第五章:矿体地质研究.ppt
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第五章矿体地质研究一、概述二、矿体地质研究的基本内容三、矿体变化性的数学表征方法四、矿床勘探类型一、概述一、概述1、关于矿体的概念11)矿体)矿体一般是指矿石和穿插在其中的呈任何形状的无矿脉石所构成的统一开采对象的天然堆积体。
工业矿体工业矿体是根据工业指标圈定的,与自然矿体的界线常常不吻合。
主要有:
品位低于边界品位的弱矿化地段未圈入矿体;很薄的夹石圈入矿体。
工业矿体工业矿体与自然矿体示意图与自然矿体示意图1、矿体中的夹石、由于厚被圈出;2、矿体内的夹石,因为比较薄被圈为矿体;3、这部分矿按品位已大于边界品位,但由于薄未被圈入矿体;4、矿体。
22)矿体产状)矿体产状狭义的矿体产状狭义的矿体产状由走向、倾向和倾角三要素组成。
脉状、柱状、透镜状等矿体则需测量矿体的侧伏方向及侧伏角和倾伏角。
广义的矿体产状广义的矿体产状还包括:
矿体的埋藏情况地表矿、隐伏矿及埋藏的深度。
矿体与火成岩空间位置关系岩体内、接触带、围岩中。
矿体与地质构造空间位置关系如与褶皱和断裂的空间关系。
矿体与围岩层理、片理的关系整合型、切穿型、组合型。
33)矿体形状特征)矿体形状特征包括整个矿体的形状及细节、轮廓的复杂程度和尖灭特征等。
矿体的形状:
一般有板状、层状、透镜状、条状、管状和巢状等。
矿体地质特征研究包括矿体的变异(变化)性、矿体变化的规律性、矿产的共生性研究三部分内容。
2、矿体地质概念矿体地质:
以矿体为研究对象,其基本任务是研究矿体各种标志的变化性,目的在于阐明矿体各种标志的变化性特征或变化规律,为选择合理勘探方法及矿床的工业评价提供依据。
任任务务目目的的标志变化性标志变化性标志变化特征标志变化特征服服务务领领域域选择合理勘探方法选择合理勘探方法矿床的工业评价矿床的工业评价矿体地质内涵:
矿体地质内涵:
是指矿体本身固有的地质特点、特性和标志;常概括为矿体外部形态特征与内部质量特征。
一般包括矿体的形态、产状、规模、物质成分、内部结构(不同类型、品级矿石及夹石等在矿体中的分布)等方面特点的变化情况,以及控制这些变化的地质要素,如构造、岩性、成矿作用等。
矿体地质研究与矿床地质研究的矿体地质研究与矿床地质研究的区别区别矿体地质研究矿体地质研究矿床地质研究矿床地质研究矿矿体体质质量量品品位位矿矿体体形形态态规规模模矿矿体体内内部部结结构构矿矿石石组组构构成成分分成成矿矿条条件件成成矿矿过过程程成成因因矿体地质研究的中心问题矿体地质研究的中心问题矿体的矿体的变化性变化性、矿体的、矿体的变化程度和变化程度和矿体矿体的变化因素的变化因素的问题的问题3、矿体地质研究的意义对于矿床的勘查和开采,影响最大的矿石品位、类型、矿体的厚度、形态、规模及产状的变化。
而以上矿体特征值的变化性研究是矿床勘查的基础,是划分勘探类型的基本依据,考虑勘探经济效益的基础,同时也是矿体评价时的主要依据。
两矿体矿体的变化性对比图两矿体矿体的变化性对比图见矿工程中矿体的厚度相同,方差、变见矿工程中矿体的厚度相同,方差、变化系数相同,但矿体的形态、矿体的变化完化系数相同,但矿体的形态、矿体的变化完全不同,相同的工作量则勘探精度也不相同全不同,相同的工作量则勘探精度也不相同二、矿体地质研究的基本内容矿体地质研究侧重与影响勘探的最主要的矿体变化标志的研究,即矿体外部的形态标志和矿体的内部结构标志。
矿体外部形态矿体外部形态标志标志矿体内部矿体内部结构结构标志标志矿矿体体厚厚度度矿矿体体形形态态矿矿体体产产状状规规模模矿矿石石品品位位品品级级矿矿石石类类型型夹夹石石内容包括:
内容包括:
矿体的变化性质矿体的变化性质矿体的变化程度矿体的变化程度控制变化的因素控制变化的因素1、矿体变化性质的研究概念:
矿体变化标志在矿体不同空间位置上相互之间的联系特点与变化的特征和规律。
换句话:
矿体变化性换句话:
