地质勘查及深部地质钻探找矿技术分析

韩 振

（安徽省煤田地质局第三勘探队，安徽 宿州 234000）

在钻探技术起步初期，深部地质的找矿技术还不成熟，浅层矿产资源成为了普遍开采的对象。随着高兴技术产业的发展会生产力的快速提高促进了矿产资源的消耗，如何高效的开展地质勘察并合理利用钻探技术进行矿床寻找成为众多地质学者的研究内容。由于深部地质结构复杂，勘察难度较大，对于钻探技术的要求也相对较高。因此，综合分析深部地质条件下的勘察原则并依据实地情形科学的选取适宜的钻探技术对找矿工作具有积极的指导意义。

1 地质勘察主要内容和基本原则

1.1 地质勘察主要内容

针对矿山的地质勘察所需周期较长，并且在勘察过程中应根据资源存储量和开采进度制定合理的安排，避免出现过度开采的现象，损害经济效益。矿山生产的勘察内容主要包含矿山选取、开采计划、矿产冶炼等内容，针对内容的不同合理制定勘察方案可以提升矿产资源的开采量，同时选取最佳的科学利用方式。

在勘察过程中通常会发现某些类似的矿产资源，这些矿石及尾矿的勘察也是地质探究中的重要组成部分。矿产资源利用率低的主要原因之一就是尾矿资源的利用不合理，造成了资源浪费。深部地质矿产的开发利用对钻探和开采的技术提出了更高的要求，同时相应的同产矿石及尾矿的勘察和开采也应当进行合理的规划。工作人员在地质勘查中应注重对尾矿资源的成分、储量等进行及时的记录和分析，促进矿产资源利用率的提高。

如果地质勘察的对象是封闭的矿山，为保障开采任务的顺利进行，勘察过程应严格遵循相关立法和法规，同时在勘察过程中对封闭的地质环境进行详尽的分析和调查，整理相关的地质报告并与有关部门商讨关于矿山环境保护的主要措施。针对勘察结果对所勘察矿山深部所含矿产资源的开采及利用提出建议。

1.2 地质勘察的基本原则

中国地域辽阔，矿产资源分布广泛，不同地区间的矿产资源在储量、应用、分布、开采等方面都不尽相同。地质勘察首先应当针对不同矿产资源的特性进行合理分类，依据矿区的地质条件、周边地势环境、矿产种类及储量等做出科学的勘探计划，在详尽了解其发展趋势后对整体的地质勘察制定规划，同时为矿区其余自然资源的开采提供参考依据。

此外，深部地质的结构复杂，矿产资源的勘察和开采难度增加，勘察人员应结合先进的现代钻探技术，加强对不同地势的勘察研究和探索，总结出适合不同地势的勘察方法，同时加强对深部地质钻探技术的创新。管理体系的健全与否对地质现场的勘察工作有着关键的影响。深部地质勘探过程中应对现场的人力资源进行有效的集中管理，同时对员工的工序进行合理分配。

2 深部地质钻探找矿技术应用

2.1 地质钻探技术

地质勘探中常用的钻探技术包括冲击钻探、回转钻探、振动钻探等。早期钻探技术中所使用的钻芯过于简陋，对设备要求较低，虽然操作简单但是所适用的钻探深度和宽度较小，存在一定局限性。随着钻探技术的不断升级创新，逐渐发展为全液压驱动、仪表控制、勘探与测试相结合。循环连续取芯钻井技术在钻探过程中通过压缩处理，使碎片在高速空气作用下从地心进入管道，便于收集所需分析的地质样本。但是该类方法需要配备特殊的壁挂式钻杆，故而未进行普及。

当前较常见的高性能定向钻井技术，在勘探深度和精度方面都要优于普通的钻井技术。在深部地质钻探找矿过程中，由于钻杆使用不便，可采用绳索取芯技术，依据钻探深度调节升降频次，借助工具填满岩芯管并提取岩心，方便作业的同时减轻钻头的损耗。当钻探过程中出现堵塞情况，可通过工具进行打捞处理，避免矿芯与钻杆间出现摩擦，影响取芯质量。

