幾種深部礦產的勘查方法

　　隨著社會的發展，我國的礦產資源開發與利用技術也越來越先進，本文通過對深部礦產勘查進行探討與分析，期望能推動我國礦產勘查技術的進步。

　　《當代礦工》是一本面向我國廣大礦區讀者的綜合性時政刊物。二十多年來，擁有了大量并且較為穩定的讀者。特別是 2001 年以來，《當代礦工》雜志提出“立足煤炭、面向礦業、走向社會”的辦刊思路， 以新穎的內容、獨到的視角、靚麗的形象享譽能源礦產業、金屬礦產業、非金屬礦產業。

　　一、深部礦產勘查的制約因素

　　(一) 理論因素

　　礦產勘查是對礦產地質客體進行調查研究和獲取信息的過程，是查明礦產資源或礦產儲量以及生產其他基礎地質信息的過程。其主要的理論基礎包括地質學基礎、數學基礎、經濟學基礎以及技術基礎等四個基本方面。但是隨著科學技術的進步，現階段，世界范圍內對成礦的理論研究已經取得了很大的進展，對一些新的礦床成因的原因不斷有新的認識。如深部流體作用理論、地質力學理論、成礦系統理論的發展對深部礦產的勘查有著重要的指導作用。如果沒有運用成礦理論作為基礎，那么深部找礦就會如大海撈針般的困難，使找礦工作進入亂找、難找、找不到的局面。所以，成礦理論是否成熟可行是制約深部找礦的基礎性因素。

　　(二) 礦化信息采集因素

　　礦化信息的所提取出來的任何一種礦都有其特定的成礦地質條件。一個礦床存在既有區域地質條件，又有其物性差異，并通過不同的物質形成的各種磁性、電性等特點表現出來，從而營造了每種礦床獨特的特點。在找礦勘查中，地質工作者通過物探、化探、遙感等技術手段對認為成礦有利地段的地理條件提取信息，從而判斷是否有礦體存在及礦體存在的形態分布，然后實施工程驗證。

　　但是隨著地表礦產的逐漸減少，礦產勘查已經逐步深入到地下，一些老的對礦化信息提取方法已經不再適合目前的狀況，因此我們急需將多種礦化信息采集技術進行綜合利用來保障勘探工作的進行。

　　(三) 人才因素

　　中國工程院院士陳毓川在分析加強地質人才培養等問題時指出：地質人才的重要性是顯而易見的，沒有地質人才，再創新的成礦理論也只是理論，再尖端的找礦技術也只是技術，無法發揮其作用。而我國目前在這方面的人才并不多，加上地質工作者工作條件的艱苦，一些人不愿意從事這個行業，導致當前我國地質工作無法開展有效的工作。所以，我們必須重視對優秀地質人才的培養。

　　二、解決途徑

　　(一) 加強深部成礦預測理論研究

　　現存的任何成礦理論與礦產勘查方法的產生均與當時所處的歷史環境密切相關，我們對已有的理論和方法在應用的同時也要懷有探索、革新的態度，不能肓從，要在實踐中不斷修正原有的理論和方法，同時也要不斷探索新的模式。

　　(二) 加強地質人才的培養

　　多學科之間的相互依賴是以后地質勘查的主要技術方向和理論基礎，它們的融合給予了礦產勘查廣闊的發展趨勢。因此，地質專業人才的培養應成為我國高等教育的一個重要發展方向和戰略，從而為我國礦產勘查事業的大發展提供可靠的人才保證。重視野外找礦的重要性，銘記實踐是檢驗真理的唯一標準。堅持“老中青”三代技術人員的結合，提供多個層次的交流平臺，采取有效措施保證勘查工作的經驗積累與全體人員技能的提高。

　　(三) 積極參與國際技術交流

　　我國幅員遼闊，對不同區域的深部找礦都有其特殊性，需要多學科、多技術共同合作來開展工作，這就對我們的地質人員有著更高的要求。因此，我們要積極的和國外的勘探工作者進行技術交流，了解找深部礦產的先進技術方法，要秉承引進、消化的路線。

