地質(zhì)礦產(chǎn)勘查深部找礦的方法分析

(中國(guó)煤炭地質(zhì)總局廣東煤炭地質(zhì)局勘查院,廣東廣州 510440)

工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，致使礦產(chǎn)需求量呈現(xiàn)出不斷增加趨勢(shì)。在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間采掘后，淺層礦產(chǎn)資源已經(jīng)開采殆盡，深部礦產(chǎn)資源開始成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)主要礦產(chǎn)資源來(lái)源。由于深部找礦以及開采較為復(fù)雜，且存在著地質(zhì)礦產(chǎn)勘查難度較大等方面的狀況，因此為保證找礦精準(zhǔn)性，確保后續(xù)開采工作可以順利展開，對(duì)深部找礦技術(shù)展開深層次研究顯得極為必要。

1 深部找礦意義

深部找礦意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）有利于地球科學(xué)發(fā)展。由于地質(zhì)勘查是關(guān)系到社會(huì)事業(yè)的重要舉措，是介于地質(zhì)科研項(xiàng)目研究的重要工作，涉及到大量地球地理學(xué)科內(nèi)容，科研人員以及勘查人員，需要對(duì)深層位置各項(xiàng)情況展開分析，會(huì)為地球科學(xué)發(fā)展提供可靠資料支持，會(huì)對(duì)學(xué)科持續(xù)性發(fā)展產(chǎn)生積極影響；（2）有利于潛在資源開發(fā)。我國(guó)礦產(chǎn)資源較為豐富，但多數(shù)都處于未發(fā)現(xiàn)、未開發(fā)狀態(tài)，深部找礦工作的實(shí)施，會(huì)為潛在資源開發(fā)提供可靠勘探數(shù)據(jù)支持，能夠?yàn)楹罄m(xù)資源合理使用與保護(hù)奠定良好基礎(chǔ)；（3）有利于礦山地質(zhì)建設(shè)與保護(hù)。礦產(chǎn)資源開發(fā)伴隨一定危險(xiǎn)性，在實(shí)施生產(chǎn)過程中存在著大量安全隱患，合理的勘查可以為地質(zhì)工程建設(shè)提供精準(zhǔn)依據(jù)，能夠?yàn)榇罅考夹g(shù)儲(chǔ)備工作開展創(chuàng)造出更加有利的條件，并會(huì)對(duì)地質(zhì)勘查工作體系建設(shè)產(chǎn)生積極影響，會(huì)為生產(chǎn)機(jī)制執(zhí)行提供安全保障，將安全風(fēng)險(xiǎn)影響程度控制在最低；（4）有利于稀有元素資源開發(fā)。稀有元素資源開發(fā)一直是礦業(yè)關(guān)注重點(diǎn)內(nèi)容，實(shí)施深部找礦技術(shù)研究與運(yùn)用，會(huì)為我國(guó)稀土等稀有元素資源挖掘與保護(hù)提供可靠技術(shù)方面支持，會(huì)為工業(yè)生產(chǎn)提供更多資源[1]。

2 深部找礦困境

2.1 技術(shù)、理論局限性明顯

事實(shí)上，雖然我國(guó)在礦產(chǎn)資源開發(fā)與尋找方面已經(jīng)得到顯著進(jìn)步，各項(xiàng)理論與技術(shù)水平均得到了有效提升，但就整體情況來(lái)看，還是存在著技術(shù)以及理論方面存在局限的狀況，技術(shù)應(yīng)用效果與預(yù)期目標(biāo)還是存在著一定差距。主要是因?yàn)椋诙喾N礦種構(gòu)成礦集區(qū)內(nèi)，在實(shí)施礦產(chǎn)資源尋找過程中，不僅要明確時(shí)空規(guī)律以及成礦作用等內(nèi)容，同時(shí)還要保證定位精準(zhǔn)度，應(yīng)通過對(duì)礦床實(shí)施三維結(jié)構(gòu)刻畫的方式，掌握地質(zhì)體以及成礦構(gòu)造[2]。同時(shí)礦體穩(wěn)定性不足以及地質(zhì)條件復(fù)雜等狀況，也會(huì)對(duì)物化探技術(shù)以及其他技術(shù)應(yīng)用形成了不同程度的干擾，對(duì)技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備展開改進(jìn)與研究，顯得極為必要。

