矿产勘查理论与方法
矿产勘查理论与方法
课程沿革长期以来，“矿产勘查理论与方法”及其前身“找矿勘探地质学”“成矿规律和成矿预测学”“矿产勘查与评价”一直是全国矿产勘查专业的主干专业课程，也是我校的传统、优势课程之一，是资源勘查工程（我校国家级重点学科"矿产普查与勘探"的主体）专业的核心专业课程，该课程在我校已开设了50多年。
课程沿革图解不同时期课程名称使用教材主讲教师上世纪50年代找矿勘探地质学找矿勘探地质学李文达、李斤亨、卢作祥、任建新、王魁元60-70年代找矿勘探地质学找矿勘探地质学赵鹏大、石准立、李斤亨、卢作祥、范永香、冉宋培重砂找矿重砂找矿手册张武雪80-90年代成矿规律与成矿预测学成矿规律与成矿预测卢作祥、范永春、刘辅臣、张均、王燕、曹新志矿床勘查与评价矿床勘查与评价石准立、冉宋培、王魁元、王槐春、王定域、池顺都、志德、张可清矿床统计预测矿床统计预测赵鹏大、胡旺亮、李紫金、邹海卿、魏民矿产勘查中的技术经济评价矿产资源经济学李斤亨、扬昌明、杜国银重砂物分析重砂物分析张武雪、潘玉华、刘明霞、魏俊浩21世纪以来矿产勘查理论与方法矿产勘查理论与方法曹新志、张均、魏俊浩、李建威、张晓军矿床统计预测矿床统计预测李建威、张可清资源经济学资源经济学张均、张可清综合勘查技术矿产综合勘查技术魏俊浩《矿产普查与勘探》学科是形成于上世纪四十年代的一门新兴独立学科。
上世纪四十年代初期创建于原苏联，而欧美等西方国家本学科则属于矿山地质或经济地质学中。
我国于上世纪五十年代初期从原苏联引进本学科，并于五十年代中期在我国新建的各地质院校正式成立找矿勘探教研室，同时开出了找矿勘探地质学课程，仅我校自1952年以来已培养了数千名矿产普查勘探专业本科生，1960年开始培养硕士生，1986年开始培养博士生。
赵鹏大、李万亨、石准立、卢作祥、范永香、王魁元、任建新、熊鹏飞、冉宗培、刘辅臣等一大批著名专家学者曾主讲该课程。
本专业曾先后培养出欧阳志远、汤中立等中国科学院，中国工程院院士。
矿产勘查理论与方法
矿产勘查理论与方法矿产勘查是指对矿产资源进行系统、综合的调查和探测，以确定矿床的各种性质和质量，进而制定出最优化的采矿方案。
矿产勘查是保障资源保障国家能源安全的重要环节。
矿产勘查通常分为矿床调查、地质勘查和地球物理勘查等环节。
矿产勘查理论中的核心是“矿床学原理”，矿床学是研究矿床的成因、空间位置、构造特征、资源量及品质、物质成分和分布规律等方面的学科。
矿床学适用于地质学、地球物理学、化学、统计数学、计算机技术等多学科领域，其对于矿产勘查是至关重要的。
矿产勘查方法包括地质勘查、地球物理勘查和地球化学勘查等。
其中，地质勘查是最基础和最重要的方法之一，包括野外地质调查、地质钻探、工程地质、浅层地震、遥感、远程探测和地质模拟等。
其中，野外地质调查是重中之重，是矿床勘查和资源评价的基础，通过对地形地貌进行观测，对地质构造进行分析，对岩石、矿物及其变质变化等进行研究，最终找寻矿产资源的潜在位置。
地球物理勘查是以地球物理学理论和方法为基础，在地球物理探测的过程中发现和解释地面或地下物质成分和分布规律的活动。
地球物理勘查的主要方法包括地形地貌勘查、重力勘查、电磁和磁法勘查、地震勘查、辐射勘查等。
其中，电磁和磁法勘查是比较流行的一种方法，在矿床勘查中适用面广，因其非侵入性和灵敏度高的特点，可在地面上进行，采用了复杂的物理方法和工具，通过检测“电磁噪声”和“磁场强度”的变化来判定地下是否含有矿产。
地球化学勘查以地球化学分析为基础，通过在地面或井孔中进行分析，获取矿产元素、化学和同位素等信息，进而揭示矿床地质特征、成矿环境和矿床分类等。
