一种石英脉型钨矿外围的找矿勘查方法

摘要

本发明属于地质矿产勘查技术领域，公开了一种石英脉型钨矿外围的找矿勘查方法。本发明根据石英脉型钨矿的矿脉沿走向和倾向延伸较为稳定的特点，利用地表石英线脉产状估算和推断工业矿脉的位置，从与之最接近的现有开采坑道掘进，追踪深部隐伏工业矿脉。解决了地质勘查找矿周期长，成本高，效率低的问题，同时也保护了地表环境不受破坏。

说明书

技术领域

本发明涉及地质矿产勘查技术领域，具体涉及一种石英脉型钨矿外围的找矿勘查方法。

背景技术

钨的熔点是所有金属元素中最高的，密度和硬度也很高，此外还具有良好的导电性和导热性，较小的膨胀系数等特性，因而被广泛应用到合金、电子、化工等领域。但随着勘查深度的不断增加，不仅勘查成本剧增，而且许多钨矿区的矿脉也趋于尖灭或品位贫化，因此在已知矿区外围进行勘查是矿山找矿增储的一个重要方向。而目前在已知矿区外围开展的找矿勘查方法和思路，一般先部署面积性土壤地球化学、岩石地球化学、重力、磁力、电法、遥感等测量，在发现异常的部位开展探槽和钻孔揭露，进而再进行加密钻孔和坑探验证，这些勘查方法周期长，成本高，效率低，对地表环境也造成了较严重的破坏。

石英脉型钨矿，是一种由花岗岩浆演化产生的含钨热液沿着裂隙充填(交代)而形成的，以含钨石英脉形式产于花岗岩体内外接触带的钨矿床类型。同一矿区的含钨石英脉通常成组成群产出，各脉组通常走向相近，在平面上近于平行延伸，但以花岗岩体的岩凸为界，两侧的脉组通常相向倾斜(亦称为“对倾”)，在横剖面上呈扇状。在垂向上，脉幅变化规律明显，通常由浅至深依次出现线脉、细脉、中脉、大脉和脉根，前人称之为“五层楼”分带，因此地表发现的线脉尽管很细，没有工业价值，却是追踪深部隐伏矿脉的重要找矿标志。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

目前在已知矿区外围找矿勘查采用先部署面积性土壤地球化学、岩石地球化学、重力、磁力、电法、遥感等测量，在发现异常的部位开展探槽和钻孔揭露，进而再进行加密钻孔和坑探验证的勘查方法存在周期长，成本高，效率低的缺点，同时，对地表环境也造成了较严重的破坏。

发明内容

针对现有钨矿勘查方法存在上述技术问题，本发明提出了一种石英脉型钨矿外围的找矿勘查方法。根据石英脉型钨矿的矿脉沿走向和倾向延伸较为稳定的特点，利用地表石英线脉产状估算和推断工业矿脉的位置，通过已有开采坑道追踪深部隐伏矿脉，解决地质勘查找矿周期长，成本高，效率低的问题，同时也保护了地表环境不受破坏。

本发明是这样实现的，一种石英脉型钨矿区外围的找矿勘查方法，包括以下步骤：

步骤一：全面搜集钨矿区及区域地层、构造、岩浆岩和矿产调查报告、资料及已有研究成果，查明区域上石英脉型钨矿矿脉的空间展布规律及勘查区矿脉的空间展布特征。

步骤二：选择基岩露头较多、化探钨异常较发育的路线进行1:5000地质路线调查，调查路线总体与已知矿脉垂直，寻找到地表石英线脉，石英线脉成群产出，密集分布，近于平行，含脉密度一般1～5条/米，单脉厚度一般为0.2～3cm不等，将发现的所有石英线脉位置填到地质图上。

步骤三：详细观察和记录石英线脉地质特征，精确测量产状，并采集石英线脉样品制成光薄片，开展岩矿鉴定、电子探针分析和成矿元素含量测试。

步骤四：筛选出含有黑钨矿、白钨矿等含钨矿物，发育钨元素异常(含量50～2000ppm)，以及脉壁发育较连续白云母边的石英线脉，根据其产状估算和推断隐伏工业矿脉的深部位置。