　　(四) 政策支持

　　政府部門在對于地質勘查工作的部署方面，應繼續加大礦產勘查的資金投入，尤其是對西部那些礦產資源沒有了解的地區加大工作力度，進一步挖掘其資源潛力。

　　積極開展和地質勘探有關的科研項目，推進新技術、新方法在礦產勘查中的有效應用，綜合各種新的勘查技術方法用于重點成礦區帶的研究，提高發現新礦床的機會。

　　三 深層礦產勘查方法探討

　　1.1深部鉆探技術的應用

　　1.1.1鉆探技術在深部礦產勘查時存在的難題

　　①鉆頭遇到的復雜地層較多。

　　深部地質的構造程度比較復雜，鉆頭穿越的巖石層也比較多。鉆頭遇到堅硬、松散、漏失等不同層位時，鉆探技術的解決措施也變得非常復雜，甚至各種措施之間產生矛盾，出現顧此失彼的情況。

　　②鉆孔的偏斜距過大。在鉆取中淺孔的時候，鉆孔的角度累進一般變化不大，鉆孔的絕對偏離距也比較小，完全能夠滿足地質勘查的需要。然而當鉆取深孔的時候，鉆孔偏斜距就會比較大，很難確定鉆孔落點的位置，顯然很難滿足深部礦產勘查的要求。

　　③礦產巖石樣本獲取困難。鉆孔的目的是鉆取樣品，復雜巖層抽取樣品對鉆探技術而言是非常專業的問題。深部地質的壓強比較大，使取樣工作變的更加困難。

　　④鉆探施工成本較高。

　　深孔鉆探工藝要求比較復雜，工作負荷很大，防止孔內事故的發生是深孔鉆探的首要任務，這就對設備、鉆探材料和工具的先進性要求比較高，而且深部鉆孔對設備的磨損比較嚴重，設備的更換使施工費用增加。鉆探遇到的復雜層比較多，技術的處理費用也會很巨大。

　　1.1.2實施深部鉆探勘查工作時應注意的問題

　　①要充分認識深部鉆探定向鉆進技術的深遠意義。受控定向鉆探是通過主動控制鉆孔軌跡，使其按照預定的曲線進行鉆進，從而達到深部勘查的高精度要求，解決鉆孔傾斜距過大的問題。鉆孔傾斜是影響地質勘查成果的關鍵因素，受控定向鉆探技術可以有效解決鉆孔傾斜、確保鉆孔達到目標落點。

　　②要解決定向鉆進專用裝備和泥漿技術問題。

　　㈠小口徑孔底馬達輸出功率小，不能用于所有巖層的鉆進，而且抗拉強度比較小，目前還不能很好地實現取心鉆進，所以在進行深部鉆探時要解決馬達的裝備問。

　　㈡精密定向測量技術是定向鉆進技術最核心的問題，由于定向測量儀器更新換代比較緩慢，主要用于石油鉆井工作，可靠性和密封耐壓性都比較低。所以，在進行深部礦產地質鉆查時，要研制出符合各項自然條件要求的高精度定向測量儀器。

　　㈢保證沖洗液的正常工作。面對不同復雜層護壁問題，沖洗液要有良好流變性，從而達到減小阻力的效果。另外還要研制使用結構簡易、性能良好的泥漿凈化設備，既要預防泥漿在高溫條件下變質失效，又要維持泥漿性能穩定，做到統籌兼顧，同時起到非常好的效果。

