連丹陽
(甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產勘查院,甘肅 蘭州 730000)
由于有色金屬資源相較于黑色金屬資源較為稀缺,在有色金屬的野外勘查中,環境因素較為復雜、多變、惡劣,對于有色金屬的開發、開采、保存要以人身的生命安全為前提,遵循相應的經驗和方法[1]。我國目前對于有色金屬的野外勘查存在一定的問題與缺陷,需要借鑒國外先進的技術與經驗,加以區域化的創新,最終形成符合我國區域化特色的有色金屬野外勘查技術方法。
我國的礦產資源豐富,有色金屬資源總量較大,但是由于我國人口眾多,平均下來,每個人所占有的有色金屬資源相對于全世界其他國家平均水平來說較低,最關鍵的是,在這些有色金屬中,工業上使用量較大的銅、鋁等礦產在我國的存量又很低,對工業制造的發展存在一定的影響。“貧礦較多,富礦較少,開發難度較大”是我國目前有色金屬礦產資源存在的問題,舉例來說,我們都知道目前我國鋁土礦的存量是7.8億噸,主要分布在廣西、河南、山西、貴州和重慶等地,而廣西省區鋁礦的儲量大約為4.87億噸,占總體的62.44%,其他地方的總和占比不到40%,總體分布地區差異較大。并且,我國鋁土礦資源中存量較大的是一水硬鋁石(這種礦產加工困難且耗能非常高),對于加工的要求較高,需要投入的資源和成本巨大。而對于其他有色金屬來說,礦產資源產地較多,大中型礦床稀少,小礦床較多是目前礦產資源面臨的一致性問題。
有色金屬勘查常用方法有:地球化學勘查方法,地質勘查方法以及地球物理勘查方法等。
所謂的地球化學勘查方法其實就是指對周圍環境中(石圈、生物圈、氣圈、水圈等)的化學元素進行提取分析,得出各種元素含量的高低,再進行分析和尋找。這種方法涉及的范圍較大,化學元素較多,精確度較高[2]。
地質勘查方法主要是對地理環境進行勘查,通過對地質詳細資料的分析、對比,并以一定的技術手段加以輔助,最終達到發掘有色金屬的目的。
地球物理勘查方法從字面上就可以看出是利用物理原理進行勘查的一種方法。其中的物理原理包括周圍磁場的變化,周圍有無放射性等,推斷出這個地方是否有色金屬的存在,然后進行位置與存量的判定。
目前我國有色金屬的開發處于發展的初始階段,野外對于有色金屬的尋找效率較低,礦產資源都難以找到,更不用談礦產的開發了。大多數時候,野外勘查人員借助書本的理論知識與別人總結的經驗來尋找礦產資源,那么在已經尋找出這么多礦產資源的基礎之上,再利用先前的方法在前人已經找過礦的地方再進行礦產資源的尋找,毫無疑問,找到礦產資源的概率較低。另外,隨著時間的推移,礦區會發生一定的轉移,如果還在原來的地方進行礦產資源的尋找,對勘查人員的人身安全有一定的影響。所以,野外勘查人員要與時俱進,不斷學習新的方法和理論,借鑒國外先進的技術方法及手段,再加以創新和應用。
前面有講過,勘查經驗就好比勘查人員尋找礦產資源的輔助技能,勘查經驗的獲取一方面是自己在野外找礦時實際碰見的問題與應對方法的總結,另外就是別人對于野外勘查中遇到問題及解決方法的總結和記錄。目前,勘查人員對于勘查工作的日常記錄有不詳細、不規范、不重視等問題,造成勘查記錄的可參考性不足,對自己的日常工作開展產生影響,同時,對別人借鑒學習的意義不大。
第一,我國勘查礦產資源的野外環境非常惡劣,勘查人員經常處在荒無人煙的地方,生活條件非常艱苦,工作開展也非常困難和不便;第二,我國礦產資源多以半生礦的形式存在,對礦產資源的加工提煉帶來巨大的挑戰;第三,雖然高級勘查專家知識文化水平較高,但大部分野外勘查人員的普遍素質較低,給勘查工作帶來一定困難;第四,地表和巖石層的演變,對勘查人員進行有色金屬的勘查有一定影響。
