浅究深部矿产勘查的问题与勘查方法

　　摘 要: 随着社会的发展，我国的矿产资源基本上满足了国民经济发展的物资需求，但是大多数支柱型矿产资源普遍处于浪费严重和无节制开采等等不良现状，从而造成浅层矿产资源枯竭和无法进行二次开发的后果。应当特别指出的是，为了国民经济的可持续发展和对矿产资源的合理开发和利用，对深层矿产的勘查工作已经变得迫在眉睫。由于勘探程度的深入，发现近地表大型矿床的可能性也越来越小，因此我们要加大对深部矿产的勘查力度，排除困难，探索新的方法，研究先进的技术，为我国的深部矿产的开采贡献一份力量。本文通过对深部矿产勘查的难点介绍和分析，阐述解决问题的一些建议，期望能推动我国矿产勘查技术的进步。

　　关键词：矿产勘查;制约因素;解决途径

　　中图分类号：P62 献标识码： 文章编号：2095-2104(2013)1-0020-02

　　一、深部矿产勘查的制约因素

　　(一) 理论因素

　　矿产勘查是对矿产地质客体进行调查研究和获取信息的过程，是查明矿产资源或矿产储量以及生产其他基础地质信息的过程。其主要的理论基础包括地质学基础、数学基础、经济学基础以及技术基础等四个基本方面。但是随着科学技术的进步，现阶段，世界范围内对成矿的理论研究已经取得了很大的进展，对一些新的矿床成因的原因不断有新的认识。如深部流体作用理论、地质力学理论、成矿系统理论的发展对深部矿产的勘查有着重要的指导作用。如果没有运用成矿理论作为基础，那么深部找矿就会如大海捞针般的困难，使找矿工作进入乱找、难找、找不到的局面。所以，成矿理论是否成熟可行是制约深部找矿的基础性因素。

　　(二) 矿化信息采集因素

　　矿化信息的所提取出来的任何一种矿都有其特定的成矿地质条件。一个矿床存在既有区域地质条件，又有其物性差异，并通过不同的物质形成的各种磁性、电性等特点表现出来，从而营造了每种矿床独特的特点。在找矿勘查中，地质工作者通过物探、化探、遥感等技术手段对认为成矿有利地段的地理条件提取信息，从而判断是否有矿体存在及矿体存在的形态分布，然后实施工程验证。

　　但是随着地表矿产的逐渐减少，矿产勘查已经逐步深入到地下，一些老的对矿化信息提取方法已经不再适合目前的状况，因此我们急需将多种矿化信息采集技术进行综合利用来保障勘探工作的进行。

　　(三) 人才因素

　　中国工程院院士陈毓川在分析加强地质人才培养等问题时指出：地质人才的重要性是显而易见的，没有地质人才，再创新的成矿理论也只是理论，再尖端的找矿技术也只是技术，无法发挥其作用。而我国目前在这方面的人才并不多，加上地质工作者工作条件的艰苦，一些人不愿意从事这个行业，导致当前我国地质工作无法开展有效的工作。所以，我们必须重视对优秀地质人才的培养。

　　二、解决途径

　　(一) 加强深部成矿预测理论研究

　　现存的任何成矿理论与矿产勘查方法的产生均与当时所处的历史环境密切相关，我们对已有的理论和方法在应用的同时也要怀有探索、革新的态度，不能肓从，要在实践中不断修正原有的理论和方法，同时也要不断探索新的模式。

　　(二) 加强地质人才的培养

　　多学科之间的相互依赖是以后地质勘查的主要技术方向和理论基础，它们的融合给予了矿产勘查广阔的发展趋势。因此，地质专业人才的培养应成为我国高等教育的一个重要发展方向和战略，从而为我国矿产勘查事业的大发展提供可靠的人才保证。重视野外找矿的重要性，铭记实践是检验真理的唯一标准。坚持“老中青”三代技术人员的结合，提供多个层次的交流平台，采取有效措施保证勘查工作的经验积累与全体人员技能的提高。

　　(三) 积极参与国际技术交流

　　我国幅员辽阔，对不同区域的深部找矿都有其特殊性，需要多学科、多技术共同合作来开展工作，这就对我们的地质人员有着更高的要求。因此，我们要积极的和国外的勘探工作者进行技术交流，了解找深部矿产的先进技术方法，要秉承引进、消化的路线。

