半干旱草原浅覆盖区手持钻机化探取样技术的应用及探索

浅层钻探技术是覆盖区化探取样技术研究的新方向。手持钻机是轻便钻机的一种。为了探索手持钻机的化探取样效果,以内蒙古拜仁达坝银铅锌矿区为代表的大兴安岭南部半干旱草原浅覆盖区作为研究区,采用回转式和冲击式手持钻机开展浅钻化探取样试验,分析该方法相对于常规化探方法的优势。结果表明,浅钻化探取样具有方便快捷、效率较高、成本较低等优点。通过对比两类钻机的钻进、取样工艺及效果,分析总结两类钻机对于草原覆盖区不同覆盖物的适用性及存在问题,为覆盖区浅钻化探技术和取样钻机的发展和推广提供借鉴和参考。     

草原浅覆盖区浅钻取样技术的研究与应用

为实现草原浅覆盖区快速揭露,并最大限度减少对环境的破坏,采用浅层钻探取样技术揭穿第四系,采取残坡积层及基岩层样品,用于浅钻金属矿产地球化学勘查、浅覆盖区地球化学立体填图及代替槽探的工作中。研究了干旱半干旱草原浅覆盖区浅钻取样技术方法组合。该方法在花敖包特铅锌矿及东乌旗地区的应用表明,通过灵活合理地调整钻探装备及钻进工艺方法,可以顺利地采取目的层样品。     

浅钻地球化学测量在甘肃北山南金山金矿外围浅覆盖区的应用

南金山金矿是北山成矿带典型的浅成低温热液型矿床,该矿床沿NE向延伸至外围浅覆盖区,外围成矿潜力较大。为进一步实现外围浅覆盖区的找矿突破,选择开展机动浅钻地球化学测量试点工作。依据覆盖层性质及厚度,利用车载空气正循环+三翼合金刮刀钻进/气动潜孔锤钻进工艺对浅覆盖区开展机动浅钻化探取样126件,采样密度16.8个点/km²,进一步探讨了浅覆盖区浅钻化探方法技术,包括钻进工艺选择、采样网度、采样物质、样品采集等内容;对零星基岩区开展土壤测量,采集样品278件,采样密度48.77个点/km²;分析测试了Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、Cr、Co、Ni等15种元素。通过上述工作,圈定化探综合异常7处,后经异常查证在基岩区新圈定金矿体6条、银矿体1条,浅覆盖区新发现隐伏金矿体2条、银矿体1条,取得了较好的找矿效果。本次研究表明浅钻地球化学测量在北山干旱荒漠戈壁景观浅覆盖区找矿是有效可行的。     

再论新疆东天山浅覆盖区车载浅钻化探技术

车载浅钻取样方法技术是揭露浅覆盖区的最直接手段。前人从浅钻采样设备、施工工艺、采样层位、采样粒级、样品收集等方面提出车载浅钻化探技术,并在玉海等地取得较好的1∶5万应用效果。围绕推广应用中发现的需解决的科学问题,通过野外实地路线调查和1∶5万浅钻化探示范,深入分析下覆层位特征,基于经济有效的原则,补充完善东天山浅覆盖区车载浅钻化探操作流程,对有效捕获化探异常,拓展找矿空间,取得重大突破具非常重要的意义。     

东天山玉海浅覆盖区机动浅钻化探方法技术研究

在新疆东天山玉海戈壁荒漠浅覆盖区,开展1∶5万机动浅钻化探方法技术试验研究,在玉海矿区开展采样层位识别与采样、采样粒级选择等方法技术试验。结果表明,采样层位识别可依据物质组分、样品颜色、颗粒磨圆度、泥质含量、硬度差异、钻机信息等判断;初步认为采样层位应是穿过第四系、新近系及强风化黏土层后,依据各取样孔实际层位情况,依次选择风化岩层-半风化基岩层-基岩层采集机动浅钻1m进尺内的样品;采样粒级建议选择-4~+80目。以此为依据,在玉海矿区及外围56km2的范围内,开展1∶5万机动浅钻化探应用示范。结果表明,在已知矿区获取清晰的成矿元素地球化学异常,且在矿区外围发现新的矿致异常。因此,试验提出的机动浅钻化探方法技术可用于类似东天山浅覆盖区1∶5万化探调查。     

