矿产勘查理论与方法Word文档格式.docx

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阶段划分方案

阶段划分名称

作者或单位

普查-勘探

二阶段二分

矿产资源地质工作

矿产资源勘探工作

李光鑫

二阶段三分

普查

初步勘探

详细勘探

陈琪

矿产普查

矿床评价勘探

矿床工业勘探

裴荣富等

矿产资源法

普查找矿

矿区评价

矿床勘探

李立然等

普查找矿

普查评价

矿床勘探

朱训

初步普查

详细普查

矿区勘探

张同钰

二阶段四分

初步普查

地质部

找煤

普查

详查

精查

煤炭部

普查-评价-勘探三阶段三分

普查找矿

含矿区普查评价

矿床工业评价

<

彭岚

斯诺

冶金部

找矿

矿区远景评价

蒋文昌

表1－2国家三部委1987年颁发矿产地质勘查工作的阶段划分及其基本要求

阶段

普查

详查

勘探

目的任务

对矿点、异常进行普查工作，查明有无进一步工作的价值。

求D+E级资源量。

对选出的矿床作出是否具有工业价值的评价。

求C+D级储量。

确切查明有工业价值并拟近期开采矿床的工业价值。

按规范要求求各级储量。

成果

普查报告

详查报告

勘探报告

用途

为是否进行详查提供依据。

为是否进行勘探提供依据。

可作为矿山总体规划及矿山项目建议书用。

作为矿山建设可行性研究和矿山设计的依据。

工作程度

构造查明程度

大致查明

基本查明

详细查明

矿体控制及研究

应达到相应级别要求

矿石选冶性能

作出可否作为工业原料的评价

作出是否具有工业价值的评价

作出是否可供工业建设

设计的评价

水文、开采条件

大致了解

技术经济评价

概略的

初步的

详细的

我国现阶段（2002年开始）的矿产勘查工作分为预查、普查、详查和勘探四个阶段。

预查是通过对工作区内资料的综合研究、类比及初步野外观测、极少量的工程验证,初步了解预查区内矿产资源远景,提出可供普查的矿化潜力较大地区,并为发展地区经济提供参考资料。

普查是通过对矿化潜力较大地区开展地质、物探、化探工作和（有限的）取样工程,以及可行性评价的概略研究,对已知矿化区作出初步评价,对有详查价值地段圈出详查区范围,为发展地区经济提供基础资料。

详查是对详查区采用各种勘查方法和手段,进行系统的工作和取样,并通过预可行性研究,作出是否具有工业价值的评价,圈出勘查区范围,为勘探提供依据,并为制定矿山总体规划、项目建议书提供资料。

矿床勘探是在发现矿床之后，对已知具有工业价值的矿区或经详查圈出的勘探区,通过应用各种勘查手段和有效方法,加密各种采样工程以及可行性研究,为矿山建设在确定矿山生产规模、产品方案、开采方式、开拓方案、矿石加工选冶工艺、矿山总体布置、矿山建设设计等方面提供依据。

