金屬礦產(chǎn)勘查中地質(zhì)找礦技術(shù)要點(diǎn)探析

＊林 瀚

（福建省煤田地質(zhì)勘查院 福建 350000）

前言

我國經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展的同時(shí)，也進(jìn)一步彰顯出了金屬礦產(chǎn)資源的重要性。從應(yīng)用范圍來看，金屬礦產(chǎn)資源對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)起到了重大作用，不僅廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)當(dāng)中，同時(shí)也用作于各種工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，有力保障了我國經(jīng)濟(jì)水平的穩(wěn)定發(fā)展。目前我國地質(zhì)找礦技術(shù)發(fā)展已經(jīng)趨于完善，對(duì)于金屬資源的勘察較為準(zhǔn)確，但同時(shí)我國金屬勘察找礦工作中依然存在很多不足現(xiàn)象，例如找礦技術(shù)應(yīng)用不夠明確，使找礦效率方面受到影響，導(dǎo)致金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)效率長(zhǎng)期處于較低的水平。因此為了滿足我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，需要不斷創(chuàng)新地質(zhì)找礦技術(shù)，使地質(zhì)找礦工作能夠有效的開展。

1.地質(zhì)找礦技術(shù)應(yīng)用原則

(1)地質(zhì)與資源分布原則

開展地質(zhì)勘查工作本身目的是要快速尋找到礦產(chǎn)資源，因此地質(zhì)找礦技術(shù)需要結(jié)合資源分布的具體情況進(jìn)行有效勘查，同時(shí)技術(shù)人員需要根據(jù)資源分布的位置進(jìn)行針對(duì)性勘查工作，否則就無法達(dá)到預(yù)期的效果。金屬礦產(chǎn)勘查工作主要應(yīng)用對(duì)象為地下結(jié)構(gòu)，但由于我國國土面積廣闊，不同地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)有著非常明顯的差距，這就導(dǎo)致地質(zhì)勘察最后的結(jié)果會(huì)受到一定影響，影響了整體的工作效率。因此在實(shí)際的勘察工作中，技術(shù)人員需要結(jié)合不同地區(qū)的環(huán)境差異要求進(jìn)行實(shí)際考察，采用多種豐富技術(shù)手段保證勘察工作的順利進(jìn)行。同時(shí)還要充分考慮到對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，將經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益進(jìn)行有效結(jié)合。

(2)統(tǒng)籌規(guī)劃原則

目前在金屬礦產(chǎn)勘查工作中，主要分為兩種不同的工作類型，分別為商業(yè)性質(zhì)的地質(zhì)勘查以及公益性質(zhì)的地質(zhì)勘查。如果是按照主體角度進(jìn)行劃分的話，則可以將其劃分成中央勘查以及地方勘查。在進(jìn)行地質(zhì)勘查工作的過程中，當(dāng)?shù)乜辈闄C(jī)構(gòu)需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際勘探條件，對(duì)周圍地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行合理分析，收集多種地質(zhì)數(shù)據(jù)，并且提前制定出良好的方案，從而方便在實(shí)際工作中進(jìn)行使用與參考。

2.基屬礦產(chǎn)勘查中常見地質(zhì)找礦技術(shù)

(1)地質(zhì)填圖技術(shù)

在地質(zhì)勘查工作中運(yùn)用專業(yè)的地質(zhì)填圖技術(shù)，可以為金屬礦產(chǎn)勘查工作提供更為科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而有效地實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查工作中信息共享和交流互通。目前在金屬礦產(chǎn)勘查中使用較多的地質(zhì)填圖技術(shù)有三種。第一種是手工地質(zhì)填圖工藝進(jìn)行地質(zhì)填圖，這種方法主要是通過對(duì)地殼進(jìn)行不同形式的信息收集，然后通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行分析和處理完成。其特點(diǎn)是通過將地質(zhì)資料輸入計(jì)算機(jī)之后，軟件會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)生成相關(guān)成果以及圖面，但是需要注意的是，在繪制工作中如果遇到一些復(fù)雜的地質(zhì)問題或者不清楚的地方可通過地圖工具來進(jìn)行補(bǔ)充分析，并給出相應(yīng)結(jié)果。第二種是通過人工進(jìn)行手工修改完善的方式生成地質(zhì)圖。這種方法是將工作人員分為幾組，使用不同的軟件分別進(jìn)行處理，最后將其合成可以得到一張圖版。需要注意的是這種方法由于缺少對(duì)數(shù)據(jù)的收集，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理不夠準(zhǔn)確，影響了繪圖的效率。從整體應(yīng)用效果來看，地質(zhì)填圖與其他勘查學(xué)方法相比有一定缺點(diǎn)，首先手工填圖無法對(duì)收集好的地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效保護(hù)，很容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失損壞的現(xiàn)象。還有由于技術(shù)人員水平上的差異，導(dǎo)致繪制出來的效果難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)程度，而且很多數(shù)據(jù)需要經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員加工處理才能完成。第三種類型一般是采用數(shù)字繪圖或者軟件進(jìn)行繪制，這種方法相比于手工繪制方法更加科學(xué)客觀。

