海南石料矿产资源绿色勘查技术探索与实践——以屯昌县长心岭矿区花岗岩矿为例

张家友*，任国栋，岑 锐，张志伟，蔡水库，张志壮

（1.海南省海洋地质资源与环境重点实验室，海南 海口；2.海南省地质调查院，海南 海口）

当前海南自贸港建设正快速推进，需要大量的石料；同时海南也是国家生态文明试验区，实施严格的生态环境保护政策[1，2]。矿产资源绿色勘查技术的兴起[3，4]，有效的缓解了资源勘查过程中生态环境破坏大[5]，民众对资源勘查持反对的态度，对勘查资源供给起到了良好的推动作用[6]。我国在煤矿、金矿、锰矿、铝土矿以及重大项目施工中得到了较好的实施[7，8]，取得了很好的效果。有些部门和省份也专门制定了绿色勘查的技术规范或要求[9，10]，使绿色勘查的理念得到进一步的深入。

近年来海南省自然资源主管部门实施了中大型砂石基地建设，先后勘查评价了花岗岩矿砂石矿区16 个，资源量68 000 多万m3。石料资源勘查过程中积极运用多技术手段，如项目选址、无人机测量、物探、新型钻机等技术积累或设备运用，取得了良好效果。本文以屯昌县黄岭农场长心岭建筑用花岗岩矿为例，列举海南省在建筑用石料矿绿色勘查取得的有效探索和经验，供同类资源勘查参考。

1 矿区概况

矿区位于海南省屯昌县境内。建筑用花岗岩矿资源量4 000 多万m3，覆盖层剥离量约900 万m3，剥采比0.18：1。矿体中间较高，四周低，标高+160～+266 m，南北长约830 m，东西宽约1 172 m。矿体面积约621 827 m2，矿体平均厚度73.15 m。

矿体为中细粒斑状黑云母二长花岗岩，上覆花岗岩风化残积土及强风化岩石，底板围岩与矿体为同一岩石，矿体连续分布，不含夹石。花岗岩矿的化学、物理性质及放射性强度等质量特征均能满足建筑用石料机制砂的要求。

矿区内的覆盖层变化范围为0～44.6 m，平均厚度约12.56 m，整体呈东南部厚西北部薄，厚度变化趋势为由西北向东南部变厚。

2 生态特征

矿区属丘陵地貌，最高海拔标高285.30 m，最低海拔标高160 m，高差125.30 m，地形起伏较大。地处热带季风气候，干湿季分明；年平均气温21.4 ℃，年均降雨量达到2 180 mm；区内植被茂密，主要经济作物为橡胶，少量槟榔。

矿区植被以人工林为主，主要为橡胶林和少量槟榔林。天然植被为人为干扰后次生形成的灌草群落，多分布于橡胶林缘及山间运胶道路两侧。橡胶林是矿区植被的构成主体，呈片状分布；为单一建群种，行距2.5 m×2.5 m，林龄15 年以上，个体胸径在15～40 cm之间，群落高度9 m左右。群落结构为乔草二层，林缘还生长有其他零星乔木；林下植被主要为自然生长的草本植物。天然植被为灌草群落，主要生长在橡胶林林缘，运胶道路两侧及荒地上；高度在1.5 m左右，为灌草二层。

区域内植被结构组成相对简单，物种多样性较为单一，总体生态环境质量一般。

3 绿色勘查实施

3.1 项目选址符合生态环境的要求

矿区勘查的资源环境约束分析对照表见表1 所示。经资料分析和现场踏勘调查所知，矿区资源较丰富，符合“多规合一”、生态环境要求。

3.2 利用无人机进行先行调查

利用无人机航拍测绘技术进行正射影像测量，获取矿区的地形、地表等信息，提高工作的效率和质量，同时也减少对地表植被的扰动。无人机调查具有覆盖面积大、数据处理效率高、操作灵活、生产效率高等特点。无人机正射影像获取后经过纠正处理，获取的信息量较为丰富，可将勘查区域场景可视化，保证内容丰富、准确、可靠、完整。正射影像数据能够将矿区细节内容的图像展示出来，帮助勘查工程师对矿区的地形地貌、植被、景物等信息进行了解，充分掌握矿区的实际情况，见图1。

