新時(shí)期地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦技術(shù)探討

方樹元

（中國冶金地質(zhì)總局第二地質(zhì)勘查院，福建 福州 350108）

礦產(chǎn)作為不可再生資源，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中始終占據(jù)著主導(dǎo)位置，但是，由于我國地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦技術(shù)的起步時(shí)間較晚，與國外發(fā)達(dá)國家相比，存在較大差距，像石油、有色金屬、貴金屬等資源的勘查工作仍然面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)，依靠于國外進(jìn)口的部分礦產(chǎn)資源總量仍然呈現(xiàn)出逐年遞增態(tài)勢(shì)。這就需要地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)人員在實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)始終秉持創(chuàng)新理念，不斷探尋找礦新技術(shù)、新方法，為滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源的需求做出積極貢獻(xiàn)。

1 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查遵循的原則

1.1 學(xué)規(guī)劃，超前部署

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查是一項(xiàng)專業(yè)性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長、涉及區(qū)域廣的復(fù)雜工作，勘查人員在開始地質(zhì)勘測(cè)與調(diào)查工作前，應(yīng)當(dāng)廣泛收集礦產(chǎn)資源的分布區(qū)域、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等信息，制訂科學(xué)合理的礦產(chǎn)勘查方案，并與礦產(chǎn)資源所屬地區(qū)的國土資源部門、城市規(guī)劃部門、地質(zhì)勘查院等機(jī)構(gòu)建立溝通往來關(guān)系，結(jié)合相關(guān)部門提供的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息，對(duì)勘查方案進(jìn)行細(xì)化，做到“規(guī)劃合理、布局清晰”，在實(shí)際勘查工作中由局部向整體過渡，有組織、有計(jì)劃的完成每一道勘查工序。此外，由于礦產(chǎn)資源屬于不可再生資源，分布區(qū)域與埋藏深度在短期內(nèi)不會(huì)發(fā)生任何改變，因此，勘查人員應(yīng)當(dāng)遵循“適度超前”的原則，最好提前10年～15年的時(shí)間制訂地質(zhì)勘查規(guī)劃，只有做好充足的事前準(zhǔn)備工作，才能提高勘查精準(zhǔn)度。

1.2 依托科技，突出重點(diǎn)

近年來，隨著信息技術(shù)、人工智能等高科技技術(shù)的迅猛發(fā)展，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查設(shè)備儀器已經(jīng)逐步向智能化、自動(dòng)化方向過渡，在這一利好形勢(shì)下，勘查人員應(yīng)當(dāng)充分依靠于先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，開展地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，增強(qiáng)科技硬實(shí)力，建立一套以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化礦產(chǎn)勘查體系，進(jìn)一步提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的高科技含量。與此同時(shí)，在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)全面考慮礦產(chǎn)資源分布區(qū)域的環(huán)境信息、資源信息、氣象信息，以重點(diǎn)礦產(chǎn)類型為主，以普通礦產(chǎn)資源為輔，擴(kuò)大勘查范圍，加大勘查深度，促進(jìn)地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查水平的提升。

1.3 協(xié)調(diào)共進(jìn)，機(jī)制創(chuàng)新

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作覆蓋面積廣，工作交叉面多，涉及到的地方組織機(jī)構(gòu)較多，因此，在勘查工作前期，勘查部門應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮各級(jí)地方政府以及各個(gè)相關(guān)部門的輔助作用，調(diào)動(dòng)社會(huì)各方力量對(duì)勘查工作予以積極配合，以加快勘查進(jìn)度，提升勘查準(zhǔn)度。另外，勘查部門應(yīng)當(dāng)結(jié)合國家法律法規(guī)以及行業(yè)規(guī)范，制訂一個(gè)科學(xué)完善的勘查工作管理機(jī)制，并在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，根據(jù)勘查重心以及勘查效果不斷對(duì)管理機(jī)制進(jìn)行創(chuàng)新，始終保持管理機(jī)制條款的適用性與實(shí)用性，為勘查工作的順利開展提供堅(jiān)實(shí)的法律及制度保障[1]。

2 新時(shí)期地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作存在的問題

2.1 資金投入不足，硬件設(shè)施欠缺

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作所需的儀器設(shè)備主要包括定位儀、地質(zhì)雷達(dá)、激電儀、磁力儀、地震儀、透視儀等，但是，由于部分地質(zhì)礦產(chǎn)勘查機(jī)構(gòu)資金投入少，導(dǎo)致一些必要的硬件設(shè)備嚴(yán)重缺失，這就給地質(zhì)勘查工作帶來了諸多負(fù)面影響，工作進(jìn)程嚴(yán)重滯后。

