矿产普查与勘探读书报告-现代勘查技术方法在现代矿产勘查中的综合应用

《矿产普查与勘探》课程读书报告----现代勘查技术、方法在现代矿产勘查中的综合应用一、地质勘查技术体系的构成现状[5]勘查技术根据其研究对象、工作目的、技术实质及管理范畴可划分为五大门类十大专业。即物化探类(含物探、化探、遥感三专业)、探工类(含钻探、坑探二专业)、测绘类(含测量、制印二专业)、实验测试类(含岩矿分析与鉴定二专业)、以及地质勘查电算技术类。1．物探技术：在探测方法方面现已形成七大系统与系列，即区域重力调查、第二代航空物探、井中与地下物探、海洋物探等技术系统及油气勘探、固体矿产找矿、水工环物探等技术系列。在仪器设备方面已建有十数家地勘仪器制造厂，可批量生产各类物探仪器，满足了国内勘查行业的需要。国际常规类型我们均有，且已更新3代至5代。在作用与贡献方面至今已获得数量颇为可观的重大地质找矿效果，探测出数以百计的油气构造、数以千计的矿产地、数以万计的供水井位，而且还完成了难以计数的工程勘测项目。同时解决了诸多大地构造和基础地质问题。2．化探技术：近年来取得了突飞猛进的发展，填补了多项技术空白。首先六种方法即水系沉积物、土壤、岩石、地植物、水化学、地气等测量技术业已建立，并取得发展与提高。其次在应用方面，除用于地质找矿之外已有成效的用于环境地质、农业地质、污染监测、考古勘察、医学地质等多方面。第三，化探技术进步方面亦相当突出，主要表现在研究并推广了一套山区、干旱区、高寒区、岩溶区等特殊景观区化探技术；区域化探样品分析方法、质量监控、标准样制备和测试方法技术；用于检查异常的Au、Cu等野外现场分析技术等。3．遥感技术：自50年代中期开始采用航摄像片进行区域地质调查工作以来，地质遥感技术飞跃进步，包括可见光、红外、微波等多波段成象的现代遥感技术已广泛用于区调、成矿远景预测、国土与农业调查、水工环地质普查等多方面，特别是城市遥感综合调查(如北京8301工程)取得显著社会效益和经济效益。近年来陆续引进德国RMK航空摄影设备、美国航空数字多光谱扫描仪、航空定量双道红外扫描仪及地面处理设备，并引进了陆地卫星多光谱仪拷贝底片资料。MT图象与sPOT图象已推广应用。我国也自行研制了JHY型机载航空红外扫描仪，开发和推广了微机图象处理系统和相应的处理软件。4．钻探技术：经过数十年的努力我国钻探技术进展很快。岩芯钻探已推广了绳索取芯金刚石钻探，并朝着多种钻探工艺配合的方向发展。冲击回转钻探、定向钻探、反循环钻探、坑道钻探、复杂岩层钻进技术等都取得了成效。泥浆体系从高固相转为低固相、从单一无机为主转为高分子为主。，地勘水泥和惰性堵漏材料也已得到推广。钻探技术已用于陆地区调与普查、能源与固体矿产、地热与建筑基础等勘探；水域里的滨海钻探、深海钻探和极地钻探等，以及地下坑道中仰孔、斜孔钻探等。5．坑探技术：勘探掘进即凿、装、运综合机械化程度已有相当大的提高并形成作业线。勘探坑道软弱围岩盯注、锚、喷加固支护技术和独立长巷通风技术，以及坑道内柴油机尾气净化装置等皆已具有相当高的技术水平。中型液压凿岩机的消化吸收良好并已在生产中推广使用，同时还积极推广了“新奥法，’(NATM)施工掘进技术。近些年来小断面竖井机械化作业线及井深17om掘进技术、小断面斜井机械化作业线及井深450m掘进技术、吊罐天井掘进技术、光爆及新型爆破器材等先进技术，都取得较好成果。坑探技术已在探矿、采矿、水利、交通、地下工程建设等多方面应用，特别是在隧道、涵洞、地铁、地下公路、地下储物库方面做出了突出贡献。6．测量技术：地质勘查测量技术方法水平提高与发展速度很快，地形测量由平板仪测图为主发展到航空摄影测制(应用航片测制大比例尺1：1000一i：10000图件提高工效2倍、成本降低1/3)，推广光电测距技术使测量工作比原来提高工效3倍，且可节约一半人力，航空与海洋勘测已应用先进的无线电定位与卫星定位GPS技术等，陆地GPS也已试用。