基于復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的礦產(chǎn)深度勘查信息提取分析

王 冰

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊(duì)，安徽 銅陵 244033）

由于礦產(chǎn)深度地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且勘查環(huán)境惡劣，導(dǎo)致礦產(chǎn)深度勘查信息提取分析具有一定難度，傳統(tǒng)方法主要是依靠勘查人員勘查經(jīng)驗(yàn)分析出礦產(chǎn)深度地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、巖性特征、礦化特征等，具有一定的主觀性，導(dǎo)致傳統(tǒng)方法不僅效率低，而且還具有較大的分析誤差，得到的分析結(jié)果往往與實(shí)際情況不符，為此提出基于復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的礦產(chǎn)深度勘查信息提取分析，為深度礦產(chǎn)資源開(kāi)采提供有利依據(jù)。

1 基于復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的礦產(chǎn)深度勘查信息提取分析方法

1.1 礦產(chǎn)深度勘查信息采集

為發(fā)現(xiàn)深部找礦信息，此次采用鉆探勘查方法，鉆孔布設(shè)于待勘查區(qū)域代表性地段，主要用于采集石英脈、構(gòu)造破碎帶、蝕變帶、巖體等在深部的延伸以及含礦性等信息，為后續(xù)礦產(chǎn)深度勘查信息提取分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

鉆孔以及測(cè)線都需要嚴(yán)格按鉆探規(guī)程及設(shè)計(jì)要求施工，并且結(jié)合礦產(chǎn)深部地質(zhì)勘查要求進(jìn)行孔斜、孔深測(cè)量與校正以及簡(jiǎn)易水文觀測(cè)，保證鉆探施工質(zhì)量，具體鉆探勘查過(guò)程如下：①由于此次是針對(duì)礦產(chǎn)深度勘查，所以鉆探施工采用FT-28型2000m鉆機(jī)鉆進(jìn)，該鉆機(jī)根據(jù)鉆孔位置地質(zhì)條件和施工要求的不同，可以選用金剛石復(fù)合片鉆頭或者硬質(zhì)白金鉆頭配合地質(zhì)鉆桿或者螺旋鉆桿回旋鉆進(jìn)，滿足礦產(chǎn)深度勘查信息采集要求。下表為不同深度要求下鉆機(jī)施工參數(shù)設(shè)置。

表1 不同深度要求鉆機(jī)施工參數(shù)

根據(jù)上表設(shè)置鉆機(jī)施工參數(shù)，鉆孔開(kāi)孔用120mm金剛石鉆進(jìn)，待穿過(guò)風(fēng)化層達(dá)到一定孔深后鉆孔直徑該為65.5mm口徑鉆進(jìn)，終孔孔徑為85.5mm，該孔徑基本能滿足礦產(chǎn)深部地質(zhì)勘查工作中各項(xiàng)質(zhì)量要求[1]。②由于鉆孔深度較大，垂直鉆孔會(huì)影響鉆孔質(zhì)量和鉆孔效率，所以采用斜孔鉆進(jìn)，然后按巖芯鉆探規(guī)程和礦產(chǎn)深部勘查設(shè)計(jì)要求每百米鉆孔傾角誤差不得超過(guò)1.5度。③鉆孔孔深檢查：按礦產(chǎn)深度勘查規(guī)范規(guī)定，最大誤差允許為0.001，一般要求每100m校正一次，終孔再校正一次。④巖礦心采取率及保管情況：礦產(chǎn)深度勘查巖芯平均采取率不得低于98.64%，所有巖芯均按規(guī)定裝箱，并用紅漆標(biāo)注清楚孔號(hào)/箱號(hào)/回次號(hào)/回次巖芯總塊數(shù)、分塊、分號(hào)等。⑤鉆孔封孔方法及質(zhì)量評(píng)述：所施工的鉆孔、孔壁均比較完整，結(jié)合礦區(qū)水文地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，從實(shí)際情況考慮，鉆孔采用水泥砂漿封口，封孔按設(shè)計(jì)進(jìn)行。封好后孔口立0.5m水泥柱，用紅漆編上孔號(hào)，至此全孔工程結(jié)束。在鉆孔施工過(guò)程中地質(zhì)人員及時(shí)對(duì)鉆孔巖芯及時(shí)進(jìn)行了地質(zhì)編錄、樣品數(shù)據(jù)采集工作，地質(zhì)編錄嚴(yán)格按照《礦產(chǎn)深度勘查原始地質(zhì)編錄規(guī)定》（DD2006-1），經(jīng)有關(guān)技術(shù)主管部門檢查，有關(guān)鉆孔巖芯地質(zhì)編錄符合有關(guān)規(guī)范要求，提供的地質(zhì)編錄資料符合規(guī)范要求。所采集的礦產(chǎn)深度地質(zhì)信息包括音像記錄表、鉆孔概況表、孔深校正及彎曲度測(cè)量記錄表、鉆孔原始地質(zhì)記錄表（含鉆孔回次記錄表）、鉆孔采樣登記表、送樣單、樣品分析成果、鉆孔柱狀圖、鉆孔原始地質(zhì)編錄小結(jié)、質(zhì)量檢查卡等。

