地质钻探钻机-地质勘察钻机汽油价格

1.背包钻机最深可以取多少米？

2.三门峡金刚石钻头钻进技术介绍

3.矿产测勘处的区域地质调查及成果

背包钻机最深可以取多少米？

型号

HW-B30

钻孔直径

φ32-108mm

钻孔深度

30m

适应地质

土层、松散覆盖层、各类岩层

耗水量

约0.3L/min

钻杆直径

φ32mm

钻杆长度

750mm（含接头）

钻杆材质

钛合金

钻杆重量

约1.1kg

汽油机品牌

KOHLER

汽油机型号

XT Series 775

汽油机功率

7.75HP

额定转速

2800rpm

三门峡金刚石钻头钻进技术介绍

张鉴新 师殿才

新中国诞生后，人民为治理黄河水害，进行黄河流域水利水电枢纽地质勘探工作，1951年至1953年，由燃料工业部水电局承担黄河流域选坝的地质钻探；1954年之后由地质部水文地质局和当时的电力部(后为水利电力部)水电局等共同承担黄河三门峡的初设和技施设计的地质勘探工作。

黄河流域选坝址钻探，1951年至1953年，先后完成由刘家峡至三门峡的坝址，计有：

1951年，黄河朱喇嘛峡；

1952年，黄河三门峡、刘家峡、牛鼻子峡、龙口；

1953年，黄河小沙弯、万家寨。

上述选坝址钻探，水电局任命汪鸿为队长，张鉴新、吴中浩、原应亨为副队长，并组成三个分队，分别承担以上钻探工程，经过朱喇嘛峡、三门峡两个选坝的实际工程中，培训50多名钻探人员，特别是通过三门峡培训的钻探人员，多成为全国水利水电地质钻探队伍中的主要技术力量。

在上述选坝钻探中，除少数钻孔，试用直径为?73mm的铁砂钻头外，均用小孔径金刚石钻头钻孔，这些金刚石钻头是1946年至1947年，美国人承担长江三峡选坝钻探用的器材，新中国诞生后，属燃料部所有。

1954年之后，由于帝国主义封锁我国，金刚石材料严重缺少，改用铁砂钻头钻孔。

金刚石钻头，比铁砂钻头钻孔，钻速快，质量好。

现介绍黄河三门峡选坝钻探，使用小孔径金刚石钻头钻进技术，并以砥柱石、张公岛、神门岛的钻孔为例，说明钻进中的实情。

一、黄河三门峡选坝勘探，使用的小孔径金刚石钻头，是天然金刚石钻头

天然金刚石，其化学成分是纯碳元素，在地下高压作用下，由岩浆中产生，比重为3～3.52，按莫氏硬度标准，金刚石硬度为10，在10类岩石硬度作标准中，金刚石硬度最高，金刚石重量以克拉为单位计算，米制，一克拉等于200mg( )。钻探用金刚石，一般选用：普通金刚石、透明金刚石(红刚玉)和粉粒金刚石。由相关资料介绍，20世纪40年代，一些国家，如美国、加拿大、南非等国家，广泛使用粉粒金刚石钻头钻孔，用机镶法(相当我国孕镶法)，把粉粒金刚石，锒焊在钻头上，其制作方法有：铸镶法、烧结法和充实法。

美国人承担长江三峡坝址钻探使用的机镶粉粒金刚石钻头，是用充实法制作的，是将粉粒金刚石与金属粉末混合后，再将混合体充实在环状压模上，放入高温下烧结，制成圆环，焊在钻头胎体的底端上。

机镶法，能把较多的金刚石镶焊在钻头上，例如，直径为?46mm(AX型)钻头，可镶焊10克拉以上金刚石，这是手镶法办不到的。

由于金刚石价格贵，为降低成本，国际上多用小直径金刚石钻头钻孔。

二、使用的钻探设备

(一)钻机：沙利文(水压)100～150型，由汽油内燃机12Hp为动力机。

1.三挡变速：400、600、800转/分钟。

2.使用水压力，加压钻进。钻机立轴两侧各安装一个水压缸，缸体内通过活塞及活塞连杆与钻机立轴上的横梁相连接，活塞受到水泵水压后，推动活塞及活塞连杆，带动立轴上下运行，再由主轴的卡盘，卡住钻杆给钻头加压。

活塞直径约为D0=?80mm；

活塞连杆直径约为d0=?20mm；

3.逰星式起重机：整体结构与我国生产的100～150型油压式钻机相似。

(二)水泵：单缸往复式，Q(水量)=60L/min，P(水压)=30kg/cm2。

(三)钻具

1.钻杆直径近似?42mm。

2.岩心管：双层单动岩心管，钻进中外管转动内管不转动；冲洗液由内外管之间流经岩心管卡簧器的槽口及钻头水口，将岩粉冲洗到岩心管的外管与孔壁之间，流出孔口。

当钻头的水口被岩粉堵住，这时冲洗液经岩心管内管与岩心之间反向流，经异径接头的反出孔，流经岩心管的外管与孔壁之间，冲洗钻头，起到暂时冷却钻头的作用。

钻进中，如水泵的泵压表指针突然增大，即反映钻进中的冲洗液受到堵住现象，需要及时处理，以免发生烧钻事故。

3.锥形岩心卡簧器

锥形长度约25mm，锥度为13.7°，水槽深1.5mm，宽11mm，缺口宽12mm，其上(大)端的外径大于岩心管内管的外径2mm，下(小)端的外径大于钻头唇部的内径2mm，卡簧器的内径小于岩心直径0.1mm。

