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摘要 :传统的找矿工作中主要是对矿区情况展开勘查 与分析,根据地形地貌特征,结合相关资料进行分析,存 在工作效率低下的缺陷,且极易受到人为因素的影响。采 取区域找矿技术,集成利用各类技术手段,可提高找矿工 作效率和质量,值得推广应用。现针对区域找矿技术在固 体矿产勘查中的应用展开论述,提出区域找矿技术运用的 策略。
关键词 :区域找矿技术,固体矿产,勘查
我国固体矿产消费需求很高,做好固体矿产勘查,有 着重要的意义。据统计,2022 年全年能源消费总量 54.1 亿 吨标准煤,比上年增长2.9%。煤炭消费量增长4.3%,原油 消费量下降 3.1%,天然气消费量下降 1.2%,电力消费量增 长 3.6%。煤炭消费量占能源消费总量的 56.2%,比上年上 升0.3个百分点。此背景下,研究固体矿产勘查技术,提出 有效的找矿技术, 有着重要的意义。
1 区域找矿技术的概述
固体矿产指的是在地表或地壳内由地质作用形成具 有现实经济意义或潜在经济意义的固体自然富集物。常见 的固体矿产包括煤、油页岩、石煤、天然沥青、铀、钍等。 在进行找矿时,采取区域找矿技术,主要是在一定的区域 范围内,运用科学合理的地质调查方法,借助仪器设备, 完成矿产资源勘查工作。一般来说,多采用磁法勘探、电 法勘探以及地震勘探等技术。随着科技手段的日益丰富, GPS 技术和遥感等技术,也开始被应用于综合勘查项目, 发挥着重要的作用, 保证固体矿产勘查工作高效化开展。
2 固体矿产勘查中的区域找矿技术
区域找矿技术的类型。
2.1 电法勘探技术
固体矿产勘查实践中,采用电法勘探技术,结合运用 电磁学、电化学等相关知识, 根据地壳中物质的主要特性, 通过电场、电磁场以及电化学场等,认真分析地下物质的 数据, 比如物质成分和矿产分布等, 获得相应的数据信息, 为找矿工作的开展提供支持。勘查工作中采用的电法勘探 技术,遵循的技术原理为利用电阻率,实现对固体矿产勘 查,多应用于地下 800m ~ 1000m 范围内,发挥对物质电 磁场的超强分辨率,获得相应的支持。在电法勘探技术发展的基础上,形成的激发极化法,借助电法仪器设备,完 成岩石与矿石的勘测。通过电极输入地面或者切断电源瞬 间的电场信号,进行相应的分析判断,获得相应的情况。 一般来说,多应用于地形复杂和物质分布复杂条件下,可 获得不错的成效,能够有效规避探测的差异,保证探测结 果的精准度, 为勘查工作的开展提供支持。
2.2 磁法勘探技术
固体矿产勘查实践中,采用磁法探测技术,主要是根 据地质的磁场特性,辅助勘查工作的开展。一般来说,矿 区地质体拥有丰富的磁场特征,能够为勘查提供有力的支 持。根据获得的数据信息展开全面分析,为采矿工作的开 展提供方向与依据。早期多采取磁法勘探仪器设备,助力 相关工作的开展,不过受到磁场的影响,无法准确识别周 围物质的磁场,影响到勘查的效果。随着科技水平的不断 提高,广泛使用瞬变电磁仪器设备,克服了传统探测技术 的缺陷,且可以获得精准度很高的数据信息,能够为地下 300m ~ 400m范围内的固体矿产勘查提供支持。例如,铁 矿资源的勘探作业中,根据铁矿布局的特点分析,结合运 用此技术,可提高勘查工作的效率,获得高质量的数据信 息,助力矿产开采和利用。
2.3 地震勘探技术
