大型露天矿山找矿勘查技术
矿产资源是我国经济发展的重要保障，我国经济能够快速稳定的发展和丰富的矿产资源密不可分，随着经济发展的越来越快，对于矿产资源也有了新的要求。
而地质找矿勘查技术直接影响到后续的矿山开采工作，我国拥有着十分广袤的国土面积，其下蕴藏着丰富的矿产资源，目前为止，还存在着很多矿产资源没有被发现，所以，为提升我国的矿产资源储存量对找矿勘查技术进行研究是十分必要的。
首先，大型露天矿山根据矿产资源埋藏的位置不同和开采的方式不同可以分为山坡露天矿（如图 1）和凹陷露天矿（如图 2），区分的规则为开采的位置，在地表封闭圈以上的位置为山坡露天矿，在地表封闭圈以下为凹陷露天矿（如图3）在我国目前的矿产资源分布上，存在于地表可以直接开采的矿产资源较少，而且大多矿产资源都存在于较为偏僻和地层较深的位置。大型露天矿上的开采过程较为危险，根据安委办在2010 年颁布的 17 号文件中明令禁止了人工开采露天矿山。
所以在开采方式上只能选择以中、深孔爆破为主，机械采掘为辅的机械开采方式。这就意味着只有矿产资源得到充分的勘查之后才能进行开采，所以我国的找矿勘查领域正在面临着较大的挑战。我国国土面积广袤、地大物博，不同地区的地势条件存在着较大的差异，尤其是矿产丰富的区域之中，地质构造更是各不相同，这就要使用较为先进的勘查技术对其中的矿产资源分布做出准确的判断，再根据勘查结果充分的进行挖掘和利用。
如果找矿勘查技术不先进或是在使用过程中操作不规范，会直接影响到勘查信息的准确性，使得后续的开采工作承担更大的风险，并且在一定程度上代表着勘查找矿工作人员的前期工作毫无价值。因此，为了保证找矿勘查工作的有效性，能够更为准确的判断大型矿山中矿产资源分布的准确情况，对大型矿山的找矿勘查技术加强研究有着极强的现实意义。
地壳是由多个地层组成的，在不同地区中，地壳的硬度、密度和矿石的密度是存在着较大差异的，横波反射找矿勘查技术就是利用此特点进行观测。此种找矿勘查技术的原理和当前用于地震观测的勘查技术原理大体相似，首先需要在地壳中安装特殊的地震仪，地震仪再和相关记录仪器连接，当地壳发生震动时，地震仪会接受和发射不同波长的横波，并且会在各个地层中传播。
在不同深度、密度、硬度的地层中横波会有不同的表现形式，并且存在着较大的差异，记录仪对接收到的横波再进行分析，最后由计算机或者工作人员对横波的振幅进行计算，结合接收横波的位置来对地层中的物理构造进行判断，从而分析出发射横波位置的地质构造。
在此种技术中，不建议使用纵向波，因为纵向波的频率较高，很容易受到外界中的其他波形干扰，最终会导致工作人员或是计算机分析结果的误差增大。在找矿勘查技术中，则是需要人为对地壳进行震动，除此之外，地震仪只有在我国一些较为特殊的地区才有，所以此种技术有着一定的局限性，在实际找矿工作中对此种技术的使用频率并不高。
该种找矿勘查技术是利用电阻、磁电阻和量子电阻的原理来对地质进行勘查。在实际应用中，首先需要工作人员在地面不同的位置施加有差异的电场压力，并且使用电压恒定的电源检测设备，利用其中的电极运动来供给直流电，从而达到改变地面电场的正负电荷量。
然后工作人员再根据电极运动的方向、电流密度的大小使用适合的测量电流工具对同一供电区域内的不同电流进行测量，并对电流数据进行记录，然后以不同电场位置中的电流数据作为依据，通过计算和分析确定电流的深度。
简单来说，该种勘查方法的原理是以不同地层物质的导电差异为理论基础，再通过接收的电流数据的差异性，对地质结构进行分析。但此种找矿勘查方法在一些特殊条件下会存在较大的误差，比如在地层中存在大量地下水、人工埋设的管道、有毒物质等，这些都会对后续的计算分析结果造成较大的影响，产生过大的误差。
所以，该种找矿勘查技术的适用范围通常为人迹罕至的戈壁地区，或者地下水含量较少的区域，尽可能减少其他物质对电流传导带来的影响。
瞬态面波法找矿勘查技术主要是利用了不同物质在面向微波的时候由于不同的冲撞方式和方向会在介质感应区内发射新的方向面波，而且不同物质在接收到微波冲撞的时候产生的轻微震动也都是不同的，并且在震动的同时会产生一个较为明显的微波综合感应，工作人员再通过提前设计并装载好的传感器就可以准确的记录不同物质产生面波的横向角、垂直角、运动度、和对应的讯号信息以及微波的实际传导力度。
根据上述数据进行综合分析，判断出该片区域内的地质构造。由于面波在不同物质中的传导速度和带来的轻微震动差异性都是较大的，所以工作人员或是计算机可以直接根据面波的变化规律来判断当前地层中是否存在着矿产资源。
面波本质上是一种电磁波，传播速度趋近于光速，并且除了一些高频率的电磁波不会对面波造成影响，所以该种找矿勘查技术是较为准确可靠的，最终的分析结果误差也较小，在实际的找矿勘查工作中使用的频率较高，但是该种勘查技术难度较高，而且在操作的过程中必须要规范，对于工作人员的专业水平有着一定的要求。
