地质勘查和深部地质找矿技术实践研究

2022-11-22 01:24马玉涛
中国金属通报 2022年10期
关键词:矿产矿产资源勘查

马玉涛

社会矿场需求量的提升,使得当下现有的矿产资源已经无法满足社会实际需求。为了促进社会经济的稳定发展,就需要加大对于矿产资源的勘查力度,从而更好的保证矿产能够达到发展需求。然而,由于我国当下的国土地质环境条件较为复杂,这导致很多矿产都没有被发现。在这样的背景下,传统地质找矿技术已经无法满足当下对于深部地质矿产的勘查需求。未来想要提升矿产的勘查效果,还需要对深部地质找矿技术进行创新性探索,从而提高开采效率。

1 地质勘查与深部地质找矿技术方法的基本概念

在地质勘查工作中,由于每个区域的地质情况不同,所以相关人员必须要全面分析不同地区的地质实际情况,才能够更加精准的分析出地表以及地下岩性、结构、蚀变、矿化现象等。在完成充分的调查工作之后,工作人员要将数据信息完整的做好记录,为接下来的深部地质找矿工作顺利开展奠定基础,提升矿产资源开采的效率和质量。在实际工作中,勘查人员要掌握好区域成矿间的联系,加强对地质构造的研究力度,了解管制矿田和矿床次级断裂构造的全部特征。通常来讲,横向矿带规律会通过一定的间距和平行排列的方式呈现出来,在找矿中将各级次和成矿关系作为基础,确保断裂情况判断的合理性,以此来提升深部地质找矿效果。

在地质矿产资源勘查工作中,首先要遵循以人为本的工作原则,保证工作人员的生命财产安全,为地质勘查和深部找矿工作创造更多的经济利益,顺利完成地质勘查工作。其次要遵循合理分配的工作原则,在实际勘查工作中,相关人员要仔细分析矿产周边区域的地质条件与自然环境,明确矿产资源的重点勘查范围与开采范围。最后,要遵循重点优先的工作原则,由于矿产资源的开发价值具有高低之分,所以相关人员要善于学会评价矿产资源价值,将价值较高的矿产资源快速开发。在地质矿产勘查工作中引入先进的科学技术,能够有效提高开采效率。因此,在地质勘查和深部地质找矿工作中要不断优化找矿技术,结合找矿的实际需要,对找矿技术调整,从中选用最适宜的技术方法,以此确保我国矿产开发工作能够得到健康稳定的发展。

2 当前深部找矿工作中存在的问题

2.1 工作人员专业水平不高

工作人员的专业技术能力将会影响地质勘查和深部找矿结果的准确性。但由于当前深部找矿工作中存在的复杂因素较多,涉及范围较广,流程过于繁琐,所以对于工作人员的专业技术能力提出了更高的要求和标准。现阶段,在深部地质找矿工作中,由于工作人员的综合素养较低,在一定程度上降低了深部找矿工作的效率,再加上工作人员对深部找矿的工作流程没有熟练掌握,各项环节施工开展有序性较弱,严重影响了深部地质找矿工作的顺利开展。

2.2 技术应用水平较低

在深部地质找矿工作中可应用的技术较多,为了达到社会各行业的发展需求,所以要加强矿产资源开采力度,地质勘查工作也逐渐将重点放在了找矿工作中。当前,我国常用的深部找矿技术主要有成矿系统、成矿规律、成矿模式等,虽然技术在表面层次上看起来较为完善,但在一些环节的应用仍然处于起步阶段,而有些技术则停留在理论层面上,无法保证深部找矿工作的顺利开展。

2.3 无法做到因地制宜

由于矿产资源在各地区的分布范围较广,且不同地区的矿产资源存在着较强的差异性,这进一步增加了深部地质找矿工作的难度,导致开展实际工作无法遵循因地制宜的原则理念。再加上我国地质勘查工作开展针对性较弱,无法保证工作效率和工作质量,将矿产的分布与地质特点结合在一起,不利于深部找矿工作的良性发展。

