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地质矿产勘查及绿色勘查技术论文

发布时间:2025-02-06 15:16:42 文章来源:SCI论文网 我要评论














  摘要:随着全球经济的快速发展和人类对资源需求的不断增加,地质矿产勘查在满足社会经济发展需求上发挥着至关重要的作用,然而传统的地质矿产勘查方法在取得显著成果的同时,也引发了一系列环境问题,因此绿色勘查技术逐渐成为当前地质矿产勘查领域的研究热点和发展趋势。本文将重点介绍地质矿产勘查的工程与方法,探讨绿色勘查技术的理念与实践,并分析其在环境保护和可持续发展方面的意义和价值。
 
  关键词:地质矿产,矿产勘查,绿色勘查技术
 
  地质矿产勘查作为矿产资源开发的基础和前提,对于国家经济发展和社会进步具有十分重要的战略地位。然而在现代勘查过程当中,由于种种原因导致环境污染、生态破坏,引发广泛的社会关注,针对这一问题,绿色勘查技术应运而生,致力于在勘查资源的同时,达到降低对环境影响和保护生态系统的目的。
 
  1绿色勘查技术
 
  地质矿产绿色勘查技术是在地质矿产勘查基础上,通过采用低影响力、节能减排、生态友好的技术手段,在探明矿产资源的同时保护生态环境的一种勘查模式。基于三维地质模型、多源遥感技术、地球化学分析方法、数字地貌以及高分辨率地球物理方法等多种技术手段,绿色勘查技术有效解决了传统勘查所面临的环境和资源挑战。在具体实践中,绿色勘查技术利用典型的技术数据包括LIDAR(测高雷达)、高光谱遥感、地球物理反演等方法,精确获取地面、植被和地下的信息,建立逼真的三维地质模型,比如利用高光谱遥感识别矿物种类,达到90%的准确率,为矿产勘查提供重要依据。此外,绿色勘查技术也采用了一系列生态友好的钻探设备,如使用国际环保规范的无溶剂润滑剂,在钻探过程中降低了有毒物质的释放,钻孔率可达80%~85%,达到了高效勘探的要求。地球化学探测作为绿色勘查技术中的重要环节,选用生物地球化学、河流沉积物地球化学等手段,减少对地表影响,如利用植物根系寻找矿产,筛选背景值明显低于1:10000的矿产迹象,为后续勘查提供实时反馈,地球物理勘查则采用无损检测技术,利用声波、电磁波、重力场等自然场测量矿产特征,减小了直接的地表侵扰,如气象探测法利用电磁波在地下与矿产交互产生反射,射频反射率低于30%,能减少地表信号干扰。从勘查技术整体效果上看,绿色勘查与传统方法相比,成本降低20%~30%;勘探成功率也有显著提升,绿色勘查技术显著地减小了地质勘查对生态环境的影响,实现降低能耗、减排和生态保护之间的平衡。总之,地质矿产绿色勘查技术在现代勘查领域发挥着重要的作用,不仅提高了勘查资源的有效性和可持续性,更助力行业朝着生态、节能、高效的方向发展。
 
  2地质矿产勘查中绿色勘查技术应用的重要作用

       2.1提高资源利用效率与减少环境破坏
 
  地质矿产勘查中绿色勘查技术具有非常重要的作用,首先,绿色勘查技术可以大幅提高资源利用效率,并在很大程度上降低对环境的破坏,在传统勘查方法中,地质矿产勘查往往需要进行大量的地面探槽、钻探、化验等操作,这些操作不仅耗时耗力,而且对环境造成极大破坏。然而,随着绿色勘查技术的应用,诸如地球物理勘查、遥感技术、地球化学方法等先进技术手段的广泛应用,不仅降低了勘查过程中的资源消耗,还大大减少了对生态环境的影响。以地球物理勘查为例,当采用地质雷达(GPR)技术时,绿色勘查技术能有效地发现地下矿产,并最小化对周围环境的影响。根据数据统计,应用地球物理勘查方法,可将钻探量降低40%,大大降低了传统勘查对地貌和绿地的损害程度。此外,绿色勘查技术在应用过程中,还大大降低了勘查过程中对水资源的利用和污染,目前许多勘查企业都在大力研发和推广绿色勘查技术,以实现资源的可持续利用与环境保护的双重目标。

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  2.2降低勘查成本与提高勘查精度
 
  绿色勘查技术在地质矿产勘查中还具有降低勘查成本与提高勘查精度的作用,传统勘查方法,由于技术手段原始且耗时耗力,造成了勘查成本的大量浪费,而随着绿色勘查技术的不断发展,如现有的高分辨率地震勘查、高精度磁测、地球化学异常技术、地温与地磁异常信息识别等方法的运用,极大地提高了矿产资源的勘查精度,在勘查精度方面,绿色勘查技术纳入多尺度、多层次、多方法、多种技术组合勘查方案,采用综合解译策略,大大增加了找矿成功率,据相关研究表明,运用绿色勘查技术实施的项目,找矿成功率平均提高20%以上,这意味着更高效地发掘矿产资源,同时实现投资回报率的稳定增长。此外,绿色勘查技术与信息技术相结合,实现了现场数据的实时传输和处理,大大降低了勘查过程中的人力和物力投入,节省了勘查成本,据统计,采用绿色勘查技术的项目,勘查成本可降低30%以上,因此地质矿产勘查中绿色勘查技术的应用,不仅有助于环境保护与可持续发展,还能实现企业在经济效益与环保之间达到一个平衡。
 
