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文檔簡介
成礦規(guī)律研究
Theresearchofmetallogeny
成礦規(guī)律的概念礦床時間分布規(guī)律礦床空間分布規(guī)律成礦物質(zhì)來源規(guī)律礦床共生規(guī)律
成礦規(guī)律概念
成礦規(guī)律是指對礦床形成和分布的時間、空間、物質(zhì)來源及共生關(guān)系諸方面的高度概括和總結(jié)。成礦規(guī)律既是進行成礦分析的向?qū)?基礎(chǔ)),又是成礦分析的結(jié)晶,它對預(yù)測找礦工作具有重要的指導(dǎo)作用。
自從1892年法國的L.德洛內(nèi)提出成礦規(guī)律的概念以后,В.И.斯米爾諾夫、Р.魯?shù)侔5热硕紡牟煌姆矫孢M行了卓有成效的研究,形成了全球成礦規(guī)律、區(qū)域成礦規(guī)律、礦區(qū)成礦規(guī)律以及單礦種為主的專門性成礦規(guī)律等不同的分支。
(一)礦床時間分布規(guī)律
礦床在時間上的分布是不均勻的,某些礦種或礦床常在某一地區(qū)的某一地質(zhì)時代內(nèi)集中出現(xiàn)。例如世界上70%的金礦、62%的鎳和鈷、60%以上的鐵礦形成于前寒武紀(jì);80%的鎢礦形成于中生代;世界上的鹽類礦產(chǎn)主要形成于二疊紀(jì)等。
礦產(chǎn)在時間分布上的不均勻性通常用劃分成礦期的方式來表述:凡產(chǎn)生特定礦產(chǎn)組合的一段地質(zhì)時期(代)就稱之為成礦期。1.我國主要的成礦期
劃分成礦期是研究礦床在時間上的發(fā)展、演化和分布規(guī)律性的有效途徑。地史中一定類型的礦床及其組合的出現(xiàn)往往和一定的大地構(gòu)造發(fā)展階段有關(guān)。據(jù)我國地殼發(fā)展的主要構(gòu)造運動及成礦特征,將我國的成礦期劃分為如下六個:1)前寒武紀(jì)成礦期(,2)加里東成礦期3)海西成礦期,4)印支成礦期,5)燕山成礦期,6)喜山成礦期具體內(nèi)容見教材P68-69總體上,我國鐵、金礦產(chǎn)在地史發(fā)展的早期比較富集,Hg,Sb,As,稀有金屬在晚期相對集中。我國地殼演化早期,成礦作用比較簡單;隨著時間的推移,地殼加厚,巖漿活動、火山作用、沉積變質(zhì)作用的多次重演,大氣中游離氧增多,生物的出現(xiàn)和大量繁殖,成礦作用愈來愈復(fù)雜,到中、新生代達到最高峰。
2全球主要的成礦期
根據(jù)構(gòu)造作用、巖漿作用、沉積作用和成礦作用的一系列特征,Г.?。赝郀柶媪欣軐⑷蚍譃槠邆€最主要的成礦期(P70表)。3.地殼成礦演化的若干特點
多旋回性繼承性長期性方向性1)成礦的多旋回(多階段)性
成礦的多旋回性,指的是在地殼發(fā)展過程中,相同的礦床類型或類似的礦產(chǎn)組合在前后構(gòu)造旋回中周期性地重復(fù)出現(xiàn)的規(guī)律性。成礦的多旋回與大地構(gòu)造演化的多旋回相對應(yīng),并受其制約,是后者特殊的物質(zhì)體現(xiàn)。
一般來說,地槽構(gòu)造活動比較強烈,具有多旋回造山運動,多旋回發(fā)展表現(xiàn)十分突出,特別是在優(yōu)地槽中,與多旋回造山運動緊密伴隨的還有多旋回的沉積作用、多旋回的巖漿活動、多旋回的變質(zhì)作用以及多旋回的成礦作用。我國天山、祁連、秦嶺和唐古拉等地槽褶皺帶多旋回發(fā)展很是典型,國外一些著名的地槽系,如阿帕拉契、科迪勒拉、烏拉爾、高加索、塔斯?jié)M等,也都有同樣的特點。
2)成礦的繼承性成礦的繼承性:指的是區(qū)域內(nèi)同一成礦元素或一組成礦元素,在不同時代以相同或不同形式相繼成礦的規(guī)律性。
成礦繼承性的具體表現(xiàn)是在某一特定的地球化學(xué)區(qū)內(nèi),在各種地質(zhì)作用下,一些成礦元素以相同或不同的礦床類型輾轉(zhuǎn)成礦、自成系統(tǒng)。如湘西、山東的原生金和沙金。由成礦的繼承性,啟示我們在預(yù)測找礦時應(yīng)注意礦床類型可隨不同時期成礦條件的變化而變化,特別是在地質(zhì)作用復(fù)雜、某種礦化較強的地區(qū),不能死守一個類型。要注意同一礦種、多種類型繼承性共存的可能性。據(jù)此可順藤摸瓜,努力發(fā)現(xiàn)新的成礦層位和新的礦床類型。3)成礦的長期性成礦的長期性已為大量的地質(zhì)事實所證實,具體可表述為下列兩個方面:
(1)許多礦種或成礦元素是在長期的地質(zhì)演化過程中逐步富集成礦的。例如山東招掖地區(qū)金礦的形成史長達十幾億年,太古代海底火山噴發(fā)形成富金的蓬夼組含鐵鎂硅酸鹽建造,平均含金0.07×10-6,成為本區(qū)金成礦的初始礦源層;元古代的區(qū)域變質(zhì)作用中,膠東群遭受褶皺、變形、變質(zhì)及部分混合巖化,金進一步活化遷移;進入中生代,隨著構(gòu)造、巖漿活動,混合花崗巖部分重熔,金再次活化遷移,集中至重熔花崗巖的邊緣及斷裂中形成含金石英脈型和破碎帶蝕變巖型礦床。
(2)與花崗巖有關(guān)的礦床的形成時間,也常常可延續(xù)很長時間,相對造山運動長得多。例如華南燕山期花崗巖的成礦史表明:在160~185Ma,形成漂塘、西華山、大吉山、瑤崗仙等巖體,以及大量黑鎢石英脈、矽卡巖型白鎢礦床及稀土礦床;90~110Ma,形成大廠,個舊、德興等巖體,主要形成錫石硫化物和多金屬礦床??梢娙A南鎢錫花崗巖的成礦史是較長的,成礦演化也是長期的,在每一期巖漿演化和成礦演化中,大量工業(yè)礦化總是與較晚期花崗巖有關(guān)。4)成礦的方向性成礦演化的方向性是指成礦特征隨時間的變化以一定的趨勢向前發(fā)展的不可逆性。
上述成礦演化雖然具有多旋回性和繼承性,但并不是相同的重現(xiàn),而是一螺旋式發(fā)展,具體表現(xiàn)為下述四方面:
(1)在地殼的演化中,地槽的面積逐漸縮小,但成礦作用的規(guī)模并沒有相應(yīng)縮小,反而隨著時間的推移,還有增大趨勢。從太古代至元古代,從早里菲至晚里菲,從加里東至海西,礦化強度都是由弱到強,弱強交替。歐洲和亞洲海西期金屬成礦省廣泛發(fā)育,非、美、澳三洲也有部分發(fā)育,環(huán)太平洋構(gòu)造帶和特提斯構(gòu)造帶則中、新生代成礦期廣泛發(fā)育。(2)每一時代地槽系的發(fā)展,開始是親玄武巖類礦化占優(yōu)勢,晚期是親花崗巖類礦化占優(yōu)勢。這種成礦演化的方向性是由巖漿活動演化的方向性所決定的。但地洼區(qū)的巖漿演化順序在大多數(shù)情況下和地槽區(qū)相反,一般趨勢是由酸到基,并控制了相應(yīng)的成礦演化的方向;(3)在繼承性成礦中同一種元素的成礦特點隨時間演化而有所變化,亦表現(xiàn)了成礦演化的方向性。例如SiO2,太古代時主要形成火山沉積型碧玉礦床;古生代則主要形成化學(xué)沉積型燧石礦床;到新生代則由生物作用而形成硅藻土;又如鐵的成礦,20Ga前以條帶狀含鐵石英巖為主;20Ga年后,以鮞狀赤鐵礦為主;到中生代則以菱鐵礦為主;
4)在地史演化中不同元素成礦演化的方向性:表現(xiàn)在親鐵元素一般傾向早期富集,而親硫元素以晚期富集為特征(表)。(二)礦床空間分布規(guī)律礦床在空間上也主要表現(xiàn)為不均勻分布,具體體現(xiàn)為叢聚性分布、帶狀分布等但在特殊的地質(zhì)條件下,也可表現(xiàn)出均勻分布特征,即在空間上的等距性分布。1礦床的叢聚性分布
礦床的叢聚性分布是指礦床在平面的分布上往往在一定范圍內(nèi)集中出現(xiàn),構(gòu)成礦化集中區(qū)或特定的成礦區(qū)域的現(xiàn)象1)礦化集中區(qū)
礦化集中區(qū)是指在一個不太大的范圍內(nèi),某些礦產(chǎn)或成礦組合特別豐富,形成具有一套固定的標(biāo)型礦產(chǎn)或礦床組合的地區(qū)。。如我國南嶺地區(qū)是鎢、錫、稀有、稀土的礦化集中區(qū)、川南滇北是鐵銅的礦化集中區(qū)、湘黔交界地區(qū)是汞銻的礦化集中區(qū)、長江中下游地區(qū)是銅鐵礦化集中區(qū)、鞍本、冀東是鐵的礦化集中區(qū)、遼西冀北是鉬和鉛鋅的礦化集中區(qū)、膠東半島是金的礦化集中區(qū)、東秦嶺是Mo和Au的礦化集中區(qū)、邯邢、萊蕪是鐵的礦化集中區(qū)等。國外,如美國上湖地區(qū)的鐵、亞利桑那的銅、密西西比的鉛鋅、克萊麥克斯的鉬;蘇聯(lián)烏拉爾土爾蓋的Fe、Cu、庫爾斯克的Fe、科拉半島的磷—稀土;南非阿扎尼亞的Au、Pt、Cr、金剛石等。
礦化集中區(qū)內(nèi)的礦床特點首先表現(xiàn)在礦床數(shù)量多、規(guī)模大,特別是有大型、超大型礦床的存在。如我國鞍本地區(qū)在100×10Km2范圍內(nèi)發(fā)育有700余個鐵礦床、總儲量達5×109t以上。另外,礦種可以是單礦種,也可以是多礦種,礦床成因可以是同期多成因。也可以是多期多成因,礦化集中區(qū)的形成原因推測與地殼和上地幔中元素分布不均勻性有關(guān),與地質(zhì)經(jīng)歷復(fù)雜、保存條件良好及礦源層的存在有關(guān)。
礦化集中區(qū)的認(rèn)識及研究意義在于指導(dǎo)“就礦找礦”工作的開展。長期以來我國地勘工作者進行的行之有效的“就礦找礦”工作的理論依據(jù)就是礦化集中區(qū)的存在的這一自然現(xiàn)象。2)成礦區(qū)域
成礦區(qū)域是指某種或某些礦床類型相對比較發(fā)育、地質(zhì)發(fā)展歷史相近,成礦作用上具有一定的共性的地區(qū)。
