地質(zhì)勘查與鉆探找礦技術(shù)分析
時(shí)間:2022-08-06 10:50:13
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據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明,21世紀(jì)以來(lái),已被探明的礦產(chǎn)資源僅占總礦產(chǎn)儲(chǔ)備量的1/3,且大都為淺地表礦產(chǎn)或露天礦產(chǎn)。地質(zhì)勘查專(zhuān)家認(rèn)為,在未探明的礦床資源中,深部礦產(chǎn)資源是其中的重點(diǎn)礦產(chǎn)勘查對(duì)象。因此,深部地質(zhì)找礦技術(shù)和理論研究具有重大戰(zhàn)略性意義,但國(guó)內(nèi)對(duì)這一方面的研究尚不成熟,地質(zhì)勘查方法的理論研究和深部找礦技術(shù)成為了深部礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。
1地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的現(xiàn)狀
地質(zhì)勘察與深部地質(zhì)鉆探技術(shù)是一項(xiàng)在地質(zhì)形式的基礎(chǔ)上,在深部開(kāi)采前進(jìn)行的地質(zhì)環(huán)境分析和勘查工作。地質(zhì)勘查主要是指對(duì)含豐富礦物質(zhì)地區(qū)進(jìn)行礦化檢測(cè),現(xiàn)階段在深部找礦方面的應(yīng)用仍處于起步階段。深部找礦技術(shù)所能勘查到的深度目前僅為300~500m,與其他深部找礦起步較早,勘查深度可達(dá)1000m的西方國(guó)家之間,仍具有較大差距。
2物探技術(shù)在深部找礦的應(yīng)用
目前深部找礦基本均屬于預(yù)測(cè)性找礦,其基本流程見(jiàn)圖1。在深部礦產(chǎn)的地質(zhì)勘查工作中,其核心任務(wù)之一是對(duì)深部礦的賦礦位置進(jìn)行準(zhǔn)確界定,而前期深部地質(zhì)信息的來(lái)源基本都依賴(lài)于物探技術(shù)。傳統(tǒng)物探技術(shù)在深部找礦中的應(yīng)用主要體現(xiàn)為以下幾個(gè)方法上:瞬變電磁法(TEM)、可控源音頻大地電磁法(CSAMT)、金屬礦地震勘探法、井中物探方法和大比例尺航空物探方法。2.1瞬變電磁法。(TEM)瞬變電磁法(TEM)是目前普及度較高的找礦技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的直流電、繼電法,其探測(cè)深度大,垂直分辨率高。經(jīng)實(shí)踐證明,瞬變電磁法(TEM)的探測(cè)深度可達(dá)300~400m。2.2可控源音頻大地電磁法。(CSAMT)可控源音頻大地電磁法(CSAMT)的工作原理是通過(guò)在工作范圍內(nèi)逐步改變電磁頻率,進(jìn)而對(duì)不同地質(zhì)深度進(jìn)行取樣,其探測(cè)深度可達(dá)1000m左右。2.3金屬礦地震勘探法。金屬礦地震勘探法早前只應(yīng)用于鹽田和一些沉積礦床的勘查,而后在加拿大發(fā)展成為一種可勘測(cè)深部隱伏礦的勘查技術(shù)。其工作原理是利用人工模擬的地震波的傳播規(guī)律來(lái)對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行勘查。國(guó)內(nèi)該技術(shù)暫時(shí)處于空白階段。2.4井中物探方法。井中物探是指采用多種傳統(tǒng)物探方法對(duì)井壁四周和鉆孔底部的信息進(jìn)行獲取,其中井中瞬變電磁法作用效果最好。2.5大比例尺航空物探方法。大比例尺航空物探方法具有遠(yuǎn)距離、快速檢測(cè)地質(zhì)信息的能力,配合GPS可區(qū)域地質(zhì)填圖中進(jìn)行深部找礦。
3鉆探技術(shù)在深部找礦的應(yīng)用
