新形势下地质矿产勘查及找矿技术分析_王燕.pdf

53矿产资源Mineral resources新形势下地质矿产勘查及找矿技术分析王燕，刘林摘要：我国有着较为丰富的矿产资源储备，以矿产资源的合理开发来带动工业和经济的发展，是矿产资源作为促进社会发展的重要作用价值。对地质环境矿产资源进行勘查，并应用找矿技术来确定矿产资源的具体方位，能够有效节省用于矿产资源开采的技术成本，提高矿产资源的开发效率。本文以江西省的地质矿产勘查情况为例，着重对新形势下地质矿产勘查和找矿技术进行了研究和分析。关键词：地质矿产勘查；找矿技术；矿产资源矿产资源能够有效满足工业生产的需求，在当前科学技术水平不断提高的背景下，越来越多新型工业产品的出现，使得工业对矿产资源的需求量也不断提高。加大对地质矿产资源的开发利用效率，需要以高效的矿产资源开采技术作为依据。对新形势下地质矿产勘查及找矿技术进行分析，能够为提高矿产资源的开采效率提供技术方面的优化和调整思路。1 地质矿产勘查与找矿工作1.1地质矿产勘查与找矿工作的原则1.1.1科学规划矿产资源本身属于不可再生资源，在勘查找矿的过程中，需要从工业发展和社会需要的角度出发，明确规定矿产资源的勘查目标和任务，结合市场对工业应用的矿产资源需求，对勘查和找矿工作进行科学合理的规划。这样不仅有效提高地质勘查和找矿的精确性，还能够为解决区域之间矿产资源分布不平衡的问题提供有效的帮助。1.1.2拓宽领域不同类型的矿产资源在工业生产中的应用价值和需求也不同。现阶段，稀有金属类矿产资源逐渐成为工业生产应用的主要矿产资源类型。在开展地质矿产勘查与找矿工作时，需要对现有的勘查领域进行拓宽，在我国当前能源结构的基础上，在勘查中重点寻找稀缺类型的矿产资源和新型资源，用以满足越来越高的工业生产需求。与此同时，明确各类矿产资源的实际应用范围，对于一些稀缺类型的资源可以通过与其他国家开展合作的形式，为提升我国的能源结构提供助力。1.1.3合理布局地质矿产勘查和找矿工作会消耗较多的成本。结合我国现阶段已知矿产资源的分布特点，明确矿产资源在不同地区的分布规律，了解不同地区的地质分布情况，对地质矿产勘查和找矿工作进行合理布局，能够在确保矿产勘查工作有序进行的同时，尽量避免出现因盲目勘查矿山导致的成本增加和环境污染问题。1.1.4科技创新基于地质环境条件的复杂性特点，在开展地质矿产勘查和找矿工作的过程中，还需要遵循科技创新的原则。一方面需要结合现阶段地质勘查和找矿技术应用中存在的问题，对技术内容和应用形式进行创新，另一方面也需要对现有的矿产勘查体制和管理体系进行创新。通过技术创新来不断提高地质矿产资源勘查和找矿的准确性，通过制度创新来为提升地质矿产勘查效率提供更加健全完善的依据。1.2地质矿产勘查与找矿工作的具体内容地质矿产勘查与找矿工作，主要包括评估矿产资源、勘查矿山开采过程以及对开采结束的矿山地质方面的勘查三个方面的内容。评估矿产资源主要是指在对区域矿产资源的现存状况进行综合评价的同时，积极寻找天然气水合物等能够代替矿产资源的新型资源，缓解矿产资源短缺枯竭给现代工业发展造成的影响；勘查矿产开采过程主要是指从矿山的矿产总量入手，对矿山拥有的资源进行合理的使用规划，以便能够有效提高各类矿产资源的利用率，减少矿产资源的浪费现象；对开采结束的矿山地质方面的勘查，需要建立在矿山开采作业完成之后，以复垦矿山和保护矿山生态环境为主要目标，在对矿山进行再次勘查之后，开展矿山环境评价工作，结合评价结果为治理矿山环境提供有效的措施，最终达到保护矿山环境，减少地质灾害发生的目的。