矿产勘查技术方法

1、单元设计3矿产勘查技术方法 引入课程简介任务 引入矿产勘查技术是一门地质、技术、经济相互影响、相互联系的综合应用地质学科。 课程简介见整体课程设计进度表周次 1周 27周 78周 8周项目准备工作阶段野外工作阶段室内资料资料编写报告子项目编写设计书成矿预测，勘查方法，矿体地质研究，勘查控制程度，工程系统，地质编录，矿产质量室内综合整理地质报告的编写任务阅读资料，归类整理。作交通位置图。编绘地质图，写设计书草搞。圈预测区、编重砂成果图、作平差曲线、作勘查类型分析、作工程总体布置、作地质编录素描选择采样方法绘勘探线剖面图单工程矿体边界线圈定。做简单储量估算。写地质报告能力目标有针对性搜集资料，能编

2、写设计书正确作附图 能阅读地形图、地质图。能对岩石描述及命名。能认识构造标志。能对地层划分对比。能鉴定古生物。能划分预测区写文字说明。能编绘素描图及文字编录。绘制勘探线剖面图，单工程矿体边界线圈定。做简单储量估算。能总结归纳野外采集信息、编写项目报告知识目标设计书内容、格式，了解矿产资源法，知道踏勘内容 掌握成矿预测知识、勘查方法、矿体地质研究内容、勘查类型划分、工程间距确定、工程总体布置、工程设计、槽、井、探编录、取样种类、方法及测试、鉴定、分析方法。掌握勘探线剖面图，矿体圈定，储量估算知识。了解报告编写格式、内容。课外编写设计书预测区文字说明勘探线剖面图地质报告 基本要求正确选择找矿方法

3、课程目标掌握地质填图法 重砂测量法 工程揭露法 训练项目在一级预测区选择找矿方法；做重砂成果图，圈定重砂预测区，写文字说明 任务选择找矿方法；做重砂成果图，圈定重砂预测区。矿产勘查技术方法是指那些在矿产勘查活动中，能够直接获取工作区有关矿产的形成与赋存的直接或间接的信息及各种参数的技术方法。 勘查技术方法分为： 地质测量法、 重砂测量法、 地球化学方法、 地球物理方法、 遥感遥测法、 探矿工程法等。一、地质测量法 是根据地质观察研究，将区域或 矿区的各种地质现象客观地反映到相应的 平面图或剖面图上。 原理： 按填图单元，用穿越、追索法，用地质观察点、线结合的形式将各种地质现象 （天然、人工露头

4、、标本、样品等信息）辅以少量工程揭露，通过点、线观察、测量、记录 （文字、数字、素描、照片、音像、光盘等）手段， 将各地层界限、地质体线、构造线、蚀变带、矿层、产状等地质要素填绘在地形图上。特点：（1）具有直观性和可信性； 具有综合性。（2）地质测量成果是合理选择应用其它技术方法的基础，是其它技术方法成果推断解释的基础， 是各种技术方法中最基本最基础的方法。（3）既研究成矿地质条件也研究成矿标志， 其它技术方法主要研究成矿标志和矿化信息。（4）可以直接发现矿产地，具有直接找矿的特点。在矿产勘查的不同阶段、不同地区均应进行地质测量。采用的比例尺分为小比例尺 （1 100万1 50万）、中比例尺（

5、1 20万1 5万）、大比例尺（1 1万或更大）。各种类型的研究精度和内容有较大差异。 1:100万1:50万（小）空白区或研究程度较低地区目的是确定找矿工作布局。任务：（1）系统查明区域地层、岩石、构造特征，阐明区域构造演化历史；（2）系统收集区域矿产情报及矿点资料，对有意义的矿点进行检查评价，阐明区域成矿特点；（3）根据区域地质特征及成矿作用，分析该区的找矿地质条件及成矿标志，指出今后进一步工作的性质，拟定找矿工作布局。1 20万1 5万（中）是根据小比例尺地质测量或根据已有地质矿产资料所确定的成矿远景地段及已知矿区外围开展地质测量。（1）查明区域成矿地质条件、控矿因素、成矿标志，总结成矿

