矿体变异与勘探类型

第三节矿体变异与勘探类型一、矿体地质特征及其变异性研究（一）1.概念:指矿体本身固有的地质特点、特性和标志；常概括为矿体外部形态特征与内部质量特征,简称矿体地质。矿体地质以矿体为研究对象，一般包括矿体的形态、产状、规模、物质成分、内部结构(不同类型、品级矿石及夹石等在矿体中的分布)等方面特点的变化情况，以及控制这些变化的地质要素，如构造、岩性、成矿作用等。2.关于矿体的几个概念1）矿体一般是指矿石和穿插在其中的呈任何形状的无矿脉石所构成的统一开采对象的天然堆积体。工业矿体是根据工业指标圈定的，与自然矿体的界线常常不吻合。主要有：品位低于边界品位的弱矿化地段未圈入矿体；很薄的夹石圈入矿体。工业矿体与自然矿体示意图1、矿体中的夹石、由于厚被圈出；2、矿体内的夹石，因为比较薄被圈为矿体；3、这部分矿按品位已大于边界品位，但由于薄未被圈入矿体；4、矿体。狭义的矿体产状由走向、倾向和倾角三要素组成。脉状、柱状、透镜状等矿体则需测量矿体的侧伏方向及侧伏角和倾伏角。广义的矿体产状还包括：矿体的埋藏情况——地表矿、隐伏矿及埋藏的深度。矿体与火成岩空间位置关系——岩体内、接触带、围岩中。矿体与地质构造空间位置关系——如与褶皱和断裂的空间关系。矿体与围岩层理、片理的关系——整合型、切穿型、组合型。2）矿体产状包括整个矿体的形状及细节、轮廓的复杂程度和尖灭特征等。矿体的形状：一般有板状、层状、透镜状、条状、管状和巢状等。矿体地质特征研究包括矿体的变异（变化）性、矿体变化的规律性、矿产的共生性研究。3）矿体形状特征矿体变异性的概念又称矿体变化性，是指矿体地质特征(矿体特性与标志)在矿体的不同空间部位(或各矿体之间)所表现出的差异及变化特点.矿体各标志的变化性由于各种地质条件的影响及成矿过程的复杂性，造成矿体特征的各种标志具有各向异性。这是矿体的最基本特征之一。如，矿石品位分布的不均匀性、矿体形态的不稳定性和不连续性等，就是这种变化性的宏观表现。（二）矿体变异性(变化性)研究矿体绝对的变化性和相对的稳定性或规律性，是勘探方法的理论基础，是划分矿床勘探类型的依据，是决定每个具体矿床勘探难易程度、勘探精确程度和勘探经济效果的基本客观条件。矿体变异性研究包括变化性质、变化程度和控制矿体变化的地质因素研究三个不可分割的基本方面。变化性质是指矿体各种标志在空间上的变化是随机型变化，还是确定型变化；是有规律变化，还是无规律变化等特征。Д．А．晋可夫曾将矿体各种标志的变化性质分为四种类型：a逐渐的、连续的有规则的变化；b逐渐的、连续的不规则的变化；c跳跃式的、断续的有规则的变化d跳跃式的、断续的不规则变化。一般地说，矿体形态标志的变化多属前两类，而质量标志的变化则常属后两类。1.变化性质П．Л．卡里斯托夫在研究矿石品位性质时，提出了品位的方向性变化的概念。他认为，矿石品位变化虽然有时似乎是不规则的，但往往可以看到沿矿体某一方向在一定范围内品位数值有总体升高或总体下降的现象。这种近于波浪式的“方向性变化”并不是沿整个矿体都存在，有时它只存在于矿体的某一部分，相反，跳跃式的、不连续的随机变化却存在于矿体的全部范围内。赵鹏大(1964)将其称为“局部不相依，但总体相依”的情况，即相邻两点观测值虽无数值依赖关系，但在矿体某一定范围或一定方向上，变量数值具有总体升高或总体降低的趋势。区域化变量：地质统计学将几乎所有的地质变量，包括矿体质量标志和形态标志，都看作是区域化变量，即它们都是以空间坐标为自变量的随机场的函数。区域化变量基本研究工具——半变异函数。所谓半变异函数就是区域化变量增量平方的数学期望之半。研究区域化变量空间变化特征和变化程度。在实际应用中计算的是实验半变异函数，其表达式为：实验半变异函数计算公式根据取不同的h值用上述公式计算的结果，可作出变差图(图)。r*(h)随h的增大而增大。当h≥a(a称为变程)时，Z(xi)与Z(xi+h)不存在相关性，即是随机的；当h＜a时，Z(xi)与Z(xi+h)具相关性，且h值越小，相关性越强。