第一节 勘查技术

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内容出处: 《福建省志·地质矿产志》 图书
唯一号: 130020020230006394
颗粒名称: 第一节 勘查技术
分类号: P562.57
页数: 7
页码: 149-155
摘要: 本文记述了福建省的探矿工程和物化探技术是地质矿产勘查的重要手段。探矿工程包括钻探、坑探、井探和槽探等技术,物化探技术包括航空磁测、重力测量、水系沉积物测量等方法。这些手段的应用和发展为福建省的矿业发展做出了重要贡献。
关键词: 福建省 勘查技术

内容

一、地球物理地球化学勘查
  福建地球物理探矿工作(简称物探,下同)始于1957年。1957年4月至1958年8月,地质部物探局124队(后改称403队)以单一地面磁测工作,调查磁性铁矿。1958年8月,福建省地质局成立物探大队,下属6个物探分队及5个综合地质大队所属的5个物探分队。1962年成立三0六地质队,物探队是其下属的分队,下有3个工区。1963年恢复物探队建制。1971年物探队和测绘队合并为七一四队,1974年改称物探测绘队,下属物探有4个分队。同期综合地质大队有6个物探分队,4个测井组。1974年成立航测分队。1976年物探与测绘分别恢复原建制,称为福建省地球物理探矿队。1977年组成重力分队,1980年建立化探分队。直至1990年完成覆盖全省面积的方法有1:5万航空磁测、1:20万水系沉积物测量、1:50万重力测量和1:20万土壤测量(金属量测量)。同时还与有关单位协作,开展深部地球物理:包括人工地震剖面、热流值测定、区带剖面、微震监测及古地磁测量等。
  物探的技术方法,1957年采用地面磁法测量,在中甲、马坑、挂山、大池、五更察及洛阳等地寻找磁性铁矿起了重要的作用。1959年,采用土壤金属量测量与全省1:20万区域地质调查,同时进行地球化学探矿(简称化探),至1977年完成,面积覆盖了全省的范围。60年代物探、化探方法逐渐完善,有自然电场法、激发极化法、直流电阻率法、电测深法等对矿产普查找矿中的煤、石墨、硫铁矿及铜铅锌等有色金属矿床的发现有较好的效果。铀矿的普查采用地面伽玛测量及水化学方法,此外还应用煤田测井和金属测井方法在矿产勘探中验证钻井中矿体的位置与厚度,提高勘探精度。
  区域物化探技术方法主要有航空磁测、重力、水系沉积物、土壤测量等。1:20万—1:10万航空磁测,由地质部航测大队于1958~1959年在福建省西部地区及少部分东部地区进行。1:5万航空磁测于1959~1960年1月由地质部航测大队完成8620平方公里后中断,直至70年代又继续飞行。1971~1973年地质部航测大队在福建省东部地区完成1:5万航空磁测2.7万平方公里。
  1974年成立福建省物探航测分队,至1985年1:5万航空磁测完成面积13万平方公里,覆盖了全省,共发现航磁异常1046处。
  区域重力调查始于1979年,1987年完成1:50万重力调查面积12万余平方公里,同时还测定5万多块标本的岩石密度,对福建省构造的认识和矿产预测都提供了基础资料。
  1:20万水系沉积物测量,经1980~1981年的试点,于1982年起在全省展开,至1989年完成面积12.7万平方公里,样品分析金、铜、铅、锌等39种元素,为普查找矿提供大量信息。
  深部地球物理,与有关单位的协作在省内完成11条长达2000公里的人工地震观测剖面,完成大地电磁测深点60多个,热流值测定200多个孔,同时还完成台湾—阿尔泰(福建省境内是泉州至石城段长200多公里)的区带大剖面,为福建省深部构造的研究提供了丰富资料。