将岩心卡簧器放在钻头锥形体位置，距钻头底端10～15mm，距岩心管内管底部5mm，当钻头钻进岩层岩心进入钻头内部即被套住，这时钻头转动，而卡簧套住岩心不转，但它却随着钻头进尺，被岩心管的内管压住顺岩心向下移动，待岩心装满岩心管的内管，起钻时，卡簧器在钻头锥体内向下移动、收紧，卡住岩心，随着吊起钻头，把岩心卡断，留在岩心管的内管内，吊出钻孔。

三、钻进

(一)天然金刚石钻头钻孔，需掌握以下知识

1.金刚石硬度高，但富有脆性，碰撞易碎，在钻孔中金刚石钻头不能受到碰撞。

2.前已说明，机镶金刚石钻头，是将制成的粉粒金刚石圈环镶焊在钻头胎体上的底端，钻头下入钻孔底，如被孔底尚留未断岩心(长度1.5cm～2cm左右)，卡住金刚石圈环，若处理不妥当，开动钻机带动钻头，会扭断圈环与钻头胎体的焊接。

1947年在长江三峡南津关选坝钻孔中，1948年初在新安江街口选坝钻孔中，1952年在黄河三门峡选坝神门岛的钻孔中，均发生这种扭断金刚石钻头的严重孔内事故，因此需掌握不会发生这种事故的操作事项。

3.手镶金刚石钻头，在钻进中由于包镶金刚石颗粒的金属体，磨损后易使金刚石松动，因此要经常检查金刚石钻头上的金刚石是否有松动现象，严禁使用有松动金刚石的钻头，以防发生金刚石脱落孔内。

(二)开孔

按照钻孔安全操作规程要求，做好钻机设备安装定位后，钻孔定点位置的岩层面铲平，并凿成直径与开孔钻头直径相等的圆孔，深1～1.5cm。

1.依据钻孔结构，把钻孔导向的开孔钻进工作做好；

开孔不能偏移或偏斜，由于是浅孔，可用?56cm(BX型)手镶金刚石钻头开孔，结合钻具的实际情况，可使用长度1.0～1.5m的短节双层岩心管，每钻的岩心，装满岩心管后取出岩心，累计钻孔深度满足孔口导向管的长度(包括钻孔换径后的岩心管长度)后，下入孔口导向管。

导向管要高出钻场台面2cm，并附有管口保护装置，严防杂物落入孔内，然后改用直径?46mm(AX型)机镶金刚石钻头钻进。

2.下入AX型钻头前，要用十字型钻头清理孔内残留岩心，再下入钻具。

3.为防止AX型钻头开钻后，由于岩粉未尽，AX钻具与导管发生夹钻事故，要用大量冲洗液，清理孔内岩粉，然后慢速小压力钻进，等钻头超过导向管底部10cm以上，可逐渐加快钻速钻进。

(三)下入钻具前的准备工作

1.检查钻头质量要合格，对于同规格两个以上钻头要按新旧或磨损小、磨损大的顺序编号，先用新钻头(或磨损小的钻头)，后用旧钻头(或磨损大的钻头)，否则会发生钻头卡在钻孔狭窄位置，损坏钻头外侧金刚石。

2.卡簧器，放在钻头的锥体内，转动要自如，并加些机油；卡簧内径要小于岩心外径0.1mm，卡簧器弹性要好，锥度要与钻头内部的锥度相同，断口宽≤12mm，高度为25～30mm，放在钻头锥体可高出2mm。

3.拧上或拧下金刚石钻头，应使用专用弓形搬子，严防拧伤钻头上的金刚石。

4.检查扩管器(或扩孔器)上的金刚石是否磨损严重，其外径要大于岩心管外管的外径1mm以上。

5.钻杆、岩心管等丝扣要无损伤，不用弯曲的钻杆和岩心管，要妥善存放钻杆和岩心管，不要受到弯曲压力。

岩心管上，变径接头的输水孔眼要畅通。

(四)选择合适的钻速

1.下降钻具

(1)钻具下入孔底前，要计算孔深所需钻杆的数量，并在最后一根钻杆做出标记，标明钻头降到距孔底15cm，这个标记正落到孔口。

(2)钻头下到距孔底15cm，可将下降钻杆与钻机立轴内钻杆相连接，然后慢速下降，同时向孔内送水，并用小管钳转动钻具，边转动边下降钻头，直至钻头轻轻落到孔底，把残留未断岩心顺利套在钻头内，当手感；转动没阻力，表明孔底状态良好。

2.在孔口返回的冲洗液中，确认孔底岩粉已清理后，钻头在无压状态下开动钻机，由慢速至快速，压力由小到大，逐渐选择合适的钻进速度。

机镶钻头的钻速可达到：

砂岩层中钻进纯进尺可达16.6cm/min。

煤系岩层钻进纯进尺可达15cm/min。

为避免烧坏钻头，冲洗液的水量和水压必需把岩粉及时冲出孔外。

3.水量计算：

水量与钻速相关，黄河三门峡的钻速，可选用煤系岩层的纯进尺15cm/min来计算所需水量，通常按以下计算水量：

(1)Q=FV (1)

式中：

Q=水量(L/min)；

F=孔壁与钻杆之间面积=0.785(D2-d2)；(2)

D=孔壁直径=?(46+3)=?4.9cm

d=钻杆直径=?42mm=?4.2cm

V=冲洗液的流速=a(Uw+UC) (3)

a=水流不均匀系数 选用a=1.2；

Uw=钻屑岩粉在静水中下降速度，可使用；

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

K=钻屑岩粉形状系数(按圆球)K=51.1；

δ=钻屑岩粉大小=

Ψ0=钻进不均匀系数=2～3选取Ψ0=3；

S0=最大钻速，煤系，S0=15cm/min；

N=钻头转数，N=400转/分钟；

M=钻头块数，当小水口为二个，M=2；

γN=岩粉比重，2.6；

γI=冲洗液比重，清水，γI=1；

UC=冲洗液带钻屑岩粉上升的速度，可使用：

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

F0=孔底钻开相当面积=0.785(D2— ) (7)

