第三章 矿产勘查技术方法

第三章矿产勘查技术方法第一节矿产勘查技术方法的种类与作用一、地质测量法二、重砂测量法三、地球化学测量法四、地球物理测量法五、遥感地质测量法六、探矿工程法第二节影响勘查技术方法选择的因素矿产勘查技术方法，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。这些技术方法，在矿产勘查活动中具有极其重要的意义。第一，可以直接获得各种直接或间接的矿化信息及参数，如查明与矿化有关的地质条件，指出成矿的有利地段；揭示矿化可能存在的信息，特别是寻找盲矿体或隐伏矿体的信息，以正确指导勘查活动；查明矿化的可能规模、形态、产状、质量及其变化性，获取矿床评价的各种参数。第二，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，它的任何改进以及新方法、新技术的应用，都将引起矿产勘查程序、勘查成果及勘查理论的重大改变。整个矿产勘查活动乃是不同勘查技术方法的合理组织与实施，不断获取矿化信息的过程，它的合理应用直接影响和决定勘查活动的质量和效果。第三，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。矿产勘查是在不确定条件下采取决策的过程，矿产勘查的每一个阶段都将为后续阶段的勘查活动提供可供利用的信息，往往通过类比原则和方法进行最优化方案的确定。矿产勘查活动是逐步筛选、逼近矿床的过程。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、地球物理方法、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地反映到相应的平面图或剖面图上。它具有以下特点：(1)地质测量法是一种通过直接观察获取地质现象的方法，因此具有极大的直观性和可信性；对所获得的地质现象进行系统分析和综合整理，对区域及矿区的成矿地质环境进行论述，因此具有很强的综合性。(2)地质测量成果是合理选择应用其他技术方法的基础，也是其他技术方法成果推断解释的基础，因此它是各种技术方法中的最基本的最基础的方法。(3)从矿产勘查技术方法研究的对象和内容来看，地质测量法既研究成矿地质条件也研究成矿标志，而其他技术方法主要是研究成矿标志和矿化信息。(4)地质测量往往可以直接发现矿产地，因此它具有直接找矿的特点。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)等3种类型。各种类型的研究精度和内容有较大差异。1．小比例尺(1：100万-1：50万)地质测量一般是在地质上的空白区或研究程度较低地区进行，或者是为了获得系统全面的基础地质矿产资料，虽然在局部曾进行过较大比例尺地质测量，也可进行已有资料的整理汇编，并适当进行野外补充编集成图。小比例尺地质测量是一项综合性的找矿工作，主要目的是确定找矿工作布局。其具体任务是：(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,进指出今后一步工作的性质，拟定找矿工作布局。2．中比例尺(1：．20万-1：5万)地质测量一般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中比例尺地质测量。其具体任务是：(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，而且可配合其他方法，如物探、化探、钻探等，必要时可采用少量坑探手段进行揭露。3．大比例尺(1：1万或更大)地质测量一般是在矿区范围内开展的精度较高的地质测量工作。其具体任务是：(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，对矿床的浅部地质特征予以揭露研究，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他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。随着各种勘查技术方法的应用及提供的资料越来越多，地质测量工作效率大大提高，研究的范围及深度不断扩大，一些国家已进行立体地质测量，研究深度可达500m。在寻找某些特定性矿床时，往往进行“专门性”地质测量，如岩浆岩地质测量、变质岩地质测量、构造岩相地质测量等。二、重砂测量法重砂测量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(流)的形成及其分布矿源母体暴露地表后，经物理风化作用，形成碎屑物质，进一步的机械分离促使其中的单矿物分离出来，在长期的地质作用过程中，各种单矿物按其稳定性程度，有些被淘汰，有些被保留下来，其中有些部分即稳定的重砂矿物保留分散在原地附近，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。另外，尚有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。因此重砂矿物机械分散晕(流)的分布范围较矿源母体大得多，因而较易被发现，成为重要的直接找矿标志。矿体分散流矿体分散流分散流的范围比矿体露头分布范围大的多，易被发现，并据此追索寻找矿体重砂机械分散晕(流)的分布规律是：(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，等轴状矿体所形成的分散晕(流)呈扇形，脉状及层状矿体顺地形等高线斜坡分布，则形成梯形的重砂分散晕，如与地形等高线垂直，则形成狭窄的扇形重砂分散晕。(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，当坡积层厚度小于5m时，重砂矿物含量由地表向下逐渐增高。(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，磨圆度差，呈棱角状。反之，粒度小，呈浑圆状(表3—1)。(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三种。1，水系法是目前应用较广的一种重砂取样部署方法。通常对调查区二级以上水系进行取样。样点的部署可依照下述原则：(1)大河稀，小河密，同一条水流则上流密下流稀，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；水系法取样间距可根据不同河流的级别加以确定(表3-2)。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,然后将取样点布置在各级水域中主流与支流汇合处的下游，以控制次级水域中有用矿物含量和矿物组合特征(图3—1)取样时应逆流而上，对各级水域逐一控制，对没有出现有用矿物的水域逐个剔除，对出现有用矿物的水域逐级追索，直至最小水域，达到追索寻找矿源母体的目的。水域法取样每个样品的控制面积视地质构造复杂程度和地貌条件而异，地质构造复杂成矿有利地段，四级支流和微冲沟的每个样品控制1．5—2km2为宜，地质条件中等地区，三级支流中每个样品控制面积3—4km2，地质条件简单地区每个样品控制面积可为5-8km2。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①水域编号3．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。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。由于重砂样品采取的对象不同，可有下述方法：(1)浅坑法(2)刻槽法(3)浅井法(4)砂钻法由于重砂样品采取的对象不同，可有下述方法：(1)浅坑法它是以冲积物、坡积物和残积物为采取对象，以寻找原生矿床为主要目的。目前多采用在一个取样点运用“一点多坑法”的方式进行采样，以增强样品的代表性。取样深度视取样对象而定，一般对冲积层取样深度以20～50cm为宜；坡积层取样深度可在腐殖层以下20～50cm；残积层取样深度决定于残积层厚度，样深均应达到基岩顶部。取样原始重量要求为20-30ks，—以保证获得20s灰砂为准；(2)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；(3)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5cm、10cm、15cm、20cm不等，宽度一般为0，5-1m；(4)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0．2～1m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o．5—1m为好。砂钻法取样主要运用大口径冲击钻。样品采集之后，要进行淘洗，一般按下列流程进行(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。重砂成果图是重砂测量的最终成果，是进行重砂异常分析评价的依据。重砂成果图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；圈定重砂异常区，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圈式法、符号法、带式法及等值线法四种。1．圈式法为常用的一种图示方法，可同时表示多种矿物含量，并可指出重砂矿物的搬运方向及其共生组合的变化情况。圈式法是以取样点为圆心，以5mm(1：5万重砂图)或3mm(1：20万重砂图)为直径画圆圈，再将之以直径划分成若干“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的矿物，并以涂色或花纹符号所占面积来表示各矿物的含量。究竟分成几等份，要视矿种多少而定。有四等份的，即四个象限；也可八等份或十二等份。如果取样点太密致使圆圈重叠，可将圆圈画在取样点的上、下两侧的任一侧(图3-2)。将有用矿物的主要元素符号标注在取样点旁侧(图3—3)即可。此法简单方便，作图快，但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之草图。2．符号法将同一种矿物的相邻取样点联结成条带，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(图3—4)。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。但如