【夯实基础】固体矿产勘查技术方法有哪些,选择时考虑哪些因素?

科技   2024-11-21 06:30   江西  

嘿,朋友你好,欢迎做客“地质进阶”。

本文分享的是吉林大学地球科学学院课件,《矿产勘查学》中的勘查技术方法,分四个部分:

  • 1、矿产勘查技术方法的基本概念及研究意义;

  • 2、矿产勘查技术方法的种类与作用;

  • 3、影响勘查技术方法选择的因素;

  • 4、勘查技术方法的综合运用


这些内容,熟悉的朋友权当是一次回顾和重温,不了解的朋友可以翻阅。需要注意的是,这其中的第三部分:影响勘查技术方法选择的因素,尤其是工作区地质条件及矿床地质特征和工作区自然地理条件,对方法手段的选择,在工作中容易被忽视,因此再次加深印象很有必要(注:这里面对不同勘查工作阶段对工作手段选择的表述,我认为有误,请注意辨别)。

一、 矿产勘查技术方法的基本概念及研究意义

勘查技术方法概念:是指那些在矿产勘查活动中,能够直接获取工作区有关矿产形成与赋存的直接或间接的信息及各种参数的技术方法。

  • 地质测量法

  • 重砂测量法

  • 地球化学方法

  • 地球物理方法

  • 遥感遥测法

  • 探矿工程法

各类方法对地质体从不同的侧面进行研究,提取矿产可能存在的有关信息,并相互验证,以提高矿产的发现概率。

二、勘查技术方法的种类与作用

矿产勘查技术方法实施的基本目的是:

  • 获取矿化信息

  • 通过对矿化信息的评价研究发现欲找寻的矿产

1、地质测量(填图)法(最基本方法)

(1)含义:运用地质理论和有关方法,全面系统地进行综合性的地质矿产调查和研究,查明工作区内的地层、岩石、构造与矿产的基本地质特征,研究成矿规律和各种找矿信息进行找矿。

工作过程:据地质观察研究将地质现象客观地反映到相应的平面或剖面图上,即将地质特征填绘在比例尺相适应的地形图上,故称为地质填图法。

(2)特点:

– 基础性

• 各种技术方法中最基础的方法,因为本法所反映的地质矿产内容全面而系统,无论在什么地质环境下,寻找什么矿产,都要进行地质填图。

– 综合性

• 研究成矿地质条件也研究成矿标志,地质填图搞得好坏直接关系到找矿工作的效果。

– 可靠性

• 通过直接观察获取地质现象的方法

– 应用性

• 具有直接找矿的特点,是一项很重要的综合性地质勘查工作

具有直接找矿特点,如A-A'剖面

变质岩220 Ma, 玲珑花岗岩158 Ma ,郭家岭花岗岩135 Ma ;成矿年龄120~130 Ma

(3)尺度及任务:

– a小比例尺 1:100万-1:50万

• 适用范围:地质上的空白区或研究程度较低地区

• 主要目的:确定找矿工作布局

• 主要任务:

– 系统查明区域地层、岩石、地质构造特征,阐明区域构造演化历史

– 系统收集区域矿产情报及矿点资料,对其中典型的有意义的矿点进行检查评价,阐明区域一搬成矿特点

– 分析该区的找矿地质条件及成矿标志,指出今后进一步工作的性质,拟定找矿工作布局

区域上找矿,非找专门矿,而是确定地质条件,不动工

– b中比例尺1:20万-1:5万

• 是根据小比例尺地质测量或根据已有地质矿产资料所确定的成矿远景地段以及已知矿区外围开展

– 查明区域成矿地质条件、控矿因素、成矿标志,总结成矿规律,进行成矿预测,提出进一步找矿的有利区段

– 对已发现的矿点进行检查评价,对其中远景较大者进行较详细的工作,并做出较确切的评价,明确是否进行详查或勘探

– 对区域内所有在地表露出的矿点及矿体均应找到,并对其深部的含矿前景进行评价,特别是1∶5万地质测量工作阶段必须做到,而且可配合其它方法,如物探、化探、钻探等,必要时可采用少量坑探手段进行揭露

• 目的明确,针对具体矿种和矿产,动工程,定性研究。

– c大比例尺1:1万或更大

• 是在矿区范围内开展的精度较高的地质测量工作

– 详细查明矿区内矿床形成的地质条件及矿化标志,特别要查明具体的控矿因素如控矿构造的类型及性质,控矿岩体赋存矿体的有利部位等

– 总结矿化规律,提出矿产勘查的具体准则,明确寻找矿体的具体地段

– 对已知矿床进行深入细微解剖,研究矿床的矿化类型、控矿因素、矿床形成机制,对含矿前景进行定性及定量预测

– 大比例尺地质测量应结合其它各种技术方法所获得的信息,在矿区范围内开展隐伏矿体的勘查

• 定量研究,工程技术手段上的多

2、重砂测量法(具有悠久历史的找矿方法)

