探矿工程在地质资源勘察研究中有何作用

张晨晖

摘 要：随着中国社会经济的不断发展，工农业生产和生活中的能源需求不断增加。尽管我国的地质资源勘探项目起步较晚，但由于国家的重视和一代代先辈的付出，我国的探矿项目不断发展和进步。在地质资源勘查和勘探中，探矿工程是很重要的组成部分，更是唯一一种可以直接从地下岩层获取实物样品的方法。因此，在以后仍然需要不断加强对勘探项目的重视，彻底摒弃陈旧的观念，不断吸取先进经验研究创新技术，以使勘查项目更好地为地质资源勘测研究服务，充分发挥它在资源开发中的作用。本文从中国地质勘查研究的含义与存在问题入手，详细分析了探矿工程在地质资源勘查和研究中的具体作用，供相关研究人员和从业人员参考交流。

关键词：探矿工程；地质资源；地质勘探；应用

中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）15-0164-02

1 探矿工程概述

1.1 探矿工程的概念

在实际进行地质资源勘测的时候，主要目标就是找到埋藏在地下岩石中的矿体或其他特定地质矿体的相关参数，包括矿产深度，矿产规模，矿产数量，化学状态，地质结构，矿产形状等，因此需要将有关的工程技术应用到地质物理资料提取分析中，研究这一类型的工程技术的学科被称为勘探工程或探矿工程。探矿工程的具体内容可以分为钻井技术、矿井勘探工程和勘探设备等，如图1所示。

1.2 当前探矿工程存在的问题

首先，人们对探矿工程没有引起足够的重视。目前在大多数人的心目当中，他们的心目中探矿工作仅仅是地质勘测的手段之一，与勘探工程是从属关系，且重要性并不比其他工程技术高，这是一种无关紧要的技术。这样的看法使得探矿工程得不到足够的重视，也对提高探矿工程的发展与进步造成了一定的影响。因此，针对当前的情况，主管部门以及各科研机构需要采取积极有效的措施，鼓励探矿工程的研究和实践，使探矿工程得到重视，发挥其在地质资源勘察工作中应有的作用，促进行业标准化、专业化、高效化发展。

其次，在探矿工程专业技术人才方面存在着后继无人的现象。探矿工程发展中普遍存在着技术人员老龄化的趋势，固然年纪较大的技术人员由于其丰富的知识储备和实践经验而存在优势，但往往离退休年龄不远，剩余工作年限不长，且无法承受较高强度的工作，而新一批的技术骨干并没有培养出来，探矿工程整体处于青黄不接的状态。所以，当前探矿工程行业一大需要解决的问题是培养有潜力的、能够胜任技术负责人的青年工程师。资历较老的专家应当做好传授知识、技能工作，致力于培养年轻力量，促进探矿工程的循环、可持续发展。

1.3 探矿工程的发展形势和研究方向

当前探矿工程面临着以下新形势：（1）处于能源更新换代的关键时期，具体表现在我国以及全世界传统矿产资源和油气资源面临短缺问题，已经无法有效支撑社会经济的发展。（2）经济全球化扩展到技术领域，各国之间的联系越来越紧密。（3）对寻找替代能源的需求对探矿工程的发展与应用提出了崭新的要求。（4）产学研一体化趋势更加明晰，探矿工程的应用发展越来越离不开基础科研的进行。（5）国家对资源勘查尤其是探矿工程引起了更高的重视，相关优惠政策为探矿工程的发展提供良好的机会。

在这样的背景之下，我国探矿工程的发展应当聚焦于以下几个方面：（1）首先，研究趋向于自动化、智能化、便捷化、准确化，使用更加高效快捷的钻探取样技术。（2）加强适用于特殊地域的技术研究与设备制造研究，如月球、极地、深海、热岩、永冻层等工作人员不易进入的区域。（3）提升地质钻探技术适用的深度和硬度。（4）研究适用于地球科学的钻探设备与技术。（5）研究超深孔钻探技术。（6）提升材料切割、破岩、碎岩技术的研究。（7）寻找更高效的成孔材料。

2 地质资源勘察研究的主要任务

2.1 深部探矿

当前我国的地探矿深度还很不够，大多数勘测深度都位于500米以内，矿产开发深度也停留在表面地层。事实上在更深的地层还存在丰富的矿产资源，且相比开发了几百年的地表层矿产更完整。随着经济的快速发展和人们对物质生活要求的不断提高，资源的消耗量也在以前所未有的速度增加，仅仅依靠500米以内的矿产开发远远不能满足生产发展的需要。所以加强对深部矿区资源的勘探，尤其是针对500米以下的深部找矿对于解决资源短缺问题有重要意义，因此也成为了当前地质勘探工作的重要目标之一。

2.2 勘测和开发新型能源

在可控核聚变尚未实现之前，人们仍然需要依赖化学能源，但在煤炭石油等传统能源日益枯竭的今天，加强对新型能源的研究与开发也变得更加重要。新型能源主要包括可燃冰（天然气水合物）、煤层气、页岩气、地热能源、干热岩等。其中可燃冰主要存在深海或者永冻层当中，是我国重要战略矿产之一，在南海地区有丰富资源，其开发技术起步较早目前在稳步推进中但尚未取得突破性进展。而对于煤层气、页岩气仍处于基础研究阶段，离真正应用上有一定时日，地热能的研究目前也比较浅，且因为存在不稳定、开采风险大、对环境的负面影响尚不明确等特点难以应用，但由于其分布广、产量多、易于开发的特点，相信在未来能源构成中也是非常重要的一项资源，因此结合有关部门的重视和从业者的共同努力加强对其研究。对于地质工作者来说，要对我国各种新型能源深入研究调查，掌握全国可燃冰、页岩气、地热等能源的分布以及保有状况，做好相应的基础勘察，并加强对钻探工艺的研究和新技术的推广工作，为我国发展并运用新型能源打下坚实的基础。

