湛靜靜
(貴州省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院,貴州 貴陽 550005)
我國地質(zhì)勘查工作的主要內(nèi)容有三點:一是需要從危機礦山中進行勘查,以發(fā)現(xiàn)可替代資源。在進行礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作的時候,應當勘探是否具有可替代資源,保障各區(qū)域的礦產(chǎn)資源開采工作,相關(guān)人員在勘探的過程中,不僅要判斷礦產(chǎn)資源的存有兩,還要分析可替代資源潛力;二是勘查伴生礦和尾礦。在開采礦產(chǎn)資源的過程中,會出現(xiàn)伴生礦產(chǎn)資源,需實施有效的勘查工作,以提高礦產(chǎn)資源的開采效率,獲取更多的礦產(chǎn)資源,促進當?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[1]。三是勘查礦山關(guān)閉工作的實際情況。在礦產(chǎn)資源開發(fā)和結(jié)束過程,貫徹落實我國環(huán)境保護政策的相關(guān)要求,遵循法律法規(guī),于礦山關(guān)閉后實施相應的勘查工作,以全面了解關(guān)閉礦山周圍環(huán)境狀況,并監(jiān)測其礦業(yè)狀態(tài),據(jù)此來編制相應的科學報告,評估關(guān)閉礦山周邊的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,以便于找出其中存在的環(huán)境問題,并實施針對性措施來加以解決,改善關(guān)閉礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境,防止過度開采礦山資源,避免出現(xiàn)滑坡、坍塌等地質(zhì)災害。
在我國經(jīng)濟快速發(fā)展階段,礦產(chǎn)資源出現(xiàn)了明顯的短缺,我國是發(fā)展中國家,現(xiàn)代礦業(yè)的發(fā)展起步晚,國內(nèi)四百多座礦山中已經(jīng)有一百九十余座出現(xiàn)了程度不一樣的資源短缺現(xiàn)象,基于此,需要加大深部找礦以及外圍找礦的工作力度。在深部找礦工作中,如若能夠及時勘探接替礦產(chǎn)資源,有利于延長礦山壽命,緩解當前資源短缺的狀況,能夠推動礦產(chǎn)持續(xù)性發(fā)展,保證礦區(qū)內(nèi)職工就業(yè),對我國社會經(jīng)濟的發(fā)展有著重要意義[2]。
目前,我國大部分金屬礦山的勘探開采深度在三百至五百米,僅有少數(shù)銅、鉛、鋅、金礦的勘探開采深度在一千米以上,而國外一千米以上的金屬礦山有八十多個。其中南非金鈾礫巖型金礦的開采深度超過四千米,美國、加拿大的一些礦山也有超過兩千米的開采深度。近年來,國內(nèi)外深部勘探工作取得了顯著的進展。如加拿大薩德伯里銅鎳礦床深部兩千六百米,華北鞍山鐵礦床、云南會澤鉛鋅礦床、遼寧紅透山銅礦床、膠東紅透山金礦床、小秦嶺金礦床均在一千米以下發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體。三道金礦礦體已鉆探驗證至兩千米深度。這些勘探實踐表明,深部找礦具有很大的潛力。
深部找礦非常困難。國內(nèi)外經(jīng)驗表明,提高找礦效果有幾個基本條件:一是對區(qū)域地質(zhì)成礦條件和礦床模式有深刻認識,有不同于淺層找礦的新思路;二是在精細野外觀測的基礎(chǔ)上,進行了綜合研究,找到了合理的找礦方法;三是資金充足,管理科學;四是知識淵博、經(jīng)驗豐富、思想開放、敢于承擔風險的地質(zhì)勘探專家。其中,先進的地質(zhì)礦床理論指導和合理的技術(shù)應用尤為重要。
現(xiàn)階段,在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中,使用較多的勘查方式有以下幾種:第一,地球物理勘探技術(shù)。地球物理勘探簡稱物探,是指通過研究和觀察各種地球物理場的變化,對地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件進行勘探。由于構(gòu)成地殼的不同巖層在密度、彈性、導電性、磁性、放射性、熱導率等方面存在差異,引起相應地球物理場的局部變化。通過測量這些物理場的分布和變化特征,結(jié)合已知的地質(zhì)資料進行分析研究,達到推斷地質(zhì)性質(zhì)的目的。