張俞

廣西煤炭地質(zhì)一五○勘探隊(duì)，中國(guó)·廣西 柳州 545005

地質(zhì)礦產(chǎn)勘探；深部找礦；找礦途徑

1 引言

依照現(xiàn)今國(guó)家勘探技術(shù)的先進(jìn)性加以分析，礦產(chǎn)資源的勘探深度能夠達(dá)到2000m，但隨著礦產(chǎn)資源市場(chǎng)需求的增加、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，深部勘探找礦將成為一大趨勢(shì)。但受環(huán)境、技術(shù)等多條件限制，當(dāng)前的地質(zhì)礦產(chǎn)勘探深部找礦中還存在一些問(wèn)題，下面首先就深部找礦中的難點(diǎn)以及相關(guān)問(wèn)題做具體分析。

2 地質(zhì)勘探深部找礦中的難點(diǎn)與問(wèn)題

2.1 地質(zhì)條件復(fù)雜多變

中國(guó)地域遼闊，地形地貌復(fù)雜，地下500m 至2000m 區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件更為復(fù)雜，十分復(fù)雜的地質(zhì)條件使得深部找礦難度增加，找礦的安全性、有效性得不到保證。具體如，在實(shí)際鉆探過(guò)程中，如果遇到較硬巖層，會(huì)導(dǎo)致鉆頭打滑，進(jìn)而使得鉆進(jìn)時(shí)間成本增加，設(shè)備損耗嚴(yán)重，給整個(gè)找礦工作都帶來(lái)嚴(yán)重影響。其次，地下較深區(qū)域可能會(huì)存在破碎坍塌帶、蝕變帶等，這些地帶的存在會(huì)給鉆孔取芯工作帶來(lái)難度，傳統(tǒng)、一般的鉆探工藝無(wú)法滿足實(shí)際鉆探取芯要求，相關(guān)單位必須要改進(jìn)鉆探工藝，方能確保找礦效率[1]。

2.2 鉆探設(shè)備性能質(zhì)量欠佳

在深部找礦作業(yè)中，鉆探設(shè)備是影響找礦工作效率與質(zhì)量的重要因素。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一些鉆探設(shè)備性能質(zhì)量并不能很好的滿足深部找礦工作需求，使得相關(guān)找礦工作難以開展。如一些鉆探設(shè)備的密封性不是很好，在鉆探過(guò)程中容易出現(xiàn)跑水、鉆頭難以冷卻等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備燒毀、鉆孔報(bào)廢等，這些問(wèn)題不僅會(huì)影響找礦工作的進(jìn)行，也會(huì)威脅找礦人員的人身安全。同時(shí)，水泵等施工設(shè)備在施工過(guò)程中出現(xiàn)相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題，也會(huì)引發(fā)諸多安全事故，給礦產(chǎn)資源的開發(fā)工作帶來(lái)阻礙[2]。另外，深部地質(zhì)鉆探技術(shù)落后、在實(shí)際的鉆探作業(yè)中難有新技術(shù)的突破，現(xiàn)有鉆探技術(shù)難以處理深度復(fù)雜地層的地質(zhì)問(wèn)題，均對(duì)深部地質(zhì)鉆探工作造成影響。

3 地質(zhì)礦產(chǎn)勘探深部找礦的途徑分析

3.1 物探技術(shù)深部找礦途徑

3.1.1 地下物探技術(shù)

地下物探技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與物理教技術(shù)相結(jié)合而成的產(chǎn)物。地下物探技術(shù)在當(dāng)前的深部找礦作業(yè)中被應(yīng)用的十分廣泛，這是因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠解決許多關(guān)于地下隱藏物探測(cè)的疑難問(wèn)題，能大大提升深部找礦的質(zhì)量與效率。地下物探技術(shù)的勘探原理是：由于周邊介質(zhì)與地下隱藏物在磁性、密度、電性、電化學(xué)性、彈性等方面存在很大差異，因此通過(guò)探測(cè)比較上述物性差異，便能大致得知隱藏物的所在位置。同時(shí)，在深部地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，也可通過(guò)測(cè)量彈性波場(chǎng)、電磁場(chǎng)、電場(chǎng)、電化學(xué)場(chǎng)等物理場(chǎng)分布特征來(lái)獲得隱藏物的位置信息，實(shí)現(xiàn)有效探測(cè)。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展完善后，地下物探技術(shù)已經(jīng)具備了一套相對(duì)完善的技術(shù)理論體系，有了很多相對(duì)成熟的探測(cè)方法，如電磁波法、磁法等。這些技術(shù)方法均為現(xiàn)今的地質(zhì)探測(cè)、深部找礦作業(yè)提供了很大幫助，降低了深部找礦難度，大大提升了深部找礦效率[3]。雖然地下物探技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著，但其存在著局限性，必須要深入到地下開展相應(yīng)的勘探工作，對(duì)于技術(shù)的要求極為嚴(yán)苛。

