Thăm dò khoáng sản là tổ hợp các công việc và các nghiên cứu cần thiết nhằm xác định giá trị công nghiệp của tụ khoáng. Mục đích của thăm dò khoáng sản là đánh giá trữ lượng để khai thác mỏ có giá trị kinh tế. Nhiệm vụ của thăm dò khoáng sản là chính xác hóa cấu trúc địa chất của mỏ, số lượng, chất lượng khoáng sản và tính chất công nghệ của chúng cũng như điều kiện khai thác.

Trên thế giới, khái niệm “Thăm dò khoáng sản” hay “Thăm dò mỏ khoáng” xuất hiện từ lâu và hiện nay vẫn có những cách hiểu khác nhau về nội dung và giai đoạn thăm dò khoáng sản. Ví dụ, ở các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Canada, Australia thuật ngữ “Thăm dò khoáng sản” được dùng cho cả tìm kiếm và thăm dò và ngụ ý toàn bộ công tác địa chất, bắt đầu từ điều tra khu vực để tìm diện tích triển vọng cho đến đánh giá triển vọng đó. Ở Nga, Đông Âu và Việt Nam, trước hết phải tìm kiếm để phát hiện ra biểu hiện khoáng sản hay vùng có triển vọng khoáng sản, sau đó thăm dò vùng có triển vọng đó nhằm xác định giá trị công nghiệp của một mỏ với mục đích khai thác sử dụng cho sự phát triển kinh tế - xã hội. Giai doạn tìm kiếm gồm 3 bước: tìm kiếm sơ bộ, tìm kiếm chi tiết và tìm kiếm - thăm dò. Giai đoạn thăm dò gồm các bước: thăm dò sơ bộ, thăm dò chi tiết và thăm dò khai thác. Hiện nay, nhiều nước trong đó có Việt Nam sử dụng 4 giai đoạn thăm dò khoáng sản do Liên hiệp quốc đề xuất, bao gồm: điều tra, khảo sát, thăm dò sơ bộ và thăm dò chi tiết.

Điều tra khoáng sản

Điều tra khoáng sản là xác định các diện tích có tiềm năng khoáng sản tăng cao trên cơ sở các kết quả nghiên cứu về địa chất khu vực, đo vẽ bản đồ địa chất khu vực, bay đo từ máy bay và các phương pháp gián tiếp, kiểm tra thực địa khái quát cũng như nội suy và ngoại suy địa chất. Mục đích của điều tra là xác lập các diện tích khoáng hóa để nghiên cứu tiếp theo nhận dạng mỏ khoáng.

Khảo sát khoáng sản

Khảo sát khoáng sản là quá trình tìm kiếm có hệ thống một (hoặc một số) mỏ khoáng mới phục vụ cho công tác thăm dò tiếp theo bằng cách thu hẹp dần diện tích có tiềm năng khoáng sản tăng cao. Trong giai đoạn này được sử dụng các phương pháp khảo sát vết lộ, đo vẽ bản đồ địa chất, tìm kiếm khoáng sản, thăm dò địa vật lý và thăm dò địa hóa. Cũng có thể tiến hành một số khối lượng công trình hào, khoan và lấy mẫu hạn chế.

Thăm dò sơ bộ

Thăm dò sơ bộ là phác họa bước đầu đặc điểm địa chất của một mỏ khoáng mới về hình dạng, kích thước các thân khoáng và hàm lượng. Các phương pháp được sử dụng trong giai đoạn này là đo vẽ bản đồ địa chất trên mặt đất, lấy mẫu thưa, tiến hành đào công trình hào và công trình khoan để tính sơ bộ số lượng và chất lượng khoáng sản có nội suy hạn chế dựa trên các phương pháp nghiên cứu gián tiếp. Thăm dò sơ bộ được tiến hành ở những đối tượng địa chất đã được xác định là có triển vọng tốt sau quá trình điều tra cơ bản về địa chất khoáng sản. Mục đích của thăm dò sơ bộ là tìm hiểu quy luật chung của mỏ, thu thập số liệu để có được những khái niệm về hình dạng và kích thước của các thân khoáng sản chính; các yếu tố thế nằm của chúng; sơ bộ xác định chất lượng khoáng sản và tài nguyên dự tính và phân chia các khu để thăm dò chi tiết. Kết quả của thăm dò sơ bộ phục vụ cho việc nghiên cứu tiền khả thi.