=岩石收获折减系数0.7～0.9取 =0.8]]

K=岩心直径=?28mm

S=每秒钟进尺= = =0.25cm/s

P= =1.015，

γI=冲洗液比重，清水γI=1

γ2=返回液比重，γ2=1.015

(2)以上数据代入(7)(5)(2)(6)(4)(3)(1)后；

F0=0.785(D2— )=0.785(0.492-0.8×0.282)=0.1393dm2≈0.14dm2

δ= = =0.05625cm取δ=0.1

F=0.785(D2-d2)=0.785(0.492-0.422)=0.05dm2

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

V=a(UW+UC)=1.2(2.044+7.5)=11.4528≈11.5dm/s

Q=FV=0.05×11.5=0.575L/s≈0.6L/s=36L/min。

4.水压计算

基本数据：

孔深：按40m；水量：Q=0.6L/s；

(1)钻杆内径的水压阻力：

①数据：钻杆：外径d=?42mm；内径d1=?33mm；

内径面积：F1=0.785×0.332=0.08dm2

内径流速：U1=Q/F1= =7.5dm/s=0.75m/s

②水压阻力：h1=

λI=0.02+ =0.02+ ≈0.03144；L1=钻杆总长度≈40m。

γI=(清水)=1

由(8)式：h1=0.03144×1× × =1.093≈1.1m

(2)孔壁与钻杆间的水压阻力：

①数据：孔径D=?49mm；钻杆d=?42mm；

孔壁现钻杆间面积F=0.05dm2；(前面已算过)

流速U2= = =120cm/s=12dm/s=1.2m/s

②水压阻力h2=

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

雷诺数通式：Re=

L0=断面线长=D-d=4.9-4.2=0.7cm；

(清水粘滞系数)v=0.01(清水)cm2/s；(20℃水=0.01)

由式(11)Re= =8400

由式(10)λ2=0.02+ =0.0385

v2=1.015

取Ψ2=1.1(考虑返回冲洗液中带有较大粉粒钻屑系数)

由式(9)h2=0.0385×1.015×1.1× × =18.03≈18m

(3)钻杆接头内径水阻压力；

①数据：接头内径d2=16mm；

接头内径面积；F2=0.785(0.16)2=0.02dm2

接头内径流速；U3= = =30dm/s=3m/s；

每根钻杆长度：l=4m

②钻杆接头内径水压阻力：

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

(4)水龙头，岩心管，钻头堵塞，等的水压阻力，通常经试验测得，一般可估算为：水龙头阻力为10m；h4=10m；

岩心管水压阻力为5m；h5=5m；

钻头堵塞水压阻力为40m～50m；取h6为45m；

(5)Σh=h1+h2+h3+h4+h5+h6=1.1+18+3+10+5+45=82.1m；

水泵需承担水压：H=K0Σh

取K0=1.5(安全系数)

H=1.5×82.1=123.15m≈123.5m=12.35kg/cm2；

5.转数

使用机镶金刚石钻头，钻进中选用的转数；

砂岩层：800转/分钟；

闪长玢岩层：600转/分钟；

煤系岩层：400转/分钟。

在冲洗液的水量和水压充足情况下，确认不烧坏钻头，可使用上述转数。

沙利文钻机是汽油动力机，加油量(转速)可由小到大，转数因而由慢到快，通过加油量的由小到大来控制钻具转数，是调整钻速至最佳状态的有效方法之一。

6.钻进给压

前已说明，钻进给压是使用两个活塞，由水泵给水加压，带动钻机主轴传给钻具加压钻进。

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

式中：б=钻头单位面积上承压；

P=两个活塞的压力=2×0.785( )×P0 (13)

D0=活塞直径=?80mm；

d0=活塞连杆直径=?20mm；

P0=水泵压力(kg/cm2)

f=钻头净面积=0.785( )-2b(D-DK)÷2 (14)

D=钻头直径=?49mm；

DK=钻头内径=?28mm；

b=钻头上每个水口宽度为11mm，共两个水口；

由式(13)P=2×0.785(82-22)P0=94.2P0

由式(14)f=0.785(4.92-2.82)-2×1.1(4.9-2.8)÷2=12.693-2.31=10.383≈10.4cm2

由式(12)

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

(1)闪长玢岩层，钻进中水泵压力常为10～12kg/cm2；

取P0=11kg/cm2

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

(2)煤系岩层，钻进中水泵压力，常为8～10kg/cm2

取P0=9kg/cm2

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

综合钻进压力(表)

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

7.综上

金刚石钻头，在孔深300m钻孔中钻进技术操作顺序：

检查钻具合格后→把钻具下到孔底→给钻孔送入冲洗液→在返回的冲洗液中已无钻屑岩粉→钻头在无压状态下用管钳转动钻具，确认钻头在孔底转动正常→开动动力机，带动钻机，慢速转动钻具→给钻头加压→边增加钻头转数、边增加钻头压力→快速钻进。

当钻头快速进尺时，操作人员要密切注意：孔口返回水、水泵及动力机的负荷状态等，确属正常，表明钻头在孔底可正常钻进。

经过钻进进尺计算，岩心已装满岩心管，即可起钻，取出岩心，按地质质检要求：编号、装箱，保存在安全可靠的地方。

8.附图

机镶金刚石钻头钻具图见后；

注：图中构件请参阅《水利水电勘探钻具图册》的相关部分。

机镶金刚石钻钻具图

1—金刚石钻头；2—岩心卡簧；3—扩孔器；4—内管短节；5—内管；6—外管；7—钢球；8—推力轴承；9—密封圈外壳；10—套筒；11—心轴；12—异径接头；13—锁母；14—轴承外壳