矿体变化性,是指矿体地质特征(矿体特性与标志)在矿体的不同空间部位(或各矿体之间)所表现出的差异及变化特点,实际上研究矿体各种标志在空间上的变化是随机型变化随机型变化,还是确定型变化确定型变化;是有规律变化有规律变化,还是无规律变化无规律变化等特征。
矿体各标志的变化性矿体各标志的变化性由于各种地质条件的影响及成矿过程的复杂性,造成矿体特征的各种标志具有各向异性。
这是矿体的最基本特征之一。
如,矿石品位分布的不均匀性、矿体形态的不稳定性和不连续性等,就是这种变化性的宏观表现。
矿体绝对的变化性和相对的稳定性或规律性矿体绝对的变化性和相对的稳定性或规律性,是勘探方法的理论基础,是划分矿床勘探类型的依据,是决定每个具体矿床勘探难易程度、勘探精确程度和勘探经济效果的基本客观条件。
晋可夫曾将矿体各种标志的变化性质分为四种类型:
a逐渐的、连续的有规则的变化;b逐渐的、连续的不规则的变化;c跳跃式的、断续的有规则的变化d跳跃式的、断续的不规则变化。
一般地说,矿体形形态态标志的变化多属前前两两类类,而质质量量标志的变化则常属后后两两类类。
.卡里斯托夫(1956)将矿体变化性按其性质分为两类:
a规则的或坐标性变化属于这类性质变化的典型标志是矿体的厚度变化。
厚度变化基本特性之一乃是具有一定的方向性和平稳性。
具有某种近似值的这种变化可以由直线方程式表示出来,亦可用图解来表示。
b偶然的或不规则的变化所谓偶然或不规则的变化,是指在矿体内某一区段或某一方向上,相邻观测点所获得的标志值相互之间既无局部联系,在整个区段内也缺乏总体联系,即标志值的大小呈现无规律的急剧的跳跃或不连续的杂乱变化。
属于这类变化性质的主要是有色、稀有、贵金属矿床中有用组分品位沿走向、倾向及其它方向较常见的变化特征,当观测点间距不太密集时,有些矿体厚度变化也可出现这类变化。
2、矿体变化程度的研究矿体变化程度的研究指标志值的变化程度及变化速度的综合,它反映矿体复杂性的量纲。
变化程度包括至少三个方面的含义,即变化幅度(大小)、变化速度及变化范围。
变化幅度是指矿体某标志观测值偏离其平均值的离散程度。
变化速度是指矿体某标志相邻观测值在一定范围内的变化快慢,即变化梯度大小。
变化范围是指从计算矿体某标志的变化幅度特征的观测值的空间域大小。
它直接影响到矿体勘探类型的划分,勘探手段的选择,工程间距的确定,以及矿体的圈定方法和圈定结果的可靠性。
在工程间距或工程数量相等时,变化程度越大,勘探精确度越低。
为获得相同精度,则变化程度大的矿体比变化小的矿体勘探工程间距要小,数量要多。
矿体不同标志具有不同的变化性质,而相同标志却可以具有不同的变化程度。
一个矿体的内部,多种标志的变化程度往往不同,不同类型的矿床其最大的变化标志也可不同。
例如:
贵金属、稀有金属矿床:
矿体的内部结构变化程度(矿石品位、品级及类型)大于矿体外部形态标志的变化;黑色金属:
矿体外部形态标志的变化大于矿体的内部结构变化程度(矿石品位、品级及类型);矿石品位是大多数内生矿床的最大变化标志。
矿体厚度、形态、产状及规模是大多数外生沉积矿床的矿体变化最大标志。
研究矿体变化程度应注意问题研究矿体变化程度应注意问题a、研究矿体的品位变化时,应注意查明几个最基本的定量指标(如品位变化系数、含矿系数、品位变化平均梯度等),有助于客观地根据变化等级对矿体进行分类,有助于指导勘探与评价;b、注意研究矿体内不同方向和不同地段的品位变化程度及相互联系。
在研究矿体的三度空间变化时,应查明最大变化方向。
c、注意不同研究方法或研究条件(如不同的取样位置、间距、数量、不同的样品体积、分析方法)对品位变化可能产生的影响。
d、在研究任何一个矿体时,除应查明品位变化特征外,还需研究矿体厚度、形态、产状及其变化规律;e、注意研究矿石品位变化与矿体形态特征变化间的联系,如产状与品位变化,厚度与品位变化等;f、除上述关于矿石质量特征和形态特征两个最重要的方面外,在矿体地质研究中尚需注意矿石物质成分及矿体内部结构、矿体构造、矿化埋藏深度、矿体垂直及水平分布间隔、矿体密集程度、矿体组合排列方式、矿石物理化学性质、矿体围岩及含矿构造等问题的研究。
