幾種深部礦產(chǎn)的勘查方法

　　隨著社會的發(fā)展，我國的礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用技術(shù)也越來越先進(jìn)，本文通過對深部礦產(chǎn)勘查進(jìn)行探討與分析，期望能推動我國礦產(chǎn)勘查技術(shù)的進(jìn)步。

　　《當(dāng)代礦工》是一本面向我國廣大礦區(qū)讀者的綜合性時政刊物。二十多年來，擁有了大量并且較為穩(wěn)定的讀者。特別是 2001 年以來，《當(dāng)代礦工》雜志提出“立足煤炭、面向礦業(yè)、走向社會”的辦刊思路， 以新穎的內(nèi)容、獨到的視角、靚麗的形象享譽(yù)能源礦產(chǎn)業(yè)、金屬礦產(chǎn)業(yè)、非金屬礦產(chǎn)業(yè)。

　　一、深部礦產(chǎn)勘查的制約因素

　　(一) 理論因素

　　礦產(chǎn)勘查是對礦產(chǎn)地質(zhì)客體進(jìn)行調(diào)查研究和獲取信息的過程，是查明礦產(chǎn)資源或礦產(chǎn)儲量以及生產(chǎn)其他基礎(chǔ)地質(zhì)信息的過程。其主要的理論基礎(chǔ)包括地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)以及技術(shù)基礎(chǔ)等四個基本方面。但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段，世界范圍內(nèi)對成礦的理論研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，對一些新的礦床成因的原因不斷有新的認(rèn)識。如深部流體作用理論、地質(zhì)力學(xué)理論、成礦系統(tǒng)理論的發(fā)展對深部礦產(chǎn)的勘查有著重要的指導(dǎo)作用。如果沒有運(yùn)用成礦理論作為基礎(chǔ)，那么深部找礦就會如大海撈針般的困難，使找礦工作進(jìn)入亂找、難找、找不到的局面。所以，成礦理論是否成熟可行是制約深部找礦的基礎(chǔ)性因素。

　　(二) 礦化信息采集因素

　　礦化信息的所提取出來的任何一種礦都有其特定的成礦地質(zhì)條件。一個礦床存在既有區(qū)域地質(zhì)條件，又有其物性差異，并通過不同的物質(zhì)形成的各種磁性、電性等特點表現(xiàn)出來，從而營造了每種礦床獨特的特點。在找礦勘查中，地質(zhì)工作者通過物探、化探、遙感等技術(shù)手段對認(rèn)為成礦有利地段的地理條件提取信息，從而判斷是否有礦體存在及礦體存在的形態(tài)分布，然后實施工程驗證。

　　但是隨著地表礦產(chǎn)的逐漸減少，礦產(chǎn)勘查已經(jīng)逐步深入到地下，一些老的對礦化信息提取方法已經(jīng)不再適合目前的狀況，因此我們急需將多種礦化信息采集技術(shù)進(jìn)行綜合利用來保障勘探工作的進(jìn)行。

　　(三) 人才因素

　　中國工程院院士陳毓川在分析加強(qiáng)地質(zhì)人才培養(yǎng)等問題時指出：地質(zhì)人才的重要性是顯而易見的，沒有地質(zhì)人才，再創(chuàng)新的成礦理論也只是理論，再尖端的找礦技術(shù)也只是技術(shù)，無法發(fā)揮其作用。而我國目前在這方面的人才并不多，加上地質(zhì)工作者工作條件的艱苦，一些人不愿意從事這個行業(yè)，導(dǎo)致當(dāng)前我國地質(zhì)工作無法開展有效的工作。所以，我們必須重視對優(yōu)秀地質(zhì)人才的培養(yǎng)。

　　二、解決途徑

　　(一) 加強(qiáng)深部成礦預(yù)測理論研究

　　現(xiàn)存的任何成礦理論與礦產(chǎn)勘查方法的產(chǎn)生均與當(dāng)時所處的歷史環(huán)境密切相關(guān)，我們對已有的理論和方法在應(yīng)用的同時也要懷有探索、革新的態(tài)度，不能肓從，要在實踐中不斷修正原有的理論和方法，同時也要不斷探索新的模式。

　　(二) 加強(qiáng)地質(zhì)人才的培養(yǎng)

