深部找矿的技术以及前景

李英永 周勇

摘要：随着浅部资源的逐渐消耗和枯竭，各国都已开始向地下深部获取资源。本文介绍了几种深部找矿的技术，并探讨了深部找矿的前景。

关键词：深部找矿；高光谱遥感技术；航磁

一、深部找矿的技术

由于深部矿床的隐蔽性、复杂性，找矿要想有突破，很大程度上依赖于勘查技术的进步。因此必须以新的成矿理论为基础，以大的成矿区带、成矿有利的岩体（含隐伏岩体）、深大断裂等为研究对象，采用中大比例尺地质测量、中大比例尺物化探测量等新技术、新方法，大致查明勘查区地质矿产及物化探特征，对勘查区隐伏矿体作出推断，才能对有利成矿地段进行深部钻探验证，同时兼顾已知矿床、矿（化）点深边部找矿，力求寻找新的找矿靶区，发现一批新的矿田、矿床。

（一）高光谱遥感技术

高光谱遥感技术在地质找矿中因为其高空间分辨率的高光谱遥感技术给遥感地质找矿添加新的血液。高光谱遥感技术绘制的图谱能够有效地区分矿与非成矿断裂、蚀变岩体、地层和非蚀变岩体、地层，能够精准地找到新的矿产蕴藏靶区。高光谱成像系统从理论和技术方面都能对地质找矿做出贡献。遥感系统技术地质勘查系统正在有条不紊地构建。该系统能够把航天、航空、陆地、海洋、地下的遥感数据进行有效收集处理，构建出一套三维地质勘查遥感系统。立体式的地质侦测技术系统利用航空遥感技术、航空物探技术、地面地下物探测技术、地球化学技术等等先进的地质勘测技术，构建出了从地面到天空再到太空的立体式地质勘查技术系统。

（二）钻探技术

1、金刚石绳索取心技术

绳索取心（WL）钻探技术自20世纪70年代中期我国开始推广应用，但在应用广度和深度上与国外发达国家相比存在较大差距，利用绳索取心钻探技术完成的岩心钻探工作量仍不足全部固体矿产岩心钻探工作量的3O%。国产绳索取心钻具存在材质不佳、加工质量差、易折断和脱扣等问题，不能满足1000m深钻孔的需要。而深部找矿一般采用的替代方案是使用内径可以通过绳索取心钻具内管的普通钻杆来完成钻孔取心作业，这就在完成取心作业的同时增大了钻孔工作量。

2、反循环连续取样（心）钻探技术

反循环连续取样（心）钻探技术被称为钻探技术第二次革命。它采用压缩空气作为循环介质，利用双壁钻杆以冲击回转全面碎岩和连续岩屑作为地质样品的方式钻探施工，随着钻进的不断进行，岩屑被高速气流连续地经双壁钻杆的中心携带至地表，并按照顺序将岩屑收集起来作为地质化验分析的地质样品。

3、空气泡沫钻探技术

该技术是原地矿部“七五”和“八五”期间的重点科研攻关项目，由勘探技术研究所、长春地质学院和甘肃地矿局等科研院所、高校和相关生产单位联合完成。经过不同环境条件及机具试验研究总结了一套比较成熟的泡沫工艺和钻进规程。由于其后正值地质钻探工作量锐减，而此技术在初期投资、能耗和后期泡沫剂回收方面的费用都比普通钻进技术高，因此其推广应用处于停滞状态。

4、液动锤钻进技术

液动潜孔锤钻探是在回转钻探的基础上通过利用现场泥浆泵输出的冲洗液驱动液动潜孔锤（简称液动锤或冲击器）其内部的冲锤对钻头施加一定频率和能量的冲击功，加速碎岩，也就是钻头上带有冲击负荷的回转钻探。钻孔时液动锤安装在钻杆或岩心管与钻头（取心或全面钻进）之间，随钻孔之延深而潜入钻孔中对钻头施加冲击负荷，它是在冲击和回转的共同作用下碎岩，因此可大幅度提高硬岩钻进时效，减轻孔斜，降低成本，提高综合效益。液动潜孔锤钻探是对现有回转钻探的重大改革，是继现代金刚石钻探之后的钻探新方法。它较好地利用了坚硬岩石脆性大而抗剪强度较低不耐冲击力的弱点，是解决坚硬岩层和某些复杂岩层钻探效率低钻孔质量差的有效钻探技术。随着液动锤钻进技术在我国深部找矿中的应用，其成功的程度受到了国外多方矿业工作者的高度赞扬。