三、矿产勘查与其它学科的关系

矿产勘查与矿床学关系最密切，这是因为矿产勘查的主要对象就是矿床。

前苏联曾将矿床工业类型作为找矿教材的一部分。

西方也有将矿床学和矿产勘查统称经济地质学。

矿产勘查与采矿学、选矿学、冶炼学关系密切，因为矿产勘查是矿业生产活动的基础，是为后者服务的，不了解采、选、冶的技术要求，在勘查活动中就不能对矿床作出正确的评价。

在勘查、开发一体化的情况下，上述关系尤为重要。

矿产勘查学与地质基础学科、经济类学科、数学等关系密切，后者是前者的基础，是为前者服务的：

地质类基础学科：

地层古生物、岩石、矿物、构造地质学等

经济类学科：

资源经济学、经济学概论等

数学：

概率论、多元统计分析等

矿产勘查学与物探、化探、遥感、地理信息系统、钻探、坑探等工程技术学科关系密切，后者是前者获取信息的技术手段与方法。

另外，数据处理及间接信息提取方面，计算机技术也是密不可分的。

由于矿业生产对生态环境的巨大影响以及人类对环保意识的加强，环境知识也成为矿产勘查的基础。

四、矿产勘查学科变迁与发展趋势

1学科变迁

近代矿产勘查的学科体系形成于20世纪40年代。

1940年В.М.克列特尔编著了“矿床普查与勘探教程”，该书首次系统的阐述了找矿、取样、编录、储量计算等构成本学科的基本内容，在其以前仅出现有“勘探作业”。

后陆续出版了有关的教材及论著。

如А.Б.卡日丹（1974）“矿床勘探的方法基础”、“矿床勘探学”，В.И.比留科（1978）“初步勘探的合理网度”,里得曼（1979）“矿床勘查技术”等。

我国在矿产勘查学科的发展中也作了较多的工作。

我国的主要矿产勘查教材有：

找矿勘探地质学（北院、长院合编，60年代初期），找矿勘探地质学（侯德义主编，1984），成矿规律及成矿预测学（卢作祥等，1983），矿床统计预测（赵鹏大等，1983），矿产资源评价方法导论（朱裕生，1984），地质经济问题（陈国光等，1981），矿床技术经济评价（李万亨，1983），矿床技术经济评价的理论与方法（李万亨、杨昌明，1988）、矿产勘查与评价（赵鹏大等，1987），矿产勘查学（侯德义等，1997），矿产勘查理论与方法（赵鹏大等，2001）等。

自B.M.克列特尔的奠基性著作问世以来，60多年已经过去了。

在这期间，矿产勘查的生产形势发生了很大变化，各国学者在这一学科领域内从不同方面也进行了大量研究和发展。

所有这些生产和科研成果大大丰富了矿产勘查学科的内容，但随着矿产勘查工作所面临的新形势、新任务和新要求，在我国特别是经济体制由计划经济向市场经济转变以后，矿产勘查理论和方法均亟待进一步加强和提高，以满足这种变化的需要。

2矿产勘查学科的发展趋势

（1）找矿难度日益增大,隐伏矿已成为主要的找矿对象

我国矿产勘查的对象已经历了一个由露头矿、易识别矿（上世纪50年代）→隐伏矿（浅部）、易识别矿（上世纪70年代）→隐伏矿、难识别矿（上世纪80年代）的变化。

美国地质调查局早在1981年第857号公报中就指出：

已知的浅、富矿床逐步枯竭，需要找深部矿（埋深数百米以至大于1000m），需要利用贫矿及边远或经济不发达地区的矿床。

由于寻找隐伏矿的比例日益增大，矿床发现率呈指数下降。

与此同时，勘探成本不断提高。

在加拿大，1950年勘探费用为金属矿床产值的0.8%，1955年增至2.4%，1960年为3.2%，而至1965年已增至4%，即15年中增加了5倍之多。

另外，由于采矿的深度加大也使采矿成本提高，例如在南非，威特沃特斯兰德矿层到了上世纪70年代开采深度达1万英尺以上，开采和选矿成本占整个黄金生产成本的90%以上。

尽管南非劳动力成本和电力成本低，但从品位低于约5g／t的矿石中回收金已经变得不经济了。

但由于采选冶技术的日益改进和提高，使得“处理低品位矿床变得经济可行了，最大限度地提高提取效率在经济上是有利的，因为现在即使是回收率稍有提高，收支平衡表上的末行数字也会明显改善”。

因此，尽管寻找隐伏矿床，开采低品位及深埋矿床会影响经济效益，但随着科学技术的进步，这些困难是可以逐渐克服的，而寻找隐伏矿床已是势在必行、大势所趋。

（2）为了满足对矿产资源的需求,不断开拓新类型矿床的找寻工作

半个世纪以来世界上发现的一些重要矿床大多是以前不为人知或不被人们重视的新类型矿床。

例如①斑岩型矿床（包括Cu、Mo、Sn、W、Au、Ag等），本世纪末世界上发现的大型Cu矿几乎3／4为斑岩型铜矿床，以后陆续发现斑岩Mo矿、斑岩Sn矿以及斑岩Au矿等；