該方法具有探測和測試功能。與鉆探技術(shù)相比,具有設(shè)備輕、成本低、效率高、工作空間寬等優(yōu)點。但由于不能直接采樣和觀測,所以應當配合鉆探技術(shù)使用;第二,鉆探技術(shù)。鉆探是隱蔽致災因素最直接的勘探技術(shù)。它具有精度高、直觀性強、適應性廣的優(yōu)點。在構(gòu)造勘探、采空區(qū)勘探、探放水、瓦斯卸壓、火區(qū)勘探等隱患致災因素勘探中發(fā)揮著越來越重要的作用[3]。鉆探是利用鉆機、鉆具和一整套技術(shù)措施,在地層中鉆出圓柱形b4L,取出巖礦樣品,查明礦產(chǎn)資源的賦存和分布,或達到其他地質(zhì)技術(shù)目的。鉆井工作也是通過一系列直接作用于巖石的設(shè)備和儀器進行鉆井的過程,破碎巖石是鉆井生產(chǎn)的主要過程。因此,掌握巖石的性質(zhì)和破碎機理對加快和改進鉆井工作具有重要意義。
在深部地質(zhì)找礦技術(shù)應用過程中,就目前而言應用最為廣泛的是預測性找礦技術(shù)。其需要開展高效的勘查工作,使用先進的探測技術(shù)和設(shè)備,記錄有關(guān)于地質(zhì)要素狀態(tài)、性質(zhì)、位置、產(chǎn)狀等信息,然后根據(jù)得到的信息數(shù)據(jù)來進行推測,做好思維記錄工作,根據(jù)地質(zhì)過程歷史、機制、原因等內(nèi)容來進行推斷?;诘刭|(zhì)構(gòu)造演化理論來進行判別,判斷探測區(qū)域是否負荷成礦理論,得出最終結(jié)論,并加以驗證,需使用深部找礦技術(shù)來加以驗證,看是否真的存在礦產(chǎn)資源,如若存在還需要證實該區(qū)域的礦產(chǎn)儲量。
應當注意的是,前期所獲取的深部地質(zhì)信息,均是應用物探技術(shù)來采集。在深部地質(zhì)找礦工作中,常見的物探技術(shù)有以下幾種:第一種是瞬變電磁法。相較于傳統(tǒng)直流電法、繼電法來說,瞬變電磁法的優(yōu)勢在于其所能夠探測到的深度更深,而且具有較高的垂直分辨率,根據(jù)相關(guān)研究表明,使用瞬變電磁法能夠探測到三百米至四百米內(nèi)的實際情況;第二種是可控源音頻大地電磁法。指的是在一定范圍內(nèi),改變電磁頻率,然后找到地質(zhì)深度中不同的區(qū)域,進行采樣處理,其優(yōu)勢在于探測深度可達到一千米;第三種是金屬礦地震勘探法。這種找礦方式主要應用于沉積礦床,或是鹽田中,可取得較好的勘探效果,但我國還需要加強對此項技術(shù)的研究,借鑒國外優(yōu)秀經(jīng)驗;第四種是井中物探法。其有效融合了傳統(tǒng)的物探方法,能夠在探測工程中獲取鉆孔底部的相關(guān)信息,了解井壁四周的實際情況,可充分發(fā)揮井中瞬變電磁的作用;第五種是大比例尺航空物探法。主要用于遠距離地質(zhì)勘查工作的開展,其能夠快速檢測到地質(zhì)的相關(guān)信息,可有效結(jié)合GPS導航定位系統(tǒng),實施高效的深部找礦工作。
其具體包含了以下技術(shù):一是X熒光技術(shù)。在進行深部地質(zhì)找礦工作的時候,X熒光技術(shù)是應用較為廣泛的技術(shù)之一,其原理在于照射礦物,礦物在波長作用下會反射出具有x元素特征的射線,相關(guān)技術(shù)人員可使用X光機來識別這些射線,然后進行分析,以了解深層礦產(chǎn)資源的實際情況,其優(yōu)勢在于能夠確定礦體的方位、掌握礦體內(nèi)部構(gòu)造,勾勒礦產(chǎn)資源的邊界、厚度。二是低頻電磁技術(shù)。低頻電磁技術(shù)和X熒光技術(shù)的工作原理相似,其是一種新型的深部地質(zhì)找礦技術(shù),目前的使用范圍并不大,主要是通過Fraser來分析所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù),然后根據(jù)分析結(jié)果來尋找地質(zhì)找礦規(guī)律,明確礦產(chǎn)資源的具體方位和規(guī)模。此技術(shù)的又是在于具有較好的靈活性,探查速度快,效率高,有利于深層地質(zhì)找礦工作的順利開展。
3.2.1 巖芯鉆探技術(shù)
