張 勇
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中不斷引入越來越多的先進(jìn)技術(shù),礦產(chǎn)資源勘探向著現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展,各種先進(jìn)科技手段不斷普及應(yīng)用,大幅提高了礦產(chǎn)資源的開采能力。為了迎合市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,礦產(chǎn)資源開采不能滿足于已取得的成績,而是要不斷推動(dòng)新型勘探技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用,通過地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供充足的礦產(chǎn)資源支持。
當(dāng)前,國內(nèi)地質(zhì)礦產(chǎn)開采保持迅猛的發(fā)展勢頭,有色金屬、稀有金屬等礦產(chǎn)開采類型不斷增多,礦產(chǎn)開采量保持著穩(wěn)定上升的勢頭。而要想實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的科學(xué)化、高效化開采,必須運(yùn)用先進(jìn)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù),從傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖轉(zhuǎn)變?yōu)榈刭|(zhì)綜合找礦,建立找礦及預(yù)測模型,提高礦產(chǎn)資源開采的技術(shù)含量。而在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)的應(yīng)用過程中,還應(yīng)堅(jiān)持以下的基本原則:
第一,統(tǒng)籌規(guī)劃原則。礦產(chǎn)資源開采應(yīng)在政府相關(guān)部門的監(jiān)管下開展,對于礦產(chǎn)資源開采要有計(jì)劃的實(shí)施,對開采范圍和內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)管,保證開采質(zhì)量。對于較為緊缺的礦產(chǎn)資源,需要政府做好統(tǒng)籌規(guī)劃,指導(dǎo)地方地質(zhì)勘查單位應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),提升礦產(chǎn)勘查和采礦效率。具體來說,在地質(zhì)勘查過程中,要制定完善的勘查方案,對于不同勘測目標(biāo)制定相應(yīng)的勘測方案并形成清晰的主次層次;要對地質(zhì)勘查工作內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)部署,明確各個(gè)勘查隊(duì)伍的工作任務(wù),統(tǒng)籌兼顧不同的工作環(huán)境,有效落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀;要加強(qiáng)不同部門之間的協(xié)調(diào)配合,做好地方和中央、不同部門之間的溝通協(xié)調(diào),確保地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦工作有序不紊的開展;要借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)和做法,將地質(zhì)找礦勘查工作進(jìn)行全面化的安排,打造健全、完善的工作體系,對各方面工作進(jìn)行全面、深入的統(tǒng)籌規(guī)劃。
第二,因地制宜原則。我國地大物博,不同的區(qū)域有著各自的地質(zhì)特點(diǎn),應(yīng)注重各地區(qū)的自身特點(diǎn),在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中結(jié)合實(shí)際情況制定勘查方案,選用適合的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的目的在于發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的礦產(chǎn)資源,需要針對勘查區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮,在技術(shù)應(yīng)用和方案設(shè)計(jì)上做到因地制宜。針對不同地區(qū)的突出特點(diǎn),應(yīng)靈活選用適合的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù),對勘查方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整優(yōu)化,提升相關(guān)技術(shù)措施的針對性,從而真正提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的效率和質(zhì)量。
