矿山地质学第五章矿床地质勘探工作

第五章矿床地质勘探工作5.1地质普查找矿5.1.1普查找矿的任务•运用地质理论和综合找矿技术，在一定地区寻找矿产，称为普查找矿。其任务是：在找矿地区广泛研究地层、岩性、岩石沉积条件和特征、地质构造、岩浆活动、变质、各类矿化现象与标志、区域成矿条件和特征、成矿规律等；对区域成矿地质条件、经济条件及区域发展远景做出正确分析；对找到的矿产进行矿点检查和研究，做出远景评价，为地质勘探提供工作基地。第五章矿床地质勘探工作•普查找矿一般分为如下两类：•1、区域性普查找矿。以规定图幅为单元，在全国范围内进行，实行填地质图与找矿相结合，也称区域地质测量，一般由专业区测队进行。按区测的比例尺又可分为小比例尺（1：100万～1：50万）、中比例尺（1：20万～1：10万）及大比例尺（1：5万）三类。•2、专门性普查找矿。局限于有利矿化的地区。按荼的详略程度又可分为概略普查及详细普查。矿点检查常属详细普查范围。专门性普查找矿由专业普查队进行。生产矿山矿床深部、边部找矿，即所谓“探边，摸底，找盲”和矿区外围找矿均属专门性普查找矿范围。第五章矿床地质勘探工作5.1.2普查找矿的成矿条件•矿床的形成和分布受到一定地质因素的控制，研究这些地质因素，了解找矿地区成矿地质条件和前景，可以帮助确定找矿方向，选择找矿方法。这些成矿条件有：侵入岩条件、火山岩条件、地质构造条件、围岩岩性条件、地质、沉积岩相及古地理条件、变质作用条件和风化和地貌条件。第五章矿床地质勘探工作•一、侵入岩条件：各类侵入岩具有一定成矿专属性，具有不同岩性的岩体可产出不同的矿产。同时，侵入体存在的不同空间、侵入时代、岩相划分、岩体的形态和大小、形成深度、被剥蚀的深度等均与一定矿产的类型及形成、分布有关。第五章矿床地质勘探工作•二、火山岩条件：火山岩产出的层位岩体的岩性、岩石化学特征、岩石的结构构造、喷发及沉积条件、喷出岩相等对成矿也起控制作用，研究之这些条件可以指导找矿。•三、地质构造条件：地质构造对矿产形成和分布有一定控制作用，对内生矿床的成矿尤为明显。研究成矿的构造条件时，一般要注意构造等级、构造体系的控矿作用；构造与成矿的空间关系：导矿、散矿、容矿构造；构造与成矿的时间关系：成矿前、成矿时、成矿后构造，以指导找矿。5.1.2普查找矿的成矿条件•四、围岩岩性条件：内生矿床或具有交代、充填成因的其他矿床，矿床的形成要求有一定的容矿、覆矿围岩，研究围岩的物质成分、物理化学性质及产出特征等，可帮助确定矿化的可能存在部位。5.1.2普查找矿的成矿条件第五章矿床地质勘探工作•五、地层、沉积岩相及古地理条件：层状矿床常产于一定的地层层位，与沉积岩相和古地理环境有关，研究这些成矿条件，可以确定找矿远景和产出部位。•六、变质作用条件：一定的变质矿床产出一定的变质作用类型、变质岩性、变质相系及变质带，充分研究这些条件对于寻找变质矿床或与变质岩系有关的矿床具有指导意义。•七、风化和地貌条件：砂矿和风化矿床形成一定的地貌单元和风化剥蚀条件，某些矿床的氧化露头与风化和地貌条件有关，研究这些条件对于寻找砂矿和风化矿床具有指导意义。5.1.3普查找矿标示•直接或间接指示矿产可能存在的现象和线索都称为找矿标示。找矿标示有：矿产露头、围岩蚀变、近矿围岩的颜色、矿产的分散晕、物探异常、标志矿物、指示植物、古采矿遗迹。第五章矿床地质勘探工作5.1.4普查找矿方法•普查找矿方法主要有：地质测量法、碎屑找矿法、重砂法、地球化学法。•各种找矿方法都是从一个方面研究找矿地质条件和找矿标志进而找到矿产的。每一种方法均有自己的特点、适用范围和局限性。要想提高找矿效果，必须多种方法综合运用。5.2矿床地质勘探•5.2.1矿床勘探的任务•1、深入研究矿床地质构造、特征，矿体分布及矿化富集规律，成矿地质条件及成矿控制因素，总结矿床成矿规律，确定矿床成因。•2、探明矿产地质储量，确定矿床规模。对储量可靠程度的控制，储量级别、比例、分布，要达到矿山设计建设的要求。