注：双层单动金刚石钻头钻具，计有三种构造，本图是其中之一，详见《水利水电勘探钻具图册》的相关部分

矿产测勘处的区域地质调查及成果

葛 旭

( 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)

一、矿产测勘处成立背景及发展沿革

矿产测勘处的全名为委员会矿产测勘处，成立的目的是为测勘全国矿产，以应对抗日战争的需要。它成立于 1942 年 10 月，它的前身可以追溯到委员会江华矿务局。1940 年 10 月 1 日，委员会将设在云南昭通的叙昆铁路沿线探矿工程处改建为西南矿产测勘处，工作范围限黔滇康三省。1942 年 10 月 1 日，西南矿产测勘处改组为全国性机构，去掉 “西南”两字，改为全国性的矿产测勘处，测勘范围不受省区的限制。1943 年6 月，矿产测勘处因交通过于偏僻，迁至贵州贵阳。1945 年底，矿产测勘处奉命回南京。当时的地址在峨眉路 21 号，即原中国地质学会旧址。1949 年后，第二野战军的万里同志奉命前来接管矿产测勘处。将委员会矿产测勘处改名为南京军管会矿产测勘处，任命谢家荣为处长。后来又隶属华东工业部。1950 年，矿产测勘处再改隶属中央财政经济委员会，亦由谢家荣任处长。1951 年，矿产测勘处成为中国地质工作指导委员会组成部分，6 月改为地委会地质矿产勘探局南京办事处。1952 年 8 月地质部成立，它就成为地质部的南京办事处。

二、矿产测勘处区域地质调查概况

1. 准备时期 ( 1940. 10. 1 ～ 1942. 10. 1)

这段时间为区域地质调查的准备时期，简单区域地质调查情况如下:

1940 年

派出 10 队，叙昆铁路沿线昆明至威宁段，个旧、保山、腾冲、兰坪。完成了叙昆铁路沿线昆明至威宁段间 1∶ 10 万地质矿产图，详测威宁、德卓、铜厂河、稻田坝铜矿，宣威倘塘查格煤田，沾益卡居煤田，曲靖茨营褐煤，宣威打锁坡煤田，寻甸县麦浪煤田，叙昆沿线铜铅锌银矿，个旧花岗岩深度之物理探测，兰坪油田，滇西保山、腾冲间地质矿产。

1941 年

测绘地形图面积为 90km2，地质图 60 幅，矿区图 30 幅，云南省三份共 543 幅，贵州省 1 份共 150 幅，西康省1 份74 幅，四川省1 份262 幅，1∶ 50000 昆明附近共8 幅。共派出测勘队 19 队，工作范围涉及滇东和滇西等处共 24 县，镇雄、威信、盐津、大关、彝良、威宁、昭通、鲁甸、水城、会泽、巧家、昆明、文山、祥云、弥度、宾川、蒙化、龙陵、镇康、云县、猛勇，测绘面积 20000km2。详测昭通褐炭、威宁水城煤铁矿、乐马厂铅银矿、文山钨矿，滇西矿产概测，昆明铝土矿。

1942 年

测绘地形图面积为 145km2，云南 1∶ 10 万者 3 份，各 181 幅，1∶ 5 万者 2 份，各 309幅。贵州省 1∶ 10 万者共 150 幅。筑渝间地形图 1∶ 5 万者 2 份，各 77 幅。西康省 1∶ 10 万者共 74 幅。四川省 1∶ 10 万者 1 份，共 262 幅。昆明附近 1∶ 5 万地形图共 8 幅。共派出测勘队 18 队，工作范围除滇东、滇西及黔西外，又扩展至湘南各县。湖南桂杨、常宁、临武，贵州遵义、、黔西、修文、贵筑、大定、毕节，云南师宗、罗平、永善、巧家、东川、禄劝、武定、富民、嵩明、易门、玉溪、峨山，测绘面积 40000km2。详测了水城大河边煤田、水城小河边煤田、威宁二堂拱桥间煤田、水城其他煤田、禄劝寻甸县境煤田、盘县普安县煤田、平彝罗平师宗县境煤田。水城观音山铁矿、赫章铁矿山铁矿、易门铁矿、罗次武定县境铁矿、平彝罗平间铁矿、禄劝县境铁矿、修文黔西县境铁矿。罗平富乐镇老君台铅锌矿、巧家茂租铅银矿、巧家白马厂及万发铜铅银矿、安南花贡铅银矿、彬县保和墟板壁领银矿、禄劝寻甸县境之铅银矿。巧家渭姑铜矿、巧家鱼坪铜矿、永善巧家昭通玄武式铜矿、湖南彬县、桂阳禄紫、禄劝巧家崇明境铜矿。平彝余家老厂锑矿、平彝大核桃冲锑矿、师宗南崖锑矿、安南小场锑矿、缅宁邦卖油榨房锑矿、兴仁县属之下山锑矿。兴仁滥木厂汞矿、普安小屯汞矿、大龙井汞矿。彬县安源锡钨矿、临武香花岭锡钨矿、桂阳常宁大义山锡钨矿、宜章廊村锡矿。

2. 草创时期 ( 1942. 10 ～ 1945)

1942 年 10 月 1 日由谢家荣任处长，指导工作。全处设处长 1 人，共设五课，分股办事，下分总务、测绘、地质、工程、会计五课。22 人到 31 人不等，工友 11 人到 16 人。测勘工作可分三类: 矿产调查、区域地质调查和其他调查。矿产调查以详测矿区为主，路线及区域地质调查为辅。

