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矿床勘查类型划分依据
在划分勘查类型和确定工程间距时,遵循以最少的投入获得最大效益,从实际出发,突出重点抓主要矛盾,以主矿体为主的原则。依据矿体规模、主要矿体形态及内部结构、矿床构造影响程度、主矿体厚度稳定程度和有用组分分布均匀程度等五个主要地质因素来确定。以往的划分依据也基本如此,分别采用变化系数 ( 厚度、品位) 、含矿系数等数量指标作参考。为了量化这些因素的影响大小,例如在铜、铅、锌、银、镍、钼矿床勘查的新规范中,提出了类型系数的概念。即对每个因素都赋予一定的值,用每个矿床相对应的五个地质因素类型系数之和就可以确定勘查类型。 在影响勘查类型的五个因素中,主矿体的规模大小比较重要,所赋予的类型系数要大些,约占 30% ; 构造对矿体形状有影响,与矿体规模间有联系,所赋予的值要小些,约占 10% ; 其他三个因素各占 20% 。 1. 按矿体规模划分 按矿体规模划分为大、中、小三类,具体划分如表 5-1 所列。 表 5-1 矿体规模 续表 注: 小型矿体: 长度 <150m 赋值0. 1,150 ~200m 赋值0. 2, >200m 赋值0. 3; 中型矿体: 300 ~500m 赋值0. 3 ~0. 4,500 ~ 700m 赋值 0. 5, > 700m 赋值 0. 6。 2. 按矿体形态复杂程度划分 ( 三种类型赋值) 1) 简单: 类型系数 0. 6。矿体形态为层状、似层状、大透镜体、大脉状、长柱状及筒状。内部无夹石或夹石很少,基本无分枝复合或分枝复合有规律。 2) 较简单: 复杂程度为中等,类型系数 0. 4。矿体形态为似层状、透镜体、脉状、柱状。内部有夹石,有分枝复合。 3) 复杂: 类型系数 0. 2。矿体形态主要为不规则的脉状、复脉状、小透镜状、扁豆状、囊状、鞍状、钩状、小圆柱状。内部夹石多,分枝复合多且无规律。 3. 按构造影响程度划分 ( 三种类型赋值) 1) 小: 类型系数 0. 3。矿体基本无断层破坏或岩脉穿插,构造对矿体形状影响很小。 2) 中: 类型系数 0. 2。有断层破坏或岩脉穿插,构造对矿体形状影响明显。 3) 大: 类型系数 0. 1。有多条断层破坏或岩脉穿插,对矿体错动距离大,严重影响矿体形态。 4. 按矿体厚度稳定程度划分 ( 按变化系数范围赋值) 矿体厚度稳定大致分为稳定、较稳定和不稳定三种。各矿种不同稳定程度的厚度变化系数及各类型系数如表 5-2 所列。 厚度变化系数: 固体矿产勘查技术 式中:Vm为厚度变化系数;σm为厚度均方差; 为矿体厚度算术平均值;Mi为矿体某观测点的厚度;n为参加计算厚度的观测点数。 表 5-2 矿体厚度稳定程度 5. 按有用组分分布均匀程度划分 ( 按变化系数范围赋值) 根据主元素品位变化系数分为均匀、较均匀、不均匀三种。其各矿种有用组分均匀程度具体划分及相应的类型系数值如表 5-3 所列。 品位变化系数: 固体矿产勘查技术 式中:Vc为品位变化系数;σc为品位均方差; 为矿体品位算术平均值;Ci为矿体某观测点的品位;n为参加计算品位的观测点数。 表 5-3 有用组分分布均匀程度 续表 6.矿化连续程度 矿化连续程度是指有用组分分布的连续程度。一般情况下,矿化连续的矿体比矿化不连续的矿体更易于勘探。矿化的连续程度可用含矿率(Kp)表示。 固体矿产勘查技术 式中:l、s、v分别为矿体中可采部分的长度、面积、体积;L、S、V分别为矿体的总长度、总面积、总体积。 根据矿体连续程度可将矿划分为以下几种: 连续矿化Kp=1;微间断矿化Kp=1~0.7;间断矿化Kp=0.7~0.4;不连续矿化Kp=0.4。
矿床勘查类型的划分