• (1)重砂矿物

– 矿源母体因表生风化作用改造而不断地受到破坏,化学性质不稳定的矿物由于风化而分解、而相对稳定的矿物则成单矿物颗粒或矿物碎屑得以保留而成为砂矿物,当砂矿物比重>3时则称为重砂矿物

– 常见的重砂矿物有自然金、自然铂、金刚石、磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿、尖晶石、刚玉、金红石、锡石、铌钽铁矿、锆石、独居石、黑钨矿、白钨矿等。

(2)重砂测量法

– 工作对象

• 各种疏松沉积物中的自然重砂矿物

– 主要手段

• 重砂取样

– 工作目的

• 追索寻找砂矿和原生矿

• 重砂测量是一种经济、简便、有效的找矿方法。除了可单独用于找矿外,更多的是在区域矿产普查工作中配合地质填图工作和物探、化探、遥感等不同的找矿方法一起共同使用进行综合性的找矿工作。

(3)重砂矿物的机械分散晕形成机理:

– 机械分散晕:

• 矿源母体暴露地表后,经物理风化作用,形成碎屑物质,轻矿物被带走,重砂矿物除少部分保留在原地外,大部分在重力及地表水流的作用下,以机械搬运的方式沿地形坡度迁移到坡积层,形成重砂矿物的相对高含量带,并与原地残积层中的高含量带一起构成重砂矿物的机械分散晕

– 机械分散流:

• 有些矿物颗粒进一步迁移到沟谷水系中,由于水流的搬运和沉积作用使之在冲积层中富集为相对高含量带,构成所谓的机械分散流

(4)找矿原理:

– 重砂机械分散晕(流)的形成,是矿源母体遭受风化剥蚀的结果,重砂矿物经历了搬运、分选、沉积等综合作用,其分布范围较矿源母体大得多,故成为较易发现的重要找矿标志,经推本溯源,就可找到原生矿体

(5)找矿过程

– 沿水系、山坡或海滨对疏松沉积物(冲积物、洪积物、坡积物、残积物、滨海沉积物、冰积物以及风积物等)系统取样

– 经室内重砂分析和资料综合整理,并结合工作区的地质、地貌特征、重砂矿物的机械分散晕或分散流和其他找矿标志等来圈定重砂异常区段,从而进一步发现砂矿床追索寻找原生矿床

(6)样品采集与成果图

– a样品布置

  • 水系法

  • 水域法

  • 测网法

– b采样方法

  • 浅坑法

  • 刻槽法

  • 浅井法

  • 砂钻法

– c成果图

  • 圈式法

  • 符号法

  • 带式法

  • 等值线法

(6)样品采集与成果图

– a样品布置

• 水系法

– 水系法是目前应用较广的一种重砂取样布置方法。通常对调查区二级以上水系进行取样。沿河流布置取样点。

– 样点的布置可依照下述原则:

» (1)大河稀,小河密,同一条水流则上游密下游稀,越近源头,取样密度越大;

» (2)河床坡度大,跌水崖发育,流速大流量小的溪流应密,反之应较稀;

» (3)主干溪流的两侧支沟发育且对称性好,则样点可放稀,反之应加密;

» (4)垂直岩层主要走向的溪流应密,而平行岩层主要走向的溪流可放稀;

» (5)对矿化、围岩蚀变发育地段,岩体接触带,岩性发生重大变化处的溪流冲积层应加密取样。

• 水域法

– 按汇水盆地中各级水流的发育情况进行布样。

– 取样前应对汇水盆地进行水域划分,然后将取样点布置在各级水域中主流与支流汇合处的上游,以控制次级水域中有用矿物含量和矿物组合特征

• 测网法

– 重砂取样线距和点距组成纵横交叉的网格,样点布在“网格”的结点上。

– 测网法取样目的是为了圈定有用矿物的重砂分散晕,进而寻找原生矿床,或者为了对砂矿进行勘查,从而进行远景评价。

– 取样时线距应小于晕长的一半,点距应小于晕宽的一半。

– b采样方法

• 浅坑法

– 以冲积物、坡积物和残积物为采取对象。以寻找原生矿床为主要目的。

– 目前多采用“一点多坑法”(采样点附近多个部位采集的样品合并成一个大的样品)进行采样,以增强样品的代表性。

– 取样深度:冲积层20~50cm;坡积层在腐殖层以下20~50cm;残坡积层决定于残积层厚度,样深均应达到基岩顶部。

– 取样原始重量要求为20~30kg,以保证获得20g灰砂为准。

• 刻槽法

主要用于阶地重砂取样,在阶地剖面上进行,首先要除去表面的松散物质,然后从顶部到基岩垂直其厚度,以50cm长的样槽按层分段连续取样,样槽规格以保证取得一定数量的原始样品重量为准。