区域地质调查情况如下:

1943 年

完成西康南部 1∶ 10 万区域地质矿产图，年共派出 11 队，湖南资水流域、常宁、永兴、新田、宁远、祁阳、江华、湘黔边境，贵州都匀、独山间、贵阳、修文，云南彝良、昭通、鲁甸水城、东川、昆明，西康南部。完成云南会泽铜铅锌矿区的物理探矿，贵州水城观音山探矿，钻探昭通褐煤，西康矿产调查、湖南锡钨矿的继续测勘。勘定水城煤田钻眼及调查耐火材料，黔桂铁路沿线都匀独山间煤矿、贵筑修文铝矿的样，昆明附近铝矿的测勘、湘黔边境汞矿初勘、资水沿线水力地质的测勘。

1944 年

1∶ 2500 贵州贵筑县云雾山铝土矿地形图 1 幅。共派 9 队，贵州修文、开阳、贵阳、平越、平坝、都匀、独山间煤田。详测了平越猫猫营铝土矿、贵阳林东煤田、贵州贵筑县云雾山铝土矿、贵州修文王官区铝土矿、贵州平坝清镇区的初勘、贵筑县中曹司矿、贵州都匀独山煤矿。

1945 年

实测1∶ 5000 贵阳华家山煤田地形地质图1 幅，1∶1 万云南富民老煤山地形地质图1 幅，1∶ 1 万云南安宁草铺铝土矿地形图 1 幅，1∶ 5000 云南昆明马街子地形图 1 幅，1∶ 5000 云南昆明柴村铝土矿地形图 1 幅，1∶ 5000 云南昆明小石坪铝土矿地形图 1 幅，1∶ 2. 5 万四川简阳龙泉驿油田地质图及构造图各 1 幅。共派出 9 队，测绘了四川长寿、巴县、简阳、隆昌，贵州都匀、修文、贵筑，云南富民、个旧，台湾省。详测了四川长寿油田、云南铝矿、云南富民煤矿，派出四川简阳油矿队、贵州贵筑铝队、贵州都匀煤矿队。

从 1940 ～1945 年的抗日胜利，矿产测勘处在日货弥漫，生活费高涨的困难情况下，顽强生存，完成各项工作。其中包括水城威宁煤铁矿床的详勘，昭通褐炭的钻探和滇黔高级铝土矿的发现及详勘，此外还有西康及滇西的概测，川中各地石油的探测。

3. 展时期 ( 1945 ～ 1950)

日本投降后，进入一个更为辉煌的阶段，矿产测勘处已由过去在西南后方的面或线的概测，进而达到后来的点的详测，从地面的地质观察进而达到地腹的工程钻探。在这期间，谢家荣还首先在中国开创了地质调查、勘探承包的先例，在那几年中一个接着一个的胜利，发现淮南新煤田，又发现安徽凤台的磷矿和福建漳浦的三水型铝土矿等。1945 ～1949 年，找矿手段又有了新变化，除了肉眼观察外，还用了机械钻探，订购了一批为国内其他地质机构所不大设置的钻机，用汽油发动，装金刚石钻头的岩心钻，从 200 ～500m 一共有十余架，自此使经济地质如何做到理论联系实际，发生质的变化。

区域地质调查情况如下:

1946 年

共 15 队，河北开滦，安徽淮南盆地、当涂，江苏东海、南京附近，湖北大冶，福建漳浦，江西大余，湖南新化，广东乳源、乐昌、曲江，广西富川、苍梧、宾阳，四川绵阳、遂宁、巴县、隆昌，云南个旧。详测开滦煤田，东海磷矿，福建漳浦铝矿，大冶铁矿，广东广西钨矿，四川中部油田，钻探淮南新煤田，发现淮南八公山新煤田。

1947 年

共 24 队，辽宁海城，河北临榆、唐山、开滦，江苏铜山、东海、、江浦，安徽滁县、蚌埠，江西庐山、宜春萍乡间，台湾新竹，福建漳浦，湖南新化、安化，广西钟山、河池南丹间、田东、田阳、西林、西隆，广东云浮、新会、阳春、阳江，河南英豪，四川巴县、遂宁、南川、绵阳、江油、荣昌、永川、隆昌、威远、自流井、灌县，西沙群岛。详测了东北铀矿，台湾新竹煤田，广西铀矿钻探，湖南新化锑矿，湘江煤田，淮南煤田，详测四川中部煤田，打井总进尺 3000 余米，发现凤台磷矿，福建漳浦铝矿，凤台山金家煤田。

1948 年

共 24 队，南京镇江、江阴、无锡，浙江吴兴、杭州、绍兴、江山，安徽宣城、凤台、淮南，江西万年、丰城、分宜、萍乡、永新、泰和、瑞昌、湖口，广东英德，海南雷州半岛，广西富贺钟区、右江，四川巴县、中江，湖北武昌。详测了台湾地下水，江西鄱乐煤田、丰城余干间煤田，广西稀有金属，钻探土地堂煤田，凤台磷矿、西湾煤田，打钻总进尺 4877m。

1949 年

共 9 队，江苏江宁、栖霞山、宁镇山脉，安徽当涂、大淮南、铜陵，山东招远、莱阳。完成鲁中南区域地质矿产图，大淮南盆地地质矿产，详测玲珑金矿、山东粉子山菱镁矿、莱阳石墨矿、铜官山铜矿，槽探栖霞山铅矿。

