礦山地質勘查與找礦技術要點研究

曹毅

（錫礦山閃星銻業(yè)有限責任公司，湖南 冷水江 417500）

0 引言

在人類生存與社會發(fā)展進程中，礦產資源是不可或缺的能源，特別是煤炭、石油、鐵礦以及鋁礦等資源為社會經濟的發(fā)展做出了巨大的貢獻。地質礦產開發(fā)是一項重要工作，先進的地質勘查與找礦技術可以提高勘查效率，從而獲得精確的勘查數(shù)據(jù)，深入了解地質內礦產資源和存儲量，為礦產資源開采方案的制定提供科學參考依據(jù)。

1 礦山地質找礦勘查技術原則

1.1 統(tǒng)籌規(guī)劃與合理布局的原則

地質勘差與找礦工作在實際作業(yè)中會存在較多不確定因素，所以需要提前制定科學規(guī)劃，提高勘查效率，確保找礦的有效性。正式勘查前，需要全方位勘查礦山地區(qū)的各項指標，確定勘查工作目標，對找礦設備合理配置。所以地質勘察與找礦技術的應用需要綜合考慮區(qū)域性氣候與地質、經濟等因素，采用適當?shù)姆椒ㄟM行規(guī)劃布局，確保接下來的勘探工作順利進行。

1.2 拓展領域與突出重點的原則

我國礦產資源重量較多，但是分布不集中，分散程度比較大，這就無形中增加了找礦工作的難度，人們不得不大范圍找礦，所以勘查工作難以深入。現(xiàn)階段地質找礦與勘查技術的應用領域需要不斷延伸，明確技術發(fā)展方向，突出工作重點，為后續(xù)找礦行業(yè)與勘查工作的開展提供幫助。與此同時，還需要合理配置資源，對資源埋藏與分布情況精確計算、精準勘查，由于勘查期間會遇到各種復雜的地質環(huán)境，所以勘查作業(yè)中應明確主次任務，對現(xiàn)有資源合理配置，提高資源利用率。

2 礦山地質勘查技術要點分析

2.1 礦山地質勘查原則

盲目開采礦山只會給地質帶來嚴重的破壞，如果采空區(qū)面積超過礦山的60%，這將會嚴重威脅采礦人員生命安全。表1 為地質勘查時得到的地面沉降數(shù)據(jù)[1]。

表1 礦山地面沉降數(shù)據(jù)

經過數(shù)據(jù)分析得知，該礦山地表連續(xù)性下沉將會引發(fā)地面沉降，從而影響周圍居民人身安全。所以，在采礦的前期準備工作中應加強地質勘察，并遵循相應的工作原則，具體如下：①統(tǒng)籌規(guī)劃的原則。正式勘查之前，工作人員應充分了解自然地理環(huán)境，預測大致勘查成本，了解相關政策，在考慮多方影響因素后編制勘查方案。與此同時可以進行地質調查，確保勘查結果的準確性，合理分配勘查任務，基于地質勘查特點與區(qū)域成礦規(guī)律，為接下來的找礦技術應用奠定基礎。②突出重點的原則。礦山地質勘查的目的在于發(fā)現(xiàn)有價值的資源，所以勘查時應對規(guī)劃區(qū)域重點勘查，同時擴大勘查范圍，盡可能開發(fā)更多有價值的資源。③因地制宜的原則。礦山物質受地質運動的影響形成礦產資源，其資源類型與地質活動有關，所以勘查人員應了解礦產大致部分情況，掌握各個區(qū)域的地質特點，從而選擇更合適的地質勘查技術與找礦技術。

2.2 礦山地質勘查工作內容

2.2.1 礦山生產勘探

探究礦山資源時，有必要先進行礦山生產勘查，了解礦山資源的整體情況，明確該礦山是否具有被開采條件，以及可以開采的時間。比如在地層方面，某礦山出露的地層地質為佘田橋組灰?guī)r段，整體上下規(guī)格分為27 小層，厚度在220m 左右，奇數(shù)層和偶數(shù)層分別為灰?guī)r和頁巖，前者容易成礦和硅化，后者則相反，但具有遮擋作用。在礦區(qū)地質構造方面，勘查與找礦區(qū)域位于礦山礦田短軸背斜的北部，軸向角度范圍在30°～40°之間。在該區(qū)域內，具有明顯節(jié)理發(fā)育現(xiàn)象，且存在破碎帶，其走向與巖層走向一致，且傾向延伸均較遠，存在明顯風化現(xiàn)象，充填物為黃泥，在長期風化作用的影響下，井下部分區(qū)域喀斯特地貌發(fā)育。主要斷裂帶有四個，其中一個為暴露在地表之上的大斷層，走向約為NE30°，該斷層與有利含礦層交匯部位及其附近形成富厚礦體，為張扭性的正斷層，是該區(qū)域的主要控礦斷層。其余三個斷層走向均在320°～340°范圍內，其中一個斷層區(qū)域礦體富集，具有良好連續(xù)性，礦石品位較高。