• 浅井法

– 当冲积层、坡积层、残积层及阶地等松散沉积物厚度较大时采取的取样方法,目的是勘查现代砂矿或古砂矿。在浅井施工过程中,用刻槽、剥层或全巷法采集样品。其中剥层法应用较多,它是沿砂矿可采部位将整个剖面取样,开采时沿掌子面取样。剥层规格为:深度5、10、15、20cm不等,宽度一般为0.5~1.0m。

• 砂钻法

– 在松散沉积物很厚时采用,主要用于砂矿勘探。将钻孔中所取得的砂柱作为样品,样品长度0.2~1.0m不等,应视具体矿产种类而定。如砂金矿以0.2~0.5m为好,砂锡矿以0.5~lm为好。砂钻法取样主要运用大口径冲击钻。

– c成果图:

• 圈式法

– 以取样点为圆心,以5mm(1:5万重砂图)或3mm(1:20万重砂图)为直径画圆圈,再将之以直径分成若干“弧底等腰三角形”,每个三角形用不同彩色或花纹符号表示不同矿物,并以涂色或花纹符号所占面积来表示各矿物的含量。

• 符号法

– 将有用矿物的主要元素符号标注在取样点旁侧即可。

» 简单方便,作图快。

» 不能表示有用矿物含量,同时当矿种较多时,符号排列拥挤,图面不清晰。

– 这种表示方法只适用于以单一或少量矿种为寻找对象的野外定性分析草图。

• 带式法

– 将同一种矿物的相邻取样点连接成条带,并以条带的颜色或花纹、宽窄、长轴方向分别表示矿物种类、含量和搬运方向。

– 此法能明确表示出有用矿物的富集地段,并直观地指示找矿方向。

– 如果矿物种类较多,图面就不清晰。此图适用于砂矿普查与详细重砂测量

• 等值线法

– 以有用矿物含量做分散晕等值线,即将相同含量的相邻点连接成曲线即可。

3、地球化学测量法

(1)含义:(又称地球化学探矿法,简称化探)

– 理论基础:

• 地球化学和矿床学

– 研究对象:

• 地球化学分散晕(流)

– 研究手段:

• 通过调查有关元素在地壳中的分布、分散及集中的规律达到发现矿床或矿体

(2)原理

– ①成矿元素的原生晕和次生晕的规模比矿体大得多,因而可以给找矿提供较大的目标。

– ②成矿元素分散的介质种类很多以及迁移的距离可以很大,因此通过地球化学晕的研究能发现难识别、新类型的矿床和埋藏很深的矿体

(3)应用:

– 地球化学测量法可找寻的矿产涉及金属、非金属、油气等众多的矿种及不同的矿床类型,方法的应用途径也从单一的地面发展到空中、地下、水中等,具体各种化探方法的种类及应用见表。

(4)种类:

– 地球化学方法本身也从单一的土壤测量(次生晕)发展为分散流、岩石地球化学测量(原生晕) 、水化学、气体测量

(5)主要化探方法的应用及地质效果

地球化学汞气异常联剖图该图反映了汞气与断裂对应关系。

图表明了贵州安龙地区的地球化学异常分布规律和强度,烂泥沟和戈塘地区分别发现了烂泥沟金矿和戈塘金矿,说明异常和矿床分布吻合的较好。

贵州烂泥沟金矿位于贵州省黔西南州贞丰县沙坪乡烂泥沟,最早发现于1986年。历经20多年的勘查,目前查明资源/储量大于126·25 t,达到超大型规模,且矿体仍未圈闭,是滇黔桂“金三角”目前已探明的最大的卡林型金矿床

卡林型金矿是一种主要产于碳酸盐岩建造中的微细浸染型金矿床。该类型金矿床具有品位低、规模大、矿体与围岩界限不明显,金主要呈显微-次显微形式分散产出普遍发育中低温热液矿物组合以及Au、As、Hg、Sb、Tl等微量元素组合。

矿化受高角度断层控制的强烈蚀变带和其上部的层状矿化组成

图表示了甘肃礼县金山沟系土壤Au异常图,显然由三个浓度带表示的地球化学异常有着明显的套合特点,高异常的分布区很可能是矿化体存在的重要证据

4、地球物理测量法

(1)含义:(又称地球物理探矿方法,简称物探)