步骤五：从与之最接近的现有开采坑道掘进，掘进方向与已发现石英线脉走向垂直，进尺100～800m，完成坑探验证。

本发明另一目的在于提供一种石英脉型钨矿区外围的找矿勘查系统，包括：

查询模块，用于面搜集钨矿区及区域地层、构造、岩浆岩和矿产调查报告、资料及已有研究成果，查明区域上石英脉型钨矿矿脉的空间展布规律及勘查区矿脉的空间展布特征；

石英线脉模块，用于选择基岩露头较多、化探钨异常较发育的路线进行1:5000地质路线调查，调查路线总体与已知矿脉垂直，寻找到地表石英线脉，石英线脉成群产出，密集分布，近于平行，含脉密度一般1～5条/米，单脉厚度一般为0.2～3cm不等，将发现的所有石英线脉位置填到地质图上；

光薄片模块，用于详细观察和记录石英线脉地质特征，精确测量产状，并采集石英线脉样品制成光薄片，开展岩矿鉴定、电子探针分析和成矿元素含量测试；

推断位置模块，用于筛选出含有黑钨矿、白钨矿等含钨矿物，发育钨元素异常(含量50～2000ppm)，以及脉壁发育较连续白云母边的石英细脉，根据其产状估算和推断隐伏工业矿脉的深部位置；

坑探验证模块，用于从与之最接近的现有穿脉坑道掘进，掘进方向与已发现石英线脉走向垂直，进尺100～800m，完成坑探验证。

本发明另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行任意一项上述改进非结构性路面下的路面峰值附着系数估计方法的步骤。

本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行任意一项上述改进一种石英脉型钨矿区外围的找矿勘查方法的步骤。

本发明另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现上述改进一种石英脉型钨矿区外围的找矿勘查系统。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

石英脉型钨矿的脉组在走向相近，在平面上近于平行延伸，连续性较好，在浅表常以石英线脉出露，本发明选择与已知矿脉垂直、基岩露头较多的野外路线进行1:5000地质路线调查，保证了发现石英线脉的较高成功率，根据“五层楼”成矿模式，石英线脉向深部常依次转变为细脉、中脉、大脉、脉根等具有工业利用价值的矿体，而传统方法中发现的土壤和水系沉积物化探异常往往是经过剥蚀和搬运后产生的，与原生矿体具有一定距离。因此，本方法中发现的石英线脉是更为直接、可靠的找矿标志。

在详细观察已发现的线脉基础上，采集样品进行岩矿鉴定、电子探针分析和W等成矿元素含量测试，与传统的面积性化探采样和测试相比，简单易行，针对性强，且大大减小采样和化验工作量，降低了成本。

现有勘查方法中一般是根据化探异常判断石英线脉是否具有找矿意义，但当线脉中仅含有少量的含钨矿物或脉壁发育白云母边时可能不会出现化探异常，而众多研究和实践表明，这仅有的少量含钨矿物和白云母边恰恰是深部形成工业矿脉的重要标志，因此本方法筛选含有黑钨矿、白钨矿等含钨矿物，发育钨元素异常(含量50～2000ppm)以及脉壁发育较连续白云母边的石英线脉，最大限度避免了重要找矿信息的遗漏。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

本发明根据石英脉型钨矿的矿脉沿走向和倾向延伸较为稳定的特点，利用产状估算和推断工业矿脉的位置，从与之最接近的现有开采坑道掘进，完成坑探验证。此改进点带来的优点有多个，一是与地表槽探和钻探相比，坑探所揭露的地质现象更为直接、丰富，提供更为可靠的验证结论，二是避免了因地表槽探、钻探产生的时间、经费、人力等资源消耗，三是由于坑探是从矿山现有的开采坑道开始掘进的，通风、水电、安防等设施可以就地取材，这一定程度上降低了坑探的成本，四是倘若坑道验证了隐伏工业矿脉的存在，掘进的坑道可作为后期采矿的运输巷道，五是尽可能降低了对地表植被和环境的破坏程度。

第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：

坑道揭露的矿脉，其地质特征、赋存规律(形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件)、矿体连续性等因素已基本探明，可信度高，因而可以直接估算开采储量。按一个矿区内坑道揭露钨矿石英脉仅有1条，走向长度300m，纵向长度100m，真厚度0.5m，矿石密度2.6t/m

