趙 劍

（四川省冶金地質(zhì)勘查局六0 一大隊(duì)，四川 攀枝花 617027）

工業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)增長等方面對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量非常大，就我國礦產(chǎn)資源發(fā)展現(xiàn)狀而言，淺層和地表礦產(chǎn)資源越來越少，深部地質(zhì)鉆探找礦將成為發(fā)展的重點(diǎn)。但相比于淺層找礦和地表找礦，深部地質(zhì)鉆探找礦的難度更大，范圍更廣，需要綜合考慮的因素也就越多。既要需要開展現(xiàn)有礦山深部和外圍找礦，也需要在利于成礦帶上對(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦床進(jìn)行深部勘查，因此，深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響因素比較多，選擇科學(xué)合適的方法，有助于提升深部地質(zhì)鉆探找礦的精度和速度。

1 深部地質(zhì)鉆探找礦發(fā)展現(xiàn)狀

我國國土面積遼闊，礦產(chǎn)資源豐富，種類齊全，但就目前勘查利用現(xiàn)狀而言，已經(jīng)探明的礦產(chǎn)資源在三分之一左右，深部地質(zhì)鉆探找礦潛力還非常大。我國地質(zhì)鉆探找礦的平均深度在300m～500m 之間，而國外一些發(fā)達(dá)國家找礦的深度已經(jīng)達(dá)到800m 以上。我國深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)發(fā)展起步比較晚，很多技術(shù)還不夠成熟，深部地質(zhì)條件決定了鉆探找礦的難度越大，對(duì)技術(shù)要求就越高，存在的問題也就越多，鉆探是地質(zhì)找礦的核心環(huán)節(jié)，任何礦產(chǎn)資源，不但需要先進(jìn)地質(zhì)理論和物化探技術(shù)、遙感技術(shù)的支持，也需要采用巖芯鉆探技術(shù)來獲知礦產(chǎn)資源埋藏的深度、品位等[1]。

但就目前我國深部地質(zhì)鉆探找礦發(fā)展現(xiàn)狀而言，依然存在很多問題亟待解決，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①深部地質(zhì)鉆探找礦裝備滯后，更新速度緩慢，自動(dòng)化、智能化水平較低；②鉆探隊(duì)伍缺乏完善的組織體系，人才匱乏，創(chuàng)新力度不足；鉆探工法難以有效克服復(fù)雜地層條件，除外，在新技術(shù)、新設(shè)備的使用上存在一定的障礙。

2 深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 金剛石繩索取芯技術(shù)

金剛石繩索取芯技術(shù)是目前深部地質(zhì)鉆探找礦中比較常見的技術(shù)，早在上世紀(jì)70 年代中期，就被引入我國開始推廣應(yīng)用，但應(yīng)用的深度和廣度不足，并沒有發(fā)揮出此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)有的價(jià)值和作用，這是因?yàn)閲a(chǎn)金剛石繩索取芯鉆具的制造工藝有限，生產(chǎn)加工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，經(jīng)常發(fā)生斷裂、脫扣等問題。無法滿足1000m 以上深部地質(zhì)鉆探找礦的要求。但隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，這些問題被逐步解決，金剛石是天然存在的最堅(jiān)硬的物質(zhì)，在地質(zhì)鉆探中采用此項(xiàng)技術(shù)，能夠達(dá)到其他技術(shù)無法達(dá)到的深度。主要是利用特殊材質(zhì)制作的繩索來控制金剛石鉆頭，以保障鉆頭能夠達(dá)到設(shè)計(jì)深度。金剛石繩索取芯技術(shù)實(shí)現(xiàn)了金剛石和特殊繩索取芯的相互結(jié)合，可大幅度提升地質(zhì)鉆探的深度和工作效果。但也存在一定的不足，如現(xiàn)有的繩索材料硬度不足，容易發(fā)現(xiàn)斷裂問題；雖然金剛石強(qiáng)度大，但控制靈活不足，這些問題的存在，使得我國金剛石繩索取芯技術(shù)一直難以取得重大突破。金剛石鉆頭示意圖如何圖1 所示。