第三,規(guī)范有序原則。我國的地產(chǎn)物產(chǎn)豐富,各個(gè)區(qū)域都存在不少的礦產(chǎn)資源,然而也客觀存在無證的私人開采現(xiàn)象,或是違規(guī)開采引發(fā)環(huán)境污染等問題,使礦產(chǎn)資源開采面臨混亂無序的局面。對于無人私人開采等行為,要予以嚴(yán)厲打擊,加強(qiáng)采礦權(quán)限限制,避免礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)。對于地質(zhì)礦產(chǎn)開采不規(guī)范的現(xiàn)象,應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管,遵循綠色發(fā)展的理念,注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù),將地質(zhì)礦產(chǎn)開采與生態(tài)資源保護(hù)工作緊密結(jié)合在一起,在確保生態(tài)環(huán)境不被破壞的前提下開展地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦工作。
第四,積極創(chuàng)新原則。地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作依賴于先進(jìn)的技術(shù)手段,需要對現(xiàn)有的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化,加大投入力度研發(fā)新型技術(shù)和工具設(shè)備。企業(yè)、科研單位和政府部門要深刻認(rèn)識到技術(shù)創(chuàng)新的意義,合力研發(fā)最新的技術(shù)手段,并加快推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備的普及應(yīng)用。比如利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)提升找礦數(shù)據(jù)采集和分析能力,提升地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的效率;運(yùn)用GPS 等技術(shù)對勘查地點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)定位,收集礦物的放射性特征信息,快速辨識礦物成分、確定礦物位置;構(gòu)建地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)庫,為勘查人員提供數(shù)據(jù)支持,指導(dǎo)勘查工作改進(jìn)思路,提高工作效率,等等。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中可以運(yùn)用的技術(shù)手段越來越多,大大提升了工作開展的效率和質(zhì)量。本節(jié)主要分析地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)的主要方法,介紹遙感技術(shù)、物探技術(shù)等技術(shù)方法的特點(diǎn)及應(yīng)用情況。
第一,遙感技術(shù)。遙感技術(shù)的工作原理是借助傳感器設(shè)備發(fā)射電磁波,分析收集的電磁波信號生成影像,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的收集和使用。遙感技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中的應(yīng)用,可以使用多種傳感器設(shè)備,對復(fù)雜的地形地貌條件發(fā)射電磁波,收集電磁波反饋信息,探測地層內(nèi)部礦產(chǎn)資源的分布情況。遙感技術(shù)具有較高的綜合性能,可以完成礦脈的大致探查,在短時(shí)間內(nèi)提供大范圍的數(shù)據(jù)信息,并通過影像的方式予以顯現(xiàn)。
第二,物探技術(shù)。物探技術(shù)是利用地球的物理特性,比如密度、磁性、放射性等地球物理場所產(chǎn)生的異常,對地質(zhì)地貌條件進(jìn)行科學(xué)化分析,推斷地質(zhì)構(gòu)造,完成地質(zhì)礦產(chǎn)勘查目標(biāo)。物探技術(shù)包括重力勘探、磁法勘探等,特點(diǎn)在于操作流程簡單、成本低、效率高,然而在實(shí)際應(yīng)用中需要勘查人員對區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)條件進(jìn)行勘查和深入分析,選擇適合的技術(shù)手段提高勘查工作的精確度,以掌握礦脈分布范圍和具體位置等情況。
第三,地質(zhì)找礦方法。地質(zhì)找礦方法運(yùn)用礦物學(xué)、巖石學(xué)等領(lǐng)域知識,研究成礦地質(zhì)條件,主要分為礫石找礦法、重砂找礦法和地質(zhì)填圖找礦法。礫石找礦法是借助沿山坡、水系等地帶追索礦體露頭風(fēng)化形成礦礫的方法,重砂找礦法則是通過分析測定樣品中礦物含量來尋找有色金屬、稀有及放射性礦床,二者均是運(yùn)用地質(zhì)條件和地貌變遷的地貌特征來判斷礦脈位置及分布情況。地質(zhì)填圖找礦法是基于地質(zhì)理論基礎(chǔ)對各種地質(zhì)信息和資料有機(jī)整合,實(shí)現(xiàn)高效率勘查。地質(zhì)找礦方法的內(nèi)容較為廣泛,針對不同類型的地質(zhì)地貌條件均可以取得不錯(cuò)的效果,具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