在我國深部地質(zhì)找礦工作中,巖芯鉆探技術(shù)日益成熟,在應用方面較為穩(wěn)定我,能夠取得不錯的應用效果。其主要是利用圓柱狀鉆頭、鉆具,于孔底部沿圓形破碎巖石保留柱狀巖芯,然后提取開展地質(zhì)分析工作,用于探測是否存在礦產(chǎn)資源。在使用巖芯鉆探技術(shù)的時候,需要注意以下幾點:一是應當根據(jù)實際情況來選擇適宜的機械設(shè)備。需引入先進的液壓動力鉆探設(shè)備,不再使用傳統(tǒng)的電力動力鉆探機械設(shè)備,以保障鉆作業(yè)的順利開展,滿足深度鉆探的施工要求;二是利用巖芯鉆探技術(shù)來進行深部地質(zhì)找礦工作的同時,還要勘查是否存在替代資源,可加大對相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度,以便于提高深部地質(zhì)找礦工作效率,在不影響找礦工作質(zhì)量的前提下,降低深部地質(zhì)勘查成本,使之更具經(jīng)濟性;三是要加強對相關(guān)機械設(shè)備的管理,做好日常保養(yǎng)和維修工作,需確保巖芯鉆探技術(shù)應用中使用的大型機械設(shè)備能夠正常運行,以免其出現(xiàn)故障影響找礦工作的開展。
3.2.2 反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探找礦技術(shù)
反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探找礦技術(shù),是一種新興技術(shù),其主要是通過壓縮空氣并將其作為循環(huán)介質(zhì),來開展深部地質(zhì)找礦工作。在找礦的時候,要重視鉆探工作,需使用雙臂鉆桿,使之鉆進至土層中,沖擊四周碎巖,利用高速流動的空氣,將土層碎巖的碎屑帶回至地表,然后進行采集,并做好編號標記,通過對這些碎屑進行分析,來了解該區(qū)域深層地質(zhì)礦物的成分,分析其構(gòu)成比例,以此判斷是否有所需的礦產(chǎn)資源。相較于傳統(tǒng)的深部地質(zhì)找礦技術(shù)來說,此種找礦技術(shù)的優(yōu)勢在于其能夠清楚明確深部地質(zhì)的礦體成分,能夠分析其礦體深度、厚度,而且具有較高的準確性,找礦速度較快。
3.2.3 定向鉆探技術(shù)
深部地質(zhì)找礦工作具有較大的挑戰(zhàn)性,這是因為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復雜,如若僅采用普通鉆探技術(shù),則難以達到良好的勘查效果,無法滿足深部地質(zhì)找礦需求?;诖耍瑸榱颂岣哒业V工作效率,應當使用定向鉆探技術(shù),其有著較高的精度,能夠精準把控鉆探方位,找準鉆進方向,提高勘查工作效率。有效應用定向鉆探技術(shù),能夠避免鉆進方向出現(xiàn)偏差,減小找礦難度,保障找礦的準確性。
3.2.4 繩索取心技術(shù)
在地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)找礦工作中,應當充分發(fā)揮繩索取心技術(shù)的作用,這是一種不需要提鉆取巖心,可降低提鉆次數(shù)的礦產(chǎn)勘查方式,最初適用于金剛石地質(zhì)巖心鉆探中,而現(xiàn)如今已經(jīng)取得了更為廣泛的應用。繩索取心技術(shù)的特點主要表現(xiàn)在提取巖心的時候,無需將鉆桿柱子全部提出,能夠用專門的鋼絲繩進行打撈,然后從孔底內(nèi)管提取即可。該技術(shù)的優(yōu)勢在于有著較好的穩(wěn)定性,使用的是金剛石鉆頭,不會出現(xiàn)較為嚴重的磨損,具有較高的使用效率,而且鉆探的時候也十分便捷。如若鉆探設(shè)備存在堵塞問題,那么需要降低鉆桿、礦心之間的摩擦,以保障取心質(zhì)量。在未來的深部找礦技術(shù)研究過程中,應當加大對繩索取心鉆探技術(shù)的研究。
現(xiàn)階段,在深部找礦工作中還存在著一定的問題,有待進一步解決,其問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一是欠缺專業(yè)的工作人員。深部找礦工作,對人員的專業(yè)性要求比較高,人員的工作能力將直接影響到深部找礦結(jié)果的準確性。深部找礦并不是一項簡單的工作,其涉及到多方面內(nèi)容,具有一定的復雜性,要求找礦人員具有較高的專業(yè)能力和職業(yè)道德素質(zhì),能夠主動投入到找礦工作中,嚴格按照相關(guān)規(guī)定來執(zhí)行作業(yè),如此才能保障深部找礦工作的順利開展。但目前還缺乏對找礦工作人員的培訓,部分人員對找礦技術(shù)的操作不夠熟練,也并未重視找礦工作的開展,缺乏良好的責任意識;二是找礦技術(shù)水平不高。