　　多學(xué)科之間的相互依賴是以后地質(zhì)勘查的主要技術(shù)方向和理論基礎(chǔ)，它們的融合給予了礦產(chǎn)勘查廣闊的發(fā)展趨勢。因此，地質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)應(yīng)成為我國高等教育的一個重要發(fā)展方向和戰(zhàn)略，從而為我國礦產(chǎn)勘查事業(yè)的大發(fā)展提供可靠的人才保證。重視野外找礦的重要性，銘記實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。堅持“老中青”三代技術(shù)人員的結(jié)合，提供多個層次的交流平臺，采取有效措施保證勘查工作的經(jīng)驗積累與全體人員技能的提高。

　　(三) 積極參與國際技術(shù)交流

　　我國幅員遼闊，對不同區(qū)域的深部找礦都有其特殊性，需要多學(xué)科、多技術(shù)共同合作來開展工作，這就對我們的地質(zhì)人員有著更高的要求。因此，我們要積極的和國外的勘探工作者進(jìn)行技術(shù)交流，了解找深部礦產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)方法，要秉承引進(jìn)、消化的路線。

　　(四) 政策支持

　　政府部門在對于地質(zhì)勘查工作的部署方面，應(yīng)繼續(xù)加大礦產(chǎn)勘查的資金投入，尤其是對西部那些礦產(chǎn)資源沒有了解的地區(qū)加大工作力度，進(jìn)一步挖掘其資源潛力。

　　積極開展和地質(zhì)勘探有關(guān)的科研項目，推進(jìn)新技術(shù)、新方法在礦產(chǎn)勘查中的有效應(yīng)用，綜合各種新的勘查技術(shù)方法用于重點成礦區(qū)帶的研究，提高發(fā)現(xiàn)新礦床的機(jī)會。

　　三 深層礦產(chǎn)勘查方法探討

　　1.1深部鉆探技術(shù)的應(yīng)用

　　1.1.1鉆探技術(shù)在深部礦產(chǎn)勘查時存在的難題

　　①鉆頭遇到的復(fù)雜地層較多。

　　深部地質(zhì)的構(gòu)造程度比較復(fù)雜，鉆頭穿越的巖石層也比較多。鉆頭遇到堅硬、松散、漏失等不同層位時，鉆探技術(shù)的解決措施也變得非常復(fù)雜，甚至各種措施之間產(chǎn)生矛盾，出現(xiàn)顧此失彼的情況。

　　②鉆孔的偏斜距過大。在鉆取中淺孔的時候，鉆孔的角度累進(jìn)一般變化不大，鉆孔的絕對偏離距也比較小，完全能夠滿足地質(zhì)勘查的需要。然而當(dāng)鉆取深孔的時候，鉆孔偏斜距就會比較大，很難確定鉆孔落點的位置，顯然很難滿足深部礦產(chǎn)勘查的要求。

　　③礦產(chǎn)巖石樣本獲取困難。鉆孔的目的是鉆取樣品，復(fù)雜巖層抽取樣品對鉆探技術(shù)而言是非常專業(yè)的問題。深部地質(zhì)的壓強(qiáng)比較大，使取樣工作變的更加困難。

　　④鉆探施工成本較高。

　　深孔鉆探工藝要求比較復(fù)雜，工作負(fù)荷很大，防止孔內(nèi)事故的發(fā)生是深孔鉆探的首要任務(wù)，這就對設(shè)備、鉆探材料和工具的先進(jìn)性要求比較高，而且深部鉆孔對設(shè)備的磨損比較嚴(yán)重，設(shè)備的更換使施工費(fèi)用增加。鉆探遇到的復(fù)雜層比較多，技術(shù)的處理費(fèi)用也會很巨大。

　　1.1.2實施深部鉆探勘查工作時應(yīng)注意的問題

　　①要充分認(rèn)識深部鉆探定向鉆進(jìn)技術(shù)的深遠(yuǎn)意義。受控定向鉆探是通過主動控制鉆孔軌跡，使其按照預(yù)定的曲線進(jìn)行鉆進(jìn)，從而達(dá)到深部勘查的高精度要求，解決鉆孔傾斜距過大的問題。鉆孔傾斜是影響地質(zhì)勘查成果的關(guān)鍵因素，受控定向鉆探技術(shù)可以有效解決鉆孔傾斜、確保鉆孔達(dá)到目標(biāo)落點。

