矿产勘查及找矿技术分析

何芝慧，谭 斌

（广西壮族自治区地质调查院，广西 南宁 530023）

面对丰富的矿产资源，怎样可以将储备资源转变成可利用资源，是现在矿产勘查的要点。大部分的矿产资源均分布在自然环境或地质条件特殊的区域，在矿层自燃、软硬岩石层等因素的限制下，形成了破碎带结构，矿产勘查以及找矿难度非常大。为进一步提高矿产资源的勘查与找矿效率，还需要不断加强对新型技术的研究，为石灰岩矿的勘查提供更大支持，以更少的成本投入来获得更大规模的开发利用，推动社会经济的持续发展。

1 石灰岩矿勘查现状

在矿山开采过程中，石灰岩矿的勘察找矿工作起到了决定性的作用，勘查找矿结果反映了矿床的分布范围、岩溶发育以及浮土覆盖等特征，直接影响着后续的矿山开采难度以及效率高低。并且，通过前期的勘察可以对矿体所处的地质条件有一个详细的了解，包括矿藏储量、矿石质量以及地层分布状况等，这对于开采计划的制定至关重要[1]。石灰岩矿的勘查找矿在最近几年得到了更高的重视，其作为水泥生产材料对建筑行业的发展有着巨大的影响，因此在相关方面的研究力度不断加强。

石灰岩矿的勘察与找矿，要注意对技术手段的选择，保证能够有效完成前期的勘查工作，因为石灰岩矿的质量高低、储备量大小以及开采难度高低等均直接关系着水泥生产企业的生产效率以及生产规模。面对不同的地质矿藏所适用的勘查找矿技术不同，尤其是对于隐伏矿床来讲，地表没有矿体露头，无法为找矿提供直接的信息提示，只能够凭借以往的理论和推断进行分析，往往伴随着的是高风险与高难度。因此务必要提高对石灰岩矿勘查与找矿技术的重视，合理选择并由专业单位负责，做好矿产资源勘查现场有效的信息收集以及取样工作，根据勘查得到的数据资料以及取样化验资料做全面分析，判断石灰岩矿的矿体构成和夹层状况，将所得信息标注在地质图内，作为后续石灰岩矿开采生产的重要依据，争取尽量提高石灰岩矿开采效率[2]。

2 隐伏石灰岩矿勘查找矿技术难点

隐伏石灰岩矿勘查找矿难度比较大，对所用技术的专业性与适应性有着十分严格的要求，且需要提前进行大量的准备工作，以此来确保每个环节均能够规范化进行，将偏差控制到最小，推动整个勘查找矿工作顺利进行。虽然在相关技术的支持下，石灰岩矿勘查找矿可选择性在不断增大，但是在整体上来讲目前依然处于一个质量相对较低的水平，除了技术限制以外，还有人员意识不足以及操作不规范等原因影响。矿区勘查对于后期的开采生产至关重要，如果勘查施工人员专业综合能力较差，必定会对实施效果产生严重影响，无法达到预期的施工质量。总结来讲，石灰岩矿勘查找矿存在的技术难点主要体现在以下几个方面：

第一，器械设备需要不足。石灰岩矿勘查找矿需要有专业设备作为支持，尤其是对于隐伏矿床来讲，覆盖层厚较大，在采取钻探找矿的方法时，对钻探设备提出了较高的要求。但是对于很多地质勘测工作单位来讲，目前还缺乏足够的高端勘探设备支持，这就在根本上决定了矿产勘查的高难度。

第二，可使用管材欠缺。在对矿产资源进行勘查找矿时，可以利用的矿井钻探管材还比较欠缺，包括钻探工具、钻杆、套管等设备构件，无法满足实际勘查的工作要求，导致找矿工作不能够顺利执行[3]。

第三，专业技术水平低。虽然我国近年来提高了对矿产资源勘查、开发等相关内容的重视，加大了技术研发投入力度，但是在针对清洁型能源开发以及使用效率上还处于较低的水平。矿产资源勘查缺少强有效的技术作为支持，导致找矿工作难度一直居高不下，目前需要克服的困难还有很多，这在一定程度上限制了矿产资源的开发利用。