6.1.1 确定矿床勘查类型的主要因素 矿床勘查类型根据矿体的规模、形态变化程度、厚度稳定程度、矿体受构造和脉岩影响程度和主要有用组分分布均匀程度等因素来划分,实践中以不同矿段中主矿体为主确定勘查类型。矿床勘查类型应随勘查进程和地质认识的不断深化而适时调整。附录C给出了这些主要因素的参考数据或描述性特征。 6.1.2 依据上述五种因素和我国岩金矿地质勘查实践,将我国岩金矿床划分为三个勘查类型,作为参照标准,供类比时使用。 1)第Ⅰ勘查类型(简单型)。矿体规模大,形态简单,厚度稳定,构造、脉岩影响程度小,主要有用组分分布均匀的层状—似层状、板状—似板状的大脉体、大透镜体、大矿柱。属于该类型的矿床有山东焦家金矿床1号矿体、山东新城金矿床。 2)第Ⅱ勘查类型(中等型)。矿体规模中等,产状变化中等,厚度较稳定,构造、脉岩影响程度中等,破坏不大,主要有用组分分布较均匀的脉体、透镜体、矿柱、矿囊。属于该类型的矿床有河北金厂峪金矿床Ⅱ-5号脉体群、河南文峪金矿床。 3)第Ⅲ勘查类型(复杂型)。矿体规模小,形态复杂,厚度不稳定,构造、脉岩影响大,主要有用组分分布不均匀的脉状体、小脉状体、小矿柱、小矿囊。属于该类型的矿床有河北金厂峪金矿床Ⅱ-2号脉、山东九曲金矿床4号脉、广西古袍金矿床志隆1号脉等。
生产勘探工程的间距
生产勘探工程间距的正确制定,是既保证质量又经济地进行生产勘探的关键。虽然在地质勘查时期已进行了勘查工程间距的分析研究,但由于勘查程度较低和缺乏开采资料作为对比,故其研究程度往往不足。因此,在矿山地质工作时期,有必要也有条件对勘查工程的合理间距作进一步研究,以鉴定过去地质勘查资料的可靠性,并找出符合本矿床特点的生产勘查工程间距。 ( 一) 生产勘探工程间距选择的影响因素 生产勘探工程间距的选择不仅要考虑矿床的地质特点,而且还要充分考虑矿山的开采特点和探矿费用。 1) 在生产勘探中,选择工程间距所要考虑的地质因素有: ①矿体规模的大小; ②矿体的形状及厚度在走向及倾向上变化的复杂程度; ③矿体的产状在走向及倾向上变化的复杂程度; ④矿体内矿石品位在走向及倾向上变化的复杂程度; ⑤矿体内不同矿石类型、品级以及夹石等分布的复杂程度; ⑥矿体内受地质构造变形、破坏的复杂程度等。 2) 在生产勘探中,选择工程间距所要考虑的开采因素有: ①矿床的开采方式及开拓系统; ②矿床的采矿方法以及对矿石损失、贫化的要求; ③各种开采工程的具体布置及间距等。 3) 生产勘探网密度加密将增加探矿费用,却可减少采矿设计的经济风险。当两者综合经济效果处于最佳状态时的网密度应为最优工程网密度。此外,生产勘探网密度与矿产本身经济价值大小亦有一定关系,价值高的矿产与价值低的矿产比较,勘探网密度可以较高。 一般情况下,地质因素是基本因素,开采因素亦取决于地质因素,但开采因素常常也决定了地质因素中哪些因素为主要考虑因素。 在考虑以上各种因素时,应具体分析,抓住主要因素来分析生产勘探工程的合理间距。例如,在某沉积铁矿床,分布面积可延展数千米,显然此时控制矿体边界成为次要问题; 在此情况下,如果地质构造对矿层破坏严重,对开采影响很大,则地质构造将成为选择最合理工程间距的主要考虑因素; 如果地质构造简单,而品位或厚度变化复杂,则品位或厚度的变化成为主要考虑因素。 ( 二) 生产勘探工程间距的确定方法 在矿山开采初期,当还没有大量实际开采资料可作为对比资料时,生产勘探工程间距的确定往往还是应用地质勘探时期所常用的稀空法。但是,生产勘探中最常用的工程间距的确定方法还是探采对比法,即利用开采所取得的某地段实际地质资料,与该地段不同工程间距所取得的地质资料进行对比,以确定合理的工程间距。探采对比法应以最终开采资料为对比的标准和基数,但是某些采矿方法的回采过程不易获得系统而精确的地质资料,此时可采用生产勘探和所有开拓、采准、切割以及深孔取样等工程所获得的地质料作为对比基础资料,实际上这种对比法也可以算是介于稀空法和探采对比法之间的一种对比方法。 无论是稀空法还是探采对比法,都不仅仅是对矿产储量的误差进行对比,还应该对矿体的形状、产状、空间位置、地质构造及矿石质量等一系列地质因素进行全面对比与综合衡量。尤其是在生产矿山,这些因素中的某些因素的误差,可能比矿产储量误差对矿山开采设计及生产有更大的影响。 在上述因素的误差对比中,多数可以通过一定的误差允许范围来衡量,但也有某些因素的对比只能定性,而无具体的误差允许范围。