  遥感技术,1984年6月福建物化探大队建立遥感组,同年即在福州、湄州湾、厦门3个地区开展航空遥感飞行,获得省内首批彩色红外影像5898平方公里,彩色摄影1997平方公里,红外扫描331平方公里,配合卫星照片资料对上述三个地区的地热资源、土地利用现状、河口泥沙运移规律、新构造运动等方面,结合地质资料提出综合解译,为这些地区的城市规划、工程建设、港口开发等方面提供基础资料。1986年该遥感组扩大为福建地矿局遥感站,完成《福建北部兴化湾—沙埕湾海岸带遥感综合调查》,对福建省北部海岸带的潮间带、潮下带、海下地貌、泥沙运移、港口淤塞及活动构造等方面进行科学分析与解译,得到省科委的好评。厦门鼓浪屿影象图是一张彩色影象图,应用计算机技术,求算出鼓浪屿的准确面积以及该岛内房屋占地面积、绿化面积等。修正了以往的数据,受到该区政府的称赞。遥感技术发展快、影响大,遥感站与省科委、省计委国土处、省农委、师大、农学院、省土地管理局、省气象局等单位建立合作关系,其技术水平居省内先进。物化探新技术方法有:引进1米测温方法用于地热普查、浅层地震技术、微震监测技术、桩基无损检测、微金分析技术和数据处理、物化探计算机数据处理及计算机成图等十多种。
  二、探矿工程
  探矿工程是地质矿产勘查工作中极为重要的手段,它包括钻探、坑探、井探和槽探等各项工程技术。施工坑道进行探矿、采矿由来久远,本省宋代就开采铁、铜、银、锡等矿产,明代采矿业较盛,清代开采有铁、煤、银(铅)、铜等矿产,一些矿区尚可见到采矿坑道的遗迹。
  1953年,省工业厅地质处地质勘察队在邵武焦杭、建瓯梨山及龙岩、漳平等地调查煤矿,在连城评价磷矿,在沿海勘查泥煤。施工槽探及钻探工程进行探矿,开动钻机2台。1955年华东地质局在福建省陆续组建地质队伍,如341队、342队、378队、379队等,在各矿区广泛使用槽探、井探、坑探及钻探工程,揭开了省内大规模进行矿产勘查工作新的一页。1958年福建省地质局成立,在全国工业建设大发展形势下,组建综合地质大队、石油地质队、水文地质队、物探队、区测队,职工队伍1958年6562人,是1957年的3倍多。各地区也陆续成立专署地质局及其下属的县地质队。槽探、井探、坑探、钻探各项探矿工程大量施工、遍地开花。1958年地质局设立探矿工程处管理和指导全局探矿技术工作,各地质大队设有探矿工程科,下属的矿产分队或大型矿区设有探矿组,管理各项探矿工程。之后,60年代地质局的机构及处室设置几经变化,1975年地质局恢复设立探矿工程处,1981年地质局按专业化进行队伍改组,分别成立综合地质队和钻探队,各钻探队、坑探队都建立总工程师负责制,在综合地质队设探矿副总工程师。1985年局探矿处与安全处合并为探矿工程安全卫生处。局、队探矿工程的管理建立起从施工设计编写、设计审批、施工技术管理到矿区勘查结束后提交探矿工程技术报告、探矿工程档案等一系列制度。
  (一)技术装备
  50年代钻探使用的是手把式仿苏KAM-500型和KA-2M-300型钻机,孔深300~400米。60年代中期,已基本淘汰了仿苏的手把式钻机,使用的是XU-600型、XU-300型岩心钻机及SPT-300型水文水井钻机为主,进口部分XH-60型油压钻机,并对500型和300型手把钻机进行技术改造,采用手轮给进装置,70年代为适应普查找矿的需要大量使用XB-1000型钻机,最大孔深可达1000米。80年代推广使用金钢石小口径高速钻机,逐年更新换代,以XY-2、XY-3、XY-4型钻机为主,部分深孔还采用XY-5型金钢石钻机,以及JU-1000型钻机,以适应多档高速和多种工艺钻进的需要。而且金钢石钻机逐步采用电力驱动,并进行仪表集装。从而加快探矿工程的施工速度,提高钻探质量,使福建省探矿工程进入了一个新阶段。
  (二)技术方法和工艺
  磨料:50年代全部采用铁砂钻进方法和工艺。1964年开始试验钢粒钻进,并全面推广。1976年进行金钢石钻进试验,从而开始用金钢石逐步代替钢粒作磨料的新时期。80年代初,相继进行绳索取心钻进和金钢石冲击回转钻进试验,并逐步推广。1987年省第二钻探队开始筹建和研究电镀金钢石钻头。