3、控制矿体变化的因素的研究控制矿体变化的因素的研究影影响响元元素素集集中中、分分散散的的因因素素及及发发育育程程度度成成矿矿后后的的改改造造破破坏坏矿矿床床成成因因、成成矿矿方方式式、成成矿矿地地质质条条件件
(1)、矿体外部形态控制因素1)、褶皱控矿构造2)、断裂控矿构造3)、裂隙控矿构造4)、侵入体内部构造和接触带的控制(原生节理、流动构造)5)、火山构造(火山颈、火山口)11、平盖接触、平盖接触22、超覆接触、超覆接触复杂的接触带构造复杂的接触带构造爆发角砾岩筒所控制的柱状矿体示意剖面图爆发角砾岩筒所控制的柱状矿体示意剖面图火山岩筒四周环状裂隙控制的矽卡岩型火山岩筒四周环状裂隙控制的矽卡岩型铜矿床示意剖面图铜矿床示意剖面图
(2)、矿体内部结构标志的变化控制因素原生因素:
矿化强度的不同,含矿溶液本身的性质、成分、流体性状;成矿的物理化学环境的变化;矿化环境在矿体各不同部位并不相同,矿体中某些部位强,某些部位弱,造成矿化不均匀性。
次生因素:
氧化淋滤和次生富集三、三、矿体变化性矿体变化性(变异性变异性)的数学表征方法的数学表征方法
(一)、矿体变化性的数学表征法定性、定量两种表示方法,其中定性:
定性、定量两种表示方法,其中定性:
几何图件、地质图件表示矿体各标志的几何图件、地质图件表示矿体各标志的变化特征。
变化特征。
1、统计分布曲线实质是反映矿体某个标志不同数值的数量分布或频率分布频率:
区间内的统计个数(频数)/总数研究矿体标志值的统计分布特征具有重要的理论和实际意义。
首先,根据分布曲线的状态特征可以初步判断矿体标志值的总体变化性质与变化程度。
其次,根据统计分布曲线的特征鉴别与解释矿床成因。
一般认为不同成因或不同成矿条件下形成的矿体应构成不同的统计总体,它们应各自具有其特殊类型的统计分布模型和相应的统计特征值。
2、自然分布曲线及变化性指数自然分布曲线及变化性指数1)、自然分布曲线法是反映矿体不同空间位置上,矿体标志值具体变化性质的一种方法。
它是对矿体变化性质进行研究的基本方法,也是最常用的方法。
通过对自然分布曲线形态特征的分析,可以初步定性地判断矿体标志值在某特定方向上的变化性质或变化规律。
2)变化性指数法是在某一方向标志值自然分布曲线的基础上,根据相邻观测点上矿体标志值之间的符号变化关系,用“变化性指数”定量地判断矿体标志值(如品位)变化性质的一种方法。
变化性指数变化性指数M:
数值(观测值)上升下降的次数:
数值(观测值)上升下降的次数n:
数值的多少(指标值的多少):
数值的多少(指标值的多少)t:
00.2规则变化,规则变化,0.30.5明显方向性变化明显方向性变化0.50.7不不明显的方向性变化明显的方向性变化0.81.0不规则变化不规则变化变化性指数只反映变化速度,变化性质,而不能反变化性指数只反映变化速度,变化性质,而不能反映变化幅度,也不能反映其变化的复杂程度映变化幅度,也不能反映其变化的复杂程度3、平差曲线及相依系数法平差曲线及相依系数法所谓“平差”用各观测点相邻若干点标志值的平均值作为该点的数值(即趋势值)。
按该数值(趋势值)编制的坐标曲线称为平差曲线。
平差曲线法最主要的优点是,能在复杂的自然分布曲线中排除局部随机性成分的干扰,显出总体趋势性的变化规律。
但它的主要缺点是,只能定性地表示矿体标志值的变化性质,而不能定量地表征矿体变化性质。
相依系数法相依系数法何谓相依:
何谓相依:
x1X2X3x1X2X3称为相依称为相依何谓不相依:
何谓不相依:
x1X3x1X3称为不相依称为不相依局部相依:
标志值与相邻点值相依局部相依:
标志值与相邻点值相依局部不相依:
标志值与相邻点值不相依局部不相依:
标志值与相邻点值不相依总体相依:
二次平差后,每个观测点的总体相依:
二次平差后,每个观测点的相应趋势值,在空间上与相邻点趋势值相应趋势值,在空间上与相邻点趋势值之间具有线性或单调函数关系。
之间具有线性或单调函数关系。
自然界中的绝大多数矿体标志的
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