化学勘查法属于是踏址选点中的一种技术，踏址选点主要指的是以矿产资源为依据，对露天矿山的开采区域内对于矿产资源的质量、存储量、开采路线进行勘查的过程。化学勘查技术的原理是利用傅里叶热传导定律和能量守恒定律进行综合判断，对地质构造中的岩层结构的温度分布进行勘查。
该种勘查技术的原则是争取使用最小投入、最小破坏的方法来指导露天大型矿山的开采，使得开采的形式和过程更为准确。比如，矿山底部地壳中的某点温度大于其他区域，并且该片区域内的单位面积温度变化的程度明显大于其他地区，那么根据上述，在该处应用傅里叶热传导公式的表达式为 Q=-KgradT。在三维稳定的情况下，根据该表达式，再利用能量守恒定律进行进一步的推导，可以得出该片区域的温度场解析方程。再以不同化学元素在不同温度之下发生的化学反应不同为依据，对矿山地质中的矿产资源分布进行判断，从而给后续的开采工作提供数据依据。
露天矿山的找矿勘查是一项周期性较长，并且投入大，风险高的一项工作。所以，具备有着一定的特殊性，尤其是大型露天矿山。上文中提到，我国目前表层的矿产资源基本上已经被开采殆尽，所以就需要向矿山更深处进行开采，使用的都是凹陷露天矿的开采方式，在凹陷露天矿中，传统的找矿勘查技术有着较大的局限性，不适合在其中使用。所以更为简便准确的电磁波找矿勘查法就应运而生，该种技术是先发射 Fraser 波，然后再根据反射情况得到需要观测区域的实际内部构造图，找出该片区域中存在异常的部分，根据赋存规律和控矿规律来确定开采的有效范围，对内部空间进行进准的预测，给后续的开采工作提供额定依据。
电磁勘查技术发射的电磁波通常为低频电磁波，由于频率的原因所以不会在传导的过程中受到其他电磁波的干扰，具有着经济性强、效率高、简单便捷的特点。在实际勘查过程中，基本上不论在凹陷露天矿中任何地点发射的低频电磁波电台都会及时的进行接受。但是此项技术的缺陷为较为容易受到时间和信号源两方面的限制，需要在时间域和信号源都极其稳定的情况下才能使用此种勘查技术。
时间域的含义为从时间的角度来对地壳的震动进行分析，在一定时间内地壳震动的幅度连续变化的图形为波形，时间域就是其中某一段波形。学术上的定义为从时间的范畴来研究震动叫做时间域。电磁找矿勘查技术的本质上是通过对电磁波在不同物质的传导过程中产生的变化对矿山中的矿产资源分布进行判断。此种技术和上述中的瞬态面波找矿勘查技术较为相似，都是利用电磁波的基本性质做出判断。
钻探勘查技术是目前较为常用的露天矿山找矿勘查技术。该种勘查技术主要指的是利用相关钻探设备，在不同深度的地壳层中提取相关样品，或者是在孔洞之中利用探头直接对地下结构进行分析。钻探勘查技术经常使用的设备有钻探机、动力机和泥浆泵，其中钻探技术有分为两大种，反循环钻探技术和取芯钻探技术。该种勘查技术的优点是可以直观的观测到地壳中存在的矿产资源，并且能够保存地层中样品的完整性，从而给相关技术人员提供更为准确可靠的信息数据。
可以更为直观的生成地质检测报告。就目前的钻探技术来看，最为先进的钻探技术可以在地壳中钻进千米以上，并且还可以把千米之下的地层样本完整带到地面上，这就给找矿勘查带来了直接的分析依据。
在使用钻探找矿勘查技术前，要先对地表环境进行分析，根据实际情况来选择适合的钻探设备和钻探技术，从而最大限度降低钻探过程对低下环境的影响。此种勘查技术的优势就是分析结果准确且直观，缺陷为较容易破坏低下环境，并且在一些特殊情况下钻探时间较长，并且还可能对钻头造成损坏，成本较高，但是操作难度不高，所以该种技术是经常使用的一种技术。
如果现场条件特殊，钻探勘查法无法进行完整的取样，又没有使用其他先进找矿勘查技术的条件，在此种情况下就可以使用原位测试法，该种技术较为适合用在那些难以取样的区域内。具体做法为，在原本矿山所处的位置之上，在原位状态和应力条件不变的情况下，对地层进行测试，常用的测试方法为静荷册数、旁压测试、静力触探测试、贯入测试、十字板剪切测试等。
原位测试法为找矿勘查的一种辅助技术，其分析结果并不能直接作为矿产资源分布的依据，只是作为钻探勘查法的辅助技术。
该种技术的优点为可以在不破坏地下环境的情况下进行取样工作，可以在取样的过程中避免应力的大量释放，对环境产生破坏。但影响原位测试分析结果的因素众多，这就导致在后续分析的结果可能会出现较大的差错。
这是因为该种技术中的很多理论都是建立在统计数据和实践经验之上的，如果现场中存在着特殊情况会给测定结果的准确性造成很大影响。所以，原位勘查法只能作为其他找矿勘查技术中的辅助方法，用来提升其他找矿勘查技术的质量。不能把该种技术直接作为制作地质报告的依据。
综上所述，由于科技的快速发展，我国对于矿产资源的需求越来越高，也衍生出了多种简洁有效的找矿勘查技术，那么只有合理应用找矿勘查技术，才能保障我国矿产资源开发工作的顺利开展，给我国的工业发展做出更大的贡献。
文章来源：矿山地质环境网
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