3.1.2 瞬變電磁測(cè)量技術(shù)

瞬變電磁測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)原理是高溫超導(dǎo)。在高溫超導(dǎo)這一理論基礎(chǔ)上，利用高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)行深部勘探找礦作業(yè)，能獲得磁場(chǎng)剖面曲線，根據(jù)磁場(chǎng)剖面曲線判斷勘探區(qū)域內(nèi)是否存在礦物質(zhì)。所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度較高，找礦效率也較高。因?yàn)樗沧冸姶艤y(cè)量技術(shù)不容易受到外部客觀因素的影響，所以相關(guān)人員在開展具體的工作時(shí)，對(duì)測(cè)量精度不會(huì)造成干擾，甚至可以緩解工作人員的壓力，同時(shí)保護(hù)其人身安全。因此該項(xiàng)深部找礦技術(shù)常被運(yùn)用在一些地形地質(zhì)相對(duì)復(fù)雜的勘測(cè)區(qū)域。如被應(yīng)用于危機(jī)礦山探邊摸底作業(yè)，深部隱伏礦產(chǎn)尋找作業(yè)等[4]。

3.1.3 航空物探技術(shù)

航空物探技術(shù)是當(dāng)前的一項(xiàng)新技術(shù)，在礦產(chǎn)深部找礦作業(yè)中具有重要應(yīng)用。將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于深部找礦作業(yè)時(shí)，能測(cè)量得到反射性、磁性、電性等地球物理特征參量，這些參量是確定礦產(chǎn)地理位置、掌握區(qū)域巖層構(gòu)造、巖性等需要用到的重要參考數(shù)據(jù)。在深部找礦作業(yè)中，對(duì)航空物探找礦技術(shù)主要是通過(guò)和光泵磁力儀來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)用，且該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)與運(yùn)用為國(guó)內(nèi)深部找礦作業(yè)的開展帶來(lái)了很大幫助。

3.2 物化探技術(shù)深部找礦途徑

當(dāng)前，地下探測(cè)深部找礦作業(yè)中，電地球化學(xué)測(cè)量術(shù)、地球氣納微金屬測(cè)，量技術(shù)、元素活動(dòng)態(tài)提取技術(shù)、細(xì)粒級(jí)采樣與分離技術(shù)、地下水化學(xué)測(cè)量技術(shù)等幾種化探找礦技術(shù)被應(yīng)用的相對(duì)廣泛[5]，這些技術(shù)的應(yīng)用同樣為深部找礦作業(yè)提供了很大幫助。比如在當(dāng)前的深部找礦作業(yè)中，地下水化學(xué)測(cè)量技術(shù)也被經(jīng)常應(yīng)用其中，利用該項(xiàng)技術(shù)野外采集地下水的特征，通過(guò)分析地下水的特征來(lái)判斷此地是否存在礦物質(zhì)，這是一種相對(duì)簡(jiǎn)單且有效的礦物質(zhì)勘探方法。但值得注意的是，地下巖層中的含水層往往具有非均質(zhì)性的特點(diǎn)，并且各地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)均有所不同，因此在分析地下水參數(shù)特征時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮到不同自然條件下的各區(qū)域地下水流特征之間的差異性，從而保障勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.3 常用的深部鉆孔找礦技術(shù)

3.3.1 高精度受控定向鉆探技術(shù)

