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[论文] 《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》和铜、金多金属矿成矿预测理论与方法

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发表于 2010-12-18 23:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 paoichang 于 2010-12-20 00:16 编辑

《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》
和铜、金多金属矿成矿预测理论与方法
(有色金属矿产地质调查中心,北京中色地科矿产勘查研究院有限公司
杨建功)
中国矿联地勘协会的委托,就《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》和铜、金多金属矿成矿预测理论与方法,与各位同仁一起学习和探讨,不当和谬误之处,敬请各位批评指正。
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 楼主| 发表于 2010-12-18 23:15 | 显示全部楼层
Ⅰ.铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范
一、规范的主要特点
《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》体现了社会主义市场经济的要求,基本符合我国国情;具有一定的科学性、先进性、实用性和可操作性。其主要特点表现在:
(一)类别划分和名词、术语的定义基本与国际惯例接轨
规范按照“固体矿产资源/储量分类”标准将矿产资源/储量分为储量、基础储量、资源量三大类16种类型,每一类型一个编码,便于不同类型的识别和数据的计算机处理与信息交流。名词、术语的定义严谨、词义确切,与国际惯例基本一致,便于国际交流。
(二)强化了矿产资源/储量的经济内涵
资源/储量分类的依据是经过矿产勘查所获得的不同地质可靠程度、相应的可行性评价及其得出的不同经济意义。突出了可行性评价程度(特别是可研和预可研)及其得出的经济意义在分类中的重要作用。
(三)取消了“各级储量比例”的要求
规范对“各级储量比例”再不作硬性规定,而是由投资者根据需要确定,以适应市场经济条件下矿业市场发展的需求。对于各类储量、基础储量或资源量的用途要求仅作了一般性规定,基本原则是探明的矿产资源应满足矿山建设还本付息期所需的矿量;控制的矿产资源应达到矿山最低服务年限的矿量;推断的矿产资源应满足矿山远景规划的矿量。
(四)利用“类型系数”作为划分矿床勘查类型的依据
本规范对矿床勘查类型的划分,首次引入了“类型系数”的新概念,利用“类型系数”作为划分矿床勘查类型划分的依据,减少了人为的干扰因素,使矿床勘查类型的划分从定性向半定量转变。
(五)规范包含四个勘查阶段的有关技术要求
规范对铜、铅、锌、银、镍、钼矿的勘探、详查、普查、预查工作均提出了相关的技术要求,而不仅是对某一阶段工作提出了技术要求,以满足多层次勘查和不同业主对地勘工作的需求。所以,称为“地质勘查规范”。
二、矿床勘查类型与勘查工程间距
一般是先划分矿床勘查类型,然后根据矿床勘查类型确定勘查工程(或叫探矿工程、采样工程)间距。
(一)矿床勘查类型划分
1.类型系数:通过对75个矿床勘查类型实例的研究,规范首次提出了“类型系数”的新概念。划分矿床勘查类型和确定勘查工程间距时,应依据主矿体规模、形态及内部结构、矿床构造影响程度、主矿体厚度稳定程度和有用组分分布均匀程度等5个主要地质因素来确定。
为了量化这5个因素的影响大小,给每个因素赋予一定的值,即类型系数,根据5个地质因素类型系数值之和就可以确定是第几勘查类型。在5个因素中,主矿体之规模大小比较重要,所赋予的类型系数值要大些,约占30%;构造对矿体形状的影响与矿体规模有间接联系,所赋予的值要小些,约占10%;其它3个因素各占20%。
(1)矿体规模分为大、中、小型三类,其具体划分及类型系数见表1。

表1    矿体规模划分及类型系数表
矿体规模        类型系数        矿产种类        长度(m)        延深或宽(m)
大型        0.9        铜、钼        >1000        >500
                铅、锌        >800        >500
                银                >300
                镍                >400
中型        0.6
(0.3~0.6)        铜、钼        300~1000        300~500
                铅、锌        300~800        200~500
                银                150~300
                镍                200~400
小型        0.3
(0.1~0.3)        铜、钼        <300        <300
                铅、锌                <200
                银                <150
                镍                <200
由于矿体规模对勘查类型影响较大,小型矿体(<300m)和中型矿体(300~1000m)按长度不同应有不同的值:小型矿体长度<100m赋值0.1,150~200m赋值0.2,>200赋值0.3;中型矿体长度300m赋值0.3,400~500m赋值0.4,>500赋值0.6。

(2)矿体形态复杂程度分为三类
A.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;
B.中等:复杂程度属中等,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;
C.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、小筒柱状,内部夹石多,分枝复合多且无规律。
(3)构造影响程度分为三种
A.小型:类型系数0.3。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;
B.中型:类型系数0.2。有断层破坏或岩脉穿插,构造对矿体形状影响明显;
C.大型:类型系数0.1。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。
(4)矿体厚度稳定程度大致分为稳定,较稳定和不稳定三种。各矿种不同稳定程度的厚度变化系数及类型系数见表2。

表2    矿体厚度稳定程度及类型系数表
矿产种类        稳定程度        厚度变化系数(%)        类型系数
铜        稳定        <60        0.6
        较稳定        60~130        0.4
        不稳定        >130        0.2
铅、锌        稳定        <50        0.6
        较稳定        50~100        0.4
        不稳定        >100        0.2
银        稳定        <80        0.6
        较稳定        80~130        0.4
        不稳定        >130        0.2
镍        稳定        <50        0.6
        较稳定        50~100        0.4
        不稳定        >100        0.2
钼        稳定        <60        0.6
        较稳定        60~100        0.4
        不稳定        >100        0.2

(5)有用组分分布均匀程度,根据主元素品位变化系数划分为均匀、较均匀,不均匀三种。各矿种有用组分均匀程度具体划分及相应的类型系数值见表3。
表3    有用组分分布均匀程度及类型系数表
矿产种类        均匀程度        品位变化系数(%)        类型系数
铜        均匀        <60        0.6
        较均匀        60~150        0.4
        不均匀        >150        0.2
铅、锌        均匀        <80        0.6
        较均匀        80~180        0.4
        不均匀        >180        0.2
银        均匀        <100        0.6
        较均匀        100~160        0.4
        不均匀        >160        0.2
镍        均匀        <50        0.6
        较均匀        50~100        0.4
        不均匀        >100        0.2
钼        均匀        <80        0.6
        较均匀        80~150        0.4
        不均匀        >150        0.2
注意:品位变化系数要用矿体单样品位计算,而不是用单工程矿体平均品位。

2.矿床勘查类型划分:矿床勘查类型划分主要根据上述5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:
第Ⅰ勘查类型:为简单型,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中等。
第Ⅱ勘查类型:为中等型,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,构造对矿体形状影响明显。
第Ⅲ勘查类型:为复杂型,五个地质因素类型系数之和为1~1.6。主矿体规模小到中等,形态复杂,厚度不稳定,主要有用组分分布较均匀到不均匀,构造对矿体形状影响明显到严重。
本规范把原来的4至5种勘查类型调整为3种。本规范的Ⅰ类型相当于原来的Ⅰ、Ⅱ类型;Ⅱ类型相当于原来的Ⅲ类型;Ⅲ类型相当于原来的Ⅳ、Ⅴ类型。
(二)勘查工程间距的确定
规范对勘查工程间距的确定,只提出了原则意见。勘查工程的布置,一般是以一定几何形态的网格来控制矿体,并根据工程密度估算不同类别的资源/储量;勘查工程的布置还应考虑不同勘查阶段的衔接。