目前地勘行业中测量专业分布在各个部门，从事地勘测地、地形测量、工程测量、海洋测量、城市测量、矿山测量等，同时也进行地质灾害监测，地面沉降与地震形变监测等多项工作。7．制印技术：地质制图与印刷技术已趋于正规化和规范化。多色印刷新技术已使落后的“氨熏兰晒”成为历史。应用航空航天遥感信息编图和计算机辅助制图以及建立地理信息系统GIS等新技术已列到工作日程上。另外也研究成功解象力强、储存方便、适于印刷精细地学类图件的PS感光预制版，并研究出PS版再生技术使成本大幅降低。网点菲林减色印刷图件提高了效率。同时也研究成功电子分色激光扫描，这是对工艺繁杂的彩色印刷的重大改革，获日内瓦国际发明与新技术展览会奖牌，这项技术的应用使各省区地质图件印刷积压问题得到解决8．岩矿分析技术：近年来分析技术发展很快，地矿行业已建立起方法较为齐全的实验测试技术体系。其中卓有成效的有区域化探主、次、痕量元素分析系统，超痕量Au分析方法、15个稀土元素分量测定方法，非金属矿的物化性能测定方法等。油气勘查的实验测试技术也具有较高水平。络合滴定法、光度分析法、分光光度法等都大步提高，极谱仪、光焰光度计、原子吸收光度计等已经普及。并部分配置了石墨原子吸收、X荧光光谱仪、等离子直读光谱仪等大型设备。9．矿物鉴定和加工技术：由于岩矿鉴定技术的全面提高导致矿产分选和综合利用水平大幅度的提高。这方面首先是显微镜法、费氏旋转台法、油浸法及矿物分选的重液分离、磁性分离法等普及最早。后来又发展应用X光衍射粉沫法、差热分析法、透射电子显微镜等鉴定技术。并且也引进与研制了电子探针、扫描电镜、红外吸收光谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、四圆单晶X光衍射仪、同位素质谱仪等现代技术和设备。矿物分离分选技术业已应用磁流体分离、静电分离、高频与中频介电分离等多种先进技术。磁团聚重选新工艺使效率提高数十至数百倍。另外，由于查清矿物组成与赋存状态，推进矿产综合利用，使“一矿变多矿”、多种矿产综合采选与冶炼。低品位金矿堆淋技术也已通过试验，开始应用。10．地勘电算技术：1984年地矿部召开电子计算机应用工作会议，推动了电算技术大发展。现在物探、化探、遥感、数学地质、探矿工程、测量制图、水文地质，以及科研管理都已用上微机。目前地质勘查中应用电算主要是进行数据处理(包括物化遥资料解释推断、地矿信息定性定量分析、地质作用过程数学模拟等)、图形图象处理、数据管理(如各类数据库、检索系统等以及建立勘查专家系统等二、勘查技术体系发展方向尽管我国勘查技术发展提高很快，但与发达国家相比，总体上还有相当差距，主要是高新技术发展缓慢，突破性独创技术较少，设备仪器更新换代周期较长。但是，只要地勘行业各单位领导给予重视，新方法、新技术、新仪器、新工艺必然迅速得到开发与推广。可以预料今后发展方向如下。1．物探方面：第一是研制一批新型设备(如超导磁力仪、微伽重力仪、探地雷达、岩性探测仪、大功率TEM系统等)；第二是发展一批实用的方法技术(如VSP技术、AvO技术、CT技术、X光检测技术、压电与压磁技术等)；第三是开发一批资料处理和解释成图软件。2．化探方面：第一是研究地气法和寻找深埋矿床方法，以及扩大化探在农业和环保方面的应用研究；第二是探索特殊矿种(如铂与铂族元素等)分析方法、多元素野外现场快速分析方法与轻便设备；第三是编制各种地球化学图件(分幅、分省、分成矿区、分不同景观单元)。3．遥感方面：第一开展窄波段波谱和成象波谱应用研究、热惯量制图研究、微波窗口理论研究；第二发展航空热红外扫描、多光谱扫描、侧视雷达的应用；第三推广模拟阴影图象、人工视差立体象对、多变量比特累加图等程序，推广图象变换程序(如蒙塞尔变换、霍夫变换等)。4．钻探技术：第一研究科学深钻工艺及装备、海底与极地冰层地质钻探工艺及装备第二开发大直径深尺工程施工钻探(直径150一200cm、深100一200m)技术与设备；第三推广受控定向钻探技术(大斜度、长距离)、双管反循环取样钻技术、泥浆净化与处理技术、新型高效护孔与堵漏等。5．