3 隐伏矿床勘查方法在石灰岩矿勘查中应用

3.1 概况分析

云南水泥建材集团某下属公司，各建设有1条5000t/d和1条2500t/d熟料生产线，日需消耗石灰岩矿地质储量约10000t。每日需要消耗石灰岩矿地质储量为10000t，根据行业相关政策，应保证资源储量至少达到8000万t。但是根据矿山勘查结果来看，目前资源储量仅为2000万t，这对于企业的持续发展来讲已经产生了严重制约[4]。在近几年相关部门的支持下，企业联合勘查单位进一步实现了石灰岩矿的勘察找矿工作，对现有矿区周边的隐伏矿床已经探明，掌握了矿床的赋存情况，矿产资源的储量足以满足企业未来20年的生产需量，为企业发展提供了巨大的助力。

3.2 矿床信息收集

3.2.1 地层结构

对矿区及其周边的裸露地层进行勘查难度比较小，主要为中二叠统栖霞组（P2q）、茅口组（P2m）与第四系残坡积层（Qedl）。另外，在茅口组（P2m）之上以及第四系残坡积层（Qedl）以下还分布有二叠世玄武岩（P2β）。各部分的表现特征为：

中二叠统栖霞组（P2q）：表现为浅灰、灰色白云岩的岩性特征，具细-中晶结构，厚层状、块状构造，与上覆茅口组整合接触。

中二叠统茅口组（P2m）：表现为浅灰、灰色石灰岩，及夹白云岩、白云质灰岩夹层，具微晶结构，中厚、厚层状构造[5]。区域厚度在65m～150m上下，为矿体赋存层位，与下伏栖霞组整合接触。

二叠世玄武岩（P2β）：表现为灰绿色玄武岩特征，岩层风化后呈现的是褐黄色或黄绿色，常见于土状或球状。地表覆盖有粘土，仅在陡坎、冲沟位置裸露，区域厚度在40m～200m。

第四系残坡积层（Qedl）：表现为褐黄色、褐红色残坡积粘土，并含有不均玄武岩碎块，在矿区勘查部位分布有较大面积。

3.2.2 覆盖层特征

茅口组（P2m）之上的覆盖物粘土和玄武岩全部是在茅口组（P1m）碳酸盐岩成岩之后覆盖的，这样就可以确定覆盖层与碳酸盐岩的形成时间存在一定差异，两者具有一个间隔期。碳酸盐岩成岩以后在很长的一段时间内受到风化、侵蚀等影响，包括水的溶蚀、冲蚀、潜蚀以及坍塌等各种机械侵蚀的影响，最终形成了岩溶地貌[6]。对矿区进行勘查可发现，不同地段会表现为峰林、沟谷、凹地等形式。盐酸盐岩受到风化、侵蚀影响后，表面均为波状起伏、坑凹不平的状态，然后玄武岩喷发会沉积对其进行覆盖。另外，玄武岩（P2β）和茅口组（P2m）两者的接触面为波状起伏的形态，并非平直状态。

3.2.3 含矿层特征

石灰岩矿找矿作为常见的方法便是以地质填图信息为依据完成矿床的寻找，而对于隐伏矿床来讲，因为岩层受到风化剥蚀、搬运以及后期岩浆岩覆盖等因素影响，矿床信息很多已经被掩盖，无法在采用传统的方式找矿。如果可以有效收集矿区相关信息，如地层构造、分布区域、已知矿体赋存层位等，在通过对相关信息的整理分析，便可以在一定程度上提高找矿效率和质量。

在找矿初期阶段，已经对勘查区域周边已开采矿区的地质信息进行了收集整理，分析后可知茅口组（P2m）是昆明周边水泥用石灰岩矿的主要含矿层位，现在企业所开采石灰岩矿便赋存在该地层内。并且，勘查区域周边有茅口组（P2m）露头处按地层倾向、走向推测，茅口组（P2m）可延伸到勘查区。

结合资料对现场进行考察分析，确定勘查区域以及周边断裂构造不发育，可判断茅口组（P2m）在倾向以及走向上延伸具有良好的延伸性，可以初步认定为勘查区域内在一定深度有较大的可能性存在含矿地层-茅口组（P2m），这位后续的找矿提供了更加可靠的支持[7]。