6、规律，作成矿预测，提出进一步找矿的有利区段；（2）对发现的矿点进行检查评价，明确是否进行详查或勘探；（3） 1 5万地质测量必须做到对区内矿体(点) 均应找到，对深部的含矿前景进行评价，可配合物、化探、钻探等，少量坑探进行揭露。1 1万或更（大）在矿区范围内开展精度较高的地质测量（1）详细查明矿区内矿床形成地质条件、标志 、控矿因素.如控矿构造的类型及性质，控矿岩体赋存矿体的有利部位；（2）总结矿化规律，明确寻找矿体的具体地段；（3）对已知矿床,研究矿床的矿化类型、控矿因素、矿床形成机制，对矿床的浅部地质特征予以揭露研究，对深部含矿前景进行定性及定量预测；（4）应结合其它各种技术方法所获得的信

7、息，在矿区范围内开展隐伏矿体的勘查。 随着各种勘查技术手段的应用, 研究范围及深度不断扩大， 在寻找某些特定矿床时，往往进行“专门性”地质测量， 如岩浆岩地质测量、 变质岩地质测量、 构造岩相地质测量等。地质测量法野外工作方法 分为地质调查和矿产调查. 地质调查: 一要求 1.统一认识统一分层统一野外岩石定名统一填图方法和要求. 2.统一图例 3.要系统采集一套岩石标本,供填图中对比和综合研究.对有意义的地质现象进行素描和照相. 4.统一各类标本样品的编号. 5.野外记录要清晰准确.不得用橡皮擦去.二准备工作 1.收集资料 2.踏勘 3.编写设计 4.准备地形底图野外用品. 三野外工作 1.测

8、地质剖面 地层剖面岩体剖面构造剖面火山岩剖面第四系剖面.要求： 记录 时间: 年 月 日 天气 图幅号 剖面起止地点: 省 县 XX剖面 比例尺 测制者 层号: 导线号码: 01; 12; 23; 方位角: 后测手出视 导线距离: 斜距 坡度角: 上坡为正,下坡为负 高差: 高出前点为正低于前点为负. 地质描述: 岩性产状断层节理褶曲要素矿体接触关系地貌矿化古生物等. 样品及标本:剖面总结： 完成工作量. 地质成果. 解决的主要问题. 实测剖面图的编制 野外用展开法(用方位角和水平距离画导线平面图,用斜距和坡度角画地形剖面线). 室内用投影法(用方位角和水平距画导线平面图,将导线平面图上的导线

9、点位置垂直投影到基准线上,以基准线作为计算高程的零点.用各段导线的累积高差勾绘地形线). 绘制地质要素 作柱状图2.路线地质调查 路线的布置以穿越法为主,其次为追索法. 线点距由比例尺定. 观察点布置在地层分界线,接触界线,标志层,化石层,不整合面,断裂构造处,矿化现象,山地工程处. 观察点统一编号. 地质观察记录格式 年月日天气地点 路线 调查人手图编号 点号 点位 点性 岩性描述 (颜色、结构、构造、主要矿物成分、矿化等） 产状 标本 路线地质 路线小结 野外手图表示的内容 点号绘1.5毫米直径的圆圈.点性. 产状绘走向5毫米倾向1毫米. 地质路线用虚线. 地质界线均在路线两侧各画1厘米.