同時(shí)需要注意對(duì)地圖進(jìn)行及時(shí)更新以及補(bǔ)充，否則無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這也是因?yàn)樵谑褂眠@一技術(shù)時(shí)需要將部分?jǐn)?shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理后得出成果。因此進(jìn)行地質(zhì)填圖也可以減少人員對(duì)信息內(nèi)容的收集難度和工作量。如果在后期完成一系列工作后仍不能準(zhǔn)確且快速提取有用數(shù)據(jù)的話，那么將會(huì)影響到后續(xù)的勘查工作。在不影響地質(zhì)勘查工作進(jìn)度的前提下盡可能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)處理的精確性以及效率性，并在此基礎(chǔ)上制定出詳細(xì)的施工方案并認(rèn)真實(shí)施即可[1]。

(2)電子探針技術(shù)

在金屬礦床勘查工作中，為了實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探工作效果，可以通過電子探針技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)礦體的識(shí)別。但是電子探針無法對(duì)固體或者是氣體以及液體進(jìn)行檢測(cè)，因此需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)電子探針系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。在電子探針領(lǐng)域中，一種叫做磁法電阻法。該技術(shù)中需要配備與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境相適應(yīng)的測(cè)量設(shè)備來測(cè)量地質(zhì)信號(hào)，進(jìn)而達(dá)到地質(zhì)樣品分析處理的目的。例如在黑龍江省第一地質(zhì)勘察院物探公司中，利用電磁儀器的線圈以及接地電極功能，研究空間時(shí)間的變化，確定地下導(dǎo)體的電性分布結(jié)構(gòu)以及空間狀態(tài)，從而有效了解地下礦產(chǎn)資源結(jié)構(gòu)。具體所使用的儀器結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 電磁儀器結(jié)構(gòu)圖

專業(yè)技術(shù)人員通過對(duì)電磁儀器的使用，能夠?qū)Φ叵滦盘?hào)進(jìn)行收集與處理，從而快速了解地下磁場(chǎng)所發(fā)生的變化，然后對(duì)具體的變化規(guī)律進(jìn)行觀察分析，尋找出金屬礦產(chǎn)的地下分布位置。具體使用過程如圖2。

圖2 電磁儀器使用流程圖

電子探針主要有磁場(chǎng)法和電感耦合等離子發(fā)射光譜法兩種形式。其中磁場(chǎng)法是目前應(yīng)用最為廣泛和最為先進(jìn)的探測(cè)方法，同時(shí)還能夠探測(cè)到地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)激發(fā)出來的高能輻射波，這種波形能夠顯示出較強(qiáng)的電磁波波段效應(yīng)。因此用磁法來探測(cè)特定物質(zhì)是一種較好的方式。但該方法有一定局限性，首先電磁波波長(zhǎng)很長(zhǎng)，對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)要求性較高。另外電子探針技術(shù)存在固有缺陷導(dǎo)致了測(cè)量精度不高，而且對(duì)于探針探測(cè)到固體物質(zhì)來說往往存在誤差。這一問題是無法完全避免的。但是利用磁法和磁場(chǎng)法可以降低探測(cè)精度，還可以有效消除偽像。但是由于受到儀器設(shè)備條件限制等原因，目前電子探針不能用于礦石元素以及氣體種類等基本性質(zhì)測(cè)量中。因此需要科研人員進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電子探針方法的創(chuàng)新研究，進(jìn)一步增強(qiáng)其應(yīng)用效果[2]。

