金属矿产地质勘查技术的应用研究

陈志楠

（河北省地质调查院，河北 石家庄 050000）

目前，我国的经济发展面临着矿产短缺问题，一方面是因为我国的金属地质矿产资源相对稀缺，另一方面，国家实行可持续发展的政策，对矿产的开发与利用进行了控制，从而导致了矿产开采量下降的现象，我国金属地质矿产所处位置大多较为偏远，且客观采矿条件较为恶劣，提升了开采难度，使开采效果无法得到有效保障，加之相关勘查技术与工作无法高效落实，影响我国金属矿产资源发展综合效果。

1 我国目前的地质矿产勘探技术类别

1.1 地震勘探技术

在金属地质矿产勘探技术中，地震勘探是一种常见的勘探技术。其主要工作是利用震源装置将地震波辐射到靶区，不同的地质构造会产生不同的反应，从而准确地对各地区的地质状况进行精确的分析，获得所需要的各种矿体的有关资料。以反射波法为实例，其具体实施过程有以下几个方面：一是根据地区的植物类型及分布状况，对本地区的金属矿物类型进行了初步判定[1]。其次，在估算范围中安装相应的防辐射装置，在进行正式测试前，要进行设备的测试，使仪器的测试准确率达到最优。最后，通过对多个发射波的波段进行测量，利用计算机技术将其放大，得到目标地区的矿藏类型及其有关的资料，以提高资料的分析精度。

在地震勘探技术中，采用的是散射波法。其擅长于探测不均匀的地层中的各种介质。在不同的地质情况下，利用散射波方法可以快速、高效的找出金属矿床中的不均一体。而折光波定律，在实际运用的时间比较短，尤其是在矿物基岩、基底等方面。尽管已经开始使用了，但在技术上，更容易被发现，而在速度快的情况下，折光波技术在速度慢、地质条件复杂的地层中，就会表现出疲态[2]。在与金属矿床相关的地质构造中运用反射波方法，可以清晰而高效的判断出矿体的位置和构造形式，并且能够标记出断裂的位置。而相对精密的井段测量技术则以纵向地震断面为主，可以解决其他地震勘探手段难以获得超过65°角的岩层资料的缺陷。

1.2 遥感地质勘探技术

与传统的地震勘探技术相比，遥感技术是以信息技术为基础的一项新兴技术。其最大的优点就是能够根据最新的资讯科技而持续发展，是当今勘探技术的主要方向。其工作原理是利用相应的仪器，通过远程探测，获得与金属矿床有关的参数。这种方法无须在靶区建立测量站，适合于地形复杂、勘查环境较差的地区使用。在目前的地质勘探技术中，以航拍技术为主，结合现代计算机技术和GIS技术等尖端技术，实现对靶区的精确探测。

利用现代科技是地理信息技术的一大优势，通过先进的现代技术进行地质勘查和勘查。不同地理位置的电磁信号会有很大的差别，根据这些数据，我们可以得到相应的数据。利用现代科技，遥感技术推动了地球科学勘查工作的发展与进步[3]。利用遥感技术在地质、矿产勘查等领域的优点，将多种理论与技术相结合，取得了较好的效果。其能迅速地将矿体结构和腐蚀的矿床区域进行区分，并且节省了生产费用。

1.3 电磁探测技术

由于大多数的金属地质矿物都位于地底深处，勘探工作必须采用相关的勘探技术。地磁探伤技术主要是通过将电磁波发射到靶区的地底，通过探测的方式将探测到的岩石构造信息传递给地表，从而确定有没有金属矿床。金属矿物都是导电的，当接收到电磁波的时候，就会在矿物内部中形成一个漩涡，这个漩涡会随着矿石中的金属浓度增加而增加，从而导致磁场的改变。

1.4 物理勘探技术

物探是指地质密度、电磁性、矿石中的放射性元素等方面的科学。不同的物性场能为地质体的空间分布等提供有用的资料。利用地球物理勘探所获取的资料，可以为我们在现实中遇到的很多问题提供一些帮助。地球物理测量技术是一种较为常见的矿产勘查技术，其更适合于大范围地勘查，也可以进行立体的地质勘查。不过，目前的地球物理勘查成果并不能完全满足实际需要，而其他方法的测量和相关的地质数据则可以作为参考，将这些数据结合起来，我们将会得到更好的结果，从而大大地增加了地球物理测量的工作速度。在不久的未来，地球物理勘探技术与其他测量技术会日益融合。

在各种勘探技术中，地质勘探技术较为完善，适合各种不同的矿物资源勘探，其工作原理就是利用地质资料，通过对目标矿物的物性进行分析，得到矿物的种类和物性[4]。在实际运用中，勘探工作者利用相关的勘探仪器，对该地区的构造、构造、构造等进行了详细的分析；如果是元素辐射情况、电磁感应状态等，都会根据勘探资料和标准资料进行比较，如果资料相差太大，就说明这片地区有金属矿物，而不是经过详细地勘查，又或者是没有发现任何的金属矿物。