地球化学勘查常用的方法有岩石和土壤全量分析法、土壤浸取法、岩石与矿物分析法、稳定同位素分析法，等等。
其中，稳定同位素分析法的应用范围较广，不但适用于岩石核心金属矿的勘查，也适用于铀矿，稀土矿等。
该方法的关键是通过稳定同位素的比值来获得关于地质环境和化学过程的信息，与矿产勘查的其他方法相比，其样品处理简单，结果分析也较为方便。
矿产勘查理论与方法
电法勘探法
电法勘探法是利用岩石的电学性质差异进行矿产勘查 的方法。
通过测量不同地点的电场强度和分布规律，结合地质 资料和其他物探方法，可以推断地下岩层的电性特征
和分布情况，进而发现导电性矿体。
电法勘探法在寻找铜矿、铅锌矿、金矿等导电性矿产 方面具有广泛应用。
地震勘探法
01
地震勘探法是利用地震波在地壳中传播的规律进行矿产勘查的方法。
重力勘探法在寻找金属矿、石油和天然气等资 源方面具有重要作用。
磁力勘探法
磁力勘探法是利用地磁场的变化规律 进行矿产勘查的方法。
磁力勘探法在寻找铁矿、钛矿、镍矿 等磁性矿产方面具有广泛应用。
通过测量不同地点的磁场强度和方向， 结合地质资料和其他物探方法，可以 推断地下岩层的磁性特征和分布情况， 进而发现磁性矿体。
遥感技术可以用于寻找矿产资源、评估矿 产分布、监测矿山环境等。
遥感技术的优势
遥感技术的局限性
遥感技术具有覆盖范围广、信息量大、更 新速度快等优势，能够提供全面的地表信 息。
遥感技术对于深部矿产的探测效果有限， 且受地形、气候等因素影响较大。
地球化学勘探技术
地球化学勘探技术概述
地球化学勘探技术是通过分析地球表面和浅层地壳中的化学元素分布、 丰度、迁移等特征，寻找矿产资源的方法。
地球化学填图方法
通过系统采集和分析地球化学样品， 以发现和圈定具有工业价值的矿床。
03 矿产勘查方法
地质测量法
地质测量法是矿产勘查中最基本的方法之一，通过系统的地质调查和测 量，了解矿床的地质特征、分布范围和成矿条件，为后续的勘探工作提 供基础资料。
地质测量法包括区域地质测量和矿区地质测量，前者是对整个区域内的 地质构造、地层、岩浆岩等进行系统调查，后者则是在已知矿床周围进 行详细的地质调查和测量。
矿产勘查理论与方法
矿产勘查理论与方法概述矿产勘查是指通过勘探和调查，获取和分析矿产资源的地质、地球物理、地球化学和矿产资源勘查工程等信息，以确定矿产资源的类型、数量、品质、储量和分布等情况的活动。
矿产勘查理论与方法是指在进行矿产勘查工作时所使用的理论基础和勘查方法。
理论基础矿产勘查的理论基础包括地质学、地球物理学、地球化学等学科的相关理论。
以下是其中的一些重要理论：地质学为矿产勘查提供了重要的理论基础。
地质学研究地球的内部结构、岩石的组成和性质、地壳运动和构造等，这些知识对于理解矿产资源的形成和储存条件至关重要。
地球物理学地球物理学研究地球的物理性质和相应的物理现象，包括地震学、重力学、磁学和电学等。
通过地球物理勘探方法，可以获取地下的物理信息，比如地壳的密度、地下岩层的结构和形态等，从而为矿产勘查提供重要的依据。
地球化学地球化学研究地球物质的组成、性质和变化规律。
地球化学勘查通过收集地球表层的地球化学信息，如岩石、土壤和水样品的化学成分和元素含量，可以判断矿床的成因类型和矿物的分布情况。
矿产勘查的方法多种多样，每种方法都有其适用的勘查对象和目的。
以下是常用的矿产勘查方法：地表勘查地表勘查是最常见的矿产勘查方法。
通过实地勘查和采样分析，可以获取地表的地质、地球物理和地球化学信息，如岩石的类型、构造特征、矿物组成、矿化程度等。
地表勘查可以通过地质测量、地球物理探测和地球化学采样等手段进行。
岩芯勘查岩芯勘查是指对地下岩石进行取样分析的方法。
