浅谈内蒙古地质勘查和深部地质钻探找矿技术

刘杰   任贞奎  李四子

内蒙古自治区有色地质勘查局综合普查队  内蒙古呼和浩特  010010

摘要：在资源日益紧缺和环境保护日渐受到重视的当下，深部地质勘查和钻探找矿技术为人们提供了探索地球深处的可能，还为合理开发和利用地下资源提供了强大的技术支持。面对地质结构的复杂性和地球环境的变化，深部地质勘查技术正面临着新的挑战和机遇。本文介绍了地质勘查的基本原则，并探讨了深部地质钻探找矿技术的应用，旨在为地质勘查领域的未来发展提供思路和参考。

关键词：内蒙古；地质勘查；深部地质；钻探找矿技术

引言

随着全球资源勘探进入更深层次，深部地质钻探找矿技术成为探索地球深处秘密的关键。这些技术不仅帮助人们揭开地下深处的神秘面纱，还为有效开发地下资源提供了强大的技术支撑。面对复杂多变的地质结构和日益严峻的环境挑战，深部地质勘查和钻探技术正迎来前所未有的发展机遇。因此，深入理解并充分利用这些先进技术，对于推动地质科学的发展和满足全球资源需求至关重要。

1.地质勘查的基本原则

1.1系统性原则

系统性原则强调在地质勘查中采用一种整体和综合的视角，这不仅涉及到地质学的多个分支，如岩石学、矿物学、构造地质学和古生物学，还包括地球物理学、地球化学等相关学科的密切结合。例如，在内蒙古进行地质勘查时，勘查人员需要对该区域的岩石类型、地层序列、断裂系统以及地壳演化历程等地质历史进行全面的研究。这些信息对于确定勘查目标，如矿床的位置、规模和成矿机制等提供了基础性的指导。系统性原则还要求勘查人员在勘查过程中充分利用现代地质勘探技术。例如，通过地球物理方法如地震、电磁、重力和磁性勘查可以帮助勘查人员在不破坏地表的情况下，对地下的地质结构进行更加精确的探测。勘查人员对岩石、矿物和水的地球化学成分分析，可以追踪矿化过程和确定矿体的成因类型。

1.2精确性原则

精确性原则要求勘查人员在地质勘探前期详细收集和预先分析地质资料。这包括历史地质资料的梳理、现场地质调查、以及遥感技术的应用。通过这些方法，勘查人员可以对勘查区域的基本地质特征有一个初步而准确的认识。精确性原则要求勘查人员在地质勘查的实施过程中应用高精度的测量和分析技术。例如，在地球物理勘探中，采用高分辨率的地震反射、电磁探测、重力测量等技术，勘查人员可以更精确地判断地下结构和矿体的分布。在地球化学勘查中，勘查人员利用精细的元素分析、同位素分析等方法，可以更准确地追踪矿化过程，甚至对成矿时代进行判断。精确性原则要求勘查人员在勘探过程中不断回顾和分析已有数据，以及在发现新的地质现象时，及时调整勘查策略和方法[1]。

1.3环境保护原则

环境保护原则的核心在于在进行地质勘查和钻探活动时，要最大限度地减少对自然环境和生态系统的影响。内蒙古地区拥有独特的自然景观和脆弱的生态环境，因此，在进行地质勘查时，必须采取各种措施来保护这一天然宝库。勘查人员在勘查计划的制定阶段要充分考虑环境保护。这包括对勘查区域的生态特征进行详细的调查，评估勘查活动可能对当地生态造成的影响，并制定相应的保护措施。例如，避免在生态敏感区域进行破坏性勘查，或者在必要时采取措施减少对野生动植物栖息地的干扰。在生态脆弱的内蒙古地区，环境友好型技术不仅可以降低勘查活动对环境的影响，而且可以提高公众对矿业活动的接受度。在勘查活动结束后，勘查人员必须对勘查区域进行地表恢复，如植树造林、修复被破坏的土地，以及对废弃矿区进行生态恢复。内蒙古地区自然环境恢复能力相对较弱，任何破坏都可能对生态造成长期的影响。

