固體礦產(chǎn)勘查技術的發(fā)展趨勢淺析

王艷哲

（河北省地礦局第三地質(zhì)大隊，河北 張家口 075000）

1 固體礦產(chǎn)勘查的基本概念與意義

1.1 固體礦勘查的基本概念

礦產(chǎn)勘查又稱為礦產(chǎn)勘探、礦產(chǎn)資源勘探、礦物地質(zhì)勘探，過去叫勘探，礦床勘探。固體礦產(chǎn)勘探屬于礦物勘探范疇，礦物勘探是地質(zhì)勘探的一部分。礦物資源包括固體、液體、天然氣和石油、天然氣資源。固體礦物勘探是指在礦物資源中探查固體物質(zhì)，運用相關的探查技術和方法，以礦物化理論為指導，根據(jù)國內(nèi)外礦產(chǎn)市場的要求，以地質(zhì)勘探和礦物化預測為基礎，采用有關礦產(chǎn)資源的方法，展開特定的地質(zhì)調(diào)查研究工作。其目的是對新礦產(chǎn)資源的勘探與發(fā)現(xiàn)，探明多種礦產(chǎn)資源/儲備量，在不同階段（前期調(diào)查、常規(guī)調(diào)查、詳細調(diào)查與勘探）提交勘探報告，提供礦產(chǎn)資源勘探服務。

1.2 礦產(chǎn)勘查的意義

有利于解放和發(fā)展探礦生產(chǎn)力，從根本上提高中國的資源保障能力。礦產(chǎn)勘探是礦業(yè)生命周期的起點，也是礦業(yè)的"孵化器"。礦產(chǎn)勘探為整個礦業(yè)和產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供了資源基礎。經(jīng)濟建設和社會發(fā)展所需要的大部分能源和原材料都是由礦產(chǎn)資源提供的。隨著經(jīng)濟發(fā)展的不同時期，地質(zhì)作業(yè)和礦產(chǎn)資源也應有所不同，特別是在21 世紀，能源和重要礦產(chǎn)資源的保護成為地質(zhì)勘探的主要課題。

1.3 我國礦產(chǎn)資源供需形式與資源現(xiàn)狀

21 世紀中國礦產(chǎn)資源供求情況：

（1）總量相對豐富，居世界首位，但人均占有率為世界平均的58%，居世界53 位。

（2）儲量充足的大部分礦物，除煤炭外，很少使用，而大量使用的礦物經(jīng)檢驗的儲量相對不足。

（3）大量稀薄礦石幾乎沒有。例如，鐵、錳、鋁、銅、金、黃、磷、鈾等大部分是稀薄礦石，共生及相關礦石有很多，但幾乎沒有單一礦石。

（4）礦床規(guī)模大而小，中小型礦床多，中大型礦石少，并且發(fā)現(xiàn)大型和超大型礦床的數(shù)目看，大礦石只占礦床總礦床的8.6%。中小礦床占到了9%。

（5）礦物分布不均。特別是一些重要礦藏分布地區(qū)差異明顯。如煤炭集中在新疆，山西，山西，內(nèi)蒙古，占國家儲量的60%以上。云南、貴州、四川、湖北四省占國家儲量的70%，鐵礦石集中在遼寧、河北、山西、四川四省，占國家儲量的60%。

中國礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀：①中國金屬礦產(chǎn)面臨著嚴重的危機和替代資源的嚴重短缺。地質(zhì)調(diào)查中心2001 年的研究表明，中國有色礦山自產(chǎn)的礦物原料生產(chǎn)能力將繼續(xù)下降，這將影響國家礦物原料供應系統(tǒng)的穩(wěn)定性。到2010 年，縣級以上有色金屬礦山關閉約一半，生產(chǎn)能力下降40%左右，預計到2020 年只能維持20%左右。②中國對外國有色金屬礦物的依賴急劇增加，對中國鐵和銅礦石的需求和進口激增。國內(nèi)經(jīng)濟受國際礦業(yè)市場風險的影響更大。2003 年中國成為世界上最大的銅原料購買者和鋁進口國。

