第三章矿产勘查技术介绍.ppt

1、第三章 矿产勘查技术方法,矿产勘查技术方法是在矿产勘查活动中，能够直接获取工作区有关矿产的形成与赋存的直接或间接的信息及各种参数的技术方法。,它们在矿产勘查活动中具有及其 重要的意义： 1、可以直接获得各种直接或间接的矿化信息及参数； 2、矿产勘查技术方法是矿产勘查活动中最积极、活跃的因素之一； 3、矿产勘查技术方法获取的信息和参数，是进行勘查决策的基础资料。,第一节 矿产勘查技术方法的种类 与作用,根据矿产勘查技术方法的原理可以分为：地质测量法、重砂测量法、地球化学方法、遥感遥测法、探矿工程法等,一、地质测量法,地质测量：是根据地质观察研究，将区域或矿区的各种地质现象客观的反映到相应的平面图

2、或剖面图上。 地质图：在平面上的地质观测和解释的图形展示。 地质剖面图：垂向上的地质观察和信息解释。,（一）我国地质填图的进展简介,1952年地质部成立二十世纪末期 累计完成1：100万区域地质调查面积约950万km2；1：20万比例尺区域地质调查691万km2；1：5万区域地质填图164万km2。 2004年又启动了大比例尺区域矿产远景调查 完成雅鲁藏布江、三江地区、大兴安岭中南段等15个重要成矿区带的成矿有利地带，调查面积约8万 km2。 2010年将实现中比例尺地质图的全面覆盖 在主要经济发展带、重要成矿带及科学问题突出地质单元完成大比例尺地质图36万km2。,（一）我国地质填图的进展简

3、介,国际基本地形图系统数字化的新形势，从九五计划开始，我国中比例尺图幅统一由1：20万改为1：25万。 目前我国地质填图已经实现野外数据采集、存储、数据处理、成图的全流程数字化全球定位系统。 中国地质调查局除承担大比例尺区域地质填图外，还承担1：5万矿产远景调查。,（二）地质填图时必须做好下列几项工作：,1、做好地质填图的各项准备工作； 收集和研究有关的卫片、航片及其它遥感资料进行详细解译，编出解译图，并在详细研究前人工作成果的基础上做好调查区的现场踏勘和新方法的试验等。,（二）地质填图时必须做好下列几项工作：,2、做好实测地质剖面； 实测地质剖面是研究地层、岩体和构造的基础资料，是地质填图的

4、前提，如果剖面位置不当、地层划分和层序错误，将导致填图工作无法进行或返工，因此应努力做好。,（二）地质填图时必须做好下列几项工作：,2、做好实测地质剖面； 由于变质岩的复杂性和特殊性，在划分标志层时，对成分单一的变质岩系，一般应选择那些富合某种特征性的，易于宏观鉴定的矿物组分(如石榴子石、蓝晶石、角闪石等)，并具有特殊外貌的岩层作为标志层。在不能划分及追索出具有明显特征的标志层的情况下，则采用具有特殊性的“一套特定的岩石组合”作为标志层。往往单一岩层可能很不稳定，沿走向变化很大，由几层或几种岩石组合而成的一套(组)地层则稳定而明显、标志性强。,（二）地质填图时必须做好下列几项工作：,实测地质剖

5、面的测制要求： 首先通过踏勘，选择露头良好、构造清楚的地段作为实测剖面的路线，必要时采用探槽进行揭露。然后进行实测剖面，通过观察研究和对比，确定填图单位，并采用一套经过鉴定、测试的标本，统一命名和统一认识。,（二）地质填图时必须做好下列几项工作：,3、针对不同的地质情况采用不同的填图方法和手段； 变质岩区地质填图，由于变质岩系的构造复杂：因此，在地质填图过程中应进行详细的构造观察和构造制图，着重对各种结构要素的几何特性、力学性质及其相互关系的认识和分析，从构造形变的发生、发展、复合，转化等连续不断的变化中，去建立构造组合、构造运动发展的序列和相应的古构造型式。,（二）地质填图时必须做好下列几项