  护孔堵漏工艺:50年代起长期使用黄土制作泥浆作为护孔堵漏的主要材料,但由于黄土造浆性能差,直接影响钻探技术的发展与进步。80年代推广使用金钢石钻探工具的同时,使用低固相泥浆和无固相冲洗液,选用优质膨润土和高分子聚合物处理剂。在堵漏工艺上采用了全絮凝、快干水泥、惰性材料和PAN-KHM高吸水性树脂等堵漏方法。
  取芯工具:50年代在煤田钻进中使用的是苏式阿列克辛取煤管,福建省在此基础上改进设计,使用闽-35型取煤管这一专用取煤芯工具。60年代推广使用孔底喷射反循环钻具。1985年首先在大竹林煤矿区试验成功金钢石S75C绳索取心冲击回转钻具,经推广使用,不仅保证了钻孔质量,而且使生产效率大幅度提高。80年代研制成隔水单动双管高岭土矿专用取芯工具以及滨海砂矿专用取样器,极大的提高了矿芯采取率,保证了工程质量。
  受控定向钻进:60年代初期,在总结研究行洛坑钨矿区钻孔弯曲规律的基础上,曾成功地施工初级定向孔。1983年在长灌煤矿区用晶体管定向仪进行受控定向钻进获得成功。
  洗井技术:水文水井钻探使用过井中爆破法增大单井出水量。80年代使用焦磷酸钠和液态CO₂洗井。
  钻探延伸技术:80年代初开始在地质市场中发展钻探延伸技术——桩基工程施工,技术方法有钻孔灌注桩、沉管粧、挖孔桩、砂粧(井)和锚桩等桩基施工技术。
  坑探技术:50年代坑道施工全为手工掘进作业,60年代起采用风动凿岩机作业,80年代地矿局建立专业机掘坑探队伍,配备凿岩车、铲车、装岩运输车等设备,使坑探施工形成机械化生产能力,从而满足了地勘工作应用大量坑探工程的需要。
  三、地质实验测试
  1957年,华东地质局组建福建地质办事处化验室,1958年改称为福建省地质局实验室,承担着省内矿产普查勘探工作中的样品分析测试工作,起初化学分析方法有重量法、容量法和比色法等。1959年,以地质局实验室为主体,各地质大队、水文地质队、区测队先后组建化验室和岩矿鉴定组。对煤、铁、铜、铅、锌、锰、钨、铝、金、石灰岩、白云岩、黄铁矿、明矾石、叶蜡石、蛇纹岩、石墨、玻璃砂及水样等20余种矿产的分析测试及岩矿、重砂鉴定工作,形成基本分析不出队,所有样品的分析工作不出局的地质实验网络。1958~1960年间局实验室增添苏联UCN-28型光谱仪、英国Tinsley自动记录极谱仪、英国Hilger分光光度计、西德EIKO-1型比色计、东德Zeiso型火焰光度计、苏联煤焦测定仪和低温干馏仪、东德偏光显微镜和双筒立体显微镜等仪器。这些装备当时在国内是比较先进的,在福建更是名列前茅,正是由于仪器设备先进,以及新技术新方法的使用和从事实验测试人员的不断增加,确保了实验测试的较高水平和精度,为地质找矿勘查提供重要的可靠数据。1963年筹建选矿试验组,承担的第一项任务是行洛坑钨矿初步可选性试验样。至此,化验、鉴定、选矿三大技术工种已经齐全。1966~1970年,除水文地质队和三O六地质队有化验室外,其它各地质队的样品分析化验工作统一由局实验室承担。1971年起各地质队又相继恢复、成立化验室,承担各队矿产勘查中的化验与岩矿鉴定任务。在业务上受地质局实验室领导,局实验室负责各地勘单位样品的外检、方法实验和其它元素的测试化验工作,以及矿石的选矿试验。1974年改称地质局中心实验室。70年代,我省南平西坑稀有金属矿床的发现及普查促使实验测试工作进入一个新阶段,为了查明大量的稀有元素,引进美国原子吸收光度计,承担铌钽铍锂铷铯等多种元素的分析任务。岩矿鉴定工作是查明西坑矿区各种稀有元素的物质组成和赋存状态,通过大量的实践证实该区存在60余种矿物,其中羟磷钡铁石、磷锂锶石、锂电气石、兰铁矿、铯榴石、富镁电气石等矿物在以往资料中未见报导,尤其是羟磷钡铁石和铯榴石在国内属首次发现。西坑铌钽矿选矿试验是继行洛坑钨矿后又一项重大的可选性试验工作,该成果为铌钽矿床的综合利用提供了重要的基础资料。
  1981年后,地质局下属的队伍进行专业化改组,除中心实验室外,下属队级化验室及岩矿鉴定组有9个单位。1985年改称地质测试中心。80年代以来实验测试手段大为改观,除原子吸收光度分析外,目前已有气相色谱分析、离子色谱分析、示波极谱分析、原子萤光分析、激光分析、发射光谱定量分析、X萤光光谱分析、等离子体光谱分析等一批先进的方法技术。