(3)鉆孔物探

鉆孔物探技術(shù)主要是利用鉆桿的機(jī)械壓力和電氣壓力，使其沿地層中空間產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而通過測(cè)深儀器記錄巖體的物理性質(zhì)。同時(shí)還可以根據(jù)物探數(shù)據(jù)推測(cè)出金屬礦物的埋藏位置。因此，可以用鉆探技術(shù)直接到達(dá)找礦地段以下的層位。但是鉆孔過程中容易出現(xiàn)漏孔、鉆偏、鉆孔不均勻等問題對(duì)金屬礦產(chǎn)勘查造成不利影響。通過測(cè)量地下的孔洞大小，可以確定區(qū)域內(nèi)是否有大型礦體或已露出其他礦床。并且通過地質(zhì)結(jié)構(gòu)與礦石性質(zhì)來分析找礦方向，以便找出隱伏在巖石內(nèi)部和地表之間的礦產(chǎn)，以及儲(chǔ)量豐富且分布比較均勻的大型礦床的位置。在勘探工作中利用鉆孔進(jìn)行探礦工作時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)鉆孔深度不夠、無法對(duì)孔內(nèi)情況進(jìn)行測(cè)量以及地質(zhì)鉆孔和鉆探工程不同步等問題，這是因?yàn)槭褂昧隋e(cuò)誤鉆具而造成的。在實(shí)際的地質(zhì)勘查工作中，經(jīng)常出現(xiàn)孔壁較厚，而且構(gòu)造復(fù)雜以及埋深較深等問題。因此對(duì)礦體進(jìn)行研究設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該合理設(shè)置各種地質(zhì)鉆機(jī)參數(shù)，避免對(duì)勘探工作造成不必要的影響及損失；并且還需要合理調(diào)整操作參數(shù)，盡量將鉆進(jìn)深度控制在地表以下200m之內(nèi)；最大限度地發(fā)揮鉆機(jī)效率以及工作質(zhì)量效果。

通過合理安排鉆孔位置和施工時(shí)間來提高物探工作進(jìn)度以及效率和準(zhǔn)確性，從而有效提升找礦效率。除此之外還可以利用鉆孔測(cè)深儀器進(jìn)行測(cè)量并計(jì)算鉆孔間距、深度和距離等方面問題。一般來說對(duì)于一般地表層而言，在應(yīng)用鉆具時(shí)還需要根據(jù)具體地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造而定。對(duì)孔壁進(jìn)行細(xì)致勘察時(shí)，發(fā)現(xiàn)巖石之間存在著一層或多層一定厚度的硬質(zhì)結(jié)構(gòu)后，則需要利用鉆孔進(jìn)行鉆進(jìn)工作。若是巖石和礦物分布比較均勻，并且孔深控制比較小的情況下，需要考慮其他的探測(cè)方法[3]。

3.基屬礦產(chǎn)勘查地質(zhì)找礦技術(shù)創(chuàng)新要點(diǎn)分析

(1)重視對(duì)GPS定位技術(shù)的融合應(yīng)用

隨著我國航空航天事業(yè)的發(fā)展，GPS定位技術(shù)得到了進(jìn)一步創(chuàng)新，同時(shí)也為金屬礦產(chǎn)資源勘查工作拓展了新的發(fā)展思路。GPS定位技術(shù)主要以衛(wèi)星系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用衛(wèi)星系統(tǒng)所提供的定位功能，向技術(shù)人員提供比較準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以此來快速尋找到金屬礦產(chǎn)資源的存儲(chǔ)位置。現(xiàn)如今，我國地質(zhì)找礦技術(shù)在利用GPS定位技術(shù)的過程中，在該技術(shù)的基礎(chǔ)上建立完整的監(jiān)測(cè)體系，主要是對(duì)金屬礦物質(zhì)中的化學(xué)成分以及物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使其能夠保持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)。一般來講，由于不同金屬物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，使得輻射能力存在很大差異，因此技術(shù)人員在對(duì)金屬礦產(chǎn)物質(zhì)監(jiān)測(cè)的過程中，需要借助其他監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)金屬礦物質(zhì)的光譜曲線有效測(cè)定，將光譜結(jié)果與測(cè)量出來的結(jié)果相互對(duì)比，從而準(zhǔn)確判斷出該區(qū)域內(nèi)的金屬礦產(chǎn)資源分布。另外通過對(duì)GPS定位技術(shù)的融合應(yīng)用，能夠幫助技術(shù)人員進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)光譜曲線的分析，對(duì)探測(cè)區(qū)域內(nèi)的金屬礦產(chǎn)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行判定。為后續(xù)金屬礦產(chǎn)資源勘查工作提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。由此可見GPS定位技術(shù)的應(yīng)用能夠使金屬礦產(chǎn)勘查工作的效率進(jìn)一步提升[4]。

