基于復雜地質結構的礦產深度勘查信息提取分析

王 冰

（安徽省地質礦產勘查局321地質隊，安徽 銅陵 244033）

由于礦產深度地質結構復雜，且勘查環境惡劣，導致礦產深度勘查信息提取分析具有一定難度，傳統方法主要是依靠勘查人員勘查經驗分析出礦產深度地質結構特征、巖性特征、礦化特征等，具有一定的主觀性，導致傳統方法不僅效率低，而且還具有較大的分析誤差，得到的分析結果往往與實際情況不符，為此提出基于復雜地質結構的礦產深度勘查信息提取分析，為深度礦產資源開采提供有利依據。

1 基于復雜地質結構的礦產深度勘查信息提取分析方法

1.1 礦產深度勘查信息采集

為發現深部找礦信息，此次采用鉆探勘查方法，鉆孔布設于待勘查區域代表性地段，主要用于采集石英脈、構造破碎帶、蝕變帶、巖體等在深部的延伸以及含礦性等信息，為后續礦產深度勘查信息提取分析提供數據依據。

鉆孔以及測線都需要嚴格按鉆探規程及設計要求施工，并且結合礦產深部地質勘查要求進行孔斜、孔深測量與校正以及簡易水文觀測，保證鉆探施工質量，具體鉆探勘查過程如下：①由于此次是針對礦產深度勘查，所以鉆探施工采用FT-28型2000m鉆機鉆進，該鉆機根據鉆孔位置地質條件和施工要求的不同，可以選用金剛石復合片鉆頭或者硬質白金鉆頭配合地質鉆桿或者螺旋鉆桿回旋鉆進，滿足礦產深度勘查信息采集要求。下表為不同深度要求下鉆機施工參數設置。

表1 不同深度要求鉆機施工參數

根據上表設置鉆機施工參數，鉆孔開孔用120mm金剛石鉆進，待穿過風化層達到一定孔深后鉆孔直徑該為65.5mm口徑鉆進，終孔孔徑為85.5mm，該孔徑基本能滿足礦產深部地質勘查工作中各項質量要求[1]。②由于鉆孔深度較大，垂直鉆孔會影響鉆孔質量和鉆孔效率，所以采用斜孔鉆進，然后按巖芯鉆探規程和礦產深部勘查設計要求每百米鉆孔傾角誤差不得超過1.5度。③鉆孔孔深檢查：按礦產深度勘查規范規定，最大誤差允許為0.001，一般要求每100m校正一次，終孔再校正一次。④巖礦心采取率及保管情況：礦產深度勘查巖芯平均采取率不得低于98.64%，所有巖芯均按規定裝箱，并用紅漆標注清楚孔號/箱號/回次號/回次巖芯總塊數、分塊、分號等。⑤鉆孔封孔方法及質量評述：所施工的鉆孔、孔壁均比較完整，結合礦區水文地質情況比較簡單，從實際情況考慮，鉆孔采用水泥砂漿封口，封孔按設計進行。封好后孔口立0.5m水泥柱，用紅漆編上孔號，至此全孔工程結束。在鉆孔施工過程中地質人員及時對鉆孔巖芯及時進行了地質編錄、樣品數據采集工作，地質編錄嚴格按照《礦產深度勘查原始地質編錄規定》（DD2006-1），經有關技術主管部門檢查，有關鉆孔巖芯地質編錄符合有關規范要求，提供的地質編錄資料符合規范要求。所采集的礦產深度地質信息包括音像記錄表、鉆孔概況表、孔深校正及彎曲度測量記錄表、鉆孔原始地質記錄表（含鉆孔回次記錄表）、鉆孔采樣登記表、送樣單、樣品分析成果、鉆孔柱狀圖、鉆孔原始地質編錄小結、質量檢查卡等。