3 我国深部找矿工作的发展现状

通常来讲,地下出现矿产资源的原因就是远古时代地质条件不断变化,地层受到挤压,从而在某一个位置产生出了大量元素堆积的情况。随着时间不断推移,地质条件在不断地运动下变得越来越复杂,这就导致矿产资源在地质勘查过程中只能够局限于当前地质找矿技术水平,大量的矿产地质勘查工作停留在表面,而想要进行更深层次的勘查与开采,则需要对当前地质找矿技术进行更加深入的创新探索与分析,从而研发出更多的新型地质找矿技术,满足深部地质找矿勘查的技术需求。同时,在我国大多数矿产资源勘查工作中,有很多勘查技术在本质上都借鉴了地质条件带来的影响和特征,找到了矿产资源和地质条件之间的关联性,对于提高地质勘查结果准确性具有非常重要的现实意义。但现阶段存在的问题是即使有地质条件变化的帮助,对于深部地质找矿工作仍然有着较大的发展空间,尤其是当前社会发展过程中对矿产资源的需求越来越大,所以必须要创新和提升当前地质找矿技术。

4 地质勘查的重要性及原则

在地质勘查工作中,相关部门应利用更为先进的深部地质勘查技术和矿山地质调查技术,通过多种技术的支持完成资源开发工作。在地质勘查的过程中利用矿物勘查技术完成现有矿山的调查,以此获得采矿的结果和过程,便于相关单位制定出一个完善的开采计划。同时,在地质勘查阶段要遵守以下的作业原则:勘查技术会全面分析矿产资源的分布特点,搭建出高效、可行的采矿技术规划,并实现地质勘查工作的革新。因此要综合地质勘查的实际需要,对各项技术内容展开调整。最为重要的一点,应保障以往的工作质量,将其作为前提,为后续高效率、高水平的矿产勘查以及找矿工作打下良好基础,帮助相关单位减少花费。

5 地质勘查和深部地质找矿常用的技术

5.1 电磁法

电磁法就是使用电磁技术来向地下发射脉冲,在电磁脉冲进入地下之后,将会产生一圈电磁场。而电磁场对于岩石、矿石、土壤会产生不同的反应以及效果,尤其是对于矿石,将会产生电磁感应现象。借助这一现象,可以查看勘探地区是否有矿产资源的存在。除此之外,在电磁场的影响下,矿产资源也会发生一些奇妙的变化,但是问题在于这种变化的时间比较短,很多时候想要借助变化来解读信息,需要专业的接收装置和信息处理装置才能够完成。这一工作开展的过程中还需要结合地下电磁场发生的实际变化,分析变化的具体规律,确定矿产资源的实际分布情况。而在具体应用的过程中可以发现,由于电磁法勘探具有非常高的精准性,同时勘探深度较深。因此,在矿产勘探的过程中这项技术得到了广泛的应用,这项技术最大的好处就在于勘探的过程中不会出现严重的噪音污染,正是出于这点考虑,这项技术成为了主要的勘探方式。

5.2 重力法

这一方法的工作原理,就是利用岩层对于地表加速造成的诸多影响作为研究的基础,对于地下存在的矿产资源来进行分析与计算。实际使用的过程中,重力法需要搭配高计算精度的计算机来进行工作,同时还需要一些高端的探测设备,再加上具有工作经验的工作人员来进行长时间的计算,最终得出当下矿产的分布情况。在实际应用的过程中,此项技术有着非常高的精度,因此可以在一些精度要求较高的勘探位置使用。主要的缺点就是使用的设备与技术都过于高端,这导致很多工作人员无法满足这一要求。

5.3 填图法

这一技术也是当下应用较为广泛的一种技术,实际应用的过程中,工作人员需要注意对勘查地区的实际情况以及数据进行分析,针对现有的成矿地质条件完成分析对比,确定这一地区是否有成矿的可能。如果经过计算对比之后,发现两者之间的差别不大,那么就可以使用填图法来进行确认。确认成矿之后,工作人员需要调查勘探区域的岩石矿产数据情况,随后将调查得到的数据作为主要的研究基础,最终在图纸上根据一定的比例来绘制相关矿产资源情况。在实际应用的角度上来说,这一技术不仅仅可以应用于矿产资源的开发与研究当中,同时对于一些煤矿、水晶矿、钻石矿等也可以进行应用。为了尽可能的提升精确性、全面性、细致性,要求收集数据的过程中尽可能全面、准确、真实,从而保证填图法的应用状态。