Thăm dò chi tiết

Thăm dò chi tiết là công tác nhận dạng ba chiều chi tiết hơn, chính xác hơn mỏ khoáng mới đã biết ở giai đoạn thăm dò sơ bộ thông qua việc lấy mẫu có hệ thống từ các vết lộ, các công trình khai đào và công trình khoan. Mạng lưới lấy mẫu được đan dày sao cho hình dạng, kích thước và cấu trúc nội bộ và hàm lượng các thành phần có ích, có hại được xác định với mức độ chính xác cao (kể cả lấy mẫu thí nghiệm/công nghệ làm giàu khoáng sản quy mô công nghiệp). Kết quả thăm dò chi tiết làm cứ liệu cho việc nghiên cứu khả thi.

Trong thăm dò khoáng sản, công tác lấy và phân tích mẫu nhằm xác định chất lượng của khoáng sản phù hợp với yêu cầu công nghiệp của các loại nguyên liệu khoáng sản khác nhau và từ đó tính tài nguyên và trữ lượng, lựa chọn phương pháp và sơ đồ chế biến khoáng sản cũng như nghiên cứu khả thi. Mẫu được lấy vừa đảm bảo có hệ thống vừa có tính đại diện.

Trên cơ sở các tài liệu địa chất, khoáng sản từ các công trình thăm dò rời rạc, tiến hành liên kết, tổng hợp và phân tích số liệu, luận giải tổng thể về hình dạng các thân khoáng, sự phân bố các loại khoáng sản và cấu trúc địa chất của mỏ, tức là nền tảng để xây dựng một bản vẽ địa chất tổng hợp là bình đồ trắc địa mỏ và hệ thống các mặt cắt qua mỏ. Tài liệu địa chất tổng hợp bao gồm các bản đồ đại chất - khoáng sản, các mặt cắt, các hình chiếu, sơ đồ khối và các mô hình với tỷ lệ theo quy phạm.

Để tính tài nguyên - trữ lượng khoáng sản, trước hết phải lập chỉ tiêu công nghiệp đối với khoáng sản, sau đó khoanh nối và tính tài nguyên - trữ lượng khoáng sản bằng các phương pháp khác nhau. Chỉ tiêu công nghiệp là tổng hợp các yêu cầu đối với chất lượng khoáng sản và đối với điều kiện địa chất mỏ, bao gồm: hàm lượng công nghiệp tối thiểu của thành phần có ích, hàm lượng biên, hàm lượng cho phép tối đa của thành phần có hại, chiều dày tối thiểu của thân khoáng sản, hệ số bóc đất đá và hệ số chứa sản phẩm. Các phương pháp truyền thống tính tài nguyên - trữ lượng khoáng sản thường được áp dụng là: phương pháp trung bình số học, phương pháp khối địa chất, phương pháp khối khai thác, phương pháp mặt cắt hay tuyến thăm dò. Hiện nay, nhờ có máy tính và các phần mềm chuyên dụng áp dụng hệ thông tin địa lý nên sử dụng các phương pháp địa thống kê, trong đó các modul: DataMine (Anh), Gemcom (Canada), Geoeas (Mỹ), Surpark (Australia),… để tính tài nguyên - trữ lượng khoáng sản rất nhanh và có độ chính xác cao.

Kết thúc thăm dò phải lập Báo cáo kết quả thăm dò. Báo cáo này là tài liệu địa chất tổng hợp đầy đủ toàn bộ tài liệu thu thập được trong quá trình thăm dò mỏ cùng tất cả số liệu cần thiết cho việc phê chuẩn trữ lượng khoáng sản tại Hội đồng đánh giá trữ lượng khoáng sản Nhà nước.

Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Văn Lâm, Nguyễn Phương, Tìm kiếm và thăm dò các mỏ khoáng, NXB Giao thông vận tải, 2009.
2. Miloslav Bonmer, Milos Kuzvart, Prospecting and exploration of mineral deposits, Elsevier Inc., Amsterdam - Oxford - New York - Tokyo., 1986.
3. Haldar S.K., Mineral Exploration - Principle and Applications, Elsevier Inc., Amsterdam, London, Tokyo, 2013.
4. Погребицкий Е.О., Терновой В.И., Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых, Изд. Недр, Ленинград, 1974.
5. Ка¬ж¬дан А. Б., Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых, Изд. Недра, Москва, 1984.