为了在实际工作中能有所参考,本规范附录D之表D.4给出了3种勘查类型“控制的”资源/储量的参考工程间距(见表4)。这些数据仅是经验的总结,使用者必须结合矿床的具体情况,合理确定工程间距。
表4    铜、铅、锌、银、镍、钼矿床勘查工程间距参考表
矿 种        矿床勘查类型        控制的勘查工程间距(m)
                沿走向        沿倾向
铜        Ⅰ        200~240        100~200
        Ⅱ        120~160        100~120
        Ⅲ        80~100        60~80
铅锌        Ⅰ        160~200        100~200
        Ⅱ        80~100        60~100
        Ⅲ        40~50        30~50
银        Ⅰ        100~120        80~100
        Ⅱ        60~80        40~50
        Ⅲ        40~50        40~50
镍        Ⅰ        160~200        100~160
        Ⅱ        50~80        50~80
        Ⅲ        40~50        40~50
钼        Ⅰ        120~200        100~200
        Ⅱ        80~100        60~80
        Ⅲ        40~50        40~60
注意:1.工程间距沿倾向钻孔指实际控制矿体的距离(斜距),坑道为中段高度;
2.同一勘查类型中工程间距视矿床规模及复杂程度择优选用;
3.当矿体沿倾向变化较走向稳定时,工程间距沿矿体走向可密于倾向。

1.表4中未给出探明的和推断的工程间距。探明的工程间距应在研究矿床自身特征的基础上,确定加密工程间距,不限于“控制的勘查工程间距”的二分之一,目的是确定矿体的连续性,使矿体连接无异议。推断的工程间距,可以是不等间距的稀疏工程控制,其稀疏程度可以是“控制的勘查工程间距”的2-3倍。
2.勘查工程间距的确定与矿体五种主要地质因素 (规模、形态、厚度稳定程度、有用组分分布均匀程度、构造影响程度等) 有关。对于勘查工程数量较多的矿床,可运用地质统计学或其他数理方法确定最佳工程间距;对于一般的中、小型矿床,有类比条件时,运用传统的类比法确定最佳工程间距;对于大型矿床,应进行工程间距试验或不同勘查手段的工程验证,以确定最佳工程间距。
3.勘查方法和手段的选择应根据矿床类型和地形条件确定:一般I类型以钻探为主,并用坑道进行验证;Ⅱ类型和Ⅲ类型应以坑钻结合对矿体加以控制,如果地形平缓,则以钻探为主,地形陡峻则以坑道为主。
4.对于第Ⅲ勘查类型中极其复杂的小型矿床,无法探求控制的资源量/储量时,可施行边采边探、探采结合的方法。
(三)实例
甘肃某铜铅锌矿床共有8个矿体,参加资源/储量估算的有3个矿体,其中②号矿体为主矿体,其铜铅锌金属量占全矿床的89%;②号矿体上盘有平行产出的①号矿体,下盘有平行产出的③矿体。其余5个矿体均为单工程控制的小矿体。其勘查类型划分和工程间距确定如表5、表6。
表5    甘肃某铜铅锌矿床勘查类型划分表
矿体地质因素项目        矿体地质因素内容        类型系数
规模(m)        长度        1000        中型上限        0.6
        延深        925               
形态        似层状,内部有夹石和分枝复合现象。        中等        0.4
构造影响程度        矿体无后期断层破坏及岩脉穿插,构造对矿体基本上没有影响。        影响小        0.3
厚度变化系数(%)        63.64(<100%)        均较稳定        0.4
品位变化系数(%)        Cu        48.85(<60%)        均匀        0.6
        Pb        64.88(<80%)        均匀       
        Zn        63.31(<80%)        均匀       
合计                2.3
勘查类型划分        第Ⅱ勘查类型(第Ⅱ勘查类型规定的类型系数1.7-2.4)

表6    甘肃某铜铅锌矿床工程间距确定表
控制程度        铜矿Ⅱ勘查类型参考工程间距(m)        铅锌矿Ⅱ勘查类型参考工程间距(m)        详查确定的工程间距(m)
        沿走向        沿倾向        沿走向        沿倾向        沿走向        沿倾向
控制的        120-160        100-120        80-100        60-100        120        120
推断的                                        240        240

该矿床是铜铅锌共生矿床,详查确定的工程间距对铜矿是合适的,对铅锌矿则稍显不足。
三、勘查工作的目的任务和勘查程度
(一)预查阶段
1.目的任务:对铜、铅、锌、银、镍、钼矿有成矿远景的地区,通过综合地质研究、初步野外调查、极少量工程验证,初步预测潜在的资源量(334),提出可供普查的矿化潜力区,为进一步开展普查工作提供靶区、靶位。
勘查工作顺序:立项论证→设计编审→组织实施→报告编写→报告评审与资料汇交。
2.研究程度
(1)地质研究程度:通过收集分析地质、矿产、物探、化探和遥感地质资料等区域地质及矿产信息,选定找矿远景区进行预查;也可在1:5万区域地质矿产调查优选的找矿靶区基础上进行预查。对预查区内有成矿条件的物探、化探异常、矿点、矿化点通过1:2.5万~1:1万比例尺的地质填图或踏勘及适当比例尺的物探、化探工作进行初步评价,查明主要物探、化探异常特征及分布范围;对有价值的物探、化探异常及矿化蚀变体(层),可用极少量地表工程加以揭露,用极少量深部工程予以验证;如发现矿体,应大致了解矿体厚度、规模、形态、产状等。
(2)矿石质量研究程度:对预查中已发现的矿体,应大致了解矿石品位、矿物成分、化学成分、矿石结构构造,大致了解矿石自然类型。
(3)矿石选(冶)和加工技术条件研究程度:对发现的矿体可以通过类比分析,作出是否可选的判断;对无类比条件的新类型矿石,作出是否可选的预测。
(4)矿床开采技术条件研究程度:对预查发现的有工业价值前景的矿点可顺便搜集有关资料,大致了解该区的水文地质、工程地质及环境地质条件。
(5)综合勘查、综合评价:对预查发现的工业矿体,应大致了解与主元素共生、伴生矿产的种类及其矿石矿物学特征,作出是否可以综合利用的预测。
3.控制程度
矿床的控制程度主要指勘查工程对矿体的控制密度。
预查阶段验证异常和矿化体的勘查工程极少,只是大致了解矿体情况,对勘查工程间距不作具体要求。
对预查发现的矿体或异常矿化区,可根据极少量验证工程所获得的取样资料,估算预测的矿产资源量 (334),并能为区域远景找矿提供宏观决策的依据。
(二)普查阶段
1.目的任务:对预查圈定的矿化潜力较大的地区或地段,通过地质、物探、化探等有效的技术方法、数量有限的勘查工程和取样测试工作、可行性概略评价,估算推断的资源量(333),提出是否有详查的价值,并圈出详查区范围。
2.研究程度
(1)地质研究程度:在预查阶段收集地质、物探、化探、遥感地质资料的基础上,进一步了解区域地质及矿产信息和成矿远景;对预查选定的普查区应初步查明地层、构造、岩浆岩等地质情况,依据矿种及矿床类型的不同应有所侧重地调查与成矿有关的主要地质因素;通过1:1万甚至1:2000比例尺的地质填图及适当比例尺的物探、化探工作,评价各类物探异常、化探异常、矿化点和矿点,通过有限的取样工程,大致查明矿体的分布、规模、产状和矿石质量,推断矿体的连续性;大致了解矿床氧化带发育情况,评价区内是否有进一步工作价值的矿体,为开展详查工作提供依据。
(2)矿石质量研究程度:通过数量有限的取样分析,大致查明矿石矿物、脉石矿物种类、矿石的结构构造特征、矿石品位、矿石自然类型等情况,初步评价矿石的经济价值。
(3)矿石选(冶)和加工技术条件研究程度:一般进行矿石选(冶)性能的对比研究。对组分复杂、粒度较细、国内尚无成熟选(冶)经验的矿石,应进行可选性试验,做出工业利用方面的初步评价。
(4)矿床开采技术条件研究程度:应初步了解矿区地表水体分布、地下水类型及补给、排泄条件、矿床主要充水因素;初步了解矿体(层)顶、底板围岩和矿石稳定性;初步了解矿区环境地质状况。得出矿床开采技术条件的初步评价结论。
(5)综合勘查、综合评价:普查工作中如发现具有工业价值和经济效益的共生伴生矿产,应大致查明其种类、含量、赋存状态,并研究其综合利用的可能性。
3.控制程度
普查阶段勘查工程是根据验证异常和初步控制矿体的需要,布置数量有限的取样工程,一般地表应有系统工程控制,深部以1~3条剖面稀疏控制矿体。所估算的推断的资源量(333)可以作为矿山远景规划的依据。
(三)详查阶段
1.目的任务:采用各种勘查方法、手段及系统取样工程,对详查区内的矿体进行控制,估算控制的资源/储量,并通过预可行性研究,做出是否具有工业价值的评价,圈出勘探区范围。
2.研究程度
(1)地质研究程度:根据相关地质、矿产及物探、化探资料,大致了解区域成矿地质背景。通过1:2000甚至1:1000地质填图工作,基本查明矿区地层层序和分布特征;基本查明岩浆岩种类、规模、形态、产状及与成矿有关的岩性、岩相的分布特点;基本查明主要构造性质、产状,基本查明控矿构造因素及矿化富集的构造条件,以及构造对矿体的破坏影响程度;基本查明与成矿有关的变质与蚀变特征及与矿化的关系;通过系统取样工程,基本查明矿体规模、形态、产状及厚度与品位变化情况,基本确定矿体的连续性,基本查明矿体中夹石及顶底板围岩的特征;基本查明矿床氧化带特点,发育程度、范围、深度、矿物组合和可选性能,初步划分矿石氧化带、混合带、原生带界线,对次生富集现象和规律有基本了解。通过上述工作,为是否进一步勘探提供依据;对有工业价值的矿床,所控制的资源/储量可以作为矿山总体规划及矿山项目建议书的依据。
(2)矿石质量研究程度:基本查明矿石矿物、脉石矿物种类、含量、共生组合关系及矿石结构构造特征;基本查明矿石有用、有害组分种类、含量、赋存状态和分布规律;初步划分矿石自然类型和工业类型。
(3)矿石选(冶)和加工技术条件研究程度:应初步查明主要矿石类型的选(冶)性能。一般情况下应进行矿石可选(冶)性试验或实验室流程试验;对生产矿山附近的、有类比条件的易选矿石可以进行类比评价,对难选矿石或新类型矿石应进行实验室扩大连续试验,做出能否工业利用的评价。
(4)矿床开采技术条件研究程度
① 水文地质研究:基本查明矿区含水层、隔水层、构造破碎带、风化带、岩溶等的水文地质特征、发育程度和分布规律:基本查明矿区内地表水体分布及其与矿床主要充水含水层的水力联系,大致评价其对矿床充水的影响:基本查明地下水补给、排泄条件、矿床主要充水因素,一般应预测矿坑涌水量,评价对矿床开采的影响程度;初步划分矿床水文地质类型及确定水文地质条件复杂程度;调查研究供水水源的水量、水质条件,指出供水水源方向。