通过钻探孔获取岩芯，然后对岩芯进行室内试验和分析，可以获取详细的地质和地球化学信息。
岩芯勘查可以直接观察和测试地层的特征，可以得到连续的地质信息。
地球物理勘探地球物理勘探是通过测量和分析地球的物理场来获取地下信息的方法。
包括地震勘探、重力勘探、磁法勘探和电法勘探等。
地球物理勘探方法可以探测地下的岩石类型、构造特征、矿床分布等信息。
地球化学勘查地球化学勘查是通过地球化学分析和采样，获取地表和地下的地球化学信息的方法。
矿产勘查理论与方法
一、概念题1、矿产工业指标：是指现行的技术经济条件下，工业部门对矿石原料质量和矿床开采条件提出的要求，即衡量矿体是否具有开采利用价值的综合标准。
( 4 )2、矿化信息：从地质信息中提取出来的，能够指示、识别矿产存在或可能存在的事实性信息和推测性信息的总和。
( 3 )3、科学找矿：以现代成矿理论作指导，以地质基础并采用各种先进的科学技术方法的矿产普查工作。
( 3 )4、勘探线：垂直于矿体总体走向的铅垂勘查剖面与地表的交线。
( 3 )5、找矿标志：能够直接或间接地指示矿床存在或可能存在的一切现象和线索。
( 2 )6、找矿技术方法：泛指为了寻找矿产所采用的工作措施和技术手段的总称。
( 2 )7、矿床勘探类型：根据矿床地质特点，尤其按矿体主要地质特征及其变化的复杂程度对勘查工作难易程度的影响，将相似特点的矿床加以归并而划分的类型，称为矿床勘查类型。
( 2 )8、勘查工程间距：勘探工程间距是指沿矿体走向和倾斜方向相邻工程截矿点之间的实际距离乘积，也称“勘探网度”或工程密度。
( 2 )9、矿体取样：矿体取样是指从矿体或近矿围岩和堆积物中采集一小部分有代表性的样品用以进行各种分析、测试、鉴定与实验，以研究确定矿产质量、物化性质及开采加工技术条件的专门性工作。
( 2 )10、原始地质编录：对探矿工程所揭露的地质现象，通过地质观察、取样、记录素描、测试及相关其他工作，以取得有关实物和图件、表格及文字记录第一性原始地质资料的过程。
( 2 )11、水平勘探：主要应用水平坑探工程及坑内水平钻，勘查产状为陡倾斜矿体或地形切割有利的矿床时，要求各工程沿不同标高水平揭露矿体，以获得一系列不同标高水平的勘查断面。
( 2 )12、矿产普查：在一定地区范围内以不同的精度要求进行找矿的工作。
( 1 )13、找矿模型：找矿模型是在矿床成矿模式研究的基础上，针对发现某类具体矿床所必须具备的有利地质条件、有效的找矿技术手段以及各种直接或间接的矿化信息的高度概括和总结。
矿产勘查理论与方法
1．矿产勘查、普查、勘探、勘查阶段的概念？矿产勘查：指矿床普查与勘探的总称。
矿产普查：在一定地区范围内以不同的精度要求进行找矿的工作。
矿床勘探：在发现矿床之后，对被认为具有进一步工作价值的对象通过应用各种勘探技术手段和加密各种勘探工程的进一步揭露，对矿床、矿体地质特征及开采的技术经济条件做出评价，从而为矿山开采设计提供依据的工作。
矿产勘查阶段：遵循循序渐进原则，逐渐缩小矿产勘查范围，不断提高研究程度，尽量减小投资风险，提高勘查工作效果而划分出的矿产勘查工作阶段。
2．矿产勘查的发展趋势？（1）找矿难度日益增大，隐伏矿已成为主要的找矿对象；（2）为了满足对矿产资源的需求，不断开拓新类型矿床的找寻工作。
（3）为了有效的指导勘查实践，不断加强勘查理论研究；（4）为适应理论找矿阶段的新要求，加强了对矿床模型和勘查模型的研究与应用；（5）为提高勘查工作效益，日益重视经济和环境效应分析；（6）日益重视新技术、新方法的研制及应用；（7）勘查成果日益商品化；（8）对勘查人才素质的要求不断提高。