1.2 礦產深度勘查信息提取

野外勘查數據采集過程中加強地質觀察，詳細了解礦產周圍地質特征，對采集信息過程發現的礦化線索要及時進行信息提取，以便快速發現礦化體，并認真做好記錄。將鉆探施工采集到的礦產深度樣品進行加工處理，采用切割機1/2對稱鋸劈法取樣，采樣在肉眼確定礦化體后進行，采樣時清掃干凈，無樣品粉屑散失和外來物的混入[2]。礦化地段一般取其實際長度，單個樣品最大長度控制在1m以內，頂底板長度為1m，重量2.0kg～2.8kg。樣品經粗碎－中碎－細碎至小于40目后，分出粗副樣，正樣再經細磨至小于200目后待測試。將處理好的樣品進行化驗檢測，檢測儀器為原子吸收分光光度計（AA-6330C）、等離子體火焰發射光譜儀（ICP6300）、分光光度計（722N）、等離子體發射質譜儀（ICP-MS7700X），檢測環境溫度17℃～22℃，濕度45%～65%，根據礦產深度勘查需求提取到礦產深度異常信息、巖性信息、地層信息、構造信息等深度找礦信息，其中礦產深度異常信息是礦產深度勘查信息提取工作中重點提取內容，主要是建立在深度蝕變礦物的某些化學特性基礎上進行提取。此次采用的礦產深度勘查信息提取方法為主成分提取法。

首先將樣品檢驗后得到的數據在專門軟件平臺支撐下，利用相關的數據方法將礦產深度蝕變信息提取出來，將判斷礦產深度蝕變信息歸屬到主成分向量匯中。主成分提取的四個主成分向量含義分為表示為：樣品中所有化學元素加權和，表示樣品化學元素含量大??；含量最大化學元素與含量最小化學元素含量差，反應化學含量曲線的斜率變化，剩余兩個主成分向量反應礦產深部巖石礦物的信息以及構造信息。主成分提取法提取到的信息存于某一主成分向量中，借鑒鉆探異常分析的方法對礦產深度蝕變異常信息做門限化處理，以此將礦產深度異常信息分為三個級別，級別越高說明礦產深度已經發生礦化現象可能性越大，勘查信息分析價值越高。根據該四個主成分向量提取到礦產深部異常信息、巖性信息、地層信息、構造信息，為后續礦產深度勘查信息分析提供依據。

1.3 礦產深度勘查信息分析

在提取到礦產深度勘查信息后，需要對其進行分析，為了能夠準確分析出礦產深度找礦信息，此次采用復雜地質結構三維模型。首先將之前提取到的礦產深度地層信息和構造信息導入到復雜地質結構三維模型中構建矢量化礦產深部地質剖面圖，根據圖中巖土體的不同屬性以及構造特征，提取地層、構造等邊界曲線，并與礦產深度地形線和鉆探測線進行擬合，是構建的矢量化礦產深度地質剖面圖與實際空間情況相符，利用改圖分析出礦產深度地質特征；然后將提取到的巖性信息導入到復雜地質結構三維模型中，生成巖土體分界曲面，同樣利用上文提出的矢量化處理過程，擬合出與實際情況相符的礦產深度地質分界曲面，結合該曲面分析出礦產深度巖石特征，以及礦區地質界面所屬的巖石界面；最后將提取到的蝕變信息和礦產深部異常信息導入到復雜地質結構三維模型中，結合實際鉆探測線和鉆孔位置信息，分析出礦產深度礦化信息，其中包括礦體資源所屬種類、礦體形狀、礦體位置、礦床走向等信息[3]。結合以上分析的信息，確定最終礦產深度找礦靶區，以此完成基于復雜地質結構的礦產深度勘查信息提取分析。

2 實驗

實驗以某礦區作為實驗對象，為了發現深部找礦信息，探索探槽揭露的石英脈在深部的延伸以及含礦性，礦區共布設了ZKAA2001、ZKAA2010等10個鉆孔，如下表所示。

表2 鉆探設計施工覽表

利用此次提出方法與傳統方法對鉆探采集的數據進行提取分析，對比兩種方法分析誤差，實驗結果如下表所示。

表3 本文方法與傳統方法對鉆探采集分析誤差的數據表

從上表中可以看出，此次提出分析方法分析誤差遠遠低于傳統方法，證明此次提出的基于復雜地質結構的礦產深度勘查信息提出分析方法具有較高的分析精度，可以精準的確定礦產深度找礦位置。

3 結語

此次將復雜地質結構三維模型應用到礦產深度勘查信息提取分析中，形成一種新的礦產深度勘查信息提取分析方法，并且利用實驗驗證了該方面具有較高的分析精度，為深度礦產資源開采提供準確依據。由于個人能力有限，雖然在該方面取得了一定研究成果，但該方法還存在一些不足之處，還需要在今后實際操作過程中對其進行完善和創新。