湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì) 湖北咸寧 437100
摘要:通過(guò)礦山地質(zhì)勘察工作與找礦技術(shù)的合理應(yīng)用,能夠獲取相應(yīng)的礦山地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù),為找礦工作提供基礎(chǔ)依據(jù)。本文對(duì)地質(zhì)勘察的階段劃分和工作內(nèi)容進(jìn)行了分析,并探討了勘察找礦工作中的幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)勘查;找礦;遙感;鉆探
一、地質(zhì)勘查概述與階段劃分
地質(zhì)勘探是指運(yùn)用地質(zhì)科學(xué)理論和技術(shù),分析、研究、探測(cè)礦產(chǎn)資源,其目的是為礦區(qū)設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料,保證礦產(chǎn)資源合理、順利開發(fā)。地質(zhì)勘探的任務(wù)是運(yùn)用各種地質(zhì)理論,選擇相應(yīng)的技術(shù)手段和工作方法,查明地層、地質(zhì)構(gòu)造、礦層、礦質(zhì)、儲(chǔ)量及開采技術(shù)條件,正確評(píng)價(jià)礦床及與含礦巖系伴生的其它有益礦產(chǎn)。本著以較短的時(shí)間和較少的工作量,獲得較多、較好地質(zhì)成果的原則,選用必要的技術(shù)手段或方法,如測(cè)繪、地球物理勘探、地球化學(xué)探礦、鉆探、坑探、采樣測(cè)試、地質(zhì)遙感等。這些方法或手段的使用或施工過(guò)程,也屬于地質(zhì)勘查的范圍。地質(zhì)勘探劃分為四個(gè)階段:預(yù)查階段、普查階段、詳查階段、勘探階段。
(一)預(yù)查階段
預(yù)查應(yīng)在礦區(qū)預(yù)測(cè)或區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行,其任務(wù)是尋找礦產(chǎn)資源。預(yù)查的結(jié)果,要對(duì)所發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源是否有進(jìn)一步地質(zhì)工作價(jià)值做出評(píng)價(jià),并計(jì)算。預(yù)查發(fā)現(xiàn)有進(jìn)一步工作價(jià)值的礦產(chǎn)資源時(shí),一般應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行普查;預(yù)查未發(fā)現(xiàn)有進(jìn)一步工作價(jià)值的礦產(chǎn)資源,或未發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源,都要對(duì)工作地區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行總結(jié)。
(二)普查階段
普查是在預(yù)查的基礎(chǔ)上,或已知有礦產(chǎn)賦存的地區(qū)進(jìn)行。普查的任務(wù)是對(duì)工作區(qū)礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)意義和開發(fā)建設(shè)可能性做出評(píng)價(jià),為礦礦建設(shè)遠(yuǎn)景規(guī)劃提供依據(jù)。
(三)詳查階段
詳查是為礦區(qū)總體發(fā)展規(guī)劃提供地質(zhì)依據(jù)。凡需要?jiǎng)澐趾途幹频V區(qū)總體發(fā)展規(guī)劃的地區(qū),應(yīng)進(jìn)行詳查。
(四)勘探階段
勘探的任務(wù)是為礦井建設(shè)可行性研究和初步設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料,一般以井田為單位進(jìn)行。
二、地質(zhì)勘察方法
(一)地形地質(zhì)測(cè)繪