2.2 工作成本相對(duì)較高

找礦工作開展需要大量先進(jìn)設(shè)備作為支持，而設(shè)備的使用需要投入大量人力、物力以及財(cái)力方面支持，會(huì)直接增加找礦工作開展成本。就某一層面而言，礦產(chǎn)資源具有經(jīng)濟(jì)概念，對(duì)礦產(chǎn)資源開展尋找，主要以采選礦體篩選為主，是以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的。在礦業(yè)發(fā)展中，市場(chǎng)作為行業(yè)發(fā)展核心，需要將經(jīng)濟(jì)礦體作為核心目標(biāo)，拉動(dòng)行業(yè)發(fā)展[3]。但隨著礦產(chǎn)品價(jià)格的明顯波動(dòng)，深部找礦所面臨風(fēng)險(xiǎn)也出現(xiàn)大幅度上升趨勢(shì)，會(huì)造成成本持續(xù)性升高的狀況。

2.3 找礦空間相對(duì)較小

隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)力度的不斷增加，可開采空間也呈現(xiàn)出了逐漸縮小的趨勢(shì)，在此環(huán)境中，找礦難度開始出現(xiàn)持續(xù)性增加趨勢(shì)，對(duì)找礦工作開展形成了直接干擾，也提出了更高的要求[4]。由于目前深部找礦還存在著線索不明以及方向無(wú)法確定等方面的狀況，所以還需投入大量時(shí)間與精力，整體工作開展難度仍然較大。

2.4 容易受到人文環(huán)境影響

深部找礦一般會(huì)按照從已知到未知、從淺層到深層的順序，逐步展開，在此過程中找礦工作可能會(huì)受到人文環(huán)境的影響，像軌道建設(shè)工作以及采空區(qū)等，均可能會(huì)成為找礦工作干擾因素，會(huì)對(duì)深部探測(cè)工作開展形成直接阻礙，并影響到勘查結(jié)果精準(zhǔn)度[5]。同時(shí)，為對(duì)環(huán)境形成有效保護(hù)，防止出現(xiàn)隨意破壞生態(tài)環(huán)境的狀況，我國(guó)政府部門加大了對(duì)找礦工作以及礦權(quán)歸屬等工作的限制力度，導(dǎo)致一些項(xiàng)目開展很容易會(huì)受到礦權(quán)約束，致使深部勘探工作無(wú)法順利展開。

3 常見深部找礦技術(shù)

3.1 空氣反循環(huán)取樣鉆探

此種技術(shù)是按照空氣循環(huán)介質(zhì)原理，通過利用雙壁鉆桿實(shí)施來(lái)回沖擊的方式，打碎深部地質(zhì)內(nèi)巖石，進(jìn)而通過采集巖粉樣本實(shí)施檢查與分析，確定礦產(chǎn)資源與地質(zhì)特點(diǎn)等情況的[6]。此種技術(shù)在具體應(yīng)用過程中，可以在準(zhǔn)確找到礦區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)范圍，做好礦產(chǎn)類型甄別的同時(shí)，保證找礦工作開展準(zhǔn)確性與成本投入合理性，整體應(yīng)用效果較為理想。

3.2 甚低頻電磁勘查

在對(duì)此種勘查技術(shù)實(shí)施使用過程中，會(huì)通過對(duì)電磁感應(yīng)技術(shù)的運(yùn)用，展開相關(guān)數(shù)據(jù)獲取與分析，并會(huì)通過對(duì)Praser濾波處理技術(shù)的運(yùn)用，結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果，確定勘查區(qū)域內(nèi)是否存在礦體，并完成礦體賦存、掩蓋區(qū)等具體情況判斷[7]。雖然該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為明顯，但其同樣也存在著在使用時(shí)容易受到干擾的狀況，信號(hào)源選擇以及電磁波強(qiáng)度等，均可能會(huì)受到不同程度的影響，會(huì)對(duì)技術(shù)應(yīng)用效果形成直接擾動(dòng)，所以在實(shí)施技術(shù)使用時(shí)，需要做好使用時(shí)段選擇，建議在場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)時(shí)組織實(shí)施找礦以及勘查等操作。

3.3 定向鉆探

此種技術(shù)會(huì)對(duì)目標(biāo)巖石展開定向鉆探與控制，會(huì)在鉆探方向確定之后，實(shí)施鉆探路徑把控，進(jìn)而完成深部地質(zhì)勘查與找礦等操作[8]。若在使用過程中，出現(xiàn)已經(jīng)確定鉆探方向，但卻因技術(shù)以及設(shè)備等方面因素影響，而造成鉆進(jìn)方向出現(xiàn)偏移問題時(shí)，不僅會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源判斷形成干擾，同時(shí)也可能會(huì)錯(cuò)過礦產(chǎn)資源。為有效規(guī)避這種問題，在利用該項(xiàng)技術(shù)展開找礦過程中，需要在確定鉆探方向之后，對(duì)方向?qū)嵤┚珳?zhǔn)把控，保證技術(shù)優(yōu)勢(shì)能夠得到充分性發(fā)揮，進(jìn)而高質(zhì)量完成找礦任務(wù)。

