矿产勘查理论第二章 矿产勘查基本理论

1、 第二章第二章 矿产勘查基本理论矿产勘查基本理论o 第一节第一节 矿产勘查特征矿产勘查特征o 第二节第二节 矿产勘查的理论基础矿产勘查的理论基础o 第三节第三节 矿产勘查工作的准则矿产勘查工作的准则o 第四节第四节 矿产勘查的最优化决策矿产勘查的最优化决策第一节 矿产勘查的特征1 1 矿产勘查是一项特殊的地质工作矿产勘查是一项特殊的地质工作n 研究对象：研究对象：矿床（矿体）矿床（矿体）；n 基本任务：基本任务：查明矿床（矿体）的基本特征和工查明矿床（矿体）的基本特征和工业价值业价值；因此，工作中要以因此，工作中要以地质规律地质规律作指导。作指导。第一节 矿产勘查的特征第一节 矿产勘查的特征

2、2 2 矿产勘查是一项经济活动矿产勘查是一项经济活动n 勘查工作的全过程必须始终考虑投入与产出的关勘查工作的全过程必须始终考虑投入与产出的关系，即要遵从系，即要遵从经济规律经济规律。3 3 矿产勘查不仅是对矿床的一个认识过程，而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且是对矿床的一个改造过程n 特别是导致矿床被开采时，对矿床的改造就更特别是导致矿床被开采时，对矿床的改造就更大。因此，勘查时要考虑到当前和以后对大。因此，勘查时要考虑到当前和以后对环境环境的改变而导致的的改变而导致的影响影响。Chuquicamata open-pit copper mine in Chile

3、穆龙套（Muruntau）式金矿床是指赋存于高有机碳含量（一般0.5%）的浅变质岩系中的金矿床。浅变质岩系以碎屑岩为主，常含碳酸盐岩、硅质岩和火山岩，但以砂、板岩为主。也有人称其为浊积岩型金矿4 4 矿产勘查是在矿产勘查是在“灰色灰色”条件下进行决策的一条件下进行决策的一种活动。种活动。n 工作具有工作具有高风险性高风险性。4 4 矿产勘查是在矿产勘查是在“灰色灰色”条件下进行决策的一条件下进行决策的一种活动。种活动。n 工作具有工作具有高风险性高风险性。第二节 矿产勘查的五大理论基础o 地质基础地质基础o 数学基础数学基础o 经济基础经济基础o 技术基础技术基础o 预测基础预测基础一一 地质

4、基础地质基础o 地质基础是矿产勘查的最基本的理论基础。地质基础是矿产勘查的最基本的理论基础。矿产勘查工作首先需查明与成矿有关的矿产勘查工作首先需查明与成矿有关的地质条件地质条件，因，因为为“矿矿”仅是地质体的一个特殊组成部分仅是地质体的一个特殊组成部分。工作中。工作中为了找到矿及查明矿，必须要对有关的控矿因素，为了找到矿及查明矿，必须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；如地层、构造、岩浆岩、变质作用等进行分析研究；在对在对矿床本身特征矿床本身特征进行研究时，要涉及到矿体特征、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、蚀变等矿石物质组成、矿

5、石质量等，这需用矿物、蚀变等方面的理论作指导；方面的理论作指导；在当前进行的新类型、超大型矿床和深部找矿工作中，在当前进行的新类型、超大型矿床和深部找矿工作中，同样要用地质理论作指导。同样要用地质理论作指导。一一 地质基础地质基础矿产勘查工作必须的两大基本地质分析内容矿产勘查工作必须的两大基本地质分析内容l背景地质分析背景地质分析 成矿地质环境成矿地质环境 成矿地质条件成矿地质条件l矿床地质分析矿床地质分析 矿体特征矿体特征 矿石特征矿石特征 矿石质量矿石质量一一 地质基础地质基础占矿床总数占矿床总数2%2%的大、中型矿的大、中型矿床占了总储量的床占了总储量的78%78%，而，而86%86%的

6、矿床的矿床( (实际只是矿化点实际只是矿化点) )没没有工业开发价值，这清楚地有工业开发价值，这清楚地揭示了勘查大型矿床的重要揭示了勘查大型矿床的重要性。在矿产勘查中应尽全力性。在矿产勘查中应尽全力去发现大型和超大型目标，去发现大型和超大型目标，并且将其作为主要的勘查开并且将其作为主要的勘查开发投资对象。发投资对象。已有勘查经验表明：有价值已有勘查经验表明：有价值的大型、超大型矿床和重要的大型、超大型矿床和重要的矿床工业类型的寻找，都的矿床工业类型的寻找，都必须从分析有利于这类矿床必须从分析有利于这类矿床形成的地质环境入手。形成的地质环境入手。二二 数学基础数学基础数学在矿产勘查中的作用非常广