浅钻技术在宁夏青铜峡地区地质填图中的应用研究

通过在宁夏青铜峡地区的浅层取样钻探填图示范,介绍了浅层取样钻探设备和多种工艺方法在该地区的应用情况,总结了钻探填图遇到的问题并提出了解决方案。结合三维地质调查对钻探技术的具体要求,通过示范推广轻便浅层取样钻机具与工艺方法,使浅钻技术在浅覆盖区地质填图领域中得到应用。本文研究了适合该地区地质填图的钻探技术方法组合及钻探设备和取样器具。浅钻作为地质填图的一种技术方法可以有效地揭露覆盖层,获取基岩,提高了地质填图效率和精度,解决了制约覆盖区地质填图的技术难点,为浅覆盖区的地质填图工作提供可靠的钻探技术服务支撑。     

准噶尔盆地浅覆盖区浅钻化探找矿方法探索

通过拉伊克勒克典型浅覆盖区浅钻化探成果,介绍了浅钻化探工作方法和取得的试验研究成果,显示该方法有效,经济可行,效率较高,操作简便,充分证明了浅钻化探技术在准噶尔干旱荒漠浅覆盖区是有效的找矿手段。     

CBQ-30A型轻便取样钻机的研制与应用

为解决特殊浅覆盖地层取样难题,有针对性地研制了CBQ30A型轻便取样钻机。介绍了CBQ30A型轻便取样钻机的各主要模块结构：轻巧型动力机、闸块式离合器、自主专利换挡机构、简化式水龙头和便拆式传动机构。该款钻机已通过多地生产性验证,基本满足了绿色勘查的需求,对浅层取样钻探技术推广有较好的促进作用。     

基于绿色勘查的浅钻技术在浅覆盖区填图中的应用研究

绿色勘查是实现资源保障与生态保护并举的唯一选择。本文结合浅钻技术在内蒙古中东部荒漠草原浅覆盖区填图项目中的施工实践,初步总结了一套基于绿色勘查的浅覆盖区填图钻探技术方法体系,包括机动轻便钻机具、环保冲洗液、钻探与测井技术综合应用、以钻代槽及钻探施工组织管理等技术方法,并对存在的不足进行了探讨,为绿色勘查技术的发展提供了支撑。     

新疆东天山玉海铜矿外围浅覆盖区1∶5万化探方法技术及应用

采用车载风动正循环潜孔锤+合金刮刀钻进工艺,提出了一套适用于盖层厚度小于100m、地下水埋深大于100m的浅覆盖区1∶5万化探方法技术,方法技术包括采样粒级、采样层位、采样网度、样品收集等内容。选择玉海外围等具有找矿潜力的覆盖区开展方法技术有效性验证工作,覆盖区内圈定的异常不仅很好的反映了已知隐伏矿床,而且依据覆盖区内圈定的异常,开展异常查证工作实现玉海矿区外围覆盖区内取得找矿新突破,新圈定铜矿体5条,扩大了矿床规模。研究提出的1∶5万车载浅钻化探方法技术组合在新疆东天山玉海地区以侵入岩为赋矿岩体的覆盖区内找矿是有效的。     

TGQ背包式取样钻机的研制

目前在普查踏勘阶段,地质工作者要求随时随地取样,迫切地需要迁移便捷、快速钻进、高效高质的便携式取样钻机。本文介绍了研制的TGQ背包式取样钻机的参数、特点及试验情况。该钻机体积小、质量轻、结构设计合理,具有高、低两挡转速,可以实现金刚石钻进、螺旋钻进工艺,可以进行斜孔钻进取心,可以解决复杂地层的取样问题。钻具采用高强度的材料,钻杆采用插装式快速连接结构,提高了加减钻杆的效率。钻机的研制打破了国外背包式轻便钻机对我国市场的垄断。     

