分析地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦領(lǐng)域的技術(shù)方法

郭利平，楊智廣，于東偉，張海林

（內(nèi)蒙古盛旺礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000）

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作主要是在指定區(qū)域范圍內(nèi)，調(diào)查區(qū)域地形地貌特征與地質(zhì)構(gòu)造，判斷該區(qū)域內(nèi)蘊(yùn)藏的礦產(chǎn)資源，在實(shí)際開(kāi)展中，依托于科學(xué)技術(shù)和同位成礦理論，輔以物化探測(cè)技術(shù)方法，以找礦為目的，開(kāi)展礦產(chǎn)相關(guān)信息的調(diào)查。對(duì)此，在地質(zhì)礦產(chǎn)項(xiàng)目中，要加大對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的重視程度，優(yōu)化勘查方式，引進(jìn)先進(jìn)的找礦技術(shù)，提高地質(zhì)勘查信息的準(zhǔn)確性，保證找礦工作的效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的有效開(kāi)展和合理利用。在這樣的環(huán)境背景下，探究地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦領(lǐng)域的技術(shù)方法具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

1 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦的主要原則

1.1 協(xié)調(diào)統(tǒng)一原則

在新形勢(shì)下，我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦工作中，要遵循協(xié)調(diào)統(tǒng)一原則，以地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展為研究核心，考慮到人與地質(zhì)、環(huán)境等自然環(huán)境間的關(guān)系，各個(gè)部門(mén)和專業(yè)人員要協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的配合，在遵循國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)的條件下，協(xié)調(diào)各方資源，進(jìn)而提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦工作的綜合效率。

1.2 結(jié)合規(guī)律原則

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦中，要結(jié)合我國(guó)地質(zhì)資源分布規(guī)律進(jìn)行開(kāi)展，以保證地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的準(zhǔn)確性，提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作效率。同時(shí)，考慮到我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)情況，參考人口密度與城市重心等信息，開(kāi)展實(shí)地勘查工作，搜集相關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)，為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦工作提供依據(jù)，夯實(shí)工作基礎(chǔ)[2]。

1.3 主次分明原則

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦中，要著重研究地形地勢(shì)、地貌、水文等地質(zhì)信息，并在實(shí)際開(kāi)展中，結(jié)合設(shè)想結(jié)果和預(yù)測(cè)，規(guī)劃中作重點(diǎn)，做到主次分明，保證地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦工作的詳細(xì)性和準(zhǔn)確性，擴(kuò)大勘查范圍。

2 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的優(yōu)化

2.1 關(guān)注成礦背景條件

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，要關(guān)注地質(zhì)成礦背景條件，不斷弱小找礦范圍，凸顯出找礦有力區(qū)域，特別是在新形勢(shì)下，礦產(chǎn)單位要更加關(guān)注對(duì)成礦背景的研究，應(yīng)用各種預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)勘查裝置的組合規(guī)律，檢驗(yàn)與分析不同構(gòu)造和大并行構(gòu)造在擠壓過(guò)程中的特性，找到其中的規(guī)律和聯(lián)系，總結(jié)勘查領(lǐng)域目標(biāo)地質(zhì)體，有利于勘查范圍的縮小。對(duì)此，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，要重點(diǎn)研究地質(zhì)礦產(chǎn)區(qū)域構(gòu)造發(fā)育序列與構(gòu)造痕跡，便于分析該區(qū)域內(nèi)的金屬系統(tǒng)變化情況，總結(jié)該區(qū)域找礦規(guī)律，通過(guò)有用元素的分析，在元素來(lái)源、元素運(yùn)輸、元素儲(chǔ)存、元素封閉與保存中，找到深部礦產(chǎn)資源，提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查效率。

2.2 總結(jié)成礦規(guī)律

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，要運(yùn)用“地質(zhì)填圖+地球化學(xué)方法+深部工程驗(yàn)證”的方法、“地質(zhì)填圖+地球化學(xué)+地球物理+深部工程驗(yàn)證”方法等，分析區(qū)域內(nèi)成礦地質(zhì)背景，以便于找到區(qū)域成礦規(guī)律，由于礦床成礦過(guò)程具有差異性，但由于大地構(gòu)造環(huán)境相同，其成礦成因大致相同。對(duì)此，這就要相關(guān)工作人員要以高水平礦床為典型礦床，包括熱液礦床、熱液轉(zhuǎn)運(yùn)等直接關(guān)系著構(gòu)造體系，而成礦部位多為多個(gè)斷裂群恒基面與深度誤差交匯區(qū)域，通過(guò)對(duì)成礦規(guī)律的總結(jié)，及時(shí)捕捉到關(guān)鍵信息，提高勘查和找礦效率。

2.3 加強(qiáng)找礦信息的整合分析

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，找礦信息包括直接信息、間接信息，各類成分礦化現(xiàn)象為直接信息，主要來(lái)源于原始礦物，而間接信息則是成礦相關(guān)信息外顯表現(xiàn)，包括硅化現(xiàn)象、碳酸鹽化現(xiàn)象、方解石化現(xiàn)象，由于礦床的差異性，使得各個(gè)礦床成因不同，這就決定了找礦信息也有所差異。對(duì)此，勘查人員在研究成礦規(guī)律中，要分析礦化信息間的聯(lián)系和組合情況，了解礦化空間分布，為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作提供重要的依據(jù)[3]。

3 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的找礦技術(shù)

3.1 甚低頻電磁技術(shù)