為了較為真實(shí)地反映礦范圍內(nèi)和附近的地形、地貌狀況,需對(duì)礦山確定對(duì)應(yīng)比例尺的地形圖進(jìn)行實(shí)測(cè)和測(cè)量標(biāo)定礦區(qū)范圍一定范圍內(nèi)的重要建(構(gòu))筑物的具體位置,利用地形圖能比較準(zhǔn)確地計(jì)算礦區(qū)范圍內(nèi)的礦產(chǎn)儲(chǔ)量,進(jìn)行地形地質(zhì)測(cè)繪工作,具體包括:查明巖體或巖層的賦存狀態(tài),礦區(qū)最低點(diǎn)與最高點(diǎn)的相對(duì)高差;巖石的花色品種及其變化規(guī)律、色斑、色線、有害礦物及有害巖脈、夾層情況及其變化規(guī)律;構(gòu)造及節(jié)理裂隙的發(fā)育情況及其對(duì)開采的影響,可能產(chǎn)生的荒料塊度;礦山開采條件,包括覆蓋物厚度、風(fēng)化帶和破碎帶深度,采場(chǎng)布設(shè)的方案,礦山公路的修筑里程及修筑條件等。
(二)礦山地質(zhì)勘查內(nèi)容分析
1、踏勘選點(diǎn)
礦山選點(diǎn)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)和市場(chǎng)需求,通過(guò)路線調(diào)查,選擇礦體巖性簡(jiǎn)單、延展穩(wěn)定、斷裂構(gòu)造不發(fā)育、出露良好、覆蓋層薄、風(fēng)化淺、開采技術(shù)條件簡(jiǎn)單、交通運(yùn)輸相對(duì)方便以及開采對(duì)環(huán)境影響小、對(duì)公路、鐵路、通信線和人居安全有保障的區(qū)域,還要充分考慮礦山開采完畢后的復(fù)墾還綠條件,合理劃定勘查區(qū)范圍。
2、地質(zhì)勘查
礦產(chǎn)勘查工作以地質(zhì)觀測(cè)研究為主,配合少量必要的探礦工程,填(測(cè))制勘查地形地質(zhì)圖,調(diào)查研究殘坡積覆蓋層和風(fēng)化層的厚度與分布規(guī)律,基本查明礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和斷裂構(gòu)造對(duì)礦體的破壞程度;調(diào)查開采技術(shù)條件,測(cè)試礦石的理化質(zhì)量指標(biāo),編制勘查地質(zhì)報(bào)告。
3、原始編錄、綜合整理和報(bào)告編寫
地質(zhì)剖面測(cè)制、地質(zhì)填圖觀測(cè)點(diǎn)、探礦工程等原始編錄必須在實(shí)地(現(xiàn)場(chǎng))進(jìn)行,取準(zhǔn)、取全第一性資料。各項(xiàng)原始資料應(yīng)及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查驗(yàn)收和綜合整理。工作質(zhì)量按現(xiàn)有的法律標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行??辈榈刭|(zhì)報(bào)告做到內(nèi)容齊全、重點(diǎn)突出、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、真實(shí)可信。
三、地質(zhì)勘查找礦技術(shù)要點(diǎn)
(一)遙感技術(shù)
遙感技術(shù)以其視域廣、效率高、成本低、綜合性強(qiáng)以及多層次性、多時(shí)相性、多波段性等特點(diǎn),成為礦田資源調(diào)查評(píng)價(jià)的重要技術(shù)手段。隨著遙感傳感器種類的增多、遙感圖像分辨率的提高、以及遙感數(shù)據(jù)處理和信息提取技術(shù)的發(fā)展,遙感技術(shù)的應(yīng)用前景日趨廣闊,礦田資源調(diào)查遙感探測(cè)模式、工作流程和技術(shù)方法體系日趨成熟。中國(guó)礦產(chǎn)資源地域分布的廣泛性,導(dǎo)致不同地區(qū)遙感找礦方法的差異。在中國(guó)西部廣大地區(qū),礦系礦層出露較好、地質(zhì)工作程度相對(duì)較低、人類活動(dòng)干擾較少,在該類地區(qū)遙感解譯以直接尋找礦層礦系為目標(biāo),首先通過(guò)大范圍中小比例尺遙感地質(zhì)調(diào)查,選擇賦礦有利區(qū)段,然后再開展較大比例尺的遙感地質(zhì)填圖或地表地質(zhì)填圖,結(jié)合常規(guī)地質(zhì)手段,經(jīng)濟(jì)、高效地發(fā)現(xiàn)礦田資源。而在中國(guó)東部地質(zhì)工作程度較高、對(duì)植被和新生界覆蓋較多的隱伏和半隱伏地區(qū),遙感技術(shù)應(yīng)用則以查明控礦構(gòu)造、間接找礦為目標(biāo),同時(shí)重視與物探、鉆探等多元地學(xué)信息的綜合利用。
(二)甚低頻電磁法