取样钻进的效果及今后发展的几个问题

取样钻进是用一种超小型的岩心钻机进行钻进取样。因为该类钻机体积小，重量轻，搬迁安装容易，并能较迅速地穿过地表覆盖，采取浅部岩层或土层的样品，特别适合于运输困难和交通不便地区进行普查和找矿工作。世界各先进工业国家，在普查找矿中，都比较广泛地采用了这一手段，并取得了比较好的效果。据不完全统计，目前，有关国家研制和生产的五米以下的取样钻约三十余种，五至三十米的四十多种，三十至七十米的三十多种。型式多样，品种齐全，可以根据不同深度、口径、取样要求及岩层特点等选用。     

基于锂离子电池储能技术的便携式钻机研制与应用

锂离子电池作为现代文明中重要的能量载体被广泛且大量地使用。浅层钻探是一种重要的浅表层调查取样手段,将锂离子电池储能技术应用于便携式钻机的研发,可解决山区、林草区等特殊地貌区防火期内调查取样的难题,实现浅钻调查零碳排,助力绿色勘查发展;本文重点介绍了锂电池电动钻机的技术参数、特点及试验情况,该机型具有体积小、质量轻、无噪音、无污染,主要钻进参数可显示、可调控,钻进数据可采集、可存储等特点,锂离子电池储能技术在便携式钻机中的应用为浅钻装备数字化、信息化和智能化发展奠定了基础。     

浅钻技术在若尔盖地区泥炭调查中的应用

泥炭是一种具有多种用途的宝贵自然资源,泥炭中的有机碳储量是研究全球碳库变化及碳循环过程的重要参数。由于泥炭多分布于沼泽中,且泥炭松软含水量大的特性,对于泥炭深度的调查、获取用于测试泥炭原状样品的质量不高,导致泥炭碳储量评价仍存在不确定性和偏差。笔者等在典型泥炭形成地若尔盖沼泽湿地地区,开展了浅钻泥炭调查取样工作,通过在泥炭斑块边缘及中心两种不同沼泽湿地地层开展的试验,验证了轻便钻机在难进入的沼泽湿地的适应性,配套的振动冲击工艺可高质量的获得无扰动的泥炭样品,同时查明了泥炭层的厚度。通过试验初步探索了采用轻便钻机配套振动冲击钻进工艺进行泥炭调查取样的有效性。浅层取样钻探作为泥炭调查取样的一种直接有效的技术手段,可以有效地提高泥炭调查效率和精度,为准确评价泥炭储量数据提供可靠的钻探技术服务支撑。     

浅钻技术在若尔盖地区泥炭调查中的应用

泥炭是一种具有多种用途的宝贵自然资源,泥炭中的有机碳储量是研究全球碳库变化及碳循环过程的重要参数。由于泥炭多分布于沼泽中,且泥炭松软含水量大的特性,对于泥炭深度的调查、获取用于测试泥炭原状样品的质量不高,导致泥炭碳储量评价仍存在不确定性和偏差。笔者等在典型泥炭形成地若尔盖沼泽湿地地区,开展了浅钻泥炭调查取样工作,通过在泥炭斑块边缘及中心两种不同沼泽湿地地层开展的试验,验证了轻便钻机在难进入的沼泽湿地的适应性,配套的振动冲击工艺可高质量的获得无扰动的泥炭样品,同时查明了泥炭层的厚度。通过试验初步探索了采用轻便钻机配套振动冲击钻进工艺进行泥炭调查取样的有效性。浅层取样钻探作为泥炭调查取样的一种直接有效的技术手段,可以有效地提高泥炭调查效率和精度,为准确评价泥炭储量数据提供可靠的钻探技术服务支撑。     

轻便浅层取样机具在大兴安岭森林植被覆盖区化探样品采集中的应用研究

地球化学样品采集方法对覆盖区化探工作意义重大。受广泛存在的覆盖层影响,大兴安岭地区开展常规化探工作难以达到理想效果。为此开展了在大兴安岭地区利用轻便浅层取样机具进行地球化学样品采集的研究工作,得出了利用浅层取样机具采集化探样品可以广泛应用于物化探异常查证,矿化体追踪,数字填图等地质工作的结论。同时,该方法对生态文明建设起到积极且重要的作用。     