变化程度包括至少三个方面的含义，即变化幅度(大小)、变化速度及变化范围。变化幅度是指矿体某标志观测值偏离其平均值的离散程度。变化速度是指矿体某标志相邻观测值在一定范围内的变化快慢，即变化梯度大小。变化范围是指从计算矿体某标志的变化幅度特征的观测值的空间域大小。在工程间距或工程数量相等时，变化程度越大，勘探精确度越低。为获得相同精度，则变化程度大的矿体比变化小的矿体勘探工程间距要小，数量要多。2.矿体的变化程度研究矿体厚度变化系数矿体厚度变化系数反映矿体厚度的变化程度（外部形态）。变化系数也称为变异系数（V），是均方差（σ）与平均值（XCP）比值的百分数，即V=σ/xCP×100%式中：XCP=（Σxi）/n——————————————σ=√[Σ（Xi-XCP）2]/（n-1）由于矿体厚度并非是随机变量，而是随机函数。特别当工程间距较小时，测量点上的厚度值与邻近测量点的值有较强的相关性。因此，用上式计算的变化系数评价其变化程度往往偏大。矿化连续性指标——含矿系数及不连续性系数A和B是两个具有不同矿化连续性的矿体：A是连续的，B为不连续的。含矿系数是表征矿化连续性的指标之一（反映内部结构复杂性）。如矿体B，矿体总面积为S0，其中工业矿化地段（红色区）的面积为SP。则面含矿系数为：KPS=SP/S0按体积计算的矿化系数为：KP=VP/V0线含矿系数为：KPL=LP/L0。在剖面内所有线的含矿系数平均值可作为评定该剖面矿化连续性的指标。不连续性系数是穿透矿体的线段上无矿间断次数i与线含矿系数的比值。Knp=i/KPL矿体不同标志具有不同的变化性质，而相同标志却也可以具有不同的变化程度。如：对某些类型矿床，矿体质量标志的变化程度大于形态标志的变化程度，如金、银、钨、锡、钼、铜、锌、金刚石、水晶、云母等矿床；而大多数铁、锰、磷、铝等矿床其矿体形态标志变化程度大于质量标志的变化程度。对同一标志，内生及变质矿床的变化程度往往大于外生矿床；而内生矿床中，简单的裂隙充填矿床的变化程度又低于交代成因的矿床。注意查明矿体最大变化标志和变化程度。3.控制矿体变化的地质因素（矿床成因）矿体标志的变化受有关地质因素变化规律的制约。由于矿体各标志的变化与一定地质因素有关，因此，它们的变化必然因受有关地质因素变化规律的制约而呈现出一定的变化趋势。品位变化具方向性特征。如前面所讲的，矿石品位数值有时在一定范围内，沿一定方向具有总体上升或总体下降的变化趋势，或称某种周期性变化，因而，显现出品位变化的方向性特征。（三）矿体变化的规律性趋势变化或方向性变化是矿体的又一重要特征。查明趋势特征是我们合理确定工程间距、正确布置勘探工程的重要依据。我们在研究不同标志的变化规律性时，除应查明矿体各标志沿走向、倾斜和厚度的趋势变化外，尤其应注意查明矿体最大变化标志的最大变化方向，勘探工程，通常是沿矿体的最大变化方向布置，这是勘探工程布置的一条重要原则。大多数矿床通常是由在两度空间延长，一个方向短的层状、似层状、透镜状、脉状等形态的矿体组成。这类矿体在一般情况下，矿石品位和形态等的变化最大方向是厚度方向。因此，大多数矿床勘探工程均垂直矿体走向布置，沿厚度方向穿过矿体在同一矿床内，矿石物质组成通常不是单一的，而是由多种元素和多种矿物共生或伴生；有时也不仅一种元素，而可能是多种元素均达到工业要求，可以分矿种进行圈定矿体。对于该类矿床无疑必须进行综合勘探和综合评价。（四）矿体内元素的共生性特征由于不同元素在矿体内的不均匀分布及地质条件的影响而导致不同元素品位贫富差别和元素、矿物组合的不同，使在统一的矿体内部呈现出一幅矿石贫富相间、类型成带或交错、并与夹石共存的复杂图像，这就是所谓的矿体内部结构。查明矿体内部的结构是开采对于勘探工作提出的一项重要要求和任务。它直接影响勘探与开采工作的正常进行。矿体的特性包括矿体变化性(不均一性或非均质性)、矿体变化的规律性(相对稳定性)与矿产的共生性，以及其影响因素。