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摘要：地质勘查位于整个矿业的最前端,地质勘查探明的储量,是矿山建设的基础,是后续产业建立和发展的前提。地质勘探技术是我们在矿物开采中最常用的技术，它们的研发和应用给人们的生活和生产带来了很大的便利，也很大程度上促进了我国开矿事业的发展，但是同时我们也看到，这些技术还存在着不同程度的缺陷，需要我们不断改进和完善，以便更好的服务于我们的社会主义现代化建设。本文结合笔者多年的地质勘察经验对地质勘查技术体系的构成现状及发展方向进行了探讨。
关键词：找矿 地质 勘察 现状 发展方向
中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：
矿产资源是客观存在并在相当长时期内是恒定不变的。在一盘苹果中,苹果吃掉一个就少一个，矿床也是这样,发现一个就少了一个,下一步勘探发现矿床的概率就会降低。随着全球性勘探程度的深入,找矿难度在不断增加,勘查成本不断上升，只有通过地质勘探技术的不断更新进步，才能保证开矿产业的可持续性发展。
一、地质勘查技术体系的构成现状
根据找矿地质勘察技术的研究对象、工作目的和技术本质，地质勘察技术的管理范围可分为五大类： 也就是实验测试类(岩矿分析与鉴定)、探工类(钻探、坑探)、测绘类(测量、制印)、物化探类(物探、化探、遥感)、以及地质勘查电算技术类。
1. 矿物鉴定和加工技术:
由于岩矿鉴定技术的全面提高导致矿产分选和综合利用水平大幅度的提高。这方面首先是显微镜法、费氏旋转台法、油浸法及矿物分选的重液分离、磁性分离法等普及最早。后来又发展应用X光衍射粉沫法、差热分析法、透射电子显微镜等鉴定技术。并且也引进与研制了电子探针、扫描电镜、红外吸收光谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、四圆单晶X光衍射仪、同位素质谱仪等现代技术和设备。矿物分离分选技术业已应用磁流体分离、静电分离、高频与中频介电分离等多种先进技术。磁团聚重选新工艺使效率提高数十至数百倍。另外,由于查清矿物组成与赋存状态,推进矿产综合利用,使“一矿变多矿”、多种矿产综合采选与冶炼。低品位金矿堆淋技术也已通过试验,开始应用。
2. 坑探技术:
勘探掘进即凿、装、运综合机械化程度已有相当大的提高并形成作业线。勘探坑道软弱围岩盯注、锚、喷加固支护技术和独立长巷通风技术,以及坑道内柴油机尾气净化装置等皆已具有相当高的技术水平。中型液压凿岩机的消化吸收良好并已在生产中推广使用,同时还积极推广了“新奥法,’(NATM)施工掘进技术。近些年来小断面竖井机械化作业线及井深17om掘进技术、小断面斜井机械化作业线及井深450m掘进技术、吊罐天井掘进技术、光爆及新型爆破器材等先进技术,都取得较好成果。坑探技术已在探矿、采矿、水利、交通、地下工程建设等多方面应用,特别是在隧道、涵洞、地铁、地下公路、地下储物库方面做出了突出贡献。
3.遥感技术:
自50年代中期开始采用航摄像片进行区域地质调查工作以来,地质遥感技术飞跃进步,包括可见光、红外、微波等多波段成象的现代遥感技术已广泛用于区调、成矿远景预测、国土与农业调查、水工环地质普查等多方面,特别是城市遥感综合调查(如北京8301工程)取得显著社会效益和经济效益。近年来陆续引进德国RMK航空摄影设备、美国航空数字多光谱扫描仪、航空定量双道红外扫描仪及地面处理设备,并引进了陆地卫星多光谱仪拷贝底片资料。MT图象与S POT图象已推广应用。我国也自行研制了JHY型机载航空红外扫描仪,开发和推广了微机图象处理系统和相应的处理软件。
4.钻探技术:
经过数十年的努力我国钻探技术进展很快。岩芯钻探已推广了绳索取芯金刚石钻探,并朝着多种钻探工艺配合的方向发展。冲击回转钻探、定向钻探、反循环钻探、坑道钻探、复杂岩层钻进技术等都取得了成效。泥浆体系从高固相转为低固相、从单一无机为主转为高分子为主,地勘水泥和惰性堵漏材料也已得到推广。钻探技术已用于陆地区调与普查、能源与固体矿产、地热与建筑基础等勘探;水域里的滨海钻探、深海钻探和极地钻探等,以及地下坑道中仰孔、斜孔钻探等。