2.2 电磁勘查技术

电磁勘查技术常用于深度较大的地质勘探。低频率的电磁勘测技术能够有效降低周边环境对勘测结果的影响，提升勘测精度，获得矿区的矿产资源赋存规律等信息。

当需要对矿产所处区域进行整体的地质构造分析时，可采用Fraser滤波器接收所需勘察区域的现场数据，收集数据后可通过仪器进行滤波处理，帮助识别所需的矿区地质构造，并标记可能存在的构造异常区域。

2.3 反循环连续取样钻探技术

反循环连续取样钻探技术常用于深部地质的勘察和找矿，将空气进行压缩当作所需的循环载体，深部地质的钻探找矿要求钻头产生高速的旋转，此时地表中会产生大量的岩屑，在采集该地质样品进行分析时应对其先后顺序进行标记，用于对地下矿物的分布情况进行判定。

矿区在开采前需要明确所开采区域的矿物含量的分布深度、具体位置、所处地势构造等条件，钻探过程中布置双臂钻杆可以使连续岩屑与碎岩产生全面碰撞，这样在提高开采效率的同时也能帮助开采队伍避开地质薄弱区域，提升施工作业的安全性能。与其他方法相比，反循环连续取样钻探技术将地表岩屑替代柱状岩心，而双壁钻杆的布置使用也提高了钻探作业的要求。

2.4 X射线荧光及GPS追踪系统

X射线荧光技术主要通过刺激X射线光子，雾化形成的X射线对所需分析的矿产样本进行检测，依据所得结果中光谱强度以及X射线的波长范围，与相应矿物元素所对应的X射线谱进行比对，帮助分析矿区中矿产资源所含微量元素的定性和定量分析。

在深部地质勘查过程中，若需要对地质信息进行系统性分析，可预先收集所处地域的岩土分布、水流特性等信息，之后借助GPS追踪系统与遥感技术，输入所获取的信息大致得出潜在矿产区域内的金属分布。遥感技术的引入便于收集深部地质的矿化信息，将所收集数据与外露岩石样本信息进行测绘和比对，进而完成对深部地质矿石含量的勘探检测。完善的GPS传感器系统还包括相应的监测平台以及传感信号的接受处理仪器，完善的数据采集整理系统能增加矿井定位和识别的准确性，有效提升了深部地质的勘探效率。

2.5 物探方法

物探法主要针对深部地质勘察中的金属矿产探测，基岩裸露、高差过大、岩溶裂隙及冲沟发育等复杂的地质边坡条件会对地质勘测结果的准确性造成一定程度的影响。高密度电法具有电阻率测深和电阻率剖面的双重功效，在探测过程中只需保持测点固定，调整电极距并进行观测，通过增加供电电极使得电流场的变化范围加深，勘测人员通过观测视电阻率值即可获取测点下部地下介质在竖直方向上电阻率的变化情况。电剖面法测量原理的优势在于测量过程中可以在固定供电电极与测量电极的同时对将多个电极向所布置逐点逐渐移动，根据所记录视电阻率的变化情况对测线周边及其所处某一深度范围内的地质进行勘察，识别出所勘察区域内的薄弱地带，避免在钻探过程中破坏深部地质的结构稳定性，促进钻探找矿工作的顺利实施。

3 结语

随着工业技术的发展，资源问题逐渐突出。矿产资源需求的飞速增长使得地质勘察及深部地质钻探找矿技术受到众多学者的关注。深度矿产资源的开发提高了钻探和找矿的难度，本文主要论述了深部地质勘察的基本原则及常用钻探找矿方法的技术特性，帮助相关工作人员识别矿产有利区段。此外，为创造科学合理的勘测系统，相关部门可加强对勘探技术的探索和研究，构建完善的法律法规体系,形成区域产业的竞争优势，为不同地质条件下的钻探找矿工作提供参考。