（三）航磁技术

航磁找矿主要采用的手段是借助航磁资料，并结合矿中找矿的经验，对矿区周边的地方进行找矿。利用航磁手段查找矿区，主要是在平面等值线进行表现，在等值线上，主要是以南北方向为主，磁场在东西两端和中部呈现出异常情况。当探查磁场的箭头由南北方向想东西方向转移时，就证明出现矿井的地方在东西方。

（四）化探技术

化探已逐渐成为现代矿产勘查技术的支柱之一，尤其是在各种覆盖区和隐伏区内进行化探扫面后快速圈定勘查靶区的应用方面十分有效。近年来，化探的发展主要体现在地球化学分析技术的进步，测试的灵敏度和精确度不断提高。例如，偏提取技术、地质年代学、蚀变因子分析、流体包裹体研究、同位素分析等。分析技术的进步使高精度化探数据的获得成为可能，从而大大提高了矿产勘查的效率和水平。在方法理论方面，活动态金属离子地球化学成为近年来发展的重要方向，人们已认识到弱束缚的金属离子可以从深部的矿体向上运移至土壤中并保存下来。在这一认识理论的基础上，包括中国在内的多个国家研制和发展了深穿透地球化学方法，国际勘查地球化学家协会还组织了的由国际著名的26个单位参与的“深穿透地球化学计划”。这些方法主要有美国和加拿大的酶提取法（ENZYMELEACH），澳大利亚的活动态金属离子法（MMI），中国的金属元素活动态提取方法（MOMEO）和动态地球气纳微金属测量法（NAMEG）等，探测深度可达几百米（谢学锦和王学求，2003）。经过多年勘查实践的检验，这些方法已经逐渐成熟并发挥积极作用。中国所发展的两种深穿透方法，不仅能在详查阶段圈出被埋藏在厚层成矿后沉积岩及外来运积物下的矿体，而且可以用于在大面积覆盖区进行地球化学调查，圈定战略选区，评价大面积隐伏区内成矿金属供应量的规模。

二、深部找矿发展前景

随着我国经济持续性发展，深部找矿成为国有资源勘探工作的首要战略方针。增强深部探矿的勘查力度，将矿产工作对我国的社会经济发展起到的促进作用提升到最大化。在今后的发展中，深部找矿将会形成全球化工作范围，利用我国现有的卫星勘探技术将深部找矿全球化的发展发挥到最大化，同时也可以利用不受国界限制的卫星技术做国外找矿工业，也能提供一些相应的服务信息。在我国现有的技术中，遥感技术突出的工作特征就是可以进行外星找矿，这是目前国内所有技术中唯一可以将外星勘探工作做到极致的一种技术。深部找矿是唯一解决我国目前资源短缺的途径，探矿技术的应用是整个深部找矿中最重要的工作环节，利用先进的技术进行深部地层的探勘，能够发现新问题，解决问题。深部找矿将是我国矿产资源的又一个春天，在这个春天里矿产的种类将会展示出枝繁叶茂的生命力，遏制国内的资瓶颈，在矿产资源中打造出另外一片天地。

三、现代地质深部找矿思考

现代矿产资源深部找矿工作经过几年的发展，已经取得了一些实质性的突破。想要促进矿产深部找矿工作的进一步发展，必须要从以下几个方面入手。

（一）实现地质深部找矿理论的创新

地质深部找矿的難度和风险较大，投入较高，为降低地质深部找矿的风险，就必须加强对其的理论研究，总结和归纳出地质找矿的规律。用理论指导实践，实现地质深部找矿工作的顺利开展。

（二）实现地质深部找矿技术创新

在新一轮的找矿方向（攻深找盲）的带动下，为使我国深部找矿能力在新的时代能有一个大幅提高，实现地质深部找矿重大突破，我们需要通过引进，研发和创新一批现代地质勘查技术，建立新一代勘查技术体系，勘查技术仍以引进为主，在引进的基础上消化吸收，进而创新发展，通过10―15年努力，对地观测技术，地面探测技术，分析与实验测试技术，地质信息技术，深部探测技术五大技术体系，全面推动勘查地球物理，勘查地球化学，遥感地质，岩矿测试与分析技术，地球信息科学等分支学科的发展。

（三）加大人才培养力度

深部找矿是一项技术性工作，需大量资金投入，更需大批各行各业人才的进入，实现地质学、探物、勘探工程学等学科的有效结合。高素质人才在地质深部找矿工作中能够发挥重要作用，提高地质找矿的科学性和准确性，促进地质深部找矿工作的进一步发展。

参考文献

[1]罗卫.关于深部找矿钻探技术的探讨[J].低碳世界，2015（19）.

[2]周轶群，胡道功.青海五龙沟金矿区蚀变矿物光谱特征与找矿应用[J].地质力学学报，2012，18（3）.