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和找礦工作中，針對(duì)難度大的礦產(chǎn)開(kāi)采，一般要運(yùn)用甚低頻電磁技術(shù)，可以深入到地表深處，依托于磁場(chǎng)與電場(chǎng)原理，電磁波傳播中一旦接觸導(dǎo)體、磁性感應(yīng)體時(shí)，導(dǎo)體在場(chǎng)刺激下形成二次感應(yīng)電流，繼而形成感應(yīng)二次場(chǎng)，該二次場(chǎng)回合一次場(chǎng)進(jìn)行融合，改變一次場(chǎng)中的振幅、相位和方向，形成橢圓極化場(chǎng)，反映出地下導(dǎo)體和磁性感應(yīng)體的存在，借助專門(mén)的探測(cè)器，對(duì)地質(zhì)深層礦質(zhì)和礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘查。在實(shí)際應(yīng)用中，甚低頻電磁技術(shù)是一種最簡(jiǎn)便的電磁法，無(wú)須構(gòu)建場(chǎng)源，一般電磁法所指的低頻是從幾赫茲至幾千赫茲范圍內(nèi)，而甚低頻法所用電臺(tái)的發(fā)射頻率為15kHz～25kHz，即為高頻電磁法范圍，支持多種設(shè)備參數(shù)輸出，具有操作便利、使用方便、成本低、效率高、測(cè)量參數(shù)多的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用中的找礦效率高，范圍廣，資料解釋很簡(jiǎn)單，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦的準(zhǔn)確性高[4]。

3.2 三場(chǎng)異常相互約束技術(shù)

在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和找礦工作中，三場(chǎng)異常相互約束技術(shù)十分常見(jiàn)，應(yīng)用廣泛，其中三場(chǎng)異常包括地球物理場(chǎng)、地球結(jié)構(gòu)場(chǎng)、地球化學(xué)廠，在實(shí)際應(yīng)用中，更適合地質(zhì)深層礦質(zhì)勘查領(lǐng)域，操作過(guò)程比較復(fù)雜，但勘查與找礦效果高于甚低頻電磁技術(shù)，可以預(yù)先判斷地質(zhì)礦產(chǎn)的區(qū)域范圍，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和找礦效率高。

3.3 X熒光技術(shù)

在深層地質(zhì)礦物元素分析與定性中，需要使用X熒光技術(shù)，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦工作中，可以綜合判斷地質(zhì)礦產(chǎn)中礦物元素種類，并根據(jù)預(yù)測(cè)分析的礦物元素種類來(lái)評(píng)估地質(zhì)礦層元素種類和儲(chǔ)存質(zhì)量。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長(zhǎng)特性，探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來(lái)的二次X射線的能量及數(shù)量。然后，儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷，同時(shí)發(fā)射出具有一定特殊性波長(zhǎng)的X射線，根據(jù)莫斯萊定律，熒光X射線的波長(zhǎng)λ與元素的原子序數(shù)Z有關(guān)，其數(shù)學(xué)關(guān)系如下：λ=K（Zs）2，式中K和S是常數(shù)。而根據(jù)量子理論，X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流，每個(gè)光具有的能量為：E=hν=hC/λ，只要測(cè)出熒光X射線的波長(zhǎng)或者能量,就可以知道元素的種類，熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系，據(jù)此，可以進(jìn)行元素定量分析。在實(shí)際應(yīng)用中，X熒光技術(shù)的原理主要是通過(guò)礦質(zhì)生長(zhǎng)波長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量檢測(cè)，判斷礦物磁性、輻射程度，進(jìn)而得到礦物元素的種類，其中通過(guò)X射線強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行礦質(zhì)元素含量的判斷，為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦工作提供真實(shí)依據(jù)。

3.4 GPS感應(yīng)技術(shù)

GPS感應(yīng)技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其中，DCCS系統(tǒng)是GPS系統(tǒng)的分支和升級(jí)，定位能力更強(qiáng)，DCCS是一個(gè)模塊化開(kāi)源系統(tǒng)，以GPS為核心，配有慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、激光圖像傳感器、熱感應(yīng)瞄準(zhǔn)器以及集成磁傳感器，為降低研發(fā)成本和加快研究進(jìn)度，該系統(tǒng)盡可能使用現(xiàn)有的一些組件，其中面臨最大的挑戰(zhàn)則是要將這些組件集成到可穿戴設(shè)備上。GPS全球定位系統(tǒng)應(yīng)用中，通過(guò)無(wú)線電與衛(wèi)星，可以定位尋找預(yù)設(shè)地質(zhì)礦產(chǎn)，及時(shí)確定含有該地質(zhì)礦產(chǎn)的大體范圍，為地質(zhì)礦產(chǎn)開(kāi)采項(xiàng)目確定施工范圍，提高指定區(qū)域地質(zhì)構(gòu)成的清晰度和準(zhǔn)確性，及時(shí)挖掘礦產(chǎn)信息，便于地質(zhì)礦產(chǎn)開(kāi)采工作的開(kāi)展，進(jìn)而發(fā)揮出地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦工作的價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與找礦工作中，要遵循協(xié)調(diào)統(tǒng)一原則、結(jié)合規(guī)律原則、主次分明原則，以此為準(zhǔn)則，加強(qiáng)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，關(guān)注地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中的成礦背景條件研究、成礦規(guī)律的總結(jié)以及找礦信息的整合分析，提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的準(zhǔn)確性和高效性，并根據(jù)工作需求應(yīng)用甚低頻電磁技術(shù)、三場(chǎng)異常相互約束技術(shù)、X熒光技術(shù)、GPS感應(yīng)技術(shù)，提高勘查與找礦效率，保證礦產(chǎn)資源的利用效率。