6、工作：,4、统一岩石分类命名和地质语言； 由于地质填图涉及的面大，岩石类型复杂，尤其是火山岩和变质岩，岩性变化更大，如果岩石分类命名不统一，认识不一致，必造成“同岩异名”或“同名异物”的混乱现象，给连图、岩相划分、地层层序建立和对比等带来困难，影响填固质量。因此在填图前必须统一岩石分类命名和地质语言。,（二）地质填图时必须做好下列几项工作：,5、及时做好资料整理和综合研究工作。 资料的室内整理和综合研究工作是一项经常性工作，必须及时地进行。只有及时整理，综合研究，才能把所取得的零散材料系统化，把丰富的感性认识。上升成为理性认识，从而提高地质填图工作的质量，保证对地质矿产规律的认识，逐步深入，不

7、断提高。,（三）不同比例尺地质测量内容,在矿产勘查的不同阶段、不同地区均应进行地质测量。所采用的比例尺分为小比例尺、（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）。各种类型的研究精度和内容有较大差异。,（三）不同比例尺地质测量内容,1、小比例尺地质测量 （1）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； （2）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，阐明区域一般成矿特点； （3）根据区域地质特征及成矿作用，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。,（三）不同比例尺地质测量

8、内容,2、中比例尺地质测量 （1）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； （2）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； （3）对区域内所有在地表露出的矿点从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。,（三）不同比例尺地质测量内容,3、大比例尺地质测量 （1）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； （2）总结矿化规律，提出矿产勘查的具体准则，明确寻

9、找矿体的具体地段； （3）对巳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，对矿床的浅部地质持征予以揭露研究，对深部含矿前景进行定性及定量预测； （4）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。,（三）不同比例尺地质测量内容,3、大比例尺地质测量 （1）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； （2）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； （3）对巳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，对矿床的

10、浅部地质持征予以揭露研究，对深部含矿前景进行定性及定量预测； （4）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。,二、重砂测量法,重砂矿物：矿石遭受风化、破坏所形成的碎屑物质，以及经搬运、分选而沉积的松散的机械沉积砂粒，其中所含比重较大（一般在2.9以上）、机械性质和化学性质比较稳定的矿物。 重砂测量法：以各种琉松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象，以解决与有用重砂矿物有关的矿产及地质问题为主要内容，以重砂取样为主要手段，以追索寻找砂矿和原生矿为主要目的的一种地质找矿方法。,（一）重砂机械分散晕的形成及其分布 1、重砂机械分散晕的形成 分散在原地附近的

11、稳定的重砂矿物，有些受地表流水及重力作用，以机械搬运的方式沿地形坡度迁移到坡积层，形成高含量带，这样与原残积层一同组成重砂矿物的机械分散晕。 部分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，使之在冲积层中形成高含量带，称之为重砂矿物机械分散流。,1-机械分散晕；2-残、坡积重砂矿物分散晕；3-生物晕；4-洪积、冲积重砂矿物分散晕； 5-分散流；6-气晕；7-矿体,2、重砂机械分散晕的分布规律 (1)重砂矿物机械分散晕(流)的形态与矿源母体的形态、产状及其所处的地形位置有直接关系。,(2)重砂分散晕(流)中重砂矿物含量，与其迁移距离有直接关系 即距矿源母体较近，重砂矿物含量高，距矿源母

12、体较远、则重砂矿物含量低。据此可追索寻找原生矿源体。此外对于重砂分散晕，其重砂矿物含量尚与坡积层厚度有关，当被积层厚度小于5m时，重砂矿物含量由地表向下逐渐增高。,1-水系；2-重砂采样点及其编号；3-金矿体；4-断层；5-闪长玢岩；6-未发现自然金的取样点,(3)重砂分散晕(流)中重砂矿物的粒度及磨圆度，与其原始的物理性质及迁移距离有关。 矿物稳定性越强，迁移距离越小，则矿物颗粒较大，磨因度差，呈棱角状。反之，粒度小，呈浑圆状,3、影响分散晕（流）的因素 重砂矿物的物性、化学性质 流水条件 流速快，流量大搬运远，形成的分散流大。 地貌条件 切割强烈，地形陡，分散晕的规模大。 自然地理条件 气

13、候 降水量 降雨量,（二）重砂测量样品采集 重砂取样是重砂测量的重要一环。取样质量的好坏直接影响到重砂测量的效果。根据重砂取样的种类、目的、任务及地形地貌特征，重砂取样总体布置分为3种。 水系法、水域法、测网法。,1、水系法 是目前应用较广的一种重砂取样布署方法。通常对调查区二级以上水系进行取样。,2、水域法 是按着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的水域进行划分，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。,河流,三级水域界线,四级水域界线,矿体,重砂矿物,最小水域/水系法等距采样点,水域编号,3、测网法 浅坑法 刻槽