　　(四) 政策支持

　　政府部门在对于地质勘查工作的部署方面，应继续加大矿产勘查的资金投入，尤其是对西部那些矿产资源没有了解的地区加大工作力度，进一步挖掘其资源潜力。

　　积极开展和地质勘探有关的科研项目，推进新技术、新方法在矿产勘查中的有效应用，综合各种新的勘查技术方法用于重点成矿区带的研究，提高发现新矿床的机会。

　　三 深层矿产勘查方法探讨

　　1.1深部钻探技术的应用

　　1.1.1钻探技术在深部矿产勘查时存在的难题

　　①钻头遇到的复杂地层较多。

　　深部地质的构造程度比较复杂，钻头穿越的岩石层也比较多。钻头遇到坚硬、松散、漏失等不同层位时，钻探技术的解决措施也变得非常复杂，甚至各种措施之间产生矛盾，出现顾此失彼的情况。

　　②钻孔的偏斜距过大。在钻取中浅孔的时候，钻孔的角度累进一般变化不大，钻孔的绝对偏离距也比较小，完全能够满足地质勘查的需要。然而当钻取深孔的时候，钻孔偏斜距就会比较大，很难确定钻孔落点的位置，显然很难满足深部矿产勘查的要求。

　　③矿产岩石样本获取困难。钻孔的目的是钻取样品，复杂岩层抽取样品对钻探技术而言是非常专业的问题。深部地质的压强比较大，使取样工作变的更加困难。

　　④钻探施工成本较高。

　　深孔钻探工艺要求比较复杂，工作负荷很大，防止孔内事故的发生是深孔钻探的首要任务，这就对设备、钻探材料和工具的先进性要求比较高，而且深部钻孔对设备的磨损比较严重，设备的更换使施工费用增加。钻探遇到的复杂层比较多，技术的处理费用也会很巨大。

　　1.1.2实施深部钻探勘查工作时应注意的问题

　　①要充分认识深部钻探定向钻进技术的深远意义。受控定向钻探是通过主动控制钻孔轨迹，使其按照预定的曲线进行钻进，从而达到深部勘查的高精度要求，解决钻孔倾斜距过大的问题。钻孔倾斜是影响地质勘查成果的关键因素，受控定向钻探技术可以有效解决钻孔倾斜、确保钻孔达到目标落点。

　　②要解决定向钻进专用装备和泥浆技术问题。

　　㈠小口径孔底马达输出功率小，不能用于所有岩层的钻进，而且抗拉强度比较小，目前还不能很好地实现取心钻进，所以在进行深部钻探时要解决马达的装备问。

　　㈡精密定向测量技术是定向钻进技术最核心的问题，由于定向测量仪器更新换代比较缓慢，主要用于石油钻井工作，可靠性和密封耐压性都比较低。所以，在进行深部矿产地质钻查时，要研制出符合各项自然条件要求的高精度定向测量仪器。

　　㈢保证冲洗液的正常工作。面对不同复杂层护壁问题，冲洗液要有良好流变性，从而达到减小阻力的效果。另外还要研制使用结构简易、性能良好的泥浆净化设备，既要预防泥浆在高温条件下变质失效，又要维持泥浆性能稳定，做到统筹兼顾，同时起到非常好的效果。

　　③注重定向钻进工艺技术的研究。

　　㈠合理地选择和设计钻孔结构，合理地选配钻柱，按照要求级配应合理，尽量减少冲洗液的压力损失，所以一定要重视钻孔直径和钻柱标准的匹配。

　　㈡仔细研究冲洗液护壁、润滑、低阻作用对钻进工艺的影响，研究泥浆的配置和净化工作。

　　㈢分析导斜钻进弯曲强度或曲率的变化规律，做到曲率可控。 研究钻杆的抗弯强度与测量仪器的畅顺通过对导斜弯曲程度的限制，摸索弯曲钻孔柔杆钻探技术。

　　㈣学习定向钻进技术与常规钻进技术工艺的对接要求，避免出现修孔卡钻或修孔劈直的现象。

　　㈤研究分支孔施工工艺，包括侧钻分叉、套管开窗等一系列工问题，认真钻研专用辅助导斜工具和安放打捞工具。

　　㈥创新和改进钻探机结构， 真正意义上实现独立的制动功能，避免出现因错误操作而造成的导斜偏向问题。

　　1.2地震反射技术在深部矿产勘查中的应用

　　虽然深部矿产的地震反射技术还没有像油气地震那样成熟，但是它仍然是以后的深部矿产勘查技术的发展方向。

　　1.2.1地震反射技术目前存在的问题

　　①数据采集方面。

　　结晶岩地区地面起伏比较大，植被比较茂盛，而且障碍物比较多，野外施工非常困难，常常会出现收发信号很弱的情况;为了能够提高分辨率，需要增加激发信号的频率，但增加频率与增大勘查深度和提高信噪比之间又会发生矛盾，激发药量越大，频率低，分辨率也就越低。