在礦山地質生產勘探工作中，技術工作人員應做好礦山坑道編錄，根據(jù)已有的地質資料來推斷礦體的空間位置和分布情況，再使用相應的技術進行勘查，了解該區(qū)域的資源具體情況，以及礦山內是否有伴生礦產生，再根據(jù)資源狀態(tài)設計采礦計劃。勘查礦山資源的同時，也要樹立環(huán)境保護觀念，采用合理的方式開采資源，避免資源不必要浪費，防止環(huán)境受到污染，但多數(shù)開采方式都會對地表植被與水資源造成污染，所以勘查工作中應詳細了解礦山情況，確定合理的開采方式。

2.2.2 危險礦山資源勘查

礦山勘查工作中，需要對礦山的危險性進行勘查分析，明確其中潛在的風險問題，找出危險因素，提前制定預防措施，保證勘查與找礦的安全性。確定危險礦山資源位置后，應按照相應步驟了解礦山地區(qū)地質條件與成礦規(guī)律，提高找礦效率，再結合實際情況做好礦山的評價分析。如果礦山內的資源屬于稀缺資源或珍貴資源，評價時應進一步細致勘查，經過科學的預測提高開采效率[2]。

2.2.3 礦山可開發(fā)資源勘查

分析礦山的成礦規(guī)律，奠定勘查基礎，以實際礦山為例，該礦山的成礦方式是填充作用和交代作用，前者形成的礦體形態(tài)和產狀主要受構造影響，后者在作用過程中原礦物被溶和新礦物的沉淀幾乎是同時的，圍巖始終保持固體狀態(tài)，受體積定律支配。該區(qū)域富礦體的形成位置是導礦構造下盤的有利層位，有利巖性中也容易形成富礦體，在平行于主控礦構造的次一級構造中常有脈狀礦體，而且，在產狀轉變處，雞窩狀、囊狀礦體集中于水袋式空區(qū)。由于導礦構造附近存在“人”字型結構，在其交接處和交匯部位，礦液易于富集成礦。勘查礦山資源時，由于地下深處的資源含量有限，開采時應安排專門人員進行資源量預測，同時確定開采周期，針對礦山種類做出研究，提高資源利用率。有關部門應按照市場實際情況，針對礦產需求情況開展找礦工作，比如國內生產對鐵礦、銅礦以及鋅礦的需求較多，勘查人員可以在工作中重點尋找這些資源。

2.3 礦山地質勘查技術

目前用于礦山的地質勘查技術主要有以下3 種。

（1）電磁瞬變技術，該技術主要是使用不接地裝置將脈沖發(fā)射在水中，從而產生特定測程，再根據(jù)專屬線圈形成的渦流感應體系得到電阻應用率，按照電磁感應定律了解礦山內資源特點。受到電場的影響，地質勘查工作中會發(fā)生礦產溶解的情況，礦物資源發(fā)生電化學溶解現(xiàn)象時會產生大量陽離子，這些金屬陽離子會聚在陰極表面，勘查人員可以在最短時間內判斷礦物類型。

（2）感應電磁勘探技術，該技術的應用主要是依靠礦物質的電磁性差異，通過觀察得到電磁空間分布情況，從而提高找礦工作效率。礦山和巖石的化學特點不同，其磁場的空間分布狀態(tài)也會不一樣，一般礦山與巖石磁場有著動態(tài)變化特點，所以工作人員需要使用專業(yè)化設備勘探磁場分布情況，從而掌握礦物資源的分布現(xiàn)狀。一般情況下，礦物資源所在位置較低，礦體礦化程度不同，因此礦體低阻異常反應會比較弱，目前感應電磁勘探技術主要應用于深部找礦工作。

（3）數(shù)字地震勘查技術。該技術具有高分辨率的特點，可對勘查結果展開數(shù)字化處理，經過子波整形校正與分頻處理得到完整的勘查結果，且找礦期間數(shù)字化地震勘查技術有著較強的安全性，能夠最大程度上提高礦物產出比[3]。

3 礦山地質找礦技術要點分析

3.1 同位素地球化技術

同位素地球化技術一般是用于礦山地質同位素復雜的狀況中，該技術有利于快速獲取地質各個階段的歷史情況信息，再基于地質體系中的共存物同位素分餾的大小情況，將地質共存物的同位素平衡溫度進一步計算出來，一系列過程中，同位素之間都應當保證相互平衡，尤其是使用共存物同位素來計算獲得地質溫度后，更要加強檢查其平衡狀態(tài)，確保其數(shù)據(jù)具有準確性和可靠性[4]。