3．简述矿产勘查的五大理论基础（1）地质基础（2）数学基础（3）经济基础（4）技术基础（5）预测基础4．试述矿产勘查过程的最优化准则（五个）（1）最优地质效果与经济效果的统一（2）最高精度要求与最大可靠程度的统一（3）模型类比与因地制宜的统一（4）随机抽样与重点观测的统一（5）全面勘查与循序渐进的统一最优地质效果与经济效果的统一——一切矿产勘查工作应遵循的最基本准则最高精度要求与最大可靠程度的统一——指导矿产勘查工作精度评价的准则模型类比与因地制宜的统一——利用所获得的资料的准则随机抽样与重点观测的统一——指导抽样观测的准则全面勘查与循序渐进的统一——地质勘查全过程的最优化准则5.我国矿产勘查阶段划分方案是？四个阶段：（1）预查普查详查勘探（2）预查：通过对工作区内资料的综合研究、类比及初步野外观测、极少量的工程验证，初步了解预查区内矿产资源远景，提出可供普查的矿化潜力较大地区，并为发展地区经济提供参考资料。
矿产地质勘查理论及技术方法分析
矿产地质勘查理论及技术方法分析矿产地质勘查是指通过对矿区内矿床的特征和分布、地质体系构造、地球化学和物理属性等方面的研究，确定矿床的性质、储量和分布规律，以实现探测和开采矿产资源的工作。
矿产地质勘查涉及到许多学科知识，包括地质学、地球化学、地球物理学、岩石学、矿床学、遥感技术、工程地质学等。
矿产地质勘查理论和技术方法的分析对于提高矿产资源勘查水平、实现资源可持续利用和保护环境具有重要意义。
一、地质勘查理论分析（一）地面工作1.野外地质地球化学勘查：矿床勘探推进与开发的第一步是野外地质地球化学勘查。
通过野外调查和研究，确定矿床、地层、构造和岩性等地层因素。
确定矿床成因、类型、形态和规模等，以及矿物的地球化学特征。
野外勘查方法有：地表调查、地质剖面测量、地球化学取样、现场试验等。
2.地球物理探测：地球物理探测是在地面上使用物理学方法对地下进行非破坏性勘探。
目标包括浅层和深部地质、矿产和地下水等资料。
常见的地球物理探测方法有地震勘探、电磁勘探、重力勘探和磁法勘探等。
（二）矿山地质钻探1.钻探井的选择：矿产地质勘查工作中，先进行桩基类似试验，来确定岩土工程等性质，然后选取钻探井。
2.钻探井的特点：钻探井是为矿山地质勘探而建立的钻探孔道。
有直孔、摆线孔、曲线孔、垂直孔等类型。
钻探井的主要作用是：供应矿山地质勘探的钻孔作业。
钻探井需要考虑到地质条件，如岩性、厚度和构造、地形和地质构造等，因此选井要根据钻探单位的钻机、钻头和地质条件来确定。
（三）数学模型流体力学1.矿体成因的数学模型：矿体成因的数学模型是矿产地质勘查的重要方法之一，是通过建立数学模型来模拟矿体成因的过程。
通过模相似理论、物理模拟、数值模拟等方法，模拟矿体成因过程，找出矿体成因的关键因素，建立矿体成因的数学模型。
磨矿机、浮选机等设备制造商专门使用此方法。
2.流体力学模拟：流体力学模拟是在流体力学理论的基础上，通过计算机模拟、工程实验等方法来研究不同条件下的流体运动和流动结构。
矿产勘查理论与方法
1. 矿体变异性：是指矿体地质特征在矿体的不同空间部位所表现出的差异及变化特点。
2. 矿床勘查类型：根据矿床地质特点，尤其按矿体主要地质特征及其变化的复杂程度对勘查工作难易程度的影响，将相似特点的矿床加以归并而划分的类型。
3. 勘查精度：是指通过矿床勘查工作所获得的资料与实际情况相比的差异程度。
差异越大，即误差越大，则勘查精度越低；反之，则勘查精度越高。
4. 影响勘查精度的因素：①自然的客观因素，矿床地质构造及其变化的复杂程度，尤其是矿体各种地质特征变化的复杂程度是具体划分矿床勘查类型的根据，也决定着其勘查精度。