② 工程地质研究:根据矿体(层)围岩类型及矿石特征,初步划分矿区工程地质岩组,测定主要岩石、矿石的力学性质参数,研究其稳定性能;基本查明矿区内断层破碎带、节理、裂隙、岩溶、风化带、软弱夹层的分布,评价其对矿体及其顶底板岩层稳固性质的影响;对露天采场边坡的稳定性提出评价意见;调查老窿及采空区的分布、充填和积水情况;初步划分矿床工程地质类型和确定工程地质条件复杂程度。
③ 环境地质研究:基本查明岩石、矿石和地下水(含热水)中对人体有害的元素、放射性及其他有害气体的成分、含量等情况;搜集地震、泥石流、滑坡、岩溶等自然地质灾害的有关资料,分析其对矿山生产的影响;预测矿山开采对本区环境、生态可能产生的影响。
综合上述水文、工程、环境地质条件,初步划分矿床开采技术条件类型,为矿山建设编写项目建议书提供依据。
(5)综合勘查、综合评价:应基本查明详查地段有工业利用价值的共生矿产和伴生有用组分的种类、含量、赋存状态、分布特点及其与主元素的相互关系,并进行综合评价,探讨其工业回收利用的可能性。
3.控制程度
采用系统的勘查工程对矿体进行控制,以满足基本确定矿体连续性的需要。一般采用表4中推荐的工程间距,该工程间距是进行勘查工作的基本网度,也是估算控制的资源/储量的工程密度。
详查应基本查明矿床(体)地质特征,基本控制矿体的分布范围,矿体出露地表的边界及延深应有系统工程控制,所探获控制的资源量/储量的数量,应达到矿山最低服务年限的要求(矿山最低服务年限一般由投资者决定)。
(四)勘探阶段
1.目的任务:对勘探区内的矿体,通过加密各种勘查工程及采用其他技术方法手段,探求探明的资源/储量;同时为可行性研究或预可行性研究、矿山建设设计提供必须的所有地质资料。
2.研究程度
(1)地质研究程度
① 区域地质:收集该区地质、矿产和物探、化探资料,分析区域成矿地质条件和主要成矿因素,了解区域成矿远景。
② 矿区地质:通过1:2000~1:1000甚至1:500比例尺的地质填图,详细查明地层层序,划分与成矿有关的地层岩性,研究其组合特征及其与成矿的时空关系。详细研究与成矿有关的火山岩、侵入岩的种类、规模、产状、形态、岩相变化,研究其形成时代和接触关系;对含矿岩体应划分岩性、岩相、侵入期次、侵位方式及与成矿的关系。研究主要构造性质、规模、形态、产状及分布规律,查明控矿构造因素及矿化富集的构造条件,以及构造对矿体的破坏影响程度。详细研究与成矿有关的变质作用和蚀变种类、强度、组合和分布范围,变化规律及其与矿化的关系。
③ 矿床地质:用加密的勘查工程详细查明勘探范围内矿体的数量、赋存部位、顶底板岩性,分布范围;详细查明工业矿体规模、形态、产状、内部结构、厚度、品位及其变化特点,肯定矿体的连续性;详细查明主矿体内无矿地段及夹石的规模、形态、产状及分布规律;详细查明并研究矿体氧化带特点、发育程度、范围、深度、矿物组合和可选性能,划分矿石氧化带、混合带、原生带界线,研究次生富集现象和规律及其经济意义。对适宜露采之矿体,要对矿体四周及采场底部矿体边界进行系统控制,掌握矿体底部界线的起伏变化规律;对拟地下开采的矿床,要注意控制主要矿体的两端,上下界线和延伸情况。通过上述工作应满足矿山设计的需要。
(2)矿石质量研究程度
① 矿石组分及赋存状态:详细查明矿石矿物、脉石矿物种类及含量、共生组合、嵌布粒度特征及矿石结构构造特征;查明矿石有用及有害组分种类、含量、赋存状态和分布规律,对共、伴生矿产进行综合评价。根据矿物共生组合及选(冶)特点划分主要和次要工业类型,并研究其分布范围和所占比例。
② 矿石类型划分研究:按有用组分种类、含量、组构特征、氧化程度及脉石矿物种类等因素划分自然类型,确定矿石氧化带、混合带、原生带界线。对多元素共伴生矿床,应以主元素氧化率为主圈定上述三带界线。通过矿石质量研究满足矿山开采设计和可行性研究的需求。
(3)矿石选(冶)和加工技术条件研究程度:对易选矿石,进行实验室流程试验;如矿石物质组分复杂、综合利用价值又较高,或为新类型矿石,必要时还需进行实验室扩大连续试验;大中型矿床难选矿石应进行半工业试验,必要时做工业试验,为确定最佳工艺流程提供依据。
(4)矿床开采技术条件研究程度
① 水文地质研究:研究区域水文地质条件,圈定汇水边界,查明矿区地下水的补给、径流、排泄条件;详细查明含水层和隔水层的岩性、厚度、产状、分布及埋藏条件,含水层的富水性,导水性、渗透系数,含水层间的水力联系,地下水的水位、水温、水量及其动态变化,隔水层的稳定程度和隔水程度;查明断层破碎带、节理、风化裂隙带及溶洞的发育程度、分布规律、含水性及导水性,地表水体的分布及其与矿床主要充水含水层水力联系的途径和程度等,评价其对矿床充水的影响;划分矿床水文地质类型和确定水文地质条件复杂程度;根据矿床水文地质条件,结合矿床开拓方案,合理选择估算方法和公式,估算第一开采水平正常和最大的矿坑涌水量,预测下一开采水平或最低开采水平的涌水量;对矿床排水、矿坑水利用、矿山供水进行综合评价,指出供水水源方向并提供水量、水质资料。
② 工程地质研究:测定矿体及顶底板岩石的力学性质参数,如体积质量(体重)、硬度、湿度、块度、抗压、抗剪强度、松散系数、安息角、节理密度、RQD值(岩石质量指标)等,研究其稳定性能;查明构造、风化带、软弱夹层对矿床开采的影响;查明第四纪地层的岩性、厚度和分布范围;对露天采场边坡稳定性做出评价;调查并研究老窿或溶洞的分布、充填和积水情况;划分矿床工程地质类型和确定工程地质条件复杂程度,预测矿床开采时可能出现的主要工程地质问题并提出防治建议。
③ 环境地质研究:详细调查矿区内的有关环境地质现象(岩崩、滑坡、泥石流、岩溶、地温等)、地表水和地下水的质量、放射性和其他有害物质的含量,对矿床开采前的地质环境质量做出评价;预测评价矿床开采对矿区环境、生态可能造成的破坏和影响,如采、选(冶)废水和废气排放、采矿废石及尾矿堆放与处置及由于矿坑排水而引起的地下水位下降,井、泉枯竭对当地用水的影响等,并提出预防建议;搜集有关地震、新构造活动资料,阐明矿区地震地质情况和矿区的稳定性。
根据上述水文地质、工程地质、环境地质条件,划分矿床开采技术条件类型(简单、中等、复杂等三类),做出水文、工程、环境方面的总体评价,为矿山建设设计提供依据。
(5)综合勘查、综合评价
① 应对矿床中有工业价值的共生(包括同体和异体共生)矿产的赋存部位、分布、矿体规模、形态、产状、品位、厚度变化及与主元素矿产之关系等进行勘查研究,并估算资源/储量。
② 对矿床中伴生有用组分,要查明种类、含量及赋有状态和分布富集规律,研究综合利用回收途径。
③ 伴生有用组分在选(冶)过程中能回收利用者,勘探时应系统采组合样,了解含量与分布,并分别估算资源/储量。
④ 共伴生组分资源/储量类型视其勘探研究程度而定,一般做基本分析的共伴生组分资源类型随主组分,做组合分析的共伴生组分资源类型比主组分降一级。参与资源/储量估算的共生矿产、伴生组分的样品均应做内、外部检查。铜、铅、锌、银、镍、钼矿床伴生有用组分评价参考指标见规范附录G。
3.控制程度
勘探工程是在详查中系统工程控制基础上的加密,勘探工程间距可以是“控制的”工程间距的一半,甚至更密。具体的工程间距由勘查者根据矿床的具体地质特征确定,其要求是能满足肯定矿体连续性的需要,也是估算探明的矿产资源/储量的工程密度。
勘探时矿床地质研究程度应达到勘探阶段的要求,主要矿体应在详查控制基础上由加密工程加以圈定。对地下开采的矿床,要控制主要矿体沿走向和顶部的边界;对露天开采的矿床,要控制矿体四周的边界和采场底部边界;对在主矿体顶板附近能利用同一开拓系统开采的小矿体,应适当加密控制;探获的探明的资源/储量的数量应达到矿山首期建设设计返还本息的要求。矿床勘查深度根据投资者需要来确定。
从预查→普查→详查→勘探:①工作范围逐渐缩小,从面到点、由浅入深;②勘查工程投入逐渐增加,从极少量工程→数量有限的工程→系统工程→加密各种采样工程;③对矿体连续性的了解由预测→大致掌握→基本确定→肯定矿体的连续性。
四、勘查工作质量要求
(一)测量工作
地形测量和地质勘查工程测量应采用全国统一坐标系统和最新的国家高程基准。测量精度与要求按《地质矿产勘查测量规范》(GB/T18341-2001)执行。边远地区的勘查区周围没有可供联测的全国坐标系统基准点时,可采用全球卫星定位系统,建立独立坐标系统测图。
(二)地质填图
1.根据不同勘查阶段目的任务,进行不同比例尺地质填图,其精度要求按相应规范执行。地形地质图比例尺一般为:区域地质图1:5万~1:1万,矿区地质图1:5000 ~1: 1万,矿床地质图1:500 ~1:2000。
2.矿床大比例尺精测地形地质图,应以质量达标的相应比例尺地形图作为底图,对矿体分布地段和覆盖区的重要地质界线必须采用槽探、井探或浅钻工程揭露控制,所有地表工程和地质观测点均须用全仪器法测定位置,见矿工程要测量坐标,勘探线剖面图必须实测。勘探与详查阶段必须精测地形地质图,普查阶段一般简测地形地质图(没有质量达标的地形底图)或简测地质图,预查阶段可以简测地质图或草测地质图。
3.在条件适宜地区充分利用各种遥感地质资料,提取尽可能多的矿化蚀变信息,提高工作效率和成图质量。
(三)物探、化探工作
1.根据勘查区的地质、地球物理、地球化学条件,自然地理景观和地质工作要求,开展方法试验,测定有关参数,实测地质、地球物理、地球化学综合剖面,选择有效的物探、化探方法进行综合勘查。
2.对有找矿意义的物探、化探异常,综合运用地质、物探、化探、探矿工程进行检查评价。
3.充分利用钻孔等工程进行井中物探、化探工作,寻找盲矿体,研究矿体形态、产状和对应连接关系。
4.详查、勘探中应有选择的进行放射性检测。
5.物探、化探工作质量精度应符合现行专业规范和规程要求。野外工作结束后要及时整理资料,编制与地质图比例尺相适应的物探、化探图件,提交专项工作报告。矿产勘查报告中应简要阐明物探、化探工作成果,评述其质量。
(四)探矿工程
1.槽探、井探:主要用于控制矿体在地表及近地表浅部的实际位置,揭露地表重要的地质界线。控制矿体的工程要揭露其顶、底板,必要时可使用沿脉探槽。对覆盖层较厚或氧化带较深的矿体,槽探、井探难以达到目的时须用浅钻代替。
2.坑探:一般用于矿床首采区或主要资源/储量区。坑道布设以探明矿体情况为主,并考虑将来可以为矿山生产所利用。坑探工程质量按《地质勘查坑探工程规程》(DZ/T 0141-94)执行。
3.钻探:钻探工程质量按《岩心钻探规程》执行。
(1)矿体及其顶、底板3~5 m内的矿心、岩心平均采取率不低于80%,厚大矿体内部矿心采取率低于80%的连续长度不能超过5m,否则应采取补救措施。围岩岩心的分层平均采取率一般不得低于65%。
(2)使用的钻探工艺应能保持矿石原有结构特点和完整性,避免矿心粉碎贫化。在复脉型和多脉带型矿床中要严格控制钻进回次长度及回次采取率,防止钻进中漏矿。采用金刚石钻探工艺时,穿矿孔径要满足取样要求。加密取样钻孔,允许采用空气反循环(CSR)钻探工艺。
(3)认真测量钻孔顶角和方位角、认真进行孔深验证,做好孔深校正、原始记录、简易水文观测、封孔和岩矿心保管等工作。钻孔弯曲度应符合规程和地质设计要求,钻孔偏斜超差时要及时设法补救。见矿点及厚度大于30 m的矿体出矿点应测量钻孔顶角和方位角。封孔质量不符合规程或设计要求时需返工重封。
(五)化学分析样品的采取、加工和测试
1.基本分析