第四,甚低頻電磁技術(shù)。甚低頻電磁技術(shù)可以深入到地表深處,運(yùn)用電場、磁場原理發(fā)射電磁波,分析電磁波傳導(dǎo)過程中的反饋情況。當(dāng)電磁波接觸到導(dǎo)體或磁性感應(yīng)體時(shí),會形成二次感應(yīng)電流及感應(yīng)二次場,二次場與一次場融合改變一次場中的電磁波振幅、相位、方向等參數(shù),從而反映出地下導(dǎo)體和磁性感應(yīng)體的存在情況。甚低頻電磁技術(shù)適用于開采難度較大的礦脈資源,借助專業(yè)的探測器設(shè)備,可以對地脈深層的礦產(chǎn)資源進(jìn)行全面勘查。同時(shí),該技術(shù)不需要建立起場源,操作簡單、便利,成本較低,工作效率較高,且勘查范圍很廣,得到的勘查數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高。
第五,三場異常相互約束技術(shù)。三場異常相互約束技術(shù)是地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中一種常用的技術(shù)形式,三場異常包含地球物理場、化學(xué)場和結(jié)構(gòu)場,同樣適用于深層礦產(chǎn)資源的勘查。和甚低頻電磁技術(shù)相比,該技術(shù)工作效果具有一定的優(yōu)勢,能夠準(zhǔn)確判斷地質(zhì)礦產(chǎn)分布范圍,勘查效率和準(zhǔn)確度更高。
第六,GPS 技術(shù)。GPS 技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中的應(yīng)用十分廣泛,利用無線電和衛(wèi)星系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)礦產(chǎn)的準(zhǔn)確定位,確定礦產(chǎn)資源的大體分布范圍,為后續(xù)礦產(chǎn)資源開采提供技術(shù)支持。DCCS 系統(tǒng)是GPS 系統(tǒng)的一個(gè)分支,具有很強(qiáng)的定位工作能力,圍繞GPS 核心配備慣性導(dǎo)航、圖像傳輸?shù)认到y(tǒng)和熱感應(yīng)瞄準(zhǔn)器、磁傳感器設(shè)備,可以集成到可穿戴設(shè)備中,具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
為了推動(dòng)采礦事業(yè)的健康發(fā)展,不僅要持續(xù)優(yōu)化地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù),還要注重勘查人員專業(yè)能力的培養(yǎng),提升找礦工作質(zhì)量和效率。目前,部分勘查人員的綜合素質(zhì)還有待提升,對專業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)理念和技術(shù)方法缺乏深入的了解,在各種技術(shù)方法的應(yīng)用過程中不夠熟練和靈活,遇到突發(fā)問題難以及時(shí)、有效處理,難以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整優(yōu)化勘查方案,導(dǎo)致找礦工作水平難以得到持續(xù)的提升。
為此,應(yīng)注重勘查人員的專業(yè)化發(fā)展,努力構(gòu)建完善的教育培訓(xùn)體系,打造一支高水平的勘查人員隊(duì)伍。首先,應(yīng)注重理論學(xué)習(xí),定期組織勘查人員學(xué)習(xí)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查相關(guān)的先進(jìn)理論知識和國家政策文件,以先進(jìn)的理論知識武裝頭腦,深刻理解礦產(chǎn)開采應(yīng)遵循的指示精神,認(rèn)識到綠色環(huán)保、規(guī)范合法的重要性,在實(shí)際工作中自覺踐行;其次,應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)知識和技能培訓(xùn),確??辈槿藛T熟練掌握各種技術(shù)手段和儀器設(shè)備的使用,有能力結(jié)合實(shí)際環(huán)境選用適宜的技術(shù)手段,對勘查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷,提升地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的準(zhǔn)確性,游刃有余的處理各種突發(fā)意外事件;再次,應(yīng)加強(qiáng)勘查人員之間的交流學(xué)習(xí),定期或不定期組織員工之間的交流討論活動(dòng),分享個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn),為優(yōu)秀員工提供外出考察學(xué)習(xí)的機(jī)會,加強(qiáng)與外部的交流合作,全面提升勘查隊(duì)伍的綜合水平;最后,應(yīng)對勘查人員的專業(yè)能力和工作表現(xiàn)進(jìn)行考核評價(jià),將評價(jià)結(jié)果作為績效工資、崗位調(diào)整、職稱晉升等工作的重要依據(jù),對于優(yōu)秀員工給予物質(zhì)和精神方面的獎(jiǎng)勵(lì),對于表現(xiàn)落后的員工應(yīng)給予必要的督促和約束,不能滿足地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作要求的人員應(yīng)請離隊(duì)伍,并注意招聘優(yōu)秀人才補(bǔ)充新鮮血液。
