浅谈地质矿产勘查存在的问题及应对.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：闫俊伟（1982），男，山西静乐人，本科，地质工程师，研究方向为地质勘查专业。-133-浅谈地质矿产勘查存在的问题及应对 闫俊伟 马晋文 曲彦明 李 森 武 毅 中晋环境科技有限公司，山西 太原 030002 摘要：摘要：地质矿产勘查是对地下矿产资源进行调查、评估和开发的过程。尽管在这一领域取得了许多进展，但也面临一些问题。例如,传统的地质勘查通常需要大量的人力、物力和财力，成本高昂;传统的勘查方法可能效率较低，尤其是在大面积的勘查区域。有些地质矿产勘查的方法可能无法提供足够的精确性，导致资源评估和开发的不确定性。传统的地质勘查可能对环境造成一定程度的影响，例如土地破坏和水资源污染。一些地质条件复杂、覆盖范围广泛的地区难以进行有效的勘查。地质矿产勘查可能引发社会和文化问题，涉及土地所有权、社区权益等。这些问题的解决需要多学科协同合作，融入新兴技术，并结合环境、社会、经济等因素进行全面考虑。关键词：关键词：地质矿产；勘查；问题；应对 中图分类号：中图分类号：P624 0 引言 地质矿产勘查作为矿业发展的基础环节，在挖掘地下资源、推动经济发展方面发挥着关键作用。然而，这一领域也面临着一系列的挑战和问题。随着科技的发展和社会需求的不断变化，传统的地质矿产勘查方法逐渐显露出成本高、效率低、环境影响大等方面的弊端。在这一背景下，深入分析并探讨地质矿产勘查存在的问题以及相应的解决策略显得尤为迫切。本文将深入探讨地质矿产勘查所面临的诸多问题，并就如何应对这些问题提出一些建议。通过对新兴技术的应用、勘查方法的创新,有望实现更高效、精确、可持续的地质矿产勘查，为促进矿产资源的合理开发和利用、推动矿业可持续发展贡献力量。1 地质矿产勘查工作的概述 地质矿产勘查是指通过系统的调查、研究和实地考察，对地球内部的各类矿产资源进行科学、系统的识别、评价和开发的活动。这一过程旨在寻找、确认和量化地球内潜在的矿产资源，为矿业的发展提供科学基础。在进行矿产勘查之前，首先需要确定勘查的目标、区域和范围,这涉及到制定项目计划、明确勘查的目的和预期成果，以及规划调查的区域。进行相关文献的梳理和综述，收集已有的地质、地球物理、地球化学等方面的信息,这有助于了解勘查区域的地质背景和以往的勘查成果。进行实地地质调查，对地表地质特征、岩性、构造等进行详细研究,同时，利用地球物理勘探方法，如地震、电磁、重力、磁力等技术，探测地下结构，寻找潜在的矿体。对地表土壤、岩石和水样品进行采样，并进行实验室分析，以确定地下矿化体的位置和含量,这可以包括化学成分、矿物学特征等分析。利用遥感技术获取地表影像，进行地形、植被、土地利用等方面的分析,遥感数据可以用于初步的矿产区域筛选和勘查区域的辅助分析。将各种数据整合，建立地质模型，用以解释地下矿产资源的分布、形成机制等,这包括地层、构造、岩性等方面的模型。进行对勘查区域内矿产资源的评估，估算储量，判断资源的开发潜力,这是为后续矿业开发提供基础的重要环节。进行社会、环境和经济的综合评估，考虑矿产开发对当地社区、生态系统和经济的影响，为可持续矿业开发提供决策依据1。地质矿产勘查工作是一个多学科交叉的综合性工作，其目标是为了更好地理解地球内部结构，找到并开发其中蕴藏的各类矿产资源，为社会经济的可持续发展提供支撑。2 地质矿产勘查存在的问题 2.1 地质矿产勘查人员专业能力不足 使用过时的或不适当的勘查方法，无法根据不同地质条件选择合适的技术手段，导致勘查成果的不准确性和不完整性。对地球物理方法的理解和应用不足，无法有效地解释地球物理数据，影响对地下结构的准中国科技期刊数据库 工业 A-134-确认识。在地球化学分析方面存在问题，样品采集、分析和解释能力不足，导致对地下矿体的理解不够深入。对遥感技术的应用能力有限，难以有效地利用卫星和航空影像数据进行地表特征分析和初步筛选。缺乏对多源数据的整合和地质模型建立的能力，使得地下矿产资源的分布和形成机制难以准确解释。