趙東博

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊(duì)，遼寧 沈陽 110004）

礦產(chǎn)地質(zhì)勘查以找礦、評(píng)價(jià)礦產(chǎn)價(jià)值為核心目標(biāo)?？辈檫^程較為復(fù)雜，不僅需要識(shí)別、篩選出具有可開發(fā)、利用價(jià)值并且對(duì)人類有益的礦產(chǎn)，還需要分析成礦規(guī)律、預(yù)測(cè)礦產(chǎn)開采可能對(duì)周邊環(huán)境帶來的負(fù)面影響。在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查過程中涉及到諸多特殊的技術(shù)方法，主要原因在于部分礦產(chǎn)處于難以被發(fā)現(xiàn)的狀態(tài)，周邊自然環(huán)境與地質(zhì)條件復(fù)雜多變，判斷或勘查失誤、信息獲取不全面等都會(huì)影響勘查結(jié)果的精準(zhǔn)性、科學(xué)性。

近年來我國(guó)在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查理論及技術(shù)方面獲得了重大研究突破，新技術(shù)、新手段及新儀器設(shè)備也被廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作實(shí)踐中，進(jìn)一步推廣前沿、先進(jìn)并且經(jīng)過實(shí)踐論證的理論、技術(shù)方法，對(duì)于我國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

1 礦產(chǎn)地質(zhì)勘查理論基礎(chǔ)

礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中應(yīng)用最為廣泛、較為成熟的理論為同位成礦理論。同位成礦理論以重要型、巨大型成礦區(qū)帶，超大型及巨型礦床形成規(guī)律為依據(jù)，經(jīng)過實(shí)踐研究與歷史數(shù)據(jù)挖掘了解到，成礦年代、類型、礦種具有明顯差異的情況下成礦區(qū)帶及大規(guī)模礦床的形成均具有同位成礦的規(guī)律，簡(jiǎn)言之，沿成礦區(qū)帶向深入探尋，能夠找到同類或不同類、同礦種或不同礦種的新礦床。因此國(guó)內(nèi)外有色金屬礦產(chǎn)，絕大部分集中在上述所說的大規(guī)模成礦區(qū)帶、礦床之中[1]。

同位成礦理論在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查中的應(yīng)用具有一定的邊界條件。首先，具備相對(duì)穩(wěn)定的成礦環(huán)境與熱活動(dòng)中心。熱力作用是促成礦物質(zhì)遷移的關(guān)鍵性因素，在大型、超大規(guī)模礦床形成的過程中，成礦熱活動(dòng)中心一般穩(wěn)定連續(xù)存在，在準(zhǔn)備、發(fā)展直至礦床形成的各個(gè)階段，成礦熱活動(dòng)中心內(nèi)均有攜帶各種成礦物質(zhì)的成礦熱液（氣液）朝向同一空間部位遷移，最終積淀成礦。成礦熱活動(dòng)中心的形成與巖漿活動(dòng)相關(guān)，尤其是上地殼巖漿房，其存在會(huì)為礦物質(zhì)的遷移提供熱源與熱力作用。其次，成礦物質(zhì)來源豐富。幔源、殼源、幔源與殼源兼具是成礦物質(zhì)的重要來源。研究表明，幔源巖漿富含成礦物質(zhì)，在上侵與深部分異中可以為成礦創(chuàng)造有利條件，且當(dāng)成礦元素相似的板塊俯沖到上地幔后，能夠顯著提升成礦元素的富集強(qiáng)度，且當(dāng)幔源與殼源含有相似成礦物質(zhì)時(shí)，容易形成巨型、超大規(guī)模礦床。

2 礦產(chǎn)地質(zhì)勘查技術(shù)方法

傳統(tǒng)礦產(chǎn)地主勘查工作以直接觀察為主，依靠專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)及其敏銳的洞察力發(fā)現(xiàn)裸露在外并且具有明顯特征的礦床。