②层状与层控矿床，除碳酸盐岩中的铅锌矿床外，还有黑色页岩中的Cu、U、Au、W等矿床；

③风化壳型富铁矿床，如澳大利亚的哈默斯利、巴西的卡拉贾斯、俄罗斯的库尔斯克、克里沃罗格等；

④火山岩型块状硫化物矿床，如我国新疆的阿舍勒，加拿大、美国、澳大利亚、日本等地发现的此类Cu、Pb、Zn、Ag矿床；

⑤与前寒武纪含Fe、含Mn建造有关的Cu、U、Au矿床，如澳大利亚奥林匹克坝Cu、U、Au矿床；

⑥与基性、超基性层状分异岩体有关的Pt族金属矿床，如美国斯捷尔沃特矿床；

近年来，更发现在沉积建造黑色岩系中的Pt族金属矿床，如俄罗斯的干谷矿床等；

⑦浅成低温热液的“卡林型”Au矿床，这是在美国西部地区发现的一种分散在第三纪沉积岩中的浸染状Au矿床。

此外，美、俄、日等国都十分重视加强海洋矿产资源的勘查，其中包括铁锰结核、钴结壳、天然气水合物等。

总之，矿床勘查由浅部向深部、由陆地向海洋、由开发地区向边远地区扩展；

矿床勘查对象由大而富向大而贫或富而小类型、由矿床的传统类型向非传统新类型过渡。

矿床勘查为适应“空间时代”、“信息时代”及“知识经济”时代的需要而加强对新型矿物原料的研究趋势是值得重视的。

（3）为了有效的指导勘查实践，不断加强勘查理论研究。

在西方国家，比较重视矿床“勘查哲学”和决策理论的研究。

所谓“勘查哲学”是指一整套指导勘查成功地发现和查明矿床的原则，进一步地说，也是研究、定义、解释和改进这些原则的智力信条。

这种勘查哲学在不同时期具有不同的内容，而且随勘查对象不同而有所异。

如Р．А．拜雷（1972）认为：

目标的确定应先行于勘查哲学的确定。

进行勘查的五个基本要素是人力、知识、方法、时间和金钱。

拜雷并提出了人力是最关键的控制要素。

美国加州大学教授L.B.斯利科特（1960）认为“找矿是世界上最大、最好的赌博事业”。

从而他认为“赌徒破产律”在某种意义上可以作为从事这项风险事业的指导理论。

在前苏联，矿产勘查研究比较受到重视，不断出现一些理论性概括，例如，1957年В．М．克列特尔提出了著名的矿床勘探五大原则；

1959年В．И．比留科夫提出了矿床勘探的三大基本方法，即：

勘探地质剖面法、勘探取样法及比较评价法;

1977年E.O.帕格列比茨基提出的矿床普查勘探的三大基础；

1980年克罗林格研究了矿床勘探过程的最优化决策理论并认为：

近代勘探方法理论的发展有两种不同的方向：

第一个方向是寻找最优勘探方案。

一般是对已勘探完毕的矿床研究并寻找最好的勘探方案。

第二个方向是勘探过程的最优化管理和组织。

它要求不是在勘探即将结束时找到最优化勘探方案，而是在勘探设计和勘探过程中找到这种方案，并从这一点出发研究相应的理论。

克罗林格还提出了另外两个勘探原则，即不确定性原则和利用事前信息（或称先验信息）原则。

前一原则说明矿床勘查不可能达到绝对的最优化，而只能是相对的最优化。

后一原则表明，在进行勘探时，不能只利用在本矿床已经取得的信息，更重要的是利用预测的先验资料。

不对勘探对象的某种性质作出预测性评价，要作任何一种决策是不可能的。

在我国，建国50年来矿床普查勘探工作取得了很大成绩。

不仅发现和评价了数以万计的矿床，而且基本认识了我国各类矿产的分布特点和主要成矿区的地质条件。

在找矿经验方面，总结的“区域展开，重点突出”，“从面着眼，从点着手，面中求点，点面结合”等原则。

在运用地质理论指导找矿方面也取得了可喜的成果。

在矿床勘探方面，总结了我国自己的经验，编制出我国的金属、非金属矿床地质勘探规范总则及铁、铜、磷、硫、锡、铅锌等多种矿产的勘探规范，研究并制定了我国的矿产储量分类系统，探讨了地质勘探阶段的合理划分，进行了大量矿床的探采对比研究，对各类矿床合理勘探网度、综合勘探及综合评价等问题有了进一步的认识。

所有这些工作都不同程度地丰富了我国的矿床普查勘探理论和方法。

（4）为适应理论找矿阶段的新要求，加强了对矿床模型和勘查模型的研究与应用

美国地质学家E.H.T.惠顿（1983）曾指出，当今地质科学的三个最重要的事件是：

①板块构造理论的发展；

②计算机的应用；

③模型概念的引入。

可以认为，矿床模型是矿床工业类型进一步的深化和精化，对指导找矿，特别是从分析成矿地质环境入手，类比矿床模型区与研究区的地质环境，从而评价寻找类似矿床的潜力方面发挥了重要的作用。

