勘探技术的创新

 

        勘探技术手段是指为完成矿床勘探任务所采用的各种工程和技术方法的总称。
钻探和坑探(包括探槽、浅井、平硐、斜井等)工程，两者合称探矿工程或勘探工程。
物探、化探等技术方法。
地质研究及其方法

坑探可分为地表坑道和地下坑道。

剥土（BT）是在地表清除矿体上浮土的一种工程。
探槽（TC）是从地表挖掘的一种槽形坑道。
浅井（QJ）它是从地表向下掘进的一种深度和断面规格均较小的铅垂方向的地质勘探坑道。

地下坑道可分为水平坑道、垂直坑道和倾斜坑道等。

①平硐（PD）-具有直接地面出口的水平坑道。
②石门（SM）-无直接地面出口，垂直于矿体走向，主要是在围岩内向矿体方向掘进的水平坑道。
③穿脉（CM）-无地面直接出口，垂直于矿体走向，主要在矿体内掘进的水平坑道。

④沿脉（YM）-无地面直接出口，在矿体内沿矿体走向掘进的水平坑道。
⑤石巷-无地面直接出口，平行矿体走向在矿体下盘围岩内掘进的水平坑道。
⑥盲中段辐穿-在天井中开口，沿矿体厚度方向掘进的水平探矿穿脉。

①竖井（SJ）-具有直接地面出口的大型铅直坑道。
②暗井（AJ）-无直接地面出口，在水平巷道内，由上向下开凿的铅直坑道。
③天井-无直接地面出口，由下向上开凿的铅直或陡倾斜坑道。

①斜井（XJ）-具有直接地面出口的大型倾斜坑道。
②上山-无直接地面出口，由下向上开凿的缓倾斜坑道。
③下山-无直接地面出口，由上向下开凿的缓倾斜坑道。

         钻探按其钻进原理有冲击、回转钻之分。在固体矿产勘查中，一般多用后者，尤以岩心钻探最为常用。
钻探和坑探相比，具有效率高、操作简便、比较经济的优点靠。

       坑内钻在生产勘探阶段广泛用于探矿、探水、探构造，比坑探更具快速、方便、安全、成本低等优点。

       矿床勘探技术方法有：地面地质工作，地面化探、地面物探及井中化探和钻井地球物理勘探等。

地面地质工作分为地质测量和重砂测量。

       1) 地质测量在矿床勘探中的作用

• 为了解成矿地质环境，分析控矿因素和成矿规律及评价工作区不同地段的成矿远景提供最重要的基础地质资料；
• 地质测量成果是合理选择、运用其它技术手段及其成果，并进行推断解释的地质基础；
• 地质测量过程往往导致矿床的直接发现，是矿床勘探基本技术手段之一。

• 2) 地质测量工作要点
  

  • 做好地质填图的各项准备工作；
    
  • 做好实测地质剖面；
    
  • 针对不同地质情况采用不同的填图方法和手段；
    
  • 统一岩石分类命名和地质语言；
    
  • 及时做好资料整理和综合研究工作。

 

适用于重砂找矿的矿产有：
金属矿产--Pt、Cr、W、Sn、Bi、Hg、Au、Ti及部分Cu、Pb、Zn；
稀有和分散元素矿产--Li、Be、Nb、Ta、Zr、Se、Y；
非金属矿产--金刚石、黄玉、重晶石、萤石、刚玉等的原生矿和部分砂矿床。

       地面化探方法有：岩石地球化学测量、土壤地球化学测量、河流底沉积物地球化学测量、水化学测量、生物地球化学测量、气体地理化学测量。近几年出现了一些新的勘查技术手段，如同位素地球化学找矿法、气液包体找矿法、径迹刻蚀找矿法、地电化学找矿法等。

       岩石地球化学测量简称岩石测量，是一种通过系统采集和分析岩石样品以发现原生地球化学异常而进行找矿的一种化探方法。

       土壤地球化学测量简称土壤测量，是通过系统采集和分析土壤样品，以发现与矿化有关的赋存在土壤中的次生异常而进行找矿的一种化探方法。其中残、坡积层中土壤测量（又称为次生晕找矿法）是化探方法中最成熟有效的方法之一。

       河流底沉积物地球化学测量又称水系沉积物测量。它是通过在水系沉积物中系统采样和分析，以便发现与矿化有关的次生异常而进行找矿的一种化探方法，是分散流找矿方法的一种。

        水化学测量是根据水系调查，通过采取水样发现水化学分散晕，达到找矿目的的一种化探方法。

        生物地球化学测量一般以植物测量为主，是一种辅助的找矿技术手段。

        气体地球化学测量是以研究壤中气、大气和溶解于水中的气体的化学元素及微细组分（如汞蒸气、SO2、H2S、CO2、甲烷、惰性气体、卤族元素等）浓度为依据进行找矿的一种方法。

        地面物探方法主要有：磁法、电法、重力测量、放射性测量、地震勘探等。

磁法是物探方法中应用最早，比较我成熟有效，因而也是应用最广的一种方法。除用于图定磁异常进行找矿外，还在地质填图时用于基底构造研究或图圈定岩体等。
       该法效率高，成本低，是寻找磁铁矿及其他含磁性矿物矿床的一种很有成效的技术手段。

