矿产勘查的基本理论与准则

后勤部长

一、矿产勘查的特征1.勘查勘查是一项特殊的地质工作。它是以矿床为主要研究对象，以查明矿床的基本特征和工业价值为基本任务。因此，工作中要以地质规律作指导。
2.矿产勘查是一项经济活动。勘查工作的全过程必须始终考虑投入与产出的关系，即要遵从经济规律。
3.矿产勘查不仅是对矿床的一个认识过程，而且是对矿床的一个改造过程。特别是导致矿床被开采时，对矿床的改造就更大。因此，勘查时要考虑到对环境的改变而导致的影响。
4.矿产勘查是在“灰色”条件下进行决策的一种活动。

[li]首先是对矿床成因和矿床形成条件的认识上往往存在着很大的不确定性。由于矿床形成过程的复杂性，矿床形成后变化的多样性，对矿床观察研究的抽样性以及当今科技水平的局限性等决定了人们对矿床成因认识的多解性，甚至有时一个矿床已经采掘殆尽，对其成因的多种观点仍然争论不休。 [/li][li]其次，由于矿体大多埋藏于地下，出露地表部分十分有限，有时矿体完全隐伏于地下，上面距地表覆盖有厚度不等的沉积盖层或其他地质体遮挡，对矿体的空间位置及其产状多以各种间接信息或有限的直接观测(如少量钻孔或坑道的揭露)进行推断解释。 [/li][li]再者，由于矿床勘查是一个相对长期的过程，在这个过程中有可能发生各种不可预料的情况变化，例如政治、经济、市场形势的变化，特别是在国外进行风险勘探时这种人为因素有时起着很重要的作用。[/li]

由于上述种种原因，矿床勘查带有很大的风险性，而且是一项受概率法则支配的工作。人们不能准确预测矿产勘查的结果，而只能以一定的概率估计矿产勘查可能的结果。
为了提高矿产勘查的成功概率，一方面需要对研究区进行详细的综合性地质调查，根据综合信息筛选出最有利成矿的地段进行进一步的勘查工作，另一方面，就需要采用正确的勘查理论和方法，以合理布署勘查工作。
1 地质基础 矿产勘查工作首先需查明与成矿有关的地质条件，因为“矿”仅是地质体的一个特殊组成部分。工作中为了找到矿及查明矿，不可避免地要对有关的控矿因素，如地层、构造、岩浆岩、变质作用等进行分析研究；在对矿床本身特征进行研究时，要涉及到矿体特征、矿石物质组成、矿石质量等，这需用矿物、蚀变等方面的理论作指导；在当前进行的新类型、超大型矿床的找寻中，同样要用地质理论作指导。因此，地质基础是矿产勘查的最基本的理论基础。
2 数学基础数学在矿产勘查中的作用非常广泛，对矿产勘查工作的进行起着重要的支撑作用。具体表现是：
(1)地质体的特征常具有数学上的规律性，需要用数学上的方法去发现。

(2)勘查工作中获取的大量数据需用数学的方法去处理及分析并从中获取有用信息。
图2-2是马鞍山铁矿田中4个铁矿床的TFe品位分布曲线。经过对其进行对比研究和野外实际观察，发现这4个矿床TFe分布曲线与其成因特点有密切关系。其中A矿床是近于正态分布的单峰曲线，它代表了闪长玢岩体内矿化作用比较单一的早期浸染状贫矿化阶段，该矿化阶段的平均品位与曲线的峰值吻合，为23.5%。B矿床和C矿床都是双峰负不对称曲线，它们都反映至少有两期矿化在空间上的叠加。野外观测表明，B、C矿床中都有两个比较明显的重要铁矿化阶段，一个是与A矿床相当的浸染状贫铁矿化的早期矿化阶段，另一个是磷灰石—阳起石—磁铁矿建造的晚期脉状富铁矿化阶段，表现为B、C矿床分布曲线中的较高峰值，矿化平均品位约为56%左右，对应于B、C矿床分布曲线中的较低峰值，平均品位已从23%左右提高到36%。B、C两矿床相比，B矿床中早期贫矿化阶段所占比例比C矿床要多。D矿床之所以出现三峰正不对称分布，是因为D矿床虽然也存在着两个矿化阶段产物的叠加，但仍以早期的产物为主，晚期阶段的产物较弱且对早期阶段的改造不充分，因此具有与A矿床相对应的位于24%平均品位值的高峰值，以及与B、C矿床相对应的平均品位为36%和56%的两个较低峰值。

图2-2 某矿田4个铁矿床的铁品位（x）分布曲线图
（a）.A矿床；（b）.B矿床；（c）.C矿床；（d）.D矿床；
A矿床曲线为配置的理论曲线，其余曲线均为一次平差曲线
在上述例子中，A矿床具有简单分布的特点，B、C、D矿床具有混合分布的特点。这种混合分布被称为多峰型混合分布。可以看出，多峰型混合分布都是由两次以上特点不同的成矿作用随时间推移先后发生且在空间上不充分的混合所造成。
(3)对勘查工作中有关问题的分析需要用数学的理论作指导。
如概率法则已成为矿产勘查评价中常用的一种指导理论。
4 经济基础 矿产勘查属于一种经济活动，其始终受到后者的制约。具体表现为：

