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        金屬礦產(chǎn)勘查中地質(zhì)找礦技術(shù)的創(chuàng)新研究

        2021-11-02 08:33:40姜愛(ài)玲
        中國(guó)金屬通報(bào) 2021年10期
        關(guān)鍵詞:遙感技術(shù)

        姜愛(ài)玲

        (自然資源實(shí)物地質(zhì)資料中心,河北 三河 065201)

        隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展,也進(jìn)一步凸顯了金屬礦產(chǎn)資源的作用性與重要性,其在我國(guó)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展方面發(fā)揮了重要的保障作用。但受限于一些因素,金屬勘查找礦工作中,依舊有一些不足、問(wèn)題存在,影響了礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)。對(duì)此,為了良好滿(mǎn)足市場(chǎng)的發(fā)展需求,就需要革新找礦技術(shù),保證找礦工作能夠有序、高效開(kāi)展。

        1 金屬礦產(chǎn)勘查的主要找礦技術(shù)

        1.1 物理勘查技術(shù)

        這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于地下位置較淺的金屬礦,主要涵蓋了地面瞬變電磁法、磁力和重力勘測(cè)法及金屬礦地震法等。在實(shí)際勘測(cè)工作中應(yīng)用這些方法,尤其是有著復(fù)雜地質(zhì)情況的區(qū)域,能將金屬礦物所在位置有效找出。

        1.1.1金屬礦地震勘查法

        這一方法能在不同金屬礦產(chǎn)生地震波的震蕩作用下,出現(xiàn)不同的反射現(xiàn)象。工作人員結(jié)合發(fā)射的具體特征或現(xiàn)象,對(duì)地下金屬礦源的分布情況進(jìn)行判斷。該技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)在于,有助于礦產(chǎn)勘查工作效率的提升,可以有效發(fā)現(xiàn)正確的金屬礦[1]。

        1.1.2地面瞬變電磁勘查技術(shù)

        金屬礦勘查工作,重點(diǎn)是將金屬礦所在位置找出,通過(guò)應(yīng)用該技術(shù),能根據(jù)模擬金屬礦的反饋效果進(jìn)行工作。在應(yīng)用過(guò)程中依托有著較高專(zhuān)業(yè)性的信號(hào)接收器,能夠完成金屬礦反饋出電磁感應(yīng)信號(hào)的接收,通過(guò)對(duì)信號(hào)展開(kāi)細(xì)致分析,將其中金屬礦的反饋信號(hào)找出,結(jié)合這些信號(hào)能完成地下金屬礦源、分布位置的最終判斷。

        1.2 化學(xué)勘查技術(shù)

        1.2.1水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量

        采用該技術(shù),能對(duì)勘查地球的地下水展開(kāi)分析,有效分析總結(jié)其含有的金屬元素和化學(xué)物質(zhì),然后與水系沉積物標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范表相對(duì)比,完成地質(zhì)情況的判斷。所以,在地下礦產(chǎn)開(kāi)采勘查工作中,該項(xiàng)技術(shù)較為適用。

        1.2.2土壤地球化學(xué)測(cè)量

        該技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在礦體周?chē)刭|(zhì)情況的檢測(cè),并能對(duì)地質(zhì)情況分析過(guò)程中,進(jìn)行相關(guān)物質(zhì)的采集,對(duì)其主要的金屬元素與具體含量做細(xì)致分析,結(jié)合地質(zhì)中金屬元素所含比例情況,判定礦產(chǎn)是否存在于地下[2]。通過(guò)應(yīng)用該技術(shù),能使地下找礦的準(zhǔn)確率得到一定保障。

        2 金屬礦勘查中傳統(tǒng)找礦技術(shù)的弊端分析

        2.1 物理勘查技術(shù)存在的弊端

        一般而言,金屬礦勘查區(qū)有著較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境,因此,在應(yīng)用物理勘查技術(shù)時(shí),可能會(huì)面臨諸多的問(wèn)題。例如,若勘查區(qū)域周?chē)兄^為復(fù)雜的情況,同時(shí)不適用地震法勘查技術(shù),很可能會(huì)影響到地震波的傳輸,進(jìn)而無(wú)法完成具體金屬礦分布區(qū)域的判斷,給工作效率產(chǎn)生負(fù)面影響。

        2.2 化學(xué)勘查技術(shù)存在的弊端

        采用化學(xué)勘查技術(shù)展開(kāi)實(shí)際工作,需要考慮的因素較多,尤其要注重各地區(qū)之間的地質(zhì)差異。受限眾多客觀外界因素,會(huì)影響到地質(zhì)周?chē)Y源的分配,造成物力、人力上的浪費(fèi)。金屬礦的化學(xué)特征與金屬元素,主要由周?chē)h(huán)境所決定,因此,須經(jīng)過(guò)周密的計(jì)算分析才能確保所得數(shù)據(jù)結(jié)果的有效、準(zhǔn)確,準(zhǔn)確找到周?chē)Y源的分布位置。

