矿山地质探矿工程勘探技术分析

矿山地质探矿工程勘探技术分析

徐立民,张志豪,李佳

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摘要：矿山地质探矿工程勘探任务主要是服务于后续矿山开采、生产和运营工作，是一套循序渐近展开的工作，初期勘查主要的目标是对岩土资料进行勘探收集，完成基础资料的收集之后，对相关数据进行分析和整理，详细勘查工作与简单勘察得到的数据比较而言，在准确性和全面性方面具有一定的优势。新时期，在现代科学技术的快速发展下，矿山地质工程勘查施工技术得到了极大的提高，不仅能提升勘查施工的质量与效率，还能减轻工作人员的负担，确保勘查施工的有序进行。不同阶段勘查目的不一样，随着社会科技的发展，勘查手段也越来越丰富，勘探技术更加具专业性，例如深部探测，定向探测，综合勘探等，从而勘探任务也具有明确的专题性，例如矿产资源勘查、矿山地质灾害勘察、水文地质勘察等。

关键词：矿山资源；勘查技术；3S技术

引言

矿山地质探矿工程勘探技术在确保矿产资源的有效开发和利用中起着至关重要的作用。随着矿产资源日益稀缺，矿山勘探人员亟需采取先进的勘探技术来更准确地了解矿藏分布、储量、品质和条件等关键信息。这些信息对于矿山的规划、设计和运营具有重要的指导意义。

1、地质勘探方法

1.1应用钻孔勘探法

钻孔勘探是一种常见的地质勘探方法，通过钻井技术获取地下岩石和矿产储量等信息。根据勘探目的和矿区条件，可以选择不同类型的钻孔方式。在物探勘探中，如利用旋转钻进行钻井，并根据岩层构造、地质变化等信息进行钻芯、钻探回收；在工程勘探中，常常采用多管钻孔方式进行地质勘探，获取土层性质、地下水位、承载能力等信息。

1.2应用露天测量法

露天测量法是利用特定的仪器和设备对露天矿山进行测量，以了解矿石的产量、储量、品位和矿床分布等信息。在采矿面测量中，可以使用全站仪、GPS等设备进行空间位置和高程的测量，以确定挖掘范围和矿石品位。在顶板测量中，可以借助悬臂式或自动测量设备对矿山顶板的形貌、裂缝、变形等进行实时监测。

1.3应用隧道法

隧道法是在地下通过开挖隧道或巷道的方式进行勘探，以了解地下岩石构造、矿产储量和水文地质等信息。通过现场露头和地下探槽，可以获取直接暴露的地下岩石信息，如构造特征、岩性变化等。而工程勘探隧道和巷道，则适用于较深部位的勘探，通过对开挖的巷道进行地质描述和采集样品，获取更详细的地质信息。

2、地球物理勘测技术

地球物理勘测技术是通过对地球物理场的测量和分析来获取地下介质性质和地质构造等信息的方法。常用的地球物理勘测技术包括重力勘测、电磁法勘测和雷达技术等。

2.1重力勘测技术

重力勘测技术通过测量地球物体之间引力相互作用的强度，推断地下岩石密度分布和构造特征。重力测量原理是根据牛顿引力定律，利用重力仪器测量单位质量在某一位置产生的重力加速度。通过对矿区不同位置的重力测量数据进行处理和解释，可以确定地下岩石、矿床和断裂带等的密度差异，进而推导出矿藏的分布和构造特征。

2.2电磁法勘测技术

电磁法勘测技术利用人造电磁场与地球自然电磁场的相互作用，通过测量电磁场的传播和响应来研究地下的岩石、矿石和水体等。常见的电磁法勘测技术包括频率域电磁法、时间域电磁法和感应极化法等。这些方法可以提供关于地下电性特征的信息，如导电性差异、岩石类型、矿床分布和水文地质等。

2.3雷达技术

雷达技术利用电磁波与地下物体之间的相互作用，通过测量和分析反射信号来获取地下结构和岩石的性质。雷达勘测广泛应用于地下空隙、地下水位、岩层裂缝以及堆积物中的矿物质等的检测与成像。常见的雷达勘测技术包括地震雷达、地质雷达和探地雷达等，其原理基于电磁波在地下介质中传播的速度和反射特性。

