矿山地质勘查与找矿技术要点研究

陶其磊

（云南罗平锌电股份有限公司，云南 罗平 655800）

我国已探明的矿山中有包含18种矿种，全国共有矿山34071座，其中大中型矿山1860座，国有大中型矿山1368座。大部分开发时间较长的矿山存在不同程度的矿山资源危机问题。

在对现有的大中型矿山进行抽样调查中，所调查的1010座矿山中有632座矿山存在资源危机。其中轻度危机的有70座，中度危机的有169座，严重危机的有393座。全国矿山的资源危机发生率高达62.6%。我国矿山资源逐渐开发，矿山资源危机问题还在不断加剧。深部找矿是解决危机矿山发展问题的重要途径。研究矿山地质勘查找矿技术对于提高深部找矿和延长老危矿山的生命周期有着重要的意义。

1 深部找矿意义

对于地质专业技术人员而言，找矿需要通过寻找与资源及矿床相关的信息，并将找矿信息有机的整理到一起，来确定矿床的产出部位。

深部找矿需要在掌握现有地质资料的基础上对地质情况及找矿信息做出判断，分析地质结构构造及流体信息，找到深部资源[1]。深部找矿的价值在于解决我国资源短缺问题和危机矿山的发展问题。不少矿床的深部存在着其他类型的矿床和沉积变质矿床。

2 简述矿山地质勘查技术

2.1 地质勘查的目的

矿山地质勘查的目的在于获取全面可靠的地质资源信息，查明影响矿床的地质因素，提高矿山的储量级别，增加矿山生产的可采储量，并延长矿山服务年限，确保矿山的正常生产。

2.2 地质勘查的特点

2.2.1 时间性

矿山地质勘查最终的目的是服务于矿山生产。因此，矿山勘查活动不能影响到矿山正常的采掘及生产计划，这要求矿产地质勘查活动在时间既不能过早，也不能过晚，有着极强的时间性特点。

2.2.2 有利性

矿山地质勘查设计利用现有的丰富资料进行工程布置的勘查，以及矿山井下掘进向各个方向进行的条件。矿山井上井下的资料信息有利于勘查设计，即矿山地质勘查的有利性。

2.2.3 继承性与补充性

矿山地质勘查是建立在现有矿山资源勘查资料基础上的，勘查资料信息的应用具有继承性特点。而矿山勘查设计本身是对于工程布置及矿井生产信息的补充，地质勘查的信息的获取应侧重与补充过去遗留的问题和不足的信息。

2.2.4 针对性和局部性

矿山地质勘查针对一些专门问题时，任务活动较为单纯，地质勘查范围有一定的局限性。地质勘查设计的资料及结果最终直接应用于针对性的矿山生产。

2.3 地质勘查的任务与内容

2.3.1 勘查生产矿山并完善设计

矿山地质勘查的第一步是勘查设计。我国现有的矿区中，有许多存在资源危机的矿山。针对这类危机矿山，应加大地质勘查，通过地质勘查和深部找矿活动，进一步扩大生产矿山的资源储量，解决危机矿山生产不稳定、效益不稳定、开采年限受限的问题。通过地质勘查与找矿技术，提升矿山采掘生产的精准性，提高矿山的生产效益。同时，通过对生产矿山的地质勘查，积累更多丰富的矿山地质勘查原始资源，扩充地质勘查资料数据库，对矿山产量、储量信息做精细化分类归档，以便于后续长期开展矿山环境及条件的动态化监测。

2.3.2 勘查危机矿山找到接替资源

危机矿山面临最大的问题是资源不足问题。想要延长矿山开采的年限，提升矿山开采效率，就需要加强对危机矿山地质勘查和找矿，通过地质勘查及找矿找到危机矿山的接替资源，来提升危机矿山的竞争优势，保证危机矿山后续生产能有较好的优势资源储量以供高效生产。

2.3.3 延伸、扩建矿山勘查

生产矿山的深部、外围可能还存在多种类型或更多的资源。通过地质勘查和深部找矿，对矿山深部及外围进行勘查设计，组织勘查活动及资源探测，扩大生产矿床的范围，增加生产矿山的储量，用勘查到的资源在未来接替矿山现有的生产计划，延长矿山生产开采的寿命[2]。