成礦區(qū)域的范圍常與一定的大地構(gòu)造單元、一定的構(gòu)造—巖漿帶或一定的構(gòu)造—巖相帶相符合。在一定的構(gòu)造—巖漿帶中常產(chǎn)出某些內(nèi)生礦床,在一定的構(gòu)造—巖相帶中常賦存某些外生礦床或變質(zhì)礦床。成礦區(qū)域還和區(qū)域地球化學(xué)場有著密切的聯(lián)系,地殼中礦產(chǎn)的不均勻分布主要是由于元素的不均勻分布造成的。因此,一定的成礦區(qū)域也都有著自己的區(qū)域地球化學(xué)場特征。
成礦區(qū)域是人們?yōu)榱搜芯康V產(chǎn)空間分布規(guī)律,進行成礦區(qū)劃,從有關(guān)礦產(chǎn)的區(qū)域性分布特征入手,結(jié)合區(qū)域內(nèi)構(gòu)造、地球化學(xué)場特征而劃分、總結(jié)的。不同的大地構(gòu)造成礦分析學(xué)派都按照各自的觀點對世界及我國成礦區(qū)進行了劃分,如地質(zhì)力學(xué)成礦分析學(xué)派把我國的主要成礦區(qū)域劃分為緯向構(gòu)造體系控制的成礦帶、新華夏系控制的礦帶、河西系控制的礦帶、“歹”字型構(gòu)造體系控制的礦帶等。2礦床的帶狀分布
概念
礦床的帶狀分布是指不同的礦種、礦床類型或礦床的礦石物質(zhì)組成,結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組合等在一定的空間范圍內(nèi)呈現(xiàn)出的有規(guī)律地交替變化的自然現(xiàn)象。礦床帶狀分布現(xiàn)象普遍存在,廣為見及,大至全球,小至礦床、礦體甚至微觀領(lǐng)域。根據(jù)規(guī)模級別,礦床的帶狀分布可分為全球性成礦帶、區(qū)域分帶、礦區(qū)、礦床和礦體分帶等。
1)全球成礦帶,是受全球性構(gòu)造系統(tǒng)控制的成礦帶,如全球性的裂谷或板塊縫合帶,貫通性深大斷裂帶等。最著名的有環(huán)太平洋成礦帶,古地中海—喜馬拉雅成礦帶等。(1)環(huán)太平洋成礦帶,即環(huán)繞太平洋的中、新生代構(gòu)造—巖漿成礦帶。在構(gòu)造上屬于島弧型或安第斯型板塊俯沖帶。它自南美洲南端起,沿美洲西海岸,經(jīng)白令海峽轉(zhuǎn)亞洲東部及東南部,延長4萬多公里,規(guī)模十分巨大。整個環(huán)太平洋成礦帶又可分為內(nèi)、外兩帶。
a、內(nèi)帶屬新生代成礦帶,在美洲西海岸沿濱海斷裂發(fā)育;主產(chǎn)銅、金礦床;在亞洲東部沿島弧分布,主要發(fā)育第三紀(jì)的火山巖有關(guān)的塊狀硫化物(Cu、Zn等)及Au、Ag礦床,沿斷裂帶有基性、超基性巖及有關(guān)的Cr、Ni、Pt礦床;b、外帶:位于大陸部分,屬中生代成礦帶,主產(chǎn)W、Sn、Mo、Bi、Pb、Zn、Sb、Hg、Cu、Ag、Fe等礦產(chǎn),在我國還可進一步分出三個亞帶:鎢錫亞帶,從贛南粵北直到滇東,有東鎢西錫的特點;汞銻亞帶,湘、黔交界;鉛鋅亞帶,與鎢錫亞帶交叉及部分重疊。(2)古地中?!柴R拉雅成礦帶:包括地中海沿岸和亞洲西南部及南部,經(jīng)我國西藏、川西、云南,屬于地縫合線型消亡板塊邊界。沿這一成礦帶廣泛發(fā)育有斑巖銅礦、塊狀黃鐵礦、鉻鐵礦、釩鈦磁鐵礦及鉛、鋅等礦床。
2)區(qū)域分帶:指區(qū)域性的礦床分帶,一般以礦種和礦種組合或者礦床類型作為分帶標(biāo)志,例如贛南鎢錫礦床的區(qū)域性帶狀分布:諸廣山于山武夷山錫、鎢、稀土鉭、鈹、鎢鈮、鉭、鎢成礦帶成礦帶成礦帶
又如在秦嶺地槽褶皺帶,在拗陷較深部位形成矽卡巖型銅、鎢礦床,在其一側(cè)及端部延伸地區(qū)形成中低溫鉛鋅礦床,再向外則逐漸變?yōu)榈蜏氐匿R汞礦床。實際上,上述全球成礦帶中的亞帶如太平洋成礦帶中的鎢錫亞帶,鉛鋅亞帶,銻汞亞帶,均屬于區(qū)域性礦產(chǎn)分帶。
3)礦區(qū)分帶:在礦區(qū)內(nèi),不同類型礦床在空間上呈有規(guī)律的分布。其分帶標(biāo)志除了礦種和礦床類型外,也可用有用礦物組合作為分帶標(biāo)志。這類礦產(chǎn)分帶,以熱液型內(nèi)生礦床的原生分帶表現(xiàn)最多。香花嶺礦區(qū)圍繞癩子嶺花崗巖體向外,出現(xiàn)花崗巖型鉭鈮礦床—云英巖型鎢錫礦床—矽卡巖和汽成熱液型鋰鈹硼礦床—似層狀錫鉛鋅礦床—脈狀鉛鋅礦床的分帶。柿竹園式的礦床與花崗巖凹部有關(guān)。自巖體頂凹部礦化中心向上,依次出現(xiàn)細網(wǎng)脈云英巖、矽卡巖鎢鉬鉍礦床—矽卡巖鎢鉍礦床—大理巖型錫鉍礦床,鈹錫礦床等。4)礦體分帶:指礦體內(nèi)沿礦體走向或傾向,礦石物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面有規(guī)律地變化,這種變化構(gòu)成的分帶又可分幾種類型:(1)礦化形態(tài)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造分帶。這種分帶在我國贛南粵北一帶黑鎢—石英脈礦床中十分明顯,形成著名的“五層樓”模式,即礦化從隱伏巖漿巖穹隆向上直至地表可分為大脈帶、薄脈帶、細脈—薄脈帶、細脈帶、線脈帶等五個帶,每一帶有一定的深度范圍、稱為一層樓,工業(yè)礦化主要產(chǎn)于前3-4帶中。
(2)礦石類型分帶及相變分帶
內(nèi)生礦床中礦石類型分帶常表現(xiàn)明顯。一般特點是最下部多為形成溫度較高的,較還原性質(zhì)的礦石類型,上部多為形成溫度較低的偏氧化性質(zhì)礦石類型。例如大廠錫石多金屬礦的最下部為接觸帶矽卡巖中似層狀、透鏡狀閃鋅礦、黃銅礦,往上為錫石石英脈,再上過渡為似層狀和脈狀錫石硫化物和方解石等。
(3)礦物及元素分帶礦物及元素分帶在礦床中表現(xiàn)十分普遍,特別在中酸性巖體與碳酸鹽圍巖接觸所形成的礦床中,不同的礦物、元素或組合類型圍繞巖體或礦體呈水平或垂直的狀分布。例如河南某熱液交代型磁鐵礦多金屬礦床的礦物及元素分帶:花崗斑巖體內(nèi)→接觸帶矽卡巖→外接觸帶白云巖輝鉬礦化→磁鐵礦、菱鐵礦化→鉛、鋅礦化元素、Cu、Mo→Fe、Cu→Pb、Zn、(Ag)3礦床的等距性分布所謂等距性分布,指礦體、礦床、礦田、礦帶等在空間分布上大致以相等的距離有規(guī)律地出現(xiàn)的現(xiàn)象。這種等距性可以表現(xiàn)為直線等距,也可表現(xiàn)為弧線等距。成礦帶的等距分布是很特征的。如北半球的6條巨型緯向構(gòu)造成礦帶,每相鄰兩條帶之間大致保持相等的距離,間距約為緯度8°左右。李四光教授生前指出,我國境內(nèi)有3條緯向構(gòu)造成礦帶:
陰山—天山構(gòu)造成礦帶位于北緯40—430,以盛產(chǎn)Fe、Cr、Ni礦床為特征,其次V、Ti、Cu、Pb、Zn等礦床也占重要地位;
秦嶺—昆侖構(gòu)造成礦帶位于北偉32°31′~34°30′,主要礦床有Cr、Ni、Cu、Mo、Fe以及Pb、Zn等;
南嶺構(gòu)造帶位于北緯23°30′~25°30′,為多種構(gòu)造體系復(fù)合的地帶,主要產(chǎn)出W和Sn礦床,有色金屬、稀有—稀土金屬礦床的分布也很普遍。礦床等距分布也表現(xiàn)得很明顯,例如贛南漂塘西華山礦帶(圖)受NNE及EW向構(gòu)造復(fù)合控制,礦帶內(nèi)斜列展布5個已知礦床,其間間距一般約5-6km,唯獨礦帶中部大龍山與蕩坪之間出現(xiàn)空檔,距離較大,約為其它礦床間距的2倍。經(jīng)這一分析,聯(lián)系露頭上云母、石英線密集和深部隱伏花崗巖穹窿等有利成礦條件的存在,經(jīng)打2鉆孔驗證,終于找到了木梓園隱伏大脈型鎢鉬礦床,填補了礦帶中部的空檔。
有關(guān)等距分布的原因和機制,目前研究不夠。按地質(zhì)力學(xué)觀點,可能是由于構(gòu)造形跡多級別、多序次控礦的結(jié)果。構(gòu)造形跡往往呈等距出現(xiàn),這種等距性與應(yīng)力的均布和巖塊的均質(zhì)性等因素有關(guān)。當(dāng)均質(zhì)的巖塊在應(yīng)力作用下,應(yīng)力的傳播具有波動性質(zhì),在出現(xiàn)駐波的地段,便發(fā)生斷裂,這些斷裂平行而等距分布,因而受其控制的巖體和礦床也相應(yīng)地呈平行和等距產(chǎn)出。(三)成礦物質(zhì)來源規(guī)律
礦質(zhì)來源問題是成礦規(guī)律研究必須要回答的基本問題。在進行預(yù)測找礦工作時,只有把握了欲找尋礦產(chǎn)的來龍去脈,才能較好地指導(dǎo)相似地區(qū)、相同類型礦床的找尋工作。對成礦物質(zhì)來源的認(rèn)識,經(jīng)歷了一個從過去的“水”、“火”之爭到現(xiàn)在的多來源的變化過程。迄今為止,在對一些具體礦床的礦質(zhì)來源的認(rèn)識上仍常存在不同的認(rèn)識及爭論,爭論的重點主要集中在對內(nèi)生成礦物質(zhì)來源的認(rèn)識方面。目前國內(nèi)外普遍公認(rèn),內(nèi)生成礦物質(zhì)主要有三大來源:幔源、殼源、滲濾源;此外,少部分礦床可能屬于宇宙源;大量礦床的成礦物質(zhì)并非單一來源,而是混合的多來源。不同來源的礦床類型綜見表
已有的研究(表,圖)表明,內(nèi)生成礦物質(zhì),在地殼歷史演化過程中具如下的演變趨勢:
1.地殼發(fā)展早期(太古代—元古代)、殼下玄武巖漿分異較弱,區(qū)域變質(zhì)作用及混合巖化花崗巖化作用強烈,所成礦床以變質(zhì)滲濾源及變質(zhì)同化源為主,并主要分布于早元古代結(jié)晶基底中。2.晚元古代以后,殼下源(上地幔源)比例逐漸增大,特別是加里東期和海西期地槽發(fā)育,與殼下玄武巖漿來源有關(guān)的礦床迅速增多;但到海西期以后又逐漸減少,所形成的礦床主要分布于地槽及褶皺帶區(qū);3.來自地殼深部與重熔巖漿有關(guān)的礦源比重從早元古代開始逐漸增加,有關(guān)的成礦活動在我國燕山期(基米期)及喜馬拉雅期(阿爾卑斯期)特別強烈,其原因與世界范圍的中新生代構(gòu)造巖漿活化有關(guān),所成礦床主要分布于地洼區(qū)(或活化區(qū))。4.滲濾源在地史發(fā)展的早期階段以變質(zhì)滲濾源為主,晚期階段則以非變質(zhì)滲濾源為主,地下熱鹵水滲濾過各種巖石從中淬取成礦物質(zhì),形成了大量層控礦床。5.隨著地殼由早期到晚期的演化發(fā)展,成礦物質(zhì)來源漸趨復(fù)雜,多因復(fù)成礦床比重增加。由于礦產(chǎn)的繼承性、疊加和改造作用,以及愈晚的構(gòu)造單元,構(gòu)造層次愈多,因而這類礦床多分布于地洼區(qū),并且具多成礦階段,多物質(zhì)來源,多成因類型的特點。
(四)礦床共生規(guī)律
礦床共生是指不同礦種或不同類型的礦床在空間上集中在一起產(chǎn)出的自然現(xiàn)象。大量的勘查實踐揭示,礦床共生是一種普遍現(xiàn)象。研究和總結(jié)礦床共生規(guī)律,對于綜合找礦、綜合評價和綜合利用都具有重要指導(dǎo)意義。對礦床共生規(guī)律的認(rèn)識經(jīng)歷了一個較長的過程。如我國一些礦區(qū),鉛鋅礦與螢石礦共生、鉛鋅礦與菱鐵礦共生、銅礦與金礦共生等都是地質(zhì)工作深入以后才認(rèn)識的。國外鉀鹽礦床20%是從石油深井中偶然發(fā)現(xiàn)的,如美國新墨西哥州,猶他州的鉀鹽礦床的發(fā)現(xiàn),都與石油深井鉆探有關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)反映了油鹽共生的規(guī)律性和油鹽兼探的重要性。當(dāng)人們沒有認(rèn)識這種共生規(guī)律時,難免單打一的找礦,就不可能自覺地運用這一共生規(guī)律更有效地找尋共生的綜合礦種,從而推遲了某些共生礦床的發(fā)現(xiàn)。
1.礦床共生組合
盧作祥等(1989)根據(jù)礦種組合和礦床成因類型把礦床共生組合分為四類:①單礦種同類型礦床組合:如鞍本、冀東許多沉積變質(zhì)型鐵礦床組合;②單礦種不同類型礦床組合:如湖南瑤崗仙黑鎢礦床與白鎢礦床共生組合等;③多礦種同類型礦床組合:如遼寧矽卡巖型鉬礦與鉛鋅礦床共生等;④多礦種不同類型礦床共生組合:如長江中下游一系列火山巖漿、火山沉積、火山熱液及矽卡巖型Fe、Cu礦床共生。另,P79孟憲民的五種分類
2成礦系列
成礦系列是礦床共生組合研究的進一步深入和發(fā)展。上述的礦床共生組合分類主要是側(cè)重于總結(jié)礦床共生組合的自然現(xiàn)象,而對礦床共生組合的深層次及相互之間的時、空關(guān)系重視不夠,而成礦系列可以說是針對上述問題而提出的。所謂成礦系列,是指具有統(tǒng)一成礦過程、時空上有密切聯(lián)系、成因上有成生聯(lián)系的礦床組合。
程裕淇1980年將內(nèi)生成礦系列初步劃分為14類,沉積礦床6類(表2)。成礦系列概念的提出,改變了礦床研究中分門別類、彼此孤立割裂的傾向,而以成礦演化,聯(lián)系發(fā)展觀點作指導(dǎo),既重視成礦演化譜系、成礦作用過程的共同特征,又注意地質(zhì)條件局部變化對成礦的影響。在一個成礦區(qū)內(nèi)掌握了成礦系列特征,可以由此及彼指導(dǎo)預(yù)測找礦工作,提高礦產(chǎn)勘查工作的成效。3成礦模式
成礦模式是以簡明的圖表、文字或數(shù)學(xué)公式對礦床組(或某一類礦床)的成礦地質(zhì)特征、控礦因素及礦化標(biāo)志進行的高度綜合和理論概括。
成礦模式從形式上可分為概念模式、圖表模式和數(shù)學(xué)模式,從性質(zhì)可分為礦床成因模式、礦體產(chǎn)狀模式、礦床數(shù)量模式(噸—品位模型)等。礦床模式,特別是圖模式可以形象、直觀地表述礦床組相互之間的內(nèi)在成因聯(lián)系及形成、分布的時、空特征,從這個角度來說,其比成礦系列更前進了一步。但成礦模式絕不是僅反映礦床共生組合方面,它可以是對成礦規(guī)律的高度概括。據(jù)成礦模式指導(dǎo)預(yù)測找礦踐,在世界范圍內(nèi)影響較大,并且已取得良好效果的成礦模式有斑巖銅礦熱液蝕變模式、密西西比河流域古含水層模式、沉積型銅礦的薩布哈模式以及日本的塊狀硫化物火山成因模式等。
成礦模式的發(fā)展趨勢是由單項模式(如蝕變模式、構(gòu)造控礦模式等)向綜合模式發(fā)展;由單一模式(如概念或表格單一類型)向多種模式發(fā)展;由二維模式向四維模式發(fā)展;由單源信息模式向多源信息模式發(fā)展??傊?,隨著對成礦規(guī)律認(rèn)識的深化,高新技術(shù)在礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域內(nèi)的不斷普及,成礦模式的完善性、綜合性及代表性將不斷地提高,對預(yù)測找礦工作的指導(dǎo)意義將越來越大。由礦床共生組合—成礦系列—成礦模式的發(fā)展,反映了礦床共生規(guī)律研究的深化。其重要意義在于查明礦床組合特征和時空分布、開闊視域、統(tǒng)觀全局、由此及彼、舉一反三,提高預(yù)測找礦的成效。
成礦預(yù)測與科學(xué)找礦
FIRSTSECTIONMETELLOGENICPROGNOSISANDSCIENTIFICPROSPECTING
成礦預(yù)測科學(xué)找礦找礦預(yù)測一.成礦預(yù)測概念成礦預(yù)測工作分類及一般程序成礦預(yù)測的基本理論與準(zhǔn)則成礦預(yù)測方法分類(一)成礦預(yù)測的概念
Theconceptionofmetallogenicprognosis
成礦預(yù)測是在科學(xué)預(yù)測理論的指導(dǎo)下,通過剖析成礦地質(zhì)條件、深入研究礦化信息(找礦標(biāo)志)、總結(jié)成礦規(guī)律,進而圈定不同級別的預(yù)測區(qū)或三維空間內(nèi)的找礦靶區(qū)的一項綜合性工作。成礦預(yù)測是對發(fā)生在過去的成礦事件的未知成礦特征進行的估計或推斷。(二)成礦預(yù)測工作的分類及一般程序1成礦預(yù)測工作分類最初(70—80)年代分為大區(qū)、區(qū)域及礦區(qū)成礦預(yù)測三類;90年代以后,地礦部規(guī)劃院分為小、中、大比例尺三類;另有定性預(yù)測、定量預(yù)測、定位預(yù)測及立體預(yù)測之提法2.成礦預(yù)測工作的一般程序成礦預(yù)測工作的一般程序可以大致歸納為以六個步驟:1)明確預(yù)測要求
明確預(yù)測的目的任務(wù)、預(yù)測區(qū)范圍、預(yù)測的資源種類、具體的比例尺等。2)全面收集地質(zhì)資料
全面搜集研究地區(qū)的各種地質(zhì)報告和圖件、物化探、重砂測量等工作成果以及有關(guān)專著,并盡可能進行礦產(chǎn)預(yù)測所必需的地層、構(gòu)造、巖漿巖、礦床等各項地質(zhì)資料的系統(tǒng)整理,使之條理化和圖表化。為進一步研究成礦規(guī)律和預(yù)測打下基礎(chǔ)3)研究成礦規(guī)律和建立礦床成礦模式
在深入研究區(qū)域地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上,通過一系列典型礦床的控礦因素和成礦機制以及對區(qū)域控礦條件的分析,找出在時、空和物質(zhì)來源方面直接控制礦床形成的分布規(guī)律。根據(jù)不同比例尺成礦預(yù)測工作的需要,建立區(qū)域成礦模式、礦床成因模式、找礦模型。
4)編制預(yù)測圖
通常以成礦規(guī)律圖為底圖。要突出各種控礦地質(zhì)因素和礦化信息。在綜合分析控礦因素和化信息的基礎(chǔ)上,確定預(yù)測評價的準(zhǔn)則,圈出礦產(chǎn)預(yù)測區(qū),劃分遠景區(qū)級別,以反映預(yù)測的可靠程度,并進行相應(yīng)的預(yù)測儲量估算。
5)重點工程驗證
對復(fù)雜地質(zhì)體的評價預(yù)測,必然有個實踐、認(rèn)識、再實踐、再認(rèn)識的不斷深化過程。地質(zhì)現(xiàn)象常常具有多解性,相互干擾很大,造成分辨“礦”與“非礦”的重重困難。因此必需用信息論的觀點,把預(yù)測找礦過程看成是一個多因素影響的不斷修正、不斷調(diào)整的動態(tài)過程。要使這樣一個過程科學(xué)化,信息反饋是不可缺少的。信息反饋能使預(yù)測方案的驗證過程中產(chǎn)生的各種信息,及時送回到我們的手中,幫助適時地改進和調(diào)整決策,以達到“有效最佳”預(yù)測的目的。因此,在預(yù)測方案擬訂以后,應(yīng)當(dāng)選取典型地段布置少量工程(一般以鉆探為主)予以揭露,及時驗證預(yù)測礦產(chǎn)的可靠性。
概況部分應(yīng)簡要說明任務(wù)、工作范圍及其劃定的依據(jù)、地質(zhì)工作簡史、研究程度、已取得的成果;對邊遠交通不便的地區(qū)應(yīng)說明自然經(jīng)濟地理情況。成礦規(guī)律與預(yù)測部分是報告的重點,應(yīng)說明區(qū)域地質(zhì)、地質(zhì)建造、地球物理和地球化學(xué)等特征;已知典型礦床的控礦因素、礦化信息、成礦規(guī)律、進一步找礦能性,成礦區(qū)(帶)的劃分及預(yù)測地區(qū),資源量預(yù)測方法選擇及預(yù)測結(jié)果。二)成礦預(yù)測的基本理論與準(zhǔn)則1.成礦預(yù)測的基本理論相似—類比理論求異理論定量組合控礦理論相似—類比理論是指在相似的地質(zhì)環(huán)境下,應(yīng)該有相似的成礦系列和礦床產(chǎn)出;相同的地區(qū)范圍內(nèi),應(yīng)該有相似的礦產(chǎn)資源量。求異理論礦床都產(chǎn)出于地質(zhì)異常中,因而通過發(fā)現(xiàn)異常,就可以發(fā)現(xiàn)礦床。人所共知,礦產(chǎn)通常是所在地質(zhì)體的一個特殊組成部分——異常,這種特殊性可以體現(xiàn)為物理異常、化學(xué)異常及地質(zhì)異常,并且前二者包括在后者之中;特大型礦床在同類性的小礦床中又有其產(chǎn)出的特殊性。因此,求異是預(yù)測找礦的一個有效途徑及思路。通過求異,也只有通過求異,才能發(fā)現(xiàn)新類型的礦床。定量組合控礦理論