如何确定勘探工程间距和矿床勘探类型
合理的工程间距是勘探工程数量多少和所探求储量精度的决定因素。中国现行的矿产储量分级划分出能利用储量(平衡表内储量)和暂不能利用储量(平衡表外储量)两类,并按工程对矿体和地质构造的勘探控制程度、矿石质量等的研究程度,将储量分为A、B、C、D四级,A级由矿山生产部门求得作为开采依据,一般情况下地质勘探阶段只探求B、C、D级储量作为矿山建设设计依据。对于探求某一级别储量所采用的勘探工程间距是按矿床所属勘探类型确定的。而矿床勘探类型则是总结以往各类矿产勘探经验,按矿床地质复杂程度和勘探难易程度划分的。划分矿床勘探类型的依据是矿体规模的大小、形态结构的复杂性、厚度稳定性和主要组分分布的均匀程度以及地质构造的破坏或影响的复杂程度等。根据上述因素将每类矿产分为若干勘探类型,对每种类型求取某种级别储量时的工程间距做了具体规定,供矿床勘探时参照使用。这项规定也是矿产储量委员会验收勘探地质报告时衡量对矿体(床)勘探控制程度的要求和依据。20世纪70年代后期中国对十多种矿种进行了开采结果与勘探成果的对比,总结了过去勘探工作的经验教训,修订和编制了相应的矿种地质勘探规范,作为目前划分勘探类型和确定合理工程间距的参照依据。
海底石油的石油勘探
石油勘探,就是考证地质历史,研究地质规律,寻找石油天然气田。主要要经过四大步骤,即:确定古代的湖泊和海洋(古盆地)的范围;然后从中查出可能生成石油的深凹陷来;第三步是在可能生油的凹陷周围寻找有利于油气聚集的地质圈闭;最后对评价最好的圈闭进行钻探,查证是否有石油或天然气,并搞清它有多少储量。下面对这四个步骤的工作内容作一介绍。(具体的石油勘探技术方法后面有专题论述) 前面已经讲到了,石油是在古代的湖泊或海洋的沉积物中生成的,油田也是在这里形成的。因此,确定古湖古海(即古盆地)所在及其范围当属是首要的。确定古湖古海的地质依据,主要是研究岩石和化石(古代保存在地层中的生物遗体或印模、痕迹等)。通过地质家们的研究,地球上的岩石种类极多,但最基本的可以分为三大类,一是火成岩(亦叫岩浆岩),它是由地球深部的岩浆喷发到浅处或地面后,凝固而成的。电视中曾多次报导过现代火山喷发的壮观场面,因此对这种岩石的来源与形成是好理解的。二是沉积岩,前面在油气形成问题时,已谈到了它的来源与形成过程了,它就是确定古湖古海最主要的物质依据。也就是说,哪里有沉积岩,哪里就是古代湖泊或海洋,这是毫无疑问的。三是变质岩,这主要是各种岩石(包括火成岩、沉积岩),在地壳的变迁过程中因经受高温高压而改变了原来的性质变成了既坚硬又致密的另一类岩石。古湖泊和古海洋又怎样区别呢?这主要是通过化石来确定和区分的。因为湖泊与海洋的生物特征是大不一样的。另外,即使同样的沉积岩,湖泊和海洋岩石的物理化学性质也是不一样的。简单地说,是以当时水的咸淡来分的,淡水为湖,咸水为海……。古湖古海的保存状况对找油找气的影响十分重要,在后来的地质变迁中,或遭受过风化剥蚀,造成残缺不全;或遭到火成岩的侵入破坏;或经过严重的变质过程等等,这些情况也都要通过对岩石性质和地层保存的完整程度等方面考证其发育过程。 寻找地质圈闭是寻找油田的中心环节。任何一个找油部门对这一工作都是十分重视的。地质圈闭有大有小,有深有浅,形态各异。例如大庆油田的大庆长垣,其圈闭面积达千余平方公里,是迄今为止我国找到的最大储油圈闭。当然也有小到不足一个平方公里的,有的单独的含油圈闭只有一口油井。地质圈闭有的可以部分地露出地面,甚至一座高山即为一个完整的地质圈闭;有的埋藏很深,地表完全看不出来。我国有能力探测到的圈闭埋深,大约在五、六千米深左右,在这个深度以内,用人工地震的方法可以查得比较准确,钻井也能够得着。寻找圈闭自然也是一个由浅入深、由大到小的过程,对于深而小的圈闭,找到它当然是很困难的,它要求的技术精度、难度要比一般情况下高的多。