(1)采样和加工质量按《金属非金属矿产地质普查勘探采样规定及方法》执行(国家地质总局1977年7月颁发)。在各项勘查工程中按矿体(分矿石类型、品级)、并对可能含矿的岩石、矿化带及夹石连续取样,使所取样品能控制矿体、矿化带的顶底板界线。样品长度一般为1~2m,在预查、普查阶段为了研究矿化富集规律,样长可以短一些;在详查、特别是勘探阶段,对不能分采的矿石,样长以不大于夹石剔除厚度、不小于矿体最小可采厚度为宜。样长太短会给化验分析和制图带来诸多不便。
(2)槽探、井探、坑探工程中通常采用刻槽法取样。一般样槽断面规格:铜、铅、锌、镍、钼矿10×3cm或5×3cm;银矿10×3cm或10×5cm,银矿化均匀者经论证也可以采用5×3cm;氧化矿石中品位变化较大者可采用15×5cm或10×5cm。穿脉坑道一般在一壁腰线连续取样,矿化不均匀时可在两壁取样。沿脉坑道在掌子面或顶板取样,样品间距视矿化均匀程度而定,一般为5~10 m。通过试验也可以选择其他方法取样。
(3)岩矿心取样一般沿其长轴方向劈取一半作为样品,应尽可能使用金刚石刀具分取。对不同回次的岩矿心直径或采取率相差较大者要分别取样。
(4)分析项目:一般为该矿种的主元素和共生元素。如铜、铅、锌、银、钼矿床对应的矿化主元素为Cu、Pb、Zn、Ag、Mo;镍矿床为Ni、Cu;氧化镍-硅酸镍矿床为Ni、Co、Fe等。当其他有用组分达到单矿种工业要求时,也应列入基本分析项目。
2.光谱全分析
为确定组合分析和化学全分析项目,在矿体不同空间部位、不同矿石类型(或品级)及某些围岩、蚀变带取样。样品可从基本分析副样中抽取或单独采取。
3.矿石化学全分析
为全面了解矿石中各组分含量,在光谱全分析基础上,按主要矿体、分矿石类型(或品级)采取组合分析副样或单独采取有代表性的样品。每种矿石类型或品级一般至少取1~2个样。
4.组合分析
目的是系统了解矿石中伴生有用、有害组分的含量及其分布状况。从同一矿体同一块段、一个或几个相邻探矿工程中提取若干个基本分析副样,按矿石类型(或品级)依样品长度配分组合成一个样品。单个组合分析样品质量一般为100~200 g。根据矿石全分析资料并结合矿床地质特点,选择有实际意义的伴生有益或有害组分确定分析项目。
5.物相分析
为了解矿床自然分带,应自地表至原生带上部采取样品进行物相分析。样品分析可与基本分析同时进行,也可在基本分析副样中抽取或专门采集。采样与分析必须及时进行,以免样品氧化影响质量。分析项目有矿化主元素的全含量、硫化态与氧化态含量;镍矿床则分析全镍(TNi)、硫化镍(SNi)、硅酸镍(SiNi)。
6.单矿物或人工精矿分析
目的是查明稀散元素和贵金属元素的赋存状态、分布规律、含量及其与主金属元素的关系,按单矿物估算其资源/储量。样品应采自矿体。一般在实验室内用各种机械分选方法获得,要注意可靠性与代表性。采集地点和数量应按实际需要确定,用作估算资源/储量时,可按工程或按块段采集组合样,分离人工精矿进行分析。一般送样质量:单矿物2~20g,人工精矿30~50g。
7.样品加工
目前可采用两种方法加工样品。要求在样品加工全过程中总损失率不得大于5%,样品的缩分误差不得大于3%:
(1)分步缩分加工:分析样品的制备必须严格按照切乔特公式进行缩分:
Q = Kd2
式中:Q—缩分时取得的最小可靠质量(kg);
      K—缩分系数;
      d—样品碾碎后最大颗粒的直径(mm)。
K值的大小一般采用经验值:铜、铅、锌矿石0.1~0.2,若矿石中伴生有贵金属时取0.3~0.5;银矿石0.2~0.8;硫化镍矿石0.2~0.5;硅酸镍矿石0.1~0.3;钼矿石0.1~0.5,多用0.2。银矿或其他大型新类型矿床的矿石必要时应进行K值试验。
(2)机械联动线加工:经过一次破碎、缩分,直接达到要求粒度和质量数。必须严格按照确定的加工方法和操作规范进行,样品的缩分均匀性要进行试验。
(3)样品加工全部达到粒径1~0.83 mm(16目~20目)后,缩分为正、副样两部分。正样进一步磨细至送化验室的最大粒径和最小质量要求:铜、铅、锌、镍、钼矿样0.097mm(160目),50g;银矿样0.074mm(200目),不少于300g。副样保存最小质量:铜、铅、锌、镍、钼矿样200g,银矿样400g。
8.化学分析质量
(1)样品测试必须由取得国家或省级计量认证的测试单位承担。
(2)内部质量检查:内检分析的目的是检查加工和分析的质量,了解是否存在偶然误差。基本分析、组合分析、物相分析的结果应分期、分批做内检分析,内检样由地质人员从粗副样(粒经<0.84mm)中按原分析样品总数的10%抽取,编密码送原分析实验室进行试验。内检样品应从边界品位以上及少量边界品位附近的样品中抽取,并要考虑不同品级的代表性。
应当注意的是,实验室的质量监控(自检)不能代替用户的内检!内、外检分析均是用户提出的要求。
(3)外部质量检查:外检分析的目的是检查化验分析的质量,了解是否存在系统误差。基本分析、组合分析和银矿的物相分析应做外检分析,外检样品由地质人员或地质人员会同原实验室从内检合格的正样中按原分析样品总数的5%抽取,当矿床样品总数量较少时外检样不得少于30件。把附有原分析方法和分析结果的外检样品一同送国家级认证的实验室进行分析。
(4)化学分析质量及内、外部检查分析结果误差处理办法按DZ/T 0130-94《地质矿产实验室测试质量管理规范》执行。矿石分析相对双差(RD)和允许双差计算公式如下:
① 岩矿分析相对双差(RD)计算公式:RD=(X1-X2)/[0.5(X1+X2) ]×100%
   式中:X1、X2-原测定结果和检验测定结果浓度值(%)
② 岩矿分析允许相对双差(Y)计算公式:
Y=C×20[0.5(X1+X2)]-0.60       X≥3.08%
Y=C×12.5[0.5(X1+X2)]-0.182    X<3.08%
式中:Y-允许相对双差值(%);
C-修正系数(Cu 1.00,Pb 1.00,Zn 1.50,Ag 0.40,Ni 0.67,Mo1.00);
X1、X2-原测定结果和检验测定结果浓度值(%)
岩矿分析合格率计算方法:合格率=合格项数/检查项数×100%。合格项数指未超出误差范围的项数,返工复查后合格的项数,不计算在内。
内、外检合格率要求不低于80%。除计算合格率外,内检还应进行t检验判断,外检还应进行F检验判断。
③ 实例:某钼矿2008年第1批内检分析误差计算结果如表7。在Excel表上编辑公式计算,既方便又准确。
       表7  钼矿内检分析结果比较表  (10件,Mo:×10-2)  批次:2008年第1批
顺序号        内检样号        原样号        原分析结果        内检分析结果        相对双差(%)        允许相对双差(%)        合格(1)
超差(0)
1        NY24        1005        0.037        0.043        -15.00        22.46        1
2        NY25        1013        0.033        0.032        3.08        23.32        1
3        NY26        1023        0.027        0.031        -13.79        23.81        1
4        NY27        1020        0.042        0.035        18.18        22.61        1
5        NY28        1046        0.025        0.039        -43.75        23.39        0
6        NY29        1051        0.013        0.017        -26.67        26.84        1
7        NY30        1074        0.85        0.893        -4.93        12.82        1
8        NY31        1080        0.363        0.342        5.96        15.11        1
9        NY32        1087        3.172        3.316        -4.44        9.87        1
10        NY33        1094        0.052        0.055        -5.61        21.30        1
合格率=9÷10×100%=90%

2006年6月5日已经分布了新版本《地质矿产实验室测试质量管理规范》 (DZ/T 0130-2006),从2006年9月1日实施。代替DZ/T 0130-94。
(六)矿石选(冶)试验样品的采集与试验
1.矿石加工技术条件试验研究程度由矿产勘查投资者根据工业利用和不同勘查阶段的要求决定。样品采集前勘查单位应与试验单位共同编制采样设计,经矿产勘查投资者审查批准后采样。
2.样品采取要考虑矿石类型、品级、组构特征和空间分布的代表性,能分采的应分类型采集,否则可采混合样。实验室流程试验、扩大连续试验及半工业试验的样品采集时还要考虑开采时的矿石贫化,试验样品的品位可略低于矿床(体)平均品位。当矿石中有共、伴生有用组分时应一并考虑采样的代表性,以便试验时了解其赋存状态和综合回收的工艺流程。样品采集和加工选(冶)试验的各环节质量,必须符合《金属非金属矿产地质普查勘探采样规定及方法》等相关技术规范的要求。
(七)岩、矿石物理技术性能测试样品的采集与试验
1.为了研究矿床开采技术条件,在详查、勘探中必须测定岩石、矿石和矿体顶底板围岩的物理力学性能。采样与试验项目一般包括:矿石的体积质量(体重)、湿度、块度、孔隙度、松散系数;矿体顶底板围岩和矿石的稳定性、硬度、安息角以及抗压、抗剪、抗拉强度:沙性土及粘性土的土工试验等。采样方法、数量、质量执行《金属非金属矿产地质普查勘探采样规定及方法》。
2.体积质量(体重)样应按矿石类型和品级分别采样,在空间分布上应有代表性。小体积质量(体重)样品应在野外蜡封,每种主要矿石类型或品级的样品数量不少于30个。对疏松或多裂隙孔洞的矿石(如氧化矿石、风化壳型镍矿石等)还应每种矿石类型或品级测定2~5个大体积质量(体重)样品,用于校正小体积质量(体重)值或直接参与资源/储量估算。体积质量(体重)样品体积要求:
小体积质量(体重)一般为60~120 cm3,大体积质量(体重)不小于0.125 m3。测定矿石体积质量(体重)同时要测定它的主元素品位、湿度和孔隙度(氧化矿石)。
3.岩、矿石(土)物理力学性能测试样采集重点放在矿体及其上、下盘围岩。采样要有代表性,能反映出各种岩、矿石(土)的主要特征。
(八)原始编录、综合整理和报告编写
1.矿产勘查各阶段,原始编录必须在现场认真及时进行,客观、准确、齐全反映第一手地质情况。各项原始编录资料应及时进行质量检查验收和综合整理,各个工作项目结束后及时提交图件清晰、文字简练、文图相符的原始与综合资料。工作质量执行DZ/T 0078-93《固体矿产勘查原始地质编录规定》和DZ/T0079-93《固体矿产勘查地质资料综合整理、综合研究规定》。