– 是通过研究地球物理场或某些物理现象,(如地磁场、地电场、重力场等)以推测、确定欲调查的地质体的物性特征及其与周围地质体之间的物性差异(即物探异常),进而推断调查对象的地质属性,结合地质资料分析,实现发现矿床(体)的目的的一种找矿方法

(2)原理:

– 物探方法与地质学方法有着本质上的不同,它不是直接研究岩石或矿石,而是通过不同的物理场的研究分析、推测地下的地质特征,其理论基础是物理学,系把物理学上的理论应用于地质找矿。因此,物探具有以下的特点和工作前提

(3)物探的特点

– a.必须实行两个转化才能完成找矿任务:

• ①先将地质问题转化成地球物理探矿的问题,才能使用物探方法去观测

• ②在观测取得数据之后(所得异常),只能推断具有某种或某几种物理性质的地质体,然后通过综合研究,并根据地质体与物理现象间存在的特定关系,把物探的结果转化为地质的语言和图示,从而去推断矿产的埋藏情况以及与成矿有关的地质问题,最后通过探矿工作的验证,肯定其地质效果

– b.物探异常具有多解性:

• 产生物探异常现象的原因,往往是多种多样的。这是由于不同的地质体可以有相同的物理场,故造成物探异常推断的多解性。如磁铁矿、磁黄铁矿、超基性岩,都可引起磁异常。所以工作中采用单一的物探方法,往往不易得到较肯定的地质结论。一般情况应合理地综合运用几种物探方法,并与地质研究紧密结合,才能得到较为肯定的结论

– c要求严格的应用条件和使用范围:

• 每种物探方法都有要求严格的应用条件和使用范围。因为矿床地质、地球物理特征及自然地理条件因地而异,影响物探方法的有效性

(4)物探工作的前提

– ①物性差异:

• 被调查研究的地质体与周围地质体之间,要有某种物理性质上的差异

– ②具有一定的规模和合适的深度:

• 被调查的地质体要具有一定的规模和合适的深度,用现有的技术方法能发现它所引起的异常。若规模很小、埋藏又深的矿体,则不能发现其异常。有时虽地质体埋藏较深,但规模很大,也可能发现异常

– ③能区分异常:

• 即从各种干扰因素的异常中,区分所调查的地质体的异常。如铬铁矿和纯橄榄岩都可引起重力异常,蛇纹石化等岩性变化也可引起异常,能否从干扰异常中找出矿异常,是方法应用的重要条件之一

(5)主要物探方法的应用及地质效果***

图是胶东地区焦家断裂带中段航空磁测ΔT的120方向的水平导数图,此图反映了焦家断裂带鲜明的航磁异常特征——即北东向的异常带。

物探方法不仅可以提供找矿信息,而且还可以用于划分岩性特征,图3-4-6表明根据高精度磁测可将玲珑花岗岩划分为两大类即中粗粒花岗岩及片麻状花岗岩。

某铁矿磁异常图-在宽缓磁异常的边缘或背景上,有次级异常呈串珠状“规则”地排列时,很可能反映了侵入体接触带上的矽卡岩型铁矿床的分布。

5、遥感地质测量法

(1)遥感地质测量的概念和原理

– a.含义:

• 遥感地质测量法是指通过遥感的途径对工作区的控矿因素、找矿标志及矿床的成矿规律进行研究,从中提取矿化信息而实现找矿的目的的一种技术手段

– b.原理:

• 遥感地质测量是一种高度综合性的找矿方法,必须与地质学原理和野外地质工作紧密结合,才能获得丰富可靠的资料和正确的结论

• 遥感地质测量的技术路线是以成矿理论为指导,以遥感物理为基础,通过遥感图像处理、解译以及遥感信息地面成矿模式的研究,同时配合野外地质调查及验证和室内样品分析,以保证遥感地质测量的有效性

(2)遥感地质测量的特点

– a.优点:

• 遥感地质测量具有视域开阔,经济快速、易于正确认识地质体全貌、对地下及深部成矿地质特征具一定的“透视”能力的特点,并能多层次(地表、地下)多方面(地质、矿产)获取成矿信息

– b间接性:

• 遥感方法并不是一种直接的找矿方法,其获取的信息多是间接的矿化信息,在矿产勘查工作中,必须与其它找矿方法相配合,才能最终发现欲找寻的矿产

– c.优势和发展前景:

遥感地质测量法是现代高新技术在矿产勘查领域内应用的直接体现:从地质体物理信息的获取、数据处理和判译,直到最后形成各种专门性的成果性图件,整个过程涉及到了现代光学、电学、航天技术、计算机技术和地学领域内的最新科技成果