研究基本方法是通过对大量系统工程控制所获资料信息的深入对比与统计分析研究等完成的。反过来，合理的勘探方法选择和加密的系统工程布置又是以对矿体主要标志变异的阶段认识为根据的。小结二.矿床勘探类型划分(一)矿床勘探类型的概念和划分意义1.概念是根据矿床地质特点，尤其按矿体主要地质特征及其变化的复杂程度对勘探工作难易程度的影响，将相似特点的矿床加以归并而划分的矿床类型。矿床勘探类型是在大量探采资料对比基础上，对已勘探矿床勘探经验的总结。2.意义为地质勘探人员勘探新矿床提供借鉴、类比的基础。类比过程：根据将要勘探矿床的地质特征类比确定勘探类型根据勘探类型确定勘探方法和可能的勘探效果注意：从本矿床的实际出发，灵活应用，忌生搬硬套。(二)矿床勘探类型划分的依据一般据以下5个方面：主矿体规模（1.8）主矿体形态复杂程度（1.2）构造影响程度（0.6）主矿体厚度稳定程度（1.2）主矿体有用组分分布均匀程度（1.2）类型系数：概念：即对每个因素都赋予一定的值，用每个矿床相对应的五个地质因素类型系数之和来确定是何种勘探类型。在影响勘探类型的五个因素中，主矿体的规模大小比较重要，所赋予的类型系数要大些，约占30%；构造对矿体形状有影响，与矿体规模间有联系，所赋予的值要小些，约占10%；其他三个因素各占20%。1.主矿体规模大小规模大，网度稀可用钻探；小，网度密，常用坑探(?)。一般情况：矿体规模大型中型小型长度及延深1000米左右300-500米小于100-200米矿体厚度数十米或更大数米至数十米不超过数米类型系数0.90.3-0.60.1-0.3矿体规模类型系数矿产种类矿体长度（m）延深或宽（m）大0．9CuMo＞1000＞500PbZn＞800＞500Ag＞300Ni＞400中0．6（0．3～0．6）CuMo300～1000300～500PbZn300～800200～500Ag150～300Ni200～400小0．3（0．1～0．3）CuMo＜300＜300PbZn＜200Ag＜150Ni＜2002.按主矿体形态复杂程度划分一般分为三类：简单：类型系数0.6。矿体形态为层状、似层状、大透镜状、大脉状、长柱状及筒状，内部无夹石或很少夹石，基本无分枝复合或分枝复合有规律。较简单：复杂程度为中等，类型系数0.4。矿体形态为似层状、透镜状、脉状、柱状，内部有夹石，有分枝复合。复杂：类型系数0.2。矿体形态主要为不规整的脉状、复脉状、小透镜状、扁豆状、豆荚状，囊状、鞍状、钩状、小圆柱状，内部夹石多，分枝复合多且无规律。3.按构造影响程度分为三种：小：矿体基本无断层破坏或岩脉穿插，构造对矿体形状影响很小。类型系数0.3；中：有断层破坏或岩脉穿插，构造对矿体形状影响明显。类型系数0.2；大：有多条断层破坏或岩脉穿插，对矿体错动距离大，严重影响矿体形态。类型系数0.1。4.按主矿体厚度稳定程度可根据矿体厚度变化系数大致分为稳定、较稳定和不稳定三种。5.按有用组分分布均匀程度可根据主元素品位变化系数划分为均匀、较均匀、不均匀三种。三、勘探类型划分举例勘探类型划分为简单(Ⅰ类型)、中等(Ⅱ类型)、复杂(Ⅲ类型)3个类型为宜。原划分的4到5类，出现工程间距严重交叉、类型重迭、难以区分。当然，由于地质因素的复杂性，允许有过渡类型存在。如铜、铅、锌、银、镍、钼的矿床勘查类型划分主要根据上述五个地质因素及其类型系数来确定，具体划分为三种勘查类型(P134表）1.第Ⅰ勘查类型：简单型，五个地质因素类型系数之和为2.5—3.0。主矿体规模大到巨大，形态简单到较简单，厚度稳定到较稳定，主要有用组分分布均匀到较均匀，构造对矿体影响小或明•2.第Ⅱ勘查类型：•中等型，五个地质因素类型系数之和为1.7—2.4。主矿体规模中等到大，形态复杂到较复杂，厚度不稳定，主要有用组分分布较均匀到不均匀，构造对矿体形态有明显影响、小或•3.第Ⅲ勘查类型：•复杂型，五个地质因素类型系数之和为