2.矿产地质勘查报告编写要内容齐全、重点突出、数据正确,质量符合要DZ/T 0033-2002《固体矿产勘查/矿山闭坑地质报告编写规范》或其它新规定的要求。
五、可行性评价
矿床经济意义的可行性评价分为三个阶段:概略研究、预可行性研究、可行性研究。可行性评价的程度(概略研究、预可行性研究、可行性研究)及其得出的经济意义结论是划分资源/储量类别的重要依据。因此地质勘查单位提交的成果报告,进行了可行性研究和预可行性研究的,才能提交相应类型的资源/储量。否则,只能提交资源量。
可行性研究和预可行性研究必须由有资质的单位完成,如有关的设计研究院或工程咨询公司等;概略研究由地质勘查单位完成。
(一)概略研究
是指对矿床开发经济意义的概略评价,据此估算的资源量只具内蕴经济意义。通常是在收集分析该矿产资源国内、外市场供需状况的基础上,分析已取得的普查或详查、勘探地质资料,类比已知矿床,结合矿区的自然经济条件、环境保护等,以我国类似企业经验的技术经济指标或按扩大指标对矿床作出技术经济评价。从而为矿床进一步勘查或开发、为制定长远规划或工程建设规划的决策提供依据。
概略研究可采用总利润、投资利润率、投资收益率、投资回收期等经济评价指标,对矿床进行静态的经济评价。
(二)预可行性研究
是对矿床开发经济意义的初步评价。应有详查或勘探后采用参考的工业指标探获的控制的或探明的资源/储量,实验室规模的加工选(冶)试验资料;需要比较系统地对国内、外该矿种的资源/储量、生产、消费情况进行调查和初步分析;并对国内、外市场的需求量、产品品种、质量要求和价格趋势做出初步预测。根据矿床规模和矿床地质特征以及矿区地形地貌,借鉴类似企业的实践经验,初步研究并提出项目建设规模、产品种类、矿山总体建设轮廓和工艺技术的原则方案;参照类似企业,选择适合评价当时市场价格的技术经济指标,初步提出建设总投资、主要工程量和主要设备以及生产成本等。通过初步经济分析,圈定并估算不同类型的资源/储量。
通过国内、外市场调查和预测资料,综合矿区资源条件、工艺技术、建设条件、环境保护以及项目建设的经济效益等各方面因素,从总体上对项目建设的必要性、建设条件的可行性以及经济效益的合理性做出评价,为是否进行勘探以及推荐项目和编制项目建议书提供依据。
预可行性研究的内容与可行性研究相同,只是详细程度次之,投资估算的误差一般在25%左右。一般采用内部收益率、净现值和动态的投资回收期等经济评价指标,进行动态的经济分析。
(三)可行性研究
是对矿床开发经济意义的详细评价。主要依据勘探所获得的探明的资源/储量及相应的加工选(冶)性能试验结果,首先对国内、外该矿种的资源/储量、生产、消费要认真调查、统计和分析,并对国内、外市场的需求量、产品品种、质量要求、价格、竞争能力进行分析研究和预测。工作中对资源条件要认真进行分析研究,充分考虑地质、工程、环境、法律和政府的经济政策等各种因素的影响。对企业生产规模、开采方式、开拓方案、选(冶)工艺流程、产品方案、主要设备的选择、供水供电、总体布局和环境保护等方面进行深入细致的调查研究、分析估算和多方案比较,并依据评价当时的市场价格确定投资、生产经营成本、销售收入、利润和现金流入流出等。所采用的成本数据精度高,误差一般在10%左右,具有很强的时效性。一般用内部收益率、净现值、动态的投资回收期等经济评价指标,进行动态的企业经济分析。其结果可以详细评价拟建项目的技术经济可靠性,圈定并估算不同类型的资源/储量,得出拟建项目是否应该建设以及如何建设的基本认识。
通过可行性研究的论证和评价,为有关部门投资决策、编制和下达设计任务书、确定工程项目建设计划等提供依据。
六、资源/储量分类
(一)分类依据
1.经济意义:分为经济的、边际经济的、次边际经济的和内蕴经济的四种。
2.可行性评价程度:分为可行性研究、预可行性研究和概略研究三种。
3.地质可靠程度:分为探明的、控制的、推断的和预测的四种。其可靠程度为:
(1)探明的矿产资源
① 详细控制矿体(层)的形态、规模、产状和空间位置。
② 详细控制影响中段采准的较大构造的性质、产状和分布范围;基本控制岩浆岩、含矿岩系、夹石、无矿带岩石的岩性、产状及其分布变化规律。
③ 详细查明影响矿石综合回收技术经济效益的有用、有害组份的种类及其赋存状态、矿石类型、品级、比例及其分布变化规律;在需要分采和地质条件可能的情况下,对分采的矿石类型和品级进行详细圈定。
④ 资源/储量必须为探明的工程间距内的采样工程所圈定。
(2)控制的矿产资源
① 基本控制矿体(层)的形态、规模、产状和空间位置。
② 基本控制影响中段)开拓的较大构造性质、产状和分布范围;初步控制岩浆岩、含矿岩系、夹石、无矿带岩石的岩性、产状及其分布变化规律。
③ 基本查明影响矿石综合回收技术经济效益的有用、有害组份的种类及其赋存状态、矿石类型、品级、比例及其分布变化规律;在需要分采和地质条件可能的情况下,对分采的矿石类型和品级进行基本圈定。
④ 资源/储量必须为相应工程间距的系统采样工程所圈定。
(3)推断的矿产资源
① 大致控制矿体(层)的形态、规模、总体产状和空间位置。
② 大致控制控矿和破坏矿体的较大构造的性质、产状和分布范围;大致控制主要岩浆岩、含矿岩系、夹石、无矿带岩石的岩性、产状及其分布变化规律。
③ 大致查明影响矿石综合回收技术经济效益的有用、有害组份的种类及其赋存状态、矿石类型、品级、比例及其分布变化规律。
④ 资源量是由数量有限的工程圈定和根据地质成矿规律推断的,基本上无网度概念。
(4)预测的矿产资源:仅仅是根据极少量工程取样资料及物探、化探异常,矿化蚀变特征预测矿体(层)存在,预测的资源量属潜在矿产资源。
(二)分类及类型
规范对资源/储量只有分类(储量、基础储量、资源量),没有分级,但可以把“探明的”、“控制的”、“推断的”、“预测的”看作“分级”。这样就把矿产资源分为“三类四级16个类型”。
1.储量:是指基础储量中的经济可采部分。在预可行性研究、可行性研究或编制年度采掘计划的当时,经过了对经济、开采、选(冶)、环境、法律、社会和政府等诸因素的研究及相应的修正,结果表明在当时是经济可采的或已经开采的部分,是扣除了设计、采矿损失的可实际开采数量。根据地质可靠程度和可行性评价阶段不同,把经过可行性研究且是探明的部分称可采储量,把经过预可行性研究且是探明的或是控制的部分称预可采储量。储量分3个类型:①可采储量(111);②预可采储量(121);③预可采储量(122)。
121与122的区别是地质可靠程度不同,前者是探明的,后者是控制的。
2.基础储量:是查明矿产资源的一部分。它能满足现行采矿和生产所需的指标要求(包括品位、质量、厚度、开采技术条件等),是经详查、勘探所获控制的、探明的资源并通过可行性研究或预可行性研究认为属于经济的或边际经济的部分,其数量未扣除设计和采矿损失。基础储量分6种类型:①探明的(可研)经济基础储量(111b);②探明的(预可研)经济基础储量(12lb);③控制的经济基础储量(122b); ④探明的(可研)边际经济基础储量(2M11);⑤探明的(预可研)边际经济基础储量(2M21);⑥控制的边际经济基础储量(2M22)。
其中11lb、12lb、122b分别与111、121、122的唯一区别就是前者未扣除设计和采矿损失。
3.资源量:是查明矿产资源的一部分和潜在矿产资源。包括经可行性研究或预可行性研究证实为次边际经济的矿产资源和经过勘查并只作了概略研究的内蕴经济的矿产资源,也包括经过预查后预测的矿产资源。资源量分7个类型:①探明的(可研)次边际经济资源量(2S11);②探明的(预可研)次边际经济资源量(2S21);③控制的次边际经济资源量(2S22);④探明的内蕴经济资源量(331);⑤控制的内蕴经济资源量(332);⑥推断的内蕴经济资源量(333);⑦预测的资源量(334)?。
矿产资源=基础储量+资源量。储量包含于基础储量中。
七、资源/储量估算应注意的问题
地质勘查成果最终集中体现到所探获的资源/储量上,资源/储量是衡量矿床潜在经济价值和矿山开发建设的最重要依据,其可靠性对矿山开发建设的成败至关重要;而资源/储量估算的过程正确与否和工作精度如何,直接影响到资源/储量的可靠性。所以,资源/储量估算的全过程必须正确无误。
(一)资源/储量估算的一般原则
1.参与资源/储量估算的各项探矿工程的质量,应符合有关规范、规程和规定的要求。
2.资源/储量估算必须在综合研究矿床地质条件、控矿因素的基础上,严格按工业指标正确圈定矿体的前提下进行。
3.根据矿床资源/储量的分类结果,按矿体、资源/储量类型、矿石类型[当选(冶)试验证实矿石性质差异大,有可能进行分采、分选时,应考虑分矿石类型进行估算]和块段分别估算各矿体及矿床的矿石量、金属量和平均品位。
4.矿床中氧化带、混合带、原生带发育时,应分别估算资源/储量。混合带不发育时,可视实际情况将其划入氧化带或原生带进行估算。
5.达到工业要求的共生组分,应分别圈定矿体估算资源/储量。
6.资源/储量的单位按各矿种规范的要求确定。通常情况下,一般矿产矿石量单位为万吨,金属量为吨,伴生稀贵金属的金属量为千克;独立或共生金及稀贵金属矿石量单位为吨,金属量为千克。一般矿产的矿石品位以质量分数(%)计,金、银及稀贵金属矿石品位以质量分数(10-6)计。
7.估算资源/储量时,应扣除截至勘查工作结束时采空区的资源/储量。永久性建筑物等压覆的资源/储量应予说明。
8.资源/储量估算的方法应根据矿床的地质特征、矿体的赋存状态、勘查工程的分布情况等因素进行选择。对估算方法及其结果的正确性一般应进行检验,可选择一部分有代表性的块段或矿体,采用其他方法进行检验估算。
9.应用地质统计学方法估算资源/储量时,所用的软件应是国家矿产资源/储量主管部门评审认可,或是工业部门长期实际应用中证实是可行的软件。资源/储量估算应在品位数据结构分析、区域化变量的变异函数研究、正确确定资源/储量估值参数及选择估值方法的条件下进行。
(二)资源/储量估算范围
说明资源/储量估算的平面范围如起止剖面线或拐点坐标,垂向范围如起止标高或埋藏深度;参加资源/储量估算的矿体数和矿体号。估算范围超出矿权范围的,应分矿权证内、证外分别估算资源/储量。
(三)资源/储量估算的工业指标
矿床工业指标是圈定矿体、估算资源/储量的重要技术经济指标。确定工业指标既要考虑能圈定出具有一定规模的工业矿体,又涉及到政府对矿产资源的监督管理,一定要符合矿床的实际情况和政府主管部门的有关规定。其确定方法基本上有四种:
1.继承法:如果矿床曾经进行过勘查,已有有关部门批准或下达的工业指标,该工业指标也适应矿床当前的技术经济条件,可直接引用。但应说明该工业指标来源的文件名称、文号、批准时间和批准单位。
2.类比法:如果矿床邻近有同类型可类比的矿床(山),可使用该矿床(山)的工业指标,估算相应类型的资源/储量。类比时要考虑矿床内部特征(矿体特征、矿石加工技术性能、开采技术条件等)和外部建设条件的一致性或相近性。类比法确定的工业指标与一般工业指标一致时,可不报批;否则,要上报政府主管部门批准。
3.一般法:一般情况下,从政府主管部门发布的或相应矿种勘查规范建议的矿床一般工业指标中选取。取值范围不能超出一般工业指标的浮动范围,具体指标根据矿床的实际情况确定。矿床内、外部条件好时取下限值,反之取上限值。这样确定的工业指标不需要详细论证,也不需要报批,程序简便。该方法一般适应于普查和预查阶段,详查和勘探阶段也可以用。
4.论证法:在详查、勘探阶段,一般应结合矿床预可行性研究和可行性研究,论证制定本矿床合理的工业指标,并上报政府主管部门批准后,作为圈定矿体、估算资源/储量的依据。工业指标论证应由具有可行性研究资质的单位完成。
