金礦礦產(chǎn)勘查中礦床深部結(jié)構(gòu)預(yù)測及成因措施

楊玉平

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

在工業(yè)生產(chǎn)消耗了大量礦產(chǎn)資源的情況下，當(dāng)前礦床內(nèi)部的礦產(chǎn)資源已經(jīng)深入地下，由淺轉(zhuǎn)深，而在礦產(chǎn)勘查過程中尋找隱藏在礦床深部的礦體已經(jīng)成為了重要的工作內(nèi)容。因此，礦床深部的礦產(chǎn)資源結(jié)構(gòu)預(yù)測及成因措施成為了礦產(chǎn)勘查技術(shù)的重要研究內(nèi)容。目前我國已發(fā)現(xiàn)的金礦都是在20世紀(jì)60年代左右的時間進行勘查開采的，在那個年代，礦產(chǎn)勘查技術(shù)尚不完善，即使是在地表淺層的金礦礦產(chǎn)資源都沒能完全開采，潛藏在礦床深部的礦脈就更加沒有找到的可能了[1]。

但是近些年來，隨著淺層礦產(chǎn)資源的逐漸枯竭，尋找深層礦產(chǎn)成為了大勢所趨。因此本文對于金礦礦產(chǎn)勘查工作中的礦床深部結(jié)構(gòu)預(yù)測及成因分析作出了細(xì)致的講解，為我國礦床深部的金礦開采工程提供了理論依據(jù)，降低了金礦開采的成本，并為以后的礦床深部預(yù)測分析提供了理論和數(shù)據(jù)資料。

1 礦床深部結(jié)構(gòu)預(yù)測方法研究

1.1 預(yù)測要素提取

在預(yù)測礦床深部結(jié)構(gòu)之前需要對目標(biāo)礦床的預(yù)測要素進行提取，主要提取目標(biāo)是在礦床預(yù)測工作中，具有明顯的礦床預(yù)測意義的要素以及其他能夠標(biāo)志礦床結(jié)構(gòu)的礦物信息。將這些礦床預(yù)測要素對于礦床深部結(jié)構(gòu)預(yù)測的意義以及將會起到的作用大小，可以大致將這些信息分為三類：必要信息、重要信息和次要信息。其中必要信息是指，具體到某一項目標(biāo)礦床時，如果沒有該預(yù)測要素，則該目標(biāo)礦床就不會形成，如成礦時間、礦產(chǎn)層位等都是必不可少的必要信息[2]。

重要信息是指能夠決定該礦區(qū)礦床深度、位置、礦產(chǎn)資源種類以及礦床大小的要素，重要信息決定著礦床的規(guī)模，因此也十分重要。而次要信息則代表作用更小的要素，幾乎很難在整個礦床深部結(jié)構(gòu)預(yù)測中起到作用，因此在預(yù)測時通常會忽略次要信息。

在預(yù)測礦床深部結(jié)構(gòu)的過程中提取目標(biāo)礦床的地質(zhì)環(huán)境要素是一項必不可少的工作，首先需要將目標(biāo)礦床與歷史上曾經(jīng)在地表發(fā)現(xiàn)礦床的位置進行對比。在預(yù)測深部礦床時，如果發(fā)現(xiàn)在礦區(qū)地表周邊曾發(fā)現(xiàn)過礦層，那么在深處擁有同樣礦層的幾率非常大。其次需要根據(jù)目標(biāo)礦床的地理位置及地質(zhì)信息推斷太古代、新生代及中生代該地區(qū)的一系列地質(zhì)變遷活動或地殼運動。這些地殼運動是地下礦脈形成的最主要因素，如果能夠通過地質(zhì)考察推斷出該地區(qū)歷史上曾發(fā)生的地質(zhì)變遷，就能夠以此推測出金礦礦產(chǎn)所處的大致深度。因此，對于礦床周邊的地質(zhì)勘探工作一般是礦床深度預(yù)測的必經(jīng)步驟。

地質(zhì)勘探結(jié)束后，工作人員一般都能大致確定該地區(qū)的地下深處是否有金礦礦床，以及金礦礦床的深度，此時可以根據(jù)重力特征大致判斷開金礦的輪廓弧度[3]。一般來說，在地下深處擁有金礦礦床的區(qū)域其砂類結(jié)構(gòu)都會十分松散，空隙較大，因而礦床上方的沙土整體密度偏低，導(dǎo)致金礦礦床的上方明顯重力值異常。在探明地下確實有金礦礦床的情況下，進行重力測量，就能大致繪制該金礦礦床的深度及輪廓圖，有經(jīng)驗的人還能根據(jù)這些異常數(shù)據(jù)大致判斷出地下的礦產(chǎn)種類。

1.2 繪制礦床深部三維模型

得到預(yù)測要素后，就能夠根據(jù)預(yù)測要素中的數(shù)據(jù)通過一定的計算得到地脈鉆孔數(shù)據(jù)、地質(zhì)勘探剖面圖、地震信息參數(shù)等數(shù)據(jù)信息，再將這些數(shù)據(jù)信息輸入到特殊的軟件系統(tǒng)中就能在計算機上繪制礦床深處的礦脈三維模型，通過構(gòu)造礦床深部三維模型能夠清晰地顯示出該地區(qū)的地質(zhì)空間分布規(guī)律、地下礦脈信息以及礦床整體模型[4]。尤其是在預(yù)測要素提取較為清晰的礦區(qū)內(nèi)，更需要計算詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息來建立更清晰的三維礦床深部結(jié)構(gòu)模型。