2 江西地区地质矿产资源概况2.1地质矿产资源现状江西省位于我国扬子版块与华南版块的结合部，环太平洋成矿带的内侧，成矿地质条件优越，矿产资源丰富。自新中国成立以来，江西省的地质勘查工作取得了丰富的找矿陈国。有色金属、稀有稀土金属以及贵金属矿产资源是江西省地质矿产勘查中发现的最具截止价值的矿产资源。截至2017年底，全省矿山总数为3835个，其中大型矿山62个，中型矿山268个，小型矿山2471个，小矿1032个，采矿证总面积约2600平方千米，约占全54矿产资源Mineral resources省面积的1.53%，2017年省内矿业产值达到354.3亿元。从江西省整体的经济发展水平来看，矿产资源本身作为江西省的优势资源，在促进全省经济发展中发挥着重要的作用。而从江西省现有的地质矿产资源情况来看，虽然江西具有较为丰富的矿产种类，矿产资源也比较集中，但大宗用量的矿产储量不足。矿产资源是发展工业的重要基础，大宗矿产资源更是工业生产中需要的重要矿产资源类型，但当前能够支撑江西工业发展的大宗矿产资源存在对外依存度较高的问题。这种问题的存在，在一定程度上限制着江西地区工业产业和经济的发展。2.2地质矿产勘查及找矿工作发展现状近年来，江西省为寻求地质矿产资源的合理开发和优化，重点从科学规划、调整产业结构、加大违法行为打击力度、加强环境恢复和治理、促进绿色矿业转型五个方面，对以往地质勘查和找矿工作中暴露出来的优势矿种资源负增长、矿山资源危机、矿产资源优势难以转化等问题进行了有效的管理和调整。“十三五”期间，全省累计投入资金19.37亿元，共完成钻探170.5万米，槽探52.59万m3，坑探5.74万米，地质找矿工作取得丰硕成果。探获三个世界级的超大型矿床，战略性矿产新增了一批资源储量，新发现地热水35处，水资源调查和勘查取得重要进展，发现富硒土壤资源分布面积26597.76km2，多项找矿成果荣获部省及行业奖励。地质找矿工作是能够实现对矿产资源的有效开发，促进工业经济发展的重要基础和前提。对地质矿产资源的勘查工作需要始终走在工业发展的前面，才能够为促进工业发展提供更加有效的助力。结合江西省矿产资源的开发和利用形式，在新形势下，江西省应用的地质矿产勘查和找矿技术在寻找各种稀缺矿产资源和新型资源上发挥了重要的作用。例如，赣南-湘东南的南岭钨矿带是钨矿生产基地，通过加大找矿力度，运用新理论、新方法，50%以上的矿山都找到新的接替资源。江西有色地勘局对江西横峰葛源钽铌浅部矿段矿进行详查找矿，探获了我国目前规模最大的钽铌矿床，累计探获金资源储量81.36t。2021年，针对人大代表提出的有关江西省锂矿资源开发与利用的建议，省科技厅同意将“锂矿资源找矿方向与关键技术，矿产资源综合利用技术，难选治、共伴生、低品位、难利用矿产资源新型绿色高效提取利用技术”等矿产资源勘查开发利用领域的研究纳入江西省“十四五”科技创新规划 重点支持的方向。这些方面的成果，都对促进江西矿业产业的发展和促进矿产资源的开发利用起到了重要的作用。3 新形势下地质矿产勘查及找矿技术类型江西省作为我国矿产资源大省，在探索应用地质矿产勘查和找矿技术中获得的经验成果，能够为其他地区矿产资源的开发利用提供一定的思路。在新形势下，从地质矿产勘查及找矿技术的角度，促进地质找矿工作水平的提高，对提高矿产资源的合理开采和综合利用效果具有重要的作用。在对新形势下地质矿产勘查及找矿技术类型进行分析时，主要可以从以下几个方面来入手。