5. 化探技术:
近年来取得了突飞猛进的发展,填补了多项技术空白。首先六种方法即水系沉积物、土壤、岩石、地植物、水化学、地气等测量技术业已建立,并取得发展与提高。其次在应用方面,除用于地质找矿之外已有成效的用于环境地质、农业地质、污染监测、考古勘察、医学地质等多方面。第三,化探技术进步方面亦相当突出,主要表现在研究并推广了一套山区、干旱区、高寒区、岩溶区等特殊景观区化探技术;区域化探样品分析方法、质量监控、标准样制备和测试方法技术;用于检查异常的Au、Cu等野外现场分析技术等。
6. 物探技术:
在探测方法方面现已形成七大系统与系列,即区域重力调查、第二代航空物探、井中与地下物探、海洋物探等技术系统及油气勘探、固体矿产找矿、水工环物探等技术系列。在仪器设备方面已建有十数家地勘仪器制造厂,可批量生产各类物探仪器,满足了国内勘查行业的需要。国际常规类型我们均有,且已更新3代至5代。在作用与贡献方面至今已获得数量颇为可观的重大地质找矿效果,探测出数以百计的油气构造、数以千计的矿产地、数以万计的供水井位,而且还完成了难以计数的工程勘测项目。同时解决了诸多大地构造和基础地质问题。
二、勘查技术体系发展方向
尽管我国勘查技术发展提高很快,但与发达国家相比,总体上还有相当差距,主要是高新技术发展缓慢,突破性独创技术较少,设备仪器更新换代周期较长。但是,只要地勘行业各单位领导给予重视,新方法、新技术、新仪器、新工艺必然迅速得到开发与推广。可以预料今后发展方向如下。
1.物探方面:第一是研制一批新型设备(如超导磁力仪、微伽重力仪、探地雷达、岩性探测仪、大功率TEM系统等);第二是发展一批实用的方法技术(如VSP技术、AvO技术、CT技术、X光检测技术、压电与压磁技术等);第三是开发一批资料处理和解释成图软件。
2.化探方面:第一是研究地气法和寻找深埋矿床方法,以及扩大化探在农业和环保方面的应用研究;第二是探索特殊矿种(如铂与铂族元素等)分析方法、多元素野外现场快速分析方法与轻便设备;第三是编制各种地球化学图件(分幅、分省、分成矿区、分不同景观单元)。
3.遥感方面:第一开展窄波段波谱和成象波谱应用研究、热惯量制图研究、微波窗口理论研究;第二发展航空热红外扫描、多光谱扫描、侧视雷达的应用;第三推广模拟阴影图象、人工视差立体象对、多变量比特累加图等程序,推广图象变换程序(如蒙塞尔变换、霍夫变换等)。
4.岩矿分析:第一开展超痕量的稀有分散元素、贵金属元素、气液包裹体中有关化学成分测定技术与岩矿同位素分析技术研究;第二探索能源矿产中有机成分测定、离子探针、超细磨等技术与装备;第三推广岩矿全分析、多元素同时分析、离子色谱、原子荧光等分析方法。
5.岩矿鉴定:第一加强探索对岩矿表面物化性能与工艺性能测定技术研究;第二开展对矿物新材料的测定技术、细菌冶金技术、煤歼石开发利用新技术等的开发工作;第三普及低品位金矿堆浸技术、磁团聚重选工艺及设备、矿物学找矿和化学物相找矿技术、非金属深加工工艺。
结语
我国国土面积辽阔，拥有大范围的地理跨越幅度，因此地质和地貌条件具有复杂性，而这种复杂的地质和地貌结构建设带来了很多的不便，给找矿工作的勘察探索带来了非常大的困难，所以地质勘查技术的更新就显得尤为重要。
我们特别加大推动地质勘查技术发展的力度,对勘查技术提出更多更新的解决方重视组织强有力的技术带头力量,加强有关技术勘查院以及有关技术中心的工作，加强推广与普及对勘查有实效的新方法新技术，加紧跟踪与瞄准国际先进技术，不断开拓勘查技术应用新领域，要积极研制新设备新材料，更要要发挥与开展学会与协会作用,促进我国找矿地质勘察事業的进步。
参考文献
[1]李天文．现代测量学[M]．北京：科学出版社，2007．
[2]李树，牛丽新，王文明．手持GPS在1：5万水系沉积物测量中的应用[J].黄金科学技术，2006，14(3)：35-37.