隨著社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源需求量的顯著提升，傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)難以適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展并呈現(xiàn)出明顯的滯后性與局限性，當(dāng)前礦產(chǎn)地質(zhì)勘查以減少勘查鉆進(jìn)為主要目標(biāo)，對(duì)新技術(shù)、新設(shè)備的利用率顯著提升，但難度明顯提高，因此有必要學(xué)習(xí)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查領(lǐng)域新知識(shí)、接受新理論并于實(shí)踐中探索新的技術(shù)方法。

2.1 物化探技術(shù)

物化探是一種借助于對(duì)各類天然物質(zhì)的有效測(cè)量以明確地質(zhì)結(jié)構(gòu)與礦產(chǎn)分布的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查技術(shù)，主要包括巖石測(cè)量技術(shù)（分析巖石樣本化學(xué)元素含量及地球化學(xué)特征并挖掘地球化學(xué)異常）；土壤測(cè)量技術(shù)（分析土壤內(nèi)微量元素含量，明確礦種，適用于微粒性金屬礦產(chǎn)資源勘查）；水系沉淀物測(cè)量技術(shù)（分析淤泥、細(xì)砂內(nèi)微量元素含量，明確地質(zhì)結(jié)構(gòu)與礦種）[2]。

在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查中應(yīng)用物化探技術(shù)需要把握三大要點(diǎn)：其一為遵循物化探技術(shù)應(yīng)用基本原則，即專業(yè)性、精準(zhǔn)性與真實(shí)性，礦產(chǎn)地質(zhì)勘查全過程需要由專業(yè)人員負(fù)責(zé)，尤其是在信息處理與分析中需要對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境、地質(zhì)條件等進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，并且需要秉承實(shí)事求是的觀念。其二，深入研究成礦地質(zhì)條件。在應(yīng)用物化探技術(shù)開展礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作時(shí)，要認(rèn)識(shí)到成礦條件的復(fù)雜性與多變性，解釋某一地球物化異常時(shí)需要綜合考慮多方面因素，盡量剔除冗余、無效的地質(zhì)因素，以此避免誤判。其三，關(guān)注誤差達(dá)到最小化。物化探技術(shù)是獲取礦產(chǎn)地質(zhì)信息的支撐力量，在全面采集信息后需要對(duì)其進(jìn)行深入挖掘與分析，以誤差最小化為目標(biāo)提升礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的科學(xué)性。以電阻率斷面（如下圖1所示）分析為例，圖中電阻率斷面顏色變化不平緩，深色區(qū)域表示有異常狀況的高阻地帶，上部對(duì)應(yīng)的分布等值線不均勻，結(jié)合專業(yè)知識(shí)可以判斷出在低電阻區(qū)域內(nèi)存在充水?dāng)鄬印?/p>

圖1 電阻率斷面示意圖

2.2 新型V8技術(shù)

新型V8技術(shù)，即多功能電測(cè)技術(shù)。具有發(fā)射功率大、探測(cè)深度大、抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，適用于地表覆蓋較為嚴(yán)重的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查。當(dāng)結(jié)合資料與現(xiàn)有勘查信息了解地層下存在煤炭層或已經(jīng)礦化后，可以借助新型V8技術(shù)進(jìn)行深入勘查。具體方法為：設(shè)置與勘查線重合的多條測(cè)線，將測(cè)線之間的距離控制在合理的范圍之內(nèi)，并根據(jù)所勘查的范圍等確定信息采集所用的頻率。同時(shí)，采用自動(dòng)式的頻點(diǎn)布置方式，借助對(duì)時(shí)方法保證各個(gè)頻點(diǎn)在時(shí)間上高度統(tǒng)一。

根據(jù)勘測(cè)區(qū)域繪制的剖面圖上標(biāo)注的長(zhǎng)度、實(shí)際勘測(cè)確定的區(qū)域面積等進(jìn)行AB偶極的布極，結(jié)合收發(fā)距離精準(zhǔn)確定勘查位置。此外，在初步勘查階段主要勘測(cè)地層電性，了解地層的構(gòu)造、發(fā)現(xiàn)低阻區(qū)域，判斷其是否與礦化帶進(jìn)行接觸。確定后設(shè)計(jì)好鉆進(jìn)深度，深入了解低阻區(qū)氣場(chǎng)情況，以此完成礦產(chǎn)地質(zhì)勘查。