在深部找礦中,鉆探技術(shù)不僅能為其提供準(zhǔn)確的地下深部地質(zhì)信息,更是最終礦體驗(yàn)證環(huán)節(jié)中必不可少的手段。而且,鉆進(jìn)的控制精度、效率和成本對(duì)最終探獲儲(chǔ)量的精度和成本會(huì)起著決定性的作用。3.1金剛石繩索取芯技術(shù)。金剛石繩索取芯技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用到深部鉆探找礦之中,主要是指在采礦過(guò)程中,利用高硬度的金剛石進(jìn)行鉆探,以達(dá)到更大深度的鉆探效果。但目前與國(guó)外相比,我國(guó)鉆探材料與鉆探技術(shù)都相對(duì)落后,亟待改進(jìn)與完善。3.2反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)。反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)是指以壓縮空氣為循環(huán)載體,借助雙臂鉆桿的作用來(lái)碰撞全面碎巖以及連續(xù)的巖屑,將其作為地質(zhì)樣品用來(lái)實(shí)施鉆探施工。該種技術(shù)方法既能滿(mǎn)足開(kāi)采礦資源的深度、礦源厚度、具體方位的要求,還能高于傳統(tǒng)的立軸式取柱狀巖心施工速度,在工程造價(jià)上大大的節(jié)約了施工成本。目前我國(guó)已在一些區(qū)域中試用該技術(shù),但該技術(shù)用地表巖屑取代柱狀巖心,其雙臂鉆桿需要使用特殊材質(zhì),導(dǎo)致該技術(shù)的應(yīng)用推行難度較大。3.3高精度受控定向鉆探技術(shù)及巖心定向技術(shù)。高精度受控定向鉆探技術(shù)是指按設(shè)計(jì)的理想方向進(jìn)行鉆孔。該技術(shù)方法在隧道和斜坡陡壁均能精確鉆探出合適的孔位,這些是普通鉆孔難以實(shí)現(xiàn)的。但是由于地質(zhì)中的巖心直徑不大,在地質(zhì)鉆探取芯中,高精度受控定向鉆探技術(shù)不被重視。
4地質(zhì)勘查技術(shù)與深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的不足
4.1地質(zhì)勘察技術(shù)的不足。在深部找礦的地質(zhì)勘察中,遙感勘察技術(shù)是其中一項(xiàng)重要的技術(shù)應(yīng)用。但遙測(cè)得到的地球物理或地球化學(xué)信息,由于其與深部地質(zhì)要素存在復(fù)雜的非線(xiàn)性關(guān)系,具有用信息弱、地表干擾背景強(qiáng)的特點(diǎn),反演方法繁多,且無(wú)其他來(lái)源信息可對(duì)其進(jìn)行糾正,因此,常具有多解性,制約了該技術(shù)的應(yīng)用,降低深部成礦預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度,對(duì)深部找礦帶來(lái)一定的影響。4.2鉆探技術(shù)的不足。深部鉆探是深部找礦中探明深部礦產(chǎn)儲(chǔ)量及其要素的最終技術(shù)收單。深部鉆探的技術(shù)相對(duì)成熟,但隨著勘探目標(biāo)體深度的加大,不僅鉆探的單位成本會(huì)增加,鉆探的增儲(chǔ)效率也會(huì)大大降低。因此,如何降低鉆探成本、提高鉆探效率是當(dāng)前鉆探技術(shù)在深部找礦中亟待解決的重要問(wèn)題。
5結(jié)語(yǔ)
淺地表礦產(chǎn)資源日趨緊張,深部找礦稱(chēng)為現(xiàn)代找礦勘查的重要方向??辈槟繕?biāo)和環(huán)境的特殊性導(dǎo)致深部找礦對(duì)地質(zhì)勘查技術(shù)和鉆探技術(shù)的要求較高,目前,我國(guó)深部找礦正處于探索實(shí)踐階段,地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)這兩方面技術(shù)均存在不足之處,需要進(jìn)一步的完善與加強(qiáng)。
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作者:祖正江 單位:貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局115地質(zhì)大隊(duì)