②人为因素，即人为因素和技术因素的综合。
勘查精度又取决于勘查方法是否正确，所选择的勘查工程技术手段及其数量，间距和分布是否合理。
5. 勘查程度：是指整个矿床地质和开采技术条件控制与研究的详细程度，实质上是包括勘查工程控制程度与地质研究程度的综合概念。
合理勘查程度的确定：①取决于国家与市场对该类矿产的需求程度②决定于矿山建设与生产设计的要求，体现矿床勘查为矿山开发服务的基本原则③决定于矿床地质构造的复杂程度④决定于矿床的自然经济地理条件和勘查深度。
6. 矿体取样：是指从矿体或近矿围岩采集一部分有代表性的样品，经过加工处理，用以进行各种分析、测试、鉴定与试验，研究确定矿产质量，物化性质及开采加工技术条件的专门性工作。
取样的一般程序：样品的采集→加工处理→化学分析、测试鉴定、试验等→结果的检查与评定。
7. 矿石加工技术取样：指为研究矿石的加工技术性能，确定其选矿、冶炼或其他加工方法、生产过程和合理的技术经济指标，为建矿可行性研究和矿床技术经济评价提供可靠资料的取样工作。
8. 技术取样：又称物理取样，或矿床开采技术取样，指为了研究矿石和近矿围岩的物理力学性质而进行的取样工作。
如矿石的体重、湿度、块度、孔隙度等。
矿石体重又称矿石容重，是矿石在自然状态下的密度，是指在自然状态下单位体积矿石的质量，以矿石质量与其体积之比表示。
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数学基础
（1）地质体数学特征是定量区分地质体和含矿体的重要依据 是圈定地质异常的前提和“数字找矿”的基础 （2）概率法则对地质现象、地质规律、勘查工作具有主要的制约作用
经济基础
(1) (2) (3)
经济合理性是矿床勘查及评价必须遵循的准则 矿床经济评价是矿床勘查必不可少的重要组成部分 技术水平影响勘查深度和广度以及处理数据和分析信息速度和精度 技术水平对勘查战略、勘查程序和勘查方法产生重大影响 新技术的发展使一些经济因素发生改变，而影响到矿床的勘查评价
技术基础
(1) (2) (3)
3.勘探过程最优化准则
最优地质效果与经济效果的统一
地质勘探工作必需以获取最佳地质效果为目的 又必需以达到最好经济效果为前提
最高精度要求与最大可靠程度的统一
区间估计的可靠性与精确度二者不可得兼。若既不想降低可靠性，又要缩小估 计范围保证精度，那就只有增加观测数量，但这有时不是经济合理的，所以应努力把 二者加以统一，也即寻找某种最优解
最优化战术决策——最优勘探方案的确定
在经济准则基础上考虑最优方案
1、地质需要的工程数小于经济需要所确定的工程数时，则以后者为准； 2 3、选择勘探成本最低、开采时由于参数计算错误造成的损失最小的方案 4、单位勘探进尺或成本的储量增长应大于某给定界线 5、《现代决策科学和石油勘探》： ① 石油勘探开发经济决策中最关键的参数是对储量的估计； ② “成本”参数； ③ 要注意利率，要有“现值”概念； ④ 注意油价参数，要有相对油价的概念。
单纯从地质或单纯从经济角度都不是最佳的方案，而必须从地质效果与 经济效果的统一、地质需要和经济需要的结合角度研究确定勘查最优战 术方案。
最优化战略决策——最优勘探过程管理