(四)矿体的圈定和外推原则
1.矿体圈定:在单工程中根据矿床工业指标从等于或大于边界品位的样品圈起,将矿体中等于或大于夹石剔除厚度的无矿样品作为夹石圈出,当平均品位和真厚度达到工业要求时即为矿体;当矿体的真厚度小于最小可采厚度、但品位较高,其厚度与品位的乘积达到米百分值或米•克/吨值指标时,也可作为矿体。
圈定矿体时,单工程中若遇连续有多个大于边界品位而小于最低工业品位的低品位矿时,当其厚度小于“夹石剔除厚度”时,可以带入矿体;当其厚度大于“夹石剔除厚度”时,不应带入矿体,而应单独圈出作为低品位矿。总的原则是:对于厚大且又能连片的低品位矿应单独圈出;对于厚度不大且分布零星难以分采的低品位矿无需单独圈出,而应圈入矿体中参与矿体厚度和平均品位估算。但投资者另有要求的则从其要求。
2.矿体连接:应先连接控制矿体的地质现象界线,然后根据主要控矿地质特征连接矿体。矿体的连接一般采用直线,在充分掌握矿体的形态特征时,可用自然曲线连接,但工程间矿体的厚度不应大于相邻两工程中的最大见矿厚度。
3.矿体外推:矿体的外推是指矿体在剖面(倾斜)和平面(走向)上的推断。水平或垂直纵投影图上矿体的资源/储量估算边界只能根据剖面图和平面图来确定。在有充分依据的情况下,可科学地确定外推长度。当无规律可循时,矿体有限外推,按实际控制网度的二分之一尖状外推或四分之一板状外推;当矿体边部相邻工程中存在大于边界品位二分之一矿化时,可作三分之二尖状外推或三分之一板状外推。矿体无限外推,应视矿体稳定程度和周围工程控制程度而定,最大外推距离不得超过一个相应勘查网度的工程间距;当已经证实矿体是小矿体群时,其无限外推的长度不能大于矿体已知的长度和延深。采用米百分值或米•克/吨值圈定矿体时不得外推,但普遍以米百分值或米•克/吨值圈定的薄脉型矿体除外。
探明的和控制的资源/储量只能用工程实际圈定,不能外推;控制的资源/储量可以外推推断的资源量,探矿工程圈定的推断的资源量可以外推预测的资源量;资源/储量不能连续外推,如控制的资源/储量外推的推断的资源量,不能再外推预测的资源量。
(五)资源/储量估算方法的选择及其依据
从矿体的形态、产状、规模和勘查工程的布置方式等方面论述所选择的资源/储量估算方法的合理性及其依据。在估算方法的选择上,能用简单方法的就不要用复杂方法。常用的资源/储量估算方法有两大类:传统方法和地质统计学方法。
1.传统方法:实际上就是几何图形法,是我国长期使用的一种行之有效的方法,特别是对于形态简单、矿化均一的矿体是很有效的。这种方法是将矿体空间形态分割成多个较简单的几何形态,将矿石组分均一化,估算矿体的体积、平均体积质量(体重)、平均品位、矿石量、金属量等。其特点是直观明了,但估算过程的图、表较为繁多。
常用的传统方法有剖面法和块段法,其次有算术平均法、最近地区法、等直线法、等高线法、统计法、直线法、综合法等。本文重点介绍剖面法和块段法。
(1)剖面法:也叫断面法。适应于各种地质特征的矿床,特别是矿体厚度较大或厚度变化大、构造复杂,因断层分割重叠或矿体成褶曲状态,矿体形态复杂或变化较大以及矿体沿厚度方向划分为若干品级或矿石类型的矿床。在勘查方法上适用于探矿工程沿垂直剖面线或水平断面布置、且见矿位置偏离剖面线或水平断面距离不太大(小于或等于相应资源类型工程间距的四分之一)的矿床。
剖面法估算资源/储量的直接图件是资源/储量估算剖面图或中段平面图。主要参数有单工程穿矿厚度和平均品位,剖面或中段面积上的平均品位,块段平均品位,块段在剖面或中段上的面积,块段相邻两个剖面或中段之间的距离,块段体积,块段平均体积质量(体重)。矿体(块段)厚度不是估算资源/储量的直接参数。
根据探矿工程的布置方法和勘查手段,剖面法分为垂直剖面法和水平剖面法。
① 垂直剖面法:适应于以钻探为主的探矿工程沿垂直剖面布置、见矿位置偏离剖面线不太大的矿床。在两勘探线剖面 (或一剖面与其外推部分) 之间估算资源/储量。
② 水平剖面法:适应于以穿脉、沿脉等水平坑探及坑内水平钻探为主的探矿工程沿水平断面布置、见矿位置偏离水平断面不太大的筒状、柱状或曩状等陡倾斜矿体。在两水平断面 (或一水平断面与其外推部分) 之间估算资源/储量。
(2)块段法:适应于形态简单的层状、似层状、薄层状、脉状矿体和规模小的矿体;厚度、品位变化不大的矿体。在勘查方法上适用于各种勘查方法,但探矿工程要较密且分布较均匀。
块段法估算资源/储量的直接图件是矿体垂直纵投影图或水平投影图。主要参数有单工程穿矿厚度和平均品位,块段平均品位,单工程矿体水平厚度或铅垂厚度,块段平均水平厚度或平均铅垂厚度,块段体积,块段平均体积质量(体重)。矿体(块段)水平厚度或铅垂厚度是估算资源/储量的直接参数。
块段法分为地质块段法和开采块段法,前者主要根据地质探矿工程划分块段;后者主要根据生产探矿工程和生产坑道划分块段。
2.地质统计学方法:是以区域化变量理论作为基础,以变异函数作为主要工具,对既具有随机性、又具有结构性的变量进行统计学研究,估算时能充分考虑品位的空间变异性和矿化强度在空间的分布特征,使估算结果更加符合地质规律,置信度高,但需有较多的样本个体为基础。
近年来国际上常用的和国人研究开发的一些地质统计学矿产资源/储量估算软件获得了我国矿产资源储量管理部门的评审认可,在我国得到了广泛的推广应用。如三维普通克立格法程序系统、三维协同克立格法程序系统、CGES地勘系统软件、KPX地质统计学储量计算、矿化模型CAD管理系统、MICROMINE资源储量估算软件、SD储量计算法、VES可视化固体矿产勘查微机评价系统、东方矿体经济评价系统、CS11储量估算法等。
(六)资源/储量分类和块段划分原则
在确定矿体边界的基础上,根据勘查工程的控制程度(即探明的、控制的、推断的和预测的)和对矿床的研究程度(矿石质量和选冶性能、矿床开采技术条件等),并结合可行性评价确定的经济意义,依据《固体矿产资源/储量分类》,详细划分并圈定资源/储量类型。应说明各类型资源/储量的具体划分条件, 并在资源/储量估算图上标明各类型资源/储量在空间上的分布情况。
资源/储量估算块段划分,要考虑资源/储量类型、矿石类型和工程网度等。原则上同一资源/储量类型、同一矿石类型沿矿体走向按相应网度的剖面线控制间距、沿倾斜按一个或数个开采中段的段高划分为一个块段。当矿体厚度和品位均匀时,同类型的块段可适当划大些。并说明块段的编号方法。
(七)资源/储量估算参数的确定
    1.平均品位计算
(1)单工程平均品位计算:一般用样长加权法求得,当采样长度基本相等或样品品位均匀时,可用算术平均法计算。样品中有特高品位时,则应先处理特高品位,再计算单工程平均品位。
特高品位处理:通常把单样品位大于等于矿体(床)平均品位6~8倍的样品称为特高品位,确定特高品位时,当矿体品位变化系数大时,取上限值,变化系数小时取下限值。在计算单工程平均品位圈定矿体时,往往尚不知道准确的矿体(床)平均品位,这时可以把参加单个矿体圈定的样品的平均值作为该矿体的平均品位,或者把参加所有矿体圈定的样品的平均值作为矿床平均品位,来确定特高品位。
处理特高品位前,首先应对被视为特高品位的样品的副样进行第二次内检分析,当两次分析的结果在允许误差范围内时,用第一次的结果作为待处理的特高品位值。处理方法一般是用特高品位参加计算的块段或单工程(矿体厚度较大时)平均品位,代替该样品品位参与单工程平均品位的正常计算;如果特高品位呈有规律分布,且可以圈出高品位块段时,则可将特高品位单独圈出,单独估算其资源/储量,不再用代替法处理特高品位。
对已处理的特高品位应说明处理情况,可以用表格逐个列出特高品位所在的工程号、块段号、特高品位值、处理后的品位值等。
(2)面积平均品位计算:用单工程(或样品段)穿矿厚度加权法求得。
(3)块段平均品位计算:用剖面法估算资源/储量时,通常采用面积加权法求取块段平均品位;用块段法估算时,通常采用单工程(或样品段) 水平厚度或铅垂厚度加权法求取块段平均品位。
(4)矿床(同类型、矿体)平均品位计算:用矿床(同类型、矿体)金属量除以其矿石量求得;对于只估算矿石量未估算金属量的矿产,其平均品位用矿石量加权法求得。
2.平均厚度计算:首先根据有关公式计算单工程矿体的真厚度、水平厚度、铅垂厚度。
块段平均厚度一般用算术平均法求得,只有当矿体厚度变化很大,且工程分布不均匀时,才用单工程中矿体的厚度与该工程上、下或两侧影响的长度加权平均求得。
3.面积测定:面积测定可采用几何图形法、求积仪法、方格纸法等方法,应测定两次以上,取满足规定误差要求的两次测量值的平均值作为块段资源/储量估算的面积值;目前广泛采用在数字化图纸上直接用计算机测定面积,既快捷又准确。
4.体积计算:用剖面法估算资源/储量时,以块段相邻的两个剖面面积与其之间的距离,采用合适的公式求得块段体积;用块段法估算时,以块段面积与块段平均水平厚度或平均铅垂厚度相乘求得块段体积。
5.矿石体积质量(体重):参与资源/储量估算的体积质量(体重)、湿度等参数,须以实际测定值为依据。一般取小体积质量(体重)的平均值进行资源/储量估算,只有当矿石极为松散和裂隙很发育时,才用大体积质量(体重)估算资源/储量。各矿石类型的体积质量(体重)差异大时,资源/储量估算应分别采用该矿石类型的平均体积质量(体重),平均体积质量(体重)一般用算术平均法求得;也可根据体积质量(体重)值与矿石中密切相关的因素建立回归函数,计算各个块段的体积质量(体重)。
6.各类数据的取舍原则:说明资源/储量估算过程中各类数据小数位保留和取舍原则、字面保留小数位与实际运算过程中数据的小数位是否一致等。
(八)资源/储量估算结果
说明资源/储量估算截至的基准日期;以文字和表格形式说明本次工作探获资源/储量的类型、矿石量、金属量、平均品位及其合计数。如果矿区范围大矿权范围小,应按矿权范围内、外分别列出探获的资源/储量。
(九)伴生组分资源/储量估算
说明伴生组分资源/储量估算方法,列出伴生组分资源/储量估算结果。
对矿床中已达到伴生组分工业指标要求,并已查明其赋存状态和工业利用途径的伴生组分要进行资源/储量估算。估算伴生组分资源/储量时,一般不需单独圈定矿体,而采用主组分块段或矿体的矿石量和在此矿石量范围内计算出的伴生组分平均品位,估算伴生组分的金属量和平均品位,即伴生组分的矿石量一般等于或小于主组分矿石量。
(十)资源/储量估算中需要说明的问题
对资源/储量估算中与前述原则不一致的特殊处理问题予以说明。说明问题应阐明理由、处理原则、方法,并评述其影响程度。
(十一)附表
主要是资源/储量估算综合表,根据资源/储量估算方法的不同,可以取舍或增加。①单项工程平均品位计算表;②矿体剖面面积平均品位计算表;③矿体块段平均品位计算表;④单工程矿体厚度计算表;⑤块段平均厚度计算表;⑥块段面积测定表;⑦块段体积计算表;⑧块段矿石量、金属量计算表;⑨矿体、矿床矿石量、金属量汇总表。

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Ⅱ.铜、金多金属矿成矿预测理论与方法
成矿预测是在成矿规律研究的基础上,运用适合本地区地质特征的成矿理论和假说,采用合理有效的途径和方法,对预测区的成矿远景作出预测评价,指出找矿方向和找矿靶区,并在实践中不断验证检查,不断提高预测水平。
一、成矿预测的重要意义
在找矿难度越来越大的条件下,为了实现矿产勘查的最优决策,不断提高找矿勘查效果,国内外地质工作者普遍重视了成矿预测的理论与方法研究。成矿预测已经成为勘查工作不可分割的先行步骤和提高找矿效果的重要途径,是矿产勘查战略决策的重要依据,特别是对一个地区的中长期找矿勘查规划和战略靶区的选择尤为重要。