圖1 金剛石鉆頭示意圖

2.2 X 熒光技術(shù)

和金剛石繩索取芯技術(shù)相比，X 熒光技術(shù)具有更高的靈活性，可大幅度提升深部地質(zhì)鉆探找礦的準(zhǔn)確性，為后期數(shù)據(jù)分析和找礦結(jié)果的判斷提供基礎(chǔ)的信息保障，提升深部地質(zhì)鉆探找礦的效率和精度。X 熒光技術(shù)在分析礦物元素號(hào)成分和品位上擁有其他技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。比如：在激光照射的狀態(tài)下線，地下礦物質(zhì)所放射的熒光波長比較長，利用X 熒光特點(diǎn)射線就能對(duì)礦產(chǎn)資源的能量值進(jìn)行分析。不同的射線，反映的能量值不足，通過能量值就能確定出礦產(chǎn)資源的位置、種類、分布情況、儲(chǔ)量等，并劃分出礦產(chǎn)資源埋藏的界限以及厚度[2]。為制定更加科學(xué)合理的找礦方案和開采方案提供真實(shí)的數(shù)據(jù)支持。

2.3 甚低頻電磁勘查技術(shù)

甚低頻電磁勘查技術(shù)也是深部地質(zhì)鉆探找礦中常用的技術(shù)之一，主要機(jī)理是利用電磁儀器發(fā)射出的電磁波來進(jìn)行找礦，電磁波發(fā)射出去之后，如果在均勻的介質(zhì)中會(huì)勻速傳播，但如果遇到不同的介質(zhì)，會(huì)發(fā)生反射，通過分析反射波，就能掌握礦產(chǎn)資源分布情況，實(shí)現(xiàn)深部地質(zhì)鉆探找礦。此項(xiàng)技術(shù)最明顯的優(yōu)點(diǎn)是成本小，而且適應(yīng)性比較強(qiáng)，在很多地質(zhì)條件都能良好的應(yīng)用，這也是目前深部地質(zhì)鉆探找礦中頻繁應(yīng)用甚低頻電磁勘查技術(shù)的主要原因。甚低頻電磁勘查技術(shù)應(yīng)用原理圖如圖2 所示。

圖2 甚低頻電磁勘查技術(shù)應(yīng)用原理圖

2.4 反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)在深部地質(zhì)鉆探找礦中應(yīng)用時(shí)，以壓縮空氣作為循環(huán)鉆探的載體，雙臂鉆桿碰撞大范圍內(nèi)的巖石碎屑，再收集這些巖石碎屑，作為試驗(yàn)樣品，巖石碎屑試驗(yàn)分析的結(jié)果，可以作為深部地質(zhì)鉆探找礦的數(shù)據(jù)，從而確定礦產(chǎn)資源的種類、富集情況、范圍等。在收集巖石碎屑樣品式，需要按照巖石碎屑掉落的順序依次收集，以保障試驗(yàn)分析的準(zhǔn)確性[3]。在深部地質(zhì)鉆探找礦中，應(yīng)用反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)，能夠更加快速、準(zhǔn)確得到礦產(chǎn)資源的厚度、范圍、深入等，而且比立軸式取柱樁巖心鉆探方法的速度更快，成本更低。但在具體應(yīng)用中對(duì)雙臂鉆桿材質(zhì)有嚴(yán)格要求，應(yīng)用推廣的難度也就比較大。

3 提升深部地質(zhì)鉆探找礦水平的方法

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，很多先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備、儀器等被廣泛應(yīng)用到深部地質(zhì)鉆探找礦中來，大大提升了找礦的效率和精度。但畢竟我國深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)發(fā)展的起步比較晚，和國外發(fā)達(dá)國家相比，還存在不小的差距。目前我國還有超過三分之二的礦產(chǎn)資源深埋地下，需要采取更加先進(jìn)的深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)和方法，才能提升找礦精度，為我國工業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供必要的資源支持。具體而言，可從以下幾個(gè)方面同時(shí)入手。

