【正文】 第 五 章 礦產(chǎn)勘查 工程系統(tǒng) 主要內(nèi)容 一 、礦體形態(tài)基本類型 二 、礦體地質(zhì)及其變異性研究 三 、礦床勘查類型 四、勘查精度與勘查程度 五 、勘查工程總體布置 六 、勘查工程間距的確定 七 、勘查工程設計與施工 （一）礦體的基本概念 ? 礦體 一般是指 礦石 和穿插在其中的呈任何形狀的 無礦脈石 所構(gòu)成的 統(tǒng)一開采對象 的 天然堆積體 。 ? 工業(yè)礦體 是根據(jù)工業(yè)指標圈定的，與 自然礦體的界線常常不吻合。主要有： ?品位低于邊界品位的弱礦化地段未圈入礦體； ?很薄的夾石圈入礦體。 一、 礦體形態(tài)基本類型 一、礦體形態(tài)基本類型 工業(yè)礦體 與自然礦體 示意圖 1礦體中的夾石、由于厚被圈出； 2礦體內(nèi)的夾石，因為比較薄被圈為礦體； 3這部分礦按品位已大于邊界品位，但由于薄未被圈入礦體； 4礦體。 4 1 2 3 （二）礦體形態(tài) 礦體形態(tài)包括整個礦體的形狀及細節(jié)、輪廓的復雜程 度和尖滅特征等。根據(jù)幾何形態(tài)標志，可將礦體劃分為 3種基本形態(tài)類型： 一個方向（厚度）短，其余兩個方向（走向和傾向）長的礦體 一、礦體形態(tài)基本類型 近水平層狀礦體的勘查剖面 包括水平、緩傾斜或陡傾斜的薄層狀、似層狀、脈狀、扁豆狀礦體。一些沉積型礦床的寬體形狀常呈這種形態(tài)，如煤層等。 一個方向（延深）長，其余兩個方向（走向和傾向）短的礦體 一、礦體形態(tài)基本類型 筒狀礦體的勘查剖面 向深部延深較大的筒狀礦體，如金伯利巖筒。用水平斷面圖反映礦體的地質(zhì)特征，即用水平斷面在不同的標高截斷礦體，然后綜合各水平斷面中的礦體特征，獲得礦體的完整概念。 三向延長的等軸狀塊狀的礦體 一、礦體形態(tài)基本類型 塊狀礦體的勘查剖面 體積巨大、沒有走向和傾向的塊狀礦體，如各種斑巖型銅、鉬礦等。形狀在三度空間上變化均勻，對勘查剖面方向影響不大，一般采用兩組相互垂直的勘查剖面。 （三）礦體產(chǎn)狀 產(chǎn)狀包括 走向、傾向、傾角以及 側(cè)伏方向和側(cè)伏角（針對脈狀、透鏡狀、柱狀等礦體） 等，反映礦體空間產(chǎn)出形態(tài)，對勘查工程布置也有相當?shù)挠绊憽? 一、礦體形態(tài)基本類型 廣義的礦體產(chǎn)狀 還包括： ? 礦體的埋藏情況 —— 如地表礦、隱伏礦及埋藏的深度。 ? 礦體與巖漿巖空間位置關系 —— 如巖體內(nèi)、接觸帶、圍巖中。 ? 礦體與地質(zhì)構(gòu)造空間位置關系 —— 如與褶皺和斷裂的空間關系。 ? 礦體與圍巖層理、片理的關系 —— 如整合型、切穿型、組合型。 一、礦體形態(tài)基本類型 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?（一） 礦體地質(zhì)的概念及其研究意義 ?礦體地質(zhì)的概念 ?礦體地質(zhì)特征是指 礦體 本身固有的地質(zhì)特點、特性和標志。常概括為礦體 外部形態(tài)特征 與 內(nèi)部質(zhì)量特征 ,簡稱礦體地質(zhì)。 ?礦體地質(zhì) 以礦體為研究對象，一般包括礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu) (不同類型、品級礦石及夾石等在礦體中的分布 )等方面特點的變化情況，以及控制這些變化的地質(zhì)要素，如構(gòu)造、巖性、成礦作用等。 ?礦體地質(zhì)特征研究包括 礦體的變異（變化）性 、 礦體變化的規(guī)律性 、 礦產(chǎn)的共生性 研究。 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?礦體地質(zhì)研究的基本任務是研究礦體各種標志的變化性，目的在于闡明礦體各種標志的變化性特征或變化規(guī)律，為選擇合理勘查方法及礦床的工業(yè)評價提供依據(jù)。 任務目的 標志變化性 標志變化特征 服務領域 選擇合理勘查方法 礦床的工業(yè)評價 ?礦體地質(zhì)研究與礦床地質(zhì)研究的區(qū)別 礦體地質(zhì)研究 礦床地質(zhì)研究 礦體質(zhì)量品位 礦體形態(tài)規(guī)模 礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu) 礦石組構(gòu)成分 成礦條件 成礦過程成因 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?礦體地質(zhì)研究的中心問題 ?礦體的 變化性（變異性） 和礦體的 變化程度 ?研究意義 ?對于礦床的勘查和開采，影響最大的礦石品位、類型、礦體的厚度、形態(tài)、規(guī)模及產(chǎn)狀的變化。 ?礦體特征值的變化性研究是礦床勘查的基礎，是 劃分勘查類型的基本依據(jù) ，考慮勘查經(jīng)濟效益的基礎，同時也是礦體評價時的主要依據(jù)。 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 兩礦體的變化性對比圖 見礦工程中礦體的厚度相同，方差、變化系數(shù)相同，但礦體的形態(tài)、礦體的變化完全不同，相同的工作量則勘查精度也不相同 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?