1950 年

共 12 队，东北鞍山、本溪、夹皮沟、老牛沟，淮南八公山、定远，鲁南新蒙、安庆以北、胶东东西、南京附近、钻探八公山煤田、定远理想煤田、金岭镇铁矿、铜官山铜矿、栖霞山铅矿。完成各区域路线地质图，矿区地形地质详图，共钻探 7900m。探明八公山新煤田储量可达10 亿 t，发现铁岭镇北金召铁金，栖霞山黄铁矿闪锌矿方铅矿，南京附近磷矿、沥青矿，杭州西湖磷矿。

4. 停顿时期 ( 1950 ～ 1952)

1950 年，矿产测勘处再改隶属中央财政经济委员会。1952 年 8 月成为地质部的南京办事处。由于机构的改制，这一段时间只有很少的区域地质调查。

三、矿产测勘处所取得的成果

在谢家荣处长的带领下，短短的 12 年的时间里，矿产测勘处取得了国内外学术界公认的重要的成果。

发现 1000 万 t 以上的黔滇一水型铝土矿，10 亿 t 的淮南八公山新煤田，260 万 t 的凤台磷矿，60 万 t 的漳浦三水型铝土矿，以及矿量当时还没有确定的栖霞山黄铁矿闪锌矿方铅矿，和安庆以北的许多铜矿，又发现了金岭镇北金召的铁矿。证明叶家集砂铁矿的来源是大别山脉中的含磁铁矿花岗岩。在滁县发现了寒武纪和奥陶纪化石。还有一些小发现，当涂大黄山的矾石矿、桂西的菱铁矿，南京附近的磷矿和沥青矿、山东南墅的蛭石矿，等等。共钻探 1. 2 万 m，是当时中国人在中国境内打钻所完成的最高纪录。

( 一) 矿产方面

1. 煤田 ( 云南昭通褐煤)

1941 年矿产测勘处迁到昭通后，颜祯调查煤田，同年还派顾功叙、张鸿吉、王子昌对其进行了电法勘探，这是经过以电阻系数法测探并以班加钻机钻探加以证实的。这些工作得出褐煤储量估计为 1 亿 t 左右。1943 年派马祖望、江镜涛负责对此褐煤进行两个月的钻探工作，获得总计 1. 4 亿 t 的褐煤储量。这是中国首次使用钻探设备勘探煤田并获得成功的历史记录。贵州水城、威宁的烟煤，当时经过几度详测，储量估计可达 2 亿 t。

1947 年 Junior Straitline 新钻机运到湘中煤田，在湘江公司的磨石塘及湖湘公司的史家坳附近同时开钻，1947 年底，磨石塘钻眼已深达 120m。曾经穿过好几层炭质页岩及砾岩三层，还有一层淡水石灰岩。

其中轰动中国地质界、矿冶界，最突出的为安徽淮南新煤田的发现。1946 年，抗战胜利，淮南煤田告急，亟待开辟新的煤田。1946 年 6 月淮南矿务局邀请谢家荣前往考察，从舜耕山及八公山的弧形构造以及八公山脚下有奥陶纪石灰岩的出露，谢家荣推想八公山附近的平原地带有赋存煤层的可能。以后又发现距离煤层更近的石炭、二叠纪灰岩隐约出露于平原之中。虽然为冲积层覆盖，并无露头。他认为除非有断层或褶皱等意外情况，煤层存在应该没有问题。1946 年 8 月初至 10 月底，地形勘测及地质调查，大致竣工。淮南新煤田可大规模开。不到 1 年的时间估计储量 4 亿 t。1950 年，在八公山打 500m 的深井 3 个，以供建设新井的准备，新煤田的储量达 10 亿 t 以上。新中国成立后，淮南煤田已成为中国重要的煤炭基地。淮南煤田是地质学理论和钻探而获得的最好的例子。

除淮南外，经过调查与钻探的尚有湖南中湘煤矿、南京附近煤矿、河南英豪煤田、湘赣铁路宜春一带的煤田、开滦煤矿区东南部及西北部国营矿区，安徽宣城、怀远、大通煤田，江苏镇江煤田及徐州贾汪煤田还有台湾新竹煤田。1950 年，在山东淄川煤田，为建设新井而打，共钻 200 余米，已经打到大煤层，完成任务。

2. 铜矿

铜矿 1944 年被发现在安徽省铜陵县，表面俱为铁矿，厚约 20cm，在铁矿下发现铜矿，厚 50cm，长约 100cm，宽 80cm，成囊袋状，矿石为黄铜矿，矿产概算约 200 万 t。1950 年 6 月起陆续派人前往该区调查钻探，除扩大了铅矿区范围外，还发现了铜的指示植物———海州香薷，即俗称所谓铜草。1952 年正式成立了 321 地质队。40 年来的勘探证明，铜陵是中国重要的铜的冶炼基地之一。

3. 磷矿 ( 安徽凤台磷矿的发现)

中国是农业国家，农业的增产和持续，大部分靠肥料，磷肥是基本而重要的肥料。1946 年，从苏北、皖北到江西中部，不断试验，除了在结晶片岩系及第三纪湖成层中发现若干含磷层外，1947 年 3 月赵家骧、燕树檀、李庆远在安徽凤台无意发现了磷矿，这是矿产测勘处的又一重要发现，这与云南昆阳磷矿同属一式而产于寒武系底部的水成磷矿层。详测的结果，证明它平均层厚1m，平均含五氧化二磷20% 的磷矿石共有259 万 t，露头明显，开容易，地处淮海之滨，运输尤为便利。虽然含磷成分在当时尚不能加以利用，可还有若干优点，如能用去氟法制炼磷肥，与东海的富矿相掺和，就可得到合格的和满意的料剂。同时指出了昆阳式磷矿可东延达数公里，并且是有远景地区。

