王立濤

（甘肅省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730000）

礦產(chǎn)資源作為保障社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的一類重要資源，因?yàn)槠湫纬尚枰獨(dú)v經(jīng)數(shù)萬年的時(shí)間，因此常常被埋藏在地下，開采難度較大。雖然我國礦產(chǎn)資源豐富，但是人口眾多，從整體上看依然處于礦產(chǎn)資源短缺的現(xiàn)狀。而礦產(chǎn)資源作為人類賴以生存與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)保障，如何采取科學(xué)的手段提升地質(zhì)勘查中礦產(chǎn)的數(shù)量與質(zhì)量至關(guān)重要。但是由于不同的地質(zhì)環(huán)境決定了其物化特征也不盡相同，而利用這些物化特征勘查，從而獲得理想的勘查效果。當(dāng)前，物化探技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在黑色金屬礦、非金屬礦、有色金屬礦的勘查中，該技術(shù)可以結(jié)合礦產(chǎn)獨(dú)具的特征選擇對(duì)應(yīng)的物化探技術(shù)，以便更加準(zhǔn)確地掌握勘查區(qū)域中礦產(chǎn)信息，從而為接下來的開發(fā)工作提供指導(dǎo)。

1 物化探技術(shù)概述

物化探技術(shù)即物探技術(shù)與化探技術(shù)的總稱。

1.1 物探技術(shù)概述

物探技術(shù)指的是在物理手段的輔助下勘查礦產(chǎn)地質(zhì)，當(dāng)前該技術(shù)主要被應(yīng)用于勘查金屬類礦產(chǎn)，常見的有以下幾類。

1.1.1 電磁法技術(shù)

該技術(shù)主要指的是將由廣播或者軍事電臺(tái)等發(fā)射出的頻率非常低的電磁波作為場源，通過全方位測量地下、地面以及空中關(guān)于電磁場空間的分布狀況，根據(jù)測量的結(jié)果制作出淺層地質(zhì)體的局部異常圖。電池法技術(shù)勘查的深度只能達(dá)到50m左右。這種技術(shù)是在上個(gè)世紀(jì)八十年代被我國應(yīng)用于確定斷裂破碎帶中。由于電磁法應(yīng)用的設(shè)備比較輕便，因此獲得數(shù)據(jù)所需時(shí)間較短，能夠及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)展開處理。但是該技術(shù)的最大缺點(diǎn)為：在勘查過程中非常容易遭受外界因素的影響，從而影響勘查的順利進(jìn)行或者勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性。電磁法技術(shù)不適用于勘查深層礦產(chǎn)資源，這主要是因?yàn)樵趯?duì)深層礦產(chǎn)資源勘查過程中很難獲得準(zhǔn)確的勘查數(shù)據(jù)，從而降低了勘查結(jié)果準(zhǔn)確性。

1.1.2 地震層析成像技術(shù)

這類技術(shù)主要指的是技術(shù)工作者運(yùn)用醫(yī)學(xué)理論和地震波數(shù)據(jù)全面分析地下結(jié)構(gòu)屬性，在此基礎(chǔ)上根據(jù)結(jié)果繪制出相應(yīng)的圖像，通過對(duì)該圖像分析獲得礦產(chǎn)地質(zhì)勘查分析結(jié)果。在具體實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)地區(qū)不同時(shí)，底層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出的彈性波阻抗也不盡相同，根據(jù)這一原理便可以利用地震層析技術(shù)全面了解并分析地下空間，從而確保獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。通常情況下，該技術(shù)主要適用于深層礦產(chǎn)資源勘查中，當(dāng)前被廣泛應(yīng)用在煤田、石油化工、建筑等領(lǐng)域中。

1.1.3 大地電磁勘探技術(shù)

大地電磁勘探技術(shù)主要有兩類：

（1）電法勘探技術(shù)。這類技術(shù)主要指的是技術(shù)工作者勘查礦產(chǎn)資源時(shí)是將巖石和礦石之間的電性差異作為依據(jù)的，并對(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件展開分析。