10、并加注地层时代代号. 野外清图 用于联图. 绘制地质素描图及信手剖面图四野外资料整理 1.当日整理（记录，标本，手图，素描图） 2.联图 3.路线小结 完成工作量，主要地质成果，存在问题，结论建议 4.绘制各种图件（实际材料图，构造纲要图，清图，地质图等） 5.编写地质报告二、重砂测量法 定义： 是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象， 以解决与有用重砂矿物有关的矿产及地质问题为主要内容， 以重砂取样为主要手段， 以追索寻找砂矿和原生矿为目的的一种地质找矿方法。重砂矿物：比重3重砂：由重砂矿物组成的松散砂矿物集合体。自然重砂：从天然松散沉积物中淘洗 出来的重砂。人工重砂：从整块矿石或

11、岩石的人工 破碎物中淘洗出来的重砂.（一）重砂机械分散晕（流）的形成及其分布 矿源母体暴露地表后，经物理风化作用，形成碎 屑物质，其中的单矿物分离出来， 在长期的地质作用过程中，各种单矿物按稳定性程度，有些被淘汰，有些被保留下来， 其中稳定的重砂矿物保留分散在原地附近， 有些受地表流水及重力作用，以机械搬运的方式沿地形坡度迁移到坡积层，形成高含量带， 这样与原残积层一同组成重砂矿物的机械分散晕。 另外，尚有部分矿物颗粒进一步迁移到沟谷水系中，由于水流的搬运和沉积，使之在冲积层中形成高含量带， 称重砂矿物机械分散流。 重砂矿物机械分散晕（流）分布范围大，成为重要的直接找矿标志。 分布规律是：（1

12、）重砂矿物机械分散晕（流）的形态与矿源母体形态、产状、地形、位置有直接关系，矿体形态分散晕（流）等轴扇形脉状、层状顺地形等高线分布呈梯形或狭窄扇形（2）重砂分散晕（流）中重砂矿物含量与迁 移距离有直接关系，距矿源母体重矿物含量较近高坡积层厚度重矿物含量5米由地表向下逐渐增高（3）重砂分散晕（流）中重砂矿物的粒度及磨圆度与原始的物理性质及迁移距离有关。矿物稳定性越强，迁移距离越小，则矿物颗粒较大，磨圆度差，呈棱角状。反之，粒度小，呈浑圆状（表2-1）。表2-1 机械分散流分布规律7km以上浑圆1000粒/m3棱角状0.51100500 g/m3四方双锥241000g/m3矽卡 岩型白钨矿7km左

13、右浑圆0.10.1515粒 /m3次棱 角状0.10.25840 粒/m3次棱 角状0.10.510100g/m3棱角状0.122001000g/m3裂隙充填型辰砂形态粒度mm颗粒数形态粒度mm颗粒数形态粒度mm颗粒数形态粒度mm颗粒数47km24km12km矿床附近搬运距离辰砂、白钨矿沿水系变化矿床类型矿物名称（二）重砂测量样品采集 根据重砂取样的种类、目的、任务及地形地貌特征， 重砂取样总体布置分3种。1.水系法通常对调查区二级以上水系进行取样。样点的布署可依照下述原则：（1）大河稀，小河密，同一条水流则上流密 下流稀。（2）河床坡度大，跌水崖发育，流速大流量小的溪流应密，反之应较稀； （

14、3）主干溪流的两侧支沟发育且对称性好，样点可放稀；（4）垂直岩层主要走向的溪流应密，而平行岩层主要走向的溪流可放稀；（5）对矿化、围岩蚀变发育地段，岩体接触带，岩性发生重大变化处的溪流冲积层应加密取样； 水系法取样间距根据不同河流级别确定（表2-2）。表2-2 不同长度的河流中重砂取样间距河流长度/km沟谷性质取样间距/m20冲沟、切沟小 溪小 河大 河200300300400400500500700切沟系冲沟发育的初期阶段，长度小，宽度等于或小于其深度。2.水域法 是按着汇水盆地中各级水流的发育情况进行布样。 取样前应对汇水盆地的水域进行划分， 然后将取样点布置在各级水域中主流与支流汇合处的