2.3.4 勘查关闭矿山环境

一些已经关闭的矿山采坑进行复垦时，需要对地质情况依法做进一步的勘查，来了解矿山区域的环境，并根据矿山勘查的资料进行针对性的矿山生态环境的恢复。

2.3.5 临时性生产地质勘查

未来解决采区准备和工作面回采等环节中影响生产的地质因素及相关问题，进行临时性勘查工作。

2.3.6 建井地质勘查

为了查明井巷所在位置的岩层、构造及水文地质情况，用于满足井筒与主要运输港道设计施工的需求。

3 深部找矿的常用技术

3.1 甚低频电磁法找矿技术

甚低频电磁法指通过观测、研究地下不均匀介质在磁场作用下感应产生的综合畸变场分布规律的勘探方法。它属于工程电法勘探技术，其优势是操作灵活、便捷、找矿效率高、找矿深度、位置、储量探测精准，综合质量高。通过甚低频磁倾角测量及倾角资料的Fraser滤波、线性滤波处理技术，可以获得的精准性极高的结果[3]。结果可用于分析矿区隐伏型矿段矿体的流向及衍生，确定矿化富集部位的埋藏深度，以及矿体形态、储量大小、产状、空间发展趋势等。甚低频电磁法找矿技术的应用有效的缩短了矿山地质勘查找矿的时间。结合矿区地质条件的差异性，在对原有矿山勘查资源的综合分析基础上，还可较为精准的确定隐蔽矿体的位置，为深部高质高效的找矿提供了更多可靠的参考信息。

3.2 X荧光技术

X荧光技术借助X荧光光谱仪荧光散射的原理，对矿山中某些矿物质或元素的波长进行激发，使这些物质在较短的时间内呈现出具体成分等相关信息。X荧光技术找矿的优势是操作简单方便、获取信息快速全面、效率高、信息准确完整,能够了解到详细的矿物质成分元素。使用X荧光光谱仪时，需要先采样，再对样本进行X荧光射线的照射。对一个矿区不同矿段地质勘查时，为了保证找矿信息的全面性，应尽可能多的采集样本，针对不同矿物元素进行照射。对于同一类矿物质元素，也需要从不同区段采取多份样本，用于对照分析，了解不同矿物质元素放射线的差异。经过对采集样本矿物质元素的综合分析，可以寻找到地下的隐伏构造，了解矿体的走向，大致圈定出矿体的界限及矿体厚度，以此来积累矿山深部找矿的地质资料，寻找深部矿床。

3.3 重砂找矿技术

重砂找矿法也叫重砂测量，是一种传统的找矿技术。它最早应用于淘金。重砂测量的优势是经济性好、操作简单方便。目前，重砂找矿已经相当普及，它在金、锡、汞、金刚石、稀土等资源的普查中应用及其广泛。常见查找方式，重砂找矿分为自然重砂法、人工重砂法两种。前者多借助河流、残坡等自然条件的影响，分析自然变化形成的分层。后者通过人工或借助科技工具查找矿区资源。人工重砂测量常用到的工具有圆形淘砂盘、船型淘砂盘等[4]。在应用重砂法探测和查找资源时，需要对矿区条件做出分析，根据矿区条件做出找矿方法的选择。在水源发育较为良好的区域或者山坡区域的效果较为良好，可借助水源或坡地的自然优势，就其沿线做样品采集及矿产资源的分布分析。一般样本采集的越多，勘查越细致，找矿分析结果就越精准。特别是在地质勘查活动发现重要矿物质以后，就需要就发现区域多采集几个地点。同时，还需要借助X荧光技术对重要物质成分及矿物质元素做深度分析，进一步确定重要矿物质的类型、埋藏深度、储量大小。

3.4 地质填图找矿技术

野外地质填图也是一种较为普及的找矿技术。该技术贯穿在矿山地质勘查的各个阶段。测量人员将测绘的结果按照一定的比例填绘在地质图上，再根据对探测到的矿床结果，根据矿床埋藏深度、分布位置、流体流向、储量等，并在地质填图上标明岩土情况、地层结构和矿产资源的类型等信息，构成直观清晰的勘探矿区的地质填图[2]。地质勘查人员就可以根据实测的地质剖面等地质资料对矿区资源做出预测与分析，并对是否需要进一步深部找矿做出预测。

3.5 化学勘查找矿技术

化学勘查找矿技术值利用非宏观标志查找隐伏矿、盲矿、隐矿物质及覆盖区域的方法。相对于宏观直接找矿而言，化学法找矿以岩石化学反应为依据，通过分析化学反应的结果推理矿山中矿产资源的分布规律。化学法勘查同样需要先采集样本，再进行化学实验，获取结果。最后借助化学实验的结果分析和预测矿区的矿产资源分布情况。它的应用优势是经济性好、输出结果快。在实际应用中，常与溯源追踪法结合应用，来收集更多的矿区成矿条件及相关资料。

3.6 金属矿地震勘探法

地震勘探法作为地球物理勘探技术的常用技术之一，通过人为因素造成地震波，根据不同地层的传播规律来识别地下深部地质构造，圈定隐伏岩体，从而判断该区域的成矿情况，所以其适用于更深的地质层，探测精度足够高、结果精准，尤其在工程地质勘探、金属找矿等领域应用更多，其中金属找矿的地质条件更为艰难、苛刻，所以需要更高的波长分辨率和动态分辨率，同时还要结合多种物探技术，包括地震和电法、地震和重力等综合运用，能更快速、准确的提升勘探结果[5]。

