矿山地质勘查与找矿技术要点研究

曹毅

（锡矿山闪星锑业有限责任公司，湖南 冷水江 417500）

0 引言

在人类生存与社会发展进程中，矿产资源是不可或缺的能源，特别是煤炭、石油、铁矿以及铝矿等资源为社会经济的发展做出了巨大的贡献。地质矿产开发是一项重要工作，先进的地质勘查与找矿技术可以提高勘查效率，从而获得精确的勘查数据，深入了解地质内矿产资源和存储量，为矿产资源开采方案的制定提供科学参考依据。

1 矿山地质找矿勘查技术原则

1.1 统筹规划与合理布局的原则

地质勘差与找矿工作在实际作业中会存在较多不确定因素，所以需要提前制定科学规划，提高勘查效率，确保找矿的有效性。正式勘查前，需要全方位勘查矿山地区的各项指标，确定勘查工作目标，对找矿设备合理配置。所以地质勘察与找矿技术的应用需要综合考虑区域性气候与地质、经济等因素，采用适当的方法进行规划布局，确保接下来的勘探工作顺利进行。

1.2 拓展领域与突出重点的原则

我国矿产资源重量较多，但是分布不集中，分散程度比较大，这就无形中增加了找矿工作的难度，人们不得不大范围找矿，所以勘查工作难以深入。现阶段地质找矿与勘查技术的应用领域需要不断延伸，明确技术发展方向，突出工作重点，为后续找矿行业与勘查工作的开展提供帮助。与此同时，还需要合理配置资源，对资源埋藏与分布情况精确计算、精准勘查，由于勘查期间会遇到各种复杂的地质环境，所以勘查作业中应明确主次任务，对现有资源合理配置，提高资源利用率。

2 矿山地质勘查技术要点分析

2.1 矿山地质勘查原则

盲目开采矿山只会给地质带来严重的破坏，如果采空区面积超过矿山的60%，这将会严重威胁采矿人员生命安全。表1 为地质勘查时得到的地面沉降数据[1]。

表1 矿山地面沉降数据

经过数据分析得知，该矿山地表连续性下沉将会引发地面沉降，从而影响周围居民人身安全。所以，在采矿的前期准备工作中应加强地质勘察，并遵循相应的工作原则，具体如下：①统筹规划的原则。正式勘查之前，工作人员应充分了解自然地理环境，预测大致勘查成本，了解相关政策，在考虑多方影响因素后编制勘查方案。与此同时可以进行地质调查，确保勘查结果的准确性，合理分配勘查任务，基于地质勘查特点与区域成矿规律，为接下来的找矿技术应用奠定基础。②突出重点的原则。矿山地质勘查的目的在于发现有价值的资源，所以勘查时应对规划区域重点勘查，同时扩大勘查范围，尽可能开发更多有价值的资源。③因地制宜的原则。矿山物质受地质运动的影响形成矿产资源，其资源类型与地质活动有关，所以勘查人员应了解矿产大致部分情况，掌握各个区域的地质特点，从而选择更合适的地质勘查技术与找矿技术。

2.2 矿山地质勘查工作内容

2.2.1 矿山生产勘探

探究矿山资源时，有必要先进行矿山生产勘查，了解矿山资源的整体情况，明确该矿山是否具有被开采条件，以及可以开采的时间。比如在地层方面，某矿山出露的地层地质为佘田桥组灰岩段，整体上下规格分为27 小层，厚度在220m 左右，奇数层和偶数层分别为灰岩和页岩，前者容易成矿和硅化，后者则相反，但具有遮挡作用。在矿区地质构造方面，勘查与找矿区域位于矿山矿田短轴背斜的北部，轴向角度范围在30°～40°之间。在该区域内，具有明显节理发育现象，且存在破碎带，其走向与岩层走向一致，且倾向延伸均较远，存在明显风化现象，充填物为黄泥，在长期风化作用的影响下，井下部分区域喀斯特地貌发育。主要断裂带有四个，其中一个为暴露在地表之上的大断层，走向约为NE30°，该断层与有利含矿层交汇部位及其附近形成富厚矿体，为张扭性的正断层，是该区域的主要控矿断层。其余三个断层走向均在320°～340°范围内，其中一个断层区域矿体富集，具有良好连续性，矿石品位较高。