地質(zhì)礦產(chǎn)勘查往往要面臨復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境,絕大多數(shù)礦產(chǎn)資源分布于崇山峻嶺之中,地質(zhì)環(huán)境和氣候環(huán)境復(fù)雜,地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的難度很大。不少技術(shù)手段的適用性不強(qiáng),如果一味引入先進(jìn)但不適用的技術(shù),沒有結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)環(huán)境,可能影響地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的效率和準(zhǔn)確性。同時(shí),復(fù)雜的地質(zhì)條件增加了勘查人員的工作負(fù)擔(dān),考驗(yàn)找礦隊(duì)伍的專業(yè)能力和意志力,需要投入大量的人力物力進(jìn)行地層分析和礦產(chǎn)位置預(yù)測,不利于相關(guān)工作的高效開展。
為此,應(yīng)堅(jiān)持統(tǒng)籌規(guī)劃、因地制宜等原則,在勘查工作開展之前做好測繪,由專業(yè)人員部署地質(zhì)勘查工作,制定符合要求的圖紙,為地質(zhì)勘查工作的開展提供正確的方向。應(yīng)結(jié)合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查區(qū)域的實(shí)際情況,選擇適合的新型技術(shù)。這要求勘查人員明確不同技術(shù)方法的優(yōu)劣勢和適用范圍,對勘查區(qū)域的地質(zhì)條件有準(zhǔn)確的認(rèn)識,針對性選用最適合的技術(shù)方法。同時(shí),要求勘查人員改變工作思路,努力構(gòu)建一套完善的地質(zhì)勘查體系,設(shè)置科學(xué)的勘查目標(biāo),制定合理的勘查計(jì)劃,明確不同地質(zhì)條件下的最佳技術(shù)方法,能夠靈活、熟練的運(yùn)用各種勘查技術(shù)。
在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和找礦過程中,各類勘查技術(shù)各有優(yōu)勢和不足,應(yīng)注重不同技術(shù)的融合運(yùn)用,充分發(fā)揮各種技術(shù)的優(yōu)勢,達(dá)到取長補(bǔ)短的效果,借助綜合性的技術(shù)手段取得高精準(zhǔn)、低成本的效果。
比如在礦產(chǎn)資源成礦深度較高的情況下,很多技術(shù)無法判斷礦產(chǎn)資源的具體情況,勘查精度不足??梢允褂萌龍霎惓O嗷ゼs束技術(shù)進(jìn)行有效勘測,在復(fù)雜地質(zhì)條件下獲得精準(zhǔn)的勘查結(jié)果。再如,甚低頻電磁技術(shù)在鉛、鋅等金屬礦勘查中具有顯著優(yōu)勢,機(jī)動(dòng)性強(qiáng),工作效率高,可以通過數(shù)據(jù)計(jì)算得出礦體位置、礦層厚度等信息。遙感技術(shù)、BIM 技術(shù)等同樣各有優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際工作中可以將這些技術(shù)手段融合運(yùn)用,提升地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的適用性和準(zhǔn)確度,降低技術(shù)應(yīng)用成本,充分發(fā)揮出各種技術(shù)手段的作用。
在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過程中,根據(jù)工作流程可以分為勘探、定位、測量三個(gè)主要階段,需要定位、鉆探、坑探技術(shù)的支持,應(yīng)對各種技術(shù)手段進(jìn)行創(chuàng)新運(yùn)用,解決原有的弊端和不足,以更好的應(yīng)和地質(zhì)勘查找礦工作的要求。
第一,定位技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)用。在傳統(tǒng)的地質(zhì)找礦技術(shù)應(yīng)用中,由于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查受地質(zhì)環(huán)境、巖層結(jié)構(gòu)等眾多因素影響,難以應(yīng)對找礦中的各種問題,需要對定位技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新運(yùn)用。在智能科技時(shí)代,應(yīng)引入高精度的地磁、重力等定位技術(shù),提升定位技術(shù)的科技含量。比如地磁技術(shù)在含磁性礦物礦產(chǎn)資源勘查中具有明顯優(yōu)勢,可以有效排除其他因素的干擾,準(zhǔn)確推測礦產(chǎn)資源斷裂構(gòu)造。重力定位技術(shù)適用于礦產(chǎn)資源高密度的情況,具有較強(qiáng)的識別能力,而土壤地球化學(xué)定位技術(shù)適用于礦產(chǎn)資源覆蓋、半覆蓋區(qū)域。