江苏东海磷灰石矿山地质结构较为简单，全区是一个向西北倒转的背斜层，含矿层150m，测量的剖面 15 个，绘制了 1∶ 5000 地质地形图。

4. 铝矿

矿产测勘处应用系统的科学方法，发现了低矽高铝的富矿层，并经过各种分析方法确定了滇黔所产之富矿均属硬水铝石，有一部分为软水铝石，从而提供了冶炼的参考和研究途径。根据当时粗略估计，两省铝矿储量可达数亿吨。其中福建漳浦铝矿的新发现，最为突出。1945 年南延宗在云南中部发现了铝土矿，但未宣布地点，后来昆明炼铜厂炼铝，认为这种**多孔的矿是 Boehmite，与贵州是不同型，后发现了白色高级铝土矿，并证明**者系由白色矿风化而成。铝矿在中国当时一直是一个未能解决的问题，抗战以前山东博山的铝矿以及抗战期间滇黔两省的铝矿都一时难以应用最经济的拜尔法处理。福建漳浦铝矿，是福建省土壤地质调查所宋达泉、俞震豫于 1942 年调查闽南土壤时，首先发现，并经著文论述，但仅仅是红土中的几颗结核状的物质，并且成分优劣不等。1946 年 9 月，殷维翰、沙光文赴闽南漳浦一带，进行初步测勘，他们集了大量样品，含二氧化硅仅7% ，氧化铝则高达 59% 。经研究以后，果然证实的确是三水铝石，这是在中国第一次发现用拜尔法处理的铝矿，当时随即开 200t 矿石运交铝业公司。漳浦铝矿的发现，不仅可以解决铝的需要，节省外汇的消耗，而且在以后认识华南铝土矿的产状，指出探测铝矿的方针等方面都有非常重大的意义。

5. 地下水

1948 年秋，调查地下水。郭文魁、刘汉及钻探顾问戴维斯前往钻研地下水地质及协助钻探水井，在两个月的时间共调查了台南台中及屏东一带。西部沿海一带冲积层和台地砾石层分布很广，其中蓄水很多，普通浅井数十尺就可得水，100 ～ 200m 以下常为喷水井。台南高雄区是沿海平原，为喷水泉。

6. 铅锌矿

南京栖霞山铅锌矿发现于 1948 年，谢家荣在锰矿废石堆里发现黄绿色六方柱状的晶体，为含铅的矿物，确定为磷氯铅矿，打了 4877m 钻眼，发现栖霞山铅矿、下蜀的钼和桂西的菱铁矿。钻井尺度 1800m。1950 年 8 月 9 日打到铅矿，证明为铅锌矿。大约有4000 余吨的可以炼的氧化铅矿，栖霞山铅锌矿床的发现看来并不轻松，经历了三四年的探索和研究，这是一个以谢家荣为代表的多人智慧而发现一个矿床的最好例子。

7. 石油

石油为国防重要，矿产测勘处在抗战刚刚胜利的时候去勘察过一次油矿外，还在四川重庆沙坪坝一带测绘 1∶ 5000 地质图，派了 3 个调查队去遂宁、绵阳一带详测地质构造图并拟定各处的钻眼位置。1948 年在遂宁缓背斜下钻，一台钻机，在白垩系红层中见到少量轻油，以气为主。此区的钻探工作后来转移。1948 年在简阳龙泉驿背斜下钻，见气，此区工作一直持续到新中国成立以后。同年在绵阳江油构造区测图，下钻较晚。

1945 年谢家荣调查了一些含油地区，并编写出版了 《四川赤盆地及其中所含之油、气、卤、盐矿床》和 《再论四川赤盆地中之油气矿床》两篇文章。他提出高背斜与低背斜及行列背斜理论，认为两大背斜所夹持的大向斜中又有低小背斜隆起，此低背斜轴部所在，常为白垩系、侏罗系岩层发育之地区，是含油最有希望的地区。

1945 年 12 月，对的石油和天然气进行了调查。认为虽有适合于积聚油气的构造约 35 个之多，但历来产油气数量很少，原因是第三纪 ( 古、新近纪) 时，造山运动过于剧烈，地层倾角陡峻，褶皱断裂强烈，油气多已散失。

1947 年 9 月在委员会急需石油的情况下，谢家荣要求矿产测勘处在找油查气方面多投入力量。当时根据已知油气显示区，在四川石油局和地质调查所已经开展和调查的矿区与远景区之外，初步拟定了两个踏勘区与 3 个普查勘探区。调查了四川华蓥山，江津石油沟、隆昌圣灯山、自贡盐井、峨眉山、遂宁、简阳龙泉驿、绵阳江油、灌县、汶川、茂县等地区的地层与结构。此项工作于 1947 年结束。1948 年 12 月 27 日，召开四川石油地质座谈会，约请中外地质学家勘测，复聘英国 M. W. Strong 入川调查，其结果认为四川有油，值得继续钻探，并指出钻探四川石油必须详细研究红色地层。四川虽未见大量石油，但可继续开展调查工作，四川原油层似有多层，有奥陶纪、泥盆纪、二叠纪、三叠纪的海相沉积，有很好的储油层，决定详细测量，定出钻井位置，调查三叠纪背斜层。右江生油层之踏勘，在广西右江田阳发现油苗，提出第三系 ( 古、新近系) 为可生油层，1948 年结束。

8. 钨锑锡

湖南新化锡矿山锑矿是抗战胜利后矿产测勘处调查的重点之一，虽然之前，已开10 年，但它的结构，依然不清楚。1947 年先后有两队人员考察，又运去两架新式钻机，第一钻眼在欧家冲东的坝塘山，1947 年 12 月 17 日开工; 第二眼在陶塘于 12 月 28 日开钻，进行顺利。关于该处地质调查钻探，矿产测勘处主要地质工程人员论证颇多。