  3地质矿产勘查中绿色勘查技术的应用

       3.1地球物理勘查技术
 
  地球物理勘查技术在绿色勘查领域扮演着关键角色,通过高度精确和多样化的方法对地质矿产资源进行评估,以最小化自然环境和生态系统的破坏,地球物理勘查技术涵盖了重力测量、磁法、电法和地震勘探等多种途径。例如,磁法勘查采用高精度地面磁场观测,测量地球磁场强度,从而确定地下磁性体的分布与规模,在该勘查过程中,利用全磁力仪、梯度磁力仪和分频率磁力仪等科技设备进行测量,其精度可达10nT~5nT。此外,磁场反演技术能够产生三维参数模型,整个勘查过程无需在地面展开破坏性开采活动。地震勘探技术在绿色勘查过程中也同样有效,利用地震波探测特性侦查地下岩层结构,为矿床寻找和评估方面提供关键信息。地震勘探方法目前已发展出多种类型,如反射地震法、折射地震法、地震剖面法和地震层析成像法等,结合高性能大型计算机、数值模拟和地震数据处理技术,地震勘探的准确性得以显著提高,同时地表环境影响降至最低。同时,地球物理勘查技术还应用了诸如电阻率剖面法、自然电位法和电磁场发射法等电法勘查手段,再结合重力测量技术,实现了对地下物质成分和分布状况的精准监测。在此过程中,广泛利用了地球物理传感器、高分辨率数据采集器、地球物理专用软件等一系列技术装备。这些技术手段不仅提升了地球物理勘查数据处理效率和可靠性,更确保了绿色勘查理念的贯彻落实,降低了生态环境损害,充分彰显了科技创新在推进矿产资源勘查行业绿色发展中的重要作用。
 
  3.2无损化取样技术
 
  地质矿产勘查领域,无损化取样技术被视为一种高效且环保的方法,该技术结合高频转换技术、孔壁摩擦取样技术、激冷速凝技术及相关仪器实现对地下岩石和矿产资源的无损拆卸、消化与检测,运用无损化取样技术在现场能够显著降低地表扰动,保护地下水资源、土壤环境免受污染。通过无损化取样技术,例如激光诱导熔融岩石光谱分析技术,如原子发射光谱、激光诱导劈裂等方法,获取矿石组成信息,为矿产勘查过程提供重要数据,同时应用高分辨率CT扫描、光学显微镜以及电子扫描等先进技术对样品纵向剖面进行观察分析,精细提取核心结构信息。在这一过程中,科学家们会导出岩石、矿物的特征参数,如矿化程度、岩石密度、矿物含量等,首次发现的矿床已经能实现准确率高达99%。如此高效且准确的无损化取样技术,极大地提高了地质勘查的精度,降低了传统方法带来的破坏性影响。同时,无损化取样技术还能广泛应用于岩矿样品的开发、检测以及其他地质勘探领域,有着广泛的前景,比如结合同位素分析、电子衍射技术等,获得岩石矿物结晶所处的温压条件与生成机理等信息,进一步丰富地质找矿信息。无损化取样技术不仅提升了地质矿产勘查行业的高效术,更充分带动了地球科学创新发展,推进了矿产资源勘查行业的全面绿色化。在地质勘查行业,无损化取样技术所展示的出色特性和巨大潜力,足以奠定其在探索未来地球发展道路中的举足轻重地位,从技术方面来看,无损化取样技术在地质矿产勘探领域具有不可忽视的优势,为行业的规范和绿色化发展提供了坚实的支撑。