坑探技术：第一开发喷硷机械手的程控技术及设备、新型高效大冲击凿岩工具、有毒有害矿种遥控掘进技术控制爆破技术等；第二发展短浅坑道液压与无轨凿装运机械化作业线与复杂地层掘进技术及设备；第三扩大推广“新奥法”掘进工艺，尤其软弱围岩复杂岩层中应用。6．测量技术：第一发展全天候、短观测时、无须站间通视的全球定位系统；第二开发利用轻型飞行器进行大比例尺航摄以对矿区勘测与环境监测；第三研制特种精密仪器以对地壳形变、岩层移动、地基倾斜、地应力变化、精密工程进行观测研究。7．制印技术：第一努力改革成图工艺实现制版软片化；第二发展正射投影技术以制作信息丰富、立体感强、易判图识别的影象地图；第三建立地理信息系统、推广减色印刷、电子分色、电子挂网、微机控制印刷新技术、扩大PS版应用等。‘8．岩矿分析：第一开展超痕量的稀有分散元素、贵金属元素、气液包裹体中有关化学成分测定技术与岩矿同位素分析技术研究；第二探索能源矿产中有机成分测定、离子探针、超细磨等技术与装备；第三推广岩矿全分析、多元素同时分析、离子色谱、原子荧光等分析方法。9．岩矿鉴定：第一加强探索对岩矿表面物化性能与工艺性能测定技术研究；第二开展对矿物新材料的测定技术、细菌冶金技术、煤歼石开发利用新技术等的开发工作；第三普及低品位金矿堆浸技术、磁团聚重选工艺及设备、矿物学找矿和化学物相找矿技术、非金属深加工工艺。10．电算技术：第一建立完善地矿信息系统(包括全国级物化探异常、航磁、区重数据库)；第二探索开发找矿模型库、方法库(含专家系统)，并与数据库形成三库一体化；第三发展推广各类工作站逐步组构全国地矿网络，促使勘查技术实现管理和办公自动化。三、GIS在地质矿产勘查中的应用[1]GIS已在地质矿产勘查中得到广泛应用，并取得许多瞩目成果。美国、加拿大、澳大利亚早在1985~1989年就将其应用于地质矿产调查和填图。目前，澳大利亚开始利用计算机笔记本以数字形式采集野外地质数据，建立有关数据库，借助ArcInfo与ArcViewGIS编制第二代地质图件。建成中国金矿大型数据库，对中国大地构造1~3级单元按最新研究动态进行划分并建立属性表，结合其他成矿信息，进行成矿GIS分析，预测区域成矿靶区。在国内，原地矿部系统许多单位已购买一些MAPGIS，GIS已开始普遍应用于地质调查。此外，还有一些利用国外GIS进行矿产资源研究与建立地学多源信息系统的新成果。例如，中国地质科学院方一平等建成1∶500万中国矿产资源数据库，中国地质矿产信息研究院吴仲煌将GIS应用于矿产资源区域评价，福建地勘局数据信息中心对GIS数据(数值、文字、图层等)采集、建库的有关技术问题进行全面研究。上述三个成果主要基于ArcInfo与ArcViewGIS平台。此外，我国已建成1∶50万数字地质图数据库。可以预言，今后几年内会有更多GIS地质应用成果面世。总而言之，借助GIS，基于大量综合信息，可进行空间采样，对构造演化、火成活动、沉积相、矿产形成等作时空和多元统计分析，进行成矿预测和指导矿产勘查，模拟区域地质演化。在数据量充裕前提下，GIS分析具有定量、定时、定位的特点，可给出动态(不同时间于不同位置)结果。借助深部与时间数据，GIS分析实际可拓展到四维空间。在一个地区，依据所有已知地质资料建立的图形、图像、数据库，实际乃该区域地质工作的总结，有关GIS分析结果则代表该区现阶段较为客观的总认识。重要的是，所有按GIS分析要求格式化数据极易被将来新的数据充实，并按所有掌握数据再次进行新的分析，形成新的成果。四、地质三维可视化的应用领域[2]固体矿产的地质勘探是一个长时间的研究和生产过程，涵盖了地球物理、地球化学、成矿预测等诸多领域，一般要经过成矿研究、地质普查、详查勘探等过程。地质三维可视化可以应用于整个过程，尤其是可延伸至矿山开发、管理等阶段。成矿分析、地质普查阶段随着地质勘探工作的深入，地表的矿产资源一般都已经发现，故现在的地质勘探是寻找地下盲矿体，它埋藏于地下一定深度内，这类矿产的成矿预测必须利用反映地下矿体的多种资料，包括地层、岩性、构造、地球物理、地球化学资料，