(2)地、化、物互相約束技術(shù)的應(yīng)用

從圖3可以看出金屬礦物質(zhì)是由多個(gè)礦產(chǎn)物質(zhì)所組成的，但是在內(nèi)部會(huì)存在一些無法利用或者利用價(jià)值低的礦物質(zhì)，如果不采取有效的技術(shù)很容易造成大量的人力物力資源浪費(fèi)現(xiàn)象。因此為了進(jìn)一步保證礦產(chǎn)資源開采的效率性，要求技術(shù)人員進(jìn)行礦產(chǎn)資源挖掘工作回遷，需要對(duì)金屬礦物質(zhì)的組成進(jìn)行全面分析，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況，對(duì)整個(gè)挖掘工作進(jìn)行不斷調(diào)整，加強(qiáng)對(duì)各種勘查方法的綜合應(yīng)用，讓地質(zhì)、物探以及化探之間形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的關(guān)系，提前完成好模型上的制作。金屬礦產(chǎn)作為地殼運(yùn)動(dòng)中化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，使得本身地質(zhì)條件比較復(fù)雜，導(dǎo)致開采難度進(jìn)一步上升，需要加強(qiáng)對(duì)地、化、物互相約束的技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)找礦技術(shù)的創(chuàng)新，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出金屬礦所覆蓋的地區(qū)。

圖3 金屬礦物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖

(3)加強(qiáng)對(duì)低頻電磁找礦技術(shù)的應(yīng)用

我國國土面積廣闊，有著較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，如果采用傳統(tǒng)電法找礦技術(shù)，則很難達(dá)到預(yù)期的效果。因此為了加快對(duì)金屬礦產(chǎn)勘查找礦工作的效率性，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)低頻電磁地質(zhì)找礦技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)是根據(jù)不同金屬礦物質(zhì)所散發(fā)的電磁波頻率不同，從而有效判別金屬礦與地表之間的距離，尋找到金屬礦層的地下位置，進(jìn)而采取相關(guān)的措施手段實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)。

低頻電磁法一般使用20～25kHz電臺(tái)發(fā)射的電磁波作為場(chǎng)源，之后通過對(duì)地下探測(cè)場(chǎng)參數(shù)上的變化，對(duì)地下結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行收集，主要是利用磁分量測(cè)量以及電分量測(cè)量方法。技術(shù)人員利用低頻電磁找礦技術(shù)進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集時(shí)，需要把控好具體的操作步驟。首先需要對(duì)電源按鈕進(jìn)行檢查，如果電源指針超過儀器的面板紅線，說明電源足夠充足。如果低于儀器的面板紅線，則需要對(duì)電池進(jìn)行更換。其次將電臺(tái)選擇開關(guān)放置于合適的電臺(tái)中，沿著水平面的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，如果儀器面板指針處于最小數(shù)值時(shí)，需要將儀器直立起來。低頻電磁法在進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的過程中，通常會(huì)規(guī)定傾角南、西讀數(shù)為正，北、東讀數(shù)為負(fù)。在實(shí)際測(cè)量過程中應(yīng)按照測(cè)線布置原則不斷朝著垂直方向前進(jìn)。

4.結(jié)論與建議

新時(shí)代下，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，為了進(jìn)一步推動(dòng)我國金屬礦產(chǎn)勘查工作取得良好的效果，需從多個(gè)方面入手。首先，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)找礦技術(shù)方法和操作技能的研究。其次是全面提高我國金屬礦產(chǎn)勘探方式與勘查質(zhì)量管理體系。另外相關(guān)研究人員必須積極對(duì)我國面臨的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)作出合理分析診斷并采取相應(yīng)措施和對(duì)策，從而有效提高我國金屬礦產(chǎn)勘查效率。同時(shí)還需不斷加大相關(guān)研究力度、引入新技術(shù)新設(shè)備以及先進(jìn)研究手段，以保證技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到有效應(yīng)用，不斷促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)水平的高質(zhì)量發(fā)展。