礦產勘探

礦產勘探 mineral exploration 對經過普查、詳查已確定具有工業價值的礦床，套用有效的勘查技術手段和方法，為礦山設計提供可靠的礦石儲量和必要的地質、技術和經濟資料而進行的地質工作。又稱礦床勘探。

基本介紹

• 中文名：礦產勘探
• 外文名：mineral exploration
• 特點：具有工業價值
• 又稱：礦床勘探

勘探原因

對經普查詳查已確定具有工業價值的礦床，套用有效的手段和方法，為礦山建設設計提供必需的礦產儲量和地質技術經濟資料而進行的地質工作。又稱礦床勘探。礦床勘探主要是為礦山建設設計確定礦山建設規模、產品方案、開採方式、開拓方案、選擇採礦方法、礦石選（冶）或加工技術方法，以及礦山建設總體布置、遠景規劃和未來礦山企業的經濟社會效益等方面提供基礎資料和依據。

任務要求

為提供上述基礎資料，礦產勘探應當完成的任務要求有：

勘探和圈定礦體總的分布並計算其儲量

對勘探範圍內礦體的數量、形狀、產狀、空間位置和分布，要有一定數量的勘探工程，按照勘探儲量級別條件要求進行相應的勘探控制。對地質構造、火成岩和礦體中的夾石及其對礦體的破壞或影響，也要進行必要的勘探控制和研究。對露天開採的礦床，要求圈定礦體的四周邊界和露天采場所及的礦體底界，它們是確定露天采場邊界的重要依據。對地下開採的礦床，要求控制礦體走向的端部和上下界線及其延深情況。這些是確定開採井口位置、開拓巷道和采場布置等所必需的地質資料依據。

測定並研究礦石物質組成

要求查明礦石的礦物組分和化學成分，粒度，結構、構造，有用、有益、有害組分含量，賦存狀態及其分布，劃分礦石的自然類型或工業類型和品級。為研究礦石的選礦或冶煉加工技術方案和未來礦山產品方案提供基礎資料和依據。

試驗研究礦石的選礦(或冶煉)加工技術性能

根據礦石物質組成和選（冶）加工難易程度，礦產勘探階段一般需在前期工作基礎上進行礦石的實驗室流程試驗，難選的或屬新類型的礦石需進行半工業試驗或工業試驗。它既是礦山建設設計在礦石選（冶）加工技術方面的基礎資料和依據，也是進行礦床技術經濟評價的資料依據。

綜合勘探和綜合評價

在勘探主要礦產的同時,對勘探區範圍內具有工業價值的共生礦產和伴生組分，要根據資源條件、國家建設或市場需求和一個工程發揮多用的原則，進行綜合勘探和綜合評價。對屬於伴生組分的礦產，要測定並研究其含量、賦存狀態、分配值和分布規律，並進行選（冶）加工技術試驗，以評價其綜合開採、綜合回收的技術經濟條件和效益。

勘探並研究礦區水文地質條件

在研究區域水文地質條件的基礎上，查明未來礦坑的充水因素、地表水和地下水的水力聯繫、地下水的補給排泄條件、含水層和隔水層、水質、污染源，並按不同採礦深度(標高)計算未來礦坑湧水量。為礦山選擇開採方案，排水、供水設計提供依據。

研究礦床工程地質、環境地質

勘探並研究礦床工程地質、環境地質及其他開採技術條件。測定並研究礦石(體)及其頂底板岩石和夾石的物理機械性能、裂隙發育程度、斷層、褶皺構造的破壞或影響情況,有無開採時對人體有害的物質成分,以及可能存在的地熱害、岩溶、瓦斯、滑坡、土石流等，收集影響本地區區域穩定性的地震資料等。這些均是為礦山安全生產和計算礦石開採損失、貧化以及選擇採礦方法、井巷布置或確定露天采坑邊坡角等從事礦山設計所必需的。

測繪或編制各類地質圖件

要求礦產勘探工作提供不同比例尺的各類地形地質圖件供礦山設計利用，主要有區域、礦區和礦床地質圖，水文地質、工程地質圖，勘探線剖面圖和儲量計算圖以及各項地質編錄和某些綜合圖件。

礦床技術經濟評價

在地質勘探研究的基礎上，對礦床的技術經濟條件做出全面評價，預測未來礦業開發的經濟社會效益，對礦床合理開發利用建設方案提出意見和建議。對工業指標的論證是勘探階段進行礦床技術經濟評價的重要內容之一。工業指標的制定關係到礦產儲量的多少，資源是否得到充分、合理利用，乃至未來礦山企業的建設規模、生產服務年限和經濟效益等一系列問題（見礦產工業指標）。

