礦產勘查理論第二章 礦產勘查基本理論

1、 第二章第二章 礦產勘查基本理論礦產勘查基本理論o 第一節(jié)第一節(jié) 礦產勘查特征礦產勘查特征o 第二節(jié)第二節(jié) 礦產勘查的理論基礎礦產勘查的理論基礎o 第三節(jié)第三節(jié) 礦產勘查工作的準則礦產勘查工作的準則o 第四節(jié)第四節(jié) 礦產勘查的最優(yōu)化決策礦產勘查的最優(yōu)化決策第一節(jié) 礦產勘查的特征1 1 礦產勘查是一項特殊的地質工作礦產勘查是一項特殊的地質工作n 研究對象：研究對象：礦床（礦體）礦床（礦體）；n 基本任務：基本任務：查明礦床（礦體）的基本特征和工查明礦床（礦體）的基本特征和工業(yè)價值業(yè)價值；因此，工作中要以因此，工作中要以地質規(guī)律地質規(guī)律作指導。作指導。第一節(jié) 礦產勘查的特征第一節(jié) 礦產勘查的特征

2、2 2 礦產勘查是一項經濟活動礦產勘查是一項經濟活動n 勘查工作的全過程必須始終考慮投入與產出的關勘查工作的全過程必須始終考慮投入與產出的關系，即要遵從系，即要遵從經濟規(guī)律經濟規(guī)律。3 3 礦產勘查不僅是對礦床的一個認識過程，而礦產勘查不僅是對礦床的一個認識過程，而且是對礦床的一個改造過程且是對礦床的一個改造過程n 特別是導致礦床被開采時，對礦床的改造就更特別是導致礦床被開采時，對礦床的改造就更大。因此，勘查時要考慮到當前和以后對大。因此，勘查時要考慮到當前和以后對環(huán)境環(huán)境的改變而導致的的改變而導致的影響影響。Chuquicamata open-pit copper mine in Chile

3、穆龍?zhí)祝∕uruntau）式金礦床是指賦存于高有機碳含量（一般0.5%）的淺變質巖系中的金礦床。淺變質巖系以碎屑巖為主，常含碳酸鹽巖、硅質巖和火山巖，但以砂、板巖為主。也有人稱其為濁積巖型金礦4 4 礦產勘查是在礦產勘查是在“灰色灰色”條件下進行決策的一條件下進行決策的一種活動。種活動。n 工作具有工作具有高風險性高風險性。4 4 礦產勘查是在礦產勘查是在“灰色灰色”條件下進行決策的一條件下進行決策的一種活動。種活動。n 工作具有工作具有高風險性高風險性。第二節(jié) 礦產勘查的五大理論基礎o 地質基礎地質基礎o 數(shù)學基礎數(shù)學基礎o 經濟基礎經濟基礎o 技術基礎技術基礎o 預測基礎預測基礎一一 地質

4、基礎地質基礎o 地質基礎是礦產勘查的最基本的理論基礎。地質基礎是礦產勘查的最基本的理論基礎。礦產勘查工作首先需查明與成礦有關的礦產勘查工作首先需查明與成礦有關的地質條件地質條件，因，因為為“礦礦”僅是地質體的一個特殊組成部分僅是地質體的一個特殊組成部分。工作中。工作中為了找到礦及查明礦，必須要對有關的控礦因素，為了找到礦及查明礦，必須要對有關的控礦因素，如地層、構造、巖漿巖、變質作用等進行分析研究；如地層、構造、巖漿巖、變質作用等進行分析研究；在對在對礦床本身特征礦床本身特征進行研究時，要涉及到礦體特征、進行研究時，要涉及到礦體特征、礦石物質組成、礦石質量等，這需用礦物、蝕變等礦石物質組成、礦