高精度受控定向鉆探技術(shù)即設(shè)計(jì)、控制鉆孔的運(yùn)行軌道，使其按照預(yù)期軌道進(jìn)行。這一鉆探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是鉆孔效率高、成本低，且成孔質(zhì)量高。使用該項(xiàng)鉆孔技術(shù)，能在一個(gè)主孔內(nèi)鉆進(jìn)多個(gè)分孔，達(dá)到高效率的鉆孔勘測(cè)，同時(shí)它也能實(shí)現(xiàn)難度較大的斜壁陡坡或是隧道等地質(zhì)條件較為復(fù)雜的鉆孔需求，利用高精度受控定向鉆探技術(shù)能精準(zhǔn)鉆探出合適的孔位，有效減少鉆孔次數(shù)，降低鉆探成本。與其他一些深部鉆孔找礦技術(shù)相比，這種技術(shù)可以適當(dāng)?shù)囊?guī)避外界因素的干擾，同時(shí)保證鉆孔的基本質(zhì)量，優(yōu)化最終的成孔效果。

3.3.2 金剛石繩索取芯技術(shù)

金剛石繩索取芯技術(shù)即通過(guò)金剛石鉆探在相關(guān)地質(zhì)中鉆出孔，并通過(guò)繩索對(duì)金剛石的控制，精準(zhǔn)鉆出孔位，找到礦產(chǎn)資源。由于金剛石硬度高，因此在鉆探過(guò)程中能鉆到更深的深度，再加之金剛石與繩索取芯的有機(jī)結(jié)合，就能收到良好的鉆孔找礦效果。

3.3.3 X 熒光技術(shù)

X 熒光技術(shù)與傳統(tǒng)的鉆孔找礦技術(shù)有很大的區(qū)別，它是通過(guò)對(duì)物質(zhì)所發(fā)出的射線的完美利用，達(dá)到找礦的目的。X熒光技術(shù)找礦原理如下：如果受到一定波長(zhǎng)的光的激發(fā)，某些物質(zhì)會(huì)發(fā)射出具有X 特征的射線，熒光技術(shù)就是通過(guò)對(duì)射線的分析，找出礦產(chǎn)資源的蘊(yùn)藏地點(diǎn)，并進(jìn)一步明確劃分出礦體的邊界與礦體的厚度。因此將X 熒光技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)找礦中，能夠靈活能及時(shí)的獲得元素的成分與品位，實(shí)現(xiàn)很好的找礦效果，當(dāng)前3X 熒光技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)行業(yè)。

4 有效實(shí)施深部找礦的主要措施與方法

要想降低深部找礦難度，大大提升深部找礦的質(zhì)量與效率，相關(guān)單位就應(yīng)合理選擇、應(yīng)用一些先進(jìn)的深部找礦設(shè)備，同時(shí)輔之以先進(jìn)的技術(shù)手段，關(guān)注工作人員素質(zhì)的提升，以此推進(jìn)深部找礦作業(yè)的順利開展。具體如，在找礦作業(yè)中，選用一些性能質(zhì)量?jī)?yōu)良的鉆探設(shè)備，在地質(zhì)條件復(fù)雜、鉆孔較深的情況下，可選擇應(yīng)用高鉆塔設(shè)備來(lái)攻克堅(jiān)硬巖石，盡快取得相對(duì)理想的鉆探效果。當(dāng)前，在各類型鉆探設(shè)備中，桅桿式全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)比較具有鉆探優(yōu)勢(shì)，該項(xiàng)設(shè)備性能質(zhì)量高，安全性高且便于操作，同時(shí)也有著較強(qiáng)的適應(yīng)性，因而比較適用于深部找礦作業(yè)。但值的注意的是，對(duì)于這類設(shè)備，一定要做好日常的運(yùn)維管理、故障檢查，避免將故障設(shè)備應(yīng)用于鉆探施工，使工程以及人員的安全受到影響。另外，在具體鉆探過(guò)程中也必須嚴(yán)格按照技術(shù)參數(shù)規(guī)范操作，合理控制施工時(shí)長(zhǎng)，避免出現(xiàn)相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題或安全問(wèn)題。

另外，在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的現(xiàn)代化背景下，相關(guān)單位也要善于運(yùn)用更多的新型技術(shù)開展相關(guān)的地質(zhì)勘探與鉆探工作，從而提升深部找礦效率與質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，深部礦產(chǎn)具有勘探價(jià)值，有著廣闊的市場(chǎng)前景，但是受環(huán)境、技術(shù)等多種因素影響，深部找礦作業(yè)難度大。為此，相關(guān)單位應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)情況科學(xué)合理選用先進(jìn)找礦技術(shù)與優(yōu)良找礦設(shè)備，從而推動(dòng)深部找礦作業(yè)順利、有效開展。