深部矿产资源勘查及地质钻探找矿技术研究

罗 涛

（孟连孟祥贸易有限公司，云南 普洱 665000）

中国是一个资源大国，不仅矿产资源总量庞大，而且种类数量多，截至目前已经有二百种矿产资源被发现，在世界矿产总量中占比约为百分之十五，位列于俄罗斯、美国后的第三位。由于我国经济发展消耗了大量资源，使得浅层矿产资源储量日益减少。从这个角度来看，应积极研究深部地质钻探找矿与矿产资源勘查。

1 当前地质资源勘查的概况

对于地质工作来讲，地质资源勘查是十分重要的一部分，在国内诸多领域都发挥着重要作用。从某种程度来讲，发展地质资源勘查能够推动国内社会经济发展，对不同经济领域的作用也各有不同。在地质资源勘查发展中，表现出深部矿产转型、专业人才匮乏、技术推广不足等问题。

首先，地质资源勘查的工作重点逐渐朝着深部矿产和隐伏矿产的方向发展。现阶段，国内地质资源勘查将浅矿、高品位矿、露头矿当作工作重点，伴随开发水平的不断提高，人们逐渐增加了地质矿产勘查力度，深部矿产成为了转型的主要目标。

其次，地质资源勘查缺少专业性人才。在国内，地质勘查专业建设不够健全，使投入到地质资源勘查的人才相对较少，现有人员把握地质资源勘查方法的能力有限，难以与不断发展的地质资源勘查需求充分适应，使得地质资源勘查顺利开展受到较大影响。

最后，地质资源勘查的技术推广程度不足。伴随勘查方法的增加，地质资源勘查设备不断更新升级，工作人员熟悉新型设备的程度与勘查地质资源有效性存在直接关系。部分勘查单位仍使用传统地质资源勘查方法，把握和了解化探、物探等全新方法的程度不足，无法将新型技术、新型设备充分运用于地质资源勘查，降低了地质资源勘查的效果。

2 地质钻探找矿与矿产资源勘查的基本原则

矿产资源勘查工作的目的是确定矿床及其应用前景、技术性评价、数量、分布、经济性评价、利用条件、种类等，从而使社会经济建设、矿产企业发展的需求得到满足。通常来讲，矿产资源主要埋在地下，其特点是复杂、隐蔽、稀少，在勘查时往往需要通过多种方法和技术手段来完成，并且需要做好可行性研究、实验、取样、测量、计算储量、化验、编录等一系列工作。由于矿产资源是不可再生的一种能源，若开采工作过于盲目，则会导致资源在一定时间内枯竭，因此，工作人员应把握地质钻探找矿与矿产资源勘查的基本原则。

2.1 技术应用原则

开展地质钻探找矿与矿产资源勘查时，应遵循技术应用的基本原则，通过各种科学技术手段的合理运用，使地质钻探找矿与矿产资源勘查的工作效率有效提升。具体工作过程中，工作人员不能局限在特定一种勘探方法、找矿技术的应用，而是应该在条件允许的前提下，最大限度地对高精度磁测、可控电磁测探、激电高功率技术等多种技术进行综合性运用，获得勘探数据后，应对所有数据展开全方位、多角度的分析，与勘探地区的水文特点和地质特点相结合，进一步增强数据分析的可靠性，将矿产可能存在的异常区域有效圈定出来，从而让地质钻探找矿与矿产资源勘查的整体效率得到保证[1]。

2.2 科学部署原则

进行地质钻探找矿与矿产资源勘查时，应坚持科学部署原则。工作人员需要按照矿产资源表现出的地域分布特点，对找矿工作、勘查地质资源工作作出科学部署（如图1所示）。与此同时，这种类型的工作在部署过程中需要加强经济状况、人口分布、利用土地、基础建设等因素的考虑，使地质钻探找矿与矿产资源勘查的部署更加具有科学性、合理性。

图1 深部钻探施工现场

2.3 统筹规划原则

开展地质钻探找矿与矿产资源勘查时，应始终遵循统筹规划的基本原则。工作人员勘查地质矿产时，不仅要以人为本，而且应将附近生态环境、自身勘查工作相统一，在具体工作过程中围绕可持续发展的重要理念来进行各项工作，对勘查地质矿产过程中存在的成本因素、地理因素、环境因素与人为因素加以考虑，以此来保证地质钻探找矿与矿产资源勘查的资源性、经济性。