(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：

在矿产勘查领域，以往仅将地表的石英线脉作为找矿标志，为下一步探槽或钻孔部署提供依据，利用地表石英线脉直接指导坑道开采的案例未曾见报道。本发明通过对地表石英线脉开展详细的地质特征观察、岩矿鉴定、电子探针分析和成矿元素测试，确定其找矿意义，为坑道开采提供可靠依据，直接指导坑道设计和实施。

(3)本发明的技术方案解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：

由于矿产普查、详查、勘探等勘查工作耗时长，程序繁琐，矿山企业及采矿人员一直渴望利用矿山现有的开采坑道进行探矿，而不经历普查、详查、勘探等步骤，但利用矿山现有的开采坑道往哪个方向探矿，哪些部位可能有矿，这是矿山企业及采矿人员面临的难题，本发明通过寻找地表的石英线脉，确定石英线脉的成矿指示意义，利用石英线脉的产状推断矿区深部可能有矿的方向或部位，解决了矿山企业及采矿人员的直接探矿难题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的依据石英线脉产状追踪隐伏矿脉示意图；

图2是本发明实施例提供的石英脉型钨矿外围的找矿勘查方法流程图；

图3是本发明实施例提供的石英脉型钨矿外围的找矿勘查系统模块图；

图4是本发明实施例提供的华南石英脉型钨矿床的矿脉展布规律示意图；

图5是本发明实施例提供的江西盘古山钨矿区踏勘发现的G1、G2两组石英线脉示意图；

图6是本发明实施例提供的野外踏勘过程中发现的石英线脉示意图；

图7是本发明实施例提供的石英线脉中的白云母示意图；

图8是本发明实施例提供的石英线脉中的黑钨矿示意图；

图9是本发明实施例提供的矿区335中段12号勘探线穿脉的坑道验证方案示意图；

图10是本发明实施例提供的坑探工程揭露的白钨矿矿化石英脉示意图；

图11是本发明实施例提供的坑探工程揭露的黑钨矿矿化石英脉示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1所示，本发明实施例提供一种石英脉型钨矿外围的找矿勘查方法，通过地表石英线脉追踪深部隐伏矿脉。假设石英线脉在A点出露，标高为h,产状为α∠β，其中α为倾向，β为倾角，若选择现有的H中段(标高为H)的坑道掘进，掘进方向与石英线脉走向近于垂直，则坑道将可能在位置B点揭露隐伏矿脉，B点位于A点往α方向水平距离l处，l＝(h－H)/tanβ(图1)。

本发明目前已在江西盘古山钨床实施，如图2、图3所示，具体步骤如下：

步骤一：搜集华南各个石英脉型钨矿床的矿产勘查报告、地质平面图、勘探线剖面图和已有研究成果，进行详细对比研究后总结了石英脉型钨矿中矿脉的空间展布规律：矿脉通常产于花岗岩体外接触带的碎屑岩地层中，并延伸至花岗岩体内部。同一矿区的含钨矿脉通常成组成群产出，各脉组通常走向相近，在平面上近于平行延伸，但以花岗岩体的岩凸为界，两侧的脉组通常相向倾斜(亦称为“对倾”)，在横剖面上呈扇状。在垂向上，脉幅变化规律明显，通常由浅至深依次出现线脉、细脉、中脉、大脉和脉根，前人称之为“五层楼”分带(图4)，因此地表发现的线脉尽管很细，没有工业价值，却是追踪深部隐伏矿脉的重要找矿标志。脉组在走向上和倾向上连续性较好，延伸长度100～1000m不等，部分矿区甚至超过1000m。江西盘古山钨矿是华南地区典型的石英脉型钨矿，矿区地层为震旦系浅变质砂岩和泥盆系长石石英砂岩，深部有花岗岩体发育，侵入标高约－115m，与震旦系呈侵入接触关系。矿区已揭露北组、中组、南组矿脉，均倾向南，南组倾角80～85°，中组倾角60～75°，北组倾角45°～50°(图5)。

步骤二：通过百度地图可见盘古石矿区的12号勘探线附近修建了一条近南北向(与已知矿脉垂直)的公路，公路切坡的基岩出露较为清晰，因而选择了沿此公路由北至南进行1:5000地质路线调查，调查路线总体与已知矿脉垂直，重点目标是寻找石英线脉。通过调查，在已知南组矿脉以南约300m处发现了第一组石英线脉(G1)，约600m处发现了第二组石英线脉(G2)(图5)。

