勘查技术方法

勘查技术方法研究室~

1.业务定位
陆地及海洋矿产资源勘查方法技术应用研究及设备研制，与成矿规律及矿床研究紧密结合，建设具有矿产资源研究所特色的勘查方法技术研究室。
2.发展方向
（1）陆地矿产资源勘查方法技术研究：两个主要方向，一是立足于目前世界地球物理探测研究的前沿，深入推进第二找矿空间的深部探测技术和立体勘查技术的研究，为我国东部发达地区的经济发展提供后备资源基地；二是从我国找矿突破战略行动纲要出发，积极推进我国西部经济欠发达地区的隐伏大型—超大型矿产资源的预测与定位研究，重点是覆盖区的隐伏矿找矿研究，为我国西部欠发达地区的基础经济发展提供矿产基地。
（2）大洋矿产资源勘查方法技术研究：以国际上先进的技术潮流为引导，发展自主知识产权的大洋探查装备和海底探测技术，重点研究海底光学可视化探查与声学探测技术相结合的多参量地球物理、地球化学原位探测技术方法和大水深作业工程装置集成技术，以整体提升我国大洋探测技术水平作为研究方向和目标。
（3）遥感技术：积极推进遥感探测技术的穿透性研究与典型矿床的遥感特征研究，进一步拓展遥感信息提取技术在农业、环保等领域的应用研究。
3.研究内容
（1）现今世界地球物理探测技术前沿研究：我国东部项目组主要进行深部探测技术与立体探测技术、地球深部结构探测与成矿动力学研究。主要以深部第二找矿空间为目标进行方法技术研究。
（2）隐伏矿探测技术与成矿定位预测研究：我国西部项目组主要以近地表浅部（0～1500米）隐伏矿为研究主要目标开展定位及探测的方法技术组合研究为主，尤其以第四系浅覆盖区隐伏矿找矿方法技术研究为重点。
（3）大洋海底可视化原位探测技术方法及设备研制：主要从事大深度海底极端环境找矿技术方法和设备研究；在大洋资源勘查中，可视化技术的应用在异常示踪、靶区圈定、找矿标志目视观测，尤其是近海底地球化学异常原位探测、海底生物种群、特征微地貌标志的探查和研究具有重要意义。
（4）遥感方法技术应用研究：主要从事与典型矿床类型的遥感识别技术及区域遥感蚀变、构造信息提取，为进一步找矿研究提供基础信息。

　　(1)工程地质测绘。 　　
　　工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘；但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。

　　(2)勘探与取样。
　　勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的；并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。 　　物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是，物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。 　　
　　钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备，耗费人力、物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。

　　(3)原位测试与室内试验。
　　原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。 　　
　　原位测试与室内试验相比，各有优缺点。原位测试的优点是：试样不脱离原来的环境，基本上在原位应力条件下进行试验；所测定的岩土体尺寸大，能反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好；试验周期较短，效率高；尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是：试验时的应力路径难以控制；边界条件也较复杂；有些试验耗费人力、物力较多，不可能大量进行。室内试验的优点是：试验条件比较容易控制(边界条件明确，应力应变条件可以控制等)；可以大量取样。主要的缺点是：试样尺寸小，不能反映宏观结构和非均质性对岩土性质的影响，代表性差；试样不可能真正保持原状，而且有些岩土也很难取得原状试样。现场检验与监测是构成岩土工程系统的一个重要环节，大量工作在施工和运营期间进行；但是这项工作一般需在高级勘察阶段开始实施，所以又被列为一种勘察方法。它的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。

　　(4)现场检验与监测。 　　
　　现场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。 　　
　　检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，并以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行，但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象，应在建筑物竣工运营期间继续进行。

　　随着科学技术的飞速发展，在岩土工程勘察领域中不断引进高新技术。例如，工程地质综合分析、工程地质测绘制图和不良地质现象监测中遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球卫星定位系统(GPS)即“3S”技术的引进；勘探工作中地质雷达和地球物理层成像技术(CT)的应用等。