第一,在有色金屬的勘查過程中,地表環境與地下環境復雜,稍微不注意,可能會有意外情況發生;第二,在有色金屬的冶煉過程中,各種化學反應、物理反應及設備機器的使用存在安全隱患,如果相關知識和經驗的儲備不足,會有安全事故的產生的風險。其中,最常見的是大量有毒、有害和易燃易爆物氣體的產生;第三,提煉過程當中經常使用強酸、強堿等強腐蝕試劑,不僅會使侵蝕設備,稍不留意對人體造成的傷害更大且不可逆轉。
對有色金屬礦區的地質條件進行充分的分析,對野外勘查工作的依次進行有一定的保障意義,也為規范化勘查工作奠定一定基礎。首先,要對礦床的類型進行確定;其次,對于礦化的規律進行研究;然后,對地質的背景進行全面的調查;最后,要全面的分析控礦構造和成礦條件。在這些基礎工作之上,勘查人員確定礦產資源成礦合理位置,選出一定范圍做好相關記錄,保障野外勘查的順利進行。
首先,野外勘查工作的目的是對礦產資源的存量和位置進行確定;其次,在勘查過程中需要合理的使用相關的設備、儀器,借助這些工具很好的完成勘查工作;最后,計算礦洞的大小和位置的設置,對有色金屬進行開采工作[3]。一般情況下,勘查工作都是在老礦區的周邊和縱深層進行的,所以對于老礦區地質條件與背景的研究及礦產資源的變化要深入分析和全面的記錄才會事半功倍。
下面介紹幾種常用的有色金屬野外勘查探測的方法:第一,合理利用電吸附和吸附相態汞化探測法的工作原理,簡單來說,此探測法是地表環境中各個物質及化學元素之間形成的相互作用來對地表下是否存在有色金屬資源進行判斷(圖1主要介紹土壤吸附相態汞成暈的形成過程)。第二,是地下物探法的應用,此探測方法簡單來說就是在土壤內利用探測物進行瞬間電磁法和極化法對有色金屬進行尋找和定位,這種探測法可以高效快捷的在老礦區縱深層中發揮巨大的作用和優勢。第三,是對鉛同位素探測法的使用,簡單來說,就是鉛同位素的衰變比值和初始比值的相關數據對比,對是否存在有色金屬進行判斷,在這之前,需要熟悉地球的相關演化進程以及地址結構的組成和變化等,礦產地區綜合條件與信息等,然后對相關數據進行全面的分析和對比。我們都知道,我國礦產資源的分布情況是相對密集的,運用此法可以更高的提升勘測的工作效率。

圖1 土壤吸附相態汞成暈的形成過程
我們都知道野外勘查條件較為復雜、多變和惡劣,有季節因素的影響,有些礦區冬天極冷,夏天極熱;極端的氣候條件,如多雨、炎熱、干燥、多風等。這些都會給野外勘查工作帶來較高的難度與嚴峻的考驗。同時也意味著,野外勘查人員不僅要掌握豐富的勘查知識與勘查經驗,還要有一個良好的身體素質與吃苦耐勞的精神,這樣才能更好的完成工作的使命。另外,礦區的領導班子要在日常工作中注重對工作人員知識技能與專業能力的培訓和提升;還要關懷工作人員的身體健康,對工作人員組織日常的鍛煉,安排營養均衡的飲食,定期的全面體檢等;再加上建立合理完善的制度來規范、優化、明確各項工作,做好勘查記錄、數據采集、風險預估與報告等;使勘查人員有良好的體魄去工作,有扎實的知識經驗去完成好工作,有規范的制度保障工作的開展。
隨著經濟的飛速發展,目前我國的有色金屬進口量相對較大,對于有色金屬的勘查、發現、開采、提煉這一過程在緩解我國有色金屬使用上有一定的積極意義。我國對有色金屬的勘查雖取得了初步的成功,但過程中還有一系列的不足與問題,值得行業相關人員的關注與解決。另外,在日常工作中,還要進行國際化的合作、溝通與信息交流,這些舉措將助力有色金屬野外勘查的快速發展。