深部找礦工作中需要應用到多項技術(shù),針對不同的礦產(chǎn)資源開發(fā)要求,需要進行全面的地質(zhì)勘查,選擇適宜的深部找礦技術(shù),但當前并沒有建立健全的找礦技術(shù)體系,部分技術(shù)仍然停留在理論層面,未能有效應用于實際中,影響了深部找礦工作效率和質(zhì)量。而且當前所使用的鉆探技術(shù)在實際應用過程中,難度比較大,鉆探技術(shù)具有一定的局限性;三是在開展深部地質(zhì)找礦工作的時候,并沒有遵循因地制宜原則。我國礦產(chǎn)資源分布范圍比較廣泛,不同區(qū)域的礦產(chǎn)資源,存在一定程度上的差異,在進行深部找礦的時候,如果不能根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)的實際情況,采用適宜的找礦技術(shù),則難以保障找礦結(jié)果的準確性,影響找礦工作效率;四是深部鉆探及大面積的物探,費用較高,經(jīng)濟上還缺乏一定的支持。
實施深部找礦工作之前,必須做好實地勘查工作,需保證勘查結(jié)果的準確性。避開自然保護區(qū)域,向開發(fā)基地集中,做好勘查前的準備工作,以便于發(fā)現(xiàn)有著巨大的資源潛質(zhì)的礦區(qū)深部。這種做法優(yōu)勢在于有著較為豐富的理論做支持,操作方法方面也較為成熟,能夠建立健全的找礦地質(zhì)模型??山梃b過去深部找礦工作的經(jīng)驗,改善當前深部找礦工作的不足,提高深部找礦技術(shù)水平。
為保障深部地質(zhì)找礦工作質(zhì)量,應當不斷地創(chuàng)新深部找礦技術(shù),獲取全面的深部信息,整理好相關(guān)物化探成果資料,提取有用信息。在實際找礦工作中應當注意以下幾點:一是要根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)特點來選擇適宜的物探方法;二是最大限度地發(fā)揮物探的間接找礦功能,即目的不僅僅是找礦,而是以地質(zhì)模型為基礎(chǔ),探測不同的地質(zhì)體和地質(zhì)構(gòu)造;三是充分利用隧道和鉆孔。地球物理勘探技術(shù)的進一步研究和發(fā)展。在化學檢測中,應該總結(jié)出一套可以不同方式使用的方法,一方面要在構(gòu)造相對發(fā)育的地區(qū)做好地球化學調(diào)查工作;另一方面需要在大量運輸產(chǎn)品覆蓋的區(qū)域做好氣體化學測量。
深部找礦技術(shù)對人員素質(zhì)和能力有著極高的要求,技術(shù)人員的業(yè)務能力和操作將會直接影響最終找礦結(jié)果。基于此,應當組織開展高效的培訓工作,引導深部找礦技術(shù)人員學習先進的找礦技術(shù),嚴格遵循相關(guān)規(guī)章制度的要求,遵循技術(shù)操作流程,形成良好的責任意識和終身學習意識,不斷地完善自身。同時,在實際工作中,應當根據(jù)深部找礦區(qū)域的實際情況來進行人員調(diào)配和劃分,重點區(qū)域和非重點區(qū)域的安排要因地制宜,以提高深部找礦工作效率。要建立健全的業(yè)績考核機制,需從多方面來科學評價工作人員的表現(xiàn),對于違法規(guī)定,考察不合格的人員要讓其重新進行培訓,等待其培訓考核通過之后再安排其他工作??山I(yè)的工作團隊,將責任落實到個人,做到責權(quán)分明,一旦出現(xiàn)問題立刻找到責任人,避免推卸責任的狀況發(fā)生。
目前,傳統(tǒng)的深部找礦技術(shù)已不能滿足現(xiàn)代深部找礦工作的需要。在實際工作中,工作人員需要引進先進的找礦技術(shù),加大對先進深部找礦技術(shù)的應用。具體包括以下內(nèi)容幾個方面:一是要充分利用技術(shù)形式對深部礦產(chǎn)資源和危機礦產(chǎn)資源進行測量和分析,并進行合理的標識和規(guī)劃。通過鮮明的認識了解深部礦產(chǎn)資源的基本情況,可以為后續(xù)工作的順利開展做好充分的準備。二是要加強先進技術(shù)的應用,有效利用航空物探技術(shù)、金屬礦地震勘探技術(shù)等,提高深部礦產(chǎn)資源識別的準確性,保證其先進性。
在實施地質(zhì)勘查工作的時候,應當充分發(fā)揮現(xiàn)代科學技術(shù),予以深部地質(zhì)找礦作業(yè)一定的技術(shù)支持。做好前期的地質(zhì)勘查工作,不斷地創(chuàng)新和研發(fā)深部地質(zhì)找礦技術(shù),引入先進的找礦技術(shù)和設(shè)備,以便于能夠于礦山深層中挖掘更多的礦產(chǎn)資源,滿足社會發(fā)展需求,促進國家現(xiàn)代化發(fā)展。