浅谈化探找矿技术面临的问题与发展趋势

2022-11-18韩举

世界有色金属 2022年13期

韩举

（四川省地质矿产勘查开发局物探队，四川成都 610072）

我国不仅是能源大国，也是能源消耗大国，在经济飞速发展的今天，我国能源短缺问题不断加重，因此做好现代化地质勘探和找矿技术是当前我国能源开发工作中的重点内容，也是促进国家可持续发展的重要方法。而要想实现高效率的找矿工作，就要深入分析找矿工作中存在的问题，创新找矿方法，从而实现高效率找矿。

1 化探技术概述

1.1 概念

化探技术是用于测量地球化学异常的技术，该技术通过对地球化学指标进行系统测量和研究，进而获得矿产资源信息。具有成本低，方便，快捷等优势，因此化探已成为我国采矿勘察中的主要方式和手段，效果颇佳。

1.2 特征

现如今科技发展迅速，地质找矿工作也迎来了新纪元，无论是工艺还是效率都有了很大的提高，在这个过程中，相关工作人员应对找矿质量和找矿实践进行深入研究。化探技术是一种精准性较高的找矿技术，需要通过物理层面探索和化学层面探索来共同完成[1]。在检测矿物时，化探技术可依据矿产的温度，反射性物质，吸引性物质开展检测，利用化探技术能够准确找到不同性质的矿产资源，且分布位置比较准确，可见化探技术大大提高了找矿效率，因此被广泛的应用于地质找矿中[2]。就目前的情况分析，化探技术主要适用于各种金属及少部分非金属矿物的探索上，而不同矿产有着不同的矿物属性，因此化探技术的具体操作也随之而变化，化探技术的发展与进步，使得化探技术已相对成熟，但即便拥有一套完备的理论基础，在探索差异较大的矿产位置时，会因为地理差异性较大而显得无规律可循，而应用化探技术便使得繁琐的探索变得相对简单。

1.3 原则

第一、就矿找矿原则。化探技术在应用前需勘查分析找矿点的地质条件；以就矿找矿为基本原则，合理，科学的应用化探技术。以探矿前的地质勘查结果为依据，结果多种方法，对地质调查结果进行评估等；此外，为了提高矿产勘探质量，还需拓宽勘查面积和范围。第二、优化组合原则。遵循优化组合原则可以使化探技术发挥更大的作用。我们都知道，地质找矿工作所处环境各不相同，有时环境极度恶劣，找矿相关内容也异常繁重，因此降低了找矿效率。而对化探技术进行优化组合后便能显著提高找矿效率及质量。在实际找矿工作中，化探技术应有多种方法相结合，促使找矿效率的全面提高，充分体现了化探技术优化组合原则的优势。第三、整体性原则。在使用化探技术找矿时还应遵循整体性原则，也就是充分应用地质找矿中的每个环节。在地质勘查中不仅要充分利用化探技术，基于矿产预查和普查中也需要使用化探技术，只有这样在全过程中应用化探技术，进而有效提高了地质找矿准确率，缩短勘查时间，降低了找矿成本。

1.4 意义

矿产勘查主要目的在于准确获取某个区域内的矿产资源分布情况，同时合理优化资源的利用和配置。在实际找矿工作中，不仅要对区域内矿产资源的岩体结构，矿产数量，质量，化学构成等信息进行挖掘和了解，更要好好的利用这些信息。在后期矿产资源管理中，矿产资源的优化与合理利用也离不开勘察活动中获得的信息[3-8]。这就要求相关工作人员在勘察中更加精细，科学，态度要严谨。此外，很多找矿工作会受到外界环境因素的影响而使设备无法运行，因此只有在实践中不断改进勘察技术，才能提高勘察工作及找矿工作效率，促进我国经济的快速发展。

2 地质找矿存在的主要问题

节能，保护环境，可持续发展已成为全球共同关注的热门问题。而我国处于经济快速发展阶段，对矿产的需求非常巨大，相关数据显示，我国目前多数矿产资源已无法满足社会发展的需求，已经严重影响了国家经济的发展，对社会可持续发展也造成了一定影响，因此我国地质工作者需要深入探索找矿新方法，提高找矿效率，尤其是需求量大矿产资源，以解决我国矿产资源短缺的问题。但就目前的情况分析，我国矿产资源在寻找及开采中依然存在一些问题，主要表现在以下几点：

2.1 地质找矿管理工作缺乏完善性

在我国，地质找矿已经得到较大的发展，但相较于发达国家，我国的地质找矿技术依然处于发展阶段，很多技术尚未成熟，管理制度不完善，从而使得管理中出现诸多漏洞，例如：日常管理松散，缺乏奖励机制和约束机制，无法调动找矿工作人员的积极性，缺乏热情，在工作中消极怠工，缺乏团队合作意识，进而影响了找矿效率。此外，我国中央并未与地方的管理联动机制，从而导致中央与地方工作目标缺乏一致性的问题产生，中央找矿企业更注重公益性，而地方地质找矿则更注重经济利益。这种问题使得两者在工作中难以达到一致性，协调性不好，使得某些地区形成了中央和地方的重合地质工作场所，进而影响到其正常运行。