成礦不是靠單一因素,也不是靠任意個因素的組合,而是靠“必要和充分”因素的組合。人們現(xiàn)在尚不能對其充分認(rèn)識和查明,這樣,成礦和找礦就成為了非確定性事件。預(yù)測的任務(wù)是,最大限度地提高找礦概率。往往在地質(zhì)條件相似情況下,一些地區(qū)有礦,而另一些地區(qū)無礦,這是因為“相似的地質(zhì)條件”并不一定是成礦的“充分條件”。一般地說,一個地區(qū)成礦概率的大小與有利因素組合程度有關(guān),也與關(guān)鍵因素是否存在相關(guān)。
上述三理論中,相似類比理論是礦床預(yù)測的基礎(chǔ),它要求我們詳細了解和大量占有國內(nèi)外已知各類礦床的成礦條件、礦床特征和找礦標(biāo)志;求異理論是成礦預(yù)測的核心,它要求在相似類比的基礎(chǔ)上注意發(fā)現(xiàn)不同層次或不同尺度水平、不同類型的異常;定量組合控礦理論是成礦預(yù)測的依據(jù),它要求掌握一切與成礦有關(guān)的因素及其特征。三理論關(guān)系如圖所示:2.成礦預(yù)測的準(zhǔn)則1)最小風(fēng)險最大含礦率準(zhǔn)則2)優(yōu)化評價準(zhǔn)則3)綜合預(yù)測評價準(zhǔn)則4)尺度對等準(zhǔn)則5)定量預(yù)測準(zhǔn)則1)最小風(fēng)險最大含礦率準(zhǔn)則
該準(zhǔn)則是指對提交的預(yù)測成果要求在最小漏失隱伏礦床可能性的前提下,以最小的空間位置圈定找礦靶區(qū)。成礦預(yù)測實質(zhì)上是風(fēng)險評價,提交的預(yù)測成果要包含最小的風(fēng)險,最大的可靠性。實際上,圈定的找礦靶區(qū)常會出現(xiàn)兩類常見的錯誤:一是漏圈有礦地段;二是將無礦地段誤圈為找礦靶區(qū)。此準(zhǔn)則是避免此二類錯誤產(chǎn)生的基本原則。凡遵循此準(zhǔn)則提交的預(yù)測成果都可避免過于冒險和過于保守的兩種極端錯誤的傾向。
2)優(yōu)化評價準(zhǔn)則
由于地、物、化、遙資料中包含的成礦信息具有一定的隨機性和模糊性,其預(yù)測成果是在不確定條件下做出的帶有某種風(fēng)險的決策,但地質(zhì)找礦工作則要求提交確定性的成果。為使兩者統(tǒng)一,對圈定的成礦遠景區(qū)需作可靠性評價,通常稱“優(yōu)化評價”。優(yōu)化評價是指預(yù)測人員根據(jù)成礦規(guī)律和成礦控制因素的認(rèn)識,有意識地干預(yù)模型的構(gòu)成,對模型作有利成礦(或強化成礦信息)的定向轉(zhuǎn)換(但要在不改變模型預(yù)測目標(biāo)的前提下),使模型突出其中一些有重要預(yù)測標(biāo)志(或控礦因素)的信息,抑制某些成礦意義不明顯,或干擾較強的信息,迫使模型向成礦有利方向濃縮信息,突出找礦標(biāo)志,逐步逼近潛在礦床,實現(xiàn)模型的定量轉(zhuǎn)換。最后提出重中之重的普查區(qū)和最優(yōu)的找礦靶區(qū)。礦區(qū)中泥盆紀(jì)巖相古地理示意圖3)綜合預(yù)測評價準(zhǔn)則
該準(zhǔn)則包括兩方面內(nèi)容:A.對潛在礦床自身作綜合評價;B.對預(yù)測和找礦,要使用綜合技術(shù)方法。對潛在礦床自身作綜合評價:①對可能的共生礦床的預(yù)測評價;②伴生元素的預(yù)測評價;③預(yù)測區(qū)范圍內(nèi)除導(dǎo)向礦種以外礦產(chǎn)的預(yù)測評價。預(yù)測、找礦使用的綜合方法內(nèi)容包括:①預(yù)測工作中使用地、物、遙感的綜合信息,預(yù)測潛在礦床;②找礦過程中使用地、物、化、航衛(wèi)的綜合方法發(fā)現(xiàn)礦床,并要指明使用的方法種類、方法配置和方法使用時的先后次序。該準(zhǔn)則要求使用最少的方法、手段、最短的時間、最高的效益進行預(yù)測和發(fā)現(xiàn)礦床。
4)尺度對等準(zhǔn)則
成礦預(yù)測成果一般要求采用不同層次比例尺的成果表達,據(jù)此準(zhǔn)則,其原始資料都應(yīng)與不同層次的比例尺相對應(yīng),若用大于該層次比例尺的原始資料是允許的,相反則不符合此準(zhǔn)則。水平對等準(zhǔn)則包括以下內(nèi)容①成礦預(yù)測成果比例尺與使用的地、物、化、航衛(wèi)資料的比例尺一致;②在已知區(qū)建立預(yù)測模型使用的地、物、化、航、衛(wèi)變量在預(yù)測區(qū)上均可獲??;③提交統(tǒng)一規(guī)定的預(yù)測成果,且其比例尺要一致;④數(shù)據(jù)處理需使用統(tǒng)一規(guī)定的程序,在提交的成果中,凡涉及到計算機數(shù)據(jù)處理、繪圖等工作所使用的軟件都是正式鑒定通過(或驗收)的程序,否則將是無效的。
5)定量預(yù)測準(zhǔn)則
定量預(yù)測是成礦預(yù)測的重要內(nèi)容之一,也是成礦預(yù)測現(xiàn)代化標(biāo)志之一。成礦預(yù)測要計算機化,人工智能化,都必須以預(yù)測工作的定量化為基礎(chǔ)。同時,定量化也是現(xiàn)代成礦預(yù)測所追求的目標(biāo),即預(yù)測成果形式應(yīng)包括“四定”:定成礦遠景區(qū)空間位置,定礦產(chǎn)資源種類,定礦產(chǎn)質(zhì)量和定礦產(chǎn)資源量。有時,為了更加完善,還應(yīng)要求定找礦概率及定控礦地質(zhì)因素和找礦標(biāo)志最有利成礦和找礦的數(shù)值區(qū)間。這樣就達到了六定。
(三)成礦預(yù)測方法分類研究1.成礦預(yù)測方法的理論基礎(chǔ)2.成礦預(yù)測方法分類1.成礦預(yù)測方法的理論基礎(chǔ)
成礦預(yù)測是對發(fā)生在過去的成礦事件的未知特征進行的估計或推斷。預(yù)測的過程實質(zhì)上是一個嚴(yán)密的科學(xué)邏輯思維過程,包括觀察、分析、歸納、演繹及推理等認(rèn)識環(huán)節(jié)。成礦預(yù)測方法則既是對這種思維過程的一種具體體現(xiàn)及反映,又是保證這種思維過程得以順利完成的有效途徑,其是在一定的理論基礎(chǔ)上,結(jié)合成礦預(yù)測的具體特點而發(fā)展起來的。這種理論基礎(chǔ)就是客觀事物的發(fā)展變化過程中所具有的普遍規(guī)律:慣性原理、相關(guān)原理和相似原理。
1)慣性原理慣性原理是指客觀事物在發(fā)展變化過程中常常表現(xiàn)出的延續(xù)性,通常稱其為慣性現(xiàn)象。成礦事件及其產(chǎn)物—礦床的慣性現(xiàn)象表現(xiàn)為在時間、空間上具有穩(wěn)定的變化趨勢。這種變化趨勢越穩(wěn)定,即慣性越強,則越不易受外界因素的干擾而改變本身的變化趨勢。例如一些大的成礦帶和脈狀礦體的規(guī)模及延伸方向在空間上一般都比較穩(wěn)定。成礦預(yù)測中常用的行之有效的各種趨勢外推法就是依據(jù)于地質(zhì)體的有關(guān)特征在時空上的慣性現(xiàn)象而發(fā)展起來的。
2)相關(guān)原理相關(guān)原理是指任何成礦事件的發(fā)生、變化都不是孤立的,而是在與其它地質(zhì)作用的相互影響下發(fā)展的,并且這種相互影響常常表現(xiàn)為一種因果關(guān)系。例如成礦預(yù)測的研究對象—業(yè)礦床通常和各種巖石及構(gòu)造有著密切的聯(lián)系,一定類型的礦床是特定的地質(zhì)作用的特殊產(chǎn)物。相關(guān)原理有助于預(yù)測者深入、全面地分析與成礦有關(guān)的各種地質(zhì)因素,從而正確地認(rèn)識礦床的有關(guān)特征及總結(jié)成礦規(guī)律,進而進行正確的預(yù)測。依據(jù)相關(guān)原理,成礦預(yù)測發(fā)展的初期就廣泛地使用了歸納法。獨聯(lián)體國家廣泛使用的系統(tǒng)分析方法及預(yù)測—普查組合方法也是建立在相關(guān)原理基礎(chǔ)上,屬歸納法的一種具體形式。
3)相似原理
相似原理是指特性相近的客觀事物的變化常有相似之處。在成礦預(yù)測研究中可以將其理解為在相似的地質(zhì)環(huán)境中應(yīng)該有相似的礦床產(chǎn)出(如礦床的種類、類型、規(guī)模、儲量等)。依據(jù)客觀事物發(fā)展、變化的相似性,由已知事物的變化特征可以類推具有相似特征的預(yù)測對象的未知狀態(tài)。即由已知區(qū)類推地質(zhì)環(huán)境相似的未知區(qū)的成礦特性,由已知礦床類推未知礦床的有關(guān)特征。成礦預(yù)測的類比法就是依據(jù)于相似原理而提出并迅速得到普及及推廣的。
1)趨勢外推法概念趨勢外推法是指立足于礦床(體)的已知特征,據(jù)礦床(體)有關(guān)特征的自然變化趨勢從已知地段外推相鄰未知地段內(nèi)的有關(guān)特征的一種成礦預(yù)測方法。