3.1地质矿产勘查技术3.1.1甚低频电磁法甚低频电磁法主要是基于埋藏在地表深处矿物的物理性质以及电磁性质应用的一种勘查方法，与一般的电磁低频相比，甚低频电磁的发射频率不超过25kHz。应用甚低频电磁法能够发现深埋于地下、不容易发掘的矿产资源。甚低频电磁法需要与地震路径预测技术相配合，对地表深部的地质结构进行深入的分析。在实际应用该方法时，需要借助大功率的长波电台来发射低频磁场，依据低频磁场在传播中发生的畸变分布规律，获取地下不均匀介质的相关信息，然后再通过对地表深处的矿场磁性的记录和追踪，获取矿物元素的分布情况。甚低频电磁法的应用，能够有效弥补以往勘查技术在地表勘查深度方面的限制，能够有效提高包括矿物在内的各种自然资源的使用程度。但由于这种方法难以提供矿物元素准确的分布位置，因而在实际应用中仍然存在一定的局限性。3.1.2物化探测和化探技术物化探测和化探技术是地质勘查工作中最为常见的勘查技术。物化探测主要是指借助磁性、重力等原理来勘查成矿地区的金属矿产资源，并通过获得的勘查信息来对成矿地区的环境和成矿演化的情况进行分析，通过寻找矿产资源形成的原因来找到金属矿产资源的主要位置。而化探技术则主要用于寻找深度的矿产资源，依据水系沉淀物、土壤地质条件等方面信息的探测来确定矿产资源的测量参数之后，应用化探技术来确定深层中矿产资源的具体位置，不仅能够有效提高勘查工作的效率，还能够提高找矿工作的准确性。除了这两种技术之外，依据同位成矿理论来对地表结构中的矿产资源进行分析，也能够确定矿产资源的大致位置范围。同位成矿主要是依据断裂结构组合的特点，对区域矿带的特征和形成原因等内容进行分析，以此来为矿产资源的勘查提供更加便利的条件。3.1.3GPS感应与探矿的融合应用在确定矿产资源存在的大致位置之后，就需要确定矿产资源的具体位置。将GPS感应装置安装到无人机等飞行器上，能够充分借助全球定位导航系统来确定矿产资源的具体位置。而对于一些缺少基准点参考的小型矿山来说，在应用GPS感应技术的同时，可以应用坐标系统来对矿产资源所在区域的地质情况进行勘查测量。包括GPS感应技术在内的各种能够应用无线电和卫星定位技术手段的勘查方法，不仅在一定程度上反映出55矿产资源Mineral resources当前我国在地质矿产勘查和找矿技术优化创新中的努力成果，也对提高地质矿产勘查和矿产资源的开发利用水平起到了重要的作用。3.2地质矿产找矿技术3.2.1 重砂找矿技术重砂找矿技术是一种最为常见的找矿方法，该方法主要依据矿石物质的重力沉降和自然影响来确定矿产资源的具体位置。地下的矿石物质在生成过程中由于受到重力的影响，会在地下以集中沉降的形式逐渐演变成矿产资源。而存在于地表裸露的岩石在受到风力、水流、山坡运动等方面影响的下，也会形成不同种类的矿砾岩石。依据这一原理，能够通过对重砂集合区的分析测算出矿山中矿产资源的大致位置。在应用重砂找矿技术的过程中，通常需要结合砂钻和刻槽技术来满足找矿分析的要求。而由于矿石物质的形成会受到多种复杂的外界因素的影响，因而在实际进行分析的过程中，需要事先了解勘查和找矿区域的地理位置、人文历史以及矿物潜藏信息等方面，才能够更好的确保找矿分析结果的准确性。3.2.2砾石找矿技术暴露在地表的部分矿体经过侵蚀作用之后会形成矿砾，砾石找矿技术主要是依据逆推原理，通过对矿砾分布情况的分析来寻找矿产资源的具体位置。砾石找矿技术一般包括河流碎屑法和冰川漂砾法两种类型。河流碎屑法主要是基于不同水系对岩块的冲蚀作用不同，使得岩块呈现出不同的特征，通过对岩块特征的分析，判断其是是否带有矿砾等矿产资源信息。