2 礦產(chǎn)勘查技術方法種類與作用

2.1 地質(zhì)測量法

地質(zhì)測量法是以地質(zhì)觀測研究為基礎的地區(qū)或礦區(qū)的多種地質(zhì)現(xiàn)象，在相關計劃和資料中客觀地反映出來。在礦產(chǎn)勘查的不同階段、不同地區(qū)的地質(zhì)測量采取的比例尺也是不同的，有小比例尺即（1：100 萬-1：50 萬）的地質(zhì)測量，這種方法一般是為了獲取研究水平較低的空地或基礎地質(zhì)及礦物資料而進行系統(tǒng)、綜合的基礎地質(zhì)礦產(chǎn)資料，雖然局部地進行了大規(guī)模的地質(zhì)調(diào)查，但也可以收集、編輯現(xiàn)有的資料。并且在現(xiàn)場適當?shù)赝晟平y(tǒng)一地圖，進行編譯。小規(guī)模地質(zhì)調(diào)查是一項綜合性的勘探工作，主要目的是決定勘探工作的布局。具體工作如下：①明確地區(qū)地層，巖石和地質(zhì)構(gòu)造特點的系統(tǒng)識別和地區(qū)構(gòu)造演化歷史。②系統(tǒng)收集當?shù)氐V產(chǎn)信息及礦產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，典型、有意義的礦產(chǎn)現(xiàn)場勘查評估，明確本地一般礦產(chǎn)化特性。③根據(jù)地區(qū)地質(zhì)學特性和礦物化，分析當?shù)乜碧降刭|(zhì)條件及金屬特征，指出下一步性質(zhì)，擬訂勘探工作布局。

中比例尺即（1：20 萬-1：5 萬）的地質(zhì)測量，一般來說，中等規(guī)模的地質(zhì)調(diào)查是以小規(guī)模地質(zhì)調(diào)查為基礎，或者是以現(xiàn)有地質(zhì)及礦物數(shù)據(jù)和已知的礦區(qū)周邊所決定的礦物化前景為基礎進行的。具體工作如下：①區(qū)域性礦物化地質(zhì)條件，礦石控制因素及礦石形成征兆識別，礦石形成規(guī)律概要，礦石形成預測執(zhí)行和追加勘探有利的組件提案。②對發(fā)現(xiàn)的礦山進行勘查與評估，對有更大遠景的人進行更細致的調(diào)查與勘查，以確定是否執(zhí)行詳細的調(diào)查與勘查。③找出所有露在該地區(qū)表面的礦石點和礦石體，并對該地區(qū)礦藏深度前景進行評估，特別是地質(zhì)普查階段1：50，000 地質(zhì)工作，可使用其他方法。在必要的時候，像地球物理探索、地球化學探測、鉆探等，可以用少量的坑探測方法露出來。

大比例尺即（1：1 萬或更大）的地質(zhì)測量一般在礦區(qū)內(nèi)進行高精度地質(zhì)調(diào)查。具體工作如下：①深入了解礦區(qū)沉積物的地質(zhì)條件和光華跡象，特別是礦石控制結(jié)構(gòu)的類型，特性，礦石控制結(jié)構(gòu)的特性，礦石體發(fā)生的礦石有利部分等特定礦石控制因素；②總結(jié)礦產(chǎn)化規(guī)律，指示礦產(chǎn)勘查的具體方針，明確礦體的特定位置；③研究已知堆積物的深度及微細剖析，礦物化學型，礦石管理因素及堆放物堆放形成機制，對堆放物膚淺的地質(zhì)特性裸露，深度礦床前景的定性和定量預測；④大規(guī)模地質(zhì)調(diào)查應結(jié)合以多種不同的技術方法獲得的信息，以執(zhí)行礦區(qū)內(nèi)隱蔽的礦石體勘探。