矿床模型是成矿预测的基础，但近年来发展了各种无模型成矿预测方法，使在研究程度较低地区，建立矿床模型依据的资料不充分或无法建立矿床模型时提高成矿预测的效果。

（5）为提高勘查工作效益，日益重视经济和环境效应分析

为提高矿产勘查工作效益并使矿业可持续发展，勘查过程中的经济分析和环境效应分析日益受到重视。

如果矿产勘查可以“不惜代价”、“不计成本”，那么也就无勘探科学可言。

如果矿产勘查和随后的矿床开发可以不考虑其环境效应，不考虑保护生态环境的要求，那么矿产勘查将得不到社会公众的支持，矿业最终也不可能得到持续发展。

地质、经济和环境效果的统一是矿产勘查工作的最优化准则。

勘探的优劣比（或成功概率）、收益和成本比、生态环境影响程度和恢复、保护环境难易程度是影响勘查决策的基本要素。

矿物原料的经济合理利用（包括综合勘探、综合利用、工业指标的经济论证等），勘探基地的正确选择，勘探方法和技术手段的先进性、合理性，以及勘探程度的适当等，都是提高勘查效果的关键因素。

（6）日益重视新技术、新方法的研制、应用和对高素质勘查人才的需求

由于寻找隐伏矿床比例的增大，单纯用传统方法越来越难发现矿床了。

据戴瑞（1970）统计，在加拿大，1950年以前，85%的矿床由传统的探矿法找出。

1951—1955年期间下降到46%，1961—1965年为31%，而1966—1969仅有9%为传统方法所找到。

因此，找矿新技术、新方法的研究和应用日益加强。

新技术、新方法的大量使用，导致地质的、物化探的、遥感的和其他勘查信息数量大大增加。

电子计算机的普遍应用不仅大大提高了数据处理的能力和效果，而且开辟了勘查方法研究的新途径——系统分析途径和一项极为重要的技术——地理信息系统（GIS）技术的应用。

许多国家还把进一步研究地质、地球物理、地球化学、航天遥感等新技术和新仪器，加大探测深度、精度和可靠性，以及在相邻学科新成就基础上，研究全新测试设备和直接找矿的仪器与方法作为整个地质学研究领域中最重要任务之一提了出来。

在强调矿床普查勘探新技术、新方法的同时，更注意勘查人员素质的提高。

美国不久前出版的一本勘探专著中写道：

“为什么有的公司在勘查中取得很大的成功，有的同样规模的公司却失败，这不是一个容易回答的问题，但要强调的是，矿床的发现要靠有思想的人，要靠愿意跑更多路途的人，靠愿意执行一项有风险的建议的人，靠比考查过该矿床的前人能观察出更多问题的人”。

我们国家也在实施组织“精兵加现代化装备的野战军”，以满足当今矿产勘查艰巨任务的需要。

第二章矿产勘查的基本理论与准则

一、矿产勘查的特征

1.勘查勘查是一项特殊的地质工作。

它是以矿床为主要研究对象，以查明矿床的基本特征和工业价值为基本任务。

因此，工作中要以地质规律作指导。

2.矿产勘查是一项经济活动。

勘查工作的全过程必须始终考虑投入与产出的关系，即要遵从经济规律。

3.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。

特别是导致矿床被开采时，对矿床的改造就更大。

因此，勘查时要考虑到对环境的改变而导致的影响。

4.矿产勘查是在“灰色”条件下进行决策的一种活动。

1、首先是对矿床成因和矿床形成条件的认识上往往存在着很大的不确定性。

由于矿床形成过程的复杂性，矿床形成后变化的多样性，对矿床观察研究的抽样性以及当今科技水平的局限性等决定了人们对矿床成因认识的多解性，甚至有时一个矿床已经采掘殆尽，对其成因的多种观点仍然争论不休。

2、其次，由于矿体大多埋藏于地下，出露地表部分十分有限，有时矿体完全隐伏于地下，上面距地表覆盖有厚度不等的沉积盖层或其他地质体遮挡，对矿体的空间位置及其产状多以各种间接信息或有限的直接观测（如少量钻孔或坑道的揭露）进行推断解释。

3、再者，由于矿床勘查是一个相对长期的过程，在这个过程中有可能发生各种不可预料的情况变化，例如政治、经济、市场形势的变化，特别是在国外进行风险勘探时这种人为因素有时起着很重要的作用。