在资源评估和储量计算方面存在方法上的问题，无法准确估算矿藏的规模和价值。2.2 地质矿产勘查技术落后 过度依赖传统的地质勘查方法，如人工地质调查、野外取样、传统地球物理勘探等，未能充分引入现代科技手段。对遥感技术的应用不足，未能充分利用高分辨率遥感影像进行地表特征的分析、初步勘查区域的筛选和矿床预测。采用的地球物理勘探方法相对滞后，未能充分利用先进的电磁、磁力、地震等技术，影响对地下结构的准确识别。实验室分析水平相对较低，缺乏高效的矿物分析和元素分析手段，导致对地质样品的详细解析不足。缺乏先进的数字地质建模和模拟技术，无法准确模拟地下矿体的三维结构和分布。缺乏对新兴技术的了解和引入，如机器学习、人工智能等，未能将最新的科技手段融入到勘查工作中2。2.3 地质矿产勘查设备待更新 使用的设备技术相对较老，未能充分利用最新的科技进展，导致勘查方法相对滞后。设备的性能无法满足现代勘查的需要，如分辨率不够高、采样速度慢、精度不够等，影响数据质量和勘查效果。设备频繁损坏，维护成本居高不下，且维修困难，影响设备的可靠性和可用性。采集数据的效率低，需要花费较长时间完成任务，限制了勘查范围和频次。设备的能源利用效率低，能耗较大，不符合能源节约和环保的现代要求。3 应对地质矿产勘查问题的措施 3.1 高效应用遥感技术 选择合适的遥感数据,根据勘查的具体目标和地质条件，选择合适的遥感数据，包括卫星和航空影像,高分辨率的影像有助于更精细地观察地表特征。多源数据融合,整合多源遥感数据，包括光学、热红外、雷达等多光谱数据，以获取更全面的地质信息,数据融合能够提高数据的综合利用效率。利用遥感图像进行地物分类和解译，将地表特征分类成不同的地质单元，有助于识别潜在的矿产区域。利用多期遥感影像对地表进行监测，发现地质变化和异常，可能指示潜在的矿产资源,地表沉降、植被指数等变化可作为勘查的指标。利用遥感数据建立地质信息库，包括地形、植被、土壤等信息,这有助于对勘查区域进行综合分析，提高矿产资源的发现几率。利用热红外遥感技术探测地表温度分布，有助于发现热点区域，可能暗示地下矿体或热液矿化。引入激光雷达(LiDAR)技术获取高精度的地表三维信息，有助于识别地质构造和地貌特征。结合地学模型，如数字地质模型，将遥感数据融入模型中，提高地质勘查的准确性和可视化程度。定期获取最新的遥感数据，以捕捉地表的时空变化，及时发现潜在的地质矿产信息。为勘查人员提供遥感技术培训，使其能够熟练使用遥感软件和工具，提高勘查效率。高效应用遥感技术需要在整个勘查流程中融入，并结合地质学和勘查经验进行综合分析3。3.2 改进地球物理勘探技术 不断引入先进的地球物理勘探仪器，如高精度的电磁探测仪、先进的地震勘探仪器等,新技术的引入有助于提高勘探数据的精度和分辨率。将地球物理勘探数据与其他数据源（如遥感数据、地质数据）融合，形成更全面的地质信息,多源数据融合有助于提高数据解释的准确性。运用先进的三维地球物理建模技术，对勘探区域进行细致的三维建模,这有助于更准确地解释地下结构和矿体的分布。提高采样和测量的密度，通过增加观测点和测量频率，减小数据间隔，提高数据采集的空间分辨率，有助于更精细地刻画地下结构。引入自动化处理和解释技术，如机器学习和人工智能，加速数据处理过程，提高解释的效率，减少人为误差。利用实时监测技术，及时获取地球物理数据，实现数据的及时反馈，以便在勘探过程中做出即时调整。发展深度探测技术，提高勘探深度，使勘探范围更为广泛，尤其对于深部矿产资源的勘查具有重要意义。采用多种地球物理勘探方法的组合，如电磁和地震方法的联合应用，以提高对不同地质特征的探测能力。利用高性能计算技术，加速数据处理和模型计算，缩短勘探周期。制定和推广标准化的地球物理勘探流程，确保勘探工作的科学性和规范性，方便数据共享和比对。中国科技期刊数据库 工业 A-135-3.3 利用先进的数字化建模技术 利用数字地质模型技术，建立三维地质模型，以准确表示地下结构和地质体,这有助于识别潜在矿体的形状、大小和分布。将地球物理勘探数据与数字地质建模融合，通过数学模型和算法解释地下结构，提高对地质矿产资源的认识。