(3)遥感地质测量的应用

– a.进行地质填图:

• 遥感地质填图可以通过两个途径来实现:

– 利用高精度摄影机或电视传真机直接摄制遥感图像

– 利用扫描器或传感器获取信息,并经专门的技术处理成图

– 通过遥感填图可以较准确地了解各类地质体的宏观特征,校正地面勾绘时因野外观察路线之间人眼可视范围的局限性而造成地质界线推断的错误,并为常规地质填图提供重要的成矿地质信息;

– 应用雷达波束在常规地质填图难以实现的冰雪覆盖的高山区和沙漠地区填绘基岩地质图

– 利用红外技术填制不同种类的岩石分布的专门性图

– 是随着遥感配套技术的不断改进和提高,从不同的高度(航天、航空)、不同的方面(地质、物探、化探)进行多层次、全信息的立体地质填图

– b. 研究区域控矿构造格架,总结成矿规律:

• 遥感解译使用的卫星象片覆盖的范围大、概括性强,为人们宏观地研究区域控矿构造格架、总结成矿规律提供了有利的条件。

遥感图像对于环形、线性构造及隐伏构造的判译尤为简捷准确、环形构造在遥感影像上常表现为圆形、椭圆形色环、色象等,结合地质特征分析可反映不同类型的成矿信息

• 通过研究区环形、线性构造的充分判译,可以较好掌握本地区内的控矿构造格架和矿床分布规律。

赣南西华山—杨眉寺地区,通过遥感图像解译发现区内的构造型式主要为一系列的线性及环型构造,并有规律地控制了区内与成矿有关的岩体及矿床的分布

– c.编制成矿预测图、确定找矿远景区:

• 这是遥感技术应用于找矿的直接例证。应用遥感技术进行成矿预测的关键是建立遥感信息地质成矿模型,即根据遥感影像特征和成矿规律研究程度较高的地区的成矿地质特征的研究,分析主要控矿因素和各种矿化标志,建立矿化信息数据库和遥感地质成矿模式,然后推广至工作程度较差的地区,通过类比,编制成矿预测图,圈定找矿靶区,指导矿产勘查工作。

例如美国科罗拉多州中部贵金属和贱金属试验区,应用卫星影像分析了线性构造和环形构造后,确定了十个找矿远景区、并按成矿条件的优劣分为三级,经地面资料证实,有5个与已知矿区相符(图)

美国科罗拉多州中部贵金属和贱金属试验区,应用卫星影像分析了线性构造(实线)和环形构造(虚线)后,确定了十个找矿远景区、并按成矿条件的优劣分为三级。

6、探矿工程法

(1)探矿工程的概念和特点

– a.概念:

• 金属、非金属矿床勘查中大量采用的勘查技术手段仍然是钻探和坑探工程,一般称之为探矿工程

– b.特点:(主要的勘查技术手段)

• 直接性:最大的优点在于可以直接验证或观察矿体,是一种直接探矿方法,是其它各种方法所不能代替的

• 再用性:坑道工程不但在矿床勘探时应用,在矿床开采阶段也可应用(设计时要考虑到),从而大大降低工程费用

• 钻探工程:勘探深度大,施工速度快,消耗费用相对坑探要低得多,同时施工灵活,地面、地下坑道中均可布置施工坑内钻(最常规的技术手段)

• 缺欠:机械设备笨重,复杂地形条件下施工困难,成本较高,施工速度较慢等

(2)坑探工程

– a地表坑探工程:

• 剥土(BT):

– 剥土工程无一定的形状,一般在浮土层不超过0.5~1m时应用,主要用于追索固体矿产矿体边界及其他地质界线、确定矿体厚度、采集样品等

• 探槽(TC):

– 探槽是揭露、追索和圈定残坡积覆盖层下地表矿体及其他地质界线的主要技术手段,是从地表向下挖掘的一种槽形坑道,其横断面通常为倒梯形,槽的深度一般不超过3~5m (图)

• 断面规格:视浮土性质及探槽深度而定,挖掘深度应尽可能揭露出基岩。一般要求垂直矿体走向布置

– 主干探槽(长槽)

– 辅助探槽(短槽)

探槽布置原则:

– 应垂直矿体走向(总体走向)方向布置

– 尽量布置在勘探线上

只有这样才能了解矿体最大方向的变化。

• 浅井(QJ):

– 浅井是从地面向下掘进的垂直坑道,深度一般不超过20m,断面多为矩形、规格较小。主要用于浮土厚度在5~3m之间的近地表矿体(风化)揭露、追索,物化探异常的检查验证工作,也是埋藏较浅、产状平缓的风化矿床、砂矿床的主要勘探技术手段