2.4 经济侧重原则

进行地质钻探找矿与矿产资源勘查时，应始终坚持经济侧重的基本原则。通常来讲，无论是找矿工作还是勘查矿产资源工作都需要在资源充足、地质条件复杂且多样化的前提下开展，按照具体勘查环境以及分布地质矿产情况，对当前矿区里不同类型矿产资源的实际分布进行深层次研究，实施针对性较强的勘探举措，最大限度地增强勘探工作效果，使勘探经费得到节约。整体上看，工作人员将勘探领域不断扩展的同时，需要有一个侧重点，换句话说，就是应对经济性相对较高的矿种进行找矿与勘查。

3 深部矿产资源勘查的主要方法

合理利用矿产资源勘查方法，有利于提高开采的科学性，使企业开采矿产资源的时间有效延长，促进矿产企业以及矿业行业的长期、平稳发展，特别是勘查矿产资源时，工作人员必须采用有效的勘查方法来加以评估，避免因勘查不充分而导致资源的浪费，不断提升利用资源的水平。

3.1 物化探测勘查法

物化探测是人们常用的勘查方法，对于勘查矿产资源尤其是深部矿产资源十分适用，工作人员可通过以下途径使用该方法进行矿产资源勘查[2]。首先，应借助地球化学勘查法展开各项勘查工作，此方法包括沉积物测量法、土壤化学测量法、矿床生晕法等。在国内，伴随科学技术水平的大幅提升，以上几种物化探测方法使用的仪器也大大提高了灵敏度、精准度，可探测各种深部矿产，从而发挥了更大的矿产资源勘查作用。其次，应借助物探方法展开相应勘查工作（如图2所示），此方法主要对地球重力、电效应利用、区域地震、磁效应利用、放射性能利用、地热等方面进行研究，在勘查矿产资源方面发挥了显著的作用。由此能够得出，工作人员在具体的深部矿产资源勘查时应积极发挥物化探测方法的优势，将勘查区域内的非金属矿产和金属矿产勘查出来。

图2 深部矿产物化探测

3.2 同位素规律勘查法

同位素成矿是形成矿产资源的重要规律，工作人员可按照成矿规律来应用同位素规律勘查法进行勘查。依据形成时期、类型等方面的不同，地质矿产内部蕴含的稳定性会大有不同，工作人员应做好成矿能力的勘查。先收集勘查地区的地质环境、成矿年龄、地质体构成、地壳演化等数据信息，随后分析各种信息间的相关程度，通过分析，便能对勘查地区的同位素成矿情况有一个深入的了解，从而把握科学的成矿规律，发挥出地质资源勘查的作用。

3.3 填图勘查法

从原理上看，填图勘查法基于地质方法和地质理论，对勘查区域拥有的矿产展开系统性勘查，获得勘查结果后，再细致、深入地分析勘查结果，对找矿区域地质特征有一个精准的把握。填图勘查法由于理论基础扎实、全面、可靠，因此得到了地质勘探中的普遍运用。

3.4 低频电磁勘查法

低频电磁勘查法经常被人们使用到开发难度高、深埋地下的勘查工作中，该技术根据矿产在地表深部所表现出的物理特点，使用有关仪器来追踪矿产，借助新型地震预测技术，寻找深部地质架构中存在的矿产资源，不仅操作性强，而且让以往勘查深度不足的缺点得到了有效解决，大幅提高了人们利用矿产资源的效率。需要注意的是，低频电磁勘查法只能将当前区域是否存在矿产确定下来，无法准确、详细地找出具体的矿产区域[3]。

3.5 重砂勘查法

该勘查方法主要借助重力、水流堆积作用、水流推动作用来形成含砂地区，含砂地区的重砂量越高，则分析这一地区的价值便越高，工作人员应深入、全面地分析此地区的地质特征、水文特征，让矿产具体分布得到精准的判断。勘查工作运用重砂勘查法的过程中，工作人员应合理增加地质采样点，确保采样位置充足，及时做好重砂的测量分析对比工作。因此，对于稳定性较高的金属矿产、非金属矿产进行勘查时，重砂勘查法的应用更为普遍。

3.6 砾石勘查法

当矿体暴露在地表较长时间后，矿体将会被风化并变成矿砾，受到自身重力、水、冰川等因素的影响，砾石将会持续扩散，面积分布也随之增加，顺着山坡、水流、冰川等系统来分析和追踪矿砾。