2.2 勘察技术落后

进入21世纪后，我国无论是经济还是科技的发展都十分迅速，矿产勘察技术也越来越先进，但在一些地区，地质矿产勘察人员依然采取比较落后的勘查技术，进而影响了地质矿产勘查结果的准确性，降低了地质矿产资源的开采率。为了确保地质矿产资源的开采率，勘查人员必须运用先进的勘查技术。此外，受到全球经济发展的影响，各国之间竞争不断白热化，其实质就是能源的竞争，各个国家也越来越重视资源的开发和利用，尤其是地质矿产资源对国家经济发展水平有着重要的影响作用。要想确保地质矿产勘查效率得到提高，相关部门必须引进新型的勘察技术，既能对现有的地质矿产勘查技术实施优化，还能提高找矿效率。

2.3 地质条件复杂多变

目前，我国找矿工作面临的一个重要问题就是地形构造复杂，岩性不均匀，地球物理性质在横向和纵向上变化大，构造与机构复杂多样，很多地质条件复杂，对于埋藏较深的矿产而言，显然找矿工作难度增加了。地质体的均匀性描述与探测方法还需改进。为了更清晰的显示出勘察体的空间特征，物理场成像技术取得了较大的进步，但这些成像技术的特点在于存在较多的未知因素，设备观测数据量大，只有对每个未知数的覆盖次数足够多，计算量足够大，才能降低未知数。

2.4 缺乏市场主体

我国现有的法律法规规定，90%的地质矿产勘查企业属于国有企业，不然也与国有企业有着密切关系，同时没有完全进入市场实体，这类型企业的资质也是国家相关部门颁发的。因此，勘查行业缺乏竞争机制，进而阻碍了该行业的发展，可以说是国有企业垄断了地质矿产勘查，也不利于找矿技术的提高，现有的机制也阻碍了民营企业的发展。

2.5 资金投入少

任何一项工作的顺利开展都离不开资金的投入，结合当前地质勘查工作的实际情况分析，只有资金充足才能更好的开展找矿工作，但在部分地区，由于缺乏资金注入，严重影响了当地找矿事业的发展。目前地质矿产资源在开采中，存在地表层开采量过大的问题，这就需要深入勘查，深入勘查中务必会使用到先进的勘查设备。但新型勘查设备的使用必须有充足的资金，如果资金投入少，就无法购入新型设备，就会影响到找矿效率。

3 化探技术在找矿活动中的具体应用

3.1 土壤测量分析技术

通常情况，在异常查证阶段化探技术是应用了1∶20000的土壤测量法，也就是在概况性检查时设置土壤剖面，再进行测量。在测量时，可选择比例为1∶50000的水系沉积物测量组合异常区域范围中，将其作为土壤剖面设置的地区。在异常边缘控制剖面长度；加强GPS定位管理，使用罗盘确定方向，测量好剖面。同时，在每个点位上需使用GPS定位，以留下相应的标志。测量土壤面积时，应核定剖面距离为200m，点距为40m，且选择规则测网法完成取样工作。基线则是200＊40m2，再使区域中控矿结构线以及主结构线之间保持垂直状态，明确标出每个测线的起点及终点。

3.2 汞气测量和热释汞量法

汞是地球上典型的亲硫元素，在勘查矿产物质资源中有着重大作用，汞和其他含汞元素的物质是地球上具备完好的化学元素；其主要体现在：一、勘查汞元素时，会因为物质的不同特性使得硫化物产品以分散的形式存在，而且该形式以多种特征存在。二、汞及汞化物在开采时有着较高的挥发性，且挥发性非常高。一般情况下，汞以自由形式存在于大自然中，所处环境比较特别，不仅能在氧化还原环境中存在，还能在酸碱度较高的环境中存在，从而使得汞的化学稳定性非常强。以往人们在开采过程中认为汞的挥发性较高，进而无法满足所设定的标准条件。因此不能在空气中直接开采汞，否则将无法安全稳定的完成开采，一旦操作不当就会造成结果无法满足项目需求的问题。相关学者提出了热释汞量要求，该方法有效的解决了这一问题，而且过程简单，成本较低，该方法利用汞的挥发性，在开采中先将汞热释放成稳定的化学物质，以便开采，再由相关人员使用机器测量出土壤中的汞含量，再依据汞含量数值设定热量，进而获得工程所需要的结果。