目前,固体矿产勘查项目中,广泛应用了地震勘探技 术手段,获得不错的成效。一般来说,地质特征具有极端 复杂性的特点,有着不同的成分与结构,岩体是重要的组 成物质,采用地震勘探技术,根据介质的特点,可以完成 地质特征与岩石密度的勘测分析。在能源需求不断增加的 背景下,带动着地震勘探技术的应用和发展,增强了勘探 结果的准确性,并且提高了勘探作业的效率,形成了更为 完善的探测技术体系,例如利用人工地震波助力固体矿产 勘查,进而获得更多高质量的地层数据信息,实现固体矿 产勘查信息的收集,比如地质信息等。结合运用波段反射 和折射等技术, 能够获得不错的成效。
2.4 航空物探法
固体矿产勘查环境复杂,采用无人机 + 物探法的形 式,借助专用的探测设备,完成空中物探工作,比如磁场 和重力场等,可掌握区域的地质构造信息和矿产资源分布 信息等, 为固体矿产勘查提供支持。在现有的技术支持下, 越来越多的固体矿产勘查项目采用航空物探法,支持远距离探测,且勘查覆盖面广泛,具有速度快的优势,能够满 足复杂地质条件下的找矿工作需求。在现代化技术的支持 下,能够满足航空磁测、航空放射性测量以及航空电磁测 量等的技术需求,结合运用大数据分析和 5G 通信技术, 提高勘查工作的效率和质量, 助力找矿工作高效化开展。
3 地质矿产勘查及找矿技术应用实例分析
3.1 案例概述
以某矿区为例,已探明铁矿带长 5km,宽 0.6km,圈 定矿体 37 个。矿区构造比较简单,主体为向北东倾斜的 单斜层,倾角 30°~ 60°之间。根据矿体在含矿带的 分布特征,分为三个矿带。矿体产状和围岩一致,走向 125°~ 155°, 倾向北东,倾角 30°~ 60°。本次勘查找 矿项目中,采取了航磁技术,获得相应的数据信息,为找 矿工作的开展提供数据信息支持, 助力后续工作的开展。
3.2 测量方法技术
本次工作区域为高山地形,内部形切割大,测绘区域 距离机场比较远。为了保证勘查找矿工作的高效化开展, 本次工程施工中使用的奖状Ⅱ型飞机。此飞机的机动性能 比较好,且航程很大,具有应用的价值。使用的磁测系统, 选择的是HC-2000 高精度氦光泵磁力仪(灵敏度 0.003nT)、 DSC-1航磁数字补偿器(精度0.035nT ~ 0.080nT),导航定 位使用HD01双星座全球卫星导航定位系统(平面定位精 度< 10m)。由于探测区域的地形环境复杂,为了保证飞行 的有效性,获得找矿所需要的信息,本次飞行中沿着地形 起伏变化进行作业。此外,作业前结合飞行区域的实际情 况和天气因素等, 进行综合分析, 以及飞机的性能参数, 编 制科学合理的飞行方案, 实现对航线和高度等的有效控制, 明确飞行作业的安全性。对于深切割区域,设计运用从山 顶向山麓俯冲的飞行方法,切实保证测量高度的合理性。 从现有的测区资料分析,整体的构造特点为近东西走向。 作业时,按照主测线方向尽量垂直或者基本垂直地质构造 的基本原则, 进行飞行路线的设计, 确定为南北向, 飞行时 航向设置为0°←→ 180°, 测线间距控制为0.5km。设计的 切割线方向为东西向,飞行时航向设置为90°←→ 270°, 间距控制为 10km, 整体测网密度为0.5km×10km。在开展 作业时, 严格按照设计的飞行方案, 开展各项工作, 保证设 计工作的效益, 防范各类问题的出现。
3.3 区域航磁特征