步骤三：对两组石英线脉进行详细观察和测量，发现第一组石英线脉共10条，总体产状13°∠80°，第二组石英线脉共165条，总体产状20°∠70°，含脉密度一般0～10条/m，单脉厚度一般为0.2～2.5cm(图6)。对石英细脉进行系统采样并制成光薄片，开展了岩矿鉴定、电子探针和W含量测试，

步骤四：确认了石英细脉中含有黑钨矿、辉钼矿、白云母等矿物(图7、图8)，W元素含量为1～1412ppm，平均含量159ppm，比围岩W元素含量高出26倍之多，可见两组石英线脉可能属于深部工业矿脉的顶部，具有重要的深部成矿指示意义，值得开展工程验证。中国工程院陈毓川院士等矿床地质专家现场考查后对其重要找矿意义给予了肯定，这一成果2019年被《中国矿业报》头版头条报道(方贵聪.2019.85岁院士为百年钨矿雪中送炭.中国矿业报,2019/01/05,B01)

步骤五：根据石英线脉产状及在地表出露的标高，推断深部工业矿脉的位置。结合矿区现有采矿工程现状，发现335中段12号勘探线的开采坑道与推断的深部工业矿脉最接近，沿此穿脉以195°方位掘进坑道650m可打穿推断的深部矿脉(图9)。经过多轮论证，最终确定了该坑探方案，设计坑道规格为2.4×2.2m(高×宽)，水沟摆在西边，水沟规格：0.3×0.35m(深×宽)，每隔3-5m打一组“三线眼”；为确保掘进通风，每掘进70米时，在平巷西(东)边掘二个规格为2×2×2.4m(长×宽×高)接力送(抽)风机密闭硐室；为确保出矿错车，每掘进100米时向西(或东)边掘一个调车场，规格15×2.2×2.4m(长×宽×高)。

坑探工程于2021年1月实施，同年12月结束，总进尺658.2m。坑道探矿工程共揭露矿化石英脉150余条，单脉厚度0.5～30cm不等，富含黑钨矿、白钨矿(图10、图11)，矿化石英脉发育部位与推断位置基本吻合，达到了预期的验证效果。这一成果2021年被《中国矿业报》报道(李平.2021.江西盘古山钨矿找矿取得重要成果,中国矿业报,2021/08/05,B03)。

本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。

(1)贯彻了国家的绿色发展理念，顺应了绿色勘查要求。近些年来，如何解决生态保护和矿产勘查之间的矛盾，如何兼顾“金山银山”和“绿水青山”的共生共赢，成为勘查工作绕不开、躲不过的现实问题。过去传统粗放的地质勘探方式，剥土、探坑、槽探、浅井等山地工程通常采用大面积剥离，破坏环境、林业、水土。本发明尽可能地避免了剥土、探坑、槽探、浅井等山地工程的使用，利用显微鉴定、电子探针分析、成矿元素测试等先进手段确认地表石英细脉找矿意义后，勘查工作直接转入地下坑道施工，实现了绿色勘查。

(2)节省了勘查时间。如按传统方法进行勘查，首先开展面积性化探或物探测量，在相应范围圈出致矿异常，接着向土地管理部门办理征地手续，开展探槽或钻孔揭露，进行探槽和钻孔编录，最后进行坑道施工，在坑道施工之前一般就耗时2～3年，经费约300万元。而本发明利用地质路线调查寻找石英线脉，再进行显微鉴定、电子探针分析和成矿元素测试这部分工作半年即可完成，确认石英线脉的找矿意义后即可开展坑道施工。对于一些资源短缺、即将闭坑的矿山企业而言，尽可能缩短勘查时间、提高找矿效率至关重要。

(3)揭露的矿化信息更为直观、可靠。传统的钻孔施工，由于钻具口径一般小于20cm，获取的岩心观察到的地质现象非常有限，而且石英脉型钨矿的矿脉通常具有尖灭再现的特征，钻孔极可能打在尖灭处而获取不到矿脉信息。而本发明中采用坑道施工，坑道横截面面积一般2.4×2.2＝5.28m

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。