•3、查明矿产质量，包括主要有用矿物，伴生有益、有害组分的含量和分布变化规律；矿石矿物成分，共生组合；矿石工业品级及自然类型和它们的分布规律。•4、查明矿体的分布、产状、形态、空间赋存条件，以及这些因素的变化规律。•5、查明矿床水文地质条件，开采技术条件，矿石选、冶的加工技术条件。•6、调查了解矿区开发的自然和经济条件。第五章矿床地质勘探工作二、矿山地质工作的过程•我国矿产地质工作的过程大致分为区域地质调查、普查找矿、地质勘探、矿山地质工作四个阶段。区域地质调查是在选定地区的范围内进行全面系统的综合性地质调查研究。它既是地质工作的先行，又是基础研究工作，主要任务是通过详细的地质填图为经济和国防建设、科学研究和进一步普查找矿提供基础地质数据，其工作详细程度一般为：小比例尺1：100万、1：50万，中比例尺1：20万、1：10万，大比例尺1：5万、1：2.5万。普查找矿又称矿产普查，与区域地质调查不同，普查找矿的目的较明确，它是为寻找和评价矿产而进行的地质调查工作。其任务包括：查明工作区与矿产有关的地质构造、地层、岩石等条件，预测可能存在矿产的有利地段，通过各种有效的方法，如地质学方法、地球化学方法、地球物理方法、航空测量及少量的探矿工程，在有利的成矿地带内找矿，并对发现的矿化点或矿床进行初步评价。地质勘探是指在普查找矿基础上，为查明一个矿床的工业价值而进行的地质调查研究工作。通常将地质勘探和矿山地质工作的开发勘探统称为矿床勘探。矿山地质工作是矿山基建和生产过程中对矿床继续进行勘探、研究和生产管理的地质工作。其基本任务是为矿山的生产和建设服务。矿山地质工作内容包括两部分：开发勘探和矿山地质管理。其中开发勘探从时间上讲又分为基建勘探和生产勘探两个阶段。习惯上，矿山地质工作主要包括勘探和矿山地质管理工作。第五章矿床地质勘探工作5.2.3矿床勘探的步骤•矿床勘探步骤基本上按以下三个步骤进行：•1、矿床的揭露工作。利用各种勘探工程手段（包括钻探和坑探），布置一定的勘探工程揭露矿体、近矿围岩和有关的地质构造，以便地质人员进行现场地质调查。•2、现场地质调查工作。对已被揭露的矿床进行现场地质调查，以获取各种原始资料。包括对坑道和钻孔岩芯进行原始地质编录（观测、记录各种地质现象并绘制原始地质图件），以及通过矿产取样化验了解矿石质量。•3、地质调查资料的综合及研究工作。对原始地质编录和矿产取样获得的第一手资料进行综合分析、整理和研究，其主要内容包括综合地质编录（编制综合地质图件数据等），矿产储量计算和综合地质研究等，最终为矿山开发提供必要的图、文、表数据。第五章矿床地质勘探工作5.2.4矿床的勘探类型•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面划分的类型，称为矿床勘探类型。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。•一般将勘探类型划分为三级：•1.第Ⅰ勘查类型。该类型为简单型，主矿体规模大-巨大，形态简单-较简单，厚度稳定-较稳定，主要有用组分分布均匀-较均匀，构造对矿体影响小或明显。•2.第Ⅱ勘查类型。该类型为中等型，主矿体规模中等-大，形态复杂-较复杂，厚度不稳定，主要有用组分分布较均匀-不均匀，构造对矿体形态有明显影响、小或无影响。•3.第Ⅲ勘查类型。该类型为复杂型，主矿体规模小-中等，形态复杂，厚度不稳定，主要有用组分较均匀-不均匀，构造对矿体影响严重、明显或影响很小。第五章矿床地质勘探工作5.2.5矿山地质勘探的手段•埋藏在地下的矿床，必须采用一定的探矿工程手段来揭露它，以便进行现场地质调查研究。目前常用的揭露矿体的勘探工程手段有槽井探（地表坑探工程）、坑探（地下坑探工程）和钻探。•此外还有地球物理勘探（简称物探）和地球化学勘探（简称化探）等勘探手段，物探和化探可用来寻找、追索盲矿体。第五章矿床地质勘探工作5.2.5.1槽井探•槽井探也称地表坑探工程，包括探槽、浅井、小圆井等，常用在勘探的初期阶段，借以揭露、追索和圈定地表矿体、被覆盖的地质界线以及查清地质构造等。