地质工程勘查和深部地质找矿技术要点

地质工程勘查和深部地质找矿技术要点

潘亮王露露

   622322198710073019   341223199708031116

摘要：地质工程勘查是矿业开发前期的关键步骤，旨在评估地下资源的分布、规模和开采潜力。本文概述了地质工程勘查的目的与范围，并详细介绍了地表勘查、地下勘查和遥感技术三大技术要点。同时，针对深部地质找矿，本文探讨了深井钻探技术、地下成像技术和高效取样技术的应用，这些技术对于实现深部资源的精确探测和评估至关重要。

关键词：地质工程勘查；深部地质找矿；地表勘查技术

引言：地质工程勘查不仅涉及对地表资源的初步评估，还包括对地下深处潜在矿藏的深入探索。为了提高找矿效率和准确性，勘查技术不断进步，包括地表勘查、地下勘查和遥感技术等，它们为地质学家提供了多维度、多层次的数据信息。而在深部地质找矿方面，深井钻探技术、地下成像技术和高效取样技术的应用，使得对深部复杂地质结构的探测成为可能，极大地推动了矿产资源的开发和利用。

1. 地质工程勘查的目的与范围

地质工程勘查主要是获取地下岩土体基本情况，从而对工程设计，施工以及安全管理进行指导。对其进行系统调查，可查明地质条件，岩土性质及在空间上的分布规律，从而为土木工程，矿山开发和基础设施建设提供科学依据。勘查工作涉及面广，涉及岩石，土壤和地下水，具体步骤为区域地质调查，土层剖面测量和地质灾害评估。它的过程中通常会涉及地表和地下各种探测技术，旨在充分把握地质特征以及可能存在的危险，从而保证项目的安全经济。另外，随着科技进步，地质工程勘查逐步整合了先进的技术手段，例如遥感技术和地理信息系统（GIS），从而显著提升了勘查工作的效率和准确度。

2. 地质工程勘查技术要点

2.1 地表勘查技术

地质地貌调查就是通过野外观测和记录来评价地表岩层分布，构造，特征及变形。调查人员需要采集样品并对其进行岩石学、土壤学等分析判断该地区地质成因及演化过程。地球物理探测技术在地表勘查中应用非常广泛，常用的手段包括重力测量，磁测，地电法以及地震勘探。这些方法可以获得地下岩层信息而不损害地表。如重力测量有助于查明地下密度变化情况，然后推测地下矿体分布情况；但地震勘探是通过对地震波传播特性的分析来识别地下结构形态和属性。在地表勘查中，土壤化学分析具有举足轻重的地位。土壤样品化学成分检测可鉴定地表土壤受污染程度，成矿潜力和土壤物理性质。

2.2 地下勘查技术

地下勘查技术通常采用钻探、取样和地下水监测等手段。钻探技术是地下勘查的核心，通过对不同深度的土层进行钻探，能够直接获取岩土样品。这一过程一般采用旋转钻探、冲击钻探和连续取样等多种方法。其中，旋转钻探适用于硬岩层，能够有效提高钻进速度；冲击钻探则适合松散土层，能较好地保留原始地质特征。钻探的深度和数量需根据勘查目的和区域特征进行合理规划，以确保所获得的样品能代表整个区域的地质情况。在取样过程中，样品的完整性和代表性至关重要。采用合适的取样工具与方法，确保样品在钻取、运输和储存过程中不受污染，是获取有效分析结果的前提。取样后，需进行实验室分析，包括物理性质、化学成分及力学特性等，以全面了解地下岩土的性质。地下水监测也是地下勘查的重要内容。通过对地下水位、流向和水质的监测，可以评估地下水资源的状况以及可能存在的水文地质问题。