趨勢外推法是成礦預(yù)測工作中應(yīng)用最早的一類較成熟的方法。在一般情況下,所得結(jié)論是可信的。該類方法既使用簡便、直觀,效果又較好,目前在礦區(qū)深部及外圍的成礦預(yù)測工作中取得了較廣泛的應(yīng)用。在具體應(yīng)用中根據(jù)所依據(jù)的外推參數(shù)的不同,可至少進一步分為六種方法組(表),因此,方法選擇的自由度較大。使用本類方法須注意的事項是:①必須是在起點真實的基礎(chǔ)上,嚴(yán)格地按照變化趨勢進行有限的外推;②外推時應(yīng)考慮到后期地質(zhì)作用改造的影響,如后期斷裂活動對先成礦體的錯失、巖漿活動對先成礦體的熔蝕等。2)歸納法概念歸納法是通過對本地區(qū)成礦地質(zhì)條件的深入研究,總結(jié)成礦規(guī)律,進而對成礦前景作出科學(xué)的評價的一種成礦預(yù)測方法。建立在相關(guān)原理基礎(chǔ)上的歸納法是預(yù)測工作中經(jīng)常自覺不自覺要用到的一類方法。在工作全面深入、細致、分析合理的前提下,所得結(jié)論往往比較正確,并可導(dǎo)致提出新的成礦理論及發(fā)現(xiàn)新的礦床類型。本類方法無論是在地質(zhì)研究程度較高的老區(qū)或研究程度較低的新區(qū)都有其廣的使用前景,是應(yīng)用類比法的基礎(chǔ),類比中所用的各種模式都是通過對已知區(qū)成礦特征的歸納、總結(jié)才建立起來的。應(yīng)用歸納法時必須重視已有成礦理論的指導(dǎo)作用,并注意總結(jié)新的成礦理論及建立相應(yīng)的預(yù)測模式以指導(dǎo)相似地區(qū)的預(yù)測工作。
3)類比法概念類比法實質(zhì)上是一種經(jīng)驗性的方法,其主要是利用通過對已知區(qū)的深入解剖研究所取得的有關(guān)認(rèn)識,去類比成礦地質(zhì)條件相似的未知區(qū)的成礦前景的一種成礦預(yù)測方法。
類比法是四類預(yù)測基本方法中使用簡便、易行、見效快的一種方法,目前在成礦預(yù)測領(lǐng)域中得到較高的重視及較廣泛的應(yīng)用。P·魯?shù)侔?1979)認(rèn)為預(yù)測是從礦床類比中發(fā)展起來的。我國甚至有人認(rèn)為“類比法是成礦預(yù)測首要的或主要的方法,其它成礦預(yù)測方法都是建立在這一方法的基礎(chǔ)之上”。這種看法雖然值得商榷,但從一個側(cè)面反映了類比法在成礦預(yù)測領(lǐng)域內(nèi)的重要性。本類方法特別適用于地質(zhì)研究程度較低的地區(qū)及受技術(shù)條件限制而研究難度較大的地表深部的成礦預(yù)測。
由于類比法是建立在相似原理基礎(chǔ)上的一種推斷,受預(yù)測者的經(jīng)驗及主觀因素影響較大。在具體應(yīng)用中,類比的內(nèi)容可以是多方面的,如成礦地質(zhì)特征,物理化學(xué)環(huán)境、礦床類型、礦化信息等,但為了提高類比的可靠性,應(yīng)盡可能采用綜合的類比、即用模式類比。另外,要注意分析預(yù)測區(qū)的具體地質(zhì)特征,注意分析建模區(qū)(已知區(qū))和預(yù)測區(qū)地質(zhì)特征上的差別對預(yù)測精度的可能影響,并通過預(yù)測實踐,修正已有的成礦理論和模式。需特別指出的是目前運用成礦模式進行類比較為盛行,而直接運用預(yù)測模式進行類比則比較薄弱,這是類比法研究中急待解決的問題之一。
4)綜合方法
綜合方法是前述三類基本方法中的有關(guān)具體方法的不同最佳組合。由于運用該類方法時分析問題是從多方位出發(fā),對同一地區(qū)強調(diào)運用不同的方法進行互相驗證對比,因而得出的結(jié)論可信度較高。綜合方法是針對成礦預(yù)測工作不斷深入和難度不斷加大的局面而提出的,其也是成礦預(yù)測方法今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)重點發(fā)展的方向。
二.科學(xué)找礦若干概念
找礦又稱礦產(chǎn)普查,是指在一定的地區(qū)內(nèi)為尋找和評價國民經(jīng)濟需要的礦產(chǎn)而進行的地質(zhì)調(diào)查研究工作??茖W(xué)找礦是以現(xiàn)代成礦理論作指導(dǎo)、以地質(zhì)為基礎(chǔ)并采用各種先進的科學(xué)技術(shù)方法的礦產(chǎn)普查工作。
科學(xué)找礦是針對難度找礦越來越大、找礦對象由地表露頭礦、淺部礦、易識別礦轉(zhuǎn)化為深部隱伏礦、難識別礦和新類型礦,找礦費用不斷增大,而礦的發(fā)現(xiàn)率不斷降低的找礦工作新局面而提出的??茖W(xué)找礦的具體研究內(nèi)容可以概括為理論找礦、綜合找礦、立體找礦、定量找礦、智能找礦五個方面:(一)理論找礦斑巖銅礦模型圖理論找礦的另一重要途徑是建立“成礦系列”所謂“成礦系列”是指“在一定的地質(zhì)環(huán)境中,在統(tǒng)一的地質(zhì)成礦作用下形成的,在時間上、空間上和成因上有密切聯(lián)系的一組礦床類型。在一個成礦系列中可以包括不同成因類型,不同礦種等具有親緣關(guān)系的礦床。成礦系列的預(yù)測找礦意義是:在同一成礦系列中發(fā)現(xiàn)一種礦床類,就可能預(yù)見另一種礦床類型。一個成礦系列可構(gòu)成一個帶,也可能在空間上被隔絕為不同礦帶,還可能構(gòu)成一個礦田。因此,成礦系列的建立有時等價于“礦帶模型”、“礦田模型”的建立。(二)綜合找礦
綜合找礦有多重涵義,包括綜合手段、綜合信息和綜合礦種。根據(jù)不同找礦階段的目的及任務(wù),應(yīng)注意不同尺度水平和不同范圍的綜合信息。例如,研究全球構(gòu)造和地殼深部構(gòu)造狀況,進行地殼結(jié)構(gòu)類型劃分所需的綜合信息;研究地區(qū)大地構(gòu)造發(fā)育類型,進行構(gòu)造分區(qū),確定深部與淺部構(gòu)造聯(lián)系的綜合信息;發(fā)現(xiàn)礦化帶、礦床、礦體所需要的綜合信息等。
(三)立體找礦
為了尋找隱伏礦床(體),查明礦化在三維空間的變化,必須增加找礦深度;為了查明深部的礦化特征,尋找新的礦床(體),也必須增加找礦深度?,F(xiàn)在國內(nèi)外都很重視在立體地質(zhì)填圖基礎(chǔ)上的立體找礦工作。
(四)定量找礦
定量找礦是找礦工作向現(xiàn)代化方向發(fā)展的重要體現(xiàn)。定量找礦是通過建立礦床成因、時空分布、質(zhì)量數(shù)量評價的數(shù)學(xué)模型的途徑來達到預(yù)測和評價礦床的目的。具體地說,就是要查明礦床形成和分布的數(shù)量規(guī)律性;建立定量的成因和空間分布數(shù)學(xué)模型;查明各種控礦因素和找礦標(biāo)志的找礦信息量;查明地區(qū)找礦遠景或成礦的概率大小以及查明遠景地區(qū)可能的礦產(chǎn)資源量。
研究表明,各類礦床的形成確實存在明顯的數(shù)據(jù)規(guī)律性。例如,據(jù)В.И.克拉斯尼柯夫資料,大型礦床占全部礦床的7%,但其總儲量占全部儲量的65%,占開采量的55%;中型礦床占全部礦床的23%,占儲量的26%,占開采量的30%;小型礦床占全部礦床的70%,儲量占9%,開采量占15%(五)智能找礦
智能找礦是人工智能技術(shù)應(yīng)用于礦床普查工作中的嘗試性實踐活動。目前在找礦領(lǐng)域內(nèi)研究及應(yīng)用較多的主要是找礦專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是人工智能技術(shù)的一個重要分枝,是一個在計算機技術(shù)支持下的集某一領(lǐng)域內(nèi)眾多專家知識于一體的咨詢、決策系統(tǒng)。在地質(zhì)找礦領(lǐng)域,自1976年由美國斯坦福大學(xué)國際研究所人工智能中心推出Prospector找礦專家系統(tǒng)以來,國內(nèi)在石油、金屬、特別是金礦找礦等方面不斷研制出新的專家系統(tǒng)。研制和應(yīng)用專家系統(tǒng)的意義是:
(1)在當(dāng)今知識爆炸、信息量激增的形勢下,做為專家個體,已有力不從心之感。現(xiàn)今一個地區(qū)的找礦,都是地質(zhì)、物探、化探、遙感綜合方法取得信息,然后再做綜合分析判斷的。要求某位專家同時是這四方面的專家是很困難的。專家系統(tǒng)卻可以融合多方面知識領(lǐng)域?qū)<业闹R,并把它們構(gòu)成一個統(tǒng)一的整體。
(2)專家系統(tǒng),除了進行找礦咨詢外,它的另一個極有實際意義的功能是,指導(dǎo)工作的輔助決策系統(tǒng)。由于我國目前在找礦第一線工作的人員,普遍存在知識量不足的問題,少數(shù)人甚至不知道面對一個新區(qū)應(yīng)該開展哪些最必需的工作。因此,工作部署不當(dāng),不能獲得找礦必須的基本信息,是找礦效果不夠理想的一個重要原因。專家系統(tǒng)能夠根據(jù)專家的意見,綜合出在某種礦床類型的某一工作階段的找礦工作中,必須獲取的資料以及為進一步深入工作而能獲得的最好的資料。這樣,就能為找礦工作的管理人員提供規(guī)范管理的一種建議。
我國有色金屬工業(yè)公司礦產(chǎn)地質(zhì)研究院肖樹建等人1988年開始研究銅鎳礦床的找礦專家系統(tǒng)(CGES),1990年6月完成,同年七月在新疆有色704隊試用,設(shè)計兩個鉆孔,9—11月施工后,都見到了隱伏的工業(yè)礦體,取得初步的實際效果。目前,智能找礦總體上仍處于試驗階段,已建立的眾多的找礦專家系統(tǒng)都有待于進一步的完善提高,但作為科學(xué)找礦的一個重要組成部分,智能找礦具有廣闊的發(fā)展前景,其必將在勘查工作中取得豐碩的成果。思考題:成礦預(yù)測概念?簡述成礦預(yù)測工作分類及一般程序成礦預(yù)測的基本理論與準(zhǔn)則?簡述成礦預(yù)測方法分類的研究現(xiàn)狀科學(xué)找礦的概念?科學(xué)找礦的主要研究內(nèi)容?