1、矿床勘查过程是一个分阶段依次进行的动态过程，每一阶段都包括预测、设计、实施及评价四部分内容。 各阶段可分为两期：① 设计；② 有效执行及管理期。 设计期的主要任务是编制勘查设计，将全部工作量分解为依次完成的组成部分，并确定预期完成的期限。 执行管理期的任务是定期分析已完成工作的实际情况及制定进一步实现的建议和措施。 随着勘查工作的进展，早期对矿床形成的概念可能会发生变化，这就需要及时修改设计，甚至及时重新决策。 这就要求勘探管理能随信息的不断变化而做出灵活的反应。 2、勘探决策过程实际上由两个要素组成：即“提出假说”和“检验假说”的过程。为了做出最优的勘查战略 决策，或最好地进行勘查过程的管理，就必须在勘查对象的隐蔽性、变化性和观察度量的有限性和抽样性条 件下， (1) 提高结论的可靠性，加强结论的逻辑性，因而研究资料和基础应是广泛而严格的。在可能情况下，应通过 相应的统计检验。 (2) 增加“启发式”分析比例，努力挖掘隐蔽信息。 (3) 加强所得结论的预测功能。 (4) 整理资料“分步”进行，采取每下一步时要阐明其目的性。 (5) 广泛应用计算机，提高效率和分析能力。 3、《现代决策科学和石油勘探》 (1) 决策不是一瞬间的行动，而是一个漫长的复杂过程。不能忽略制定决策最后片刻到来之 前的复杂的了解、调查、分析的过程，以及在此以后的评价过程。 (2) 决策可分为程序化决策与非程序化决策。 (3) 决策中用令人满意的准则代替最大化原则，因为按照最大化原则进行决策是办不到的 4、矿床勘查是在不确定条件下采取决策的过程。它既不同于确定型决策(只有一个自然状态发 生的情况下所作的决策)，也不同于风险型决策(虽不知何种自然状态发生，但各种状态发生 的概率为已知)。不确定型决策是在各种可能事件的发生概率也未知情况下的决策。在地质 勘查实践中，往往通过类比法给定各种可能发生中国地质大学资源学院 魏 民 教授 2004年5月22日
矿产勘查理论与方法
矿产勘查概论—— 成矿预测与矿产勘查—— 矿床勘探—— 矿产储量与资源经济——
一、矿产勘查概论
1.矿产勘查的性质
2.矿产勘查的理论基础
3.勘探过程最优化准则
4.勘查战略与战术决策
1.矿产勘查的性质与目的
1 依据规范的直接类比法 2、稀空法 3、信息量与工程数关系分析法： 4、矿体基本参数的某些函数在不同网度下的变化情况分析法： 进一步增加工程不会导致这些参数函数形式的变化即可作为最优方案 5、 回归法：
有人制作矿床边界线内钻孔数与矿床面积关系曲线，将给定大小 床所对应的工程数作为最优方案。
面积的矿
6、矿体参数变化分量分析法：
即规则变化及随机变化两个分量构成了不同方向的变化，根据主要欲评价何种变化 分量来确定最优工程间距
7、给定允许误差和概率系数后计算必需工程数 8、利用矿体某种参数的概率分布模型： 考查不同网度条件下见矿率的变化从而确定最佳网度等 9、蒙特卡洛模拟法或统计模拟法确定最佳网度等
矿产勘查是一种特殊性质的生产劳动， 是一种具有科学实践和生产实践双重性 质的科研—生产性的工作。 其劳动对象是地下矿产资源， 劳动的主要成果是探明储量的工业矿床， 劳动的根本目的是保证国民经济和社会 发展对矿产资源探明储量的基本需要。
2、矿产勘查的四大理论基础
地质基础
矿产勘查的主要内容是查明地质特征和矿床特征
模型类比与因地制宜的统一
模型类比或相似类比理论是矿床预测的基础，它要求我们详细了解和大量占有 国内外已知各类矿床的成矿条件、矿床特征和找矿标志; 另一方面,成矿地质作用受各种随机因素的影响，没有任何两个矿床是完全相同的,因 此，我们必需遵循一般规律与具体实际相结合，模型类比与因地制宜相结合的原则
随机抽样与重点观测的统一
采用均匀布置观测点的办法,以保证抽样观测的随机性;
矿体变化各向异性或变异程度不同或关键地段重点观测--观测不均匀性 全面勘查与循序渐进的统一
“全面勘查” 是分层次和分阶段的，又必需遵从循序渐进的原则
4. 勘查战略与战术决策
最优化战术决策——最优勘探方案的确定
在单纯考虑地质信息的条件下，最优勘探方案的确定