5、石質量等，這需用礦物、蝕變等方面的理論作指導；方面的理論作指導；在當前進行的新類型、超大型礦床和深部找礦工作中，在當前進行的新類型、超大型礦床和深部找礦工作中，同樣要用地質理論作指導。同樣要用地質理論作指導。一一 地質基礎地質基礎礦產勘查工作必須的兩大基本地質分析內容礦產勘查工作必須的兩大基本地質分析內容l背景地質分析背景地質分析 成礦地質環(huán)境成礦地質環(huán)境 成礦地質條件成礦地質條件l礦床地質分析礦床地質分析 礦體特征礦體特征 礦石特征礦石特征 礦石質量礦石質量一一 地質基礎地質基礎占礦床總數(shù)占礦床總數(shù)2%2%的大、中型礦的大、中型礦床占了總儲量的床占了總儲量的78%78%，而，而86%86%的

6、礦床的礦床( (實際只是礦化點實際只是礦化點) )沒沒有工業(yè)開發(fā)價值，這清楚地有工業(yè)開發(fā)價值，這清楚地揭示了勘查大型礦床的重要揭示了勘查大型礦床的重要性。在礦產勘查中應盡全力性。在礦產勘查中應盡全力去發(fā)現(xiàn)大型和超大型目標，去發(fā)現(xiàn)大型和超大型目標，并且將其作為主要的勘查開并且將其作為主要的勘查開發(fā)投資對象。發(fā)投資對象。已有勘查經驗表明：有價值已有勘查經驗表明：有價值的大型、超大型礦床和重要的大型、超大型礦床和重要的礦床工業(yè)類型的尋找，都的礦床工業(yè)類型的尋找，都必須從分析有利于這類礦床必須從分析有利于這類礦床形成的地質環(huán)境入手。形成的地質環(huán)境入手。二二 數(shù)學基礎數(shù)學基礎數(shù)學在礦產勘查中的作用非常廣

7、泛，對礦產數(shù)學在礦產勘查中的作用非常廣泛，對礦產勘查工作的進行起著重要的支撐作用。具體勘查工作的進行起著重要的支撐作用。具體表現(xiàn)是：表現(xiàn)是：o1. 1. 地質體（礦體）的特征常具有數(shù)學上的地質體（礦體）的特征常具有數(shù)學上的規(guī)律性，需要用數(shù)學上的方法去描述和發(fā)現(xiàn)規(guī)律性，需要用數(shù)學上的方法去描述和發(fā)現(xiàn)新規(guī)律。這也可以作為定量區(qū)分、鑒別、預新規(guī)律。這也可以作為定量區(qū)分、鑒別、預測地質體（礦體）的重要依據(jù)。測地質體（礦體）的重要依據(jù)。垂向上從上到下，主礦體規(guī)模減小、品位降低說明該礦化富集段深部找礦潛力一般文峪文峪505505號脈號脈10001000米中段米中段絕大部分1g/t桐峪礦區(qū)桐峪礦區(qū)Q8Q8號

8、脈礦體品位（號脈礦體品位（a a）厚度（）厚度（b b）等值線圖）等值線圖 馬鞍山礦田馬鞍山礦田4 4個鐵礦床的鐵品位（個鐵礦床的鐵品位（x x）分布曲線圖）分布曲線圖 單峰曲線單一的早期浸染狀貧礦化階段雙峰曲線，至少有兩期礦化在空間上的疊加雙峰曲線，至少有兩期礦化在空間上的疊加，晚期成礦強度大多峰曲線，兩個礦化階段產物的疊加，但仍以早期的產物為主o 2. 2. 勘查工作中獲取的大量數(shù)據(jù)需用數(shù)學的方勘查工作中獲取的大量數(shù)據(jù)需用數(shù)學的方法去處理及分析。法去處理及分析。n 礦產勘查是一種地球探測活動和地學信息工作。在勘查過程中要與大量數(shù)據(jù)打交道：要獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)、評價數(shù)據(jù)和

9、利用數(shù)據(jù)。o 3. 3.對勘查工作中有關問題的分析需要用數(shù)學對勘查工作中有關問題的分析需要用數(shù)學的理論作指導。的理論作指導。n 如概率法則已成為礦產勘查評價中常用的一種指如概率法則已成為礦產勘查評價中常用的一種指導理論。導理論。地質規(guī)律只能以一定的概率指示成礦，地質異常也只有在各種成礦因素異常在時空上有效地匹配或耦合時才能有較高控制成礦的概率。 勘查工作只能以一定的概率去發(fā)現(xiàn)一定規(guī)模的礦床。地質觀測結果的誤差及其隨機性。 三三 經濟基礎經濟基礎礦產勘查屬于一種經濟活動，其始終受到后礦產勘查屬于一種經濟活動，其始終受到后者的制約。具體表現(xiàn)為：者的制約。具體表現(xiàn)為：o1 1 礦體的屬性特征受到工業(yè)