14、法 浅井法 砂钻法,采样点的布置和选择 1、布置 水系法 均匀分布在取样点上 水域法 常采用，取样点控制水域的分布范围 测网法 是以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。,采样点的布置和选择 2、采样点的布置 1）幼年期河流 2）壮年期河流 基岩之上、冲积层中泥土夹层中采取，一般在河谷横切断面急剧变宽处，较大支流汇合处的上部。用浅井取样。 3）阶地和古老堆积层 沿阶地松散堆积物的厚度方向进行刻槽采样，样长50Cm左右。,1、由窄变宽；2 河床凸处；3、河床坡度由陡变缓处；4、巨大漂砾和水坝下方；5、沙嘴头部迎水位置、有明显凸缘的沙嘴之中部凸缘部位；6、支流汇入主流处；

15、7、河湾内侧；8、横切河床硬度较大的脉岩后面。,古老阶地堆积物及其刻槽采样位置,（三）重砂测量成果图 根据重砂样品的详细鉴定成果，按矿种或矿物组合以不同方式编制成图，结合地质地貌特征圈定重砂异常区，编绘重砂成果图。重砂成果固要求反映出重砂矿物的分布规律；反映工作区地质特征，如成矿地质条件、控矿因素、成矿标志及矿化特征；反映工作区地形地貌特征；固定重砂异常区，对异常区进行评价和检查；圈定成矿有利地段，甚至追索寻找矿源母体以达到找寻砂矿及原生矿体的目的。重砂成果图的底图应选用同比例尺或较大比例尺的地形地质图或矿产地质图。 重砂成果图表示方法有因式法、符号法、带式法及等值钱法4种。,（三）重砂测量成

16、果图 1、圈式法 2、符号法 3、带式法 4、等直线法,（三）重砂测量成果图,（三）重砂测量成果图,（三）重砂测量成果图,（三）重砂测量成果图,（四）重砂异常区的评价 目前常从以下几方面评价异常区：有用矿物含量、矿物共生组合、矿物标型特征、重砂矿物搬运的可能距离、重砂矿钧空间分布特征以及异常区地质地貌条件等。,三、地球化学测量法 地球化学测量(或称地球化学找矿、地球化学探矿、简称化探)，是以地球化学及矿床学为理论基础，以地球化学分散晕(流)为研究的主要对象。其工作主要是研究有关成矿元素在地壳中的分布、分散及集中的规律，从而发现矿床或矿体。,1、地球化学测量法的特点 因成矿元素的原生分散晕(原生

17、晕)和次生分散晕(次生晕)的规模比矿体大得多，给人们找矿提供了很大的目标。成矿元素分散历及的介质种类很多，成矿元素分散迁移的距离大，通过地球化学分散晕的研究能发现埋藏很深的矿体。如土壤测量法可以找埋深几十米的矿体，水化学法找深度可达几百米，所以对寻找隐伏矿体或盲矿体的意义很大。,（1）采样介质不同，所形成的元素晕也不同。 （2）地球化学测量所研究的成矿元素及半生元素基本上属微量元素其含量较低，因此，要求化验分析方法有足够的灵敏度、精确度。同时要求采样、加工严防污染、混乱，稍有疏忽相会导致前功尽弃。 （3）对地球化学元素异常进行正确的解释评价。,2、应用条件 各种化探方法的具体应用及方法的有效性

18、，决定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。如岩石测量法要有较多的能够采样的岩石露头和形成原生晕的地质条件及地球化学前提。,3、地球化学测量方法分类及应用 土壤测量法找松段层覆盖下的矿体；水化学法找钾盐矿床；壤中气体测量找隐伏矿体均属有效的找矿方法。径迹找矿法已成为找铀矿很有效的方法；岩石测量法已成为寻找内生矿床盲矿体的重要方法之一。,四、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

19、质属性，结合地质资料分析，实现发现矿床(体)的目的。,（一）地球物理测量的特点 （1）必须实行两个转化才能完成找矿任务。 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； 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。,（2）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。,（3）每种物探