5.4 定位与遥感技术

对于一些深部矿产资源,通常难以利用人工的方式找到,此时应借助遥感技术,自动完成地质信息的采集。并且,该技术的运用,能够让勘查人员知晓处于地区的水文条件,让找矿效率进一步提升。在利用定位与遥感技术时,收集到地质信息,通过智能系统的分析处理,可快速、准确的确定矿产位置,为后续的开采提供数据支持。在具体运用定位与遥感技术时,勘查人员要确定测绘区域,利用该技术科学分析地区的地质状况,并采集裸露在外岩石周围的波普,完成有关的比较,显著提高找矿质量。另外,在勘查深部矿产时,相关工作人员也可采用全球定位技术。利用此技术时,要科学构建监测系统。最后,遥感技术中含有的自动采集功能,可快速确定矿物的光谱特性、金属性质等。上述工作完成后,利用智能分析系统中的数据库功能,会自动完成矿产信息的比较,并把矿产位置精准获得。

5.5 液动锤技术

液动锤技术可谓是一种全新的找矿技术,但从此种技术的本质上来看,属于对传统钻探技术的优化与改良,目前被广泛运用到了矿产领域之中,并取得了一定的应用成效。在运用液动锤技术时,其内部的潜孔锤会利用冲洗液驱动完成有关的作业,在动能冲击的作用之下,潜孔锤会把本身的多数运动能量传输给设备钻头,以此保障钻头可以在高速运转的环境下高效展开钻岩石作业。以往的回转钻探功能也被保留了下来,并直接提高了钻头的冲击力,特别是在钻一些硬度强、脆性大的岩石时,此时使用液动锤技术效果最佳,不仅会显著提高钻孔率,同时也会节省开采成本,因此该种技术获得了相关人员的广泛追捧和喜爱。另外,对于一些硬度较强的岩石开孔工作,可采用液动锤WL 钻探法。此种技术在本质上来看,属于液动锤和金刚石WL 的整合,是全新的组合钻探法,通过二者间的相互作用,会进一步体现出该技术在找矿和钻探上的优势。

5.6 X 射线荧光技术

X 射线荧光技术在地质找矿工作中会起到重要的作用,能够切实获得地下矿山中的矿物成分,以此知晓是否存有矿物价值。从原理上理解X 射线荧光技术,对于不同的矿物岩石而言,当经历了X 射线荧光照射后,其反射波长也各不相同。由于反射波长能够得出矿物的构成和种类,所以利用X 射线荧光技术,能够在找矿阶段得到波长,从而更好的保护地下岩石。除了这一技术,低频电磁技术在实际运用上原理也和其相同。所谓低频电磁技术,其主要是通过低频电磁波完成矿石类型的辨别。处于地下环境时,所反射的电磁波会跟随矿石成分的不同而发生不一样的变化,通过电磁波的长度便能够获得地下矿物的成分。该种技术的运用,不仅找矿效率强,同时也会减少以往勘查工作所消耗的时间,提升整体的地质勘查和深部找矿质量。

5.7 地电化学法

对于矿体资源而言,其会生成特定的电场,处在特定环境下的矿体更容易出现氧化的情况,存在阴极的作用,此时吸收的电子也会显现出阴极的作用,致使矿产资源成为了通电导体,且矿体的上方便会成为通电导体,呈现出电化学异常模式。我国目前在地电化学法研究上较为广泛,在矿产资源上方展开地电化学剖面试验,会了解矿产资源的状况,进而把成矿数据精准呈现在地电化学剖面上,精准掌握矿产资源的规模和种类。

5.8 金刚石绳索取芯技术

此种技术的运用原理如下:采矿阶段使用金刚石完成矿产资源钻探,由于金刚石的硬度较高,所以在钻探阶段可进入到深层,被广泛运用到深部找矿工作中。而绳索取芯指的是采用特殊材质绳索完成找矿工作,作用类型和金刚石相对一样。把金刚石和绳索取芯整合到一起,有助于深部找矿工作水平的提高,但目前在此项技术研究上仍不够深入,需要后续进一步的探索。

5.9 反循环连续取样钻探技术

此种技术的运用原理如下:把压缩空气作为介质,利用钻杆的冲击优势完成岩石的粉碎,以此寻找地质样品资料,有助于后续的研究工作。在具体实施地质钻探工作时,由于钻探的速度较高,此时岩屑也会通过钻杆进入到地表,完成样品收集即可,之后分析化验。通过相关的研究得出,该种技术会精准获取样品的厚度、深度,此种技术在作业效率上有所保障,但是由于成本较高,所以推广的实施较为困难。