2.2 市場(chǎng)主體不明，勘查能力受限

受到傳統(tǒng)思想觀念的影響，社會(huì)各領(lǐng)域只承認(rèn)國有的地質(zhì)勘查機(jī)構(gòu)與隊(duì)伍，而對(duì)于私有化的地質(zhì)勘查機(jī)構(gòu)往往表現(xiàn)出不認(rèn)可的否定態(tài)度，這就導(dǎo)致地質(zhì)礦產(chǎn)勘查市場(chǎng)長期處于國有壟斷的局面，給一些中小型的勘查機(jī)構(gòu)帶來嚴(yán)重沖擊。尤其在近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，地質(zhì)勘查領(lǐng)域也逐漸呈現(xiàn)出“百花齊放”的態(tài)勢(shì)，但是，在多元化市場(chǎng)競(jìng)爭主體并存的情況下，一些經(jīng)營規(guī)模小、注冊(cè)資金少的勘查機(jī)構(gòu)仍然受到排擠等不公平待遇，這就使礦產(chǎn)勘查市場(chǎng)的良性競(jìng)爭格局雪上添霜。

2.3 技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)淡薄，風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)機(jī)制欠缺

隨著各類礦產(chǎn)資源的逐年減少，礦產(chǎn)資源開發(fā)與勘查難度越來越大，尤其是一些稀有礦產(chǎn)資源，往往分布在高寒山區(qū)、湖泊沼澤、荒郊野外或者火山巖層較厚的地區(qū)，這就給地質(zhì)勘查與找礦工作帶來諸多不便，而且勘查風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)極高。而部分礦產(chǎn)資源勘查機(jī)構(gòu)為了加快工作進(jìn)度，仍然沿用過去原始的勘查與找礦技術(shù)，以至于安全事故頻頻發(fā)生，不但給勘查人員的生命安全構(gòu)成直接威脅，同時(shí)，也給勘查機(jī)構(gòu)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)要點(diǎn)

3.1 甚低頻電磁探測(cè)技術(shù)

由于礦產(chǎn)資源多分布于野外荒涼區(qū)域，且資源埋藏深，分布區(qū)域廣，這就給勘查技術(shù)提出了更高的要求，而甚低頻電磁探測(cè)技術(shù)作為一種較為成熟的野外探測(cè)技術(shù)，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中主要是在野外區(qū)域獲得磁場(chǎng)的水平分量、垂直分量以及極化橢圓傾角，觀測(cè)線始終垂直于待測(cè)目標(biāo)的走向進(jìn)行布設(shè)，一般情況下，每一個(gè)沿線之間的距離間隔為20m，電臺(tái)的布置位置通常在待測(cè)地質(zhì)體走向的方位上，這樣，能夠保證一次磁場(chǎng)的與待測(cè)地質(zhì)體走向始終保持一致，這種布設(shè)方式更易于激發(fā)二次磁場(chǎng)。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，勘查人員應(yīng)當(dāng)把磁性天線與測(cè)線對(duì)齊，以便于快速讀出極化橢圓傾角的讀數(shù)。

甚低頻電磁探測(cè)技術(shù)能夠準(zhǔn)確探測(cè)到地表底層的結(jié)構(gòu)，而且測(cè)量精度相對(duì)較高，但是，該技術(shù)只能夠探測(cè)到某一區(qū)域是否存在礦產(chǎn)資源，而無法測(cè)定出該區(qū)域礦產(chǎn)資源的分布情況以及資源存儲(chǔ)量，因此，在應(yīng)用甚低頻電磁探測(cè)技術(shù)時(shí)必須與其它技術(shù)相結(jié)合，才能夠獲取更多的礦產(chǎn)資源信息。

3.2 X射線熒光技術(shù)

該技術(shù)能夠?qū)Φ刭|(zhì)結(jié)構(gòu)層中的金屬、非金屬元素進(jìn)行定量與定性分析，比如與金礦伴生的Fe、Cu、Zn、As、Pb等元素含量，通過X射線熒光技術(shù)能夠快速測(cè)定出各種成分的準(zhǔn)確含量。因此，應(yīng)用該技術(shù)不僅可以確定礦產(chǎn)資源的具體位置、分布情況，同時(shí)，也能夠確定資源的儲(chǔ)存量，是目前地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中較為常用的一種技術(shù)類型。

X射線熒光技術(shù)的主要理論基礎(chǔ)是：當(dāng)?shù)叵聨r層中各種元素的原子受到激發(fā)后，能夠釋放出不同的能量，這些能量與X射線釋放出的能量存在較大差異，由此可以得到各種元素的定性數(shù)據(jù)，如果一定條件下，X射線強(qiáng)度與各種元素含量呈現(xiàn)出正比關(guān)系，就可以根據(jù)工作曲線圖對(duì)元素進(jìn)行定量分析。