在矿山地质生产勘探工作中，技术工作人员应做好矿山坑道编录，根据已有的地质资料来推断矿体的空间位置和分布情况，再使用相应的技术进行勘查，了解该区域的资源具体情况，以及矿山内是否有伴生矿产生，再根据资源状态设计采矿计划。勘查矿山资源的同时，也要树立环境保护观念，采用合理的方式开采资源，避免资源不必要浪费，防止环境受到污染，但多数开采方式都会对地表植被与水资源造成污染，所以勘查工作中应详细了解矿山情况，确定合理的开采方式。

2.2.2 危险矿山资源勘查

矿山勘查工作中，需要对矿山的危险性进行勘查分析，明确其中潜在的风险问题，找出危险因素，提前制定预防措施，保证勘查与找矿的安全性。确定危险矿山资源位置后，应按照相应步骤了解矿山地区地质条件与成矿规律，提高找矿效率，再结合实际情况做好矿山的评价分析。如果矿山内的资源属于稀缺资源或珍贵资源，评价时应进一步细致勘查，经过科学的预测提高开采效率[2]。

2.2.3 矿山可开发资源勘查

分析矿山的成矿规律，奠定勘查基础，以实际矿山为例，该矿山的成矿方式是填充作用和交代作用，前者形成的矿体形态和产状主要受构造影响，后者在作用过程中原矿物被溶和新矿物的沉淀几乎是同时的，围岩始终保持固体状态，受体积定律支配。该区域富矿体的形成位置是导矿构造下盘的有利层位，有利岩性中也容易形成富矿体，在平行于主控矿构造的次一级构造中常有脉状矿体，而且，在产状转变处，鸡窝状、囊状矿体集中于水袋式空区。由于导矿构造附近存在“人”字型结构，在其交接处和交汇部位，矿液易于富集成矿。勘查矿山资源时，由于地下深处的资源含量有限，开采时应安排专门人员进行资源量预测，同时确定开采周期，针对矿山种类做出研究，提高资源利用率。有关部门应按照市场实际情况，针对矿产需求情况开展找矿工作，比如国内生产对铁矿、铜矿以及锌矿的需求较多，勘查人员可以在工作中重点寻找这些资源。

2.3 矿山地质勘查技术

目前用于矿山的地质勘查技术主要有以下3 种。

（1）电磁瞬变技术，该技术主要是使用不接地装置将脉冲发射在水中，从而产生特定测程，再根据专属线圈形成的涡流感应体系得到电阻应用率，按照电磁感应定律了解矿山内资源特点。受到电场的影响，地质勘查工作中会发生矿产溶解的情况，矿物资源发生电化学溶解现象时会产生大量阳离子，这些金属阳离子会聚在阴极表面，勘查人员可以在最短时间内判断矿物类型。

（2）感应电磁勘探技术，该技术的应用主要是依靠矿物质的电磁性差异，通过观察得到电磁空间分布情况，从而提高找矿工作效率。矿山和岩石的化学特点不同，其磁场的空间分布状态也会不一样，一般矿山与岩石磁场有着动态变化特点，所以工作人员需要使用专业化设备勘探磁场分布情况，从而掌握矿物资源的分布现状。一般情况下，矿物资源所在位置较低，矿体矿化程度不同，因此矿体低阻异常反应会比较弱，目前感应电磁勘探技术主要应用于深部找矿工作。

（3）数字地震勘查技术。该技术具有高分辨率的特点，可对勘查结果展开数字化处理，经过子波整形校正与分频处理得到完整的勘查结果，且找矿期间数字化地震勘查技术有着较强的安全性，能够最大程度上提高矿物产出比[3]。

3 矿山地质找矿技术要点分析

3.1 同位素地球化技术

同位素地球化技术一般是用于矿山地质同位素复杂的状况中，该技术有利于快速获取地质各个阶段的历史情况信息，再基于地质体系中的共存物同位素分馏的大小情况，将地质共存物的同位素平衡温度进一步计算出来，一系列过程中，同位素之间都应当保证相互平衡，尤其是使用共存物同位素来计算获得地质温度后，更要加强检查其平衡状态，确保其数据具有准确性和可靠性[4]。