15、上游，以控制次级水域中有用矿物含量和矿物组合特征 取样时应逆流而上，对各级水域逐一控制， 对没有出现有用矿物的水域逐个剔除， 对出现有用矿物的水域逐级追索，直至最小水域， 达到追索寻找矿源母体的目的。水域法取样每个样品的控制面积视地质构造复杂程度和地貌条件而异，地质构造复杂程度每个样品控制面积地质构造复杂四级支流和微冲沟1.52k地质条件中等三级支流中34k，地质条件简单58k3.测网法是以重砂取样线距和点距组成纵横交叉的网格，样点布在“网格”的结点上。取样目的是为了圈定有用矿物重砂分散晕，寻找原生矿床，或者为了对砂矿进行勘查，进行远景评价。取样时线距晕长的一半，点距晕宽的一半。重砂样品采取方

16、法：（1）浅坑法 是以冲积物、坡积物和残积物为采取对象，以寻找原生矿床。多采用 “一点多坑法”采样，取样深度:对冲积层取样深度2050cm；坡积层取样深度可在腐殖层以下2050cm,残积层取样深度决定于残积层厚度，样深均应达到基岩顶部。取样重量:为2030kg，保证获得20g灰砂为准；（2）刻槽法 用于阶地重砂取样，在阶地剖面上进行，首先要除去表面的松散物质，然后从顶部到基岩垂直其厚度，以50cm长的样槽按层分段连续取样，样槽规格以保证取得一定数量的原始样品重量为准； （3）浅井法 当冲积层、坡积层、残积层及阶地等松散沉积物厚度较大时采取的取样方法，目的是勘查现代砂矿或古砂矿。在浅井施工过程中

17、，用刻槽、剥层或全巷法采集样品。剥层规格为：深度5、10、15、20cm不等，宽度一般为0.5lm；（4）砂钻法 在松散沉积物很厚时采用，用于砂矿勘探。将钻孔中所取得的砂柱作为样品，样品长度0.2lm不等，视矿种而定。如砂金矿0.20.5m，砂锡矿0.5lm。砂钻法取样主要运用大口径冲击钻。样品采集后，要进行淘洗，按下列流程进行： (三）重砂测量成果图 根据重砂样品的详细鉴定成果， 按矿种或矿物组合以不同方式编制成图， 结合地质地貌特征圈定重砂异常区，编绘重砂成果图。 重砂成果图要求: 反映重砂矿物分布规律； 反映工作区地质特征，如成矿地质条件、控矿因素、成矿标志及矿化特征； 反映工作区地形地

18、貌特征； 圈定重砂异常区，对异常区进行评价和检查； 圈定成矿有利地段，追索矿源母体以达到找寻砂矿及原生矿体的目的。 重砂成果图的底图选用同比例尺或较大比例尺的地形地质图或矿产地质图。 重砂成果图表示方法有 圈式法、 符号法、 带式法及 等值线法4种。 1.圈式法 可同时表示多种矿物含量重砂矿物的搬运方向共生组合情况。 圈式法是以取样点为圆心，以5mm（1 5万重砂图）或3mm（1 20万重砂图）为直径画圆圈，每个圆圈分几份，用不同彩色表示不同矿物，以涂色所占面积表示各矿物的含量。 究竟分成几等份，要视矿种多少而定。 有4等份的， 三等份； 八等份或十二等份。 如果取样点太密致使圆圈重叠，可将圆

19、圈画在取样点的上、下两侧的任一侧。 2.符号法 将有用矿物的主要元素符号标注在取样点旁边. 优点: 简单方便,做图快. 缺点: 不能表示有用矿物含量,当矿种较多 时,符号排列拥挤,图面不清晰, 适用于: 以单一或少量矿种为寻找对象的野外定性分析之草图. 3.带式法 将同一种矿物的相邻取样点联结成条带，并以条带的颜色或花纹、宽窄、长轴方向分别表示矿物种类、含量和搬运方向。 优点: 能明确表示出有用矿物的富集地段，并直观地指示找矿方向。 缺点: 矿物种类较多，图面就不清晰。 适用于: 砂矿普查与详细重砂测量。 4.等值线法 以有用矿物含量做分散晕等值线，即将相同含量的相邻点联结成曲线即可。 此法用