1.2 礦產(chǎn)深度勘查信息提取

野外勘查數(shù)據(jù)采集過(guò)程中加強(qiáng)地質(zhì)觀察，詳細(xì)了解礦產(chǎn)周圍地質(zhì)特征，對(duì)采集信息過(guò)程發(fā)現(xiàn)的礦化線索要及時(shí)進(jìn)行信息提取，以便快速發(fā)現(xiàn)礦化體，并認(rèn)真做好記錄。將鉆探施工采集到的礦產(chǎn)深度樣品進(jìn)行加工處理，采用切割機(jī)1/2對(duì)稱鋸劈法取樣，采樣在肉眼確定礦化體后進(jìn)行，采樣時(shí)清掃干凈，無(wú)樣品粉屑散失和外來(lái)物的混入[2]。礦化地段一般取其實(shí)際長(zhǎng)度，單個(gè)樣品最大長(zhǎng)度控制在1m以內(nèi)，頂?shù)装彘L(zhǎng)度為1m，重量2.0kg～2.8kg。樣品經(jīng)粗碎－中碎－細(xì)碎至小于40目后，分出粗副樣，正樣再經(jīng)細(xì)磨至小于200目后待測(cè)試。將處理好的樣品進(jìn)行化驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)儀器為原子吸收分光光度計(jì)（AA-6330C）、等離子體火焰發(fā)射光譜儀（ICP6300）、分光光度計(jì)（722N）、等離子體發(fā)射質(zhì)譜儀（ICP-MS7700X），檢測(cè)環(huán)境溫度17℃～22℃，濕度45%～65%，根據(jù)礦產(chǎn)深度勘查需求提取到礦產(chǎn)深度異常信息、巖性信息、地層信息、構(gòu)造信息等深度找礦信息，其中礦產(chǎn)深度異常信息是礦產(chǎn)深度勘查信息提取工作中重點(diǎn)提取內(nèi)容，主要是建立在深度蝕變礦物的某些化學(xué)特性基礎(chǔ)上進(jìn)行提取。此次采用的礦產(chǎn)深度勘查信息提取方法為主成分提取法。