儲量計算
-礦產(chǎn)資源及儲量的分類與分級礦產(chǎn)資源儲量計算的原理和一般過程
礦床工業(yè)指標(biāo)的確定礦體圈定及塊段劃分儲量計算參數(shù)的確定儲量計算方法儲量精度估計及其評價方法概念
礦產(chǎn)儲量,簡稱儲量,一般是指具有一定地質(zhì)研究與控制程度的已查明的礦產(chǎn)資源。它是國家和地方合理規(guī)劃工業(yè)布局,制定國民經(jīng)濟計劃與資源政策的重要依據(jù);是優(yōu)化市場資源配置,實施資源宏觀調(diào)控,安排礦產(chǎn)勘查計劃、礦山開發(fā)與生產(chǎn)計劃和管理的重要依據(jù)。一.
礦產(chǎn)資源及儲量的分類與分級(一)
若干基本概念
礦產(chǎn)資源(mineralresources)是現(xiàn)行可采或潛在可采的天然產(chǎn)出于地殼內(nèi)或地表的固、液、氣態(tài)礦產(chǎn)物質(zhì)的堆積體(美國礦業(yè)局,1996)。儲量(reserves)已查明且具有現(xiàn)行可開采價值的那一部分資源量(同上)。礦產(chǎn)資源總量=能利用的儲量+暫不能利用的儲量+尚未發(fā)現(xiàn)的資源量礦產(chǎn)資源及儲量的分類分級的含義就是根據(jù)礦產(chǎn)資源及儲量精確性及可靠程度、工業(yè)用途及技術(shù)經(jīng)濟可行性的不同,對礦產(chǎn)資源及儲量所作的詳細劃分。礦產(chǎn)資源及儲量的分類分級的意義
客觀地反映了由于不同的觀測尺度、勘查技術(shù)手段及其控制程度和研究程度,所獲得的礦產(chǎn)資源在精度和可靠程度上的差別;反映了國民經(jīng)濟對于具有不同工業(yè)用途的礦產(chǎn)資源和儲量的不同要求;便于全國性的礦產(chǎn)儲量統(tǒng)計、規(guī)劃、平衡,保證礦產(chǎn)資源合理利用。(二)礦產(chǎn)資源及儲量的分類分級依據(jù)l
1.資源及儲量的地質(zhì)研究可靠程度
對儲量的地質(zhì)研究程度的研究對象有兩種不同的理解。在我國的儲量規(guī)范中是指礦體的局部地段(塊段)。根據(jù)
1)礦體外部形態(tài)要素的控制與研究程度;
2)對影響礦體的地質(zhì)構(gòu)造的控制和研究程度;
3)礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)要素的控制與研究程度。
劃分出不同級別的礦產(chǎn)儲量。
我國新的《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》(GB/T17766-1999)中,則分為勘探、詳查、普查和預(yù)查4個調(diào)查階段。相應(yīng)的地質(zhì)可靠程度為探明的、控制的、推斷的和預(yù)測的,編碼依次為1,2,3,4。
2.礦床技術(shù)經(jīng)濟研究程度
我國新的《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》中,將之分為:可行性研究(1)預(yù)可行性研究(2)概略研究(3)
l
3.儲量開發(fā)的經(jīng)濟意義
在我國的礦產(chǎn)儲量分類中根據(jù)礦床開發(fā)的經(jīng)濟意義將其分為能利用儲量和暫不能利用儲量。
我國新的《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》中,則分為:經(jīng)濟的(1)邊際經(jīng)濟的(2M)次邊際經(jīng)濟的(2S)內(nèi)蘊經(jīng)濟的(3)經(jīng)濟意義未定的(?)(三)資源量和儲量類別的具體劃分
1.《總則》(92年)的儲量分類能利用儲量:又稱表內(nèi)儲量,是指符合當(dāng)前的工業(yè)技術(shù)條件和相關(guān)法規(guī)、政策,可以被工業(yè)開采利用的礦產(chǎn)儲量。
暫不能利用儲量:又稱表外儲量,是指不符合當(dāng)前工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟條件和相關(guān)的法規(guī)、政策,暫時不能被經(jīng)濟開采利用的礦產(chǎn)儲量。劃歸這一類是因為:礦貧、礦薄、難采、難選冶及外部條件差。《總則》(92年)的儲量分級
根據(jù)儲量分級三標(biāo)準(zhǔn)的控制程度的不同:準(zhǔn)確、詳細、基本、初步、大致,將儲量分為A、B、C、D、E五級。其中:
A級是礦山編制采掘計劃的儲量,由生產(chǎn)部門探求。
B級是礦山建設(shè)設(shè)計依據(jù)的儲量,又是地質(zhì)勘探階段求的高級儲量,并可起到驗證C級儲量的作用,一般分布在礦山先期開采地段。
C級是礦山建設(shè)設(shè)計依據(jù)的儲量。
D級其用途有:為進一步布置地質(zhì)勘探工作和礦山建設(shè)遠景規(guī)劃的儲量,對于復(fù)雜礦床可作為設(shè)計依據(jù)。
E級為遠景資源。新《總則》中的資源量和儲量的劃分
內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量
礦產(chǎn)勘查工作自普查至勘探,地質(zhì)可靠程度達到了推斷的至探明的,但可行性評價工作只進行了概略研究,由于技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)取值于經(jīng)驗數(shù)據(jù),未與市場掛鉤,區(qū)分不出其真實的經(jīng)濟意義,統(tǒng)歸為資源量。
可細分為3個類型:探明的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量(331)、控制的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量(332)、推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量(333)。
預(yù)測資源量
經(jīng)預(yù)查,依據(jù)已有資料分析對比估算的預(yù)測資源量(334)?,也是資源量的一種,屬潛在礦產(chǎn)資源。新《總則》中的資源量和儲量的劃分
2)基礎(chǔ)儲量
經(jīng)過詳查或勘探,地質(zhì)可靠程度達到控制的和探明的礦產(chǎn)資源,在進行了預(yù)可行性或可行性研究后,經(jīng)濟意義屬于經(jīng)濟的或邊際經(jīng)濟的,也就是在生產(chǎn)期內(nèi),每年的平均內(nèi)部收益率在0以上的那部分礦產(chǎn)資源。
基礎(chǔ)儲量又可分為兩部分:
新《總則》中的資源量和儲量的劃分
經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量
是每年的內(nèi)部收益率大于國家或行業(yè)的基準(zhǔn)收益率,即經(jīng)預(yù)可行性或可行性研究屬于經(jīng)濟的,未扣除設(shè)計和采礦損失(扣除之后為儲量)。
又可分為3個類型,與儲量中的3個類型呈對應(yīng)關(guān)系,探明的(可研)經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(111b),探明的(預(yù)可研)經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(121b)、控制的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(122b);
新《總則》中的資源量和儲量的劃分
邊際經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量
即內(nèi)部收益率介于國家或行業(yè)基準(zhǔn)收益率與0之間的那部分。
也有3個類型,探明的(可研)邊際經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(2M11)、探明的(預(yù)可研)邊際經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(2M21)、控制的邊際經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(2M22)。
新《總則》中的資源量和儲量的劃分
3)儲量
經(jīng)過詳查或勘探,地質(zhì)可靠程度達到了控制或探明的礦產(chǎn)資源,在進行了預(yù)可行性研究或可行性研究,扣除了設(shè)計和采礦損失,能實際采出的數(shù)量,經(jīng)濟上表現(xiàn)為在生產(chǎn)期內(nèi)每年平均的內(nèi)部收益率高于國家或行業(yè)的基準(zhǔn)收益率。儲量是基礎(chǔ)儲量中的經(jīng)濟可采部分。
根據(jù)礦產(chǎn)勘查階段和可行性評價階段的不同,儲量又可分為可采儲量(111)、預(yù)可采儲量(121)及預(yù)可采儲量(122)3個類型。(P187表)二、礦產(chǎn)資源儲量計算的原理和一般過程(一)儲量計算的基本原理把自然界客觀存在的形態(tài)復(fù)雜的礦體分割轉(zhuǎn)變?yōu)轶w積與之大體相等、礦化相對均一的形態(tài)簡單的幾何體,運用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法,求得儲量計算所需的各種參數(shù),最后計算出礦產(chǎn)(礦石或金屬)儲量來。(二)儲量計算的一般過程是:1.確定礦床工業(yè)指標(biāo);2.圈定礦體邊界或劃分資源/儲量計算塊段;3.根據(jù)選擇的計算方法,測算求得相應(yīng)的資源儲量計算參數(shù):礦體(或礦段)面積S,平均厚度M,礦石平均體重D,平均品位C等4.計算礦體或礦塊的體積V和礦石資源量/儲量Q:Q=VD或金屬量P:P=QC5.統(tǒng)計計算各礦體或塊段的資源量/儲量之和,即得礦床的總資源量/儲量。