2.3 遥感技术

遥感技术主要依赖于遥感影像的解读、数字高程模型（DEM）的分析以及光谱分析等多种手段，以获取广泛的地质信息。遥感影像解译在遥感技术中具有基础应用意义，分析不同波段遥感影像可以查明地表岩石类型，地貌特征及植被分布情况。在此过程中需借助图像处理技术及专业软件来提高图像分辨率及信息提取精度。通过遥感影像可对地质构造，断层分布及矿产资源潜力等进行有效评判，特别适用于大范围初步找矿。数字高程模型（DEM）为地形的深入分析提供了不可或缺的工具。通过构建DEM可对坡度，坡向和流域等地形参数进行测算，进而推测地质体分布及变化情况。该模式为地质工程设计提供直观的三维地貌信息并可有效地指导后续地面勘查。光谱分析在遥感技术中又有一个重要用途，它通过分析不同地物光谱反射特征来确定地质体矿物成分及土壤性质。遥感光谱技术既可以实现大面积，多时相监测，又可以对地表变化进行有效识别，从而为资源管理与环境保护提供数据支撑。

3. 地质工程深部地质找矿技术要点

3.1 深井钻探技术

常见深井钻探设备有液压钻机，旋转钻机，气动钻机。液压钻机具有动力强、稳定性好等特点，适用于复杂地质条件的工作；旋转钻机在进行坚硬岩层的钻探活动时表现尤为出色，能显著提升钻进速度；气动钻机工作于一些软土或者水域中可以降低对环境的干扰。合理布置这些装备可明显提高钻探成功率及效果。优化钻探工艺，对改善深井钻探效果同样具有十分重要意义。在钻探过程中需要选用适当的钻头及钻井液来迎接各种地质条件带来的挑战。如钻探硬岩要用金刚石钻头提高钻进能力；含水层钻探中需要对钻井液进行合理的选择，以免出现井壁塌方或者水涌等现象。同时合理设置钻探速度及进尺可增加钻探安全性及样品完整性。深井钻探时还需要对样品采集和处理进行严格控制。为了保证样品具有代表性，在钻探过程中应该采用连续取样技术以最大限度地减少对样品造成污染与损害。钻取完成之后，需要及时对样品进行封存与标注，以保证后续分析工作准确可靠。

3.2 地下成像技术

地下成像技术作为现代地质找矿工作中的一种重要方法，其主要是利用物理探测方法来获得地下结构可视化信息来指导矿体定位和评价。这项技术通常采用的方法有地震成像，电磁成像以及声波成像。地震成像技术为地下成像提供了基础，它将地震波发射到地下，记录地震波反射信号从而得到地下岩层形态和结构信息。在此过程中，一般都要构造地震剖面和利用反演算法对地下结构进行成像重构。地震成像可以对断层，褶皱等地质构造进行有效地识别，并对矿体定位提供了重要的依据。电磁成像技术主要是通过电磁波来探测地下的电性属性，并对电磁场的变动进行深入分析，从而推测地下矿石的分布模式。声波成像技术也是对地下进行成像的有效方法，它能够通过对声波在各种介质中传播特征的分析来获得地下结构信息。

3.3 高效取样技术

为保证采样的有效性和可靠性，一般都要使用各种创新方法和装置。选择取样工具非常关键。常见高效取样工具有岩心取样器，塑料及金属取样管。这些手段需要针对不同地质条件合理选用，才能保证样品完整、代表性强。以坚硬岩石为例，岩心取样器可以高效地取得原状样品；在土质较为疏松的地方，塑料取样管显得尤为合适，目的是降低样本在取样时的干扰。提高取样效率，取样技术也至关重要。近些年来，伴随着科学技术的进步，很多自动化取样设备相继出现。这些装置可以在高压，高温或者高风险环境下自动采样，显着提高采样安全与效率。

结束语：地质工程勘查和深部地质找矿技术的发展，是矿业可持续发展的基础。通过不断优化和创新勘查技术，我们能够更准确地评估和发现地下资源，为资源的合理开发和环境保护提供科学依据。

参考文献

[1]李向红.地质资源勘查中地质工程的作用及其发展浅谈[J].新疆有色金属,2024,47(05):32-33.

[2]吉迎华,梁晓波.浅谈地质资源勘查中地质工程的作用及其发展[J].西部探矿工程,2024,36(06):64-66+69.

[3]王霄霄.地质工程勘查和深部地质找矿技术要点[J].中国金属通报,2023,(07):71-73.