　

        电法是寻找有色金属矿床的主要方法之一。电法中较常用的有自然电场法、电阻率法、充电法、激发极化法、交流电法等。

       自然电场法是研究岩石和矿体中由于氧化还原作用和渗滤作用而产生的稳定电场。它对于勘查多金属矿化物矿床、石墨矿床有较好效果。应用该法寻找矿化物矿床的条件是：矿体导电性好；矿体埋藏较浅（30m左右），且最好矿体部分在潜水面以下。使用该法的主要困难是在解释推断中如何排除干扰，正确区分矿与非矿。

       电阻率法是根据岩石电阻率不同，利用人工建立的直流和低频交流电场调查地下地质构造以及寻找有用矿产的方法。电阻充法又按其电极距的排列不同分为电测深法和电剖面法。

       充电法是将电流通到良导性的矿体上，使矿体带电，然后在地表测量矿体的电场，地研究矿体的形状并寻找亲朋矿体的一种方法。要求矿体的电阻率较围岩低数十倍以上，并要求矿体至少有一处被揭露，以便打入电极。该法是在矿床勘探时圈定矿体和寻找盲矿体的有效方法。

       激发极化法是根据矿物电化学活动性的差异，在人工电场（交流或直流）条件下利用激发极化效应的强弱来研究地下岩石及矿体的分布情况。它对于寻找硫化物金属矿体，特别是浸染状硫化物金属矿体效果比较显著。

       交流电法（即电磁法）是利用交流电来激发良导体，使其产生一个二次电磁场，通过测量这个二次场，从而达到找矿和解决有关地质问题的目的。按照产生一次场的方式及测量二次场的方式不同，交流电法种类很多，其中以过渡场法效果最好。

       地球的重力场是由于地球的质量引起的，它的数值大小主要取决于地球质量产生的牛顿引力。应用该法对地形要求严格，且效率相对较低，主要用于探测深部地质构造及勘查石油以及与基性、超基性岩有关的矿产。

       地壳内天然放射性元素（铀系、锕系和钍系元素）蜕变时将放出α、β、γ射线。这些射线穿过物质就会产生游离、萤光等特殊物理现象。放射性测量就是借助这些现象来寻找放射性元素，或者用来解决一些与找其它矿产有关的地质问题的一种物探手段。根据试验，γ能谱测量对寻找斑岩铜矿、稀有铌钽金属矿、锡、金、铝土磷矿等均有一定效果。

       地震勘探就是在地表记录人工地震波反射面或折射面埋藏深度，从而推测地下地质构造的一种物探方法。该法在研究区域地质构造、石油天然气和煤田构造方面取得很好的效果，在工程地质方面也取得了很大的作用。

井中化探
       在钻孔中同时进行岩石地球化学采样，已受到普遍的重视。它不仅是建立已知矿床原生晕模式、了解矿体蚀变带特征的基础，而且也是预测和评价深部盲矿体十分重要的依据。经验表明，它是矿区外围和深部盲矿预测找矿行之有效的一种重要勘查手段。

       钻井地球物理勘探是50年代提出和发展起来的一种技术手段，在煤田和油田勘查中应用较为成熟。广义的井中物探可分成三大类：①测定钻孔之间或附近矿体在钻孔中所产生物理场的方法，主要有充电法、多频感应电磁法、自然电场法、激发极化法、磁法、电磁波法、压电法、声波法等；②测定井壁及其附近岩、矿石物理性质的方法，如磁化率测井、密度测井及电阻率测井等；③测定钻孔所见矿体的矿物成分及大致含量的方法，如接触极化曲线法、核测井技术等。前者称作井中物探；后两者称为地球物理测井。

       井中物探的作用是发现井周或井底深部盲矿，确定矿体相对于钻孔的位置、大小、形状、产状，追索和圈定矿体范围，以及研究井间空间矿体的连续性等。这不仅加大和补充了地面物探方法的勘探深度，同时也扩大了钻孔的有效作用半径，可更合理地布置钻孔，及时指导钻进，提高勘探速度和见矿率。

       地球物理测井主要用于研究井壁地质情况，其具体任务是：划分和校验钻孔地质剖面，查明矿层并确定其深度和厚度；直接测岩矿石物性参数；研究和确定矿石成分及含量，以实现局部不取岩心或无岩心钻进。测井方法目前已由单一电测井发展到磁、电磁、放射性等多种参数综合测井。在研究和确定矿石成分及含量方面，核物理测井(γ能谱测量、选择性γ-γ测井、核磁共振、中子活化法及X萤光测井等)技术将成为一种主要手段，已引起国内外重视。

勘探技术手段应用要点如下：

• 地表轻型山地工程多在地表地质填图任务阶段使用；
  
• 矿床勘探阶段则多用重型山地工程；
  
• 钻探工程使用最多，对矿体从浅部到深部进行系统控制；
  
• 物化探技术方法，尤其是坑道与钻井中的物探或地球物理方法在矿床勘探阶段采用。