        3 地質(zhì)找礦技術(shù)的改革創(chuàng)新探討

        3.1 融合應(yīng)用GPS定位技術(shù)

        伴隨GPS技術(shù)的日益發(fā)展,其也為創(chuàng)新金屬礦產(chǎn)資源勘查工作提供了新的思路。在信息采集中,此技術(shù)應(yīng)用較為廣泛,且獲取了較為理想的效果,是一種重要的信息采集方式。GPS技術(shù)依托衛(wèi)星系統(tǒng)能進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航定位,提供給勘查人員較高準(zhǔn)確度的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在金屬礦產(chǎn)勘查工作中應(yīng)用此技術(shù),能實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息收集效率的有效提升。因此,在創(chuàng)新地質(zhì)找礦技術(shù)時(shí),可基于GPS系統(tǒng),著手融信號(hào)接收、監(jiān)測(cè)等于一體的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)體系的建立。該體系的工作原理是,礦物質(zhì)中的化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)維持在較為穩(wěn)定的狀態(tài),所以,這些物質(zhì)有著較為穩(wěn)定的光譜吸收特點(diǎn)[3]。通常而言,礦物質(zhì)差異也會(huì)使輻射能力有所不同,勘查人員能借助波普設(shè)備對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的樣本巖石光譜曲線(xiàn)進(jìn)行測(cè)定,然后將既存光譜結(jié)果與測(cè)量所得結(jié)果相對(duì)比,就能對(duì)區(qū)域內(nèi)金屬礦產(chǎn)資源種類(lèi)做有效判定。并且,通過(guò)分析轉(zhuǎn)換獲得的光譜曲線(xiàn)結(jié)果,能詳細(xì)呈現(xiàn)出目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的金屬礦產(chǎn)物理結(jié)構(gòu),進(jìn)而提供給金屬礦產(chǎn)資源的后續(xù)勘查明確的依據(jù)。在金屬礦產(chǎn)資源勘查中應(yīng)用GPS技術(shù),能為勘查人員詳細(xì)呈現(xiàn)分析轉(zhuǎn)化后的物理結(jié)構(gòu),以及較高精準(zhǔn)度的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),使技術(shù)礦產(chǎn)資源的勘查工作效率有效提升。

        3.2 地、化、物互相約束技術(shù)

        金屬礦產(chǎn)的形成,是地殼運(yùn)動(dòng)中種種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,因此,其附近有著比較復(fù)雜的地質(zhì)條件。隨著我國(guó)日益增加的礦產(chǎn)資源需求量,以及淺層金屬礦產(chǎn)資源開(kāi)采接近警戒數(shù)值的情況下,需有效勘查和開(kāi)采深部金屬礦產(chǎn)資源[4]。然而,因?yàn)檫@些金屬礦產(chǎn)資源具有較高的勘查開(kāi)采難度,因此,需要不斷創(chuàng)新地質(zhì)找礦技術(shù)。在定位預(yù)測(cè)一些老礦區(qū)覆蓋區(qū)和深部的時(shí)候,可運(yùn)用地、化、物互相約束的技術(shù)方法。受限于持續(xù)的地殼運(yùn)與其它自然因素的不斷影響,致使了我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源分布不均的情況,也可能出現(xiàn)開(kāi)采不足的現(xiàn)象。

        圖1 金屬礦物質(zhì)構(gòu)成示意圖

        上圖中為我們呈現(xiàn)了金屬礦產(chǎn)的組成,而在金屬礦內(nèi)部可能存在一些無(wú)利用價(jià)值或利用價(jià)值低的物質(zhì),開(kāi)采這些物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致物力、人力資源的浪費(fèi)。因此,為了保證礦產(chǎn)資源的開(kāi)采效率,要在深層礦產(chǎn)資源開(kāi)采前,對(duì)礦物質(zhì)的組成做全面分析了解,了解礦產(chǎn)資源具有的理化特性。同時(shí),因地制宜對(duì)措施方法進(jìn)行調(diào)整,對(duì)各種勘查方法做綜合運(yùn)用,著手地質(zhì)、物探、化探之間建立起合作、互補(bǔ)的關(guān)系,并著手預(yù)測(cè)準(zhǔn)則與模型的制定,綜合研究勘探收集的資料。

        3.3 融合應(yīng)用遙感技術(shù)

