矿产勘查理论与方法.docx

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1、矿产勘查理论与方法第一章 绪 论矿产勘查理论与方法是1998年我国新一轮高等教育本科专业大调整后，我校资源勘查工程专业（固体矿产方向）所设立的主干专业课程。它是由上世纪70年代的找矿勘探地质学上世纪80年代的矿产勘查与评价到目前的矿产勘查理论与方法课程演化而来。限于专业培养方向分工的需要，课程具体讲授为固体矿产勘查的有关内容。矿产资源是人类赖以生存和发展的物质基础。目前，我国95%的能源和80%的工业原料都取自矿产资源。在未来的一定时期内，我国矿产品的年绝对需求量随着我国国民经济建设的快速发展将会持续增加，有人认为到2020年对矿产品的需求量将是目前的两倍，这对矿产勘查工作提出了更高的要求。由

2、于社会需求和矿物原料供求的矛盾始终存在，并且越来越尖锐，矿产勘查工作的重要性日益被人们高度重视，我国在2000年启动了国土资源大调查工作，2005年国务院又专门召开了全国地质工作会议，2006年国务院又以国发20064号文的方式下发了关于加强地质工作的决定的文件，加大了地质调查和矿产勘查的工作力度，以便与我国的经济发展速度相适应，为国民经济经济建设提供必需的矿物原料。 一、矿产勘查的基本概念 矿产勘查 在现阶段一般是指对矿产预查、普查、详查和勘探的总称。它是在区域地质调查和成矿预测的基础上，根据国内外矿产品市场的需求，运用成矿理论作指导，采用有关的勘查技术手段和方法，对有关的矿产资源所进行的专

3、门性的地质调查研究工作。矿产勘查与地质调查、地质勘查的含义有所不同。地质调查 一般指基础性的区域地质测量工作。地质勘查 概括了由区域地质调查到矿产勘查，乃至生产矿山的全部地质工作。有时泛指各类专门性勘查，如矿产勘查、水资源勘查、环境地质勘查、工程地质勘查等。 矿产勘查的基本任务是根据国民经济和社会发展的需要，在一定的区域内找到并查明工业矿床，为矿产资源开发和矿山企业建设提供必需的矿产地质资料和矿产储量。矿产勘查是一项具有科研性和生产性双重属性的社会活动。 矿产勘查的科研性体现在矿产勘查是在“灰箱”状态下进行的一种科学探索活动。由于勘查工作所依据的地质资料以及勘查工作中所获取得的地质资料总是处于

4、“灰色”状态，导致在此基础上所得到的有关矿产特征的认识随着工作的深入永远处于不断探索、深化、提高之中。因此，矿产勘查工作必须以成矿理论作指导，加强地质研究及分析，以便得到相对客观的认识，指导勘查工作的正确实施。矿产勘查的生产性体现在矿产勘查是一项具体的经济活动，因为矿产勘查的研究对象工业矿床是具有经济价值的特殊商品。通过有限的资本投入，发现、查明矿床并通过矿产权市场转让，可以获取超值的利润。因此，矿产勘查中必须注意以最少的人力、物力、时间耗费，取得较可靠的地质认识 ，通过发现矿床并探明较多的有经济价值的矿产储量，以获得较大的勘查效益。二、矿产勘查工作的阶段性 由于矿产勘查工作中始终存在着探索性

5、，其对调查对象矿床的认识是一个逐步深入的过程，有关地质信息的获取不可能一次完成，为了降低投资风险以及服从矿产地质认知规律，矿产勘查必须分阶段进行。有关矿产勘查阶段划分的重要性早已被业内认识所认识，并且不同的专家学者以及我国有关部门在不同的经济建设时期有着不同的认识和划分（表11，表12）。 表11 不同专家对矿产勘查工作的划分方案对照阶段划分方案 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 矿产普查 矿床评价勘探 矿床工业勘探 矿产资源法 普查找矿 矿区

6、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 详细普查 初步勘探 详细勘探 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 普查找矿 初步勘探 详细勘探 斯诺 普查找矿 矿区评价 矿区勘探 冶金部 找矿 矿区远景评价 矿床工业勘探 朱训 矿产普查 矿区评价 矿床勘探 蒋文昌 表12 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

7、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应达到相应级别要求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、开采条件大致了解基本查明详细查明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、