20、于1 1万、1 2000的大比例尺残坡积重砂找矿或砂矿勘探（用测网法部署取样点）。 一般按单矿物编制，效率较低。但随着数理统计和电算方法的应用，在中小比例尺 （1 20万）的重砂测量中也可用此法表示重砂成果，以求得到更多更醒目的信息和资料。 （四）重砂异常区的评价 从以下方面评价异常区： 有用矿物含量、 矿物共生组合、 矿物标型特征、 重砂矿物搬运的可能距离、 重砂矿物空间分布特征 异常区地质地貌条件等。 1.有用矿物含量 它表明重砂异常的强度。连续的高含量点的出现，表明异常不是偶然的，由矿化引起的可能性极大； 而孤立高含量点很可能是偶然因素引起。 影响含量的因素： 矿源母体中矿物含量、取样处

21、疏松沉积物类型、取样点处地质条件、地貌、矿床类型、产状。 2.重砂矿物标型特征 矿物标型反映矿物及“母体”形成时物理和化学条件，表现在形态、成分、物理性质、化学性质、晶体结构等特点。 重矿物标型特征对评价异常区具有特殊意义。特别对判断原生矿床的成因类型更能提供可靠依据。 例如： 伟晶岩型锡石矿床中的锡石，晶体呈等轴形的双锥状、柱面不发育，很少见有双晶，颗粒较大（直径从数毫米到十毫米以上），颜色较深（多为黑色或暗褐色），比重较大（可达7.1）。 硫化物锡石矿床中的锡石，晶体呈长柱状双晶、有时呈细长的针状、颗粒较小（从数微米0.2毫米），颜色较浅（多为黄褐色 并常带有斑点），比重较小（一般为6.8

22、）。 3.重砂矿物共生组合 利用重砂矿物共生组合可分辨真假异常及作为找矿标志。 判断原生矿的成因类型。例如: 锡石、黄玉、电气石、萤石、黑钨矿的共生组合是伴有云英岩化的石英脉型锡石矿床的标志； 锡石、铌铁矿、钽铁矿、锂辉石、锂云母、独居石的共生组合是伟晶岩型锡石矿床的标志； 锡石、硫化物、石榴石等矿物共生组合是硫化物锡石矿床的标志。又如： 铬铁矿、钛铁矿、尖晶石、橄榄石、辉石组合可寻找铂及铂族（钯、镍）金属矿床。 利用含铬镁铝石榴石、含铬透辉石、镁铬尖晶石、含铬金红石共生组合寻找金刚石。 4.重砂矿物搬运的距离 目的是确定原生矿床的位置及评价砂矿床。影响重砂矿物搬运距离的因素，一是重砂矿物的稳

23、定程度，二是迁移环境， 例如：锡石砂矿距原生矿床一般不超过5-8km， 黑钨矿砂矿床通常直接位于原生矿床附近. 自然金搬运距离可达数百公里， 但具工业意义的砂金矿富集在距原生矿床不远的地方。 在判断重砂矿物搬运距离时，注意磨圆度及矿物的形态特征。 5.重砂矿物空间分布特征 重砂矿物的空间分布受区内各地质体控制， 在进行异常区评价时，应将重砂矿物的分布与成矿的地质、地貌条件联系起来，以便追索寻找原生矿。 当有用重砂矿物集中时，对圈定异常和指导找矿有重要意义， 当有用重砂矿物普遍分散时，要结合重砂矿物本身的特点和区域地质条件进行全面分析。如： 白钨矿和辰砂有时呈大面积分布，一般不具找矿意义。 而对

