近日，自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心承担的“环北部湾南宁、北海、湛江1∶5万环境地质调查”项目，在广东湛江东海岛成功实施了我国南部沿海地区第一眼巢式监测井，实现了单孔4层地下水的分层监测，成井深度达到290米，是目前自然资源部中国地质调查局成井深度最大的多层监测井。 

新技术新工艺的应用是提升地质调查能力和水平的重要举措，是引领区域地质调查的重要支撑。巢式分层监测技术是自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心在高密封性能监测管材研发和成井工艺完善后推出的地下水分层监测新技术。巢式监测井具有占地面积小、施工成本低、施工效率高、成井深度大等优点。因之前巢式监测井仅应用于我国北方地区，为探索巢式监测井在南方地区的适用性和推广这一地下水监测井新技术，武汉地调中心“环北部湾南宁、北海、湛江1∶5万环境地质调查”项目组在湛江市新技术开发区东海岛东南村部署施工了一眼巢式监测井。该井下入4根PVC-U监测专用井管，井管采用丝扣连接，连接处有O型圈，密封性能良好，还具有耐腐蚀、寿命长、不污染水质等优点。通过分层填砾、分层止水、分层洗井以及分层采样，实现了在单孔中4层地下水的分层监测和取样。

在施工过程中，水环中心钻探室解伟全程进行技术指导，针对沿海细颗粒地层制定了完备的成井工艺方案，确保了该监测井的顺利实施。实施分层洗井后，水温、水位、电导率、氧化还原电位等现场测试结果表明，该监测井分层止水效果良好，完全达到了预期目标。目前，该井采集的第一批地下水样品已送往实验室做进一步分析。

湛江东海岛巢式监测井的成功实施，实现了南方地区大埋深含水层单孔多层监测的目标，为南方地下水监测网络的建设提供了新的技术方法，标志着环北部湾地下水监测网络的初步建成，联合北海大冠沙和海南洋浦地区的地下水分层监测基地，将实现环北部湾地区地下水的分层同步监测。

完井后的监测孔 

近日，地调局武汉地调中心“环北部湾南宁、北海、湛江1∶5万环境地质调查”项目,在广西北海施工完成了我国南方第一口连续多通道地下水分层监测井，成功实现了单孔6层地下水的分层监测，该井连续多通道管外径105毫米、通道通径大于30毫米，成井深度147米。

监测井位于北海市银海区海景大道北侧，距海岸线约70米，采用“地下水多层监测井钻探成井工艺”，在一个钻孔内安装一根连续多通道管材，通过分层填砾、止水成井，在单孔中最多可实现7层地下水的监测和取样。该工艺采用的多通道管材是高密度聚乙烯材料连续挤出的7通道连续管，在井管与钻孔环状间隙间采用了以膨润土为原材料的新型止水粘土球，并在洗井后为监测井安装了孔口保护装置。与传统单管、丛式、巢式地下水监测井工艺相比，该工艺具有建井少、占地小、施工成本低、施工效率高等优点。在施工过程中，地调局水环中心解伟教授三次亲临现场指导，通过工艺改进成功克服了地层松散易垮塌的施工技术难题，最终高质量地完成了该井施工任务。实施空压机洗井后，电导率、氧化还原电位等现场测试结果表明，分层止水效果好，完全达到项目预期目标。目前，该井获取的第一批地下水样品已送往实验室作进一步分析。

该连续多通道地下水分层监测井，不仅在南方地区成功实现了地下水单孔多层分层取样监测的目标，还为南方地下水监测网络的建设提供了新的技术方法，这一工艺将在北海地下水监测等南方地下水监测网建设中得到广泛应用和推广。

连续多通道井管下管施工现场

完井后的监测孔

在国家重大科学仪器设备开发专项项目支持下，地调局物化探所开发的“不极化电极接地电阻测量方法”，日前获得国家发明专利。

在电磁法系统测量过程中，用于测量电场的不极化电极，其接地电阻的阻值变化范围很大，可达两个数量级以上，变化过大的接地电阻对电场测量结果的准确度影响明显。故在实际生产中需要根据不极化电极的接地电阻值，对测量结果进行改正。

不极化电极接地电阻测量方法，通过短时间内对相对稳定的自然电位的多次测量，计算出不极化电极的接地电阻。避免了传统接地电阻测量方法需要向被测电极注入电流，从而引起电极稳定性变差和稳定时间延长的弊端。这种新方法能有效地提高野外工作效率，进一步改善电场测量精度。

近日，由地调局水环所承担的“太原盆地地下水可持续能力调查评价”项目在山西清徐县西谷乡西谷村施工探采结合孔1眼，孔深606.82m，是迄今太原盆地孔隙含水层中最深的井，该井出水量65m3/h，水质符合国家饮用水标准，可解决3500人畜饮水和210亩农田灌溉，已移交西谷村使用，并受到当地村民好评。