8、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

9、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

10、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.克列特尔编著了“矿床

11、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.卡日丹(1974)“矿床勘探的方法基础”、“矿床勘探学”，.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，1

12、981），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。

13、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%

14、，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5gt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

15、）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34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；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；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；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；与前寒武纪含

16、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；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；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

17、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”

18、。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年克列特尔提出了著名的矿床勘探五大原则；1959年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

19、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

20、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： 板块构造理论的发展；

21、 计算机的应用； 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

22、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(19

23、70)统计，在加拿大，1950年以前，85%的矿床由传统的探矿法找出。19511955年期间下降到46%，19611965年为31%，而19661969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

24、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

25、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

26、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

27、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

28、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21金属矿床数量及规模的分布图 （据.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

29、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

30、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

31、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.

32、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+52.9% 2650个单位4+5+61.5% 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关重要的影响,具体表现为：1).技术水平影响勘查的深度及广度； 2).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； 3).对勘查战略及程序产生影响； 4).技术水平的提高使勘查对象发生变化。5 预测学基础 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，其不仅指导

33、矿床的找矿、勘探及开采，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论的基础之一 三、矿产勘查的准则矿床勘查的主要矛盾是勘查范围的有限性和矿床产出的局限性以及矿床特征的变化性。寻找并实现勘查程度与勘查成本之间的合理的“度”，就构成了矿床勘查的基本科学内容。.克列特尔及.比留科夫矿床勘探五原则（1957）：调查完满原则；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。侯德义等找矿勘探五原则（1984）：从实际出发原则；循序渐进原则；全面研究原则；综合评价原则；经济合理原则。赵鹏大院士提出了如下的对立统一的勘探过程最优化准则:1 最优地质效果与经济效果的统

34、一-切矿产勘查工作应遵循的最基本准则矿产勘查工作必须以获取最佳地质效果为目的，但同时又必须以达到最好的经济效果为前提。在矿产勘查不同阶段，这两者的统一有不同的内容。勘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。在勘探阶段则以查明矿床的工业价值为目的。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效果。 2 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。统计

35、分析中的平均值估计的区间大小可以理解为允许误差范围，这就是计算的平均值的精度。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。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。观测次数N一定时，应努力将精度与可靠程度加以统一。3 模型类比与因地制宜的统一利用所获得的资料的准则 模型类比法，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方法。由于成矿作用的随机性，没有两个矿床是完全相同的。因此，除了模型类比，还得因地制宜。因为：随着新的实际资料的获得，要不断修正已有的模型；模型区与未知区之间存在“小异”，因而要求因地制宜。4 随机抽样与重点观

36、测的统一指导抽样观测的准则“抽样”不是单指采取样品的工作，而是泛指各种观测。为了保证抽样的随机性，在地质勘查工作中，按照一定的间距均匀地布置观测线、观测点、取样点。在如下情况下，需要有不同的观测密度：具有不同变化程度的地段或方向上，需要有不同的观测密度；整个矿床或调查区的不同地段，由于所处的勘查阶段不同，观测密度也不同；为了针对性地研究某一问题，而在关键性地段重点观测。5 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：查明矿床所占据的整个空间；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。循序渐进的含义：在矿产勘查的不同阶段，全面

37、勘查的内容应与工作阶段相适应；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。矿产勘查理论与方法第三章 成矿预测与矿产普查一、成矿预测基本概念概念：成矿预测是在科学预测理论的指导下，通过剖析成矿地质条件、深入研究矿化信息（找矿标志）、总结成矿规律，进而圈定不同级别的预测区或三维空间内的找矿靶区的一项综合性工作。在矿产勘查系统中，成矿预测可视为一个动态的子系统。由于勘查对象成矿系统的“灰色”特性，决定了找矿信息在一定阶段或一定种类上的“灰色”性。因此，成矿预测必须随地质研究程度的提高及勘查工作的深入而不断地验证、修正已有的认识和结论、不断地提高预测的精度和可靠

38、性，以满足不同的勘查阶段和勘查工作种类的要求。成矿预测是一项贯穿矿产勘查全过程的工作，即从普查前期开始，直到勘探、矿山开采，都应开展与工作阶段相应的不同要求和不同比例尺的成矿预测工作。二 控矿因素与找矿标志一、控矿因素(一)概述控矿因素一般是指控制矿床形成和分布的各种地质因素，如构造、岩浆活动、地层、岩相、古地理、区域地球化学因素、变质因素、岩性、古水文、风化因素等。一个矿床的形成往往是多种控矿因素共同作用的结果，但针对具体的某一类矿床则控矿因素对成矿的贡献是有主次之分的。例如，内生矿床主要受到岩浆岩、构造的控制，外生矿床则着重与地层、岩相、古地理、构造等有关，变质矿床则主要受到变质因素的制约