3.4 金剛石繩索取芯

此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，會(huì)通過對(duì)金剛石的科學(xué)運(yùn)用，展開深部礦產(chǎn)資源尋找。由于此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，所以在具體使用時(shí)，技術(shù)應(yīng)用效果與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在著一定差距，需要不斷進(jìn)行研發(fā)與優(yōu)化，以便將該項(xiàng)技術(shù)價(jià)值充分挖掘與利用起來(lái)。

在利用此項(xiàng)技術(shù)實(shí)施找礦時(shí)，會(huì)通過對(duì)地質(zhì)深部找礦情況的分析，確定使用鉆桿，同時(shí)會(huì)通過對(duì)繩索取芯裝置的運(yùn)用，科學(xué)展開取芯操作。此過程整體操作難度相對(duì)較大，且存在著鉆頭磨損相對(duì)較為嚴(yán)重的狀況，整體使用成本相對(duì)較高[9]。同時(shí)，我國(guó)自主制造鉆頭使用成本以及作業(yè)效率均沒有達(dá)到理想狀態(tài)，還需要不斷進(jìn)行完善。技術(shù)人員在具體展開技術(shù)選擇與應(yīng)用時(shí)，需要通過對(duì)多方面情況的考量，做好利弊分析，從而選擇出最佳使用技術(shù)，做好各項(xiàng)實(shí)際操作管控。

3.5 地電化學(xué)

地電化學(xué)主要包括電化學(xué)、地球化學(xué)以及地球物理等方面內(nèi)容，在對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行使用時(shí)，會(huì)通過對(duì)離子吸收理論的運(yùn)用，制定化學(xué)找礦方案。會(huì)通過對(duì)深部地質(zhì)巖石離子形態(tài)的分析與變化研究，明確是否有礦產(chǎn)資源存在，并確定礦產(chǎn)資源類型與大概范圍。由于在沒有其他外力作用影響下，礦產(chǎn)所含離子通常會(huì)保持在平衡狀態(tài)，但在人工電廠手段應(yīng)用后，離子平衡狀態(tài)會(huì)被打破，會(huì)出現(xiàn)位移等狀況，會(huì)在收集器完成離子吸收之后，達(dá)到新的平衡狀態(tài)，技術(shù)人員可通過對(duì)這一過程的全方面研究，確定是否存在和礦體相關(guān)元素，從而確定是否有礦產(chǎn)資源存在。

3.6 RS及GPS感應(yīng)

RS技術(shù)會(huì)通過對(duì)遙感裝置的運(yùn)用，對(duì)被勘察地區(qū)水層、地形地貌以及其他方面數(shù)據(jù)展開收集，會(huì)通過對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，明確勘察區(qū)域是否有礦藏儲(chǔ)備，進(jìn)而逐步縮小勘察范圍，獲得明確勘察位置。通過對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)被勘察地區(qū)地質(zhì)信息的全面性收集，并完成地形圖繪制，能夠利用所收集數(shù)據(jù)信息以及地形圖，確定地區(qū)儲(chǔ)藏礦產(chǎn)資源種類以及具體位置，是按照波普以及礦化信息，展開深部礦藏資源尋找的。而GPS技術(shù)的運(yùn)用，會(huì)按照所采集信息展開地區(qū)三維坐標(biāo)構(gòu)建，能夠精準(zhǔn)獲得輻射強(qiáng)度以及礦物光譜等巖石層信息，并會(huì)通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存信息的分析，展開對(duì)比研究，從而確定本地區(qū)礦產(chǎn)資源種類，并會(huì)在此基礎(chǔ)上按照三維坐標(biāo)定位，確定礦產(chǎn)資源埋藏大致位置，合理展開采礦作業(yè)。

4 深部找礦優(yōu)化策略

4.1 科學(xué)運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)