  岩矿鉴定:除常规的光薄片显微鉴定和自然重砂分析,又新增了X射线粉晶鉴定、X射线衍射结构分析、差热分析、包体测温、晶孢参数鉴定、同位素年龄测定、粒度分析、粘度分析、白度分析等方法。
  选矿试验工作:已进行过铜、铅、锌、钨、铌钽、石墨、叶蜡石、高岭土、重晶石等数十种矿产100多件选矿试验样,其技术方法有重选、浮选、磁选及高梯度磁选等,为矿产勘查提供了准确的资料。
  1990年,福建省地矿部门实验测试、岩矿鉴定和选矿三大技术工种齐全,所承担的各种实验项目、测试种类的广度以及研究的深度上都是前所未有的。在分析的精度与及时性和所提供的各项数据方面,可以完全满足地质找矿勘查及科研工作的需要。
  四、地质测绘
  (一)队伍
  民国29年(1940年)福建省建设厅设立地质土壤调查所,进行地质矿产和土壤调查,只有绘图人员1~2名,进行简单的清绘作业。1949年地质土壤调查所有测量人员2名,开展浦城铜矿、宁德铅锌矿野外地勘测量工作。1951年该所归并到上海华东地质处,留下的7名测量人员。1952年8月省工业厅建立地质勘察队,以选择厂址、地形测量和工程地质测量为主。1953年底工业厅成立地质处,下设地质勘察队以矿产调查为主,配合地质矿产勘查而开展测绘工作。1955年华东地质局在福建陆续成立341地质队、342队、378队、379队等地质队伍,都相应成立测量组、绘图组,承担地勘测量及绘图与复制任务。同期华东地质局测绘大队曾先后数次派测量人员到屏南、安溪等地协助进行测量作业。1958年5月福建地质局成立后,即组建福建省地质测量队,同年10月改称为福建省地质局测绘大队。1959年华东地质局测绘大队抽调40余名技术人员到福建测绘大队,为福建省增添了骨干力量,开展1:2.5万和1:1万地形测量。1961年国家测绘总局第四大地测量队一个区队调入福建,组建为测绘大队大地测量队。1961年5月根据省政府通知,成立福建省测绘工作管理处,挂靠在地质局内。负责全省测绘技术管理和测绘资料管理。1962年国民经济进行调整,同年4月,测绘大队与区测队、物探队、水文地质队和石油队等专业队合并为福建省306队,测绘队为其下属单位,职工人数从338人减为120人。1963年306队撤销,测绘队恢复建制,队名为省地质局测绘队。1964年10月根据省政府通知,省测绘管理处移交给省府办公厅。1970年国家测绘总局抽调49名技术人员到福建省地质局测绘队,该队的测绘技术水平明显提高。1971年初测绘队改名为福建省七一五队,同年7月福建省七一四队与七一五队合并,改称福建省七一四队。1974年又改称福建省物探测绘队。1976年3月物探、测绘分开,同时恢复各自的建制,测绘专业队名称为福建省地质测绘队,成为作业功能全、技术力量强的专业化地质测绘队伍。
  另一部分测绘力量分布在各综合地质大队、物化探队、水文队及区调队等单位。虽然地质队伍的建制从1958年地质局成立以后几经变动,但测绘人员依据地质任务曾分别组建测绘分队或测量组、绘图组、出版组,承担矿产勘查中的地形测量、工程测量、制图及复制工作,从而保证地勘工作的顺利进行。
  (二)地勘测绘
  1958~1962年,测绘大队运用常规测绘仪器,经纬仪、水准仪、平板仪等开展大地测量、地形测量。在漳平洛阳、建瓯迪口以及德化、建宁、邵武等地进行三、四等三角和水准测量,在永安坑边、永春天湖山、安溪潘洛、龙岩马坑等矿区开展1:1000、1:2000、1:5000、1:1万、1:2.5万、1:5万等比例尺地形测图工作。
  在此期间,首次试编1:20万永安幅地理底图,以及承担该图的清绘工作。1962年成立地质测绘复照车间开始了湿版照相和晒制水洗兰图的作业。
  1963~1965年期间,仍运用经纬仪、水准仪、平板仪等仪器,主要在龙岩一带和勘探矿区担负三、四等三角测量,在南平、漳平大坑、清流行洛坑、邵武晒口、莆田长基等矿区测制1:1000、1:5000地形图。复照组开展复照缩放、熏晒图及水洗兰图多种作业。1963年依照国家测绘总局规定,对以往几年所完成的测量资料和成图进行检查、核实。经核实成果良好,受到国家测绘总局的表扬。