10、指標及市場價礦體的屬性特征受到工業(yè)指標及市場價格的制約；格的制約；礦和地質體沒有本質的差別，是礦和地質體沒有本質的差別，是動態(tài)變化的。動態(tài)變化的。圖例序號圖例序號 平均品位平均品位 面儲量面儲量 4 5% 16004 5% 1600個單位個單位 4+5 2.9% 26504+5 2.9% 2650個單位個單位 4+5+6 1.5% 47204+5+6 1.5% 4720個單位個單位 o 2 2 追求經濟效益是礦產勘查的根本目標；追求經濟效益是礦產勘查的根本目標；n 最優(yōu)勘探網度和合理勘查程度最優(yōu)勘探網度和合理勘查程度o 3 3經濟可行性論證是礦產勘查的必要工作之經濟可行性論證是礦產勘查的必要工

11、作之一。一。n 儲量分類必須要考慮經濟可行性儲量分類必須要考慮經濟可行性因此，經濟知識是礦產勘查的理論基礎。因此，經濟知識是礦產勘查的理論基礎。四四. . 技術基礎技術基礎勘查技術手段對礦產勘查的成敗及其理論發(fā)勘查技術手段對礦產勘查的成敗及其理論發(fā)展起著至關重要的影響展起著至關重要的影響, ,具體表現(xiàn)為：具體表現(xiàn)為：o 1 1 技術水平影響勘查的深度及廣度；技術水平影響勘查的深度及廣度；o 2 2 技術水平影響勘查信息獲取的途徑及技術水平影響勘查信息獲取的途徑及數(shù)據(jù)處理的方式、進度及速度；數(shù)據(jù)處理的方式、進度及速度；o 3 3 對勘查戰(zhàn)略及程序產生影響；對勘查戰(zhàn)略及程序產生影響；o 4 4 技

12、術水平的提高使勘查對象發(fā)生變化。技術水平的提高使勘查對象發(fā)生變化。五五 預測學基礎預測學基礎- -曹新志曹新志o 預測是礦產勘查的核心及要點預測是礦產勘查的核心及要點。預測貫穿于勘查工作的全過程中，預測貫穿于勘查工作的全過程中，其不僅指導礦床的找礦、勘探及開其不僅指導礦床的找礦、勘探及開采，而且指導礦床的可行性論證工采，而且指導礦床的可行性論證工作。因此，預測學知識也是勘查理作。因此，預測學知識也是勘查理論的基礎之一。論的基礎之一。第三節(jié) 礦產勘查的準則l礦床勘查的主要矛盾是礦床勘查的主要矛盾是勘查范圍的有限性勘查范圍的有限性和和礦床產出的局礦床產出的局限性限性以及以及礦床特征的變化性礦床特征

13、的變化性。尋找并實現(xiàn)。尋找并實現(xiàn)勘查程度與勘查勘查程度與勘查成本、勘查周期成本、勘查周期之間合理的之間合理的“度度”，就構成了礦床勘查的，就構成了礦床勘查的基本科學內容基本科學內容。.克列特爾及克列特爾及.比留科夫礦床勘探五原則（比留科夫礦床勘探五原則（19571957）：）：調查調查完滿原則；循序漸進原則；均勻（等可靠性）原則；最少完滿原則；循序漸進原則；均勻（等可靠性）原則；最少人力物力消耗原則；最少時間消耗原則。人力物力消耗原則；最少時間消耗原則。侯德義等找礦勘探五原則（侯德義等找礦勘探五原則（19841984）：）：從實際出發(fā)原則；循序漸從實際出發(fā)原則；循序漸進原則；全面研究原則；綜合