由于上述种种原因，矿床勘查带有很大的风险性，而且是一项受概率法则支配的工作。

人们不能准确预测矿产勘查的结果，而只能以一定的概率估计矿产勘查可能的结果。

为了提高矿产勘查的成功概率，一方面需要对研究区进行详细的综合性地质调查，根据综合信息筛选出最有利成矿的地段进行进一步的勘查工作，另一方面，就需要采用正确的勘查理论和方法，以合理布署勘查工作。

1地质基础矿产勘查工作首先需查明与成矿有关的地质条件，因为“矿”仅是地质体的一个特殊组成部分。

工作中为了找到矿及查明矿，不可避免地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；

在对矿床本身特征进行研究时，要涉及到矿体特征、矿石物质组成、矿石质量等，这需用矿物、蚀变等方面的理论作指导；

在当前进行的新类型、超大型矿床的找寻中，同样要用地质理论作指导。

因此，地质基础是矿产勘查的最基本的理论基础。

2数学基础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。

具体表现是：

（1）地质体的特征常具有数学上的规律性，需要用数学上的方法去发现。

图2－1金属矿床数量及规模的分布图

（据А.Б.卡日丹，1984）

图2-1是金属矿床数量与矿床规模的分布关系，从该图可见，占矿床总数2%的大、中型矿床占了总储量的78%，而86%的矿床（实际只是矿化点）没有工业开发价值，这清楚地揭示了勘查大型矿床的重要性。

在矿产勘查中应尽全力去发现大型和超大型目标，并且将其作为主要的勘查开发投资对象。

（2）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并从中获取有用信息。

图2-2是马鞍山铁矿田中4个铁矿床的TFe品位分布曲线。

经过对其进行对比研究和野外实际观察，发现这4个矿床TFe分布曲线与其成因特点有密切关系。

其中A矿床是近于正态分布的单峰曲线，它代表了闪长玢岩体内矿化作用比较单一的早期浸染状贫矿化阶段，该矿化阶段的平均品位与曲线的峰值吻合，为23.5%。

B矿床和C矿床都是双峰负不对称曲线，它们都反映至少有两期矿化在空间上的叠加。

野外观测表明，B、C矿床中都有两个比较明显的重要铁矿化阶段，一个是与A矿床相当的浸染状贫铁矿化的早期矿化阶段，另一个是磷灰石—阳起石—磁铁矿建造的晚期脉状富铁矿化阶段，表现为B、C矿床分布曲线中的较高峰值，矿化平均品位约为56%左右，对应于B、C矿床分布曲线中的较低峰值，平均品位已从23%左右提高到36%。

B、C两矿床相比，B矿床中早期贫矿化阶段所占比例比C矿床要多。

D矿床之所以出现三峰正不对称分布，是因为D矿床虽然也存在着两个矿化阶段产物的叠加，但仍以早期的产物为主，晚期阶段的产物较弱且对早期阶段的改造不充分，因此具有与A矿床相对应的位于24%平均品位值的高峰值，以及与B、C矿床相对应的平均品位为36%和56%的两个较低峰值。

图2-2某矿田4个铁矿床的铁品位（x）分布曲线图

（a）.A矿床；

（b）.B矿床；

（c）.C矿床；

（d）.D矿床；

A矿床曲线为配置的理论曲线，其余曲线均为一次平差曲线

在上述例子中，A矿床具有简单分布的特点，B、C、D矿床具有混合分布的特点。

这种混合分布被称为多峰型混合分布。

可以看出，多峰型混合分布都是由两次以上特点不同的成矿作用随时间推移先后发生且在空间上不充分的混合所造成。

（3）对勘查工作中有关问题的分析需要用数学的理论作指导。

如概率法则已成为矿产勘查评价中常用的一种指导理论。

4经济基础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：

1）.矿体的属性特征受到工业指标及市场价格的制约（图2-3）；

2）.追求经济效益是矿产勘查的根本目标；

3）.经济可行性论证是矿产勘查的必要工作；

因此，经济知识是矿产勘查的理论基础。

图2-3网脉状矿床的面储量和矿石质量与用不同边界品位圈定关系图

（据А.Б.卡日丹，1984）

1-花岗岩；

2-二长岩；

3-构造断裂；

4-按边界品位3%圈定矿体；

5-按边界品位1%圈定矿体；

6-按边界品位0.5%圈定矿体 

图例序号

平均品位

面储量

4

5%

1600个单位

4+5

2.9%

2650个单位

4+5+6

1.5%

4720个单位

4技术基础勘查技术手段对矿产勘查的成败及其理论起着至