7、泛，对矿产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。具体勘查工作的进行起着重要的支撑作用。具体表现是：表现是：o1. 1. 地质体（矿体）的特征常具有数学上的地质体（矿体）的特征常具有数学上的规律性，需要用数学上的方法去描述和发现规律性，需要用数学上的方法去描述和发现新规律。这也可以作为定量区分、鉴别、预新规律。这也可以作为定量区分、鉴别、预测地质体（矿体）的重要依据。测地质体（矿体）的重要依据。垂向上从上到下，主矿体规模减小、品位降低说明该矿化富集段深部找矿潜力一般文峪文峪505505号脉号脉10001000米中段米中段绝大部分1g/t桐峪矿区桐峪矿区Q8Q8号

8、脉矿体品位（号脉矿体品位（a a）厚度（）厚度（b b）等值线图）等值线图 马鞍山矿田马鞍山矿田4 4个铁矿床的铁品位（个铁矿床的铁品位（x x）分布曲线图）分布曲线图 单峰曲线单一的早期浸染状贫矿化阶段双峰曲线，至少有两期矿化在空间上的叠加双峰曲线，至少有两期矿化在空间上的叠加，晚期成矿强度大多峰曲线，两个矿化阶段产物的叠加，但仍以早期的产物为主o 2. 2. 勘查工作中获取的大量数据需用数学的方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。法去处理及分析。n 矿产勘查是一种地球探测活动和地学信息工作。在勘查过程中要与大量数据打交道：要获取数据、处理数据、分析数据、解释数据、评价数据和

9、利用数据。o 3. 3.对勘查工作中有关问题的分析需要用数学对勘查工作中有关问题的分析需要用数学的理论作指导。的理论作指导。n 如概率法则已成为矿产勘查评价中常用的一种指如概率法则已成为矿产勘查评价中常用的一种指导理论。导理论。地质规律只能以一定的概率指示成矿，地质异常也只有在各种成矿因素异常在时空上有效地匹配或耦合时才能有较高控制成矿的概率。 勘查工作只能以一定的概率去发现一定规模的矿床。地质观测结果的误差及其随机性。 三三 经济基础经济基础矿产勘查属于一种经济活动，其始终受到后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：者的制约。具体表现为：o1 1 矿体的属性特征受到工业

10、指标及市场价矿体的属性特征受到工业指标及市场价格的制约；格的制约；矿和地质体没有本质的差别，是矿和地质体没有本质的差别，是动态变化的。动态变化的。图例序号图例序号 平均品位平均品位 面储量面储量 4 5% 16004 5% 1600个单位个单位 4+5 2.9% 26504+5 2.9% 2650个单位个单位 4+5+6 1.5% 47204+5+6 1.5% 4720个单位个单位 o 2 2 追求经济效益是矿产勘查的根本目标；追求经济效益是矿产勘查的根本目标；n 最优勘探网度和合理勘查程度最优勘探网度和合理勘查程度o 3 3经济可行性论证是矿产勘查的必要工作之经济可行性论证是矿产勘查的必要工

11、作之一。一。n 储量分类必须要考虑经济可行性储量分类必须要考虑经济可行性因此，经济知识是矿产勘查的理论基础。因此，经济知识是矿产勘查的理论基础。四四. . 技术基础技术基础勘查技术手段对矿产勘查的成败及其理论发勘查技术手段对矿产勘查的成败及其理论发展起着至关重要的影响展起着至关重要的影响, ,具体表现为：具体表现为：o 1 1 技术水平影响勘查的深度及广度；技术水平影响勘查的深度及广度；o 2 2 技术水平影响勘查信息获取的途径及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；数据处理的方式、进度及速度；o 3 3 对勘查战略及程序产生影响；对勘查战略及程序产生影响；o 4 4 技

12、术水平的提高使勘查对象发生变化。技术水平的提高使勘查对象发生变化。五五 预测学基础预测学基础- -曹新志曹新志o 预测是矿产勘查的核心及要点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，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作。因此，预测学知识也是勘查理论的基础之一。论的基础之一。第三节 矿产勘查的准则l矿床勘查的主要矛盾是矿床勘查的主要矛盾是勘查范围的有限性勘查范围的有限性和和矿床产出的局矿床产出的局限性限性以及以及矿床特征的变化性矿床特征

