取樣鉆技術(shù)在分水嶺金礦普查中的應用研究

李全增,李偉龍,王 楠,孫 洋,劉毓龍

（吉林省第六地質(zhì)調(diào)查所，吉林 延吉 133000）

前言

在貫徹落實“綠水青山就是金山銀山”的基本理念的背景下，對傳統(tǒng)地質(zhì)勘查工作方法提出了更高要求，槽探工程施工造成土壤植被的破壞已不適應當前的新發(fā)展理念，綠色勘查取樣鉆技術(shù)代替槽探工程評價物化探異常、追索燮制礦化體成為了必然的發(fā)展趨勢。結(jié)合取樣鉆技術(shù)在汪清分水嶺地區(qū)蝕變巖型金礦普查工作情況，進一步提出了以鉆代槽在礦產(chǎn)勘查中的可行性及優(yōu)缺點[1]。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

勘查區(qū)出露的主要地層有古生界中二疊系海相化學沉積巖、濱海相陸源碎屑巖及陸相沉積泥巖、砂巖及火山巖[2]。中生界白堊系屯田營組及泉水村組陸相火山熔巖、碎屑巖及新生界第四系現(xiàn)代河床堆積的沖洪積物。

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖具多期次侵入的特點，多期次的巖漿巖侵入形成了與成礦關(guān)系密切的中酸性混雜巖體，主要為呈巖基狀產(chǎn)出的石英閃長巖，其次為呈小巖株狀、透鏡體狀、脈狀分布的微細粒閃長巖、花崗閃長巖、閃長玢巖等。但與成礦關(guān)系密切的為呈東西向產(chǎn)出的石英閃長巖。勘查區(qū)地質(zhì)簡圖見圖1。

2 工程布置及成效

2.1 布置方案

本次工作在充分總結(jié)研究了勘查區(qū)成礦地質(zhì)條件、成礦規(guī)律及物化探地表找礦指示信息基礎(chǔ)上，垂直含金巖性接觸構(gòu)造帶走向布置勘查工程，取樣鉆工程按照線距80 m，局部加密至40 m 布置于勘查剖面線上，孔距以兩側(cè)大間距探索燮制礦化蝕變帶寬度（一般為10～20 m 不等），待發(fā)現(xiàn)礦化蝕變帶后再逐步向中心加密燮制至巖性接觸帶1 m 為原則。

2.2 主要成效

取樣鉆代替槽探工程揭露評價了Au-5、Au-6、Au-2、Au-1、Au-7、Au-3號土壤地球化學異常，驗證了石英閃長巖與白堊系火山巖、二疊系淺變質(zhì)巖系地層接觸帶的含金性。在晚白堊世侵入巖與白堊世火山巖地層接觸帶中圈定1 條含金蝕變帶（編號為Ⅰ-1），礦化蝕變類型以硅化、黃鐵礦化、絹云母化、褐鐵礦化、碳酸鹽化為主，在Ⅰ-1 號含金蝕變帶內(nèi)圈定一處金礦體（編號為①號）， 由 CZ31-6、CZ35-5、CZ39-13 號 孔 燮制，品位分別為0.60×10-6、2.16×10-6、5.44×10-6。沿走向燮制長度約160 m，寬度約1.5 m，見圖2。

圖2 Ⅰ-1 號蝕變帶地表采樣平面圖

3 取樣鉆應用存在的問題及建議

3.1 送水系統(tǒng)問題

美國紹爾背包式取樣鉆機強調(diào)設備輕便、靈活、一體化的要求，紹爾鉆機的送水系統(tǒng)是采用人工作業(yè)，水量及水壓極不穩(wěn)定。然而鉆進時需要大量的水及一定的水壓，僅靠人工作業(yè)不能滿足鉆機鉆進用水的要求，直接影響了施工進度及巖心采取率，且大大降低了鉆頭的使用壽命。因此建議采用擔架式水泵機供水，選用抗壓在4～6 atm 的軟細高壓水管線供水，可提供供水揚程800～1 000 m，能夠保證持續(xù)的供水，基本能夠滿足鉆機正常鉆進用水的需求。

3.2 鉆具工藝問題

本次工作鉆進的巖層為硬度較強的強硅化蝕變巖，原廠金剛石鉆頭平均使用壽命為正常鉆進50～100 m/個，采購原廠金剛石鉆頭較昂貴，約1 000 元/個，建議利用國產(chǎn)市面常用的金剛石水鉆鉆頭替代原廠金剛石鉆頭，水鉆鉆頭平均壽命為正常鉆進30～60 m/個，約40 元/個，大大降低了地勘成本的投入。

美國紹爾背包式取樣鉆鉆進深度一般不超過15 m，勘查的目的只能達到評價近地表基巖的含金性，代替槽探揭露查證物化探異常，然而地表巖層往往風化較強，取芯困難。原廠鉆具工藝鉆具長75 cm/根，頻繁提鉆更換鉆具往往造成套管以下塌方，再次下入鉆具受阻，底部呈跳躍式鉆進，建議加工套管以下相配套的1.0～1.5 m 鉆具，以便套管以下一次性提取基巖巖心。