3.3 GPS遙感技術(shù)

GPS即全球定位系統(tǒng)，該技術(shù)自上世紀(jì)90年代便開始在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查當(dāng)中得到推廣應(yīng)用，經(jīng)過三十幾年的發(fā)展，我國的GPS遙感技術(shù)水平與國外發(fā)達(dá)國家之間的差距逐步縮短。GPS遙感技術(shù)主要是借助于衛(wèi)星對(duì)地下礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘查和探測(cè)，然后將獲取的信息數(shù)據(jù)傳輸至地面接收站，接收站的操作人員通過光譜分析技術(shù)建立光譜分析數(shù)據(jù)庫與曲線圖，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確了解到礦產(chǎn)資源的具體分布情況。由于GPS遙感技術(shù)具有測(cè)量精度高、數(shù)據(jù)傳輸速度快、定位靈活等特征，因此，能夠?qū)γ恳环N礦產(chǎn)資源的分布邊界做出精準(zhǔn)定位，這樣，能夠有效避免資源開采越界情況的發(fā)生。另外，地質(zhì)勘查人員也可以利用GPS手持儀進(jìn)行地質(zhì)填圖的數(shù)據(jù)采集工作，這樣，就大幅減少了野外工作量，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，并且提高了工作效率。

4 地質(zhì)礦產(chǎn)找礦技術(shù)要點(diǎn)

4.1 地質(zhì)填圖找礦技術(shù)

地質(zhì)填圖主要是通過野外的實(shí)地觀測(cè)，將各種地質(zhì)體結(jié)構(gòu)按照一定的比例尺繪制在地理圖上面，該技術(shù)在煤層探測(cè)當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用。地質(zhì)填圖技術(shù)具有實(shí)用性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高等優(yōu)勢(shì)，是目前較為先進(jìn)的一種找礦技術(shù)。在繪制地理圖時(shí)，一般采用大比例尺，往往比例尺越大，填圖單位劃分的越精細(xì)。地質(zhì)勘查人員首先應(yīng)當(dāng)收集礦產(chǎn)分布區(qū)域內(nèi)的各項(xiàng)地質(zhì)資料，通過研究和分析，掌握這一區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，然后對(duì)利用定量與定性分析法，確定精準(zhǔn)的資源分布位置。需要注意的是：在填制地質(zhì)圖信息時(shí)，應(yīng)當(dāng)力求語言文字簡潔精煉，各種圖表概括性強(qiáng)，各種公式能夠清晰直觀的反映出礦產(chǎn)資源的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而將復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息轉(zhuǎn)化為易于理解和辨識(shí)的地質(zhì)理論知識(shí)，以便于為后續(xù)的礦產(chǎn)資源開發(fā)提供有力的參考依據(jù)。

4.2 物化探測(cè)找礦技術(shù)

物化探測(cè)技術(shù)即物理找礦技術(shù)與化學(xué)找礦技術(shù)的結(jié)合體，由于物化探測(cè)找礦技術(shù)勘查準(zhǔn)確率高、開采效果好、操作程序簡潔，而且環(huán)保無污染，因此，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域的應(yīng)用頻率相對(duì)較高。物化探測(cè)找礦技術(shù)主要包括重力勘查法、電磁法以及化學(xué)元素分析法。比如以化學(xué)探測(cè)技術(shù)為例，該技術(shù)主要針對(duì)地下地質(zhì)樣品的化學(xué)微量元素進(jìn)行準(zhǔn)確分析，然后對(duì)該區(qū)域的礦產(chǎn)資源的可能性分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)和推斷，一般包括土壤測(cè)量與巖石測(cè)量兩種方法，土壤測(cè)量是利用測(cè)量儀器對(duì)土壤中的化學(xué)成分進(jìn)行分析，勘查人員結(jié)合分析數(shù)據(jù)繪制礦產(chǎn)資源的分布示意圖，同時(shí)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤采樣，計(jì)算出土壤樣本的密度值，以確定選擇哪一種開采方法。而巖石測(cè)量技術(shù)主要將地下巖石結(jié)構(gòu)層作為測(cè)量樣本，利用測(cè)量儀器對(duì)巖石中的化學(xué)成分進(jìn)行分析，然后繪制出礦產(chǎn)資源分布圖。為了提高找礦效率，精準(zhǔn)確定礦產(chǎn)資源的分布位置，通常情況下，勘查人員將物探與化探技術(shù)相結(jié)合，這樣一來，找礦效果將更加顯著。

4.3 地質(zhì)體運(yùn)動(dòng)找礦技術(shù)