  70年代初期,调入各类测绘技术人员,增添了力量。方法上仍运用经纬仪、平板仪开展常规测量,主要在连城北团、永安加福、将乐老虎山、安溪剑斗、大田上京等53个矿区测制大比例尺地形图。1973年后在大田、永安、三明一带进行了面积达3000平方公里的三、四等三角测量和三、四等水准测量,于1974年完成,质量良好,为其后的20年内在上述地区开展地质勘查和大比例尺地形图测制打下基础。1973年,制印工作改名为地质测绘制印车间。在湿版照相、水洗兰图的基础上,添制印刷设备。1972年增加了植字机,开始植字剪贴。1973年又增添了磨板机、打样机,开始印单色和多色线划图。1975年增加了胶印机,可生产多色彩印图,首次印出水文地质图、工程地质图,并用植字机排印了少量地质报告。1976年筹建铅印工种,至此制印车间历经18年已初具规模,具备了印刷地质报告的生产能力。
  1982年起地质报告以照排胶印为主,报告附表用铅印。1985年制印车间更名为省地质测绘队制印厂,同年铅印地质报告投产。1986年采用PS版彩图质量又有所提高。1989年引进激光编辑排版系统(华光1V型)取代了铅印生产线。1990年淘汰铅印,由于增添了“双色胶印机”等印刷设备,使制印厂既可印刷书刊杂志、地质报告,又可制印较高精度的彩色图,该厂成为省内制印各类专业图件方面的主要单位之一。1990年采用“网点型地质图色标”用于印刷1:5万地质图。
  1977~1990年,经过近20年的艰苦奋斗和曲折发展的历程,测绘队伍已形成一支工种基本齐全、装备先进、适应地质勘查的多功能测绘队伍,除继续沿用经纬仪、平板仪外,激光测距仪已广泛使用到各综合地质大队,并配备有常规航测仪和解析测图仪、UV-68000微机。在此期间完成了龙岩马坑、福鼎银硐、东山山只等百余个矿区大比例地形测图。采用常规航测仪,测制大田上京等40多个矿区1:5000、1:1万、1:2.5万比例尺的地形图,并用地面摄影测量方法完成1:1000、1:2000和1:5000福清渔溪等5个矿区的地形图,同时在厦门、惠安等地完成1:1000城市规划地形图。1988年为省土地管理局在惠安、南安、三明、连城、龙岩、漳浦等开展了土地详查工作。
  此外,电算技术广泛运用于测量平差计算,除PC1500、PB-700型微机外,计算器已普及到每个作业组成为必备的工具,收到极佳的效果,保证了成果的质量。
  (三)测绘产品质量
  经省人民政府闽政(91)综17号批准,有两项产品列为省级测绘优质产品,即福清东仔矿区1:2000平板仪实测地形图和1:5万元坑幅地质图。
  (四)地质矿产部测绘技术方法研究室
  为了提高地矿测绘工作的科学技术水平,1985年2月,在福州成立地质矿产部测绘技术方法研究室。地矿部提供该研究室的仪器设备及技术业务指导,行政上划归福建省地矿局领导,由福建省地质测绘队具体管理。1986~1990年开展的研究课题主要有:
  微机在测绘生产中的应用,包括福建省地质测量资料数据库,应用UV-68000微机实现排版,土地详查面积量算系列程序以及地质测量中常用程序的开发利用(三角网平差程序、独立模型法区域网平差程序等)。
  C-130解析测图仪的开发,主要有:建立地形图图式符号及汉字库,地形图数字化及编图试验,C-130与OR-1的DG-20计算机数据共享。
  此外,还有大中比例尺影象地图的试制,福建省自然图集的编制,电磁波测距三角高程代替三、四等水准测量试验。

知识出处

福建省志·地质矿产志

《福建省志·地质矿产志》

出版者:方志出版社

本志重点记述清宣统三年至1990年福建省地质矿产事业的发展变化情况。由概述、专业内容共三章18节及有关图、表组成。

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