（二） 礦體地質(zhì)研究的基本內(nèi)容 ?礦體地質(zhì)研究側(cè)重與影響勘查的最主要的礦體變化標志的研究，即礦體外部的形態(tài)標志和礦體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)標志。 礦體外部形態(tài)標志 礦體內(nèi)部 結(jié)構(gòu)標志 礦體厚度 礦體形態(tài) 礦體產(chǎn)狀規(guī)模 礦石品位品級 礦石類型 夾石 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 內(nèi)容包括： ★ 礦體的變化性質(zhì) ★ 礦體的變化程度 ★ 控制變化的因素 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?礦體變化性質(zhì)的研究 ?概念：礦體變化標志在礦體不同空間位置上相互之間的聯(lián)系特點與變化的特征和規(guī)律。也就是礦體各種標志在空間上的變化是 隨機型變化 ，還是 確定型變化 ；是 有規(guī)律變化 ，還是 無規(guī)律變化 等特征。 ?據(jù)晉可夫、卡里斯托夫關于礦體變化性質(zhì)的研究成果，將礦體變化性質(zhì)分為： ?1） 規(guī)則的或坐標性變化（結(jié)構(gòu)性變化） ：在礦體剖面中沿一定方向可分成若干區(qū)段，每個區(qū)段范圍內(nèi)，標志值呈逐漸增大或減小的變化趨勢，有時呈線性變化。礦體形態(tài)標志往往呈有規(guī)律的變化、結(jié)構(gòu)性變化，典型標志如礦體厚度。 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?2） 偶然的或不規(guī)則的變化（隨機性變化） ：在礦體內(nèi)某一區(qū)段或某一方向上，相鄰觀測點所獲得的標志值相互之間既無局部聯(lián)系，在整個區(qū)段上也無總體相關，標志值得大小呈現(xiàn)無規(guī)律的急劇的跳躍或不連續(xù)的雜亂變化。礦體質(zhì)量標志往往為隨機性變化，典型標志如貴金屬礦床的品位變化。 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?П ． Л ． 卡里斯托夫在研究礦石 品位性質(zhì) 時，提出了品位的方向性變化 的概念。他認為，礦石品位變化雖然有時似乎是不規(guī)則的，但往往可以看到沿礦體某一方向在一定范圍內(nèi)品位數(shù)值有總體升高或總體下降的現(xiàn)象。這種近于波浪式的 “ 方向性變化 ” 并不是沿整個礦體都存在，有時它只存在于礦體的某一部分，相反，跳躍式的、不連續(xù)的隨機變化卻存在于礦體的全部范圍內(nèi)。趙鵬大 (1964)將其稱為 “ 局部不相依，但總體相依 ” 的情況，即相鄰兩點觀測值雖無數(shù)值依賴關系，但在礦體某一定范圍或一定方向上，變量數(shù)值具有總體升高或總體降低的 趨勢 （隨機性 +結(jié)構(gòu)性） 。 ?局部變化在勘查中是很難控制的 ，但可以控制礦體的總體變化?？傮w變化相當于趨勢分量，局部變化相當于剩余變化。 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 常見的變化類型 ?礦體變化程度的研究 ?變化程度包括至少三個方面的含義，即 變化幅度 (大小 )、變化速度及變化范圍 。 ?變化幅度 是指礦體某標志觀測值偏離其平均值的離散程度。 ?變化速度 是指礦體某標志相鄰觀測值在一定范圍內(nèi)的變化快慢，即變化梯度大小。 ?變化范圍 是指從計算礦體某標志的變化幅度特征的觀測值的空間域大小。 ?在工程間距或工程數(shù)量相等時，變化程度越大，勘查精確度越低。為 獲得相同精度，則變化程度大的礦體比變化小的礦體勘查工程間距要小，數(shù)量要多 。因此， 它直接影響到礦體勘查類型的劃分，勘查手段的選擇，工程間距的確定，以及礦體的圈定方法和圈定結(jié)果的可靠性。 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?一個礦體的內(nèi)部，多種標志的變化程度往往不同， 不同類型的礦床其最大的變化標志也可不同。 例如，貴金屬、稀有金屬礦床 —— 礦體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化程度（礦石品位、品級及類型）大于礦體外部形態(tài)標志的變化；黑色金屬 ——礦體外部形態(tài)標志的變化大于礦體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化程度（礦石品位、品級及類型）。 ?礦石品位是大多數(shù)內(nèi)生礦床的最大變化標志 。 ?礦體厚度、形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模是大多數(shù)外生沉積礦床的礦體變化最大標志 。 