[li]1).矿体的属性特征受到工业指标及市场价格的制约（图2-3）； [/li][li]2).追求经济效益是矿产勘查的根本目标； [/li][li]3).经济可行性论证是矿产勘查的必要工作；[/li]

因此，经济知识是矿产勘查的理论基础。


图2-3 网脉状矿床的面储量和矿石质量与用不同边界品位圈定关系图
（据А.Б.卡日丹，1984）
1-花岗岩；2-二长岩；3-构造断裂；4-按边界品位3%圈定矿体；
5-按边界品位1%圈定矿体；6-按边界品位0.5%圈定矿体   

图例序号	平均品位	面储量
4	5%	1600个单位
4+5	2.9%	2650个单位
4+5+6	1.5%	4720个单位

4 技术基础 勘查技术手段对矿产勘查的成败及其理论起着至关重要的影响,具体表现为：

[li]1).技术水平影响勘查的深度及广度； [/li][li]2).技术水平影响勘查信息获取的途径及数据处理的方式、进度及速度； [/li][li]3).对勘查战略及程序产生影响； [/li][li]4).技术水平的提高使勘查对象发生变化。[/li]

5 预测学基础

预测是矿产勘查的核心及要点。预测贯穿于勘查工作的全过程中，其不仅指导矿床的找矿、勘探及开采，而且，指导矿床的可行性论证工作。因此，预测学知识也是勘查理论的基础之一
三、矿产勘查的准则
矿床勘查的主要矛盾是勘查范围的有限性和矿床产出的局限性以及矿床特征的变化性。寻找并实现勘查程度与勘查成本之间的合理的“度”，就构成了矿床勘查的基本科学内容。
В.М.克列特尔及В.И.比留科夫矿床勘探五原则（1957）：调查完满原则；循序渐进原则；均匀（等可靠性）原则；最少人力物力消耗原则；最少时间消耗原则。
侯德义等找矿勘探五原则（1984）：从实际出发原则；循序渐进原则；全面研究原则；综合评价原则；经济合理原则。
赵鹏大院士提出了如下的对立统一的勘探过程最优化准则:
1 最优地质效果与经济效果的统一
         ----切矿产勘查工作应遵循的最基本准则
矿产勘查工作必须以获取最佳地质效果为目的，但同时又必须以达到最好的经济效果为前提。
在矿产勘查不同阶段，这两者的统一有不同的内容。勘查阶段应以采用合理、有效的综合方法尽快找到潜在矿床并作出远景评价为目的。在勘探阶段则以查明矿床的工业价值为目的。
矿产勘查的经济合理性应从整个勘查过程来加以考察。纯属矿山开拓、采准或开采时要解决的地质问题不宜要求在地质勘探阶段加以解决；矿床勘探工作也不能忽视未来矿山开采设计的基本需要而单纯地追求地质勘探部门的经济效果。
2 最高精度要求与最大可靠程度的统一
          ——指导矿产勘查工作精度评价的准则
地质事件是随机事件，其观测结果具有不确定性。
统计分析中的平均值估计的区间大小可以理解为允许误差范围，这就是计算的平均值的精度。而真实的平均值落入此区间的概率，即为对应于该精度的可靠程度。
若想既要有较高的精度，同时还有较高的可靠程度，只有增加观测次数N。观测次数N一定时，应努力将精度与可靠程度加以统一。
3 模型类比与因地制宜的统一
          ——利用所获得的资料的准则
模型类比法，是将在研究程度较高的已知矿区所总结的规律和积累的经验来指导未知地区工作的方法。
由于成矿作用的随机性，没有两个矿床是完全相同的。因此，除了模型类比，还得因地制宜。因为：随着新的实际资料的获得，要不断修正已有的模型；模型区与未知区之间存在“小异”，因而要求因地制宜。
4 随机抽样与重点观测的统一
          ——指导抽样观测的准则
“抽样”不是单指采取样品的工作，而是泛指各种观测。
为了保证抽样的随机性，在地质勘查工作中，按照一定的间距均匀地布置观测线、观测点、取样点。在如下情况下，需要有不同的观测密度：
具有不同变化程度的地段或方向上，需要有不同的观测密度；  
整个矿床或调查区的不同地段，由于所处的勘查阶段不同，观测密度也不同；
为了针对性地研究某一问题，而在关键性地段重点观测。
5 全面勘查与循序渐进的统一
          ——地质勘查全过程的最优化准则
全面勘查的含义：
查明矿床所占据的整个空间；
对矿床地质条件、矿体外部形态和内部结构、矿床开采技术条件和水文地质条件等进行全面调查研究。
循序渐进的含义：
在矿产勘查的不同阶段，全面勘查的内容应与工作阶段相适应；
巨大的矿床需分阶段或分片地做到全面圈定，延深很大的矿床也应分段地圈定不同深度的矿体。

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