从获得的数据信息,测绘区域内航磁 ΔT 异常以变 化升高场为主,在变化升高背景场上,叠加了近东西走 向略向北突出的弧形升高异常带。根据获得的数据信息 分析,局部异常主要为椭圆形,或者浑圆状,强度大约为100nT ~ 300nT, 还有个别的异常峰值超过了 500nT。部 分异常北部伴生负值,宽度主要为2km ~ 5km之间。在进 行分析时,结合地质资料和物性展开分析得出,带状升高 异常对应长沙沟构造蛇绿混杂岩。从产生此情况的原因分 析,主要是因为构造混杂岩磁性不同。一般来说,叠加局 部升高异常可以看作为磁铁矿与部分中基性岩体的反映, 对后续的找矿工作能够提供有价值信息,可作为直接线索 或者间接线索。基于整个探测区域的情况分析,北部存在 的阿尔金岩群和南部新生界覆盖区,具有磁性弱的特点, 进而促使南北两侧平缓背景场。
3.4 岩矿石磁性分析
根据岩矿石物性分析结果,为航磁资料推断解释提供 相应的支持,并且支持精细反演解释。本次项目中,为了 获得更为全面的数据信息,对探测区域和周围的区域,进 行了磁化率的测量分析。根据获得的数据信息,经过统计 分析之后得出,区内沉积岩和大部分变质岩类磁化率均值 在 100×10-5SI 以内,通常会形成平缓的降低磁场。对于角 闪岩相的变质岩,通常会引起明显的异常响应,尤其是磁 性很强的麻岩。此外,磁铁矿的磁性很强,有着比较明显 的异常特征。
3.5 成果解译
本次探测作业中,项目所处的区域为中高纬度区域, 受到倾斜磁化的影响,增加了作业的难度,比如磁性地质 体的确定等。为保障探测结果的准确性,掌握航磁异常的 情况, 对数据信息进行了处理, 经过原平面化极处理之后, 消除了异常信息。此外,还开展了垂向一阶导数处理。根 据获得的数据可知,化极垂向一阶导数图的局部异常明显 增多,异常范围和细节信息更加突出。综合运用航磁等值 线图和化极图等进行分析,总计确定 10处异常,可以为找 矿工作的开展提供支持。其中, 一处异常呈现出不规则状, 最大强度为265nT。利用磁异常拟合体积法,估算铁矿石 资源量 1.81亿t。从定量计算结果看,矿体规模大于探明储 量(9736.71万t),具有深部找矿和扩大矿体资源量潜力。
4 地质矿产勘查及找矿技术应用策略
4.1 制定科学合理的勘查找矿技术方案
为保证地质矿产勘查及找矿工作高质量开展,需结合 探测区域的实际情况,选择适宜的技术方法,并且结合矿 区的实际情况,制定科学合理的勘查方案,做好方案的深 化分析,保证方案应用的价值。组织开展踏勘作业,掌握 地形情况以及水文信息等,获得完整的数据信息,支持勘 查找矿工作高质量推进。基于采集的各类资料和数据信 息,进一步深化地质矿产勘查工作内容,发挥资料数据的价值,科学合理缩小找矿工作的范围,保障找矿工作高质 量开展。
4.2 注重事前的准备工作
根据编制的勘查找矿工作方案,结合作业的实际需 求,做好事前的各项准备工作。例如,采取航测作业方法, 要求准备飞行设备,并且配置相应的仪器设备,并且结合 区域的实际情况,编制科学合理的飞行路线,指导航测作 业高质量开展,保证航测采集的数据信息完整真实,为找 矿分析和后续的工作提供支持。对勘查找矿工作中使用的 仪器设备,要求进行全面的检查和保养,避免存在质量问 题影响到勘查找矿开展的质量。此外,对参与勘查作业的 人员,做好业务培训,提高其业务水平,使其精准把握勘 查找矿工作要求和方法,规范化开展各项作业,避免出现 质量问题影响到勘查找矿的结果。
4.3 构建完善的质量管理体系