砂岩型铀矿的形成受控于古气候、古水文地质条件、地层结构、岩石地球化学类型、新构造运动、层间氧化带(或古河道)、铀源条件等诸多因素。因此，应以地质、地球物理、地球化学异常为突破口，选择行之有效的现代勘查技术方法进行小比例尺到大比例尺的选区勘查。对于砂岩铀矿现代的勘查技术方法，韩绍阳等(2004)进行了较好的综述，现概括如下。

一、高分辨率遥感技术

利用高分辨率遥感技术可获得产铀盆地地下水补、径、排体系，蚀源区、断裂带及斜坡带等影像特征;可建立大型铀成矿区域的大地构造环境、背景遥感影像特征。

二、GIS技术

GIS提供了在计算机辅助下对地理、地质、地球物理、地球化学和遥感等多信息进行集成管理、有效综合与分析的能力。应用GIS对铀资源进行评价，具有如下优点:①合理、有效的空间数据库管理大大提高了铀资源评价效率;②实现了传统方法难以进行的对各种地质体的多种空间关系的定量分析;③系统软件为物化探数据的空间可视化创造了条件，使评价更直观;④空间分析方法使成矿信息的综合更加合理;⑤系统软件大大提高了生产单位的制图效率;⑥所建的数字数据库可反复使用。

三、水化学方法

利用水化学方法可获得含矿层水中的溶解氧、硫化氢及pH、Eh值，可以寻找层间氧化带、氧化-还原过渡带及还原带;测量含矿层水中的铀、镭、氡、氦及其他与铀相关的伴生元素可以确定找矿目的层的含铀性。

四、现代地球物理方法

随着地球物理探测技术的改进与发展，重磁法、航空(或车载)γ能谱测量法、电磁成像技术和地震勘探等现代地球物理技术被广泛应用于砂岩铀矿勘探中:①利用重磁法可分析盖层结构，基岩的起伏形态、埋深及基底构造。②利用航空γ能谱测量可在很短时间内获得大面积精度均一的测量资料;车载γ能谱测量方法同样具有测量速度快、探测精度高等特点，很适合在干旱、半干旱的中新生代产铀盆地内开展，又可在不宜进行航测的边境地区进行工作。③利用电磁成像技术(TEM和EH4)可查明对铀成矿有利的砂体规模及其空间展布;查明工作区的隔水层及其厚度;查明工作区断裂构造及其产状特征;查明工作区基底的埋深及其起伏情况;根据电阻率测量剖面，结合地质资料，可辅助分析盆地的沉积相。④地震探测技术可以确定产铀盆地基底的埋深，提供构造基础图件和更多的盖层细节信息。

五、砂岩型铀矿定位方法

目前，在进行砂岩型铀矿定位中卓有成效的方法是自然电位测量法、深穿透地球化学方法、氡气测量、综合测井和弱信息提取技术。

自然电位测量可以快速确定层间氧化带砂岩型铀矿的氧化-还原过渡带。深穿透地球化学方法是通过测量地表疏松沉积物中金属活动态和地气中超微量金属元素的含量，进而圈定异常，预测铀矿床(王学求，1998)。氡气测量技术主要是基于Rn的迁移和地气理论来提取深部铀矿化信息。综合测井技术可获取岩石的天然放射性、密度、电阻率等地球物理参数及确定岩石孔隙度、渗透率、泥质含量等，为砂岩型铀矿储量计算和评价提供必要的参数，也可对沉积构造环境、层序地层及沉积相等进行研究。通过实用的数据(如航磁、航放)综合解释方法和弱信息提取技术，可直接定位砂岩型铀矿床的空间位置。

总之，在中小比例尺铀资源战略选区阶段，适宜采用效率高、费用低的遥感技术、航空物探技术，同时可开展重力测量和水化测量。尽量收集工作区的相关地质资料，根据现代砂岩型铀矿的成矿理论，基于GIS软件平台进行多源信息的综合分析，圈定有成矿远景的地段(韩绍阳等，2004)。在大比例尺预测阶段，对所圈定的远景区内可开展综合物化探工作，如自然电场、电磁成像技术(TEM或EH4)、控源音频大地电磁(CSAMT)、高分辨率浅层地震、氡气测量及化探等，在完成物化探综合解释后，配合钻探和综合测井技术圈定矿体，并进行资源量评价。

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