地質(zhì)體是一個(gè)宏觀概念，主要包括板塊、地塊、斷塊、巖體、地層等多層次的地質(zhì)客體，而地質(zhì)體運(yùn)動(dòng)主要是指地球內(nèi)熱、地球引力、地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空間位移、變形、解體、聯(lián)合等現(xiàn)象。地質(zhì)體運(yùn)動(dòng)理論提出時(shí)間較早，因此，該技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查找礦當(dāng)中也始終占據(jù)著舉足輕重的位置。應(yīng)用地質(zhì)體運(yùn)動(dòng)理論首先應(yīng)當(dāng)對(duì)了解和掌握地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，結(jié)合礦帶的分布規(guī)律與種類進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析與比較，進(jìn)而得出地質(zhì)礦產(chǎn)資源的具體分布情況。比如以我國的金礦床分布區(qū)域?yàn)槔绻鶕?jù)地質(zhì)體運(yùn)動(dòng)理論進(jìn)行分析，我國在早元古代就已經(jīng)形成了地下金礦床，到了中生代以后，我國的金礦床主要沿俯沖帶和深斷裂分布，同時(shí)表現(xiàn)出古陸分布的特點(diǎn)。由此可以看出，運(yùn)用地質(zhì)體運(yùn)動(dòng)理論能夠正確指導(dǎo)礦產(chǎn)勘查人員確定礦圍巖與成礦類型，進(jìn)而幫助勘查人員找到豐富的礦藏資源。

4.4 重砂找礦技術(shù)

由于一些稀有金屬以及貴金屬的比重較大，因此，在勘查和尋找礦產(chǎn)資源時(shí)可以利用重砂找礦技術(shù)來確定礦產(chǎn)資源的具體位置與存儲(chǔ)量。比如以錫石礦砂為例，這種砂體可以隨著水流分散在距原生礦床15km遠(yuǎn)的位置，甚至一些細(xì)小的錫石砂體能夠在距離100km位置被發(fā)現(xiàn)，因此，重砂具有易于發(fā)現(xiàn)的特點(diǎn)，我國在這一技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，曾先后尋找到了鋅礦床、汞礦床、金礦床、鉛礦床等多種礦產(chǎn)資源。但是，重砂找礦技術(shù)只適用于尋找和發(fā)現(xiàn)地質(zhì)結(jié)構(gòu)層中一些物化性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定而且自身比重較大的礦產(chǎn)資源，所以，該技術(shù)也具有一定的局限性，在找礦過程中，勘查人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛蔡卣饕约暗刭|(zhì)結(jié)構(gòu)條件等信息，謹(jǐn)慎應(yīng)用重砂找礦技術(shù)，以免影響找礦進(jìn)度。

4.5 礫石找礦技術(shù)

礫石找礦是比較原始的一種找礦技術(shù)，主要是結(jié)合礦體露頭被風(fēng)化后所生產(chǎn)的礦礫或者與礦化相關(guān)的巖石礫巖，在重力、冰川、水流的作用下，這些礦礫被搬運(yùn)轉(zhuǎn)移，形成廣闊的分布面，地質(zhì)勘查人員可以沿著山坡、冰川、水系的活動(dòng)地帶對(duì)礦礫進(jìn)行追蹤，進(jìn)而找到礦產(chǎn)資源的源頭。礫石找礦技術(shù)主要分為河流碎屑法以及冰川漂礫法，其中河流碎屑法的應(yīng)用頻率相對(duì)較高。該方法主要以各個(gè)水系中的沖積礫石、巖塊或者粗砂為勘查對(duì)象，從這些對(duì)象當(dāng)中找到與礦化特征相符的礫石，然后逆流而上，對(duì)礦床進(jìn)行追蹤。如果在找礦過程中，遇到相互交匯的兩條河流，判斷碎屑的主要來源則需要一直逆流追蹤到礫石所在的河谷，直到發(fā)現(xiàn)礫石的發(fā)源地，并在發(fā)現(xiàn)含礦碎屑的地點(diǎn)作好標(biāo)記，將地理信息繪制在地表圖上面，劃定礦產(chǎn)資源的分布范圍，這樣，能夠縮小礦產(chǎn)資源的尋找范圍，并最終確定礦床的具體位置。

4.6 結(jié)語

新時(shí)期賦予地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作全新的任務(wù)，設(shè)立了全新的目標(biāo)，在機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的局面下，地質(zhì)勘查人員應(yīng)當(dāng)始終秉持與時(shí)俱進(jìn)的態(tài)度，通過技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、理念創(chuàng)新夯實(shí)勘查與找礦技術(shù)根基，并積極借鑒成熟的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，不斷提升勘查與找礦技術(shù)水平，為社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展提供源源不斷的資源與能源支持。