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?控制礦體變化的因素的研究 影響元素集中、分散的因素及發(fā)育程度 成礦后的改造破壞 礦床成因、成礦方式、成礦地質(zhì)條件 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?1）礦體外部形態(tài)控制因素 ?（ 1）褶皺控礦構(gòu)造 ?（ 2）斷裂控礦構(gòu)造 ?（ 3）裂隙控礦構(gòu)造 ?（ 4）侵入體內(nèi)部構(gòu)造和接觸帶的控制（原生節(jié)理、流動構(gòu)造） ?（ 5）火山構(gòu)造（火山頸、火山口） 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 平蓋接觸 超覆接觸 復雜的接觸帶構(gòu)造 爆發(fā)角礫巖筒所控制的柱狀礦體示意剖面圖 火山巖筒四周環(huán)狀裂隙控制的矽卡巖型 銅礦床示意剖面圖 ?2）礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)標志的變化控制因素 ?（ 1）原生因素 ?礦化強度的不同，含礦溶液本身的性質(zhì)、成分、流體性狀； ?成礦的物理化學環(huán)境的變化； ?礦化環(huán)境在礦體各不同部位并不相同，礦體中某些部位強，某些部位弱，造成礦化不均勻性。 ?（ 2）次生因素 ?氧化淋濾和次生富集 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 （三）礦體變化的數(shù)學表征方法 ?定性、定量兩種表示方法，其中定性：幾何圖件、地質(zhì)圖件 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?統(tǒng)計分布曲線法 ?1）頻率分布曲線 ?實質(zhì)是反映礦體某個標志不同數(shù)值的數(shù)量分布或頻率分布 ?頻率：區(qū)間內(nèi)的統(tǒng)計個數(shù)（頻數(shù)） /總數(shù) ?頻率分布曲線是標志觀測值與頻率的關系曲線 。 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 E x pec t edN or m al干中雄土壤地球化學測量 Pb 元素分析值直方圖ln( x )I n C觀測數(shù)0204060801 0 01 2 01 4 01 6 01 8 01 . 52 . 02 . 53 . 03 . 54 . 04 . 55 . 05 . 56 . 06 . 57 . 07 . 58 . 08 . 59 . 09 . 51 0 . 01 0 . 51 1 . 01 1 . 51 2 . 01 2 . 51 3 . 01 3 . 5E x p e c t e dN o r m a l干中雄土壤地球化學測量A g 元素分析值直方圖ln ( x )觀測數(shù)0204060801 0 01 2 01 4 01 6 01 8 02 0 02 2 02 4 02 6 02 8 0 4 . 5 4 . 0 3 . 5 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 1 . 0 0 . 50 . 00 . 51 . 01 . 52 . 02 . 53 . 03 . 54 . 04 . 55 . 05 . 5對數(shù)正態(tài)分布 頻率曲線形態(tài)特征可以反映標志值的總體變化性質(zhì)和變化程度。 地質(zhì)變量受某一因素影響突出時，統(tǒng)計分布曲線往往為偏態(tài)分布，當偏斜很大時，則對數(shù)值近似服從正態(tài)分布（對數(shù)正態(tài)分布）；但各影響因素得影響作用差不多時，則往往成近似正態(tài)分布。大多數(shù)內(nèi)生金屬礦床中有用組分常呈對數(shù)正態(tài)分布；沉積或沉積變質(zhì)型鐵礦、次火山巖體中的早期浸染狀貧鐵礦的鐵品位常呈近似正態(tài)分布。 根據(jù)統(tǒng)計分布曲線的特征來鑒別與解釋礦床成因。 不同成因或不同成礦條件下形成的礦床，構(gòu)成不同的統(tǒng)計總體，各自有其特殊類型的統(tǒng)計分布模型和相應的統(tǒng)計特征值。 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 ?2）統(tǒng)計分布特征值 ?平均值 ?均方差 ?變化系數(shù)（變異系數(shù)） nxxxx n???? ..... ..211???n)x(xn2i?%100?? xV ?二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 兩礦體礦體的變化性對比圖 見礦工程中礦體的厚度相同，方差、變化系數(shù)相同，但礦體的形態(tài)、礦體的變化完全不同，相同的工作量則勘查精度也不相同 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 二、礦體地質(zhì)特征及其數(shù)學分析方法 平均值、均方差的理論基礎：隨機變化（概率論） 觀測值 =趨勢分析值 + 剩余值 (殘差 )