2.3 地底探测

当前科学家对于地球的探测还仅仅局限于地壳表面，而对于更深層次的地壳乃至地幔研究还很不够，地底探测科学还需要进一步加强。通过深度探测地底，不仅可以直观了解直观岩石圈构造，探索地底各层次的物理的构造及物质形态，也可以加深对地球深部流体和地热结构的理解，也对系统性认知地震乃至预测地震、揭示全球气候变化内在成因以及解释环境变迁等科学问题有所帮助。

3 探矿工程在地质资源勘测中的作用

就目前情况来看，探矿工程在地质资源勘察研究中发挥重要作用，具备战略性地位。最主要体现在探矿工程是地质矿源勘测、开发的具体实现途径，随着科学的不断发展和技术的不断革新，人们的意识也发生了翻天覆地的变化，这对促进资源环境科学的发展是极其重要的。就我国而言，探矿工程的作用主要集中在为国家地质矿产资源提供安全保障、为国民经济日常运行提供基本服务，为生态保护和生态平衡提供重要支撑。

物理基础技术和探矿技术是我国地质资源应用勘察的两大支柱学科。其中探矿工程技术是从地下实物地质中获取样本的唯一途径，短期内在地质资源勘测中的地位无法被其他技术所取代。探矿工程在地质资源勘察研究中的具体作用表现为以下四点：

（1）我国的登月计划、深潜项目、地底探测、极地考察等重难点地质探测都离不开探矿工程，实际上这些特殊地质考察任务的技术难题也集中存在于探矿工程的技术难题中，即探矿工程是特殊地质勘探任务的核心基础。（2）对于地质灾害的考察与防治中起着关键性作用。我国幅员辽阔。地理情况也存在巨大差异，而对于泥石流、洪水、地质塌陷等多种地质灾害而言，其产生与损害程度与地质情况是分不开的。运用探矿工程对于地质进行基础考察测绘，有助于更加了解实际情况，在灾害来临前可以提早预防，降低危害程度；而在灾后也有促进救援、重建的作用。（3）有助于矿产资源的开采，我国拥有960万平方公里的陆地领土和约300万平方公里的海洋领土，在这些领地上分布着巨量的矿产资源。我国目前仅对1/3的矿产资源有实际开采能力，目前还没有实现对矿产地有效利用，但另一方面也说明我国的矿产开发还有巨大的发展潜力，还需要我国科研工作人员的不断努力，同时也需要探矿工程这一基础学科的支持。（4）加深对地球的认识。目前人们对于地球还没有很深入的认识，相关物理资料还处于比较缺乏的状态，探矿工程的技术同样可以用于获取岩层矿物信息，以验证地球内部构成，从而开展进一步的研究和技术开发。

4 我国探矿工程的发展策略

总的来说，对于探矿工程应当给予更高的重视和支持，本质是要提升钻探取样技术的精密度和自动化水平，让其在实践中更好完成任务。研究的侧重点要放在南北极、地外星体、冰川、海底、干热岩以及山脊、地热浅层等难以开发或者难以长时间进入地区的钻探能力和钻探效率，为钻探工作提供有效支撑。与此同时，也要致力于致力于配合GIS进行轨迹开发、实施定位、定向岩心等方面的技术开发，将探矿工程与GIS工程有效结合，帮助推进地理信息化、地理智能化的发展。

另一方面，实践领域还存在许多坚硬、复杂的地质状况，所以也要提高钻探强度，发展碎岩技术。要积极发展和推广绳索取心、螺杆马达、液动潜孔锤三合一技术与绳索取心、液动潜孔锤二合一技术的应用。对于地球探测方面也不能忽视，要加强适用于该领域的钻探技术与钻探工具研究。在我国近几十年的科学体系中，已能成熟适用钻孔方法大陆科学钻探工获取原位测井、固液气态样品和土质标本数据，从而开展对地球深部物质的研究，包括动力学、结构、成矿机理等。早在我国973计划实施之初，就针对表层物质和温室气体变化分析的研究立项并顺利完成，为研究原装岩芯打下了坚实的基础，未来还需进一步发展。

5 结语

在地质分析、深部找矿、新能源开发、生态保护、地质环境改善等方面，探矿技术具有不可替代的作用。为实现地质资源勘查技术的突破和发展，进一步巩固和拓展我国科技发展成果，有关部门和技术人员要重视探矿工程，加强研究分析，为解决地质资源调查问题提供有力支持。

参考文献

[1]孙腾飞，张大伟，邰振忠，等.探矿工程在地质资源勘察研究中的作用分析[J].消费导刊，2017（10）：55.

[2]鲁洋.探矿工程在地质资源勘察研究中的作用[J].城市建設理论研究（电子版），2018（2）.

[3]徐航，刘德全.关于探矿工程在地质资源勘查研究中的作用[J].工程技术：全文版，2017（1）：00229-00229.