金属矿产资源钻探技术探讨

■贾占宏（青海省有色地质矿产勘查局八队青海西宁810012）

金属矿产资源钻探技术探讨

■贾占宏
（青海省有色地质矿产勘查局八队青海西宁810012）

在地质勘探中，通常以钻探工程和坑探工程为主，辅以地球物理勘探和地球化学勘查。地质钻探，根据地质设计，在预定地点，利用钻探设备钻穿岩层，取得岩样、水样、土样等实物资料，并通过钻孔进行地下物理测量或地下水动态观测等，在地质勘探中应用最广。

金属矿产 矿产资源 勘查技术

1　兴海县鄂拉山口银多金属矿概述

通过对兴海县鄂拉山矿源大致存在区内的资料进行综合对比、分析研究等一系列的技术和措施来观测和验证预测区内的矿源分布、矿源开采前景，为下一步普查做基础。青海省兴海县鄂拉山口银多金属矿位于柴达木地块东南缘——鄂拉山火山～岩浆弧弧前增生楔西南部之颚拉山造山带南部，处于北北西向温泉～瓦洪山断裂构造带的东南端，在平面上处于东西向构造带、北北西构造带和北东向构造带的交汇处，其北北西向温泉断裂对盆地沉积，火山活动起着明显的控制作用。在该断裂以西为中酸性、酸性侵入岩广泛分布的颚拉山岩浆岩带，以东则为河卡山前陆逆冲断带，发育三叠纪陆相火山岩和含火山岩的复理石建造，并发育火山机构，是我省重要的多金属成矿带——鄂拉山多金属成矿带。掌握了这些资料后就可以进行普查。普查就是对有开采前景的矿化区域进行地质、物探、化探和取样工程，对矿源的开采和范围进行确定，通过对比进行系统的研究和和评价，为矿源进一步查找做铺垫。详查就是在预查和普查之后通过取样分析等一系列方面研究，预计出矿源的远景估量，结合实景情况做出结论是否有开采价值，然后列出开采区域范围，制定出一系列整体规则和建议书。根据矿区地质构造分区图及地质演化特征，鄂拉山成矿带由北面的兴海弧形体和南部沟里—苦海楔形体复合而成，是华力西和印支期褶皱构造的叠加产物；早期石炭纪—早二叠世的活动型沉积，经过晚二叠世的整体隆升和期末的挤压造就成晚华力西褶皱基底。相继整体沉降接受早、中三叠世浅海陆棚环境下的裂陷槽活动型沉积建造，中三叠世晚期再次整体隆升和挤压褶皱，形成晚华力西、早印支复合造山亚带，同期由于北北西向温泉断裂构造活动促使该区地壳在拉张作用下持续裂陷，并因不均衡发展促发火山喷发，形成晚三叠世陆相火山岩盖层；之后该区继续受构造活动影响经历了多期构造热事件和造山运动，相伴次火山或潜火山型印支期和燕山期的花岗岩类侵入体。

根据1/5万区调地质资料，区域内出露地层主要有：二叠纪、三叠纪、侏罗纪、第三纪及第四纪地层。尤以三叠纪地层分布最广，也是该区主要的赋矿层位。普查区地层以三叠纪地层为主，该地层是工作区内主要的含矿岩层。根据岩性特征又分为：晚三叠世鄂拉山组（Te 3）陆相火山岩建造（为一套陆相火山碎屑岩夹火山熔岩、不稳定沉积碎屑岩的地层）、早中三叠世闹仓坚沟组(T1～2n)复理石建造及火山岩建造。另外在乎卢毫秀玛地区上覆少量山间盆地沉积的第三纪紫红色粉砂质泥岩。勘探，就是对开采区各种采样工程进行加密以及可行性系统研究，从而确定矿体的储存级别，为后期矿区建设规模、矿源质量、开采方式、原矿石冶炼工艺以及矿区总体布置、矿区建设设计等诸多方面提供依据。