24、于铂和金刚石等矿物，只要在重砂中发现便具有重要的找矿意义。(五)重砂异常检查 重砂异常检查的目的在于检查分析引起“异常”的原因，对“异常”的找矿意义做出评价。 它是在异常区评价的基础上，采用必要的技术手段，进一步实地进行的地质调查工作。具体做法:对异常区加密重砂取样。取样密度视工作目的要求确定，可以为2050m，50l00m，也可以100l00m。为了查清有用矿物的矿源母体，对异常区的各种岩石和矿化蚀变等地质体，采取一定数量的人工重砂样品。 残坡积层的重砂取样， 当发现有用矿物的高含量带，其粒度、形态及伴生矿物等方面都具有接近原生矿床的特征时， 应在取样点附近施以剥土或槽井探工程，查明异常的空

25、间分布，圈定原生矿体范围。 当经过调查研究而判断是由矿体或与矿体有关的地质体所引起的异常时， 应以钻探或坑探工程揭露、验证，查明有用矿物在垂直方向上的变化规律及与原生矿床的关系。(六)重砂测量报告的编写1.工作目的与要求，完成任务情况。2.工作区的地质、地貌概况：简述区内主要岩石类型、构造、矿化蚀变特征，地形和地貌，水系分布等，3.工作概述：工作方法（野外及室内），样品的分离流程，工作成果简述（全区的及每个异常区的概述）等。4.有用重砂矿物组合及特征：有用矿物的种类、组合、物理化学特征及含量变化。5.对重砂异常的解释与评价意见：异常下限的确定，矿物含量统计及异常值的分级，对异常特征的认识。指出

26、矿物来源，原生矿床可能类型，工程检查验证情况，明确寻找原生矿床和砂矿床的方向。六、工程技术方法是利用槽、井、坑、钻对矿层（体）直接揭露，通过工程编录、取样、记录而获取地质和矿化信息的一种直接找矿方法。（一）探矿工程的特点优点:直接验证或观察矿体，坑道工程:人员可以自由出入，对矿体进行直 接的观察、取样、编录.坑道工程在矿床开采阶段也可应用. 钻探:可通过岩心对矿体进行取样分析。在矿床勘探阶段广泛应用。钻探优点： 勘探深度大，施工速度快，消耗费用较低，施工灵活，在地面、坑道中可施工。为矿床勘查最常规的技术手段。缺欠：机械设备笨重，复杂地形条件下施工困难。1.坑探工程类型： （1）探槽（TC） 是

27、从地表挖掘的一种槽形坑道（图3-1）， 横断面为倒梯形，探槽深度35m，探槽断面规格（表3-7）图31 探槽断面图 h-探槽深度；h-槽壁斜深； l-探槽口宽；b-探槽底宽表3-7 探槽断面规格参考表覆盖层性质深度/m底宽/m口宽/m边坡风化十分强烈1311.66.06573风化厉害，较松散1311.45.87378风化不强烈，浮土微密1511.37.07387风化较轻，紧密结实1511.25.07884探槽应垂直矿体走向或平均走向来布置。 探槽有两种：主干探槽和辅助探槽。 主干探槽应布置在工作区主要的剖面上或有代表性的地段，以研究地层、岩性、矿化规律、揭露矿体等。 辅助探槽是在主干探槽之间加密的一系列短槽，用于揭露矿体或地质界线，可平行主干探槽，也可不平行。（2）浅井（QJ） 是由地表垂直向下掘进的一种深度和断面均较小的坑道工程。深度一般不超过20m，断面形状为正方形、矩形或圆形，断面面积为1.22.2m2。浅井的布置：（图3-2）。 图3-2 浅井布置图a-缓倾斜浅井布置；b-陡倾斜浅井带石门；c-陡倾斜带岔浅井；1-残积层；2-围岩；3-矿体 浅井适用范围： 揭露松散层掩盖下的矿体， 对风化矿床，浅井是主要的勘探手段， 对于大体积取样的金刚石砂矿或水晶砂矿，只能用浅井来勘探。（3）