三、礦床工業(yè)指標(biāo)的確定
(一)礦床工業(yè)指標(biāo)的概念和內(nèi)容
1礦床工業(yè)指標(biāo)的概念及意義
礦床工業(yè)指標(biāo),簡稱工業(yè)指標(biāo),它是指在現(xiàn)行的技術(shù)經(jīng)濟條件下,工業(yè)部門對礦石原料質(zhì)量和礦床開采條件所提出的要求,即衡量礦體是否具有開采利用價值的綜合性標(biāo)準(zhǔn)。它是圈定礦體和計算資源儲量所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。也是評價礦床工業(yè)價值、確定可采范圍的重要依據(jù)。。
意義:礦床工業(yè)指標(biāo)能保證合理地圈定礦體、計算儲量正確地進行礦床技術(shù)經(jīng)濟評價綜合利用礦產(chǎn)資源,減少損失確定最優(yōu)的礦床開采方案,從而獲得最高經(jīng)濟效果2工業(yè)指標(biāo)的內(nèi)容礦床工業(yè)指標(biāo)可歸納為如下三類:第一類:與礦石質(zhì)量有關(guān)的,如邊界品位,最低工業(yè)(可采)品位,有害雜質(zhì)最大允許含量,有用伴生組分的最低綜合品位,礦石自然類型和工業(yè)品級的劃分標(biāo)準(zhǔn);出礦品位或入選品位等;第二類:與地質(zhì)體厚度有關(guān)的,如最小可采厚度、夾石剔除厚度或夾石最大允許厚度等;第三類:其它的,如一些綜合指標(biāo):最低工業(yè)米百分率(或工業(yè)米克噸值)、含礦系數(shù);還有個別礦種所需規(guī)定的特殊標(biāo)準(zhǔn),如鉻鐵礦的鉻鐵比、鋁土礦的硅鋁比,煤礦的揮發(fā)分、灰分、發(fā)熱量,耐火材料礦產(chǎn)的耐火度、灼減量;與采礦條件有關(guān)的采剝比、開采深度等。其中最重要、最常用的幾項工業(yè)指標(biāo)是:
1)邊界品位:指在圈定礦體時,對單個樣品有用組分含量的最低要求,作為區(qū)分礦與非礦的分界標(biāo)準(zhǔn)。它直接影響著礦體形態(tài)的復(fù)雜程度、礦石平均品位的高低、礦石與金屬儲量的多少。它一般界于尾礦品位與最低工業(yè)品位之間。
2)最低工業(yè)品位,是指對工業(yè)可采礦體、塊段或單個工程中有用組分平均含量的最低要求,亦即礦物原料回收價值與所付出費用平衡、利潤率為零的有用組分平均含量。它是劃分礦石品級,區(qū)分工業(yè)礦體(地段)與非工業(yè)礦體(地段)的分界標(biāo)準(zhǔn)之一。它直接關(guān)系到工業(yè)礦體邊界特征和儲量的多少。它常高于邊界品位,在圈定礦體時,往往與邊界品位聯(lián)合使用。3)礦體最小可采厚度,是指在一定的技術(shù)經(jīng)濟條件下,有開采價值的單層礦體的最小厚度。
原是區(qū)分能利用儲量與暫不能利用儲量的標(biāo)準(zhǔn)之一。
4)夾石剔除厚度(最大允許夾石厚度)是指在儲量計算圈定礦體時,允許夾在礦體中間非工業(yè)礦石(夾石)部分的最大厚度。大于這一厚度的夾石應(yīng)予以剔除,小于此厚度的夾石則合并于礦體中連續(xù)采樣計算儲量。5)有害雜質(zhì)平均允許含量,是指塊段或單工程中對產(chǎn)品質(zhì)量和加工過程起不良影響組分的最大允許含量。6)共(伴)生組分綜合利用指標(biāo):與主有用組分共(伴)生的,具有綜合利用工業(yè)價值的其它有用組分的最低含量標(biāo)準(zhǔn)。
7)剝采比(剝離比),指礦床露天開采時,剝離的廢石體積與采出每單位重量的礦石數(shù)量的比,即剝離量與礦量的比值。單位為立方米/噸。大于此指標(biāo)者,則不宜露天開采,應(yīng)考慮地下開采8)最低工業(yè)米百分率。它是對礦體厚度(米)與品位(%)乘積要求的綜合指標(biāo)。當(dāng)品位值為克/噸(貴金屬)時,稱為最低工業(yè)米克噸值。它只用于圈定厚度小于最小可采厚度,而品位遠高于最低工業(yè)品位的薄而富礦體(礦脈、礦層):當(dāng)其厚度與平均品位乘積等于或大于此指標(biāo)時,則圈為工業(yè)可采礦體。所計算儲量原為表內(nèi)儲量,否則劃入表外(次邊際經(jīng)濟的資源量)。
(二)確定礦床工業(yè)指標(biāo)的原則1.必須最大限度地合理利用礦產(chǎn)資源,凡是經(jīng)濟上允許的,且采、選、冶技術(shù)工藝又能提取回收的各種有用組分,都應(yīng)綜合利用;2.應(yīng)保證技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟上的合理性:技術(shù)上的可能性主要是指根據(jù)工業(yè)指標(biāo)圈定的礦體以及礦石品級、類型分布區(qū)適合進行工業(yè)開采,并能進行分別選冶;經(jīng)濟上的合理性是指礦山企業(yè)在生產(chǎn)期間能獲得合理的利潤。3.對礦石實行優(yōu)質(zhì)優(yōu)用,凡具有一定規(guī)模又能單獨分采、分選的均應(yīng)分別開采,制定分別開采的指標(biāo)。4.礦床工業(yè)指標(biāo)是動態(tài)的,其必須隨具體情況而變化
(三)制定品位指標(biāo)的方法1.類比法(經(jīng)驗法):根據(jù)現(xiàn)有類似礦床實際生產(chǎn)的品位指標(biāo)和有關(guān)統(tǒng)計資料分析對比確定的方法。適用條件:有用組分簡單,礦石加工技術(shù)性能不復(fù)雜的礦床;急待建設(shè),來不及取得試驗資料的小型礦山詳查階段計算儲量時應(yīng)用優(yōu)缺點:優(yōu)點:簡單,節(jié)省人力、時間。缺點:選取的指標(biāo)難以準(zhǔn)確。2.價格法(靜態(tài)經(jīng)濟計算法)根據(jù)從礦石中提取一噸最終產(chǎn)品(精礦或金屬)的生產(chǎn)成本不超過該產(chǎn)品的價格的原則來計算。右式中:Sd′、Zd
為1噸精礦的生產(chǎn)成本和價格(元/噸);Se、Sp、Sd
為1噸礦石應(yīng)償還的地勘費用、開采成本和選礦成本(元/噸);q為選1噸精礦所需礦石量(噸),即選礦比;
如果最終產(chǎn)品是精礦時:Sd′≤ZdSd′=(Se+Sp+Sd)qq=Cd/[CpKd(1-Kf)](Se+Sp+Sd)Cd/[CpKd(1-Kf)]≤ZdCpmin≥(Se+Sp+Sd)Cd/[ZdKd(1-Kf)]Cd、Cp、Cpmin為精礦品位、礦石平均品位和最低工業(yè)品位(%);Kd、
Kf為選礦回收率和開采貧化率(%)。3.方案法,其過程為:根據(jù)礦床的特點和樣品分析資料,擬定幾組品位指標(biāo)方案;根據(jù)礦床開采技術(shù)條件和擬采用的采礦方法確定可采厚度和剔除夾石厚度;按不同方案計算儲量和礦石品位;不同方案的綜合分析和技術(shù)經(jīng)濟比較,確定合理指標(biāo)方案。方案法的優(yōu)缺點:優(yōu)點:是在一系列經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上選定的,比較完善。缺點:若指標(biāo)選擇不當(dāng)會使結(jié)論有一定的主觀性;計算工作浩繁。方案法的應(yīng)用條件:有完整的化學(xué)分析、技術(shù)加工試驗及各項生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)等原始材料。礦體圈定
在儲量計算圖上把礦體空間形態(tài)位置,即礦體邊界線確定下來的工作,稱為礦體圈定。(一)礦體圈定的原則1.礦體圈定必須建立在對礦床地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上;礦體空間分布、形產(chǎn)狀及其變化特點有用組分和伴生組分空間分布規(guī)律控礦地質(zhì)因素的研究2.圈定礦體必須以各種原始地質(zhì)資料為依據(jù);3.圈定礦體必須嚴(yán)格按照工業(yè)指標(biāo)進行;4.具體圈定時還應(yīng)按照上級下達的規(guī)定進行,不得任意改動
(二)礦體邊界線的種類零點邊界線:礦體尖滅點的聯(lián)線。一般情況下,它與礦體自然邊界(礦體與圍巖界線明顯)或外邊界線一致,表示各礦體大致分布范圍??刹蛇吔缇€:是指可供開采利用的礦體(礦塊或塊段)邊界線內(nèi)邊界線:連接邊緣見礦工程所形成的邊界線,表示由勘探工程實際控制的那部分礦體分布范圍。外邊界線:用外推法確定的礦體邊界線,表示礦體的可能分布范圍;它與內(nèi)邊界線間的儲量的可靠程度要低于內(nèi)邊界線范圍內(nèi)的儲量。資源儲量類別邊界線:以資源儲量分類標(biāo)準(zhǔn)圈定,表示不同類別資源儲量分布范圍的邊界線。自然(工業(yè))類型邊界線—以礦石自然(工業(yè))類型劃分標(biāo)準(zhǔn)確定的邊界線。工業(yè)品級邊界線—在能分采礦石工業(yè)類型邊界線內(nèi),以工業(yè)品級劃分標(biāo)準(zhǔn)確定的邊界線。
(三)礦體邊界線的圈定方法