2　勘查中主要运用的钻探技术

2.1反循环钻探技术

反循环钻探技术分为空气反循环和水力反循环两大类。水力反循环钻探技术的循环介质是水或者泥浆之类，它的工作原理就是将水或者泥浆传送到孔底，取心钻头就可以得到柱状的岩心，然后取得的岩心就可以随着钻头到达地面。空气反循环钻探技术的工作原理就是双臂钻杆外管将空气输送到孔底，空气到达孔底之后就会产生膨胀，对孔底的潜孔锤会产生一个冲击力，从而潜孔锤就会对孔底的岩石产生剧烈的撞击，使岩石剥落。因此，当钻杆回到地面的时候也会带回一点剥落的岩石，通过对这些岩石的研究，就可以得到想要的资料。无论是那种技术，它们的应用范围都很广，在复杂的或者松软的地层都可以使用。

2.2绳索取心技术

绳索取心技术的核心工具有用于堵塞时打捞的工具和装满岩矿心的岩心管。当获取岩心时，钻杆住是不需要提升的。这项技术十分便捷，且其适应性非常强，因而得到了较为广泛的应用。这种技术钻进的深度不大，使得设备的钻进效率大大地提高。绳索取心技术在钻探地热、天然气、固体矿产以及冰层等领域有着广泛的应用。

2.3液动潜孔锤钻探技术

液动潜孔锤钻探技术的工作原理是用冲洗液带动液动潜孔锤的工作，当冲洗液冲击潜孔锤时，潜孔锤将接收的能量传送给钻头，于是钻头就可以产生有节奏的冲击负荷对岩石进行猛烈的撞击，从而得到岩石的样品。液动潜孔锤钻探技术能够充分利用一些硬度大的岩石脆性大、抗剪强度低等特点，有效解决了复杂地位的钻探工作。液动潜孔锤钻探技术在水电建材、金属矿山以及石油化工等等领域有着广泛的应用。

3　工程地质取样技术

钻孔取样的钻进要求。应采用较平稳的回转式钻进。若采用冲击、振动、水冲等方式钻进时，应在预计取样位置1m以上改用回转钻进。在地下水位以上一般应采用干钻方式。在软土、砂土中宜用泥浆护壁。若使用套管护壁，应注意旋入套管时管靴对土层的扰动，且套管底部应限制在预计取样深度以上大于3倍孔径的距离。应注意保持钻孔内的水头等于或稍高于地下水位，以避免产生孔底管涌，在饱和粉、细砂土中尤应注意。采取原状土样的钻孔，其孔径必须要比取土器外径大一个等级；地下水位以上应采用干法钻进，不得注水或使用冲洗液，地下水位以下钻进时应采用通气通水的螺旋钻头、提土器或岩芯钻头。当土质较硬时，可采用二重管回转取土器，取土钻进合并进行；在饱和黏性土、粉土、砂土中钻进时，宜采用泥浆护壁。取土器下放之前应清孔。采用敞口式取样器时，残留浮土厚度不得超过5cm；取土器应平稳下放，不得冲击孔底。取土器下放后，应核对孔深和钻具长度，发现残留浮土厚度超过要求时，应提起取土器重新清孔，提升取土器应做到均匀平稳，避免磕碰。

4　结束语

目前，随着我国金属矿产的开采，我国金属矿产的量也越来越少，同时我国勘查技术也在逐渐的由浅部矿发展到深度矿，深度矿开采的难度也越来越大，这就要求我国的地质勘查企业不断改进勘查技术，提高矿产资源勘查水平。随着我国在矿产资源方面的投入，我国已经建立了一整套勘查技术评价体系和技术，这些必将为我国金属矿产勘查技术的发展奠定了坚实的基础。

[1]彭省临，刘亮明《大型矿山接替资源勘查技术与示范研究》[M].北京:地质出版社，2011:12.

[2]徐才明，高景华，荣立新等《地面地震层析技术在金属矿勘查中的试验研究》[J].物探与化探，2011，29(4):299～303.

F416.1[文献码]B

1000～405X（2016）～4～178～1