14、評價原則；經濟合理原則。進原則；全面研究原則；綜合評價原則；經濟合理原則。o 最優(yōu)地質效果與經濟效果的統(tǒng)一最優(yōu)地質效果與經濟效果的統(tǒng)一o 最高精度要求與最大可靠程度的統(tǒng)一最高精度要求與最大可靠程度的統(tǒng)一o 模型類比與因地制宜的統(tǒng)一模型類比與因地制宜的統(tǒng)一o 隨機抽樣與重點觀測的統(tǒng)一隨機抽樣與重點觀測的統(tǒng)一o 全面勘查與循序漸進的統(tǒng)一全面勘查與循序漸進的統(tǒng)一對立統(tǒng)一的勘探過程最優(yōu)化準則（趙鵬大）對立統(tǒng)一的勘探過程最優(yōu)化準則（趙鵬大）一、最優(yōu)地質效果與經濟效果的統(tǒng)一一、最優(yōu)地質效果與經濟效果的統(tǒng)一 一切礦產勘查工作應遵循的最基本準則o礦產勘查工作必須以獲取最佳地質效果為目的，但同時又必須以礦產勘查

15、工作必須以獲取最佳地質效果為目的，但同時又必須以達到最好的經濟效果為前提。達到最好的經濟效果為前提。o在礦產勘查不同階段，這兩者的統(tǒng)一有不同的內容在礦產勘查不同階段，這兩者的統(tǒng)一有不同的內容普查階段應以采用合理、有效的綜合方法盡快找到潛在礦床并作出普查階段應以采用合理、有效的綜合方法盡快找到潛在礦床并作出遠景評價為目的。遠景評價為目的。在勘探階段則以查明礦床的工業(yè)價值為目的。在勘探階段則以查明礦床的工業(yè)價值為目的。o礦產勘查的經濟合理性應從整個勘查過程來加以考察。礦產勘查的經濟合理性應從整個勘查過程來加以考察。純屬礦山開拓、采準或開采時要解決的地質問題不宜要求在純屬礦山開拓、采準或開采時要解決

16、的地質問題不宜要求在地質勘探階段加以解決；礦床勘探工作也不能忽視未來礦地質勘探階段加以解決；礦床勘探工作也不能忽視未來礦山開采設計的基本需要而單純地追求地質勘探部門的經濟山開采設計的基本需要而單純地追求地質勘探部門的經濟效果。效果。二、最高精度要求與最大可靠程度的統(tǒng)一二、最高精度要求與最大可靠程度的統(tǒng)一 指導礦產勘查工作精度評價的準則地質事件是隨機事件，其觀測結果具有不確定性。地質事件是隨機事件，其觀測結果具有不確定性。地質觀測結果不可避免地有誤差存在。為了使勘查工作成果盡可能的正確，就要盡可能的減少誤差或盡可能的縮小不確定范圍。對觀測結果所允許的誤差范圍大小就稱之為工作對觀測結果所允許的誤差

17、范圍大小就稱之為工作精度。工作精度要求越高，也即允許誤差范圍越小精度。工作精度要求越高，也即允許誤差范圍越小。平均值估計的平均值估計的區(qū)間大小區(qū)間大小可以理解為可以理解為允許誤差范圍允許誤差范圍，這就是計算的平均值的精度精度。而真實的平均值落入此區(qū)間的概率，即為對應于該精度的可靠程度可靠程度。若想既要有較高的精度，同時還有較高的可靠程度，只有增加觀測次數(shù)N，但這可能是不經濟的。在觀測次數(shù)觀測次數(shù)N N（工程（工程量）一定時，應努力將精度與可靠程度加以統(tǒng)一量）一定時，應努力將精度與可靠程度加以統(tǒng)一。l對一項工作，平均值估計的區(qū)間大小可以理解為對一項工作，平均值估計的區(qū)間大小可以理解為允許誤差范圍

