作用對目標礦床區域巖石進行勘查，巖石碎屑在沖擊下隨著氣流上升到礦上表層部位。勘查人員通過收集這些碎屑樣品，從而進行有目的的分析和檢測。根據對礦產樣品分析，能夠得到樣品厚度、深度、種類、礦物存儲量等相關信息。與其他勘查技術相比，反向循環式連續取樣鉆探技術的應用效果更為理想。反向循環式取樣鉆探技術能夠探測到更深處、更高處的礦產，在節約開采成本的同時，達到開采利益最大化。以往反向循環式連續取樣鉆探技術在使用過程中雖然會存在一定阻礙，但在技術不斷創新的支撐下，使其能有效提高勘查效率。這一技術在實際中已經得到普遍應用，且有著較好的利用效果，但受到使用成本影響，導致增加勘查成本。

表1 成礦預測方法

2.2 高精度受控定向鉆探技術

高精度受控定向鉆探技術應用原理是在確定鉆探軌道后，使鉆孔按照預定軌道行駛。通過鉆探在一個主孔內鉆入多個分孔。在深部地質礦產勘查中，如果勘查目標位置遇到斜坡陡壁，則普通鉆孔方式由于鉆孔難度較大，無法完成勘查任務，只能選擇高精度受控定向鉆探技術完成鉆探任務。高精度受控定向鉆探技術不僅能夠精確定位目標鉆孔位置，且施工方便、鉆探工作量較少，同時也有效地降低了鉆孔內事故的發生概率。但由于目前深部地質勘查中地質巖心較小，因此這一鉆探技術并未能受到應用及重視[3]。

2.3 低電頻技術

低電頻技術主要利用電磁感應對深部地質礦產資源做出勘查，將采集的數據通過Praser 濾波器進行處理與分析，從而判斷目標勘查區域是否存在礦產。低電頻技術主要對礦體賦存、控礦規律圈定掩蓋區做出判斷與分析。但低電頻技術在使用過程中會受到信號頻率與信號源的影響，在不同電磁頻率或不同時段電磁波強度下探測信號會存在不同結果。當應用低電頻技術進行深部地質礦產勘查時，需要注意這兩種因素對勘查結果的影響。如果無法及時解決勘查中電磁波帶來的影響，所得到的結果會受到較強影響，從而出現嚴重偏差。因此，在使用該技術時，需要選擇具有較強電磁場的時間來完成深部地質礦產勘查技術，從而提高勘查結果的準確性。

2.4 定位感應勘查技術

定位感應勘查技術通過遙感裝置完成對深部礦床地形、水層、地質等分布的精準感應與反應，并對目標礦床中的礦產資源做出精準分析與處理。通過定位感應勘查技術對深部礦床中的礦產資源進行分析，根據勘查結果制定相應開采方案，從而幫助勘查人員能夠更快找到礦產資源，縮短勘查與找礦時間。礦產開采公司借助定位感應勘查技術對目標勘查區域進行了解與掌握，并繪制礦產資源地區示意圖。根據勘查結果，開采人員分析了目標區域礦產資源類型和儲藏量，并根據礦產資源與巖體層信息存在礦床深部資源。勘查人員利用定位感應勘查技術中GPS 定位獲取到礦產資源信息，并利用電子技術構建出較為精準的礦床三維空間坐標示意圖。將數據信息傳輸至感應和監控系統的平臺，并獲取礦床中巖體層光譜圖及輻射強度示意圖。在獲取到相關信息后，在平臺中輸入資源數據庫和原有的礦產資源存儲信息進行對比和分析，從而自動計算出礦產資源類型與儲藏量，根據系統所繪制礦產資源三維坐標制定合理開采計劃。

2.5 定向勘查技術

定向勘查技術在使用中首先明確勘查方向，確定鉆探方向，隨后利用鉆探裝置沿計劃方向進行鉆探作業。根據鉆探結果，預測成礦規律，其成礦預測方法如表1 所示。

部分深部礦區利用傳統勘查技術難以鉆入礦山巖層，因此可以利用定向勘查技術進行鉆探的勘查處理。在對目標礦區主鉆的同時，設置一些小鉆孔，以達到精準鉆探的目的，保證鉆探結果更加精準，更好掌握礦山資源的類型和儲藏量。使用該技術時，應注意設計中的斜孔問題對鉆探結果的影響，并做好預防探孔傾斜措施[4]。

3 結束語

在深部地質礦產勘查及找礦技術研究過程中，主要針對當下礦產資源緊張問題提出深部地質找礦解決方法。但深部地質礦產勘查工作相對來說較為繁瑣，且工作量較大。傳統勘查技術不僅影響了礦產資源開采效率，更影響了開采公司效益。因此根據不同地區實際情況作出判斷，選擇不同勘查技術，才能最大程度提高礦山資源開采速率。