3、地球化学勘查技术

3.1岩石地球化学勘查

岩石地球化学勘查是指通过对岩石样品进行化学分析，了解岩石成分、组成和性质的方法。通过对岩石样品中各种元素的含量进行分析，包括主量元素（如Si、Al、Fe等）、微量元素（如Cu、Zn、Pb等）和稀土元素等。成分分析可以揭示岩石的成因类型、岩浆活动的特征以及矿床形成的条件。通过对岩石样品中各种矿物的鉴定和含量分析，可以确定岩石中主要矿物的种类和含量。矿物组成分析可以反映岩石的结构特征、岩性类型和成因过程，对矿床中的矿物富集有一定的指示作用。通过计算和综合不同的元素比值或指标，可以评估岩石的地球化学特征和属性，如酸碱性、氧化还原状态、矿物变质、热液蚀变等。X射线荧光光谱法（XRF），XRF是一种常用的快速分析方法，通过测量岩石样品中元素的荧光辐射来确定元素含量。原子吸收光谱法（AAS），AAS利用原子吸收特征波长来测量岩石样品中某些特定元素的含量。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），ICP-MS结合了等离子体的产生和质谱仪的分析，可以高灵敏度地测定岩石样品中微量元素的含量。通过显微镜下观察岩石薄片的矿物组成和结构特征，进行岩石的鉴定和分类。

3.2土壤地球化学勘查

土壤地球化学勘查是指通过对土壤样品进行化学分析，了解土壤中元素含量、分布和特征的方法。通过测量土壤样品中各种元素（如Fe、Al、Ca、Mg等）的含量，了解土壤的主要化学成分及其在土壤中的分布规律。元素含量分析可以揭示土壤类型、岩石母质的性质以及土壤形成过程。pH值是衡量土壤酸碱性的重要指标，可以反映土壤的肥力、物质转化过程以及土壤生态系统的状态。通过计算土壤中不同元素或元素组合的比值和指标，来评价土壤的性质和状况，如全地球化学计量律、有效态养分含量等。原子吸收光谱法（AAS），AAS利用原子吸收特征波长来测量土壤样品中某些特定元素（如Cu、Zn、Pb等）的含量。紫外可见分光光度法（UV-Vis），UV-Vis通过分析土壤样品在紫外或可见光区域的吸收特性，来测量一些溶解性元素（如Fe、Mn等）的含量。离子色谱法（IC），IC用于测定土壤中的阴离子和阳离子（如硝酸盐、磷酸盐、氯化物等）的含量。

3.3沉积物地球化学勘查

沉积物地球化学勘查是指通过对水体中沉积物样品进行化学分析，了解沉积物中元素含量、矿物组成和地球化学特征的方法。沉积物地球化学勘查可以提供关于沉积环境、地质构造、矿床形成条件和污染程度等方面的信息。通过测定沉积物样品中不同元素（如Al、Fe、Ti、Ca等）的含量，了解沉积物的化学成分及其在沉积过程中的富集特征。元素含量分析可以反映沉积物来源、潜在的矿床矿石类型以及沉积物的成因机制。通过显微镜观察、X射线衍射分析等方法，确定沉积物中的主要矿物种类和含量。矿物鉴定和分析可以揭示沉积环境、沉积作用和古地理环境等方面的信息。通过计算和综合不同元素的比值或指标，评估沉积物的地球化学特征和环境意义，如有机质含量、有机碳/氮比值、沉积物的盐度等。

结束语

该文从国内矿产资源现状开始分析，总结目前国内能源矿产以煤、石油和天然气为主，非油气矿产勘查以煤炭、金矿等矿产资源为主。从地质勘探投入来看，国内地质勘查任务还以找矿为主，勘查地区以西部为主。对目前通用勘查技术进行分析，目前常用的矿山地质勘探手段主要有钻探技术、３Ｓ技术和物理探测技术。

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