礦體邊界線的圈定一般是在勘探線剖面圖、中段地質(zhì)平面圖或礦體投影圖上,利用工程原始編錄和礦產(chǎn)取樣資料,根據(jù)確定的工業(yè)指標(biāo),結(jié)合礦床(體)地質(zhì)構(gòu)造特征、勘探工程分布及其見礦情況,全面考慮進行的。其一般步驟是:先確定單個工程礦體各種邊界點位置.然后,將相鄰工程上對應(yīng)邊界點相連接,完成勘探剖面上的礦體邊界圈定;再對礦體邊緣兩兩相鄰工程(剖面)和全部工程所控制的礦體各種邊界線的適當(dāng)連接和圈定。
1.單個工程中礦體邊界點(線)的確定1)根據(jù)截穿礦體的單個工程中連續(xù)分段取樣化驗分析結(jié)果,將大于邊界品位的樣品分布地段全部圈成礦體。
Sn的邊界品位為0.2%——在單個工程中礦體邊界圈定之二2)若圈入礦體的地段總厚度大于最小可采厚度則為礦體;小于最小可采厚度者則品位與厚度的乘積大于工業(yè)米百分率者仍為礦體;其積小于工業(yè)米百分率者則作非礦處理。圈為非礦地段的總厚度若小于夾石剔除厚度者則作礦處理。否則作為夾石剔除。最小可采厚度1米夾石剔除厚度2米——在單個工程中礦體邊界圈定之三3.計算每個礦段的厚度和厚度加權(quán)平均品位。若平均品位大于最低工業(yè)品位則為能利用儲量(表內(nèi)礦);否則,為暫不能利用儲量(表外礦,次邊際經(jīng)濟的資源量、2S00)。例:錫礦最低工業(yè)品位為0.3%.本例上段礦體厚度3.5米,厚度加權(quán)平均品位0.4329%,為能利用儲量。下段厚度2.5米,厚度加權(quán)平均品位0.276%,為暫不能利用儲量。2兩相鄰工程及全部工程中礦體邊界線的圈定
在儲量計算圖上,在完成單個工程中礦體邊界線基點確定以后,沿礦體走向和傾斜方向上,礦體邊界線的圈定常用以下方法完成:(1)直接法當(dāng)相鄰兩工程均穿過符合工業(yè)指標(biāo)要求的礦體邊界基點,且地質(zhì)條件又允許時;或由于礦體與圍巖界線清楚,由工程地質(zhì)編錄直接測繪了邊界基點位置,則相對應(yīng)基點用直線連接,即得相應(yīng)的礦體邊界線。(2)插入法
當(dāng)相鄰兩見礦工程一個穿過符合工業(yè)指標(biāo)要求的礦體,另一個工程所見為非工業(yè)礦化(低于工業(yè)指標(biāo)要求)時,可采邊界線(基點)在兩個工程之間,可用內(nèi)插法求得。插入方法視具體情況而定:當(dāng)兩工程間有破壞礦體的后期地質(zhì)構(gòu)造(如斷層、巖脈)劃隔開來,造成兩工程所見礦化陡然變化時,即以該地質(zhì)構(gòu)造接口線劃開(地質(zhì)法)。當(dāng)它們呈漸變規(guī)律時,如圖所示,A、B分別為低于、高于工業(yè)指標(biāo)mc(代表最低工業(yè)品位或最小可采厚度)等的兩相鄰工程平面位置,已知其標(biāo)志值為mA、mB,且mA<mC<mB,所求符合工業(yè)指標(biāo)要求的可采邊界線基點C的位置,可用以下內(nèi)插法求得:(1)計算法x=R(mC-mA)/(mB-mA)
(2)作圖法
AD=mc-maBE=mB-mcEAcBD3)有限推斷(外推)法:即在邊緣見礦工程與未見礦工程之間劃出礦體邊界線的方法。首先確定礦體尖滅點的位置:可采用形態(tài)的自然趨勢尖滅法(左圖C點);或視具體情況,采用工程間距的1/2、1/3、2/3、1/4、3/4等幾何方法;其次將礦體尖滅點與見礦工程中礦體頂、底板界線點直線相連,得礦體零點邊界線;C4).中點尖滅法及無限外推在作有限外推時,以兩工程的中點作為尖滅點,即是中點尖滅法。無限外推常用正常網(wǎng)度的1/2、1/3或1/4的間距外推根據(jù)礦床地質(zhì)特征和礦體變化規(guī)律外推根據(jù)物化探資料外推根據(jù)已揭露部分礦體規(guī)模予以推斷外推(四)礦體圈定的注意點礦床地質(zhì)特點和礦化規(guī)律的掌握是正確圈定礦體的基礎(chǔ);矽卡巖型礦床按接觸帶圈定。如果按巖層產(chǎn)狀圈則是錯誤的。露天開采的礦體在開采境界范圍外的小礦體不需圈入;在開采境界內(nèi)主礦體1附近的2、3號礦體應(yīng)圈入,境界外的4號礦體不圈入。
(四)礦體圈定注意點推斷的礦體厚度不應(yīng)大于兩個工程的實際見礦厚度;如左上圖,l>m2+m3>m1
不合理圈定礦石自然類型邊界必須考慮地下水面對氧化礦化布的影響。左下圖蘭線的圈定方法不正確。(五)礦體圈定中的塊段劃分塊段是礦產(chǎn)儲量計算的基本單元,在投影圖或剖面圖上的面積由勘探工程揭露,并按如下標(biāo)志劃分。不同的勘探程度而獲得的不同儲量級別;能利用儲量和暫不能利用儲量,不同級別的儲量分為不同塊段。礦石的不同自然類型和工業(yè)品級;如氧化礦與原生礦,貧礦與富礦分為不同塊段。不同的開采系統(tǒng)的需要。按不同的產(chǎn)狀、標(biāo)高或開采條件劃分不同塊段。注意:塊段不要太零亂,要編號。五.儲量計算參數(shù)的確定儲量計算參數(shù)包括:礦體面積礦體平均厚度礦石平均品位礦石平均體重有時還包括礦石濕度含礦系數(shù)(一)礦體面積的測定在各種儲量計算圖紙上進行求積儀法曲線儀法面積近似等于圖中黃線長度之和與線距之積。透明方格紙法幾何法當(dāng)?shù)V體面積為規(guī)則幾何圖形時,可將其劃分成三角形、矩形或梯形計算其面積。(二)礦體平均厚度的計算算術(shù)平均法M=(ΣMi)/n控制長度加權(quán)平均法M=(ΣMili)/(Σli)(三)礦石平均品位的計算礦石平均品位的計算程序,一般是先計算單個工程(線)的平均品位,再計算由若干工程控制的面平均品位;最后計算礦塊(或礦體)的體平均品位和全礦區(qū)(礦床)的總平均品位。傳統(tǒng)的平均品位計算方法分為算術(shù)平均法和加權(quán)平均法兩種。一般當(dāng)某些樣品品位所代表的試樣長度、重量、礦體厚度、控制長度或礦石體重、斷面面積等不相等,且有相關(guān)關(guān)系時,常采用以相應(yīng)參數(shù)(一個)或幾個參數(shù)(≥2個)乘積為權(quán)的加權(quán)平均法求其平均品位;否則,一般均采用算術(shù)平均法計算其平均品位。當(dāng)有特高品位存在時,應(yīng)先處理特高品位,再求平均品位。(三)礦石平均品位的計算
1.工程平均品位計算工程平均品位計算算術(shù)平均C=(Σci)/n厚度加權(quán)平均C=(Σcimi)/(Σmi)(三)礦石平均品位的計算
2.剖面和塊段平均品位計算剖面平均品位如果取樣間距不等,且品位與厚度具正相關(guān)時,需用厚度和樣品控制長度加權(quán)平均C剖=ΣCiMili/Σmili如果取樣間距相等,則可以不以控制長度加權(quán),品位與厚度不具相關(guān)性,則可不以厚度加權(quán)。塊段平均品位C塊=(C1S1+C2S2)/(S1+S2)(四)特高品位所謂特高品位(風(fēng)暴品位)是指高出一般樣品品位很多倍的高品位。高出的倍數(shù)與品位變化系數(shù)有關(guān)。1特高品位的確定樣品品位究竟高到什么程度才算特高品位?目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和確定方法。有人應(yīng)用經(jīng)驗?zāi)M法,有人應(yīng)用概率統(tǒng)計計算法進行確定。一般情況下,人們常是根據(jù)礦床類型與礦石品位變化特點,如有色金屬礦床,將品位值高于礦體(床)平均品位6—8倍者為特高品位。當(dāng)?shù)V體品位變化系數(shù)大時,取上限值,反之,取下限值。也可參考對比表(P195)所列特高品位最低界限資料進行確定。
2.特高品位處理方法:計算平均品位時將特高品位去除掉;以整個坑道或塊段的平均品位代替;用特高樣品相鄰的兩個樣品的平均值代替;用一般樣品的最高值代替。六.儲量計算方法幾何學(xué)方法地質(zhì)塊段法開采塊段法斷面法(剖面法)其它傳統(tǒng)的儲量計算方法距離倒數(shù)平方法地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)(一)地質(zhì)塊段法根據(jù)礦床地質(zhì)特點和勘探程度將礦體劃分為若干塊段(圖A)。將它們看作是以塊段內(nèi)所有工程厚度為平均厚度的理想的板狀體(圖B)。板狀體的體積為塊段體積。地質(zhì)塊段法計算公式根據(jù)塊段內(nèi)全部工程數(shù)據(jù),用算術(shù)平均法計算出塊段的平均厚度(mi)、平均品位()和平均體重(di)。塊段體積(Vi)、礦石儲量(Qi)及金屬儲量(Pi)用下列公式計算:Vi=Si×miQi=Vi×diPi=Qi×Ci式中:Si為某塊段的面積。總礦石儲量(Q)和金屬儲量(P)則是各塊段儲量之和。地質(zhì)塊段法適用于任何產(chǎn)狀、形態(tài)的礦體,它具有不需另作復(fù)雜圖紙、計算方法簡單的優(yōu)點并能根據(jù)需要劃分塊段,所以被廣泛使用。當(dāng)勘探工程分布不規(guī)則,或用斷面法不能正確反映剖面間礦體的體積變化時;或厚度、品位變化不大的層狀或脈狀礦體,一般均可用地質(zhì)塊段法計算資源量和儲量。但當(dāng)工程控制不足,數(shù)量少,即對礦體產(chǎn)狀、形態(tài)、內(nèi)部構(gòu)造、礦石質(zhì)量等控制嚴(yán)重不足時,其地質(zhì)塊段的劃分根據(jù)較少,計算結(jié)果也類同其它方法誤差較大。
(二)開采塊段法當(dāng)?shù)V體被坑道切割成許多塊段時可應(yīng)用開采塊段法計算儲量。儲量計算圖件:礦體垂直投影圖,有時用沿礦體傾斜面的投影圖。儲量計算分如下三種情況:礦體塊段被坑道四面圈定
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