39、。控矿因素研究是预测、找矿工作中最基本的工作内容之一。(二)构造因素分析构造因素是控制矿床形成和分布的重要因素之一。就构造在成矿过程中的作用而言，可以分为导矿、散矿和容矿构造；从构造运动与矿化的时间关系而言，可以分为成矿前、成矿时和成矿后构造，它们对成矿物质的集散起着不同的作用；就构造发育的规模而言，可以分为全球性构造、区域性构造、矿田、矿床、矿体范围的构造。不同级别、不同规模的构造，对成矿起着不同的控制作用，它们分别控制了矿带、矿田、矿床以及矿体的产出和展布（图3-2-1）。1大地构造对成矿的控制大量的资料表明，大地构造与大范围的成矿区(带)之间有某种固定的联系，大地构造控制了大的成矿带(或

40、成矿区域)的形成和展布。因此大地构造的研究，对指导战略性的区域成矿预测及找矿具有重要意义。由于不同的大地构造学说对地质构造形成发展历史和运动机制的认识不同，因此对成矿的认识也有差异，以下扼要介绍主要大地构造学派有关成矿分析理论：1)地槽、地台、地洼对成矿的控制 (1)地槽区的控矿和成矿特征国内外学者在总结大量资料的基础上，认为主要成矿带(巨型)的空间分布，往往与地槽带相一致。并进一步认识到，一定类型的矿带与一定的构造岩浆带相适应。前苏联学者毕里宾和斯米尔诺夫将地槽的发展演化和有关成矿作用分为三个主要阶段(表3-2-1)表3-2-1 地槽发育早、中、晚阶段岩石建造和标型矿床建造组 建 造 矿 床

41、 类 型 早 阶 段 岩浆组 海底火山细碧-角斑岩；橄榄岩；辉长岩-纯橄榄岩；斜长花岗岩-正长岩 Fe和Mn的黄铁矿型硫化物和氧化物矿床铬铁矿、Os和Ir的岩浆矿床钛磁铁矿、Pt和Pd的岩浆矿床Fe和Cu的矽卡岩矿床 沉积组 碎屑碳酸盐鲕绿泥石硅质沥青质 砾岩，砂岩，粘土Fe、Mn的氧化物和碳酸盐矿床，磷块岩，石灰岩 Fe和Mn的硅酸盐矿石Fe和Cu的贫矿石分散的有机物质，Fe、Cu、Zn、Mo的分散的硫化物，U、V的氧化物 中 阶 段 岩浆组 花岗闪长岩花岗岩 矽卡岩矿床，主要是钨的矽卡岩矿床，Au、Cu和Mn、Pb和Zn的热液矿床Sn、W、Ta、Li和Be的伟晶岩矿床，钠长石-云英岩矿床和

42、石英共生热液矿床 沉积组 复理石可燃有机岩 沉积建筑材料；可燃页岩 晚 阶 段 岩浆组 各种成分的小侵入体地表火山 深成矿液矿床，主要是硫化物共生组合，复 杂的矽卡岩矿床，火山热液矿床 沉积组 磨拉石杂色 含盐含碳氢化合物 沉积建筑材料Fe、Cu、V、U的沉积-淋积矿床盐类、石膏的蒸发岩矿床 石油、天然气和煤 (据斯米尔诺夫，1956)早期阶段:地槽开始剧烈下沉，中心部分伴随海底火山的强烈喷发，形成细碧角斑岩系、火山碳酸盐沉积岩系和火山硅质沉积岩系。典型的矿床是含铜黄铁矿矿床(如苏联乌拉尔和我国祁连山地槽)。继而在地槽边缘地带发生褶皱断裂，沿断裂有基性、超基性岩的侵入，伴随出现Pt、Cr、Cu