2.2 重砂測量法

重砂測量的主要研究對象是天然沉淀物中含有天然沉淀物礦物，主要內(nèi)容是解決有用沉沙礦物相關礦物及地質(zhì)問題。利用重砂機械分散流的形成和分布來找礦，在礦源母體暴露出地表后，通過物理風化形成有害物質(zhì)，進一步的機械分離促進單一礦物的分離。在長期地質(zhì)過程中，多種多樣的單一礦物質(zhì)會根據(jù)穩(wěn)定性被清除。沉穩(wěn)的沉沙礦物有的散布在原處附近，有的在地表水和重力的作用下，通過機械運輸沿著地形傾斜面移動到傾斜層，形成與原物相似的高含量區(qū)域。它們在一起形成一個機械分散的沉甸甸的沙質(zhì)礦物質(zhì)的光環(huán)。還有一些礦物粒子通過溪水系統(tǒng)向更遠的方向移動，由于水流的輸送和沉積，在沖積層形成了一個含量較高的區(qū)域，這是由較重的沙子礦物質(zhì)機械性地分散而成的。因此，中砂礦物的機械散射光環(huán)的分布范圍，比礦石原矩陣的分布范圍要寬得多，容易發(fā)現(xiàn)，并成為重要的直接勘察指標。

2.3 地球化學找礦法

通過發(fā)現(xiàn)形成礦石的元素和相關元素的散射后的光環(huán)，即通過元素的不正常分布進行地球化學調(diào)查，所以對地球化學元素以上的正確解釋和評價非常重要。一般來說，發(fā)現(xiàn)地球化學元素異常并不意味著尋找到了礦石，引起其原因也可能是礦石體或一些地質(zhì)學過程（包括礦物化），只有前者具有勘探的意義。因此，確立正確合理的找礦異常方式，對出現(xiàn)異常情況的正確解釋和評估是達到找礦目的的所在條件。

2.4 地球物理找礦法

地球物理的測量方法是在礦物勘探的所有階段都適用的，可以從空中、地面和地面收集信息，特別是地質(zhì)和地形條件良好時，能獲得更好的勘探結(jié)果。但在某些情況下，它的適用和效果會受到一定的限制。例如，地質(zhì)體的物理特性不明確或不穩(wěn)定，地質(zhì)體過小或過深時，地形及地形條件會復雜而變更。隨著時間的流逝，地球物理探測方法的適用受到了限制，特別是在尋找埋藏深度較大的隱蔽的礦石體的目前狀況下，對適用地球物理探測方法的要求事項雖然變得更加實用化，但是困難也在增加。目前國內(nèi)外普遍強調(diào)并推進全面適用地球物理學方法，為彌補單一方法的缺點，從多方面突出了異?，F(xiàn)象，取得了明顯的結(jié)果。

2.5 遙感找礦法

利用遙感勘查礦產(chǎn)，可以客觀、真實地反映多種地質(zhì)現(xiàn)象和各種關系，生動地反映地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地區(qū)結(jié)構(gòu)之間的空間關系。為中小比例尺的地質(zhì)圖和跨區(qū)域以及全球性的地質(zhì)學提供了有利的條件和基礎。例如，近年來重修訂的1：400 萬中國系統(tǒng)藍圖的工作，對雅魯藏布江深斷裂的延伸進行問題論證都以遙感地質(zhì)調(diào)查為基礎的新的理解和發(fā)現(xiàn)解決了地質(zhì)界長期以來的紛爭?？偟膩碚f利用遙感找礦的方法應用在以下幾點上：①利用巖石、土壤等與礦物化相關的影像中所顯示出來的光譜信息、顏色異常、熱輻射異常的現(xiàn)象，直接繪制目標地區(qū)并指示勘探方向。②使用解析數(shù)據(jù)分析本地礦產(chǎn)化條件，預測本地礦產(chǎn)化前景。③運用數(shù)字圖像處理技術，對多種頻帶及多種類型的遙感圖像進行全面的成像處理和分析，對圖像提高或提取礦物化相關信息，特別是光變信息，提供勘探基礎；有利于礦物化的礦業(yè)方向及前景地區(qū)。④使用數(shù)學地質(zhì)學方法，全面的遙感數(shù)據(jù)，地球物理勘測，地球化學勘測和礦物化統(tǒng)計預測的地質(zhì)數(shù)據(jù)，直接說明勘察對象地區(qū)。