2.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)

礦產(chǎn)地質(zhì)勘查所獲的數(shù)據(jù)具有大數(shù)據(jù)基本特征，即多源異構(gòu)、海量龐雜、價(jià)值與密度雙高。因此可以將大數(shù)據(jù)技術(shù)手段與礦產(chǎn)地質(zhì)勘查技術(shù)聯(lián)用為后續(xù)工作的開展提供數(shù)據(jù)支持。例如，在應(yīng)用物化探技術(shù)開展礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作時(shí)，可以構(gòu)建地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)庫，從數(shù)據(jù)采集階段開始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選與整合，利用大數(shù)據(jù)算法及模型等分析數(shù)據(jù)的集中程度，從重力、磁性、電性、放射性等多層面分析礦產(chǎn)資源存量與開發(fā)利用價(jià)值，在獲取海量信息后還可以基于歷史數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)能力自動(dòng)化輸出勘查報(bào)告，不僅可以顯著提升地質(zhì)勘查工作效率、避免專業(yè)人員受經(jīng)驗(yàn)及主觀判斷驅(qū)動(dòng)，還能夠更加深入地分析地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)，保證地質(zhì)勘查的精準(zhǔn)性與科學(xué)性[3]。

2.4 瞬變電磁勘探技術(shù)

瞬變電磁勘探技術(shù)原理為：利用不接地回線或接地電極向地下發(fā)送脈沖式一次電磁場(chǎng)，在一次脈沖間歇期間利用線圈、接地電極等觀測(cè)由一次脈沖感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次磁場(chǎng)的空間與時(shí)間分布獲取所需的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查信息。瞬變電磁勘探技術(shù)主要包括三種技術(shù)方法：其一為高密度電阻率法，適用于信息量較大的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中，將地質(zhì)勘查與剖面分析相結(jié)合，其所具備的多元化裝置、極距通過一次布級(jí)便可以獲取海量的勘查信息，并且以比值的形式描述信息之間的關(guān)系，從而勘查到地下的異常情況，具有精度高、速度快、操作簡(jiǎn)單等顯著優(yōu)勢(shì)；其二為可控源的音頻大地電磁法。相對(duì)于傳統(tǒng)的大地電磁勘探法而言，可控源的音頻大地電磁法可以增強(qiáng)信號(hào)、擴(kuò)大信號(hào)的覆蓋面，尤其是在在控制人工長(zhǎng)源上優(yōu)勢(shì)明顯，不僅能夠穿透不同阻礙獲取礦產(chǎn)資源的地下信息，提升勘查工作效率，還能避免對(duì)其他儀器設(shè)備、工作環(huán)境造成負(fù)面影響，能夠有效降低礦產(chǎn)地質(zhì)勘查人工工作量，節(jié)約礦產(chǎn)地質(zhì)勘查成本；其三為礦山地質(zhì)雷達(dá)法，該方法適用于井下活動(dòng)、水下活動(dòng)，能夠勘查水下古礦床位置、凍土帶厚度、探尋地下埋設(shè)物，借助脈沖雷達(dá)系統(tǒng)可以取得明顯且良好的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查效果。

3 結(jié)語

礦產(chǎn)地質(zhì)勘查以同位成礦為基本理論依據(jù)。近年來，我國(guó)在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查理論與技術(shù)防范獲得了重大的研究突破，新技術(shù)、新方法如百花齊放，為礦產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展注入了新的活力。物化探技術(shù)借助于對(duì)各類天然物質(zhì)的有效測(cè)量明確地質(zhì)結(jié)構(gòu)與礦產(chǎn)分布情況；新型V8技術(shù)功能多元且適用性較強(qiáng)；大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查技術(shù)聯(lián)用可以提升工作科學(xué)性；瞬變電磁勘探技術(shù)具有速度快、效率高等顯著優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際工作中需秉承技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一的原則對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行合理選擇與組合，以此提升礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作質(zhì)量。