6 地质勘查和深部地质找矿技术的应用策略

6.1 分析地质调查内容,确保矿产开发顺利进行

第一,找寻替代资源。我国的矿产资源较为丰富,但是部分地区的矿产资源也十分紧缺,所以矿业问题会和区域经济发展息息相关。对此,在矿区开发替代资源时,应尽量减少对矿山的危害,保障资源开发的整体效益。对于一些比较危险的矿山勘查工作,相关工作人员在勘查阶段要分析可替代的资源内容,完成发展目标的确定,为后续矿山资源开发带来帮助。

第二,积极评估勘查尾矿和半生矿。为了加快矿产开发的速度,在实际的工作当中可强化对核心技术的研发,全面研究矿产资源开发的技术办法,且科学利用各种技术,寻找、开发资源共存的尾矿和矿石。在这一阶段,可使用稀有矿物,完成对尾矿的深入探究,对剩余的尾矿资源进行调查,合理落实各种法规和政策,从而让矿产资源达成可持续运用的目标。

第三,让采矿生产工作顺利实施。现如今,地质勘查工作可谓是找矿工作落实的关键环节,通过地质勘查能够全面掌握矿产资源的分布情况和储存量,并获得矿产资源的类型,使得采矿率明显增高。另外,地质勘查工作的实施,也让后续的矿产资源开发规模逐步提高,也一定程度上解决了矿产资源浪费的情况,实现资源利用的最大化。

6.2 进行合理规划,预测未来发展

把准备工作做好才能让接下来的工作可以顺利开展。相关工作人员要在地质勘查之前,进行合理的规划,以保证可以全面落实相关要求。对于相关机构而言,一个科学合理的规划方案,也可以让他们顺利进行各项工作。为了保证在地质勘查和找矿过程中不会出现过多的问题,应该提前几年就将地质勘查工作作为工作的核心。

矿产资源的发现与地壳运动变化有关系,如果能在施工的过程中对地壳活动进行精准地、科学地分析,那么就可以将整个地质结构做到牢记于心,对施工的位置和工程大小有着一定的预测。对此,可以采用的方式是将当地发生的地质事件通过事件表的形式梳理出来,对发生的事件清晰详细地记录,以保证可以明确地看到事件之间的时间差异。并且,应熟悉当地的化学物质、综合材料以及相关地质勘查的技术条件,对当地的地质和环境条件进行最基础的分析,从而为深入了解当地的地质特点做好铺垫。

6.3 结合矿产规划制度,进行勘查计划的规划

这项工作针对的是矿产资源。因此,要想保证矿产资源的相关勘查工作能够顺利进行,就一定要掌握我国矿产分布的规律,同时还要对地质勘查工作进行细致的布局。

因为找矿是一件非常实际的事情,在经过细致的调查和采样之后进行相关工作就会顺利很多,这个调查的方向除了地质地形的观测和资源分布区域调查之外,还包括了土地的使用情况以及人口的分布情况,还有基础设施是否完善、城镇的布局也是考虑的因素之一。当我们对这些情况都有了一定的了解和掌握之后,再进行矿产勘查工作就会少了很多不必要的麻烦。

要想找到合适的矿区,就要让工作人员对当地地质环境进行一个整体的勘查,在勘查的过程中尽量用技术将环境的范围进行缩小。若明确当地矿区地壳深度断裂的情况,可以让勘查工作在后期顺利地开展。另外,如果能够了解矿床的分布情况,就可以让地质勘查和矿产资源勘查工作人员在短时间之内找到矿产的分布位置,不仅可以缩短找矿的时间,还可以让工作人员减少工作压力和工作量,找到更加便捷的方式进行矿产资源的开采。

6.4 利用创新力量,提高勘查的综合能力

由于我国的矿业和相关勘查技术起步较晚,技术上还不是非常完善,并且相对落后。因此,为了提高相关技术,应该尽最大力量将科学技术应用在矿产资源勘查和地质勘查工作中。使用先进技术带动地质勘查工作和矿产勘查工作,可促成整个行业的良好发展,在完善技术的同时,也要提出先进的科技创新理念,当技术和理念都有了创新,就会让地质勘查技术和深部地质找矿技术有一个全面的成长。

7 结语

总而言之,在我国当前科学技术水平不断提高的背景下,地质勘查和深部地质找矿工作中可应用的仪器设备与技术越来越多,一定程度上提高了矿产资源开发工作的效率和质量,在提高企业经济效益的同时,促进社会稳定发展。因此,应注重各类技术的应用,结合实际的工作状况,合理选用各类深部地质找矿技术,提高地质勘查的整体效果。

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