（2）磁法勘探技術(shù)。作為大地電磁勘探技術(shù)中的一類，該技術(shù)主要是通過自然界巖石與礦石二者磁性不同這一特征，使用磁力儀對(duì)磁場的變化情況進(jìn)行觀察，開展礦產(chǎn)資源的勘查以及對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)問題進(jìn)行研究。磁法勘探技術(shù)的最大優(yōu)勢為儀器輕便，設(shè)備費(fèi)用低、工作效率高[1]。

1.1.4 重力勘探技術(shù)

重力勘探技術(shù)主要是根據(jù)礦體的密度與地層二者之間的目的差異較大，因此重力場發(fā)生改變，技術(shù)工作者應(yīng)用機(jī)械設(shè)備勘查礦體的技術(shù)。

1.2 化探技術(shù)概述

化探技術(shù)主要指的是由專業(yè)的技術(shù)工作者應(yīng)用介質(zhì)具有差異的樣品分析地下的微量元素，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行找礦的技術(shù)，化探技術(shù)也常常被叫做地球化學(xué)勘查技術(shù)。按照采集介質(zhì)的差異，化探技術(shù)又可以劃分成土壤測量、多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查、巖石測量、水系沉積物測量、生物地球化學(xué)等等，根據(jù)工作的詳細(xì)程度則可以分成化探詳查、化探普查以及區(qū)域化探等等技術(shù)種類，下面列舉幾類最常見的技術(shù)。

1.2.1 土壤地球化學(xué)測量技術(shù)

某些礦體因?yàn)榉植荚诘乇碇校跉v經(jīng)長時(shí)間的風(fēng)化后，便會(huì)在地表上形成殘坡織物，同時(shí)在礦體的四周土壤中也會(huì)存在一定的金屬元素。地表上的殘坡織物因?yàn)樵谥亓Φ挠绊懥ο拢瑫?huì)逐漸朝下運(yùn)動(dòng)，最終形成富金屬區(qū)域。而土壤地球化學(xué)測量技術(shù)便可以將地表上這些金屬分布的密度測定出來，弄清哪些區(qū)域的密度存在異常，然后再對(duì)礦物的成分進(jìn)行分析。當(dāng)前土壤地球化學(xué)測量技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前找礦技術(shù)中最為成熟的一種，特別適用于風(fēng)化嚴(yán)重、氣候干燥的地區(qū)。土壤地球化學(xué)測量技術(shù)按照采樣密度不同又可以將其分成土壤化探普查技術(shù)以及土壤化探詳查技術(shù)。前者的比例尺為1：5萬，通過對(duì)礦產(chǎn)勘查的十余種元素開展分析，當(dāng)前主要被應(yīng)用在有色金屬礦中，能夠快速地確定找礦的靶區(qū)。后者則是應(yīng)用1:1萬或者更大的比例尺，對(duì)樣品中涉及找礦的幾種元素予以分析，適用于詳查識(shí)別難度高的微粒型金屬礦的勘查。

1.2.2 巖石測量技術(shù)

首先將巖石作為樣品，對(duì)其中含有的各種微量元素含量進(jìn)行分析，從而為找礦提供指導(dǎo)。這類技術(shù)主要適用于隱伏礦的勘查。

1.2.3 水系沉積物測量技術(shù)

水系沉積物測量技術(shù)屬于一類對(duì)一類或者多類水系物質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)采集的勘測技術(shù)，常?？梢苑譃閮深悾謩e是測量水系沉積物和地表水系。其中前者主要是對(duì)水系物樣品進(jìn)行系統(tǒng)采集，然后對(duì)該樣品中含有的微跡元素或者其他地球化學(xué)特征進(jìn)行測定和分析，從而發(fā)現(xiàn)礦化相關(guān)的異常，根據(jù)該異常進(jìn)行追溯，確定礦產(chǎn)。而后者則是通過對(duì)水系中微跡元素與地球化學(xué)特征予以分析來分析涉及礦化的水化學(xué)異常，根據(jù)該異常尋找礦產(chǎn)。這類技術(shù)操作方法如下：將水系中的細(xì)砂、淤泥作為采集樣品，然后對(duì)樣品中的各個(gè)微量元素含量進(jìn)行分析，根據(jù)結(jié)果開展礦產(chǎn)的勘查和研究地質(zhì)。根據(jù)采集到的樣品的密度不同又可以將其分為兩類，分別是區(qū)域化探技術(shù)與化探普查技術(shù)[2]。