一是需要全面坑道鉆探設(shè)備的能力。在目前深部地質(zhì)鉆探找礦中，經(jīng)常會(huì)既有數(shù)百米深的地下坑道，來提升找礦的效率，降低地質(zhì)因素對(duì)找礦精度的干擾?？商嵘畈康刭|(zhì)鉆探找礦的深度，節(jié)約鉆探費(fèi)用和時(shí)間?，F(xiàn)代化深部地質(zhì)鉆探找礦中，需要坑道鉆探設(shè)備盡快實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化，形成千米以上的產(chǎn)品系列，以滿足未來深部地質(zhì)鉆探找礦的需求。

二是加大先進(jìn)鉆芯鉆探設(shè)備的推廣力度。但設(shè)備研究開放完成后，需要合理的應(yīng)用到深部地質(zhì)鉆探找礦中，才能取得良好的效果。這就需要對(duì)先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行推廣，以全面提升產(chǎn)業(yè)的整體性，逐步形成一套完善、系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)體系，為后期技術(shù)和產(chǎn)品的升級(jí)、改造、創(chuàng)新等提供良好的條件。

三是重視行業(yè)技術(shù)發(fā)展動(dòng)向，積極向其他國家學(xué)習(xí)和請(qǐng)教，在新技術(shù)、新設(shè)備研發(fā)上，要盡量打破傳統(tǒng)學(xué)科界的限制，實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉合作。積極融合新材料、新機(jī)型、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等方面的新知識(shí)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)存在的不足和局限性。要充分利用好計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)和三維立體仿真軟件，來降低研發(fā)成本，提升新技術(shù)、新設(shè)備研發(fā)的適用性和先進(jìn)性[4]。

四是需要加大新型基礎(chǔ)鉆具的研制力度，完善新工藝、新技術(shù)。鉆具是深部地質(zhì)鉆探找礦的基礎(chǔ)設(shè)備，因此，鉆具的質(zhì)量和性能，直接關(guān)系到深部地質(zhì)鉆探找礦的效率。研制出高手們耐磨金剛石鉆頭、高強(qiáng)度繩索取芯鉆桿、高性能雙壁鉆桿等，有助于提升金剛石繩索取芯技術(shù)、反循環(huán)連續(xù)取樣技術(shù)的應(yīng)用效果。除此之外，空氣泡沫鉆井技術(shù)在成本、效率等方面有限制優(yōu)勢(shì)，也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐七M(jìn)。

五是需要較大高素質(zhì)深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)人才的培養(yǎng)力度，深部地質(zhì)鉆探找礦具有很強(qiáng)的綜合性和技術(shù)性，而且影響因素比較多[5]。除技術(shù)、設(shè)備、儀器、自動(dòng)化水平等方面需要不斷提升之外。深部地質(zhì)鉆探找礦工作人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)水平也需要不斷提升，定期開展培訓(xùn)教育，將新技術(shù)、新設(shè)備的操作技巧和方法，以及全新的找礦理念、制度等都傳授給每位找礦人員，以提升他們的綜合素質(zhì)，滿足新時(shí)期深部地質(zhì)鉆探找礦的需求。

4 結(jié)語

綜上所述，本文采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，分析了深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)，分析結(jié)果表明，現(xiàn)如今地球表面和淺層的礦產(chǎn)資源幾乎開采殆盡，深部找礦將成為礦產(chǎn)資源找礦的主要方向。加強(qiáng)對(duì)深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的分析研究，能夠及時(shí)彌補(bǔ)和找到現(xiàn)存的不足和問題，提升深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)，促使我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康的發(fā)展。