•A、探槽：探槽是一种较重要的轻型山地工程，广泛地用来揭露2～2.5m浮土下的岩石或矿体，探槽的宽度一般为0.7～1.0m，深度一般不超过3m，长度决定于用途，可由数米到数百米，探槽的布置方向一般是垂直矿体或岩层的走向。第五章矿床地质勘探工作B、浅井：浅井是断面为长方形或正方形的地表垂直坑道，一般用于勘探风化壳或浮土掩盖不深的层状、似层状矿体或砂矿床。在浅井下端时常连接一穿脉坑道，以用来横切矿体，取得沿厚度方向矿体变化的资料。第五章矿床地质勘探工作C、小圆井：小圆井是断面为圆形的浅井，用于浮土稳定、不需支护的地段，断面一般小于浅井，深度小于20m。5.2.5.2坑探•坑探包括平窿、石门、沿脉、穿脉、竖井和斜井等。它们常用在勘探后期，用来追索圈定深部矿体，了解矿床深部地质构造等。常用的勘探坑道有水平的坑探工程、垂直的坑探工程和倾斜的坑探工程三种。•一、水平的坑探工程•1、平窿是地表有出口的水平坑道，只在地形有起伏的条件下才能应用。它可以沿矿体走向或垂直矿体走向掘进，若矿体沿倾斜延伸很深时，可用数个平窿进行勘探，一般上下平窿之间垂直距离应不小于30～40m。第五章矿床地质勘探工作•2、石门是在地表没有出口，在围岩中掘进，而且大致与矿体走向垂直的水平坑道。主要用来连接竖井与沿脉和寻找被断层错失的矿体。•3、沿脉是指在地表无直接出口，在矿体内沿矿体走向掘进的水平坑道。用来了解矿体走向方向的变化情况，当矿体厚度较小时（一般小于2m），直接用以揭露矿体；当矿体厚度大时，则用以连接各个穿脉坑道。若沿脉掘进在脉外下盘岩石时，此时就称为脉外平巷或石巷。•4、穿脉是大致垂直矿体走向，横穿矿体厚度，地面没有直接出口的水平坑道，可以了解矿体在厚度方向上的变化情况，其长度以能揭露矿体全厚度为准。第五章矿床地质勘探工作一、水平的坑探工程二、垂直的坑探工程•竖井是地表设有出口的重型垂直坑道，与浅井不同之处在于断面大、深度大，并有较正规的提升、通风等设备。竖井的下部用石门与矿体连接，勘探竖井常布置在矿体的下盘，以便将来采矿时作为副井或通风井用。第五章矿床地质勘探工作三、倾斜的坑探工程•倾斜的坑探工程有斜井、天井、上山与下山等。•1、斜井是一种地表有出口的倾斜坑道，用来勘探产状稳定和倾角较小（小于45°）的矿体，其优点在于可节省石门。•2、天井是地表没有直接出口的垂直或陡倾斜坑道。天井用于贯通上下两层水平坑道或揭露矿体沿倾斜方向的变化。•3、上山与下山是地表没有直接出口的缓倾斜坑道。由沿脉顺矿体倾斜方向，向上开掘的倾斜坑道为上山，向下开掘的倾斜坑道称为下山，主要用来了解矿体沿倾斜方向的变化情况。第五章矿床地质勘探工作5.2.5.3钻探•钻探是矿床勘探工作中的重要手段。它是利用钻机按一定的设计方位和倾角向地下钻孔，通过取出孔内不同深度的岩芯、岩屑和岩粉，或在孔内下入测试的仪器以了解地下岩层、矿石质量、围岩及其蚀变等情况，也可了解地质构造、水文地质、工程地质等情况。•地表岩芯钻机规格有150m、300m、600m、1000mm(最小孔茎59mm，合金钻头)，及300m、600m、1000m和1500m(最小孔茎46mm，金刚石钻头)。•岩芯（或矿芯）长度与进尺（实际钻进距离）的比值称为岩芯采取率（或矿芯采取率）。一般情况下，岩芯采取率小于60%，矿芯采取率小于70%，就被认为不符合钻探质量要求。•岩芯钻探不受地形条件的影响，可打任何方向、任何倾斜角度的钻孔。可在地表、坑道中进行勘探。当矿体倾角较平缓时多采用直钻，当矿体倾角较陡时（大于45°）时多采用斜钻第五章矿床地质勘探工作5.2.6矿床勘探准备工作一、勘探工程布置A、勘探线：勘探线是指勘探工程从地表到地下按一定间距，布置在一定方向彼此平行的垂直面上。由于在地表上看，好像各工程都分布在许多平行的直线上，所以以称为勘探线。勘探线的方向应与矿体走向或平均走向垂直。这种布置方式多适用于矿体呈两个方向延长（走向信倾斜），产