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       3.3遥感技术应用
 
  地质矿产勘查中遥感技术作为绿色勘查技术的重要组成部分,通过卫星遥感、航空遥感以及地面遥感等多种方式进行信息采集。在绿色勘查实践中,遥感技术通过对地球表面和地下岩层的细致观测,可为勘探人员提供一手地球表面信息,综合利用宽幅光谱遥感、热红外遥感以及合成孔径雷达遥感等数据处理方法,迅速整合大量采集数据。相较于传统地面勘查,遥感技术显著减轻勘查人员工作量,降低勘查过程对地表环境的影响。科学家与工程师通过遥感信息分析地表反射信息来理解地质特征,利用光谱、形貌与地貌特征等信息来源共同勾画地表地质特征图谱,借助卫星高光谱数据,研究者可精确探查地表地质信息,做到高效地探测矿产资源分布与构成,推动资源监测与矿产勘查机遇的实现。遥感技术与计算机辅助处理技术相结合,进一步实现了地球科学领域对海量数据的提取、筛选与分析,同时在实际勘探活动中避免了传统探测方法造成的破坏性影响,充分运用遥感技术已促使地质矿产勘查工作的准确性得到大幅度提升,通过卫星图像数据的采集与处理,多元地形剖析及地球物理参数解析等方法,准确解读地球表面特征数据,有力地推动地质资源勘探工作的深入开展。此外,数字海拔模型(DEM)技术在地貌剖析方面的应用与典型异常比对分析等,辅助遥感技术对地下矿产资源进行全面识别,在地质研究领域,遥感技术的成功应用与突破性成果,大幅度提高了地球环境监测与矿产资源探测工作的效率。基于遥感信息采集的广泛数据类型、精准地质特征揭示与对自然环境影响的低程度特性,遥感技术已成为地质矿产勘查工作中不可或缺的发展支柱。综合来看,遥感技术在地质矿产勘查中的充分发挥和成功实例,强化了其在地球科学领域发展和创新中的关键地位,为推进地球科学事业向更加绿色、高效的方向发展提供了宝贵动力。
 
  3.4环境地球化学勘查技术
 
  在地质矿产勘查中,环境地球化学勘查技术的应用显得尤为重要,通过广泛应用区域水文地球化学、区域生物地球化学、区域土壤地球化学等多种技术手段和方法,系统地采集、处理和分析地球化学分布规律,进而为矿产地质勘探的科学决策提供有效支持。环境地球化学研究有助于揭示地球物质环境与生态系统间复杂的相互关系,通过绿色采样方法、强化的污染控制管理和采样废料的处理与再利用等环保手段,尽可能地降低勘查过程对环境生态的永久影响。在实施环境地球化学勘查的过程中,采用诸如ICP-MS(等离子体质谱仪,检测限度为ppb级,误差小于2%)、XRF(X射线荧光,测试元素范围广,可测量多种元素)、AAS(原子吸收法,灵敏度可达ppm级,方法准确度高)等高精度无损或低损的现代化技术手段,对区域土壤、水、生物样品等进行精确测量和定量分析。利用GIS(地理信息系统)集成和处理分析数据,绘制地球化学异常图、地球化学勘查地质评价报告,详细记录异常地段的地球化学成分,包括化学元素、同位素、粒度分析等地球化学特征,与周边区域进行对比分析。平均采样密度为20个样品/平方千米,最小采样间距为5m,这些数据的整合将为矿床评价和目标区域选定提供准确、系统和科学的依据。特别是在当今探矿环境治理标准日益严格的背景下,环境地球化学勘查技术在地质矿产勘查中的作用愈发凸显,逐渐成为地质矿产勘查的关键技术手段。通过此技术,专家们能够深入了解潜在矿床的地球化学特征和成矿规律,提高地质勘查效率,减轻对环境的不良影响,实现矿产资源的可持续开发。
 
  3.5信息化勘查技术
 
  信息化勘查技术是地质矿产勘查绿色技术的关键环节,包括GIS地理信息系统、GPS全球定位系统、勘查数据管理系统等,旨在对矿产勘查数据进行高效、准确的处理和分析。在绿色勘查过程中,信息化勘查技术充分发挥现代计算科学的优势,将多元数据整合,形成地质矿产资料综合图库,实现数字地球科学自动化。在勘查过程中,首先是对前期探测产生的地质、地球物理、遥感、环境地球化学等数据进行统一规范化处理,将其储存在勘查数据管理系统中。其次,利用GIS地理信息系统,将各类数据融合起来生成地质矿产勘查图、勘查地质图和异常图,从而提供全面的空间数据支持,包括矿产分布的特征参数、矿床类型等,数据管理和可视化可加快勘查进度,精确矿产资源分布,减少地面探测的需要,降低对环境的破坏。资源量测算方面,信息模型和数值模拟技术在矿产资源评价和理论研究中发挥着重要作用,为地质矿产勘查提供更加环保、高效的数据支持。
 
  4结语
 
  综上所述,绿色勘查技术在地质矿产勘查中发挥着重要的作用,通过采用低影响、节能减排和生态环保的技术手段,在探明矿产资源的同时保护生态环境。绿色勘查技术有效应对了传统勘查所面临的环境和资源挑战,降低勘查成本,提高勘查精度,实现资源可持续利用与环境保护的双重目标。地球物理勘查技术、无损化取样技术、遥感技术、环境地球化学勘查技术以及信息化勘查技术在地质矿产勘查中的广泛应用,不仅大幅度提升了地质勘查的精度,而且在实践中降低了对环境的破坏,在应对日益严重的生态环境挑战之际,地质矿产勘查行业迫切需要借助绿色勘查技术实现环保与经济效益之间的平衡。总之,地质矿产绿色勘查技术为现代勘查领域带来了革命性的变革,这种技术不仅提高了勘查资源的有效性和可持续性,更助力行业朝着生态、节能、高效的发展方向迈进,地质矿产勘查行业应进一步加大绿色勘查技术的研发力度,以实现可持续发展和环境保护的共同进步。

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