分析成矿条件,研究各种矿化信息,总结成矿规律,进行成矿预测,编制成矿规律和成矿预测系列图件,是优选找矿靶区的重要途径。充分利用各种资料分析成矿物质运移的时间、空间规律,查明矿化不均匀分布的规律,建立区域成矿模型,划分不同范围级别的成矿单元,作为找矿工作部署的依据,从而可以按照成矿区带部署找矿勘查工作。运用“总体计划勘查”或“构造-成矿带综合研究”,把找矿勘查工作与提高区域地质研究程度结合起来。如墨西哥对斑岩铜钼矿矿床勘查、美国对密苏里铅锌矿勘查,都采用了上述原则,取得了良好的效果。
局部地区和典型矿床的勘查,对发展成矿理论和进一步总结成矿规律起了重要作用。
立足于总结成矿规律,进行成矿预测,树立地质理论研究为找矿勘查服务的思想,可以协调地质、物探、化探、遥感等各个专业工作,充分发挥各自的找矿作用。
二、成矿预测理论
成矿预测工作是一项复杂的系统工程,是地质学、岩石学、矿床学、区域成矿学、矿床勘探学、勘探地球物理学、勘探地球化学、遥感地质学等专业知识的集合,具有极强的探索性、综合性和实践性。
(一)成矿规律研究是成矿预测的基础
范永香教授(1985)认为成矿规律研究是成矿预测的基础。科学的成矿预测实质上是成矿规律在相似地区的应用和检验,成矿预测水平的提高在很大程度上取决于成矿规律研究的深化和方法的不断完善。
成矿规律要解决的核心问题是研究矿化不均匀分布的规律,从而使整个勘查工作部署以客观地质规律为依据,使勘查工作始终要集中在最有希望的地段,即具有最大找矿概率的地段。在最少遗漏矿床(体)的前提下,最大限度地缩小找矿远景区的范围。
成矿规律研究主要是基础地质研究和矿床学研究。为了查明矿床形成规律,就要进行成矿分析,查明成矿作用时、空、物三者的内在联系;分析成矿条件,确定预测准则;研究矿化信息,确定预测标志;编制成矿规律图和预测图,建立成矿模型。
1.成矿分析的主要内容
成矿分析的主要内容就是深入研究与成矿作用有关的各种地质规律。
(1)成矿地质背景分析
包括工作区所在的大地构造位置、区域地层岩石、矿化类型及其发育特征、区域地球化学场和地球物理场特征及其与矿化的关系等。
(2)成矿物质来源分析
一个地区有无充足的矿质来源是成矿的重要条件之一。基底地层各种元素的丰度与后生成矿关系密切,是重要的初始矿源层,是成矿物质的重要来源。一般认为中基性火山岩基底区是金、钼、铁、汞等矿的重要成矿区,同时还有铅、锌、锰的产出;粉砂-泥质基底区是锑、锡和非石英脉型钨矿的产出区,同时有铜、锰、铅、锌、铁、汞等产出;砂质基底是石英脉型钨矿的产出区。
我国北东部广泛分布于变质岩区的绿岩金矿带,大部分产于变质的中基性火山岩基底背景之上,围岩中金的丰度较地壳中同类岩石高出数十倍,如山东招掖金矿带胶东群中平均含金达0.182×10-6;吉林夹皮沟金矿田鞍山群三道沟组平均含金0.117×10-6;燕山金矿带基底地层平均含金达0.10×10-6。
(3)矿床类型和矿床共生组合规律研究
矿床类型的研究和划分是矿床特征共性的总结,在成矿预测中有重要指导作用。矿床类型划分应以主要成矿作用和不同矿质来源为主要依据。
分析不同矿种和类型之间共生组合或互相排斥的规律,在成矿预测中,可以利用共生矿床之间的成生联系,划分成矿系列,从而可以由此及彼,互为标志,对未知矿床进行预测。以成矿系列理论作指导,可以大大提高预测能力。
在总结成矿规律时,要分析各种地质建造对成矿建造的控制,划分相似地质建造含矿和不含矿的区别,查明含矿建造的具体空间部位,利用地质建造在相似地质背景不同发育阶段上重复出现的规律,指导成矿预测和矿床评价。
(4)成矿时间演化规律研究
一个地区矿床在时间上的分布规律,往往不均匀地集中在某一个或某几个时代,从而可以划分出不同成矿期,而这些成矿期往往与重要的地质构造活动相联系。分析成矿作用的历史演化和发展趋势时,要重视总结成矿作用的继承性、多旋回性、多阶段性和方向性的规律。
例如,各类型金矿床广泛分布于各个地质时代,但主要成矿期是前元古代,约占整个金矿资源储量的60-70%,包括世界广泛分布的太古代绿岩带金矿床;古生代存在卡林型金矿和穆龙套金矿;中新生代火山岩型金矿床和新生代各类砂金矿床构成另外两个金的重要成矿期。
前元古代金矿床在空间上主要分布在老地盾及其周围,成矿作用与玄武岩浆活动和变质作用有关;已经发现的古生代卡林型金矿具有明显的岩控特征,认为与热卤水活动有关;中新生代火山岩型金矿床与中酸性岩浆活动有成生联系,空间上主要分布在环太平洋带、地中海带和阿尔卑斯火山岩带上。
(5)矿床空间展布规律研究
正确划分不同级别的成矿单元,要建立在研究区域地质构造、地球物理、地球化学基础上,要考虑到已知矿床(点)的分布、各种物化探异常及区域地质构造发展历史,以一定区域成矿分析理论作指导,通过编制成矿规律系列图件而进行。
成矿单元的划分标准不尽相同,原地矿部规划院采用五级划分方案:Ⅰ.全球性成矿带,如环太平洋带、古地中海成矿带;Ⅱ.跨数省区的矿带,如长江中下游矿带、秦岭矿带;Ⅲ.地质条件相同,有较大展布范围的矿带,如长江中下游各个火山盆地;Ⅳ.同一成矿作用,有成因联系的矿田分布区,如宁芜盆地;Ⅴ.受同一岩体层位控制的一系列矿床,如钟姑山矿田。
在研究矿床剖面分带规律的同时,还要研究矿化垂直方向的变化规律和分带性。查明含矿间隔大小及其产状、可能延深等。
(6)成矿物理化学条件研究
随着同位数地质学、矿物包裹体成分和温度的测定,成矿实验的广泛开展,对成矿过程中成矿物质的淬曲、活化、迁移、聚集的了解进一步深化。对各种矿化类型形成时的温度、、压力、深度、矿液的浓度、酸碱度、氧化还原电位、氧逸度、硫逸度、成矿物质可能的迁移形式、成矿元素间共生组合、相平衡条件等定量参数的测定,并分析其空间变化梯度,不仅对深入分析矿床成因机制、而且对查明和解释矿化局部富集的规律,提供了依据。
例如盐度晕是某些斑岩铜矿床评价的重要参数;不同元素产出于不同的温度区间:锡、钨产出在300℃以上区,铜在200℃以上区,铅在230℃以下区;越接近原生矿体,石英、长石的爆裂脉冲数越争多。
(7)剥蚀深度的确定
这是涉及矿床保存程度和深部远景的重要元素。如在中酸性岩浆活动为主的区域,与其有关的一系列有色、稀有金属矿化,主要集中在侵入体顶部内外接触带附近,并常常表现为一定的带状分布规律。
斑岩铜(钼)矿床的围岩蚀变具有明显的水平分带性和垂直分带性。多数情况下由岩体中心向外常有:钾质蚀变带(钾长石、黑云母、石英、绢云母、硬石膏,有时中心部分有硅化核)→石英绢云母化带(石英、绢云母、绿泥石、黄铁矿)→泥化或粒土化带(高岭土、绿泥石、绢云母、石英)→青盘岩化带(绿帘石、绿泥石、绢云母、石英、黄铁矿)。最重要的是钾质蚀变带和石英绢云母化带,铜矿化主要分布在其中,其强度和范围直接影响到矿化的规模。
(8)分析成矿机制,建立成矿模型
通过编制成矿规律图和预测图等一系列图件,对控矿条件、矿化标志进行全面研究,深入分析矿床的形成机制。成矿模型要集中反映主要控矿条件和矿化标志,一般以简明的文字、图表或数学形式表示,其内容包括矿体形态、产状、矿石成分、围岩性质及蚀变、成矿时间空间、矿质来源等。
2.控矿因素分析和预测准则的确定
成矿预测在很大程度上是对有利控矿条件的预测。首先要查明矿化与控矿因素之间在时间、空间、物质和成因上的联系,这种联系一经确定,就成为重要的预测准则,可以据此有根据地筛选找矿靶区。如加拿大地盾老变质岩区2%的绿岩带集中了90%的工业矿床,因此,绿岩带可以作为变质岩区重要的预测准则。第一步是圈出绿岩带分布区,再进一步具体评定每个绿岩带的含矿性,直至确定出找矿靶区。
(1)构造因素分析
背斜轴部、背斜倾伏端、倒转背斜的倒转翼、倒转背斜的弯曲转折部位、开阔向斜中的次级背斜等;不同级别、期次断裂符合交叉部位、断裂走向倾向变化部位、断裂局部拉张部位、成矿前或成矿期断裂裂隙多次活动部位等;大型侵入体顶部穹隆部位、小侵入体内外接触带、火山机构的某一特定部位等;不同构造形式、不同期次构造交叉复合部位、有利岩层与断裂、侵入体交切部位等。
(2)岩浆活动因素分析
一定成分和类型的岩浆活动专属一定类型的矿化。如与幔源分异型花岗岩类有关的金矿化,主要以偏碱性的花岗闪长岩类为主,与铁、铜等矿化共生,如长江中下游的有关金矿床及伴生金属矿;壳源重熔型的再生原地半原地花岗岩类,一般被重熔的地层含金丰度偏高,在混合岩化和花岗岩化过程中导致金的局部富集,如胶东招掖金矿带的玲珑、郭家岭花岗岩体。
(3)地层、岩相古地理因素分析
地层是层控矿床的主要预测准则;岩相古地理对一些有色金属也有一定的控制作用,如甘肃西成铅锌矿田的厂坝-李家沟矿床就产于碳酸盐岩向碎屑岩相变的相变带旁侧的次级洼地中。
(4)区域地球化学因素分析
通过区域地球化学研究,查明不同地质体元素丰度变化、元素空间分布和共生组合规律,从而划分不同的地球化学区和成矿省(域)。在地球化学省内成矿元素异常高的浓集中心又是矿田矿床的有利分区。
3.矿化信息研究和预测标志的确定
矿化信息是指示矿化存在的各种显示和标志。各种矿化信息矿化的联系是重要的预测标志。
(1)矿化地质信息:指与矿化有关的各种地质标志。包括原生矿化露头和氧化露头。近矿围岩蚀变、成因矿物学标志、旧采矿遗迹等。
(2)地球化学信息:指各种地球化学异常。成矿元素异常高、元素分带明显、地质条件有利,指示有利成矿远景地段。
(3)地球物理信息:指与矿化有关的各种物探异常。
(4)遥感地质信息:遥感图像解译可以发现一些隐伏断裂和环状构造,有一定的控矿作用。如招掖金矿带的已知重要金矿田分布在环状构造的边缘或内部,是区域预测的宏观构造标志。
(二)成矿预测理论
中国地质大学资源学院王明志等人(2007)总结的成矿预测理论如下:
1.相似类比预测理论
相似类比预测理论是赵鹏大院士提出的,是成矿预测的重要理论之一,主要内容是:在一定的地质条件下产出一定类型的矿床,相似地质条件下赋存有相似的矿床,同类矿床之间可以进行类比,将与已知矿床的地质背景相似的地区()认为是成矿远景区或圈定为找矿靶区。应用的假设前提: ①在相似的地质环境下,应该有相似的成矿系列或矿床产出②在相同的(足够大) 地区范围内应有相同或相似的矿产资源量。
该理论对预测和寻找同一类型、同一尺度的矿床()十分有效,对同一矿种的其他类型有一定的局限性,尤其是对那些难识别矿、新类型矿床的预测和寻找有一定的局限性。
2.地质异常预测理论
地质异常预测理论也是由赵鹏大等提出的,其主要内容是:地质异常是在物质成分、结构构造或成因序次上与周围环境有明显差异的地质体或地质组合。如果用一个数值(或数值区间)作为阀值来表示背景场的话,凡超过或低于该阀值的场就是地质异常。地质异常具有一定的强度、空间范围和时间界限,其表现形式不仅在物质成分、结构构造和成因序次上与周围环境不同,而且还经常表现在地球物理场、地球化学场及遥感影像异常等的不同。因此,地质异常往往都是综合异常。地质异常作为一个具有时空结构的物质实体具有如下特性:不连续性和突变性,不均一性和多样性,随机性和不确定性,等级性和相对性,不规则性和自相似性。
与成矿有关的条件,都表现为地质演化过程中的地质异常事件,在地壳范围内应是一种特殊的地质异常空间,这类异常称之为“致矿地质异常”。因此,查明地质异常是成矿预测的基础、找矿的前提、选择靶区的依据。系统地应用地质异常理论及相应的方法,使不同层次的成矿预测研究有机地结合成一个整体,圈定“5P”地段,:成矿可能地段找矿可行地段找矿有利地段潜在资源地段远景矿体地段。图1表明了不同类型地质异常与成矿预测区圈定的“5P”地段之间的相互关系。由此可见,随着异常成矿信息的不断增加,找矿区范围逐步缩小,找矿成功概率逐步增大。