3.2.4 科学选择勘查手段

石灰石岩矿勘查找矿工作的展开均需要有地质理论作为支持，除了要查明资源储量以外，还要以发展的眼光分析未来开采的可行性与经济性。尤其是对于水泥用石灰岩矿来讲，假如矿体埋藏深度过大以及有较厚的覆盖层存在，无论是采取露天还是地下开采的经济性都比较低，则此处矿藏即便是已经找矿确定，也需要将其转换成资源利用。并且，在这个过程中还要兼顾找矿技术的合理性与经济性。面对此次勘查区域已掌握信息，选择何种找矿技术才能够更加详细的了解覆盖层厚度特征，是完成含矿地层-茅口组（P2m）找矿工作的关键。

可选择找矿技术分为两种，一是在勘查区域设置少量钻孔，其中钻孔的深度有严格要求，要求每个钻孔所揭露的覆盖层厚度仅可以反映钻机施工位置一个点的覆盖情况，各钻孔之间的覆盖层形态则是一种推测状态，因此在实际操作中具有较大的局限性。对本次勘查区域周边采区玄武岩覆盖层观察后，确认玄武岩存在较为严重的风化问题。风化玄武岩内钛铁矿含量较大，并且混入了部分泥质，电阻率较低，一般情况下不会超过500Ω·m，最小甚至可低于100Ω·m。下伏碳酸盐岩主要部分为灰岩、含白云质灰岩、白云质灰岩以及白云岩等，完整碳酸盐岩为典型的高阻岩，电阻率可以达到5000Ω·m以上。上覆风化玄武岩与下伏碳酸盐岩之间便产生了较大的电性差异。

另一则是进行物探处理，可以对两套地层的接触面做有效的区分，并且物探是基于多条剖面的探测，以及每条剖面可以将接触面形态特征连续的反映出来，这样通过多条剖面便可以完成一个区域覆盖层特征的反映显示。这样在采取物探手段时，便能够全面了解勘查区覆盖层特征，相比钻探技术此种方法在隐伏矿床中应用效率更高，且经济性优势更大。

3.2.5 矿产勘查找矿技术

（1）物探勘查:覆盖层与碳酸盐岩之间存在明显的电性差异，最终选择用高密度电法来了解覆盖层特征，即对勘查区沿着周边地层倾向方向来设置三条物探测线。以探测到的数据为依据，在联合现场勘探以及历史经验进行综合分析，判断勘查区第四系粘土与风化玄武岩等覆盖层的电阻率不会超过300Ω·m，且以150Ω·m以下居多。下伏碳酸盐岩电阻率基本上均在1000Ω·m以上，且以3000Ω·m以上居多。对覆盖层与下伏碳酸盐岩之间的电性差异分析，将结果作为高密度电法剖面上圈定覆盖层的电性依据。物探处理后发现，勘查区南部覆盖层厚度在60~110m之间，此部分进行进一步的找矿经济性较差，最终决定针对勘查区中部、北部做下一阶段的勘查。

（2）钻探勘查:结合物探结果，决定沿着三条物探剖面来对勘查区中部、北部来设置6个钻孔，且每条剖面线均需要设置2个钻孔。进行钻孔获取岩芯编录并采样化验，在覆盖层下发现了厚度为40.6～93.4m的水泥用石灰岩矿体。以施工钻探工程控制网度为依据，对勘查到的矿体进行了验证，获得推断资源量5469.77万t，剥采比为0.50:1，已经达到国家现行的相关规范标准。通过进一步钻探勘查，有效的完成了石灰石岩矿的找矿工作。

4 结语

石灰石岩矿作为重要的矿产资源，是主要的水泥生产原材料，为了保证水泥生产量可以满足社会发展要求，就需要在现有基础上做好对石灰石岩矿的进一步勘查与找矿，寻求更多的矿产资源。面对石灰石岩矿勘查找矿难、风险大等问题，务必要综合实际条件来进行合理选择，保证所选勘查找矿技术具有较强的可行性与经济性，并且要严格把握好每一个勘查环节，通过步步分析，来获取可靠精确的矿体信息。