3.2 遙感技術

礦山找礦技術中，遙感技術是十分常見的運用技術，該技術主要用作地圖的繪制，地圖還要與地質圖形成配套，共同組建成投影坐標系統(tǒng)，兩者之間存在對應關系，便于協(xié)助專業(yè)技術人員掌握地質狀況。遙感技術的具體找礦功能包括以下幾點：①對報告信息進行提取及定制，礦產資源受到地質構造與運動的影響，往往具有不同類型，其礦床分布也是不相同的，技術人員需要依據(jù)地質構造的實際條件來獲取礦產資源相關信息，遙感技術的使用則可以對信息進行處理，其具有比值分析功能以及方向濾波功能，從信息中提取出技術人員想要的關鍵信息，再進一步統(tǒng)計、翻譯，獲得相關地質資料、物探資料，確定礦產實際構造情況。②植被波普作業(yè)，礦產資源類型還會受到不同類型以及不同生長期內植物的影響，這是由于在植物進行生長時，會將土壤中的一部分金屬元素吸收，這些金屬元素的來源就是地下礦產，因此可以利于植被波普來分析含有金屬元素的土壤，找到深層地質中的礦源，這也需借助遙感技術。③將礦化蝕變的信息提取，礦化蝕變主要是由于巖漿熱造成，其圍巖會與巖漿之間發(fā)生反應，生成一些新物質，而礦區(qū)面積通常是小于圍巖蝕變的面積，這樣就能夠對礦區(qū)進行判斷，礦化蝕變的巖石與一般巖石有著明顯不同，比如說其外觀、顏色以及結構都有差異，基于遙感技術來判斷礦靶區(qū)和蝕變的異常區(qū)域面積[5]。

3.3 甚低頻電磁技術

經過多年勘查技術的發(fā)展，如今各企業(yè)已經積累了豐富的勘查與找礦經驗，對礦山淺層資源的過度開采會導致資源短缺，所以采用深層找礦技術至關重要。與其他找礦技術相比，甚低頻電磁技術應用起來更加靈活，依靠Fraser 濾波處理數(shù)據(jù)，確定區(qū)域地質體，了解礦區(qū)分布，分析找礦規(guī)律，判斷礦體所在位置。此外，該技術使用成本比較低，但信號源受限，會對電磁波強度造成影響，特別是日出與日落時間段最容易受影響，因此在應用甚低頻電磁技術時應加強對找礦時間的控制，在場強穩(wěn)定的時間段科學應用該技術。

3.4 金剛石繩索取芯技術

金剛石繩索取芯技術也是礦山地質找礦方面運用的一項重要技術，該項技術顧名思義，主要是使用金剛石材料，金剛石的特征為具有較高硬度，十分適合用來鉆探作業(yè)，能夠鉆進很深的位置。當前，金剛石繩索取芯技術已經在全世界范圍的地質找礦項目中得到了有效運用，且技術應用后的結果較好。對于國內來說，該項技術的引進時間頗晚，因此實踐使用時還不夠成熟，需不斷進行完善。在實際找礦過程中，應用金剛石繩索取芯技術時，通常會利用一般鉆桿將繩索穿透作為取芯鉆具先行勘探，這也會使勘查與采礦的成本提高，而使用金剛石作為鉆頭，其應用壽命也十分有限，因此整體具有成本高、效率低的特點，這也影響到該技術在國內的推廣應用。

3.5 X 熒光技術找礦法

為了提高礦產資源勘查效率，有必要應用先進的找礦方法，在應用找礦技術的同時掌握技術應用要點，提高礦山找礦與開采的準確率。作為一種先進的技術，X 熒光技術使用起來比較簡單，可對礦產信息深入勘查，掌握其中成分與元素，以便更直觀的發(fā)現(xiàn)隱藏在深處位置的礦山資源。應用X 熒光技術時需要先取樣，再照射X 射線，礦物元素被照射到射線后可對深層礦山展開分析，為接下來的礦山勘察與找礦工作奠定基礎。X 射線光譜儀在找礦中的檢測精度比較高，使用方式簡單，技術應用時可幫助工作人員深入了解礦山地質情況。

3.6 地質填圖法

找礦工作中，應做好地質情況的勘查分析，應用地質填圖法找礦，經過該區(qū)域地質情況詳細勘查，繪制區(qū)域地質圖紙，將巖土、礦產資源以及地層結構的具體信息標明，綜合數(shù)據(jù)預測分析礦山資源，掌握礦山資源種類。找礦工作中使用地質填圖法能夠更有效分析區(qū)域資源現(xiàn)狀，提高找礦效率，該技術的應用要點如下：①采用不同技術探查地質情況，比如應用遙感技術查找資料，做好找礦前的準備工作。②探測地質情況時，使用相應技術與數(shù)據(jù)制作礦山地質剖面，再將礦山各個地層結構、礦石位置、巖石性質融入剖面圖內。③設計填土比例，提高圖紙準確度，探查地質情況時應了解不同種類巖石內蘊藏的礦產資源，填土時盡可能還原真實情況，填土后應安排專業(yè)人員預測區(qū)域內礦山資源，從而確定資源種類和具體位置。

4 結語

總而言之，礦山地質勘查工作中，應科學掌握區(qū)域地質情況與成礦規(guī)律，以實際情況為前提條件，遵循相應的地質勘查原則，融合地質勘查與找礦技術，保護自然環(huán)境，經過合理的開采推動社會經濟的發(fā)展。與此同時，聯(lián)合應用同位素地球化技術、遙感技術、甚低頻電磁技術、X 熒光技術找礦法，突出不同技術的應用優(yōu)勢，從而提高找礦工作效率。