20、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。,(二)物探工作的前提 在确定物探任务时，除地质研究的需要外，还必须具备物探工作前提，才能达到预期的目的。物探工作前提主要有下列几方面：,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。故找矿效果应根据具体情况而定。,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。

21、如铬铁矿和纯橄榄岩部可引起重力异常，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，足方法应用的重要条件之一。,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。,五、

22、遥感地质测量法 遥感地质测量是在航空摄影基础上发展起来的先进技术。它不需要直接接触目标物，而是从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描方式，对电磁波辐射能量的感应、传输和处理从而识别地表目标物。,（一）遥感地质测量法的特点 遥感地质法能较准确而全面地了解工作区内的地形、地貌、地层及地质构造特征；视域大，利于在区域内综合分析，可固定含矿层位及含矿构造，可较快地圈出找矿远景区等等。因此，工作进度快、成本低，而且能显著提高地质调查的工作质量。,1、遥感地质法是地质填图的组成部分 遥感地质法宜于研究地质体的宏观特征，可以校正地面勾绘、野外观察路线之间地质界线

23、推断的误差；在野外工作之前，通过遥感资料分析可合理布置野外路线，同时可适当放宽观察线距。此外，应用雷达波束于冰雪覆盖的高寒山区和沙漠区填绘基岩地质图；对不同的岩石的红外图象，进行地质填图。,2、研究区域构造和成矿规律 遥感地质使用的卫星象片，包括的范围广、概括性强。为人们宏观地研究各种区域地质构造规律提供了有利的条件。如进行区域地质分析，其中包括大型地质构造单元的研究、区域断裂系统及基底构造的分析、局部地质构造特征的研究等。,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

24、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。,3、在丛林茂密区和人迹稀少区寻找矿床 丛林茂密的偏僻山区，人迹稀少，遥感地质可克服自然和交通条件的限制，通过对图象资料的分析，以寻找矿床。,六、探矿工程法 目前国内外对金属、非金属矿床勘探，大量采用的勘探技术手段仍然是钻探和坑探工程，一般称之为探矿工程。,(一)探矿工程的特点 探矿工程是一种主要的勘探技术手段，其最大的优点在于可以直接验证或观察矿体，特别是坑道工程，人员可以自由出人，对矿体进行直接的观察、取样、编录，而钻探可以通过岩心对矿体进行取样分析，无论是坑探或钻探都是一种直

25、接探矿方法，是其它各种方法所不能的。因此在矿床勘探阶段得到最广泛的应用。,(二)探矿工程分类 1、坑探工程 2、钻探工程,1、坑探工程 在岩石或矿石中挖掘坑道以便勘查揭露矿体或者进行其它地质勘查工作，这些坑探工程以其使用的条件和作用可以分为如下主要类型,1、坑探工程 探槽：是从地表挖掘的一种槽形坑道，其横断面为倒梯形，探槽深度一般不超过35m，探槽断面规格，视浮土性质及探槽深度而定，以利于工作，保证施工安全。,1、坑探工程 浅井：它是由地表垂直向下掘进的一种深度和断面均较小的坑道工程。浅井深度一般不超过20m断面形状可为正方形、矩形或圆形，断面面积为1222m2。浅井的布置由于矿体规模产状不同

26、，其布置型式也不同。当矿体产状较陡可在浅井下拉石门或穿脉，当矿体产状较缓时，浅井应布置在矿体上盘,1、坑探工程 平窿：从地表向矿体内部掘进的水平坑道。断面形状为梯形或拱形。主要用于揭露、迫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。,1、坑探工程 石门：在地表无直接出口与含矿岩系走向垂直的水平坑道(因48b)。石门常用来联接竖井和沿脉，揭露含矿岩系和平行矿体等。,1、坑探工程 沿脉：在矿体中沿走向掘进的地下水平坑道(图48c)，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。,1、坑探工程 穿脉：垂直矿体走向并穿过矿体的地下水平坑道(图48d)。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。,1、坑探工程 竖井：是直通地表且深处和断面部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。,1、坑探工程 斜井：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。斜井与竖并相比，可减少石门长度，但斜井长度比坚井深度大。,2钻探工程 钻探工程足通过钻探机械向地下钻进钻孔，从中获取岩心、矿心借以了解深部地质构造及矿体