第二,鉆探技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)用。在礦產(chǎn)資源準(zhǔn)確定位后,需要開展鉆探工作,通過實(shí)地取樣,考察、分析、計(jì)算,掌握產(chǎn)能、開采條件等信息。鉆探技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)用可以更好的適應(yīng)不同的地質(zhì)條件,彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)的短板和缺陷。比如受控定向鉆探技術(shù)能夠精準(zhǔn)確定目標(biāo),得到準(zhǔn)確、詳細(xì)的地質(zhì)資料,在遇到河流分布等復(fù)雜環(huán)境時(shí)可以巧妙避開,探測深層礦產(chǎn)巖層。該技術(shù)的優(yōu)勢在于可以對深層的礦產(chǎn)資源進(jìn)行鉆探,且大幅降低鉆探工作量。此外,氣動(dòng)錘RC 鉆探技術(shù)可以取代傳統(tǒng)的磨削、切削法,比傳統(tǒng)鉆探技術(shù)的效果提高數(shù)倍,且具備連續(xù)性、實(shí)時(shí)性等優(yōu)勢。
第三,坑探技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)用??犹绞堑刭|(zhì)找礦工作的最后環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的技術(shù)手段無法直接觀察地質(zhì)結(jié)構(gòu),需要對坑探技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新運(yùn)用。比如水泵泡沫增壓坑探技術(shù)具有實(shí)用性、操作性強(qiáng)的優(yōu)勢,且作業(yè)成本低,可以取代傳統(tǒng)的高氣壓機(jī)坑探法。借助水泵泡沫增壓設(shè)備,可以對低壓空氣、泡沫液持續(xù)增壓,達(dá)到深孔泡沫坑探的目的。這一技術(shù)對地質(zhì)環(huán)境的抗干擾能力很強(qiáng),使用的流體泡沫可以帶走工具中的碎渣,提高坑探工具使用壽命,穩(wěn)定完成坑探工作。
第一,對勘查區(qū)域地質(zhì)條件及成礦背景進(jìn)行全面分析??辈槿藛T應(yīng)對區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)條件和成礦背景進(jìn)行深入研究,使用各種預(yù)測模型對地質(zhì)條件組合規(guī)律進(jìn)行檢查,找出地質(zhì)構(gòu)造在底層擠壓過程中的特征及規(guī)律,從而總結(jié)目標(biāo)地質(zhì)條件,縮小找礦范圍。在這一過程中,要全面分析勘查區(qū)域的構(gòu)造發(fā)育和構(gòu)造痕跡情況,了解區(qū)域內(nèi)金屬系統(tǒng)的變化狀況,總結(jié)找礦工作規(guī)律,提高勘查工作質(zhì)量。
第二,運(yùn)用地球化學(xué)法、地質(zhì)填圖法等方法勘查,在分析地質(zhì)條件及成礦背景的基礎(chǔ)上,總結(jié)成礦發(fā)展規(guī)律。不同環(huán)節(jié)下的礦產(chǎn)資源成礦具有較大的差異性,而同一區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件基本相同,在成礦規(guī)律上差異較小??辈槿藛T應(yīng)以高水平礦床作為典型代表進(jìn)行勘查分析,掌握熱液轉(zhuǎn)運(yùn)等構(gòu)造關(guān)系,對成礦規(guī)律進(jìn)行分析總結(jié),提煉出其中的關(guān)鍵性信息,以提升地質(zhì)勘查工作的效率。
第三,勘查人員應(yīng)注重地質(zhì)找礦信息的整合利用。找礦信息包括直接和間接信息,直接信息主要是礦物質(zhì)成分礦化現(xiàn)象,間接信息是硅化現(xiàn)象等成礦規(guī)律等信息的外在表現(xiàn)。不同礦床存在較大的差異性,在礦床分布、規(guī)模等方面各不相同,決定了地質(zhì)找礦工作的直接和間接信息存在客觀差異,需要勘查人員有效分析找礦信息之間的聯(lián)系,深入挖掘找礦信息的利用價(jià)值,為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦工作提供可靠的參數(shù)依據(jù)。
綜上所述,地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,對于礦產(chǎn)資源的高水平開發(fā)具有重要意義。在實(shí)際工作中,應(yīng)堅(jiān)持統(tǒng)籌規(guī)劃、因地制宜等原則,熟練掌握各種技術(shù)方法,并針對實(shí)際工作中面臨的問題和困難,積極開展技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦技術(shù)的靈活運(yùn)用,提升地質(zhì)找礦工作質(zhì)量與效率,推動(dòng)我國礦產(chǎn)資源開采事業(yè)的健康發(fā)展。