12第三章-矿产勘查技术方法6

矿产勘查学（二）,焦建刚长安大学,第三章矿产勘查技术方法找矿方法,1.地质测量（填图）：2.重砂测量：3.地球化学测量法4.地球物理测量法5.遥感地质测量法6.探矿工程法,矿产勘查技术方法是获取各种直接或间接矿化信息和参数的手段，是进行勘查决策的基础资料，是矿产勘查活动中最活跃的因素。,第一节找矿方法1.地质测量（填图）,地质填图法地质填图法是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。它的工作过程是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。,小比例尺（1：100万-1：50万）中比例尺（1：20万-1：5万）大比例尺（1：1万或更大）,因为本法所反映的地质矿产内容全面而系统，所以是最基本的找矿方法。无论在什么地质环境下，寻找什么矿产，都要进行地质填图。因此，是一项综合性的、很重要的地质勘查工作。地质填图搞得好坏直接关系到找矿工作的效果。有些矿区由于地质填图工作的质量不高，对某些地质特征未调查清楚，因此使找矿工作失误，国内外都有实例应引以为戒。同时，也有很多实例，通过地质填图而取得可观的找矿效果。随着高新技术和计算机技术在矿产勘查工作中的普及应用，地质填图正由过去单一的人工野外现场填制向采用遥感技术、野外地质信息数字化、计算机直接成图方面发展，由单一的二维制图向三维、立体制图方向发展。,2.重砂测量：,重砂找矿方法是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象，以实现追索寻找砂矿和原生矿为主要目的的一种地质找矿方法。重砂法的找矿过程是沿水系、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（当砂矿物比重大于3时则称为重砂矿物），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。,重砂法是一种具有悠久历史的找矿方法，我国人民远在公元前两千年就用以寻找砂金。由于重砂法应用简便、经济而有效，因此现今仍是一种重要的找矿方法。重砂法主要适用于物理化学性质相对稳定的金属、非金属等固体矿产的寻找工作，具体如自然金、自然铂、黑钨矿、白钨矿、锡石、辰砂、钛铁矿、金红石、铬铁矿、钽铁矿、铌铁矿、绿柱石、锆石、独居石、磷钇矿等金属、贵金属和稀有、稀土金属矿产和金刚石、刚玉、黄玉、磷灰石等非金矿产。我国一些重要的固体矿产地的发现，如夹皮沟金矿、赣南的钨矿、山东的金刚石、湖北、广东、广西的汞矿、云南、四川的锆石等都是用重砂法首先发现的。,近些年来，不仅应用自然重砂，而且越来越多地应用人工重砂来研究矿床成因及矿床勘查过程中出现的某些专门问题，如直接从矿化露头上采取人工重砂，利用矿物标型及矿物组合特征等，作为推断深部矿化情况的依据。重砂测量已发展成一个专门的矿物学分支找矿矿物学，它在矿产勘查评价方面，有着广阔的发展前景与强大的生命力。,重砂采样方法：1.水系法；2.水域法；3.测网法（浅坑、刻槽、浅井、砂钻）重砂成图方法：圈、符号、带、等值线重砂异常区评价方法：有用矿物、重砂矿物标志、共生组合、距离、空间分布,分散晕的形成及分布（）,3.地球化学测量法,地球化学找矿法(又称地球化学探矿法，简称化探)是以地球化学和矿床学为理论基础，以地球化学分散晕(流)为主要研究对象，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的目的的一种找矿方法。由于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。并且由于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。例如水化学法找矿深度可达几百米，所以地球化学找矿法对寻找隐伏矿床或盲矿体非常有效。,地球化学找矿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，地球化学方法本身也从单一的土壤测量发展为分散流、岩石地球化学测量、水化学、气体测量等，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综见表。各种化探方法的具体应用和方法的有效性，取决于是否有相应的采样对象和形成相当的成矿元素分散晕的地球化学前提，如岩石测量法要求有足够的能够采样的岩石露头和形成原生晕的地质条件。因此，在找矿工作中对各种化探方法的选择必须结合研究区的具体地质条件进行。,若趋势值Z0.4的认为是异常，请用斜线圈出异常,4.地球物理测量法,地球物理找矿方法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。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：,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。,物探方法的适用面非常广泛，几乎可应用于所有的金属、非金属、煤、油气地下水等矿产资源的勘查工作中。与其他找矿方法相比，物探方法的一大特长是能有效、经济地寻找隐伏矿体和盲矿体、追索矿体的地下延伸、圈定矿体的空间位置等。在大多数情况下，物探方法并不能直接进行找矿，仅能提供间接的成矿信息供勘查人员分析、参考，但在某些特殊的情况下，如在地质研究程度较高的地区用磁法寻找磁铁矿床，用放射性测量找寻放射性矿床时，可以作为直接的找矿手段进行此类矿产的勘查工作、甚至进行储量估算工作。,在当前找矿对象主要为地下隐伏矿床及盲矿体的局面下，物探方法的应用日益受到人们的重视，促使了物探方法本身的迅速发展，据地质体的物性特征发展了众多的具体的物探方法，物探的实施途径也从单一的地面物探发展到航空物探，地下(井中)物探，水中物探等，探测深度也从n10m发展到目前n1000m(如大地电磁法)。常用物探方法浅层地震法（查明地质结构）;高精度磁法（探查岩体与矿体）;瞬变电磁法（TEM）（探查岩体与矿体）,具体各类物探方法见P59表3-5,重力异常,显示了南北岩带的联系,个旧大箐东71线TEM异常，在水平位置及垂直位置上，均与已知矿对应。同时，在已知矿右侧还发现新的矿体，目前尚未验证。,已知矿体三条,推测矿体,铁网干扰异常,矿异常,吉林红旗岭镍矿7号含矿岩体在南部厚层低阻复盖区是否可能再现。这是39线异常及推测含矿岩体位置。顶深350米。,设计钻孔,推测含矿岩体再现部位,5.