　　③注重定向鉆進工藝技術的研究。

　　㈠合理地選擇和設計鉆孔結構，合理地選配鉆柱，按照要求級配應合理，盡量減少沖洗液的壓力損失，所以一定要重視鉆孔直徑和鉆柱標準的匹配。

　　㈡仔細研究沖洗液護壁、潤滑、低阻作用對鉆進工藝的影響，研究泥漿的配置和凈化工作。

　　㈢分析導斜鉆進彎曲強度或曲率的變化規律，做到曲率可控。 研究鉆桿的抗彎強度與測量儀器的暢順通過對導斜彎曲程度的限制，摸索彎曲鉆孔柔桿鉆探技術。

　　㈣學習定向鉆進技術與常規鉆進技術工藝的對接要求，避免出現修孔卡鉆或修孔劈直的現象。

　　㈤研究分支孔施工工藝，包括側鉆分叉、套管開窗等一系列工問題，認真鉆研專用輔助導斜工具和安放打撈工具。

　　㈥創新和改進鉆探機結構， 真正意義上實現獨立的制動功能，避免出現因錯誤操作而造成的導斜偏向問題。

　　1.2地震反射技術在深部礦產勘查中的應用

　　雖然深部礦產的地震反射技術還沒有像油氣地震那樣成熟，但是它仍然是以后的深部礦產勘查技術的發展方向。

　　1.2.1地震反射技術目前存在的問題

　　①數據采集方面。

　　結晶巖地區地面起伏比較大，植被比較茂盛，而且障礙物比較多，野外施工非常困難，常常會出現收發信號很弱的情況;為了能夠提高分辨率，需要增加激發信號的頻率，但增加頻率與增大勘查深度和提高信噪比之間又會發生矛盾，激發藥量越大，頻率低，分辨率也就越低。

　　②地質介質屬性方面。

　　地下介質的不均勻性會導致地震信號發生散射或反射，使信噪比嚴重降低;同時，缺乏標志層，會使識別礦體反射十分困難;地下巖層結構復雜，形態變化大，只能使用3D觀測才能更形象地描述它，從而使勘探成本急劇增加。

　　③地形的起伏和淺表速度變化造成靜校正很困難，在高速結晶巖地區會造成探測目標的嚴重誤差;無法得到精確的地下速度分布，對探測目標的深度難以估計。

　　1.2.2地震反射技術對深部礦產勘查工作的發展方向

　　對礦體的理論進行模擬研究，開展不同形狀、不同成分、不同尺度礦體的理論模擬研究，更好地了解礦體的散射和反射特性;進行實際探測試驗研究，開展更多類型不同的實際礦體探測研究，并將巖、礦石物性研究和礦體理論模擬結合起來，增強對礦區波場響應規律的認識和分析。

　　1.3遙感技術在深部礦產勘查中的應用

　　當前，隨著淺層礦產資源開采殆盡，礦產資源的勘查工作以尋找隱、盲礦、深礦和難識別礦床為主，其難度越來越大，而遙感技術以宏觀、連續、真實的特性在深部礦產勘查方面也發揮著非常重要的作用。

　　1.3.1遙感技術在深部礦產勘查工作中的生產步驟

　　①根據遙感影像色調、形態異常圈定勘查靶區。在各種遙感影像上，可以發現一些不同于地層色調的特殊影像體，這些特殊的影響往往由圍巖色變和礦床分散暈形成。所以，對遙感影像上這些特殊影響體的識別是遙感直接礦產勘查的首要環節。

　　②建立遙感找礦模型。

　　根據當地的地質環境、礦床出現的時空規律等其他具體因素進行高度概括，會得出一個涵蓋很多符合待勘查煤礦的模型。這個模型的建立，為深部礦產勘查工作的進一步開展打下了堅實的基礎。

　　③多元地學信息綜合成礦預測。

　　單因素的模式很難反映成礦的規律，僅用某一種方法勘查礦床的成功率很低，

　　需要各種技術方法相互協作，互相補充，利用多元信息綜合分析出開展深部礦產最合適的方法。

　　④利用遙感資料的宏觀性追索成礦區延伸范圍。

　　成礦區帶一般代表比較大型的構造帶或者巖漿帶活，成礦區帶具體延伸范圍的確定對于勘查礦產的部署工作有著非常重大的意義。

　　1.3.2遙感技術方法在深部礦產勘查方向的前景

　　應用遙感技術預測礦床的預定靶區，是如今國內外礦產勘查方法探索者共同關注的問題，特別是在勘查常規方法難以發現的深部礦床時，遙感地質方法更突顯出其優勢。隨著高光譜、高分辨率技術的不斷發展，衛星圖像空間分辨率得以提高。正在開發的新技術—定量構造填圖法將有可能用衛星來取代野外工作，從而滿足深部礦產勘查的需求。

　　總之，通過對深部礦產勘查方法的探討，我們對當前深部礦產勘查方法又有了新的了解和認知。我們應當明確各種勘查方式存在的缺陷，盡可能的降低這種缺陷對勘查工作所造成的危害，努力創新，加強高科技和創新型勘查方法的不斷成熟和完善，為深部礦產的勘查工作做出不懈的努力。

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