2.深部地质钻探找矿技术的应用

2.1深地层定向钻探技术

深地层定向钻探技术，作为一种高精度、高效率的钻探方法，主要通过精确控制钻头的方向和角度，实现对特定深层地质目标的精准钻探，尤其适用于地质结构复杂、矿体分布不均的区域。在内蒙古地区的深部地质勘探实践中，深地层定向钻探技术主要被用于精确到达预定的地下目标区域。例如，在探寻某一特定矿床时，当矿体位于复杂的地质构造如断裂带下方时，传统的垂直钻探可能无法有效接近矿体，定向钻探技术能够通过调整钻进的角度和方向，有效地绕过障碍层，直接钻入目标矿层。深地层定向钻探技术还可以用于对深部地层的详细探查，在一些情况下，尽管地面地质调查或地球物理勘探提供了关于矿床位置的初步信息，但实际的矿床规模和品位只能通过直接的钻探来确定。定向钻探允许从不同的角度和深度对矿床进行钻探，从而获取更全面的矿体信息。深地层定向钻探技术注重钻探路径的精确规划和实时调整。钻探团队可以使用先进的导航系统，如陀螺仪导航，钻探团队能够根据实时获取的地质数据（例如岩石硬度、裂缝发展情况）调整钻头的方向，以应对地下复杂的地质变化[2]。

2.2钻孔地球物理测量技术

钻孔地球物理测量技术的仪器的下放和定位要求极高的精确度。例如，在内蒙古的深部钻探项目中，声波测量设备被用来确定岩石的密度和孔隙度，电阻率仪器的使用则是为了揭示岩石中的水分和矿化程度。针对特定的地质目标，如油气藏或特定类型的矿床，伽马射线和中子密度仪器可以提供岩石的元素组成和流体含量等关键数据。在测量过程中，操作团队需要精心设计每个仪器的下放深度和测量时长。这通常需要基于预先获得的地质信息进行精确的计划，以确保在关键地层进行深入的测量。例如，在通过岩心分析和地面地球物理勘探初步确定了潜在矿层的位置后，钻孔地球物理测量就被用来在这些特定深度进行更详细的探测，仪器在每个关键层位上停留的时间足以收集稳定且可靠的数据，能够有效解释地下岩层的真实情况。声波、电阻率、伽马射线和中子数据的综合解释，可以揭示岩石层的物理特性、流体含量和可能的矿化情况。例如，通过比较不同深度的电阻率数据，科学家们可以识别出矿化区域或水合物层的存在。这些数据与地面地质调查和其他地球物理勘探结果相结合，可以进一步提高对矿床定位和评估的精确度。

2.3深部岩石力学分析技术

深部岩石力学分析技术的核心在于通过实验和模拟来理解和预测深层岩石在不同应力状态下的行为。在实际应用中，深部岩石力学分析技术涉及到从深部钻探获得的岩石样本的收集和分析。例如，在内蒙古的某个深部钻探项目中，科学家们会从不同深度收集岩石样本，然后在实验室中进行一系列的力学测试，如抗压强度测试、剪切强度测试和弹性模量测定。这些测试可以揭示岩石在深部高压和高温条件下的行为，如岩石的脆性、韧性和变形能力。深部岩石力学分析技术是利用先进的计算模型来模拟岩石在地下深处的应力状态。在内蒙古地区，由于地质结构的复杂性，特别是在断裂带和褶皱区域，通过计算模拟，科学家们能够预测在不同钻探和开采条件下岩石的行为，例如在进行爆破、钻探或是开采活动时岩石可能出现的裂纹发展和稳定性问题。在深部找矿项目中，需要对岩石孔隙中流体的压力进行详细的了解以便于预测和管理钻探过程中可能遇到的问题（如井涌或岩石崩塌），通过测量岩石孔隙压力和渗透率，可以更好地理解地下流体动力学，预测如井涌、气体突出等现象，优化钻探策略，减少风险[3]。

结语

面对日益复杂的地质环境和不断增长的资源需求，深部地质勘查和钻探技术需要不断创新进步。未来，勘查人员应继续推动技术创新，优化勘探和开采策略，以确保资源利用的高效性和环境的可持续性。这将为全国的地质勘探和矿产资源开发提供坚实的技术支撑，推动经济的可持续发展。

参考文献

[1]仲海书. 钻探技术在矿山地质勘查中的发展历程与应用现状[J]. 内蒙古煤炭经济,2022(18):178-180.

[2]袁晶,王树华. 地质矿产勘查和深部地质钻探找矿技术研究[J]. 电脑爱好者（普及版）（电子刊）,2020(1):2769-2770..

[3]陈礼伟. 深部矿产资源勘查及地质钻探找矿技术研究[J]. 冶金与材料,2023,43(6):29-31.