首先將樣品檢驗(yàn)后得到的數(shù)據(jù)在專門軟件平臺(tái)支撐下，利用相關(guān)的數(shù)據(jù)方法將礦產(chǎn)深度蝕變信息提取出來(lái)，將判斷礦產(chǎn)深度蝕變信息歸屬到主成分向量匯中。主成分提取的四個(gè)主成分向量含義分為表示為：樣品中所有化學(xué)元素加權(quán)和，表示樣品化學(xué)元素含量大??；含量最大化學(xué)元素與含量最小化學(xué)元素含量差，反應(yīng)化學(xué)含量曲線的斜率變化，剩余兩個(gè)主成分向量反應(yīng)礦產(chǎn)深部巖石礦物的信息以及構(gòu)造信息。主成分提取法提取到的信息存于某一主成分向量中，借鑒鉆探異常分析的方法對(duì)礦產(chǎn)深度蝕變異常信息做門限化處理，以此將礦產(chǎn)深度異常信息分為三個(gè)級(jí)別，級(jí)別越高說(shuō)明礦產(chǎn)深度已經(jīng)發(fā)生礦化現(xiàn)象可能性越大，勘查信息分析價(jià)值越高。根據(jù)該四個(gè)主成分向量提取到礦產(chǎn)深部異常信息、巖性信息、地層信息、構(gòu)造信息，為后續(xù)礦產(chǎn)深度勘查信息分析提供依據(jù)。

1.3 礦產(chǎn)深度勘查信息分析

在提取到礦產(chǎn)深度勘查信息后，需要對(duì)其進(jìn)行分析，為了能夠準(zhǔn)確分析出礦產(chǎn)深度找礦信息，此次采用復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維模型。首先將之前提取到的礦產(chǎn)深度地層信息和構(gòu)造信息導(dǎo)入到復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維模型中構(gòu)建矢量化礦產(chǎn)深部地質(zhì)剖面圖，根據(jù)圖中巖土體的不同屬性以及構(gòu)造特征，提取地層、構(gòu)造等邊界曲線，并與礦產(chǎn)深度地形線和鉆探測(cè)線進(jìn)行擬合，是構(gòu)建的矢量化礦產(chǎn)深度地質(zhì)剖面圖與實(shí)際空間情況相符，利用改圖分析出礦產(chǎn)深度地質(zhì)特征；然后將提取到的巖性信息導(dǎo)入到復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維模型中，生成巖土體分界曲面，同樣利用上文提出的矢量化處理過(guò)程，擬合出與實(shí)際情況相符的礦產(chǎn)深度地質(zhì)分界曲面，結(jié)合該曲面分析出礦產(chǎn)深度巖石特征，以及礦區(qū)地質(zhì)界面所屬的巖石界面；最后將提取到的蝕變信息和礦產(chǎn)深部異常信息導(dǎo)入到復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維模型中，結(jié)合實(shí)際鉆探測(cè)線和鉆孔位置信息，分析出礦產(chǎn)深度礦化信息，其中包括礦體資源所屬種類、礦體形狀、礦體位置、礦床走向等信息[3]。結(jié)合以上分析的信息，確定最終礦產(chǎn)深度找礦靶區(qū)，以此完成基于復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的礦產(chǎn)深度勘查信息提取分析。

2 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)以某礦區(qū)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，為了發(fā)現(xiàn)深部找礦信息，探索探槽揭露的石英脈在深部的延伸以及含礦性，礦區(qū)共布設(shè)了ZKAA2001、ZKAA2010等10個(gè)鉆孔，如下表所示。

表2 鉆探設(shè)計(jì)施工覽表

利用此次提出方法與傳統(tǒng)方法對(duì)鉆探采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取分析，對(duì)比兩種方法分析誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

表3 本文方法與傳統(tǒng)方法對(duì)鉆探采集分析誤差的數(shù)據(jù)表

從上表中可以看出，此次提出分析方法分析誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)方法，證明此次提出的基于復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的礦產(chǎn)深度勘查信息提出分析方法具有較高的分析精度，可以精準(zhǔn)的確定礦產(chǎn)深度找礦位置。

3 結(jié)語(yǔ)

此次將復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維模型應(yīng)用到礦產(chǎn)深度勘查信息提取分析中，形成一種新的礦產(chǎn)深度勘查信息提取分析方法，并且利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方面具有較高的分析精度，為深度礦產(chǎn)資源開(kāi)采提供準(zhǔn)確依據(jù)。由于個(gè)人能力有限，雖然在該方面取得了一定研究成果，但該方法還存在一些不足之處，還需要在今后實(shí)際操作過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行完善和創(chuàng)新。