3.2 遥感技术

矿山找矿技术中，遥感技术是十分常见的运用技术，该技术主要用作地图的绘制，地图还要与地质图形成配套，共同组建成投影坐标系统，两者之间存在对应关系，便于协助专业技术人员掌握地质状况。遥感技术的具体找矿功能包括以下几点：①对报告信息进行提取及定制，矿产资源受到地质构造与运动的影响，往往具有不同类型，其矿床分布也是不相同的，技术人员需要依据地质构造的实际条件来获取矿产资源相关信息，遥感技术的使用则可以对信息进行处理，其具有比值分析功能以及方向滤波功能，从信息中提取出技术人员想要的关键信息，再进一步统计、翻译，获得相关地质资料、物探资料，确定矿产实际构造情况。②植被波普作业，矿产资源类型还会受到不同类型以及不同生长期内植物的影响，这是由于在植物进行生长时，会将土壤中的一部分金属元素吸收，这些金属元素的来源就是地下矿产，因此可以利于植被波普来分析含有金属元素的土壤，找到深层地质中的矿源，这也需借助遥感技术。③将矿化蚀变的信息提取，矿化蚀变主要是由于岩浆热造成，其围岩会与岩浆之间发生反应，生成一些新物质，而矿区面积通常是小于围岩蚀变的面积，这样就能够对矿区进行判断，矿化蚀变的岩石与一般岩石有着明显不同，比如说其外观、颜色以及结构都有差异，基于遥感技术来判断矿靶区和蚀变的异常区域面积[5]。

3.3 甚低频电磁技术

经过多年勘查技术的发展，如今各企业已经积累了丰富的勘查与找矿经验，对矿山浅层资源的过度开采会导致资源短缺，所以采用深层找矿技术至关重要。与其他找矿技术相比，甚低频电磁技术应用起来更加灵活，依靠Fraser 滤波处理数据，确定区域地质体，了解矿区分布，分析找矿规律，判断矿体所在位置。此外，该技术使用成本比较低，但信号源受限，会对电磁波强度造成影响，特别是日出与日落时间段最容易受影响，因此在应用甚低频电磁技术时应加强对找矿时间的控制，在场强稳定的时间段科学应用该技术。

3.4 金刚石绳索取芯技术

金刚石绳索取芯技术也是矿山地质找矿方面运用的一项重要技术，该项技术顾名思义，主要是使用金刚石材料，金刚石的特征为具有较高硬度，十分适合用来钻探作业，能够钻进很深的位置。当前，金刚石绳索取芯技术已经在全世界范围的地质找矿项目中得到了有效运用，且技术应用后的结果较好。对于国内来说，该项技术的引进时间颇晚，因此实践使用时还不够成熟，需不断进行完善。在实际找矿过程中，应用金刚石绳索取芯技术时，通常会利用一般钻杆将绳索穿透作为取芯钻具先行勘探，这也会使勘查与采矿的成本提高，而使用金刚石作为钻头，其应用寿命也十分有限，因此整体具有成本高、效率低的特点，这也影响到该技术在国内的推广应用。

3.5 X 荧光技术找矿法

为了提高矿产资源勘查效率，有必要应用先进的找矿方法，在应用找矿技术的同时掌握技术应用要点，提高矿山找矿与开采的准确率。作为一种先进的技术，X 荧光技术使用起来比较简单，可对矿产信息深入勘查，掌握其中成分与元素，以便更直观的发现隐藏在深处位置的矿山资源。应用X 荧光技术时需要先取样，再照射X 射线，矿物元素被照射到射线后可对深层矿山展开分析，为接下来的矿山勘察与找矿工作奠定基础。X 射线光谱仪在找矿中的检测精度比较高，使用方式简单，技术应用时可帮助工作人员深入了解矿山地质情况。

3.6 地质填图法

找矿工作中，应做好地质情况的勘查分析，应用地质填图法找矿，经过该区域地质情况详细勘查，绘制区域地质图纸，将岩土、矿产资源以及地层结构的具体信息标明，综合数据预测分析矿山资源，掌握矿山资源种类。找矿工作中使用地质填图法能够更有效分析区域资源现状，提高找矿效率，该技术的应用要点如下：①采用不同技术探查地质情况，比如应用遥感技术查找资料，做好找矿前的准备工作。②探测地质情况时，使用相应技术与数据制作矿山地质剖面，再将矿山各个地层结构、矿石位置、岩石性质融入剖面图内。③设计填土比例，提高图纸准确度，探查地质情况时应了解不同种类岩石内蕴藏的矿产资源，填土时尽可能还原真实情况，填土后应安排专业人员预测区域内矿山资源，从而确定资源种类和具体位置。

4 结语

总而言之，矿山地质勘查工作中，应科学掌握区域地质情况与成矿规律，以实际情况为前提条件，遵循相应的地质勘查原则，融合地质勘查与找矿技术，保护自然环境，经过合理的开采推动社会经济的发展。与此同时，联合应用同位素地球化技术、遥感技术、甚低频电磁技术、X 荧光技术找矿法，突出不同技术的应用优势，从而提高找矿工作效率。