1.5 地球化学勘探方法

目前，地矿勘探技术是勘探技术的重点。其的工作原则就是根据矿石的理化性质，来判定有没有矿石。这些天然形成的金属矿在经历了自然的风化后，就会被取代，而当这些矿物分解的时候，这些化学成分就会被分解到地面上，然后和地面上的有机物融合在一起，形成一种特殊的混合物。通过测量矿物成分的形成年代，可以判断出矿区的地下构造中有无金属矿物。

1.6 气溶胶勘探技术研究

气溶胶勘探技术是一种勘探技术，其的工作原理是通过对目标地区的大气进行调查，采集大气中的固体颗粒，并对其进行测量，根据有关的数据，确定该地区的金属矿物的含量。在实际运用中，首先要做好有关资料的搜集，从大气中提取固体颗粒，选取合适分量的取样。第二步是通过测量样品的石英滤膜，来测定样品的起始质量。在称量完毕后，对样品进行研磨、溶解、过滤等操作，保证了微粒的悬浮。第三，利用电浆技术测定悬浮物，以判断该地区有没有矿藏，以及矿石的具体成分。

1.7 透射波分析

由于采集和抽取地震的散射波非常的困难（散射的强度很低），因此很难从上面的杂乱无章的岩体中获取到有效的辐射，因此改技术受到了极大地限制。基于以上理由，国内部分学者纷纷探讨是否存在着不受限于此的其他途径，而透过波分析便是其中之一。其中，含有丰富的岩层资料的传输波会被更多地用于人工深井的探测。由于在矿床传播的过程中，存在着大量的波域数据，例如幅度、位相等，并且由于两个波段的分布仅存在一个路径，因而具有多值性，因而能够反映出矿床的很多特征。另外，利用透射波方法进行地质勘查时，主要的基础是现有的地震直接成像技术可以达到我国对金属矿物勘探的需要。

2 地质矿产勘探思想与技术手段的重要性

工业是国民经济发展的一个重要基础行业，是国民经济发展的一个关键环节。而随着我国经济的快速发展，对矿产品的需求越来越大，而矿物是一种不能再利用的资源，其自身也是有限的，而且矿藏的储量也始终处于偏少、分布不均的状况，所以，强化地质矿产勘探的思想与技术手段已经成为当务之急。由于国家在勘探开发中的投资相对较大，因此必须要提升对地质矿产勘探工作的重视程度，并不断提升和优化勘探技术手段，以提升整个勘探工作的质量和效益，并使之能够抵御各种危险，进而达到综合的发展。

3 矿产地质勘探的应用研究

3.1 同位构造学说

该方法可用于成矿区内的超大规模矿体的生成。当前，国内多数地方的勘查工作与此基本相符。因此，在勘探工作中，要想有效地提升勘探工作的效果，最大限度地降低勘探费用，那么就需要利用同位成矿的原理来进行勘探工作，这也是国内应用最广泛的一种勘探方法，对于大规模的矿产资源和成矿资源的勘探，有着很好的参考价值，可以减少因为走错而导致工作效率下降的情况。所以，在保证两者在一个相同的范畴之内时，就可以充分地体现出其所具有的理论特性。正因为这个原理的优越性，所以广泛的应用于在国内和外国的大矿藏和主要的成矿点上，在应用的过程中必须保证大多数的矿藏处于相对的安全环境，然后再进行相应的计算，而在此期间，矿产资源的核心必须始终处于一个相对的稳定的状态。另外，要确定矿产的形成环境，并在形成时，要判定其的集中程度和连贯性。只有具备了上述几个方面，我们的研究成果就会得到充分的应用[5-8]。根据这一原理，我们认为，要形成一个矿床，必须具有下列特征：一是可以形成一个具有一定规模的矿藏；第二，由于不同的矿物类型不同，即便是在同一个矿场中，也会出现一些区域均衡的情况，从而形成了不同的矿床。

同位成矿的学说至今仍在运用，并在此基础上找到了许多重大的矿藏。在成矿成矿中，出现了大量的大矿体，尤其是超大的矿体，其们都是同位性的。这就是同样的时空范畴；同时代不同时期、同类型与不同类型、同矿种及与之关联的不同矿种具有较好的同位成矿特征，具有较好的同位成矿特征。因此，大多数或绝大多数的资源，都聚集在这些主要的矿床和矿体中。

同位体的形成，必须要有一个相对稳固的核心，因为在这个位置上，所有的矿石都是以一种非常稳固的方式存在的。两者所需的全部都是丰富的矿物资源；在某一区域内，液体的移动是很关键的；含有各种矿物的各种液体都是朝同一方向流动的；在地质运动中，相对稳定，成为岩石和矿洞；这是一个适宜于矿物生成的环境；还有矿脉的形成之后，各种环境都保持得很好。只有在上述的最优布点和协同作用下，才会发生矿床的同位化，从而获得主要的矿物资源。