便携式能量色散X射线荧光光谱仪在新疆东天山浅钻化探异常查证中的应用

便携式能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)具有大型XRF光谱仪的分析性能,在矿产资源勘查中具有广阔的应用前景,特别是在勘查难度大、找矿工作周期长的覆盖区的现场快速分析具有重要意义,但在野外快速分析方面亟需进一步开发。本文采用手工压制样片,建立了Minipal 4便携式能量色散XRF光谱仪现场测定新疆东天山浅覆盖区浅钻化探样品中的铜铅锌砷钴镍锰7种元素的野外快速分析方法,各元素的检出限分别为2、2、1.5、2、2、2、6μg/g,精密度(RSD,n=12)小于4.7%。本方法能在浅覆盖区实施有效的地球化学样品分析,数据成图效果与实验室分析数据成图效果接近,可快速指导浅钻化探扫面和异常查证工作,缩短了工作周期,提高了矿产资源勘查效率。     

地表基质钻探取样技术方法与应用研究

地表基质取样是开展地表基质层调查必不可少的工作环节,笔者等在浅地表层钻探技术的基础上,结合浅覆盖区矿产勘查、地球化学勘查、区域地质填图、环境调查、工程勘查、考古调查等领域钻探技术应用现状,根据不同地表景观及基质类型条件下的钻探取样需求,梳理了岩石、砾质、土质、泥质等地表基质钻探取样技术要点,研发了电动背包式钻机、Ф60/40mm单管冲击钻进、Ф50mm双管冲击钻进、Ф208mm中空螺旋钻进等取样器具及配套钻进工艺,在北京、内蒙古巴彦淖尔、浙江宁波、西藏那曲等地区开展了野外试验应用,通过获取满足要求的样品,很好的揭示了地层信息及物质组成,进一步在实践中提出了不同种类地表基质钻探取样技术方法,为建立自然资源调查监测体系及地表基质层调查工作提供钻探技术支撑。     

地表基质钻探取样技术方法与应用研究

地表基质取样是开展地表基质层调查必不可少的工作环节,笔者等在浅地表层钻探技术的基础上,结合浅覆盖区矿产勘查、地球化学勘查、区域地质填图、环境调查、工程勘查、考古调查等领域钻探技术应用现状,根据不同地表景观及基质类型条件下的钻探取样需求,梳理了岩石、砾质、土质、泥质等地表基质钻探取样技术要点,研发了电动背包式钻机、Ф60/40mm单管冲击钻进、Ф50mm双管冲击钻进、Ф208mm中空螺旋钻进等取样器具及配套钻进工艺,在北京、内蒙古巴彦淖尔、浙江宁波、西藏那曲等地区开展了野外试验应用,通过获取满足要求的样品,很好的揭示了地层信息及物质组成,进一步在实践中提出了不同种类地表基质钻探取样技术方法,为建立自然资源调查监测体系及地表基质层调查工作提供钻探技术支撑。     

TGQ-15型轻便取样钻机钻具改进实验及其应用

结合北京市土壤地质环境情况,改进以钻代槽(浅层钻探技术)。选取TGQ-15型轻便取样钻机,在北京市平原区、山区共开展两种类型改进应用实验,即取样管改进应用实验和取样管外部刻度尺改进应用实验。在河床沉积区、河床一级阶地和山前坡积区,3种不同的区域选择不同的方法采集样品分析测试。结果表明:经过不同材质对比以及样式设计的有机玻璃管用来取样及存储土壤样品是安全的,并且土壤中的重金属含量不会受到影响;通过对3个不同地貌单元的分析评价后得出结论,钻机采取垂直样品过程中,Cu(铜)、Zn(锌)、Pb(铅)、Cr(铬)、Ni、Cd(镉)、AS(砷)和Hg的含量未受影响,其分析评价结果可以反应取样区域的污染状况;经过改进设计的刻度尺,提高了孔深校正的效率和精度,同时便于地质地层的编录。总之,钻机的改进避免了土壤的人为污染,提高了土壤样品质量,同时提高了取样效率。