4 取樣鉆應用的特點

（1） 取樣鉆代替槽探評價物化探異常具有成本相對低、效率高的特點。

（2） 取樣鉆雖能夠代替槽探工程對目標物進行評價，但無法進行水平方向連續(xù)取樣，對目標物的燮制程度有限。

（3） 取樣鉆對產(chǎn)狀較陡的礦化蝕變帶評價效果欠佳，往往無法穿透礦化體的頂?shù)装濉?/p>

（4） 取樣鉆只能驗證點位的含金性，當?shù)V化帶的寬度小于布設的孔位間距時，會導致遺漏脈狀礦體[3]。

5 取樣鉆工作技術(shù)要求

取樣鉆代替槽探開展地表淺部勘查評價工作需要對可行性進行研究，應充分實地調(diào)查后對擬布設的槽探工作區(qū)按照一定的網(wǎng)度進行取樣鉆孔位設計，目的是解決槽探施工受限及土壤環(huán)境要求較高地區(qū)無法開展揭露工作。

取樣鉆的布設應合理考慮目標物的空間分布狀態(tài)，按照一定的網(wǎng)度進行布設，可大網(wǎng)度先期燮制，根據(jù)分析結(jié)果再加密燮制，逐步達到評價地質(zhì)體的目的。

取樣鉆的布設應重點考慮巖層的走向及傾角，依據(jù)鉆探深度確定鉆孔間距，以地質(zhì)剖面作為取樣鉆工程布設勘探線，布孔可采用探索孔、追索孔、驗證孔循序漸進的工作方法[4]。

取樣鉆重點應厘清標志層、礦化體的產(chǎn)狀問題，目前厘定標志層產(chǎn)狀的方法主要通過對鉆孔巖心詳細編錄明確地質(zhì)體傾角，在地質(zhì)體關(guān)鍵部位施工3 孔(或采用十字形布孔)，確保穿過同一層位的標高，利用計算機精準獲取地質(zhì)體傾向，當標志層不明顯時，可利用同一鉆孔連續(xù)三次進尺(或任意三個鉆孔)的數(shù)據(jù)迭進，計算求得地質(zhì)體產(chǎn)狀。通過在兩個相鄰剖面上施工鉆孔，對同一標志層或礦化體，剖面間連線為其走向，在同一剖面上施工第二個小角度鉆孔可確定標志層傾角(圖3),計算公式如下

圖3 剖面法產(chǎn)狀測量示意圖

式中:α 為標志層視傾角;β 為鉆孔傾角;L 為鉆孔距標準層的斜距。

取樣鉆由于工藝的特殊性，所截取的巖心直徑較小，一般在38～40 mm 間，為保證樣品送檢重量要求，應拍照留取標本后全部送檢。

取樣鉆采樣應嚴格按照分層部位取樣，重點采集殘積層及基巖樣品，采樣介質(zhì)一般為基巖的完整樣及分化較強的巖石碎塊及巖屑等。

取樣鉆編錄應嚴格按照《固體礦產(chǎn)勘查原始地質(zhì)編錄規(guī)程》DZ/T0078-2015 中采樣鉆地質(zhì)編錄要求進行，對各分層巖性特征、厚度、巖心采取率詳細描述，巖心采取率應參考鉆探采取率要求凡是取巖（礦）心的鉆孔，巖心采率一般應大于80%。

取樣鉆代替槽探評價地質(zhì)體，見礦部位至關(guān)重要，因此測線首孔及見礦孔應進行實地儀器定測，其余孔位因孔距較小，可根據(jù)實際孔位間距對孔位較近的鉆孔進行空間矯正[5]。

取樣鉆的野外工作應嚴格執(zhí)行三級質(zhì)量檢查制度，燮內(nèi)、野外檢查比例及質(zhì)量應符合相應規(guī)范及設計的要求。

6 結(jié)論及建議

（1） 認為取樣鉆布設應在充分研究被評價的目標物的基礎(chǔ)上，合理的布設鉆孔，對面狀的異常進行剖析或?qū)ΦV化體空間分布規(guī)律不明確的時候，較盲目的施工取樣鉆效果欠佳。

（2） 取樣鉆能夠有效的了解近地表礦化蝕變特征，了解淺部基巖的含礦性，但還不能夠直觀的、系統(tǒng)的評價目標物。因此認為取樣鉆還不能夠完全代替地表槽探工程對礦（化）體揭露燮制。

（3） 以鉆代槽需在明確地質(zhì)目的后，以布置合理的工程間距，利用較少的工作量來完成對地質(zhì)體的揭露查證。

（4） 取樣鉆技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中的應用，可以部分實現(xiàn)以鉆代槽的作用，能夠降低勘查成本，可在前期地質(zhì)調(diào)查、物化探評價等方面廣泛的應用，減少對土壤環(huán)境的破壞。