9. 铀矿

铀矿是发展原子能的基本原料，对于国防及将来的经济建设，关系非常重大，所以全世界的地质工作者几乎都在注意这种稀有矿床。矿产测勘处调查了广西钟山黄羌坪和辽宁海城的铀矿。

10. 铁矿

山东金岭镇铁矿 1950 年 5 月钻探队用美国先锋式 200m 的汽油机一架试探，杨庆如、韩金桂、王达舜负责，前中央地质调查所的秦馨菱协助，在 180m 处发现磁铁矿体。186m未见底，金岭铁矿区没有地面矿块的干扰，地形平坦，磁性异常，特别强大，为理想的磁测区。这次勘探为自从中国施行物理探矿以来最重大、最实际的收获。这是磁测与钻探同时进行，也是理论与实际相结合的成果。

11. 磁铁矿和萤石

1948 年调查了浙江绍兴的磁铁矿和江山萤石，赵家骧、马子骥、王宗彝负责，矿体分布于东西两区，矿质纯粹，含铁率为 60% ，西区成脉状，南自李家湾，北达双峰尖仙人洞。全长 1000m，厚 3m，可达五六百万吨。交通方便，矿质极佳，且含萤石，易冶炼。江山南边相距 20km 的上台镇附近，有两条萤石矿脉。全长 1000m，厚半米到两三米不等，脉中除萤石外，可见石英，占 10% ，萤石以白色为主，一部分呈浅紫色和绿色。精确测量，共得确实矿量 843688t，可能矿量 170 万 t。

12. 海南岛的矿产

海南岛之矿产，国人前往调查者很少，近期马祖望、谢庆辉参考日本人调查报告，编写了海南岛矿产调查报告，主要矿产如下。

( 1) 铁矿

铁矿为海南主要，产地分布甚广，位于昌江县、保亭县、乐东县、文昌县、乐会县、理善港附近。石碌铁矿: 石碌山位于海南之西岸。田独铁矿: 位于崖县白石岭西端及黄泥岭之北，西距榆林港约 12km 成白色乃至淡**砂质粘土。其他铁矿: 大岭铁矿在崖县之西北。雁岭铁矿: 崖县东北 50km。南丁岭铁矿: 田独铁矿西北 5km。玉山附近矿:位于崖县干家东村之北。河头仔坑尾村: 文昌县城之北。迈豆岭: 文昌县之南。西岸岭:烟塘市西北。嘉积市: 海南岛东湖尾村。南牛岭: 嘉积市东 8km。岭上圆: 龙滚市西南1km。万宁童滚间: 万宁童滚间公路。理善港附近: 临东市之东。

( 2) 锰矿

东石碌锰矿: 位于石碌铁山之东，总长度 400m，产量为 82 万 t，铁锰成分不足，硅酸成分过剩。水头圆锰矿: 榆林东北 13km，约有储量 21000t。加茂川锰矿: 加茂川下之南 5. 5km，无大价值。

( 3) 钨矿

南朋岛及舍市两处，位于广东阳江县之东南，宽 15 ～20m，含矿 0. 5% ，被日本人集尽。

( 4) 锡矿

位于翔岭、西田及军屯等几处，可面积 4013000m2，含锡石量 986280t。

( 5) 铜矿

不多，位于石碌山之西部。

( 6) 铅银矿

位于九所之东北，相距 10 ～12km。

( 7) 金矿

以砂金为主，分布于各河溪上游，有乐安、石岗栈、新宁坡、纱帽岭及海军市五处。乐安之北，昌化大江沿岸一带，厚 1m，乐安附近砂金，分布区域广，故颇有试探之价值。石岗栈位于陵水上游，无价值。

新宁坡二甲村间砂金，位于北黎东约 25km，品质不佳，纱帽岭附近砂金位于那大市南 19km，品质尚可。澄迈县加乐脉金矿位于牛肠岭西北一带，厚 1 ～2m，好劣不均。昌江大岭脉金矿，延长有 500m，宽 2m。

( 二) 设备方面

矿产测勘处对物理探测工作十分重视，完成电探工作多种，配合全国大规模矿产测勘，1946 年 4 月起，增加人员 6 ～7 人，并拨款千余万元，向美订购设备，并做了设备到达前的准备。

1) 充实设备;

2) 配置电波法探测仪器，正积极进行;

3) 配置磁性探测的校核设备;

4) 地面电探及油井电测设备;

5) 放射性矿物的检测及野外探勘仪器，并试配放射性测井仪;

6) 协助石油探测工作，配置必要的仪器如岩心定向仪;

7) 试配地化法直接探油仪器;

8) 试配自动连续不用电缆的油井电测。

四、结束语

矿产测勘处在成立的短短 12 年里，经历了战乱、经费紧张、交通不便等各种难以想象的困难，但在谢家荣处长的带领下，取得一系列丰硕的成果，同时为新中国的区调工作奠定了基础，这是中国地质学重要的一部分，这些是非常难得、值得敬佩的。

参 考 文 献

［1］ 四川盆地及其所含之油气卤盐矿床 . 地质论评，1945

［2］ 淮南新煤田及大淮南盆地地质矿产 . 地质论评，1947

［3］ 王育麟，石宝珩 . 谢家荣教授对中国石油事业的贡献 . 中国地质事业早期史 ( 王鸿祯主编) . 北京: 北京大学出版社，1990

［4］ 郭文魁，殷维翰，谢学锦 . 谢家荣与矿产测勘处———纪念谢家荣教授诞辰 100 周年 . 北京: 石油工业出版社，2004. 9