关键词：找矿 地质 勘察 现状 发展方向
中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：
矿产资源是客观存在并在相当长时期内是恒定不变的。在一盘苹果中,苹果吃掉一个就少一个，矿床也是这样,发现一个就少了一个,下一步勘探发现矿床的概率就会降低。随着全球性勘探程度的深入,找矿难度在不断增加,勘查成本不断上升，只有通过地质勘探技术的不断更新进步，才能保证开矿产业的可持续性发展。
一、地质勘查技术体系的构成现状
根据找矿地质勘察技术的研究对象、工作目的和技术本质，地质勘察技术的管理范围可分为五大类： 也就是实验测试类(岩矿分析与鉴定)、探工类(钻探、坑探)、测绘类(测量、制印)、物化探类(物探、化探、遥感)、以及地质勘查电算技术类。
1. 矿物鉴定和加工技术:
由于岩矿鉴定技术的全面提高导致矿产分选和综合利用水平大幅度的提高。这方面首先是显微镜法、费氏旋转台法、油浸法及矿物分选的重液分离、磁性分离法等普及最早。后来又发展应用X光衍射粉沫法、差热分析法、透射电子显微镜等鉴定技术。并且也引进与研制了电子探针、扫描电镜、红外吸收光谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、四圆单晶X光衍射仪、同位素质谱仪等现代技术和设备。矿物分离分选技术业已应用磁流体分离、静电分离、高频与中频介电分离等多种先进技术。磁团聚重选新工艺使效率提高数十至数百倍。另外,由于查清矿物组成与赋存状态,推进矿产综合利用,使“一矿变多矿”、多种矿产综合采选与冶炼。低品位金矿堆淋技术也已通过试验,开始应用。
2. 坑探技术:
勘探掘进即凿、装、运综合机械化程度已有相当大的提高并形成作业线。勘探坑道软弱围岩盯注、锚、喷加固支护技术和独立长巷通风技术,以及坑道内柴油机尾气净化装置等皆已具有相当高的技术水平。中型液压凿岩机的消化吸收良好并已在生产中推广使用,同时还积极推广了“新奥法,’(NATM)施工掘进技术。近些年来小断面竖井机械化作业线及井深17om掘进技术、小断面斜井机械化作业线及井深450m掘进技术、吊罐天井掘进技术、光爆及新型爆破器材等先进技术,都取得较好成果。坑探技术已在探矿、采矿、水利、交通、地下工程建设等多方面应用,特别是在隧道、涵洞、地铁、地下公路、地下储物库方面做出了突出贡献。
3.遥感技术:
自50年代中期开始采用航摄像片进行区域地质调查工作以来,地质遥感技术飞跃进步,包括可见光、红外、微波等多波段成象的现代遥感技术已广泛用于区调、成矿远景预测、国土与农业调查、水工环地质普查等多方面,特别是城市遥感综合调查(如北京8301工程)取得显著社会效益和经济效益。近年来陆续引进德国RMK航空摄影设备、美国航空数字多光谱扫描仪、航空定量双道红外扫描仪及地面处理设备,并引进了陆地卫星多光谱仪拷贝底片资料。MT图象与S POT图象已推广应用。我国也自行研制了JHY型机载航空红外扫描仪,开发和推广了微机图象处理系统和相应的处理软件。
4.钻探技术:
经过数十年的努力我国钻探技术进展很快。岩芯钻探已推广了绳索取芯金刚石钻探,并朝着多种钻探工艺配合的方向发展。冲击回转钻探、定向钻探、反循环钻探、坑道钻探、复杂岩层钻进技术等都取得了成效。泥浆体系从高固相转为低固相、从单一无机为主转为高分子为主,地勘水泥和惰性堵漏材料也已得到推广。钻探技术已用于陆地区调与普查、能源与固体矿产、地热与建筑基础等勘探;水域里的滨海钻探、深海钻探和极地钻探等,以及地下坑道中仰孔、斜孔钻探等。
5. 化探技术:
近年来取得了突飞猛进的发展,填补了多项技术空白。首先六种方法即水系沉积物、土壤、岩石、地植物、水化学、地气等测量技术业已建立,并取得发展与提高。其次在应用方面,除用于地质找矿之外已有成效的用于环境地质、农业地质、污染监测、考古勘察、医学地质等多方面。第三,化探技术进步方面亦相当突出,主要表现在研究并推广了一套山区、干旱区、高寒区、岩溶区等特殊景观区化探技术;区域化探样品分析方法、质量监控、标准样制备和测试方法技术;用于检查异常的Au、Cu等野外现场分析技术等。
6. 物探技术:
在探测方法方面现已形成七大系统与系列,即区域重力调查、第二代航空物探、井中与地下物探、海洋物探等技术系统及油气勘探、固体矿产找矿、水工环物探等技术系列。在仪器设备方面已建有十数家地勘仪器制造厂,可批量生产各类物探仪器,满足了国内勘查行业的需要。国际常规类型我们均有,且已更新3代至5代。在作用与贡献方面至今已获得数量颇为可观的重大地质找矿效果,探测出数以百计的油气构造、数以千计的矿产地、数以万计的供水井位,而且还完成了难以计数的工程勘测项目。同时解决了诸多大地构造和基础地质问题。
二、勘查技术体系发展方向
尽管我国勘查技术发展提高很快,但与发达国家相比,总体上还有相当差距,主要是高新技术发展缓慢,突破性独创技术较少,设备仪器更新换代周期较长。但是,只要地勘行业各单位领导给予重视,新方法、新技术、新仪器、新工艺必然迅速得到开发与推广。可以预料今后发展方向如下。
1.物探方面:第一是研制一批新型设备(如超导磁力仪、微伽重力仪、探地雷达、岩性探测仪、大功率TEM系统等);第二是发展一批实用的方法技术(如VSP技术、AvO技术、CT技术、X光检测技术、压电与压磁技术等);第三是开发一批资料处理和解释成图软件。
2.化探方面:第一是研究地气法和寻找深埋矿床方法,以及扩大化探在农业和环保方面的应用研究;第二是探索特殊矿种(如铂与铂族元素等)分析方法、多元素野外现场快速分析方法与轻便设备;第三是编制各种地球化学图件(分幅、分省、分成矿区、分不同景观单元)。
3.遥感方面:第一开展窄波段波谱和成象波谱应用研究、热惯量制图研究、微波窗口理论研究;第二发展航空热红外扫描、多光谱扫描、侧视雷达的应用;第三推广模拟阴影图象、人工视差立体象对、多变量比特累加图等程序,推广图象变换程序(如蒙塞尔变换、霍夫变换等)。
4.岩矿分析:第一开展超痕量的稀有分散元素、贵金属元素、气液包裹体中有关化学成分测定技术与岩矿同位素分析技术研究;第二探索能源矿产中有机成分测定、离子探针、超细磨等技术与装备;第三推广岩矿全分析、多元素同时分析、离子色谱、原子荧光等分析方法。
5.岩矿鉴定:第一加强探索对岩矿表面物化性能与工艺性能测定技术研究;第二开展对矿物新材料的测定技术、细菌冶金技术、煤歼石开发利用新技术等的开发工作;第三普及低品位金矿堆浸技术、磁团聚重选工艺及设备、矿物学找矿和化学物相找矿技术、非金属深加工工艺。
结语
我国国土面积辽阔，拥有大范围的地理跨越幅度，因此地质和地貌条件具有复杂性，而这种复杂的地质和地貌结构建设带来了很多的不便，给找矿工作的勘察探索带来了非常大的困难，所以地质勘查技术的更新就显得尤为重要。
我们特别加大推动地质勘查技术发展的力度,对勘查技术提出更多更新的解决方重视组织强有力的技术带头力量,加强有关技术勘查院以及有关技术中心的工作，加强推广与普及对勘查有实效的新方法新技术，加紧跟踪与瞄准国际先进技术，不断开拓勘查技术应用新领域，要积极研制新设备新材料，更要要发挥与开展学会与协会作用,促进我国找矿地质勘察事業的进步。
参考文献
[1]李天文．现代测量学[M]．北京：科学出版社，2007．
[2]李树，牛丽新，王文明．手持GPS在1：5万水系沉积物测量中的应用[J].黄金科学技术，2006，14(3)：35-37.