3.3 实施高密度电阻率法反演覆盖层和矿体状况

在矿区实施4 条高密度电阻率法测量剖面以查明矿区各条地电断面视电阻率的变化情况及岩石电性特征，推断出矿区新鲜基岩的覆盖层（包括残破积层和基岩风化层）厚度以及新鲜基岩与其覆盖层的地质界线。高密度电阻率法是利用第四纪覆盖层与完整基岩存在明显电阻率差异，来勘查基岩界面埋深情况。在植被茂密、地形起伏较大的山区进行基岩面物探勘查，目前高密度电阻率法是较为有效的物探方法。

综合高密度电阻率法测量及地质资料，覆盖层厚度范围为2.80～44.60 m，平均厚度约13.90 m；覆盖层最小值2.76 m，最大值44.60 m，与钻探工程相一致，见图2。

图2 矿区物探和地质测量剖面对比验证图

3.4 适量的的浅钻工程

钻探工程采用新型履带式自行液压钻机等设备实施。履带自行液压钻机具有搬运简单，能适应矿区地形地貌转运，不需要传统的挖机等设备进行修整道路，具有搬运简单、快速安装、占地面积小、作业快速、施工时间短等特点，对矿区生态环境影响小。钻探施工场地泥浆池采用防渗土工布做防渗处理，放在渗漏污染。

3.5 常规的绿色勘查做法

按照《绿色地质勘查工作规范》（DZ/T 0374-2021）要求，项目采用了多项绿色勘查措施。例如，根据矿区实际和钻探工程布设情况，优化区内道路运输，充分利用现有的割胶运输道路，尽量少占用林地，不损毁林木，不影响橡胶林地的集水沟、施肥沟等设施，对施工的钻孔、机台进行复垦。高密度电法测线布设时，已尽量避开较为敏感的区域，最大程度减少对环境的侵扰，做到无损探测。

4 勘查效果评价

4.1 高密度电阻率法推断成果

根据物探先行原则，在一个矿区完成物探工作后，取得该区各测线反演电阻率剖面图，推断覆盖层厚度，并与钻探进行验证。物探技术员对比统计每个钻孔新鲜花岗岩的反演电阻率，并将各孔推断的新鲜花岗岩埋深修正到钻孔的实际埋深。把最新统计的覆盖层平均反演电阻率作为本区覆盖层的厚度分界线中值，从每条测线已知钻孔处结合电阻率变化趋势沿剖面校正推断覆盖层厚度。

经验证，对采集数据分别进行反演计算，再结合地质资料进行解译，绘制高密度电法——地质推断剖面图和探测——地质推断剖面图符合实际，可以作为进行覆盖层和矿体资源量计算的依据。

4.2 资源量和覆盖层计算

根据矿体地质特征和《矿产地质勘查规范 建筑用石料类》（DZ/T 0341-2020）的矿床勘查类型划分标准，本矿床勘查类型为第Ⅱ勘查类型。依据《固体矿产资源量估算规程第2 部分：几何法》（DZ/T 0388.2-2020）选用水平投影地质块段法估算区内资源量。利用高密度电阻率剖面测量完成4 条勘探线共552 个测点（勘探线间距200 m、点距8 m），结合15 个验证钻孔推断的厚度。经估算，矿区共圈定一个建筑用花岗岩矿体，资源量4 000多万m3；覆盖层剥离量为约900 万m3，并利用每条测线推断的覆盖层厚度绘制了矿区覆盖层厚度等值线图。

4.3 绿色勘查体系的建立

矿区勘查增加了高密度电法等工程物探措施进行覆盖层揭露，减少一半的地质钻探，减少地质钻探施工对生态环境的破坏，具有明显的减少因钻探造成的土地临时占用，并且节省勘查经费。通过绿色勘查技术的实施，从资料收集研判、项目选址、前期调查、物探新技术利用、绿色钻探设备应用、生态勘查措施的实施和技术集成，从项目前期、场地建设和施工过程等，建立了一套成熟的绿色勘查方案。

5 结论

项目勘查选址的规范化为资源供给提供了保障，从源头上有效保护生态环境，最大限度降低对生态环境的破坏。勘查新技术的实施，如无人机正射测量、高密度电法测量、新型履带钻机等技术的应用，提高施工效率，减少场地占用，减少了生态环境的破坏。通过绿色勘查技术的实施，从资料收集研判、项目选址、前期调查、物探新技术利用、绿色钻探设备应用、生态勘查措施的实施和技术集成，建立了一套成熟的绿色勘查技术体系，广泛应用于各个石料矿山勘查，有效的保障了资源供给和勘查阶段的生态环境保护。