為了完成上述任務，礦產勘探階段將大量動用鑽探和坑探工程（見探礦工程），取樣工作量也很大，有時也採用物探和化探。勘探階段的投資比普查、詳查階段大為增加。為了達到勘探工作的最最佳化，也即以較少時間和人力物力的投入，滿足勘探任務的需要，必須要有正確的勘探方法、合理的勘探程度和施工管理。這就涉及到：勘探工程的選擇和合理布置，礦體特徵和勘探工程間距與求取儲量精度（級別）的關係，採樣方法，樣品採集點布置、間距，樣品的代表性和可靠性，正確的樣品加工和測試分析，勘探工程合理施工順序，對勘探工程的編錄採樣及樣品加工的質量管理，工業指標的確定及礦體的正確圈定，合理的礦產儲量計算方法等一系列問題。這裡對部分重要問題加以闡述。

勘探工程的選擇和布置

這決定於礦體的大小、形態、產狀、埋藏深度，礦石和圍岩物理性質的差異，礦區地形條件和勘探任務。實踐表明按剖面布置工程能最好的闡明礦床構造、礦體形態產狀、礦體內部構造、礦石品級分布等問題，也為礦山建設設計所採用。勘探剖面一般要布置在垂直礦體總體走向方向上，剖面上的單一鑽孔或坑道要儘量沿礦體厚度方向布置，因為在這些方向礦體形態和物質組分常常變化最大，應有連續的取樣。隨礦體形態和產狀的不同可以有垂直剖面、水平剖面，或兩者兼用。

勘探工程間距和礦床勘探類型

合理的工程間距是勘探工程數量多少和所探求儲量精度的決定因素。中國現行的礦產儲量分級劃分出能利用儲量(平衡表內儲量)和暫不能利用儲量(平衡表外儲量)兩類，並按工程對礦體和地質構造的勘探控制程度、礦石質量等的研究程度,將儲量分為A、B、C、D四級,A級由礦山生產部門求得作為開採依據,一般情況下地質勘探階段只探求B、C、D級儲量作為礦山建設設計依據。對於探求某一級別儲量所採用的勘探工程間距是按礦床所屬勘探類型確定的。而礦床勘探類型則是總結以往各類礦產勘探經驗，按礦床地質複雜程度和勘探難易程度劃分的。劃分礦床勘探類型的依據是礦體規模的大小、形態結構的複雜性、厚度穩定性和主要組分分布的均勻程度以及地質構造的破壞或影響的複雜程度等。根據上述因素將每類礦產分為若干勘探類型，對每種類型求取某種級別儲量時的工程間距做了具體規定，供礦床勘探時參照使用。這項規定也是礦產儲量委員會驗收勘探地質報告時衡量對礦體(床)勘探控制程度的要求和依據。20世紀70年代後期中國對十多種礦種進行了開採結果與勘探成果的對比，總結了過去勘探工作的經驗教訓，修訂和編制了相應的礦種地質勘探規範，作為目前劃分勘探類型和確定合理工程間距的參照依據。

礦產勘探的主要任務

①進一步查明礦體的形狀、產狀和賦存的地質條件，包括查明礦體四周邊界，提出準確地質圖件，以便確定合理採礦方案。

②查明礦石的工業品級、礦物組成、結構構造、有用和有害組分及其分布等，作為確定礦石選、冶技術加工方案的基礎地質資料。

③進行礦產工業指標論證，這是決定礦產資源合理利用及未來礦山企業經濟效益的根本問題。工業指標包括礦產的邊界品位、工業品位、最低可采厚度和夾石剔除厚度等。依據工業指標，計算礦石的平均品位和儲量，這是決定礦山企業生產規模、服務年限等的重要依據。

④查清礦體及其頂、底板和夾石的物理機械性質、裂隙發育程度、構造破壞情況等，以選定合理的採礦技術，避免礦石貧化損失和保證安全生產。

⑤查明礦區水文地質條件，在調查區域水文地質條件的基礎上，查明礦區中含水層和隔水層分布、地下水補給及排泄條件、水量、水質、污染源等，為礦山生產中的供水、排水設計和環境保護措施提供依據。

⑥對礦床的經濟技術條件做出全面評價，估算未來企業的經濟效益，對合理開發利用和建設方案提出意見及建議。

為完成上述任務，將大量採用鑽探和坑探（包括探槽、淺井、平硐、斜井等）工程，進行系統採樣和測試，還常配合物探、化探等方法。為了達到勘探工作的最最佳化，即以較少時間和人力、物力的投入，完成勘探任務，必須採用正確的勘探方法、合理的勘探程度和高效的施工管理。