该水文地质探采结合孔是在收集勘查区地质、水文地质和以往物探工作成果基础上，进行水文地质钻探设计，全孔段取芯，并进行了视电阻率、自然电位、放射性、孔斜、孔径等参数测量。在进行钻探任务的同时，结合当地中层含水层中咸水广泛分布的特点，根据物探测井结果，结合水文地质条件，及时调整成井方案，合理地确定了止水深度。进行了抽水试验，并采集同位素、全分析水样进行检测。

验收专家组认为，该水文地质探采结合孔施工、取芯符合规范及设计要求，成井质量优良，资料规范齐全，达到预定目标，专家组一致同意通过评审，评定为优秀等级。

当地村委会向水环所赠送锦旗

近年来，大宗矿产、稀缺有色矿产供需矛盾日益突出，尽快实现找矿重大突破已成为新形势下地质工作的重大使命。在2016年召开的全国科技大会上，习近平总书记提出“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”，政府高度重视深部找矿工作，实施全国危机矿山接替资源勘查专项、老矿山深部与外围找矿项目、国土资源大调查部署了一批示范项目，社会资金加大对矿山深部找矿的投入……

随着地质科技的日新月异，深部找矿已成为可能，并已成为实现重大突破的必由之路。深部找矿成效明显，展示了巨大的找矿潜力。那么，深部找矿究竟是多深呢？深部找矿是“盲目”找矿还是有规可循呢？带着这些疑问，《中国矿业报》记者前不久专访了自然资源部矿产勘查技术指导中心矿山地质处处长、教授级高工庞振山。

各国矿山开采深度对比图

《中国矿业报》：习近平总书记提出了“向地球深部进军”，如今大家也频频提及“深部找矿”，那么，到底多深才算“深部”呢？

庞振山：“深部”是一个相对的概念，没有必要限定一个绝对深度。深部找矿是指在已知矿体的深部或外围，寻找同类或不同类型的矿床，或在没有已知矿床地区寻找盲矿体或被掩盖的盲矿体。深部找矿是矿下找矿或矿外找矿，其深度可深可浅。

《中国矿业报》：从国内外现状来看，目前深部找矿取得了哪些进展？

庞振山：首先，深部找矿有潜力。2014年，我国主要矿床类型潜力评价显示：我国目前已探明的资源储量与预测的资源储量相比，仅仅占20%到40%，所以深部找矿仍有很大的潜力。比如，云南会泽铅锌矿，在深部1500米发现的8号矿体，平均钻孔6个，平均厚度达17.81米，这就是典型的矿体延伸。再比如，云南个旧锡矿田，这是世界上的知名矿山，2003年保有锡资源量32.8万吨， 2003年~2017年之间新增探明资源量95.63万吨，投入坑探45万米、钻探165万米、资金22.57亿元，取得了突破性成绩。胶东地区近几年也探获了4个千吨级金矿田，累计探明资源量达到4600吨，成为世界第三大金矿田。

其次，固体矿产开采深度有限。从世界范围来说，目前开采深度大于1000米的矿山不足100个，其中最深的就是南非的某金矿，深度达到4350米，仅次于南非的是印度的克拉尔金矿，达到3260米，中国相对浅一些，目前最深是1700米，超过1000米的不足20座。其中，小秦岭地区8座，最深达1700米；吉林二道沟金矿最深1700米；云南会泽地区最深1526米等。

再次，固体矿产勘查深度有限。根据全国钻孔数据库统计，我国固体矿产勘查深度小于500米的钻孔占总数的98%，大于2000米的钻孔仅有170多个，所以勘查深度相对较浅。但近十年来，我国固体矿产勘查不断向深部推进，取得了很好的成效。2008年，危机矿山专项中的三山岛金矿接替资源勘查深度达2060米；2015年，山金集团开展的三山岛金矿勘查深度达4006.17米；2015年，山东地科院开展的焦家金矿勘查深度达3266米。2015年~2018年，仅胶东地区就有186个钻孔的深度大于1500米。

《中国矿业报》：我们进行深部找矿，具体是要找什么？

庞振山：结合深部的概念，对已知矿体深部找矿就是找同类型矿体的延伸；对于不同类型的矿体，就是在覆盖区根据预研究、典型矿床研究分析寻找相应矿床类型。但是要切记，不同矿床类型有不同的成矿深度，并非所有的矿床深部都有矿，找矿也并非越深越好。

《中国矿业报》：目前，我们在深部找矿实践中遇到了哪些难点？

庞振山：目前看来，我们在深部找矿过程中确实存在很多困难。从地质构造上来说，深部岩石、构造、蚀变矿化信息推断难度大，不准确。目前，物探手段分辨力低，况且浅部地质体干扰因素多，矿山人文干扰强，异常定性定量困难。化探手段通过浅表化探信息推断深部地质构造理论方法尚不成熟。钻探应该是相对来说最靠谱的，但是通过钻探手段进行深部验证投入很大。