3.7 GPS勘查法

近些年，由于GPS技术所具备的定位功能十分精准，使得地质勘查中引入了该技术并加以普及。借助GPS找矿技术，工作人员能够使用卫星、无线电来定位各种物质，准确坐标数据发送后，GPS设备可以将矿区实际位置准确地确定下来，得到的位置结果能够将有益参考提供给工作人员的地质钻探找矿。与此同时，深部的往往蕴含着大量矿产，但深部矿产的物理特性、化学特性不平稳，此时，工作人员可将GPS勘查法与波谱仪设备相结合，通过GPS完成定位工作后，使用波谱仪开展具体的光谱分析工作，从而得到矿产分布的光谱曲线，最终顺利完成勘查工作。

3.8 荧光勘查法

荧光勘查法通过X射线来照射矿物，获得矿物的有关信息数据，便捷性、准确性较强。经过X射线照射后，矿物所具备的元素特征会表现在光线中，工作人员再借助荧光剂来解读反射光线，进而把矿产的品位、元素成分等内容确定下来，为地质勘查工作奠定良好的基础[4]。

4 地质钻探找矿技术的具体应用及提升方法

4.1 连续钻探取样技术

连续钻探取样技术借助气体压力为钻杆提供推动力，使岩石被彻底粉碎，为后续的矿产资源成分分析提供便利，使后续的找矿研究得到大量的理论基础。进行钻探时，深部的岩屑会被设备带到地表，工作人员多次、反复地测量后，能够将矿体的具体厚度、所处深度、品位等有关数据得出。客观来讲，连续钻探取样技术所采集的样本是深部样本，这使得根据该样本得到的找矿信息精确性更高，从而提高了工作人员地质钻探找矿的效率。

4.2 绳索取芯技术

绳索取芯技术被广泛用于地质钻探找矿中，绳索取芯主要采用金刚石钻头钻进，钻进工艺体现在其钻进效率高、稳定性强、孔内事故少、岩芯采取率高等优势，尤其在复杂的地层条件下，存在人为不可抗拒的自然因素导致的孔内事故中，绳索取芯技术工艺可大程度减小了处理孔内事故的难度，保障了钻探施工的正常钻进。因此，绳索取芯技术的开发运用，将钻探工作提高了一个新的台阶，同时也将深部矿产资源勘查工作得到了进一步的发展。

4.3 提升钻探技术方法

提升钻探技术方法主要围绕钻探施工六大指标，能够使深部探矿施工过程准确、高效的完成，达到地质目的。第一，确定岩矿心采取率。根据地质设计要求和合同要求，可以全孔采心、部分采心或全孔不采心。在固体矿产勘查取心孔段中，一般平均采取率应达到70%以上，矿芯采取率应达到80%以上，对于复杂型和多脉带型的矿床，应严格控制钻进回次长度，多次取芯以保证岩矿芯采取率；有特殊要求时，按设计书或合同的规定执行。

第二，弯曲度测量。机台应及时、定点测量钻孔顶角及方位角，通常情况下，顶角小于3°的直孔或斜孔，每钻进100m测一次顶角（不侧方位角，原因是测斜仪器有一定的误差，顶角小于3°时，测定的方位角不准确），在斜孔或顶角大于3°的直孔，每50m测一次顶角和方位角。定向钻进或易斜钻孔应适当缩短测斜间距。

第三，简易水文观测。使用清水或无固相冲洗液的钻孔中，每班至少观测水位1～2回次。每观测回次中，提钻后、下钻前各测量一次水位，间隔时间应大于5分钟，终孔后应进行24小时稳定水位观测。

第四，测量与校正。进出矿层时、下套管前和终孔后必须校正孔深。孔深误差率小于千分之一时不修正报表，孔深误差率大于千分之一时要修正报表。

第五，原始班报表。各班必须指定专人在现场用钢笔及时填写原始报表，要做到真实、齐全、准确、整洁。

第六，封孔。临近终孔前施工管理部门根据地质部门提出的实际钻孔柱状图和封孔要求，编写封孔设计，交机台执行。

5 结语

总而言之，研究深部地质钻探找矿与矿产资源勘查具有重要的意义。相关人员应对当前地质资源勘查的概况有一个全面了解，充分把握地质钻探找矿与矿产资源勘查的基本原则，熟悉深部矿产资源勘查的主要方法，能够将连续钻探取样技术、绳索取芯技术等多种技术运用于地质钻探找矿中，从而提高找矿工作和地质勘查工作的效率，对深部矿产展开科学、合理地利用。