2.6 工程技術方法

目前用于國內(nèi)外金屬和非金屬礦床勘探的許多勘探技術，一般稱為勘探項目的鉆探和坑勘探項目。

勘探工程是探索的主要技術手段。但最大的好處是可以直接查看和觀察礦物質(zhì)。特別是隧道工程，人員可以自由出入，通過鉆探可以直接對礦體進行觀察，取樣和分類。

3 固體礦產(chǎn)勘查技術的發(fā)展趨勢

3.1 加大對固體礦產(chǎn)勘查技術的資金支持

有了充足的資金，固體礦產(chǎn)勘探才能做得更好，但就目前情況來說，許多地質(zhì)國家不能提供充足的勘探資金，這對固體礦產(chǎn)勘探技術的開發(fā)有著重要的影響。為了勘探技術的開發(fā)，必須增加資金，而且在勘探固體礦物時，沒有必要對類似的范圍和具有技術特性的所有探測技術進行非研究。只要選取最優(yōu)的方式來最大限度地利用。為了讓經(jīng)濟的最大化利用，出現(xiàn)了土壤測量，水系堆積物測量等許多測量方法，通過這種新的測量方法不僅可以獲得更大的經(jīng)濟效益，還可以獲得不正常的形態(tài)和細微的規(guī)模。同時，也對金和水銀氣體的測量有正確的分析，保證效率性，獲得最大的經(jīng)濟利益。這種做法具有經(jīng)濟可靠性，簡單操作的特點，促進工作進展。隨著科學技術發(fā)展水平的提高，以勘查技術將發(fā)展更快[2]。

3.2 固體礦產(chǎn)勘查技術能力的增強

在對固體礦產(chǎn)進行勘查時，充分掌握好地質(zhì)測量法、重砂測量法、地球化學找礦法、地球物理找礦法、遙感找礦法以及工程技術找礦法等勘查技術的應用，另外計算機技術和數(shù)學地質(zhì)學正在逐步滲透到礦物勘探工作中，隨著計算機技術的發(fā)展，越來越多的礦物勘探評估系統(tǒng)產(chǎn)生出來，促進了固體礦物勘探工作，實現(xiàn)了自動礦物勘探。在工作場所，數(shù)據(jù)處理和歷史記錄編輯不僅能節(jié)省人力成本，提高工作效率，而且能保證相關數(shù)據(jù)和圖表的準確性[3]。

3.3 對新的地質(zhì)科學體系的研究發(fā)展

固體礦勘查技術的發(fā)展離不開對新的地質(zhì)科學體系的研究。新的地質(zhì)科學知識系統(tǒng)則向四個方向發(fā)展。第一個領域是大規(guī)模擴展的服務領域。第二，研究的深度和廣度。第三種是廣泛應用高科技和新技術。第四是學科體系向綜合與分支同時發(fā)展。簡言之，在將近200 年的歷史中，地質(zhì)科學不僅促進了現(xiàn)代科學的發(fā)展，也有力地促進了人類社會和經(jīng)濟的發(fā)展。

4 結(jié)語

社會經(jīng)濟發(fā)展越來越快，堅實的礦產(chǎn)勘探成為社會所有當事人關注的焦點。為了民族經(jīng)濟的迅速發(fā)展，有必要加強礦產(chǎn)勘探技術的研究，促進勘探技術的發(fā)展，同時對地質(zhì)學的發(fā)展也有很大的影響。