为保证区域找矿工作高质量开展,需要构建完善的质 量管理体系。构建区域找矿质量管理体系需要从管理目 标、质量标准、管理体系、人员培训、技术应用、数据管理 和质量评估等方面入手,全面提高区域找矿工作的质量和 可靠性。在具体构建方面,应该做好以下要点的控制。(1) 明确找矿质量管理目标。认真做好相关资料的分析,结合 找矿工作任务,明确区域找矿的质量管理目标,比如提高 勘查成果的质量、降低勘查的成本、防范勘查过程的风险 等,指导工作的高质量开展。(2)制定找矿质量标准。结合 区域找矿的特点以及区域内的具体情况,编制完善的质量 标准。采用的质量标准内容应该丰富, 具体包括组织机构、 职责分工和流程设计等, 保证各项工作的质量与效率。(3) 注重人员的培训。在区域找矿质量管理方面,人为重要的 管理对象,为保证工作的质量,应该做好人员的培训与管 理,提高人员的业务素质水平,培养人员的工作责任心。 (4)做好技术应用的管理。根据区域找矿任务的开展需求, 制定科学合理的技术方案,做好找矿过程的全面监督和管 理,保障技术选择的科学合理性,同时保障技术应用的效 果。(5)质量评估与优化。在区域找矿质量管理方面,应该 注重质量评估与优化,全面提高找矿工作的效率与水平。 结合找矿工作的开展实际,采用定量与定性结合的方法进 行评估,掌握存在的问题,提出优化和改进的措施,保障 区域找矿的质量。
4.4 制定完善的管理办法
从勘查找矿工作的开展角度分析,为了保证此项工作安全高质量开展,还要编制完善的管理办法,明确勘查找 矿工作管理的职责与任务,设置具体的负责人,做好严格 的控制, 保证技术应用的规范性。日常的勘查找矿工作中, 则需要加强现场的监督检查,及时发现勘查找矿技术应用 不规范的问题,实现有效的管理。例如,在仪器设备管理 方面, 督促操作人员按照使用方法和要求, 正确规范使用, 有效发挥仪器设备的应用价值,助力勘查找矿工作高效化 开展。严格实施责任制度,由专门的负责人负责管理,保 障勘查找矿遇到的问题被及时处理,保证工作的效率和结 果的准确性。
4.5 做好勘查找矿数据的检查
从地质矿产勘查找矿的实施分析,整个过程中会产生 大量的数据信息,数据信息的准确性,直接影响到后续工 作的开展效果,因此要做好严格的控制。在勘查找矿的前 期准备工作阶段,严格按照技术应用的流程和规范,科学 合理设计工作方案,并且落实勘查找矿技术交底工作,促 使勘查找矿工作规范开展。对获得的数据信息,进行质量 的检测和分析,分析是否可以达到误差或者其他标准,实 现严格有力的控制,避免勘查找矿技术应用问题的出现。 充分利用现代化技术手段,对勘查找矿数据信息进行处 理,进而生成高质量的数据信息,保障勘查找矿数据的可 利用性。根据获得的勘查找矿资料, 精准评估资源的情况, 获得具有可参考的结果,指导采矿工作的开展。在进行报 告编制时,立足于数据信息,通过书面形式形成报告,应 该包括勘察区域的总体情况、矿体的详细信息以及经济效 益等,为后续工作的开展提供支持。需要注意的是,应该 做好报告内容的全面把控,逐字逐句做好检查,认真核实 采用的数据准确性,保证报告的质量。通过全面严格落实 各项管理措施,保证区域找矿工作高质量完成,助力矿产 开发。
5 结语
综上所述,区域找矿技术的应用,对提高固体矿产勘 查效率,起到积极的促进作用。文中结合实践,分析了固 体矿产勘查技术的应用,总结了相关的经验。为有效发挥 区域找矿技术的应用价值,还要结合矿区具体情况,设计 合理的找矿工作方案, 做好找矿工作的质量控制。
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