遥感地质测量法,遥感找矿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。遥感找矿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。遥感找矿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，以保证遥感找矿的有效性,遥感找矿具有视域开阔，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。遥感找矿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。因此，与传统的找矿方法相比，遥感找矿法具有明显的优势和发展前景。但需要强调指出的是，迄今为止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。遥感方法在矿产勘查工作中的具体应用主要有以下3方面：,1）进行地质填图遥感地质填图可以通过两个途径来实现:一是利用高精度摄影机或电视传真机直接摄制遥感图像，或是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；此外，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件；尤其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。,2）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。如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(图),3）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）。,遥感中的环型构造,西藏驱龙地区蚀变分布图红：高岭石绿：绢云母化黄:绿泥石化白星：驱龙矿,6.探矿工程法,找矿的工程技术方法主要指地表坑道工程及浅进尺的钻探工程等一类的探矿工程。地表坑道工程包括剥土、探槽及浅井等。在找矿工作中，工程技术手段主要用来验证有关的地质认识，揭露、追索矿体或与成矿有关的地质体，调查矿体的产出特征以及进行必要的矿产取样等。在矿产普查阶段，配合其他找矿方法，通过有限的探矿工程的揭露，可以快速、准确地解决一些关键的找矿问题，如矿体的规模、质量等。因此，在必要的情况下还尚需使用极少量的地下坑道工程和较深进尺的钻探工程。,地表坑道工程1)剥土(BT)是用来剥离、清除矿体及其围岩上浮土层的一种工程。剥土工程无一定的形状，一般在浮土层不超过051m时应用，其剥离面积大小及深度应据具体情况而定。剥土工程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。2)探槽(TC)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35m。探槽的断面规格视浮土性质及探槽深度而定。探槽一般要求垂直矿体走向布置，挖掘深度应尽可能揭露出基岩。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（图）。,（3）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2030m，断面多为矩形、规格较小。浅井主要用于浮土厚度在53m之间的近地表矿体揭露、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。,（4）浅钻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。浅钻具有设备简单、机动灵活、效率高等特点。在地下涌水量较大的情况下，浅钻可代替槽探、井探等工程。浅钻的取样深度一般在100m之内，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。,（5）岩心钻由钻塔、钻机、水泵、柴油机或电动机、钻杆及套管等。钻进300-1000m；可垂直钻进也可倾斜钻进，在勘查不同阶段都可使用，较多在详查及勘探阶段使用。,探矿工程总结,(1)水平坑道平硐具有直接地面出口的大型水平坑道。石门无直接地面出口，垂直于矿体走向，主要是在围岩内向矿体方向掘进的水平坑道。穿脉无地面出口，垂直于矿体走向，主要在矿体内掘进的水平坑道。沿脉无地面出口，在矿体内沿矿体走向掘进的水平坑道。石巷无地面出口，平行矿体走向在矿体下盘围岩内掘进的水平坑道。,(2)垂直坑道竖井具有直接地面出口的大型铅直坑道。暗井无直接地面出口，由上向下开凿的铅直坑道。天井无直接地面出口，由下向上开凿的铅直坑道。,(3)倾斜坑道上山无直接地面出口，由下向上开凿的倾斜坑道。下山无直接地面出口，由上向下开凿的倾斜坑道。,图31平碉系统勘探矿床(剖面图)PD平硐；AJ暗井；SM石门,图32竖井系统勘探矿床(剖面）SJ竖井；SM石门；TJ天井；AJ暗井，ZK钻孔,第二节影响勘查技术方法选择的因素,从上述各种找矿方法的简单介绍中可以看出，各种找矿方法各有其自己的具体研究对象及应用前提，各有所长及不足，多数方法只能从某一方面去研究地质体的特征，从某一方面反映找矿信息。只有合理地选择、综合运用不同的找矿方法，使其相互补充、验证，才能全面客观地认识各种地质现象、更有效地找寻和评价矿床。找矿方法的综合应用，应是在地质研究的基础上，根据具体的地质条件和自然景观，并结合各种方法的应用前提，正确地配合使用各种方法，从不同的侧面提取各种成矿信息，提高地质研究程度，以达到经济有效地发现矿床的目的。需强调指出的是，找矿方法的综合应用并不是在同一地区使用的找矿方法越多越好，而是应因地制宜地正确选择合适的找矿方法进行组合。一般来说，找矿方法的选择搭配应从以下三方面进行考虑：,1勘查工作阶段及任务不同的勘查工作阶段在研究区范围大小、具体的工作任务、比例尺选择和精度要求等方面均有所不同，这些不同直接影响到有关方法的选择。例如:区域地质调查阶段是以范围较大的地域为研究区，以成矿带或矿田的确定为目标，工作范围大、地质测量的比例尺较小、工作精度要求低，因此适于采用效率高、费用低的遥感技术、航空物化探、分散流等找矿方法；矿床普查阶段是以确定矿点是否具有工业意义、能否转入详查为主要任务，工作范围较小、工作的比例尺大、工作精度要求较高，宜于采用大比例尺的地质测量、有针对性的中大比例尺的地面物化探工作，少量的地表坑道或浅钻揭露等。,2研究区地质条件和矿产特征地质条件主要指控矿地质因素，矿产特征指矿产种类、矿床类型、规模、矿体形态、矿石