找到地质圈闭以后,还要对圈闭进行是否具备储油条件的研究和评价工作。一般来说,在靠近生油凹陷的地质圈闭,有利于油气运移进去,成为有希望的油田,而对其他地方的圈闭,评价就要低一些。再则各个圈闭本身的保存是否完整,可储藏油量的大小等情况也需要进行研究和评价。 对所找到的地质圈闭,里面是否储藏着石油或天然气,在没有对它进行钻井验证之前,一般是很难给以定论的。因此,对地质圈闭进行钻探,这是寻找油田的最后一个步骤,也是极其重要、极其关键的一个步骤。其重要性及关键性在于,这个步骤中所采取的一切技术和手段,它都关系到一个油田能否顺利诞生以及它的实际命运问题。在油田发现史上有不少这样的情况:一个圈闭本来是充满了石油的,但因钻探技术及方法不当,而没有发现其中的油气,直到若干年后,人们再次认识,再次钻探时才证实是个油田;还有的在首次钻探中就发现了油层,但其中油气就是出不来或油气产量很低、结果评价为没有工业开采价值而弃置一旁,可是以后的重新钻探或经过一定的技术措施,又喷出了高产油气流。可见,钻探是发现油气田至关重要的一步,它与前面的工作关系,如同十月怀胎与一朝分娩那样,所以必须十分认真对待。在盆地内或一个圈闭上第一口或第一批探井应该打在什么位置,这是要综合考虑多种资料以后才能确定的。其实,第一口井就找出油田来的可能性是比较小的,如新疆克拉玛依因为旁边有黑油山可以看得见,它就是第一号探井生油的。至于我国东部在覆盖区找油田,就不那么容易了,大庆油田的第一口出油井是松基3井,说明在此以前至少已有了两口空井;胜利油田的第一口出油探井是华8井,说明在此之前曾经至少打了7口干井;大港油田是在打了近20口探井以后才发现的;任丘油田的第一口出油井是任4井,在它以前,曾经有5口以上的井落了空。当然,确定探井井位也不是无章可循、完全盲目的,简单而言,以找油为目的的探井(另有以探明地层为目的的井称之为基准井或参数井)总是尽可能定在圈闭的最高位置,其理由就是油和气总是浮在水的上面。这里的所谓高是指含油层的“高”。地质结构十分复杂,因而“高”也不是绝对的高,形象地比喻:如果要钻探的圈闭象个反扣着的碗或盆,第一口探井就定在拱起的碗或盆底上;如果这个圈闭象一条竖放着的大鱼,第一口井位就定在其脊背的高处;如果圈闭象一块倾斜的板(克拉玛依),探井就定在它的上方。也有极少的例外,比如一般人的头发都在头顶上最密,但秃顶者却在头部的周围才有头发,如果一定要在头顶去剪发,只会徒劳无益,新疆准噶尔盆地就有这样的实例,五十年代在其最高处打成了一口探井,一无所获,到了八十年代又在四周较低处打井,却出了油,用“秃顶”周围的头发来比喻,确有相似之处。也有确实在“盆底”找到油的,犹如炒菜的锅里放点油,它不可能停在锅沿上,这是因为这里的地层里几乎没有水,石油不占密度差的优势浮起来,只好“沉底”了,这种实例很少,所以“高处找油”仍然是首先应当遵循的准则。当一个地质圈闭经钻探后,有一口井获得了有工业开采价值的油气流,这就算是找到了一个油田。但是,还必须进一步把这个油田的具体范围和出油能力搞清楚。因此,在钻探过程中发现油气之后,就应立即查清油层的层数、深度、厚度,并要搞清油层的岩性和其他物理性质,还要对油层进行油气生产能力的测试和原油性质的分析。然后再进行扩大钻探,进一步探明圈闭含油气情况,算出地下的油气储藏量有多少。这样,对单独个油田来说,它的初步勘探工作就算结束了。最后这里还需加以说明的是,在实际寻找油田的工作中,这个步骤不可能绝然分开进行,而总是相互联系、交错进行的。找有利生油凹陷的过程中,往往也同时就找到了地质圈闭;在找地质圈闭过程中,也会发现新的沉积地层或新的生油凹陷;在钻探圈闭时,也会发现新的生油层和储集层,以致给人们增加许多新的认识。总的来说,寻找油田的过程,一方面是人们对地下情况不断积累资料、深化认识的过程,一方面又是找油技术不断进步的过程。
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