礦產取樣

從礦體或某些地質體中採集一小部分礦石或岩石，用以進行分析、測試、鑑定，達到研究礦石質量、岩石特點和性能的專門性工作。

取樣目的不同

根據取樣目的不同可分為以下幾種：①化學分析取樣。目的是對礦石進行化學分析，以確定礦石中的主要有用組分、伴生組分、有害組分含量，用以圈定礦體邊界、劃分礦石類型及工業品級，是最為常見的一種取樣。②技術取樣。是為研究某些非金屬礦如雲母、石棉等的技術工藝性能，圈定礦體邊界或品級以及對岩石的物理性質進行測定，對礦山開採技術條件做出評價的取樣工作。③加工技術取樣。是為確定礦石選礦、冶煉性能而進行的工作。④岩礦鑑定取樣。目的是對礦石及岩石進行礦物學、礦相學及岩石學研究，確定其礦物組成、結構構造，為研究礦石加工技術性能、綜合利用可能性及礦床成因提供依據。

取樣的關鍵問題

取樣的關鍵問題在於取樣的可靠性及代表性。可靠性是指單個樣品採集、加工、測定的正確程度，也即技術性誤差大小。代表性指抽取的樣品對該被取樣對象的代表程度。影響取樣代表性的因素，除礦體本身變化大小外，是樣品數量、分布和間距以及樣品的幾何特徵。經濟有效地獲得具有一定代表性和可靠性的結果是取樣工作的核心問題。

礦產取樣的工作程式一般包括:樣品採集(採樣),樣品加工及樣品的分析、鑑定、測試。

採樣方法隨勘探工程不同而異

岩心鑽探時對所取岩（礦）心劈取一半做樣品，一半保留。樣品連續採取於礦化部位，每樣長一般1～2米以上。露頭及山地工程中採樣時，有刻槽法、方格法、剝層法、全巷法、揀塊法、打眼法等。刻槽法最為常用，它是在礦體上按一定規格斷面（一般寬×深為 5×2～10×5平方厘米）刻出規則的長槽，將刻出物全部作為樣品。為了保證樣品有代表性,在橫切礦體的穿脈坑道中,在一壁或兩壁以1～2米樣長，水平連續採樣，在順礦體走向的沿脈坑道中則在掘進掌子面上採樣，探槽中樣品多布置在槽底。剝層法是在礦體上剝下一薄層礦石做樣品。全巷法是在礦體內所掘進坑道掘進過程中按一定進尺將全部礦石作為樣品。方格法是依一定格線，在交叉點上採取大致相同大小礦石塊，合併做為一個樣品。後幾種方法套用較少。揀塊法是在爆破的礦堆上，按方格網揀塊合併為一個樣品。打眼法是在坑道掘進過程中收集打炮時的岩粉或岩泥作為樣品，它們只用於礦山生產探礦。

實驗室測試對樣品重量和粒度有專門要求，對所採樣品要做專門加工處理，對化學分析樣品，要經過多次破碎、過篩、拌勻、縮分的專門加工程式，以保證其加工質量和代表性。

礦產勘查中樣品測試、鑑定和試驗研究，由專門實驗室或測試研究單位承擔。化學分析樣品要按專門的規定抽取一定比例的樣品進行內部檢查及外部檢查分析以保證化驗的可靠性。

隨著科學技術的發展，可以不採樣，而以地球物理探礦方法在礦體露頭或探礦工程中直接測定礦石有用組分含量的方法，正在發展，如用磁法研究磁鐵礦礦石質量,用放射性測量法求鈾礦品位，用X射線放射性測量法測定鉛、鋅、鎢、鉬等元素的含量等。

礦床合理勘探程度

勘探過程中對整個礦床的地質、技術和經濟問題研究所達到的最合理的詳細程度，它決定了勘探投資的多少和時間長短以及未來礦山企業投資回收的風險度。礦床勘探提供礦山設計利用的各級儲量的級別構成或其合理比例,前述礦床勘探研究程度的8項要求以及礦床勘探深度，是衡量合理勘探程度的客觀標準。前述8項要求是針對礦床整體的,各級儲量的構成或其合理比例則是體現在礦床（體）某一局部塊段的，整體和局部既有區別又有聯繫；至於礦床的勘探深度既取決於礦床地質體賦存情況，還與礦山建設規模、服務年限或大礦需分期分段建設悠關。而分布於先期開採地段的高級儲量，能保證礦山企業的如期投產和投資的回收。中國在礦產地質勘探規範中對此有明確的要求。