而由于河流本身有较多的分支，借助河流的流动轨迹和矿砾岩块的分布磨损情况，就能够对区域范围内矿产资源的类型进行推断。而冰川漂砾法则主要是依据冰川来判断矿产资源位置的，但由于冰川的整个活动情况较为复杂，再加上较多的堆积物会影响到对矿产资源信息的判断，因而并不适用于大部分地区的地质找矿工作。3.2.3地质填图地质填图的找矿方法主要是基于地质理论来确定矿产资源位置的。地质填图是地质找矿工作中的基础内容，也是地质找矿工作必须进行的找矿步骤。由于在地质填图的过程中会涉及到许多不同的地质现象，需要对各种不同类型的岩石信息进行记录和分析，因而地质填图对相关人员的业务能力和水平有着较高的要求。从实际找矿工作的需求来看，地质填图的找矿方法之所以能够呈现出较高的可靠性和实用性，是因为其本身就对填图标准和规范有着更高的精度要求。结合地质填图的实际应用情况，可以将地质填图分为草测和正规填图两种程度，通过地质填图测得的信息数据，能够用于对被勘查区域的地质构造特征和岩石的分布特点的分析。依据勘查范围规模大小的不同，在应用地质填图方法的过程中需要选择不同的比例尺中心，并严格按照比例尺的相关标准来对相应的矿产资源信息进行测算。基于地质填图本身较高的可靠性，应用这种找矿方法不仅能够有效降低容错率，还能够满足更高要求的区域勘查和找矿要求。3.2.4航空器探矿技术和地震勘查技术从当前矿产资源开发利用的情况来看，地质勘查和找矿工作的难度伴随着矿产资源的开发率逐渐提高，地表结构的矿产资源已经被开采殆尽，地质矿产勘查的深度逐渐增加。基于现代科学技术的发展，在应用地质矿产勘查找矿技术的过程中，需要充分与现代化的技术体系相结合，才能够确保勘查和找矿工作的准确性。航空器探矿技术是近些年才出现的一种找矿技术，主要是将磁力仪挂载到飞行器上，飞行器在航行时，磁力仪能够实现对被勘查区域磁场的分析，从而获取矿体埋藏的具体深度。磁力仪在获取和分析磁场信息时，还可以找到被勘查范围内伴生的矿物带，且具有较高的精准度，不会受到多种外界因素的干扰，在地质矿产勘查和找矿工作中有着巨大的发展潜力。地震勘查技术则主要是依据机器制造产生的地下弹性波来对地下各种介质的分布情况进行分析的勘查和找矿方法。现阶段，由于地表和地下浅层结构中的矿产资源已经开采殆尽，要想对复杂地质范围内的矿产资源进行勘查，可以应用地震勘查技术来实现目的。地震勘查技术能够被应用到各种复杂类型的地质环境条件下，且往往地质条件越复杂，勘查得到的结果越清晰。地震勘查方法引起的地壳震动与自然地震有着明显的区别，地震勘查方法一般应用的是引爆雷管或炸药的形式，再借助相应的仪器来对震动情况进行测量，进而实现对地下地质构造情况的分析。这两种技术都是建立在先进科学技术基础之上的，是对地质矿产勘查和找矿技术的创新，基于现阶段地质矿产勘查工作的复杂性，应用更为先进的技术，不仅能够为矿产资源的开发利用奠定良好的基础，还能够对提高勘查和找矿工作的效率，节约实际找矿成本等方面起到重要的作用。江西省拥有着丰富的矿产资源储备，在促进矿业发展的过程中，江西省能够认识到自身在地质矿产勘查和找矿工作中存在的问题，提高找矿技术水平和效率，有效带动了当地的矿业工业和经济发展。4 结论综上所述，基于不同地区矿产资源储量和类型之间的差异，在实际开采矿产资源时，需要选择合适的勘查和找矿技术，不断提高地质矿产资源的开采效果。江西作为矿产资源大省，在现代工业快速发展的背景下，需要积极改进和优化调整地质找矿的工作方式，为促进江西当地的工业发展奠定良好的基础。（作者单位：江西省地质局第九地质大队）