　　②要解決定向鉆進(jìn)專用裝備和泥漿技術(shù)問題。

　　㈠小口徑孔底馬達(dá)輸出功率小，不能用于所有巖層的鉆進(jìn)，而且抗拉強(qiáng)度比較小，目前還不能很好地實現(xiàn)取心鉆進(jìn)，所以在進(jìn)行深部鉆探時要解決馬達(dá)的裝備問。

　　㈡精密定向測量技術(shù)是定向鉆進(jìn)技術(shù)最核心的問題，由于定向測量儀器更新?lián)Q代比較緩慢，主要用于石油鉆井工作，可靠性和密封耐壓性都比較低。所以，在進(jìn)行深部礦產(chǎn)地質(zhì)鉆查時，要研制出符合各項自然條件要求的高精度定向測量儀器。

　　㈢保證沖洗液的正常工作。面對不同復(fù)雜層護(hù)壁問題，沖洗液要有良好流變性，從而達(dá)到減小阻力的效果。另外還要研制使用結(jié)構(gòu)簡易、性能良好的泥漿凈化設(shè)備，既要預(yù)防泥漿在高溫條件下變質(zhì)失效，又要維持泥漿性能穩(wěn)定，做到統(tǒng)籌兼顧，同時起到非常好的效果。

　　③注重定向鉆進(jìn)工藝技術(shù)的研究。

　　㈠合理地選擇和設(shè)計鉆孔結(jié)構(gòu)，合理地選配鉆柱，按照要求級配應(yīng)合理，盡量減少沖洗液的壓力損失，所以一定要重視鉆孔直徑和鉆柱標(biāo)準(zhǔn)的匹配。

　　㈡仔細(xì)研究沖洗液護(hù)壁、潤滑、低阻作用對鉆進(jìn)工藝的影響，研究泥漿的配置和凈化工作。

　　㈢分析導(dǎo)斜鉆進(jìn)彎曲強(qiáng)度或曲率的變化規(guī)律，做到曲率可控。 研究鉆桿的抗彎強(qiáng)度與測量儀器的暢順通過對導(dǎo)斜彎曲程度的限制，摸索彎曲鉆孔柔桿鉆探技術(shù)。

　　㈣學(xué)習(xí)定向鉆進(jìn)技術(shù)與常規(guī)鉆進(jìn)技術(shù)工藝的對接要求，避免出現(xiàn)修孔卡鉆或修孔劈直的現(xiàn)象。

　　㈤研究分支孔施工工藝，包括側(cè)鉆分叉、套管開窗等一系列工問題，認(rèn)真鉆研專用輔助導(dǎo)斜工具和安放打撈工具。

　　㈥創(chuàng)新和改進(jìn)鉆探機(jī)結(jié)構(gòu)， 真正意義上實現(xiàn)獨立的制動功能，避免出現(xiàn)因錯誤操作而造成的導(dǎo)斜偏向問題。

　　1.2地震反射技術(shù)在深部礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

　　雖然深部礦產(chǎn)的地震反射技術(shù)還沒有像油氣地震那樣成熟，但是它仍然是以后的深部礦產(chǎn)勘查技術(shù)的發(fā)展方向。

　　1.2.1地震反射技術(shù)目前存在的問題

　　①數(shù)據(jù)采集方面。

　　結(jié)晶巖地區(qū)地面起伏比較大，植被比較茂盛，而且障礙物比較多，野外施工非常困難，常常會出現(xiàn)收發(fā)信號很弱的情況;為了能夠提高分辨率，需要增加激發(fā)信號的頻率，但增加頻率與增大勘查深度和提高信噪比之間又會發(fā)生矛盾，激發(fā)藥量越大，頻率低，分辨率也就越低。

　　②地質(zhì)介質(zhì)屬性方面。

　　地下介質(zhì)的不均勻性會導(dǎo)致地震信號發(fā)生散射或反射，使信噪比嚴(yán)重降低;同時，缺乏標(biāo)志層，會使識別礦體反射十分困難;地下巖層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形態(tài)變化大，只能使用3D觀測才能更形象地描述它，從而使勘探成本急劇增加。

　　③地形的起伏和淺表速度變化造成靜校正很困難，在高速結(jié)晶巖地區(qū)會造成探測目標(biāo)的嚴(yán)重誤差;無法得到精確的地下速度分布，對探測目標(biāo)的深度難以估計。