浅井布置形式图

(a)缓倾斜浅井布置;(b)陡倾斜井带石门;(c)陡倾斜带岔浅井;1-残积岩;2-围岩;3-矿体

– b.地下坑探工程:

• 坑道工程不但在矿床勘探时应用,在矿床开采阶段也可应用(设计时要考虑到),从而大大降低工程费用

• 平硐(PD):

– 从地表向矿体内部掘进的水平坑道(图3-10a)。断面形状为梯形或拱形。

主要用于揭露、追索矿体,也是人员出入、运输、通风、排水的通道。在地

形条件有利时应优先使用平窿坑道

a-平窿;b-石门;c-沿脉;d-穿脉;e-竖井;f-斜井;上山(或下山)

• 石门(SM):

– 在地表无直接出口与含矿岩系走向垂直(图3-10b)的水平坑道。石门常用来联接竖井和沿脉,揭露含矿岩系和平行矿体等

• 沿脉(YM):

– 在矿体中沿走向掘进的地下水平坑道(图3-10c),用以了解矿体沿走向的变化,在矿体之外的沿脉坑道,可供行人、运输、通风、排水之用

• 穿脉(CM):

– 垂直矿体走向并穿过矿体的地下水平坑道。

– 穿脉用以揭露矿体厚度、圈定矿体,了解矿石组分及品位,查明矿体与围岩的接触关系等

• 竖井(SJ):

– 直通地表且深度和断面都较大的垂直向下掘进的坑道

– 竖井是人员出入、运输、通风、排水的主要坑道、竖井在矿床勘探和采矿时均可应用,采矿竖井有主井、副井及通风井之分

四平山门银矿主竖井

• 斜井(XJ):

– 是在地表有直接出口的倾斜坑道,适用于勘探产状稳定且倾角小于45°的矿体。

– 斜井与竖井相比,可减少石门长度;但斜井长度比竖井深度大

• 天井(AJ) :

– 地表有直接出口的垂直或倾斜的坑道。断面一般为长方形,面积为1.5×2.5m2。垂直暗井又称天井,倾斜暗井又称上山或下山。暗井的作用为,在地下坑道中向上或向下勘探矿体,追索圈定被错断的矿体、贯通相邻中断水平坑道

红旗岭镍矿主斜井

用沿脉、穿脉、平硐勘查矿体(平面图)

用平硐和穿脉圈定矿体(剖面图)

起探矿作用的坑道工程及其使用情况见上图

(a)~(h)—剖面图;(i)、(j)—平面图

(a)—急倾斜薄矿脉,沿脉探矿;(b)—缓倾斜薄矿层,沿脉探矿;(c)—急倾斜中厚矿体,沿脉带穿脉;(d)—缓倾斜中厚矿体,沿脉带小天井;(e)—急倾斜薄矿脉,天井探矿;(f)—缓及中等倾斜,薄及中厚矿体,斜天井探矿;(g)—缓倾斜薄矿脉,上山探矿;(h)—不规则矿体,盲中段辐穿探矿;(i)—厚大矿体,脉外沿脉(石巷)带穿脉;(j)—厚大矿体,脉内沿脉带穿脉

(3)钻探工程

– a. 浅钻:

• 含义:

– 钻进深度多在100m之内,垂直钻进的浅型钻,用以勘查埋深较浅的矿体

• 用途:

– 浅钻在矿点检查及异常的验证时经常使用,多用于取样、物化探异常检查验证、矿体及重要地质界线的揭露和追索等方面,这是一种适用于覆盖层较厚的地区,用以采取疏松土样或岩矿样品的手摇钻、汽车钻或其它动力钻机。

• 特点:

– 浅钻具有设备简单、机动灵活、效率高等特点。地下涌水量较大的情况下,可代替槽探、井探等工程

– b.岩心钻:(最常规的技术手段)

• 含义:

– 是机械回转钻,备有一整套的机械设备如钻塔、钻机、水泵、柴油机或电动机、钻杆及套管等,钻进深度300~1000m

• 用途:

– 用以勘查深度较大的矿体,可垂直钻进,也可倾斜钻进,在矿产勘查的不同阶段均可使用,但较多的是在详查及勘探阶段使用。在普查阶段也可布置少量的普查验证钻孔

• 特点:

– 勘探深度大,施工速度快,消耗费用相对坑探要低得多,同时施工灵活,地面、地下坑道中均可布置施工坑内钻

三、影响勘查技术方法选择的因素

勘查技术方法的合理选用和正确组合是矿产勘查方案的重要组成部分,是实现勘查任务的重要步骤。影响勘查技术方法选择的因素有:

– 勘查工作阶段

– 工作区地质条件及矿床地质特征

– 工作区自然地理条件

(1)勘查工作阶段

• 勘查阶段不同,工作区范围、工作精度要求、勘查程度及工作任务均有较大的差别,对勘查技术选择也不同。

• 勘查阶段具有先后顺序,前一阶段勘查成果是后一阶段工作的基础,采用什么勘查技术方法及其合理配置组合,应充分考虑勘查对象的勘查程度,一定要勘查程序进行,不可超越阶段。避免造成勘查中的重大失误或者造成勘查资金的大量积压。

(1)矿产普查阶段:

– 主要目的任务:工作范围较大,以查明成矿有利区段,圈定成矿预测区,优选找矿靶区为主要内容,同时对已发现的矿点进行检查评价,以确定其能否转入详查

– 勘查技术方法:中比例尺(1:200000~1:50000)的地质测量,少数情况选用大比例尺地质测量( 1:25000~1:10000 ),对矿点进行检查;遥感测量方法;航空物探测量及有针对性的地面物探;水系沉积物测量;重砂测量;普查性钻孔及少量槽探、浅井工程

– 主要目的任务:工作范围较大,以查明成矿有利区段,圈定成矿预测区,优选找矿靶区为主要内容,同时对已发现的矿点进行检查评价,以确定其能否转入详查

– 勘查技术方法:

• 中比例尺(1:200000~1:50000)的地质测量,少数情况选用大比例尺地质测量( 1:25000~1:10000 ),对矿点进行检查;

• 遥感测量方法;

• 航空物探测量及有针对性的地面物探;

• 水系沉积物测量;

• 重砂测量;

• 普查性钻孔及少量槽探、浅井工程

(2)矿产详查阶段:

– 主要目的任务:对成矿有利地段及找矿靶区的成矿地质条件及控矿因素进行详细研究,对矿床进行地表及浅部的研究,揭露、追索、圈定矿体,查清矿床总体规模、产状,对矿床矿石的技术加工性能及开采技术条件提供必要的资料,并做出初步工业评价,经过详查,做出是否能转入勘探的结论

– 勘查技术方法:

• 大比例尺(1:25000~1:2000)地质测量;

• 地面高精度物探,如高精度磁测、电法、井中物探等;

• 岩石地球化学测量、土壤地球化学测量、地电地球化学测量、气体地球化学测量等;

• 残坡积重砂测量;

• 钻探工程;槽井探及少量深部坑探工程等

(3)矿产勘探阶段:

– 主要目的任务:要求对矿床进行全面系统深入地勘查研究,查清矿床的控制因素,查明矿床深部的形态、规模、产状及其变化规律,查清矿石质量变化,查清矿石的开采技术条件及加工技术性能,计算矿床储量,最终要进行矿床的详细工业评价,对矿床勘查程度高

– 勘查技术方法:

• 大比例尺(1:10000~ 1:1000)地质测量;

• 高精度地面物探;

• 岩石地球化学测量;

• 钻探及坑探工程

2、地质条件和矿产特征

(1)地质条件

– 成矿及控矿地质条件和因素的勘查,既是间接找矿的前提,又是直接找矿不可缺少的主要依据

– ①矿产的形成及分布与基性超基性侵入岩有关:

• 查明内容:查明隐伏的基性超基性体的空间分布,包括岩体的规模、形态、产状、接触面形状、岩体的相变特征等,对指出找矿方向或矿体的空间分布,具有实际意

• 勘查方法:

–磁法及重力测量来确定隐伏岩体的特征,

– 地球化学测量获得的元素异常,圈定矿体可能部位

– 使用钻探工程进行验证

– ②矿产的形成及分布与断裂构造有关:

• 查明内容:

– 查明隐伏断裂构造就是找矿的基本前提

• 勘查方法:

– 可通过遥感测量资料的解释,初步判定隐伏线性构造的展布

– 再结合航磁及重力测量资料,基本上可划定断裂构造,即比较准确地查明构造地球物理场的特征

– 再根据化探资料(原生晕、次生晕、分散流),查明地球化学场及其与构造地球物理场的关系

– 具体赋存矿体部位的勘查,可进行大比例尺地测及构造化探,最终运用钻探工程进行验证

(2)矿产特征

– 对于不同的矿种和不同的矿床类型,由于其成矿地质条件(即地质场)、地球物理场、地球化学场不尽相同。因此选择的勘查方法也有所区别

– ①.不同矿种:

• 多金属硫化物矿床:由于导电性能较好,氧化带发育、元素的迁移扩散能力强,因此运用电法测量及地球化学的各种方法具有较好的找矿效果

• 铁矿床:由于具有一定的磁性,故选择磁法进行勘查,会取得满意成果

– ②不同成因类型的同种矿床:

• 铁矿床:

– 对沉积变质铁矿床、钒钛磁铁矿床、矽卡岩型铁矿主要采用地质测量法、磁法及重力测量方法;

– 对沉积型铁矿,则主要运用地质测量法,进行详细地层剖面测制及岩相古地理研究

• 寻找金矿:

– 对于内生金矿,由于其伴生矿物以金属硫化物为主,加之成矿条件受构造岩浆作用及变质作用影响,因此应以地质测量法、地球化学测量法、地球物理测量的电法等为主;

– 对外生沉积砂金矿,则应以地质测量法及重砂测量法为主

3、自然地理条件

• 自然地理条件系指工作区的地形地貌、气候、水系发育程度、基岩的剥蚀发育程度、第四系覆盖层的发育程度等。这些因素在某些时候往往是影响勘查方法选择的主要条件

(1)高山区:

– 地理特征:地形复杂,山势较高,切割强烈,基岩出露较广,水系发育,交通困难

– 勘查方法:该区适合的勘查方法,主要为航空物探、航空化探、遥感地质测量、水系沉积物测量、重砂测量、地质测量法等

(2)高寒山区:

– 地理特征:山势起伏较大,地形复杂,大部分属常年冰冻,气候寒冷

– 勘查方法:可选用航空物探、遥感地质测量、地质测量,配合水系沉积物测量、重砂测量及地面物探法

(3)林区:

– 地理特征:森林覆盖,通视条件差,基岩露头极少,覆盖层较厚,水系较发育,沼泽泥塘较多,交通甚是困难

– 勘查方法:可选用遥感地质测量、航空物探(航磁、放射性)、航空化探、水系沉积物测量、生物地球化学测量、重砂测量、地质测量,必要时用探矿工程进行揭露

(4)平原区:

– 地理特征:第四系覆盖层面积大且较厚,基岩露头很少见到,地势平坦,交通方便

– 勘查方法:可选用遥感地质测量查找隐伏地质构造,物探方法、水化学及气体地球化学测量、普查性钻孔。地质测量法效果不好

(5)潮湿区:

– 地理特征:潮湿多雨,水系发育,风化作用强烈,有一定覆盖层

– 勘查方法:可选用地质测量法、水系沉积物测量、水化学及土壤地球化学测量、磁法、重力等物探方法。电法不宜采用

(6)干旱区:

– 地理特征:干燥少雨,温差大,风沙大,地形起伏不甚强烈,干谷发育,经常断流;沙漠覆盖面广

– 勘查方法:配合遥感资料解释进行地质填图、航空及地面物探、气体地球化学测量等,根据需要进行探矿工程揭露

(7)亚热带农作物区:

– 地理特征:潮湿多雨,水系发育,覆盖层较厚,气候温暖

– 勘查方法:配合遥感资料解释进行地质填图,物探、水系沉积物测量、水化学测量、土壤地球化学测量

四、勘查技术方法的综合运用

各种勘查方法,实质上都是从某个方面来研究控矿地质条件或找矿标志的。因此在矿产勘查中,要想尽快地找到预期的矿床,并且不漏掉有工业价值的矿体,就必须合理地综合应用勘查方法。

• 综合应用找矿方法应以地质为基础。这是因为选择勘查方法,必须依据要完成的地质任务和具体的地质条件,而且各种找矿方法所取得的成果必须结合地质条件和地质理论进行解释和评价。综合应用勘查方法,并不意味着选用的方法越多越好,必须因地制宜,合理地选用最有效的勘查方法。

• 所选用的各种找矿方法既要有合理的分工,充分地发挥各自作用,又要紧密地配合,相互补充,验证和对比。此外,综合应用找矿方法还要制定正确的工作步骤和程序。

• 例如:遥感地质方法、航空物探方法,水系沉积物测量和重砂测量等,不仅具有效率高、受地形和通行条件限制较少,并且能够较快地圈出成矿远景区等优点。一般来说,这些方法都是在矿产勘查初期,先于其他方法在全区内开展工作。

各种地面物化探方法、工程揭露法等,虽然具有较高的精度,但是工作效率相对较低,所受限制条件也较多,故这些方法多用于已知的成矿远景区,以便直接发现矿床和圈定矿体。

• 因此,在具体工作中,“以遥感遥测作为先导,地质填图为基础,地质地化综合剖面横切异常;物探确定矿体的地下延伸情况,地表探槽、近地表平硐,再进行钻探”。

OK,今天的内容就这些,咱们下次再聊。

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