应用 BIM 技术，将地质信息与建筑信息进行整合，实现对地质信息的可视化建模，方便勘查过程中的实时监测和决策。利用 GIS 技术整合地质、地球物理和遥感数据，创建全面的地质信息数据库，支持地质勘查的数据分析和可视化。运用数据驱动的建模方法，利用大数据和机器学习技术，从大量的勘查数据中提取规律，辅助决策者进行更准确的勘查决策。利用虚拟现实和增强现实技术，将数字地质模型呈现为三维虚拟环境，使勘查人员能够更直观、深入地了解地下结构。使用无人机进行高分辨率遥感影像采集，结合激光雷达技术获取精确的地表地形数据，支持数字化建模。采用多尺度建模，从区域尺度到局部尺度，建立更详细和准确的地质模型。建立实时更新机制，将采集到的实时数据反馈到数字地质模型中，确保模型的准确性随勘查过程不断提升。利用实测数据验证数字模型的准确性，并根据验证结果对模型进行优化，不断提高建模精度。3.4 引入实时数据采集技术 使用无人机进行空中遥感数据采集，获取高分辨率的图像和视频，实时监测勘查区域的地表特征和植被状况。部署传感器网络，包括地质传感器、气象传感器等，实时监测地下和地表的物理参数变化，提供实时的地质信息。利用高速互联网技术，将实时采集的遥感数据传输到数据中心，以便迅速处理和分析，实现勘查数据的快速反馈。使用移动设备，如平板电脑或智能手机，搭载勘查应用程序，随时随地进行数据采集和记录，支持实时决策。应用激光扫描仪获取地表的三维数据，实时反映地表的地形和地貌特征，为勘查提供高精度的地理信息。使用实时 GPS 定位系统，确保勘查人员的位置准确，同时实时记录采样点和勘查路线，提高勘查的精度。利用卫星通信技术建立实时通信通道，使勘查人员能够在偏远地区也能及时传输勘查数据。引入实时遥感影像处理技术，通过实时图像处理算法，提取并更新有关地表特征的信息，实现对勘查区域的即时监测。使用移动传感技术，例如可穿戴设备，监测勘查人员的生理参数，确保其在野外工作时的安全和健康。将勘查数据存储于实时数据库，并利用云计算技术进行实时数据分析，提供更即时的决策支持。3.5 采用先进的实验室分析技术 引入质谱技术，如质谱质量分析（MS）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS），用于元素和同位素的准确分析，尤其是对痕量元素的检测具有高灵敏度。使用 XRF 技术进行非破坏性的快速元素分析，特别适用于岩石和矿石样本的快速检测，提高分析效率。应用NMR 技术对矿石和岩石的物理性质进行分析，可以获取关于岩石中水分和有机质含量的信息。结合 SEM 和 EDS技术，对岩石和矿物颗粒进行表面形态和元素成分的高分辨率分析，提供更详细的矿物学信息。使用同位素分析技术，如碳、氧、铅、银同位素分析，帮助确定岩石和矿石的成因及地质过程。应用电化学分析技术，如极谱法、循环伏安法，研究矿石中的电化学性质，为提高提取金属的方法提供数据支持。运用高分辨率矿物分析技术，如矿物解析仪，对复杂矿石中的矿物组成进行详细解析，提高矿床类型的判别能力。使用热分析技术，如差热分析（DTA）、热重分析（TGA），研究样本的热性质，了解岩石和矿石中的热反应过程。引入高通量实验技术，通过自动化系统进行大规模样品分析，提高实验效率。结合大数据和人工智能技术，利用先进的数据挖掘算法对实验室分析结果进行综合分析，挖掘更多隐藏的信息。4 结语 地质矿产勘查面临着多方面的挑战，包括技术手段、数据处理、资源评估等方面的问题。然而，通过引入先进的技术和科学手段，我们能够更加全面、准确地了解地下结构，为可持续开发提供了更为坚实的基础。因此，继续关注创新、提升实验室技术水平、拓展数据处理手段，将是未来地质矿产勘查持续发展的关键。中国科技期刊数据库 工业 A-136-参考文献 1段敏.地质矿产勘查与生态环境保护协调发展研究J.世界有色金属,2022(02):140-142.2刘昊鹏.新形势下地质矿产勘查及找矿技术的研究J.世界有色金属,2021(22):67-68.3白海铃,倪曦.地质矿产勘查及找矿技术研究J.世界有色金属,2021(20):49-50.