43、-Ni和V、Ti磁铁矿矿床。还有派生的斜长花岗岩、正长岩以及Cu-Fe矽卡岩型矿床的形成。中期阶段:为主要褶皱阶段，轴部多因花岗岩基的侵入而隆起，边缘相对下降。主要矿床是产于碳酸岩系与花岗岩接触带的矽卡岩型白钨矿，热液型Au、Mo、Pb、Zn矿化。而侵入于硅铝质岩层的花岗岩，则有伟晶岩型和云英岩型、W、Sn、Ta、Li、Be矿的形成。外生矿床则有煤、石油、可燃有机岩的形成。晚期阶段：主要褶皱运动结束，逐步向年青地台转化。地槽的边部和接合部断块发育，伴随中酸性小侵入体的侵入，有热液型Sn、Ag、Au、Hg、Sb、As等矿床的形成，此外有与晚期的安山岩英安岩有关的火山热液矿床的形成。沉积岩为杂色建

44、造(粘土砂互层)，有Fe、Cu、V、U的沉积矿床和膏盐、油、气、煤的沉积矿床出现。最后趋向稳定而过渡为年青的地台。在向地台过渡时有Pb、Zn、萤石、重晶石等低温热液和层控型矿床形成。需指出的是，这种地槽发展的三阶段成矿模式并不能概括世界上所有地槽区的成矿特征。我国著名地质学家黄汲清教授提出地槽发展的多旋回性的理论，并由此而导致矿化发育的多次叠加理论，应引起深入探索和研究。(2)地台区的控矿和成矿特征 地台区的成矿，受变质基底、沉积盖层和岩浆活动所控制。变质基底主要产出各类变质矿床，其中包括沉积变质矿床、火山沉积变质矿床及岩浆变质矿床等，矿种有Fe、Mn、Au、U、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni等

45、，还包括混合岩化和花岗岩化及其有关的矿产的形成。其中变质基底中古老的岩层如太古代的绿岩带，蕴藏着丰富的矿产，尤应引起重视。地台盖层中的矿产以各类沉积矿床具有重要意义。(3)地洼对成矿的控制 地洼（陈国达教授）与地槽、地台并列为第三大地构造单元，由地槽演化为地台，地台又演化为地洼，它既继承了地台发展的某些特点，又具有本身发展演化的特点，造成成矿物质的多来源，成矿作用的多阶段叠加。我国东部地洼区就存在着地槽型、地台型、地洼型的各种类型铁矿，它们均在同一个构造单元内共生。2) 板块构造对成矿的控制 20世纪70年代以来，世界上地学界最主要成就之一，就是板块构造学说的发展及其对成矿控制的理论，它成功的

46、运用在斑岩铜矿等矿产的预测方面。板块构造的基本概念是认为地地球的壳幔可以分为性质不同的三层，即刚性的岩石圈、上地幔和软流圈。在板块不同性质的边界，往往分布不同类型岩石组合和有关矿床(图3-2-2)。板块与成矿关系最主要的是大陆板块边缘成矿理论，它包括增长和消亡两类性质的板块边缘成矿。板块构造对成矿的控制，首先是通过对岩浆活动、沉积作用和变质作用的控制，从而进一步控制矿产的分布。板块构造与成矿关系比较富有成效的研究，是对中生代以后形成的一些矿床，其中俯冲带控矿和与其有关的块状硫化物矿床和斑岩型矿床最为典型。图3-2-2表明了俯冲带构造和与其有关的块状硫化物矿床、斑岩型矿床产出的空间关系。俯冲带控

47、矿是指消亡(消缩)板块边缘(毕鸟夫带)对成矿的控制。当洋壳板块从中脊分开后，一般是大洋板块向大陆板块俯冲消亡，在俯冲带形成复杂的构造运动和岩浆活动，并伴随多种内生与外生成矿作用，并沿消缩(消亡)板块边缘形成各种矿带。大洋板块向大陆板块之下俯冲有二种情况：一种是直接俯冲到陆壳之下，沿着接触线生成一条深海沟，如南美安底斯山属之，其成矿主要与钙碱系列岩浆活动有关，并以深成岩浆作用有关的矿床最重要。其总的分带特点为平行海岸线，从西向东依次发育为Fe、Cu(含Au)Pb、Zn(含Ag)Sn(含一定距离)三大矿带，但从北美到南美均有不同的变化；另一种是大洋板块与大陆板块相距一定距离俯冲，当它向下俯冲时形成岛弧链。岛弧型板块俯冲带成矿特点主要表现为与火山活动相联系的各种块状硫化物矿床。其中以日本黑矿最为典型。另外，斑岩型Cu-