但同位成矿具有其自身特点：矿体分布较密集，且中央具有相同的稳定度，具有较强的一致性；由于不同的类型具有明显的差异性和广泛性，因此具有相似的不同类型的大范围的伴生产出特征；矿床的特征是：整个大自然的整体失衡，而部分处于一种均衡的状态，这对同位素形成的作用是有利的。

3.2 地质活动学说

该方法根据岩层的活动特性，并将其与相应的定位技术相结合，将其用于地质勘探。在实际的运用中，这个方法要先将矿场的类型和地质活动的基础形式结合起来，再按照矿场的布置来确定矿场的位置，在确定了矿场的位置之后，还要对矿场进行预报，这个阶段的工作人员要保证准确率，这与矿藏的储量和矿石的浓度有关。

3.3 物理检测原理

物化勘探理论是物探与地球化学勘探相结合的原理，而物化勘探则是勘探地质资源，特别是对地球引力的感知；勘探自然现象，如放射性和地震；而在勘探过程中，则以化学勘探为主。无论是物探亦或是化学勘探，只要能把其发挥到极致，就能得到很好的勘探结果。

4 矿产地质矿产资源的最佳勘探方法

4.1 培训专业技术人才

目前，国内还缺少专门的技术人员，因此，国家需要加强对这些技术人员的培训，来推动矿业的迅速发展，同时也是国家对矿业的需要。借助有关的训练工作，提升有关人士的职业素质，并透过训练，增进其对本行业之了解。另外，政府还可以通过各种途径，吸引更多的外国专家，与矿业公司进行更多的交流，形成一批高水平的专家队伍，既能提升勘查工作的质量，又能推动矿业的健康发展。

4.2 加大勘探技术发展

由于我国的矿业开发相对于其他产业来说比较滞后，因此无论是从技术层面上，还是从管理体制上来说，都有待于进一步的改进。另外，国内在这方面的工作还相对欠缺，机械装备也相对匮乏。所以，在科技水平日益提升的今天，相关单位必须积极地引入各类先进的仪器，并对现有的勘探技术进行改造，以保证矿山的安全。

4.3 技术方法研究

沿着有利成矿区带找矿，往往更能够取得较好的成果。要通过对区域的深大的断层，以及其的地质结构等方面进一步的深入研究，找到对这样区域成矿和这样的地质结构之间的相互关联以及差异分布的规律性研究，以便于能够发现管制了矿田矿床分布规律的次级断层的那些结构的产生与发展特征。常发生的情形是：受限制于矿田、矿床的断层结构，多与控制区或矿带内的深大断层成大夹角或交叉产生，并可能在特定的距离内近平行顺序产生，这便是所谓的横向矿带规则；同样，在各种构造应力场的背景下，还产生了与区深大断层破碎带近乎平行或斜交产生的次级断层结构控制的矿田、矿床成矿带规则，并也以在规定的距离内近平行排列产生。这样，沿各个级次与成矿条件密切相关的断层追索时，对比于成矿地理条件，就容易获得更好的找矿效益。

找矿资讯往往是最直观的依据，特别是矿化资讯更应受到广泛关注。要研究找矿信息系统，必须充分运用好这种信息指导找矿工作。在查找土壤地表矿产、半隐伏断裂矿藏等时，使用遥感地貌、化探找矿信息系统，既有为找矿开路的先进含义，通过融合他人找矿信息系统整体综合性研究与评价，更易于迅速获得良好的找矿效益。寻找隐伏矿产，在开展矿业深部评价工作时，一定要有相应的地球物理探测找矿数据为基础；要注意所掌握的矿产普查数据反映的已剥蚀程度，有的土壤比地表数据好且已剥蚀程度较深矿产普查前景较差，但也有的是现象表明，土壤上层出现的主要矿种性质比已剥蚀程度更深，但在深部仍可找到同样的矿种不同类型，同时或各个期次、各种矿性质、各异、各种层位的隐伏或断裂矿床；要仔细研究找矿资源的产出特征、空间结构展布与分带变化规律等，这对于引导重要矿种类别的矿产普查工作，探索共生矿物与相关成矿系统的重要矿产，明确矿点自然界限与分析矿区矿化差异，产出特点的种类变化等都具有意义。圈定矿山区域自然界线，是指基于矿化程度及相关信息产生特点的分带、地质结构特征的差异，以及深部大岩体(岩基)产生状况等要求而加以圈定。在矿点内按矿物质化生产的特点有所不同，可分成多中央成矿矿区、主单中央成矿矿区，以及位于这两者之间的主多单中央成矿矿区。在注意矿点不同类型的情况下，力求找到不同成矿中心，特别是其中的主要成矿中心，这对于实现中国矿业普查的突破必不可少。进而要依据主矿体的天然形状、产状和展分布特征，主矿体中矿化富集部分的划分及其主矿产化区域、矿点特殊与结构、施工条件等因素内部的相互关联，通过研究地质构造控矿条件与展布变化的规律，整合相关矿产普查信息，以预测矿产普查部位和找矿前景。