13、的变化性。寻找并实现。寻找并实现勘查程度与勘查勘查程度与勘查成本、勘查周期成本、勘查周期之间合理的之间合理的“度度”，就构成了矿床勘查的，就构成了矿床勘查的基本科学内容基本科学内容。.克列特尔及克列特尔及.比留科夫矿床勘探五原则（比留科夫矿床勘探五原则（19571957）：）：调查调查完满原则；循序渐进原则；均匀（等可靠性）原则；最少完满原则；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。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（侯德义等找矿勘探五原则（19841984）：）：从实际出发原则；循序渐从实际出发原则；循序渐进原则；全面研究原则；综合

14、评价原则；经济合理原则。进原则；全面研究原则；综合评价原则；经济合理原则。o 最优地质效果与经济效果的统一最优地质效果与经济效果的统一o 最高精度要求与最大可靠程度的统一最高精度要求与最大可靠程度的统一o 模型类比与因地制宜的统一模型类比与因地制宜的统一o 随机抽样与重点观测的统一随机抽样与重点观测的统一o 全面勘查与循序渐进的统一全面勘查与循序渐进的统一对立统一的勘探过程最优化准则（赵鹏大）对立统一的勘探过程最优化准则（赵鹏大）一、最优地质效果与经济效果的统一一、最优地质效果与经济效果的统一 一切矿产勘查工作应遵循的最基本准则o矿产勘查工作必须以获取最佳地质效果为目的，但同时又必须以矿产勘查

15、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。达到最好的经济效果为前提。o在矿产勘查不同阶段，这两者的统一有不同的内容在矿产勘查不同阶段，这两者的统一有不同的内容普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普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。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。在勘探阶段则以查明矿床的工业价值为目的。o矿产勘查的经济合理性应从整个勘查过程来加以考察。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纯属矿山开拓、采准或开采时要解决

16、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。效果。二、最高精度要求与最大可靠程度的统一二、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。地质事件是随机事件，其观测结果具有不确定性。地质观测结果不可避免地有误差存在。为了使勘查工作成果尽可能的正确，就要尽可能的减少误差或尽可能的缩小不确定范围。对观测结果所允许的误差范围大小就称之为工作对观测结果所允许的误差

17、范围大小就称之为工作精度。工作精度要求越高，也即允许误差范围越小精度。工作精度要求越高，也即允许误差范围越小。平均值估计的平均值估计的区间大小区间大小可以理解为可以理解为允许误差范围允许误差范围，这就是计算的平均值的精度精度。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，但这可能是不经济的。在观测次数观测次数N N（工程（工程量）一定时，应努力将精度与可靠程度加以统一量）一定时，应努力将精度与可靠程度加以统一。l对一项工作，平均值估计的区间大小可以理解为对一项工作，平均值估计的区间大小可以理解为允许误差范围

18、允许误差范围，这就，这就是计算的是计算的平均值的精度平均值的精度。而测试值落入此区间的概率，即为对应于该。而测试值落入此区间的概率，即为对应于该精度的可靠程度精度的可靠程度。精度与精度与可靠程可靠程度的对度的对立统一立统一关系关系三三. . 模型类比与因地制宜的统一模型类比与因地制宜的统一 利用所获得的资料的准则o 模型类比法，模型类比法，是将在研究程度较高的已知矿区所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总结的规律和积累的经验来指导未知地区工作的方法。方法。o 由于成矿作用的随机性，没有两个矿床是完全相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

19、了模型类比，还得因地制宜。因同的。因此，除了模型类比，还得因地制宜。因为：为：n 随着新的实际资料的获得，要不断修正已有的模型；随着新的实际资料的获得，要不断修正已有的模型；n 模型区与未知区之间存在模型区与未知区之间存在“小异小异”，因而要求因地制，因而要求因地制宜。宜。Porphyry Copper Systems四四. . 随机抽样与重点观测的统一随机抽样与重点观测的统一 指导抽样观测的准则o “抽样抽样”不是单指采取样品的工作，而是泛指不是单指采取样品的工作，而是泛指各种观各种观测测。o 为了保证抽样的为了保证抽样的随机性随机性，在地质勘查工作中，按照一，在地质勘查工作中，按照一定的间

20、距均匀地布置观测线、观测点、取样点。定的间距均匀地布置观测线、观测点、取样点。o 但对于一些重要地段、关键地段需要重点观察：但对于一些重要地段、关键地段需要重点观察：o 如在以下情况下，需要有不同的观测密度：如在以下情况下，需要有不同的观测密度：n具有具有不同变化程度的地段或方向上不同变化程度的地段或方向上，需要有不同的，需要有不同的观测密度观测密度；n整个矿床或调查区的整个矿床或调查区的不同地段不同地段，由于所处的，由于所处的勘查阶段不同勘查阶段不同，观测密度也不同观测密度也不同- -首采地段；首采地段；n为了针对性地研究某一问题，而在为了针对性地研究某一问题，而在关键性地段关键性地段重点观

