金礦礦產勘查中礦床深部結構預測及成因措施

楊玉平

（甘肅省地質礦產勘查開發局第一地質礦產勘查院，甘肅 天水 741020）

在工業生產消耗了大量礦產資源的情況下，當前礦床內部的礦產資源已經深入地下，由淺轉深，而在礦產勘查過程中尋找隱藏在礦床深部的礦體已經成為了重要的工作內容。因此，礦床深部的礦產資源結構預測及成因措施成為了礦產勘查技術的重要研究內容。目前我國已發現的金礦都是在20世紀60年代左右的時間進行勘查開采的，在那個年代，礦產勘查技術尚不完善，即使是在地表淺層的金礦礦產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，隨著淺層礦產資源的逐漸枯竭，尋找深層礦產成為了大勢所趨。因此本文對于金礦礦產勘查工作中的礦床深部結構預測及成因分析作出了細致的講解，為我國礦床深部的金礦開采工程提供了理論依據，降低了金礦開采的成本，并為以后的礦床深部預測分析提供了理論和數據資料。

1 礦床深部結構預測方法研究

1.1 預測要素提取

在預測礦床深部結構之前需要對目標礦床的預測要素進行提取，主要提取目標是在礦床預測工作中，具有明顯的礦床預測意義的要素以及其他能夠標志礦床結構的礦物信息。將這些礦床預測要素對于礦床深部結構預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，具體到某一項目標礦床時，如果沒有該預測要素，則該目標礦床就不會形成，如成礦時間、礦產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礦床深度、位置、礦產資源種類以及礦床大小的要素，重要信息決定著礦床的規模，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構預測中起到作用，因此在預測時通常會忽略次要信息。

在預測礦床深部結構的過程中提取目標礦床的地質環境要素是一項必不可少的工作，首先需要將目標礦床與歷史上曾經在地表發現礦床的位置進行對比。在預測深部礦床時，如果發現在礦區地表周邊曾發現過礦層，那么在深處擁有同樣礦層的幾率非常大。其次需要根據目標礦床的地理位置及地質信息推斷太古代、新生代及中生代該地區的一系列地質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，如果能夠通過地質考察推斷出該地區歷史上曾發生的地質變遷，就能夠以此推測出金礦礦產所處的大致深度。因此，對于礦床周邊的地質勘探工作一般是礦床深度預測的必經步驟。

地質勘探結束后，工作人員一般都能大致確定該地區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域其砂類結構都會十分松散，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，有經驗的人還能根據這些異常數據大致判斷出地下的礦產種類。

1.2 繪制礦床深部三維模型

得到預測要素后，就能夠根據預測要素中的數據通過一定的計算得到地脈鉆孔數據、地質勘探剖面圖、地震信息參數等數據信息，再將這些數據信息輸入到特殊的軟件系統中就能在計算機上繪制礦床深處的礦脈三維模型，通過構造礦床深部三維模型能夠清晰地顯示出該地區的地質空間分布規律、地下礦脈信息以及礦床整體模型[4]。尤其是在預測要素提取較為清晰的礦區內，更需要計算詳細的數據信息來建立更清晰的三維礦床深部結構模型。

這種礦床深部結構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的地下區域地質條件以及金礦礦脈形態，雖然更新便利，但是無法表示礦床內部信息，很難根據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出整個金礦礦床的外部輪廓和內部結構，并標注著其結構屬性，但是相應地在錯誤數據的修改上十分繁瑣。

1.3 礦床深部結構分析

礦床深部結構三維模型的空間分析一般應用于對于地下深處礦產資源的預測分析，即成礦信息的預測。這種地下深處礦產資源的預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據為基礎，在金礦礦體中依據自身關于地質結構信息、地理學相關知識以及過去的礦床預測經驗為指導，將地下深處礦產資源的三維模型中的礦產信息定量地表述出來，并從統計學的角度對該礦床深部結構進行相應的分析，為日后的采礦施工提供理論依據。

首先需要以金元素的分帶值作為核心參數，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關系，通過其累乘值之比，得到該金礦礦床中各區域的金礦資源潛力指標，并將各區域內的指標構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個區域的整體潛力評價指標；Ci為該區域的金礦分帶值，C0為背景值，是一個常數；ΔXi為第i個區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，則ML數值越大，該區域的金礦資源潛力越大，若ML為復數，則該區域金礦開采的成本大于所得報酬，數值越小，則虧本金額越大。

以上述單個區域的金礦資源潛力指標為基礎，將整個金礦的金元素分帶值統計為一個累乘數值，得到目標礦產的整體資源評價指標B，所用公式為：

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

表1 回歸方程的系數分析

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

2 礦床成因分析

金礦礦床的成因與地質活動密不可分，因為遠古時期的地質構造等原因礦床深處的地塊相互拉伸或擠壓，導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 結束語

在我國當前的金礦礦產勘查工作中，對于礦床深部結構的預測分析和探索已經成為了人們關注的重點內容，而且這些理論研究也對實際生產活動形成了一定的積極影響，為礦產勘查提供了一定的理論依據，對我國的礦產探測工程作出了相當程度上的貢獻。本文對礦床深部結構預測的方法以及礦床深部結構成因作出了分析，并為后來的金礦開采工程提供了重要的指導。