2 物化探技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用分析

礦產(chǎn)資源的勘查作為礦產(chǎn)開發(fā)的基礎(chǔ)性工作，同時(shí)也是一項(xiàng)十分繁瑣和復(fù)雜的工作，這一環(huán)節(jié)開展如何直接影響著整個(gè)礦業(yè)的發(fā)展。特別是當(dāng)?shù)刭|(zhì)環(huán)境非常復(fù)雜時(shí)，在勘查過程中必須十分嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格按照勘查的相關(guān)原則和規(guī)定開展，以免加大礦產(chǎn)勘查的難度，造成人力、物力、財(cái)力等方面不必要的損失。在礦產(chǎn)資源勘查中應(yīng)用物化探技術(shù)時(shí)，必須遵循以下原則。

2.1 確定礦區(qū)，面中求點(diǎn)

這一原則是由無數(shù)礦區(qū)勘查工作者總結(jié)自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出的。在各種環(huán)境中開展礦產(chǎn)資源勘查，勘查的范圍較廣，因此尋找到礦產(chǎn)所需的時(shí)間較長，而應(yīng)用確定區(qū)域，面中求點(diǎn)這一原則的最大優(yōu)勢在于能夠縮短勘查的區(qū)域，從而降低了礦產(chǎn)資源勘查的時(shí)間。雖然，根據(jù)重力的異常改變同樣能夠勘查出礦產(chǎn)資源，但是該方法只能輔助礦產(chǎn)的勘查，無法準(zhǔn)確的確定礦產(chǎn)所在的位置。另外，根據(jù)重力的異常改變還能分析、測量礦產(chǎn)資源四周的巖層分布情況、地質(zhì)構(gòu)造等等。由此可見，在礦產(chǎn)資源勘查過程中應(yīng)用物化探技術(shù)，遵循確定礦區(qū)，面中求點(diǎn)的原則有助于縮小找礦的區(qū)域，節(jié)約找礦所需的時(shí)間[3]。

2.2 通過礦找礦，攻深找盲

結(jié)合我國礦區(qū)勘查工作現(xiàn)狀來看，常常存在著在開采一種礦產(chǎn)的過程中發(fā)現(xiàn)其他礦產(chǎn)的情況。特別是近幾年，伴隨著我國礦業(yè)飛速發(fā)展，采礦的的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，這一成就離不開物化探技術(shù)，在礦產(chǎn)資源勘查中通過利用物化探技術(shù)，能夠在開采完之前發(fā)現(xiàn)其他的礦產(chǎn)資源。當(dāng)前很多找礦技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在礦產(chǎn)資源勘查中，絕大部分是結(jié)合當(dāng)?shù)氐娜罕姷姆从巢?yīng)用地質(zhì)勘探的手段來勘查到新的礦產(chǎn)區(qū)域。但是，在具體找礦中，首先應(yīng)該在物化探技術(shù)輔助下勘查區(qū)域中的地質(zhì)環(huán)境，獲得所需信息后才能開展進(jìn)一步的勘查工作，假如無重要信息進(jìn)行支撐，那么找礦難以進(jìn)行。當(dāng)前，我國絕大部分的礦點(diǎn)都是從小變大的，借助勘查技術(shù)便可以勘查出更多的礦產(chǎn)，但是需要注意的是：假如礦產(chǎn)資源位于已經(jīng)開發(fā)出的礦產(chǎn)附近或者儲(chǔ)藏較深時(shí)，則需要進(jìn)一步擴(kuò)大找礦的區(qū)域。