　　1.2.2地震反射技術(shù)對深部礦產(chǎn)勘查工作的發(fā)展方向

　　對礦體的理論進(jìn)行模擬研究，開展不同形狀、不同成分、不同尺度礦體的理論模擬研究，更好地了解礦體的散射和反射特性;進(jìn)行實際探測試驗研究，開展更多類型不同的實際礦體探測研究，并將巖、礦石物性研究和礦體理論模擬結(jié)合起來，增強(qiáng)對礦區(qū)波場響應(yīng)規(guī)律的認(rèn)識和分析。

　　1.3遙感技術(shù)在深部礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

　　當(dāng)前，隨著淺層礦產(chǎn)資源開采殆盡，礦產(chǎn)資源的勘查工作以尋找隱、盲礦、深礦和難識別礦床為主，其難度越來越大，而遙感技術(shù)以宏觀、連續(xù)、真實的特性在深部礦產(chǎn)勘查方面也發(fā)揮著非常重要的作用。

　　1.3.1遙感技術(shù)在深部礦產(chǎn)勘查工作中的生產(chǎn)步驟

　　①根據(jù)遙感影像色調(diào)、形態(tài)異常圈定勘查靶區(qū)。在各種遙感影像上，可以發(fā)現(xiàn)一些不同于地層色調(diào)的特殊影像體，這些特殊的影響往往由圍巖色變和礦床分散暈形成。所以，對遙感影像上這些特殊影響體的識別是遙感直接礦產(chǎn)勘查的首要環(huán)節(jié)。

　　②建立遙感找礦模型。

　　根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境、礦床出現(xiàn)的時空規(guī)律等其他具體因素進(jìn)行高度概括，會得出一個涵蓋很多符合待勘查煤礦的模型。這個模型的建立，為深部礦產(chǎn)勘查工作的進(jìn)一步開展打下了堅實的基礎(chǔ)。

　　③多元地學(xué)信息綜合成礦預(yù)測。

　　單因素的模式很難反映成礦的規(guī)律，僅用某一種方法勘查礦床的成功率很低，

　　需要各種技術(shù)方法相互協(xié)作，互相補(bǔ)充，利用多元信息綜合分析出開展深部礦產(chǎn)最合適的方法。

　　④利用遙感資料的宏觀性追索成礦區(qū)延伸范圍。

　　成礦區(qū)帶一般代表比較大型的構(gòu)造帶或者巖漿帶活，成礦區(qū)帶具體延伸范圍的確定對于勘查礦產(chǎn)的部署工作有著非常重大的意義。

　　1.3.2遙感技術(shù)方法在深部礦產(chǎn)勘查方向的前景

　　應(yīng)用遙感技術(shù)預(yù)測礦床的預(yù)定靶區(qū)，是如今國內(nèi)外礦產(chǎn)勘查方法探索者共同關(guān)注的問題，特別是在勘查常規(guī)方法難以發(fā)現(xiàn)的深部礦床時，遙感地質(zhì)方法更突顯出其優(yōu)勢。隨著高光譜、高分辨率技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星圖像空間分辨率得以提高。正在開發(fā)的新技術(shù)—定量構(gòu)造填圖法將有可能用衛(wèi)星來取代野外工作，從而滿足深部礦產(chǎn)勘查的需求。

　　總之，通過對深部礦產(chǎn)勘查方法的探討，我們對當(dāng)前深部礦產(chǎn)勘查方法又有了新的了解和認(rèn)知。我們應(yīng)當(dāng)明確各種勘查方式存在的缺陷，盡可能的降低這種缺陷對勘查工作所造成的危害，努力創(chuàng)新，加強(qiáng)高科技和創(chuàng)新型勘查方法的不斷成熟和完善，為深部礦產(chǎn)的勘查工作做出不懈的努力。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1] 張旭宇,王素銀. 論礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)與利用[J]. 甘肅冶金. 2007(01)

　　[2] 郭守權(quán),林芳. 淺談制約深部找礦的因素及解決途徑[J]. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊). 2010(07)

　　[3] 謝學(xué)錦. 用新理念推動礦產(chǎn)勘查的自主創(chuàng)新[J]. 國土資源. 2006(05)

　　[4] 張旭宇,王素銀. 論礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)與利用[J]. 甘肅冶金. 2007(01)