3.7 地质钻探技术

地质钻探技术是在地面钻孔以获取地下岩心，进而得到深部岩层的岩性特征，从而直观准确的通过岩心观察分析来判断深部地层成矿情况。由此可见，这种技术可以获得更精准、更直观的岩石基本信息，而且省时省力、破坏性小，能够快速的获取大量的信息。当然针对不同的环境、不同的要求所需要的钻探设备和技术也有差异，就目前来看，常用的钻探技术包含反循环钻探技术、绳索取心技术、定向对接井钻探技术、液动潜孔锤钻技术以及新型的节水钻探技术[3]。

4 地质勘查与找矿关键技术的应用

4.1 案例分析

阳山铁矿地处福建省中部，位于东经118°，北纬25°一带。矿区长5000m，宽2000m，面积约有10平方公里。矿区北东方向耸立着海拔1856米的戴云山主峰，北有大墘河、和平溪、均溪、板面溪，南有上姚河。矿区北部水系流量为1吨/秒～5吨/秒，南部水系流量为0.2吨/秒～0.5吨/秒之间[6]。勘查单位整理阳山铁矿东段资料编制地质勘查设计，组织地质勘查及深部远景钻孔控制、深部找矿。远景控制孔共计14个，设计深度6619.30米。需要应用地面磁法对矿区及其外围扫面物探，并对主要铁矿点和磁异常做地表评价和深部验证，完成1:2000地质图修测、1：5000地面磁测、矿床成因专题研究、矿床地表揭露。通过各种技术的综合应用，确实勘查此处具有磁铁矿资源。

4.2 地质勘查的任务及技术难点

铁矿在国内的需求较大。阳山铁矿有着成熟的矿石采掘经验。本次矿山地质勘查主要有以下几项任务：①勘查生产矿区主体构造，预测和分析含矿层，为矿区采取布置做好地质勘查；②探明铁矿区东段的矿产资源类型、储量及TFe品位；③补充前期地质勘查的资料，扩大主体矿的范围，进行深部找矿的研究；④对矿区东段铁矿石矿床进行工业评价资料的建立。本次地质勘查的难点在于找矿深度超过1000米[7]。

4.3 找矿关键技术

4.3.1 制定找矿技术路线

阳山铁矿东段本次地质勘查与找矿确定了以地质研究为主的找矿思路，在技术上选择物探结合化探的方法来确定中找矿地段。矿区及外围扫面物探、深部勘探钻孔提供的信息揭露了矿体的位置。

4.3.2 创建三维一体地质预测的方法

在地质预测与分析上，确立了以成矿地质体、矿田构造、成矿流体为主的三维一体地质预测的方法。成矿地质体以阳山铁矿东段矿区地质体为核心，以已开采的矿山为圆心，选择地质矿条件好、地理条件好、矿种类丰富、自然经济好、交通便利的地区进行地质勘查。矿田构造如下：①斑岩体近似“盆状”，岩石斑状结构明显，石英斑晶双锥体发育，多有裂纹；斜长石斑晶环带构造明显。②花岗闪长岩呈“小岩株”状，边部有似斑状结构和见有双锥状石英斑晶；斜长石环带发育；成岩后有较大的爆破角砾岩伴生。成矿流体杂岩体初熔温度在750°～800℃。随着实验压力增高，初熔温度又有降低趋势，变化最明显是在＜500～1500巴，而超过1500巴时则变化不明显[8]。

4.3.3 地质勘查与找矿方法的应用

地质勘查与找矿过程应用了地面磁法、地质填图法、甚低频电磁法、X荧光技术、同位素地球化技术、数字地震勘查技术、化学勘查找矿技术等多种技术，以及航测、卫星、遥感等辅助测绘技术，有效的提升了找矿作业的效率和精度，获得了精准的地质勘查结果。

5 结语

综上所述，矿山地质勘查设计与找矿技术是为了更好的服务与矿山生产与采掘。随着我国矿山资源的开发程度加深，许多的矿山都出现了危机。针对矿山危机，深部找矿及时解决了危机矿山生产制约及效益低问题的根本途径。在应用深部找矿技术时，应结合不同矿山发展中面临的实际问题，确定深部找矿技术路线，并结合矿山发展规划进行针对性的地质勘查和找矿。地质勘查与找矿中，建议采用多种勘查手段和找矿技术创建成矿地质体、矿田构造、成矿流体三位一体的地质预测方法，对矿山区域深部进行探测勘查，保障深部找矿工作的高效高质化开展。