在對(duì)重要礦集區(qū)以及開發(fā)基地實(shí)施勘查與開發(fā)過程中，需要通過對(duì)各種有效現(xiàn)代化技術(shù)的運(yùn)用，遵照從已知到未知以及從淺到深原則，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息展開收集，并要通過研究構(gòu)建起精準(zhǔn)的三維模型，展開地質(zhì)體刻畫以及描繪，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)成礦立體空間的科學(xué)判斷，保證深部礦源所在位置可以被準(zhǔn)確判斷出來(lái)。同時(shí)，研究部門需要將所收集到的數(shù)據(jù)有機(jī)整合到一起，展開數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，以為后續(xù)各項(xiàng)工作開展提供可靠數(shù)據(jù)信息方面支持。此外還可通過構(gòu)建云平臺(tái)的方式，實(shí)現(xiàn)資源快速傳輸與共享，保證企業(yè)以及社會(huì)勘查主體均可得到優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)服務(wù)，確保數(shù)據(jù)信息所蘊(yùn)含價(jià)值可以被最大限度挖掘出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)理想化勘查模式。

4.2 做好選區(qū)工作

保證勘查集中程度是現(xiàn)代較為有效的提升深部勘查質(zhì)量的方式方法，做好選區(qū)工作顯得極為必要。在具體展開選區(qū)過程中，需要做好以下幾點(diǎn)工作：（1）按照自然生態(tài)保護(hù)原則，遵照各項(xiàng)規(guī)章條例，堅(jiān)決不在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)展開勘查工作；（2）向礦集區(qū)、整裝以及開發(fā)基地展開集中勘查；（3）在獲得勘查批準(zhǔn)之后，需要做好一系列前期準(zhǔn)備，并對(duì)資源潛力較大礦藏外圍以及深部展開勘查。技術(shù)人員應(yīng)明確認(rèn)識(shí)到做好選區(qū)工作的重要性，應(yīng)通過對(duì)各種有效找礦手段的合理運(yùn)用，做好找礦地質(zhì)模型建設(shè)，并為后續(xù)深度找礦工作開展奠定扎實(shí)基礎(chǔ)，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期找礦目標(biāo)。

4.3 增強(qiáng)人才隊(duì)伍培養(yǎng)力度

作為找礦工作開展主要執(zhí)行者，人才隊(duì)伍建設(shè)情況會(huì)對(duì)找礦工作開展形成直接影響。為保證人才隊(duì)伍建設(shè)質(zhì)量，有關(guān)部門以及相關(guān)企業(yè)需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)團(tuán)隊(duì)人員綜合能力的培養(yǎng)力度。一方面，需要利用專家團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)，為技術(shù)人員提供專業(yè)知識(shí)與技能培訓(xùn)，并要在找礦過程中為其提供精準(zhǔn)指導(dǎo)，以便將專家團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)；另一方面，組織人員展開研討，通過彼此之間溝通與探討，及時(shí)幫助技術(shù)人員答疑，確保其存在的各項(xiàng)疑惑與技術(shù)方面疑問，可以得到及時(shí)解決，進(jìn)而為其日后工作開展提供可靠保障。

4.4 嚴(yán)格遵守因地制宜原則

因?yàn)樯畈空业V工作開展時(shí)間相對(duì)較短，所以難免在實(shí)際操作過程中出現(xiàn)一定問題，其中以沒有結(jié)合地區(qū)資源分布情況，展開勘查工作方案制定與技術(shù)選擇問題最為突出。如果此種問題沒有得到妥善處理，很容易會(huì)出現(xiàn)找礦過于盲目的狀況，會(huì)對(duì)整體工作開展形成一定程度阻礙。由于我國(guó)各地區(qū)資源分布以及工業(yè)布局并不相同，所以為保證深部找礦工作開展持續(xù)性，技術(shù)人員需要嚴(yán)格遵照因地制宜原則，按照地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工業(yè)布局以及資源分布等方面狀況，從綜合層面著手，做好分析與統(tǒng)籌，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)理想化地質(zhì)勘查模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的合理開發(fā)與運(yùn)用。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入到資源勘查高速發(fā)展階段，各項(xiàng)勘查工作以及勘查技術(shù)、設(shè)備研究正在如火如荼展開。在此環(huán)境中，高水平、高質(zhì)量勘查技術(shù)將成為保證深部找礦工作開展質(zhì)量的重要支撐與保障，是社會(huì)與政府關(guān)注熱點(diǎn)內(nèi)容。有關(guān)部門需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)深部找礦技術(shù)與方式方法的研究力度，將制定出一系列較為可行的找礦方案，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有找礦問題的妥善處理，確保找礦工作可以穩(wěn)步展開，從而為我國(guó)礦產(chǎn)資源開發(fā)以及礦業(yè)事業(yè)發(fā)展提供更多有利支持與保障。