1 不同类型地质异常与矿床预测区逐步圈定的“5P”地段
(据赵鹏大, 1999)
3.成矿系列理论及成矿系统理论
成矿系列的概念是中国地质学家程裕琦、陈毓川等首次提出来的,指出成矿系列是有两个或者更多的矿床类型组成,并且分别含有相同或者不同的有用组分,产生于一定的地质环境,受相同的地质作用影响,在区域发展史上彼此之间存在着某种内在的联系,并构成一个成矿系列。陈毓川提出将成矿系列分为七级:一级—矿床成矿系列组合,包含与岩浆活动、沉积作用、变质作用三大地质作用有关的岩浆、沉积、变质三类成矿系列;二级—矿床成矿系列类型,在不同时代与地区的相似构造环境中形成的相似的矿床成矿系列;三级—矿床成矿系列;四级—矿床成矿亚系列;五级—矿床类型式,每一矿床成矿系列和成矿亚系列中列出一类矿床的代表性矿床;六级—矿床;七级—矿床成因类型。一个成矿系列是指在特定地质环境中具有内在联系的矿床自然组合。
随后,翟裕生院士等从成矿系统的角度进行了补充和发展,并将成矿系列的研究思路概括为:以区域构造—地球化学为环境背景,以构造—成岩—成矿为统一体系,以矿床的时空演化为主线,探讨成矿系列的形成和演化规律。
4.矿床成因模式理论
矿床成矿模式,即矿床形成过程的模式。确切地说,它是对矿床赋存的地质环境、矿化作用随时间空间变化显示的各类特征(包括地质、地球物理、地球化学和遥感地质)以及成矿物质来源、迁移富集机理等矿床要素进行概括、描述和解释,是成矿规律的表达形式。一个典型的、有代表性的矿床模式,是在大量矿床进行综合研究的基础上,对某一类型矿床或矿体成矿的大地构造环境、成矿的地质背景、成矿机制、控矿因素和矿床的时空分布规律的总结和综合,是对地质历史时期成矿的高度概括;然后采用图解、文字或者表格的形式将复杂的成矿要素、过程及矿床的地质特征进行表达。因此,矿床成矿模式是在成矿理论的基础上总结某一类型矿床特征,用以指导同类型矿床的成矿预测。
5.综合信息成矿预测理论
综合信息成矿预测是指应用能够反映矿床形成、分布规律和控矿因素的地质、地球物理、地球化学、遥感地质等一系列方法所获得的有关信息,对矿产资源体所作的预测工作。通过合理地进行地质、物探、化探、遥感等综合信息解译,揭示成矿规律,用间接成矿信息代替直接成矿信息,建立综合信息找矿模型进行矿产预测。综合信息找矿模型是在成矿模式研究的基础上,以地质体或含矿体为单元,全面分析矿床地质、物探、化探等综合信息特征,通过直接找矿信息和间接找矿信息的关联,用系统论思维与计算机技术进行信息之间的转换规律研究,从统计观点建立综合信息找矿模式。综合信息成矿预测强调通过综合信息解译和编制矿产预测图,提取控矿信息,排除单一信息资料的多解性;从具体控矿条件出发,建立实用的找矿模型去预测找矿靶区;强调以地质体为单元,定性研究与定量分析相结合,通过直接找矿信息与间接找矿信息相关联和合理转换,达到矿产预测的目的。
综合信息成矿预测以成矿模式为基础,以计算机技术为开发工具,以各种数学模型及地理信息系统(GIS)为手段,以各种测试分析技术为前提,全面分析地质、物探、化探、遥感信息资料、综合信息特征,通过直接找矿信息和间接找矿信息的关联,充分挖掘所蕴含的成矿信息,进而实现矿产资源立体化预测,提高矿产预测的科学性、有效性。综合信息预测侧重于定位预测,因此能够提供优先勘探靶区,以便于及时开展靶区查证工作,尤其是综合信息矿产预测在开展隐伏矿或难识别矿产资源预测中的优势,把成矿预测工作从定性推向定量。
除上述以外,其他不少学者从不同的角度,对成矿预测研究做出了贡献,在实践中对地质勘探起到了指导和推动作用。例如,“三多”成矿理论(即成矿物质的多来源、矿床的多成因、多阶段) 、流体成矿理论、边缘成矿理论、构造地球化学成矿理论、“三联式”成矿预测理论、多元趋势外推预测理论、“三源”成矿预测、地幔热柱控矿理论等,虽然有些理论还需要进一步完善,但是都为矿床的预测提供了新的思路。
6.成矿预测的发展趋势
(1)成矿预测正在从以描述性为主向定量化、精细化方向发展。随着科学技术的飞速发展,出现了许多新的实验技术和观测手段,使我们可以连续不断地获得目标体的各种信息,并进行定量的测量和分析,同时现代信息科学的发展,促使矿产预测由成矿信息的静态描述转向对过程的多维动态的定量表达。
(2)从发现和识别局部异常向发现和识别大规模地球化学异常模式转变;从寻找和发现易识别、易发现的矿床向寻找难发现、难识别矿床转变;从成矿预测对区域远景区的圈定和评价向对深部隐伏矿床()的“定位”预测方向转变;在研究程度较高,如中国东部尤其是一些危机矿山成矿预测从研究地表信息向捕获深部成矿信息的深穿透,运用“3S( GISGPSRS)技术预测正从一维向多维,从定性向“三定”(定位定量定级) ,进而实现科学化、系统化、信息化、动态化和可视化多源信息综合预测,为勘查立项提供依据。
(3)利用遥感、地质、地球化学、地球物理等资料,结合构造成矿学、构造地球化学、成矿动力学、流体地质学、非线性科学、流体成矿学等,通过计算机模拟成矿过程,探索和研究热液成矿系统的演化、协同与变化规律,揭示矿体的空间就位机理、定位规律,以进一步探索成矿机理,为成矿预测服务。
(4)成矿预测尤其是隐伏矿定位预测正在从以分析为主向分析与综合相结合方向发展。由于成矿系统从微观到宏观都呈现复杂系统性质,因而应用多种手段以及综合信息方法对成矿系统进行系统性与综合性的分析,建立高精度综合成矿预测信息模型将是成矿预测发展的一个必然趋势。
(5)从矿床模式—成矿模式向勘查模式发展,模式从单一模式向综合找矿模式发展,由图表、文字模式向数字模式发展;从成矿系列与成矿系统向勘查系统发展。
三、成矿预测方法(一)成矿预测分类
目前尚无统一的分类,范永香教授(1985)根据预测的目的任务和要求,把成矿预测分为三类。
1.资源总量预测和资源潜力估价
资源总量预测是对矿产资源进行战略性预测评价。这种矿产资源应该具有经济价值或具有潜在经济价值,可以是已经发现的或尚未发现的。这是一种纲要性、摸底性的预测工作,它要统观全局而略去细节,工作侧重点在于区域矿产资源总量(潜力)预测评价和各种经济技术条件下可利用资源量的估计,而对远景区的空间部位并不要求具体指出。总量预测对国家和地区进行经济发展长远规划及制定资源战略、资源政策具有重要的参考价值,对部署找矿勘查工作也具有一定的指导作用。
2.区域成矿远景预测
区域成矿远景预测是中小比例尺(1:50万~1:5万)的成矿预测,是运用成矿理论总结区域成矿规律,对区域内各类矿产资源的成矿远景作出评价,并预测资源量。要在成矿预测图上分级圈出矿带和成矿预测区,为开展1:5万或更大比例尺的找矿工作提供依据。
区域成矿远景预测的关键是选好远景区,应该沿已知成矿带(区)、含矿带(区)或远景区开展工作,要统观全局,反复推敲,既重视已有资料的利用,又不受其束缚;既重视同类型新矿床的预测,又注意新类型微信息的发现。山东几个破碎带蚀变岩型金矿的发现,就是按此路子获得成功的例子。
区域成矿远景预测是点面结合的预测,扎实的基础地质研究和深入的成矿分析是必不可少的。其具体作法是在综合分析现有地物化遥资料的基础上,反复筛选找矿靶区,把区域成矿远景评价与典型矿床评价联系起来,带中选点,联点成片,点面结合。
区域地质背景和构造格架是成矿作用赖以发生发展的平台,是研究矿床分布总格局、探讨成矿规律的重要基础,是进行成矿分区、评价区域成矿远景的依据。因此,研究区域地质背景和构造格架,在区域成矿远景预测中具有十分重要的意义。
3.矿区局部预测
矿区局部预测是大比例尺、小范围的矿产预测。通常是在含矿远景区内的局部地段进行,一般是几至及时平方千米范围内,开展1:5万或更大比例尺预测评价工作。要求为矿区深部或外围探寻隐伏矿体(床)提供科学依据,具体指导找矿勘查工作。矿区局部预测取得成功的关键是解决工业矿体的空间定位,因此,加强矿田、矿床构造研究、矿床分带规律分析、以及成矿物理化学条件研究,是进行矿床预测的主要探索方向。
(二)成矿预测方法
成矿预测程序是在对各种矿化信息资料进行分析、总结成矿规律的基础上→预测判断→检查验证→进一步总结成矿规律和成矿预测研究,是不断提高研究程度的过程。反映在成矿预测工作部署上,是从大范围的资源总量预测到区域性的远景预测,进而到小范围的矿区定位定量预测,依次提高预测区研究程度,分阶段的缩小预测区的范围。即区域展开、重点突破、点面结合。
成矿预测方法尚无统一分类,有人分为“实际资料预测方法”、“理论预测方法”;也有的按专业分为“地质学预测方法”、“地球化学预测方法”、“地球物理预测方法”、“遥感解译预测方法”等。范永香教授(1985)指出成矿预测在很大程度上是对各种成矿信息进行深入研究的综合方法,可归结为4种方法:类比法、统计分析法、模型法、综合方法。
1.类比法
是通过类比分析预测对象(区域的和矿产地)与已经研究了的已知对象之间成矿条件的相似性,来进行成矿预测的一种方法。实际上是一种经验性的方法,或者是归纳综合的方法。类比分析的内容包括矿床类型、控矿因素、成矿地质环境等。要具体分析预测区所处的大地构造位置、岩相古地理特征、地层、构造、岩浆活动、蚀变特征、物化探异常特征、遥感影像特征等,与已知的矿化集中区或矿床有多大的相似性。
2.统计分析法
是以数学为工具解决成矿预测中各种问题的一种方法。一般是从地质问题出发→将其转化为数学问题→通过解释数学问题达到解决地质问题的目的。统计分析必须以地质为基础,确定地质变量的选择、取值和变换,建立数学模型、对数学分析结果进行地质解释,从而解决成矿预测中的地质问题。凡能建立矿床数学模型、进行成矿概率估计、开展定量类比、作出找矿统计决策的数学模型均可用于矿床统计预测。统计预测方法有三个主要方面(表2-1)。
表2-1
统计预测的目的和方法
(据赵鹏大等)
序号
工作目的
统计预测方法
1
估计找矿概率
贝叶斯概率、主观概率法、事件概率回归估计。
2
估计矿床的可能规模
回国分析、判别分析、聚类分析、逻辑信息法、模糊集归属函数计算。
3
估计地质标志的找矿意义及最优数值区间
信息量计算、秩相关分析、变易序列法、因子分析、趋势及剩余分析、逐步划归及判别分析、对应分析。
3.模型法
建立不同的成矿模型,通过地质和统计分析的方法,对所建立的模型进行判别解释,确定模型的有效性,从而增强矿床勘查的预见性。模型法从本质上讲也是类比法的组成部分。
深入研究矿床成因机制是成矿预测的重要方法之一,从根本上决定了预测方向。所以,矿床成因机制模型的建立对指导区域成矿预测,进行更广泛的类比分析,发挥了重要作用。而矿床空间定位模型或称矿床产状模型的建立对指导矿床预测则是十分重要的。
深入研究典型矿床、建立成矿模型,对提高成矿预测理论和预测水平具有重要意义,也是充分发挥了地质理论的指导作用。
4.综合方法
是指上述常用方法的不同组合。每种方法都有其局限性,选用有效的综合方法是非常重要的。
范永香教授等人2002年根据成矿预测方法的属性,将预测方法分为: 地质分析类比法、数理统计法、物化探综合信息法、基于GIS 的成矿预测法等。
本文利用了有关专家、学者的大量成果资料,在此谨向他们致以崇高的敬意和衷心的感谢!
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与工程,2007(8):363~369.

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