18、允許誤差范圍，這就，這就是計算的是計算的平均值的精度平均值的精度。而測試值落入此區(qū)間的概率，即為對應于該。而測試值落入此區(qū)間的概率，即為對應于該精度的可靠程度精度的可靠程度。精度與精度與可靠程可靠程度的對度的對立統(tǒng)一立統(tǒng)一關系關系三三. . 模型類比與因地制宜的統(tǒng)一模型類比與因地制宜的統(tǒng)一 利用所獲得的資料的準則o 模型類比法，模型類比法，是將在研究程度較高的已知礦區(qū)所是將在研究程度較高的已知礦區(qū)所總結的規(guī)律和積累的經驗來指導未知地區(qū)工作的總結的規(guī)律和積累的經驗來指導未知地區(qū)工作的方法。方法。o 由于成礦作用的隨機性，沒有兩個礦床是完全相由于成礦作用的隨機性，沒有兩個礦床是完全相同的。因此，除

19、了模型類比，還得因地制宜。因同的。因此，除了模型類比，還得因地制宜。因為：為：n 隨著新的實際資料的獲得，要不斷修正已有的模型；隨著新的實際資料的獲得，要不斷修正已有的模型；n 模型區(qū)與未知區(qū)之間存在模型區(qū)與未知區(qū)之間存在“小異小異”，因而要求因地制，因而要求因地制宜。宜。Porphyry Copper Systems四四. . 隨機抽樣與重點觀測的統(tǒng)一隨機抽樣與重點觀測的統(tǒng)一 指導抽樣觀測的準則o “抽樣抽樣”不是單指采取樣品的工作，而是泛指不是單指采取樣品的工作，而是泛指各種觀各種觀測測。o 為了保證抽樣的為了保證抽樣的隨機性隨機性，在地質勘查工作中，按照一，在地質勘查工作中，按照一定的間

20、距均勻地布置觀測線、觀測點、取樣點。定的間距均勻地布置觀測線、觀測點、取樣點。o 但對于一些重要地段、關鍵地段需要重點觀察：但對于一些重要地段、關鍵地段需要重點觀察：o 如在以下情況下，需要有不同的觀測密度：如在以下情況下，需要有不同的觀測密度：n具有具有不同變化程度的地段或方向上不同變化程度的地段或方向上，需要有不同的，需要有不同的觀測密度觀測密度；n整個礦床或調查區(qū)的整個礦床或調查區(qū)的不同地段不同地段，由于所處的，由于所處的勘查階段不同勘查階段不同，觀測密度也不同觀測密度也不同- -首采地段；首采地段；n為了針對性地研究某一問題，而在為了針對性地研究某一問題，而在關鍵性地段關鍵性地段重點觀

21、測。重點觀測。四四. . 隨機抽樣與重點觀測的統(tǒng)一隨機抽樣與重點觀測的統(tǒng)一 指導抽樣觀測的準則主干探槽輔助探槽五五. . 全面勘查與循序漸進的統(tǒng)一全面勘查與循序漸進的統(tǒng)一 地質勘查全過程的最優(yōu)化準則全面勘查的含義：全面勘查的含義：n空間上，查明礦床所占據(jù)的整個空間；空間上，查明礦床所占據(jù)的整個空間；n內容上，對礦床地質條件、礦體外部形態(tài)和內部結構、礦內容上，對礦床地質條件、礦體外部形態(tài)和內部結構、礦床開采技術條件和水文地質條件等進行全面調查研究。床開采技術條件和水文地質條件等進行全面調查研究。循序漸進的含義：循序漸進的含義：n在礦產勘查的不同階段，全面勘查的內容應與工作階段相在礦產勘查的不同階

22、段，全面勘查的內容應與工作階段相適應；適應；n巨大的礦床需分階段或分片地做到全面圈定，延深很大的巨大的礦床需分階段或分片地做到全面圈定，延深很大的礦床也應分段地圈定不同深度的礦體。礦床也應分段地圈定不同深度的礦體。第四節(jié) 礦產勘查的最優(yōu)化決策o最優(yōu)化戰(zhàn)術決策最優(yōu)化戰(zhàn)術決策最優(yōu)勘探方最優(yōu)勘探方案的確定案的確定o最優(yōu)化戰(zhàn)略決策最優(yōu)化戰(zhàn)略決策最優(yōu)勘探過最優(yōu)勘探過程管理程管理一、最優(yōu)化戰(zhàn)術決策一、最優(yōu)化戰(zhàn)術決策 最優(yōu)勘探方案的確定最優(yōu)勘探方案最優(yōu)勘探方案一般是指用于勘探一般是指用于勘探的花費與所獲得的信息的價值的花費與所獲得的信息的價值之間處于一定的之間處于一定的最優(yōu)相互關系最優(yōu)相互關系狀態(tài)狀態(tài)。最優(yōu)