這種礦床深部結(jié)構(gòu)三維模型大致可以分為線條模型和塊狀模型，其中線條模型只能表示該地區(qū)的地下區(qū)域地質(zhì)條件以及金礦礦脈形態(tài)，雖然更新便利，但是無法表示礦床內(nèi)部信息，很難根據(jù)線條模型做出空間分析，具有一定的局限性。而塊狀模型則可以清晰地表達(dá)出整個金礦礦床的外部輪廓和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并標(biāo)注著其結(jié)構(gòu)屬性，但是相應(yīng)地在錯誤數(shù)據(jù)的修改上十分繁瑣。

1.3 礦床深部結(jié)構(gòu)分析

礦床深部結(jié)構(gòu)三維模型的空間分析一般應(yīng)用于對于地下深處礦產(chǎn)資源的預(yù)測分析，即成礦信息的預(yù)測。這種地下深處礦產(chǎn)資源的預(yù)測分析主要以定量提取上文中所繪制的礦床深處三維模型中的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在金礦礦體中依據(jù)自身關(guān)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息、地理學(xué)相關(guān)知識以及過去的礦床預(yù)測經(jīng)驗為指導(dǎo)，將地下深處礦產(chǎn)資源的三維模型中的礦產(chǎn)信息定量地表述出來，并從統(tǒng)計學(xué)的角度對該礦床深部結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的分析，為日后的采礦施工提供理論依據(jù)。

首先需要以金元素的分帶值作為核心參數(shù)，并探測礦床中其他元素組合的分帶值與金元素的分帶值之間的指數(shù)關(guān)系，通過其累乘值之比，得到該金礦礦床中各區(qū)域的金礦資源潛力指標(biāo)，并將各區(qū)域內(nèi)的指標(biāo)構(gòu)建一個針對于該金礦的潛力評價模型[5]。其計算公式如下：

其中，ML為該金礦第L個區(qū)域的整體潛力評價指標(biāo)；Ci為該區(qū)域的金礦分帶值，C0為背景值，是一個常數(shù)；ΔXi為第i個區(qū)域距離金礦礦床中心的距離。在這個公式中，需要額外注意ML的最終值，若ML為正數(shù)，則ML數(shù)值越大，該區(qū)域的金礦資源潛力越大，若ML為復(fù)數(shù)，則該區(qū)域金礦開采的成本大于所得報酬，數(shù)值越小，則虧本金額越大。

以上述單個區(qū)域的金礦資源潛力指標(biāo)為基礎(chǔ)，將整個金礦的金元素分帶值統(tǒng)計為一個累乘數(shù)值，得到目標(biāo)礦產(chǎn)的整體資源評價指標(biāo)B，所用公式為：

其中，B表示最終所得的目標(biāo)礦產(chǎn)的整體資源評價指標(biāo)，且B≥0；Bx為該金礦礦產(chǎn)中金元素的整體分帶值；Bi表示金礦礦產(chǎn)中金元素分帶累乘值的總和[6]。通過該公式可以建立目標(biāo)回歸方程，其相關(guān)系數(shù)的平方和k=0.34，表示目標(biāo)礦產(chǎn)的整體資源評價指標(biāo)分界值，具體情況如下表所示。

表1 回歸方程的系數(shù)分析

如上表所示，k的數(shù)值越大，說明開采該金礦獲利越大，k的數(shù)值越小，說明開采該金礦獲利越少，當(dāng)k=0時，說明該礦區(qū)中無金元素，無法開采金礦。

2 礦床成因分析

金礦礦床的成因與地質(zhì)活動密不可分，因為遠(yuǎn)古時期的地質(zhì)構(gòu)造等原因礦床深處的地塊相互拉伸或擠壓，導(dǎo)致大量的金元素被埋入地底。這些大量的金元素常年處于地下深處高壓高溫的環(huán)境中，逐漸形成了有著一定物理性狀的金礦礦脈[7]。又因為地震或火山運動的地質(zhì)變遷，一些深埋地底的金礦礦脈被翻出地面，成為了裸露的金礦。而絕大多數(shù)金礦礦脈還留存在地下，這就是地面裸露礦脈下方大多存在地下礦脈的原因。

3 結(jié)束語

在我國當(dāng)前的金礦礦產(chǎn)勘查工作中，對于礦床深部結(jié)構(gòu)的預(yù)測分析和探索已經(jīng)成為了人們關(guān)注的重點內(nèi)容，而且這些理論研究也對實際生產(chǎn)活動形成了一定的積極影響，為礦產(chǎn)勘查提供了一定的理論依據(jù)，對我國的礦產(chǎn)探測工程作出了相當(dāng)程度上的貢獻。本文對礦床深部結(jié)構(gòu)預(yù)測的方法以及礦床深部結(jié)構(gòu)成因作出了分析，并為后來的金礦開采工程提供了重要的指導(dǎo)。