《中国矿业报》：您能简要介绍一下我们对于深部找矿有着怎样的工作思路吗？

庞振山：要从成矿作用本质研究深部找矿问题。成矿物质通过地质作用引起环境温度（T）、压力（P）、酸碱度（PH）、氧化还原电位（Eh）等物理化学条件的变化，造成溶质浓度变化而聚集沉淀成矿。成矿作用本质就是成矿元素根据其地球化学特征在不同地质作用条件下形成各种类型的矿床，是元素活化、迁移、集聚、沉淀的过程。一是地质作用成矿，即成矿作用是地质作用产物和组成部分——成矿地质体及其矿体关系研究；二是界面成矿，即成矿作用在界面发生——成矿构造系统和成矿结构面研究；三是突变成矿，即成矿作用在物理化学条件突变时发生——成矿作用特征标志研究。

以上这3条就是叶天竺先生创立的“三位一体勘查区找矿预测理论与方法”的基础，所谓“三位一体”，就是成矿地质体、成矿构造与成矿结构面、成矿作用特征标志，我们深部找矿就是以勘查区找矿预测理论与方法为指导来开展工作。

深部找矿第一步是研究成矿地质体，确定找矿方向。我们要收集以往各项资料信息，开展研究分析，要把区域地质条件分析清楚，把矿床和大地构造环境建立起联系。我们划定找矿区域以后，还要确定具体的找矿类型。因此，就要研究典型矿床，确定成矿地质体是什么，研究成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等。典型矿床的研究为我们找矿提供模型，研究模型后首先要调查研究成矿地质体，确定找矿方向。成矿地质体是为成矿提供能量的地质实体，成矿地质体和矿体存在时间和空间的关系，利用这种关系我们可以发现成矿地质体，进而确定矿体的空间分布范围。

一般来说，高中温热液型钨锡矿床位于岩体顶部外接触带1000米~1500米到内接触带300米范围内；中低温热液型金矿矿体位于岩体顶部2000米~3000米范围内；矽卡岩矿床铁矿位于岩体顶部、边部、捕虏体，内部接触带500米范围内，铅锌矿位于岩体接触带2000米~3000米范围内，铜矿位于两者之间。同时，这也与矿物沉淀的温度和环境有关，从磁铁矿到黄铜矿，温度不断降低，所以才有分带。

第二步是研究成矿构造和成矿结构面，预测矿体位置。构造研究包括区域构造带、区域控岩构造带、区域成矿构造带、成岩构造、原生成矿结构面、次生成矿结构面等。我们在研究中根据浅层岩浆第一类分层减压沸腾，建立了陆相火山热液型矿床找矿预测地质模型，这个模型在大兴安岭中南段指导找矿中取得突破，在内蒙古的东部发现大型铅锌银矿床。另外一个是脉状矿体侧伏判别法，我们总结我国586个矿床1026个单矿体的侧伏规律，发现90%以上的矿体都有侧伏规律，这个规律主要有3条：与成矿期的断裂构造运动方向垂直，与单矿体的品位等值线长轴方向垂直，与单矿体厚度等值线长轴方向平行。这3条准则对于深部找矿有很大的帮助。比如，在危机矿山和老矿山找矿过程中，运用这个准则基本没有失败过。再比如，胶东金矿侧伏规律：三山岛金矿是向东倾的，它的侧伏方向是向北到北部海域，这些矿床是侧伏的规律。焦家金矿是向西倾，它是向南侧伏。

第三步是研究成矿作用特征标志，提供预测依据。成矿作用特征标志包括矿体宏观特征、矿体矿物特征、成矿元素化学成分标志、成矿物理化学转换标志和沉淀作用机制、物质成分来源、成矿时代或年龄、成矿深度及剥蚀程度、成矿作用特征标志和成矿地质体、成矿结构面关系、判断成矿作用中心部位等。例如，维拉斯托矿床。维拉斯托原本是一个铜锌矿，在检查电法异常时，在该矿西北部发现一个爆破角砾岩，通过陆续施工钻探，最终发现了锡、锂矿。目前，探明资源量锡8.9万吨、锂35.7万吨，取得了找矿重大突破。这个突破也为大兴安岭南麓锡的找矿提供了示范效应。

今年，北京矿产地质研究院在维拉斯托做的低飞航磁显示，中间低磁异常是锡矿和锂矿，外圈高磁异常经验证也都发现了铅锌铜矿体。我们在维拉斯托南部施工的一个钻孔，施工到420米处已见9层锡铅锌矿，这对西部异常进一步进行了验证。利用这些模型，近几年我们部署了3个项目，且都取得了成功。

第四步是综合地质、物探、化探、钻探手段，以间接找矿为主。地质、物探、化探等综合方法找矿，同样离不开钻探，各种分析预测，没有钻探施工见不到矿，同样没有效果。我们要建立间接找矿思路，着眼于寻找发现与成矿有关的地质体，比如，成矿地质体，相比矿体规模更大、更容易探测，通过对成矿地质体的分析，确定它们与矿体的关系，从而进一步确定矿体位置。