        遙感技術(shù)有著非常繁多的種類(lèi),遙感技術(shù)的不同,能使復(fù)雜環(huán)境中的不同開(kāi)發(fā)需求得到良好滿(mǎn)足。在進(jìn)行地質(zhì)找礦技術(shù)和地面遙感技術(shù)融合時(shí),可借助船、車(chē)為載體,配合航天的遙感勘查,依托航空器發(fā)揮出遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),開(kāi)展實(shí)際金屬礦產(chǎn)勘查工作時(shí),勘查人員須根據(jù)具體的地形條件選擇不同的遙感系統(tǒng),進(jìn)而確保找礦技術(shù)能和遙感技術(shù)良好結(jié)合,使地形勘查的需求得到切實(shí)滿(mǎn)足,實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦勘查綜合水平的顯著提升。依托遙感技術(shù)能實(shí)現(xiàn)具體地質(zhì)勘查范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大,航空飛機(jī)的具體輻射范圍能達(dá)到200km2,其飛行高度能達(dá)到約8km,而航天衛(wèi)星則有著更為廣泛的輻射范圍,飛行高度超過(guò)700km[5]。同時(shí),遙感技術(shù)與生物地區(qū)相結(jié)合,能形成遙感生物地球化學(xué)找礦技術(shù),能將植被覆蓋茂盛地區(qū)的隱伏礦床勘探工作高效完成。此技術(shù)擁有快速精準(zhǔn)、視野開(kāi)闊等多種優(yōu)勢(shì),可以在大面積區(qū)域內(nèi)完成金屬礦產(chǎn)位置的預(yù)測(cè)和查找。將此技術(shù)應(yīng)用到有著較高植被覆蓋率的地區(qū)展開(kāi)金屬礦產(chǎn)資源勘探,能通過(guò)對(duì)異常植被信息的提取,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析得到有關(guān)金屬礦產(chǎn)資源的礦化信息。為我國(guó)植被茂密地區(qū)的快速、精準(zhǔn)獲取礦化信息提供技術(shù)支持。但值得一提的是,在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí),會(huì)受到如植物生存環(huán)境質(zhì)量、目標(biāo)檢測(cè)區(qū)域土壤PH值等諸多因素干擾。不過(guò)伴隨地質(zhì)找礦技術(shù)與遙感技術(shù)的不斷融合創(chuàng)新,在技術(shù)日益完善后,這些問(wèn)題都將得到有效解決。

        3.4 創(chuàng)新低頻電磁找礦技術(shù)

        由于我國(guó)深層金屬礦產(chǎn)有著較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境,找礦工作難度無(wú)疑比淺層金屬礦產(chǎn)資源的開(kāi)采更大,若依舊采用傳統(tǒng)的電法找礦技術(shù),則難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工作目標(biāo)。對(duì)此,為了實(shí)現(xiàn)深層金屬礦產(chǎn)資源的良好開(kāi)采,相關(guān)人員開(kāi)發(fā)出了低頻電磁地質(zhì)找礦技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是利用金屬礦產(chǎn)種類(lèi)差異所形成的低頻電磁波信號(hào)和發(fā)射波長(zhǎng)的不同,對(duì)金屬礦層與地表之間的距離做有效辨別,從而促進(jìn)深層金屬礦產(chǎn)資源的合理、高效開(kāi)發(fā)。另外,在金屬礦產(chǎn)實(shí)際勘查工作中,若遇到了礦區(qū)上層土層較厚的情況,就可能影響到發(fā)射波捕捉的精準(zhǔn)性。針對(duì)此情況,可采用透射波將土層穿透,進(jìn)行金屬礦層和地表距離等數(shù)據(jù)信息的收集,以更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息服務(wù)金屬礦產(chǎn)資源的有效開(kāi)發(fā)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        總之,相比于過(guò)去的金屬礦產(chǎn)勘查工作,當(dāng)前所面對(duì)的深層金屬礦勘查工作有著更高的難度系數(shù),并且伴隨環(huán)境及時(shí)間的變遷,這一難度還將進(jìn)一步加大。對(duì)此,為了保證勘查工作的有序高效進(jìn)行,就應(yīng)重視礦產(chǎn)勘查開(kāi)采技術(shù)水平的不斷提升,對(duì)以往的工作經(jīng)驗(yàn)做有效總結(jié)學(xué)習(xí),進(jìn)而形成新的一套工作體系與理論技術(shù)。通過(guò)探索和應(yīng)用各種新的技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)金屬礦產(chǎn)勘查工作效率及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率的不斷提升,從而能夠節(jié)約更多成本與時(shí)間投入新技術(shù)、新設(shè)備的引進(jìn)和研發(fā),形成良性循環(huán),從而推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展。

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