在以往的找礦過(guò)程中,常常會(huì)使用從地表特征開始尋找礦產(chǎn)痕跡,然后向地面深處找尋。這種找礦方法效率極低,且準(zhǔn)確率也很低。為了進(jìn)一步提高我國(guó)的找礦技術(shù)水平,可以充分利用地質(zhì)勘查技術(shù),從巖石的物理性質(zhì)差異入手分析,結(jié)合先進(jìn)的找礦技術(shù),通過(guò)綜合應(yīng)用和聯(lián)合解釋來(lái)提高找礦的準(zhǔn)確性和效率。下面筆者就來(lái)簡(jiǎn)單一種甚低頻電磁法找礦技術(shù)。
隨著不斷的深入勘查、開發(fā)生產(chǎn)和找礦的實(shí)踐,大量的淺部礦和表露礦被開采,剩下的能夠開采的礦產(chǎn)資源越來(lái)越少,需要往深層去開發(fā),這樣就使開采的難度增大了。在這種情況下,研制出來(lái)了甚低頻電磁法,方便快捷,勘察迅速,勘察的方式也比較靈活。首先用Fraser濾波等處理所測(cè)得的數(shù)據(jù),將掩蓋區(qū)異常的地質(zhì)體和產(chǎn)狀以及展布的方向根據(jù)地質(zhì)研究控礦規(guī)律和礦體的賦存規(guī)律進(jìn)行有效的圈定,進(jìn)行礦體空間賦存部位預(yù)測(cè),最后提供找礦額度依據(jù)。甚低頻電磁法快速、經(jīng)濟(jì)、高效、便捷,具有十分突出的效果,另外地球上任何一點(diǎn)至少一個(gè)由甚低頻電臺(tái)發(fā)出的電磁的信號(hào)都能夠被及時(shí)的接收到。但是甚低頻電磁法在選擇信號(hào)源的時(shí)候具有一定的限制,另外時(shí)間也會(huì)影響到電磁波的強(qiáng)度,特別是在日出或者日落時(shí),受到的影響最大。因此運(yùn)用甚低頻電磁法的最佳的時(shí)間是在場(chǎng)強(qiáng)較穩(wěn)定的時(shí)間域。
(三)深部鉆探技術(shù)
當(dāng)前,開展深部找礦工作已經(jīng)成為地質(zhì)找礦工作的重點(diǎn)。必須強(qiáng)調(diào)的是,在深部找礦過(guò)程中,除了利用更成熟的地質(zhì)理論和更先進(jìn)的物化探方法、遙感技術(shù)等新探測(cè)技術(shù),最終還需要使用鉆掘(探)技術(shù)來(lái)取心取樣,證實(shí)推斷和探測(cè)的正確性??碧缴疃鹊脑黾?,對(duì)鉆探技術(shù)提出了更高的要求,特別是對(duì)鉆探設(shè)備、鉆探機(jī)具、泥漿技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)提出了新的要求,這就需要?jiǎng)?chuàng)造必要的研究條件對(duì)那些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)研究。特別是地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程及其在深孔中的應(yīng)用、鉆探技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué),以及深孔巖心鉆探設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)、高精度鉆進(jìn)參數(shù)儀及其在深孔鉆探安全中的應(yīng)用等鉆探專業(yè)技術(shù)問題。只有如此,鉆探技術(shù)才能滿足深部礦產(chǎn)資源勘探鉆進(jìn)的需要。
(四)綜合勘探技術(shù)
礦產(chǎn)資源勘探工作必須從地質(zhì)目的和經(jīng)濟(jì)效益出發(fā),因地制宜地選擇勘探方法,合理運(yùn)用各種勘探手段,才能達(dá)到投資少、速度快、效果好的目的。綜合勘探技術(shù)就是要根據(jù)工作區(qū)的地形、地物、地貌、地質(zhì)及地球物理?xiàng)l件和工作重點(diǎn)等,選擇有效勘查技術(shù)手段,并嚴(yán)格做好多技術(shù)手段的施工順序及相互間的配合,確定適當(dāng)?shù)墓こ滩贾孟到y(tǒng)及勘查網(wǎng)度。在應(yīng)用綜合勘探技術(shù)是硬注意工作層次,去完成規(guī)定的地質(zhì)任務(wù)。通過(guò)采用遙感掃面、物探掃線、鉆探及測(cè)井掃點(diǎn)的工作部署,在具體勘探區(qū),采用重磁資料確定礦系分布范圍和基底深度、用高分辨率數(shù)字地震控制斷層、褶皺和其他異常體的發(fā)育,用鉆探結(jié)合測(cè)井方法驗(yàn)證地震勘探結(jié)果,并重點(diǎn)控制礦層的變化。通過(guò)地震、鉆探和測(cè)井資料的綜合解釋研究,可獲礙高精度的地質(zhì)勘探成果。
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