2.3 將物化探技術(shù)貫穿于整個(gè)勘查過程中

在礦產(chǎn)資源的勘查過程中，物化探技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。例如：在礦產(chǎn)資源的預(yù)查環(huán)節(jié)中，應(yīng)用物化探技術(shù)有利于迅速尋找到礦產(chǎn)；在礦產(chǎn)資源的普查過程中，應(yīng)用物化探技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)礦點(diǎn)的礦量和分布范圍勘查到；在結(jié)束礦產(chǎn)資源的普查后，應(yīng)用物化探技術(shù)有助于減少在礦產(chǎn)資源勘查過程中人力、物力、財(cái)力等方面的投入，同時(shí)還能減少勘查所需的時(shí)間。以我國陜西三岔銅銅山鉛鋅礦的勘查過程中，因?yàn)樵谀莻€(gè)時(shí)候物化探技術(shù)還未推廣，因此產(chǎn)量較低，但是在應(yīng)用物化探技術(shù)后，短短的32年時(shí)間里，該礦區(qū)的鉛鋅礦總量由1959年的20多萬噸逐漸增長到110多萬噸，并且后續(xù)發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)的礦產(chǎn)儲(chǔ)存量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止110多萬噸，礦床的長度也達(dá)到了700多米。但是因?yàn)槲锘郊夹g(shù)還未出現(xiàn)，傳統(tǒng)技術(shù)落后，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地勘查到礦產(chǎn)總量，導(dǎo)致整個(gè)采礦所需的時(shí)間延長。

2.4 直接與間接勘查并舉

因?yàn)榈V區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，在一定程度上限制了勘查技術(shù)的應(yīng)用，很多時(shí)候直接勘查是無法開展的，此時(shí)便需要聯(lián)合間接勘查來開展。以金屬礦與非金屬礦勘查為例，在礦業(yè)發(fā)展的初期，勘查的方式以直接勘查為主，但是自1950年后，越來越多的企業(yè)意識(shí)到間接勘查的重要性。例如：在1954年，我國云南省第一個(gè)舊錫礦在礦區(qū)應(yīng)用了磁力和重力異常的手段來直接勘查，但是勘查的效果不盡人意，而后在1962年，在大極距電測探技術(shù)輔助下勘查出了隱伏的接觸帶，結(jié)合相關(guān)資料和信息，最終勘查出大型接觸帶型錫多金屬礦。由此可見，間接勘查與直接勘查的手段極大地提高礦產(chǎn)資源的勘查效率。

2.5 多種技術(shù)優(yōu)化組合

因?yàn)榈V區(qū)勘查環(huán)境復(fù)雜，在一定程度上限制了各種勘查技術(shù)的應(yīng)用，每一種勘查技術(shù)均擁有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，很多時(shí)候采用一種勘查手段常常不能滿足復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的需求，此時(shí)便需要結(jié)合地質(zhì)情況將多種勘查技術(shù)組合起來應(yīng)用。以我國的新疆磁海鐵礦為例，在開采礦產(chǎn)資源之前便發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)的重力和磁力非常強(qiáng)，但是電阻率卻非常低，針對(duì)這一特征將三種勘查方法結(jié)合起來使用，最終確定了礦體所在的位置，極大地提升了礦產(chǎn)資源開采的效率。需要主要的是，將多種勘查方法組合雖然各具優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一些問題，各種技術(shù)之間容易發(fā)生重合，不能將其作用充分發(fā)揮出來[4]。

3 結(jié)語

綜上所述，在地質(zhì)資源的勘查中應(yīng)用物化探技術(shù)，極大地提升了礦產(chǎn)資源勘查的準(zhǔn)確性，需要注意的是在應(yīng)用物化探技術(shù)時(shí)，需要結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特征，嚴(yán)格遵循相關(guān)原則，通過應(yīng)用物化探技術(shù)獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，結(jié)合這些數(shù)據(jù)制定礦產(chǎn)資源的保護(hù)與開發(fā)制度，從而實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)與利用，推動(dòng)我國礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展。