21、测。重点观测。四四. . 随机抽样与重点观测的统一随机抽样与重点观测的统一 指导抽样观测的准则主干探槽辅助探槽五五. . 全面勘查与循序渐进的统一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：全面勘查的含义：n空间上，查明矿床所占据的整个空间；空间上，查明矿床所占据的整个空间；n内容上，对矿床地质条件、矿体外部形态和内部结构、矿内容上，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。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：循序渐进的含义：n在矿产勘查的不同阶段，全面勘查的内容应与工作阶段相在矿产勘查的不同阶

22、段，全面勘查的内容应与工作阶段相适应；适应；n巨大的矿床需分阶段或分片地做到全面圈定，延深很大的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。矿床也应分段地圈定不同深度的矿体。第四节 矿产勘查的最优化决策o最优化战术决策最优化战术决策最优勘探方最优勘探方案的确定案的确定o最优化战略决策最优化战略决策最优勘探过最优勘探过程管理程管理一、最优化战术决策一、最优化战术决策 最优勘探方案的确定最优勘探方案最优勘探方案一般是指用于勘探一般是指用于勘探的花费与所获得的信息的价值的花费与所获得的信息的价值之间处于一定的之间处于一定的最优相互关系最优相互关系状态状态。最优

23、方案往往归结于选最优方案往往归结于选择合理的勘探择合理的勘探剖面间剖面间距距和在剖面上确定合和在剖面上确定合理的理的工程间距工程间距。工程间距工程间距工程数量工程数量工程数量工程数量信息量信息量1 1 单纯考虑地质信息获取方面的最优勘探方案确定单纯考虑地质信息获取方面的最优勘探方案确定最佳工程量最佳工程量主要方法有：主要方法有：n 经验法经验法寻找最好勘探方案的最常用的方法，其寻找最好勘探方案的最常用的方法，其中中直接类比法、稀空法直接类比法、稀空法最常用。最常用。n 数学模型法，数学模型法，通常采用通常采用统计法统计法。例如：。例如：o 给定允许误差和概率系数后计算所需工程数；给定允许误差和

24、概率系数后计算所需工程数；n 利用矿体某系数的利用矿体某系数的概率分布模型概率分布模型；o 蒙特卡洛模拟法。蒙特卡洛模拟法。1 1 单纯考虑地质信息获取方面的最优勘探方案确定单纯考虑地质信息获取方面的最优勘探方案确定 经济最优的判定准则：经济最优的判定准则：o 勘探成本最低，开采时由于参数计算错误造成的损失最勘探成本最低，开采时由于参数计算错误造成的损失最小条件下的方案；小条件下的方案；o 单位勘探进尺（或成本）的储量增长应大于某给定界线单位勘探进尺（或成本）的储量增长应大于某给定界线（对不同地区可能不同）即被认为是经济合理的；（对不同地区可能不同）即被认为是经济合理的；评价结果判定准则：评价

25、结果判定准则： 地质需要工程数小于经济需要工程数地质需要工程数小于经济需要工程数，后者能满足地质和经济的要求；，后者能满足地质和经济的要求；地质需要大于经济需要则勘探这类矿床经济上不合理。地质需要大于经济需要则勘探这类矿床经济上不合理。勘探和开发经济决策的四大参数：勘探和开发经济决策的四大参数：储量的估计储量的估计 成本成本 利率（现值）利率（现值） 价格价格2 2 在经济准则基础上考虑最优方案在经济准则基础上考虑最优方案二、最优化战略决策二、最优化战略决策 最优勘探过程的管理n 矿产勘查工作管理过程的双层次结构系统模型矿产勘查工作管理过程的双层次结构系统模型n 矿产勘查工作管理最优化的任务矿产勘查工作管理最优化的任务n 矿产勘查各阶段工作基本内容矿产勘查各阶段工作基本内容n 矿产勘查决策过程的组成要素矿产勘查决策过程的组成要素矿产勘查工作管理过程的双层次结构系统模型矿产勘查工作管理过程的双层次结构系统模型预 测 地 质 测 量地 质 测 量 工 作 计 划预 测 普 查普 查 工 作 计 划预 测 评 价评 价 工 作 计 划预 测 勘 探勘 探 工 作 计 划各 阶 段 间 资 金 、 材 料 的 计 划 与 分 配高层次高层次管理管理低层次低层次管理管理进行野外工进行野外工作，资料整作，资料整理、预