23、方案往往歸結于選最優(yōu)方案往往歸結于選擇合理的勘探擇合理的勘探剖面間剖面間距距和在剖面上確定合和在剖面上確定合理的理的工程間距工程間距。工程間距工程間距工程數(shù)量工程數(shù)量工程數(shù)量工程數(shù)量信息量信息量1 1 單純考慮地質信息獲取方面的最優(yōu)勘探方案確定單純考慮地質信息獲取方面的最優(yōu)勘探方案確定最佳工程量最佳工程量主要方法有：主要方法有：n 經驗法經驗法尋找最好勘探方案的最常用的方法，其尋找最好勘探方案的最常用的方法，其中中直接類比法、稀空法直接類比法、稀空法最常用。最常用。n 數(shù)學模型法，數(shù)學模型法，通常采用通常采用統(tǒng)計法統(tǒng)計法。例如：。例如：o 給定允許誤差和概率系數(shù)后計算所需工程數(shù)；給定允許誤差和

24、概率系數(shù)后計算所需工程數(shù)；n 利用礦體某系數(shù)的利用礦體某系數(shù)的概率分布模型概率分布模型；o 蒙特卡洛模擬法。蒙特卡洛模擬法。1 1 單純考慮地質信息獲取方面的最優(yōu)勘探方案確定單純考慮地質信息獲取方面的最優(yōu)勘探方案確定 經濟最優(yōu)的判定準則：經濟最優(yōu)的判定準則：o 勘探成本最低，開采時由于參數(shù)計算錯誤造成的損失最勘探成本最低，開采時由于參數(shù)計算錯誤造成的損失最小條件下的方案；小條件下的方案；o 單位勘探進尺（或成本）的儲量增長應大于某給定界線單位勘探進尺（或成本）的儲量增長應大于某給定界線（對不同地區(qū)可能不同）即被認為是經濟合理的；（對不同地區(qū)可能不同）即被認為是經濟合理的；評價結果判定準則：評價

25、結果判定準則： 地質需要工程數(shù)小于經濟需要工程數(shù)地質需要工程數(shù)小于經濟需要工程數(shù)，后者能滿足地質和經濟的要求；，后者能滿足地質和經濟的要求；地質需要大于經濟需要則勘探這類礦床經濟上不合理。地質需要大于經濟需要則勘探這類礦床經濟上不合理?？碧胶烷_發(fā)經濟決策的四大參數(shù)：勘探和開發(fā)經濟決策的四大參數(shù)：儲量的估計儲量的估計 成本成本 利率（現(xiàn)值）利率（現(xiàn)值） 價格價格2 2 在經濟準則基礎上考慮最優(yōu)方案在經濟準則基礎上考慮最優(yōu)方案二、最優(yōu)化戰(zhàn)略決策二、最優(yōu)化戰(zhàn)略決策 最優(yōu)勘探過程的管理n 礦產勘查工作管理過程的雙層次結構系統(tǒng)模型礦產勘查工作管理過程的雙層次結構系統(tǒng)模型n 礦產勘查工作管理最優(yōu)化的任務礦產勘查工作管理最優(yōu)化的任務n 礦產勘查各階段工作基本內容礦產勘查各階段工作基本內容n 礦產勘查決策過程的組成要素礦產勘查決策過程的組成要素礦產勘查工作管理過程的雙層次結構系統(tǒng)模型礦產勘查工作管理過程的雙層次結構系統(tǒng)模型預 測 地 質 測 量地 質 測 量 工 作 計 劃預 測 普 查普 查 工 作 計 劃預 測 評 價評 價 工 作 計 劃預 測 勘 探勘 探 工 作 計 劃各 階 段 間 資 金 、 材 料 的 計 劃 與 分 配高層次高層次管理管理低層次低層次管理管理進行野外工進行野外工作，資料整作，資料整理、預