3.3 构造叠加晕法

此方法也被称为岩石地球化学方法，已成为化探找矿勘查中的重要方法，尤其适用于隐伏矿床。深入对盲矿预测成功率高达85%以上。该方法主要利用原生晕和次生晕。使用原生晕勘察，可以得出各种元素在矿区内的分布情况，还可以明确矿区的地质条件，能够为后期开采提供基础数据。但原生晕找矿工作量大，受地形条件影响大，多适用于地势陡峭，植被覆盖较少，岩石裸露较多的地方。次生晕不同于原生晕，在雨水冲刷或受到其他侵蚀后，在原生晕或矿体中剥落的元素会使土壤出现化学异常。产生次生晕的主要过程为：原生晕或矿体在受到侵蚀或金属自身的活性作用后，自身元素离开主体，再经过溶解，置换，迁移等过程在其他地方形成元素富集区，这样就改变了聚集地的化学异常。对于这种情况，应对土壤和水系两个方向上的元素异常进行分析采样，深入研究。我国的构造叠加晕研究取得了较大的进步，不断完善了构造叠加晕找矿的理论的实践方式，提高了找矿的准确率。

3.4 测量水系沉积物法

在开展化探技术对水系沉淀物实施测量时，先要确定好采样点；化探技术人员必须严格按照相关规范和实际条件，做好布设。通常在每平米地区范围内设置四个采样点。在一级水系中，主要设置好水沉淀物的样品；二级水系中可设定少量控制样品；三级水系中设置适量样品。所以样品主要分布在地形上时，技术人员便可以及时找出一级水系的位置。在这个工作中，如果一级水系较长，则还需增设采样点，进而确保所有的采样点能对汇水面积进行控制。而在1∶50000的地形图设置采样点时，在保障合理性的前提下还要能够移动采样点，做好备注。第二、在无法采集到沉积物样品的情况下，可在采样格内的不同方位增设3～5个采样点，将这些土壤层作为代表样品，有效弥补采样密度造成的缺陷。在整个采样中，应保证样品具有一定的代表性和典型性；通常情况下在水系上下20m～30m范围内增设采集点，保障采样的合理性。值得注意的是，水系沉淀物的分选性较差，在取样时应以岩屑和砂为主。第三、测定酸碱值，结合测定的酸碱值得出相应的结论，科学分析酸碱值结果，观察岩土岩性和矿化的蚀变，同时还要注意周边蚀变矿化情况。

4 提高找矿质量及化探技术发展趋势

4.1 整合找矿信息，合理利用相关信息

要想提高找矿工作效率，就要引导勘探人员归纳总结地质找矿中的各种矿化信息，结合自身理解和实践经验将矿化信息转化为对应的找矿标准，以提高后期找矿效率。当前的找矿工作难度较大，大多数勘探单位需要深入地下实施勘察，勘探人员在找矿期间不可避免的会因为矿脉剥蚀问题影响到矿化信息的准确性，因此需要相关人员重视矿化信息的系统分析，通过加工提炼矿化信息的方式提高判断精准性，避免因矿化信息不准确影响找矿效果。

4.2 明确找矿任务

地质勘查作业的主要任务就是完成对矿山的生产与勘查和矿产资源的开发。矿产勘查则是对目标区域内各种矿产资源信息收集和整理，以便更好的利用区域内丰富的矿藏，进而延长矿藏的使用寿命，挖掘出其最大的经济价值。

4.3 发展趋势

对传统化探找矿技术进行改进和完善，使其能够充分适应现代矿产勘查需求。传统化探技术的改进和改善主要在不同特殊景观区区域性找矿领域中。以不同的地球化学景观条件为依据，促进全国矿产勘查工作的发展，实现地质找矿重大突破，因此相关技术人员必须研究可适应的区域化探方法。此外，还需加强深穿透地球化学方法和大型矿床化探法的研究，研究在被外来运积物覆盖的各种景观区，以及最优化的化探方法组合，这也是化探找矿技术发展的必然趋势。外来覆盖物浅钻取样技术的应用，能够证实深穿透地球化学成果的有效性，促进覆盖区找矿工作的开展。国外的一些化探技术取得了非常理想的效果，值得国内借鉴。任何一种找矿方法都有自身的适用性，在不同勘查阶段，不同矿种，不同景观条件下都有适用范围，例如，构造叠加晕找矿方法更适用于地层基岩裸露较大的地方，或是在已知矿体深部寻找盲矿体，或是第二个矿体富集带。对于覆盖较多的区域内，可使用地电化学法，金属活动态测量法等很好的化探技术方法。矿产勘查是一种非常复杂的系统工程，单纯或单一的方法对异常分析都很难做出全面的解释。在应用找矿勘查技术时，必须结合矿区的信息科学合理的选择化探方法，进而获得更好的找矿效果。随着科技的发展，各种化探方法都有了很大的改善，同时也朝着多方法综合方向发展，例如：结合物探重、磁、电勘查技术在向高精度、高分辨率、三维解释方向发展，还向着重磁电震综合方向发展。