　　②地质介质属性方面。

　　地下介质的不均匀性会导致地震信号发生散射或反射，使信噪比严重降低;同时，缺乏标志层，会使识别矿体反射十分困难;地下岩层结构复杂，形态变化大，只能使用3D观测才能更形象地描述它，从而使勘探成本急剧增加。

　　③地形的起伏和浅表速度变化造成静校正很困难，在高速结晶岩地区会造成探测目标的严重误差;无法得到精确的地下速度分布，对探测目标的深度难以估计。

　　1.2.2地震反射技术对深部矿产勘查工作的发展方向

　　对矿体的理论进行模拟研究，开展不同形状、不同成分、不同尺度矿体的理论模拟研究，更好地了解矿体的散射和反射特性;进行实际探测试验研究，开展更多类型不同的实际矿体探测研究，并将岩、矿石物性研究和矿体理论模拟结合起来，增强对矿区波场响应规律的认识和分析。

　　1.3遥感技术在深部矿产勘查中的应用

　　当前，随着浅层矿产资源开采殆尽，矿产资源的勘查工作以寻找隐、盲矿、深矿和难识别矿床为主，其难度越来越大，而遥感技术以宏观、连续、真实的特性在深部矿产勘查方面也发挥着非常重要的作用。

　　1.3.1遥感技术在深部矿产勘查工作中的生产步骤

　　①根据遥感影像色调、形态异常圈定勘查靶区。在各种遥感影像上，可以发现一些不同于地层色调的特殊影像体，这些特殊的影响往往由围岩色变和矿床分散晕形成。所以，对遥感影像上这些特殊影响体的识别是遥感直接矿产勘查的首要环节。

　　②建立遥感找矿模型。

　　根据当地的地质环境、矿床出现的时空规律等其他具体因素进行高度概括，会得出一个涵盖很多符合待勘查煤矿的模型。这个模型的建立，为深部矿产勘查工作的进一步开展打下了坚实的基础。

　　③多元地学信息综合成矿预测。

　　单因素的模式很难反映成矿的规律，仅用某一种方法勘查矿床的成功率很低，

　　需要各种技术方法相互协作，互相补充，利用多元信息综合分析出开展深部矿产最合适的方法。

　　④利用遥感资料的宏观性追索成矿区延伸范围。

　　成矿区带一般代表比较大型的构造带或者岩浆带活，成矿区带具体延伸范围的确定对于勘查矿产的部署工作有着非常重大的意义。

　　1.3.2遥感技术方法在深部矿产勘查方向的前景

　　应用遥感技术预测矿床的预定靶区，是如今国内外矿产勘查方法探索者共同关注的问题，特别是在勘查常规方法难以发现的深部矿床时，遥感地质方法更突显出其优势。随着高光谱、高分辨率技术的不断发展，卫星图像空间分辨率得以提高。正在开发的新技术—定量构造填图法将有可能用卫星来取代野外工作，从而满足深部矿产勘查的需求。

　　总之，通过对深部矿产勘查方法的探讨，我们对当前深部矿产勘查方法又有了新的了解和认知。我们应当明确各种勘查方式存在的缺陷，尽可能的降低这种缺陷对勘查工作所造成的危害，努力创新，加强高科技和创新型勘查方法的不断成熟和完善，为深部矿产的勘查工作做出不懈的努力。

　　参考文献:

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　　[2] 郭守权,林芳. 浅谈制约深部找矿的因素及解决途径[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2010(07)

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　　[4] 张旭宇,王素银. 论矿产资源的合理开发与利用[J]. 甘肃冶金. 2007(01)

　　作者简介： 许伟捷 雷晓刚 内蒙古自治区第九地质矿产勘查开发院 内蒙古 锡林浩特市 026000

　　本文发表在《城市建设理论研究》2013年2月下旬第6期总第12期上