取樣鉆技術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

（吉林省第六地質調查所，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，對傳統地質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展理念，綠色勘查取樣鉆技術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展趨勢。結合取樣鉆技術在汪清分水嶺地區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勘查中的可行性及優缺點[1]。

1 礦區地質概況

勘查區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代河床堆積的沖洪積物。

礦區內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系密切的中酸性混雜巖體，主要為呈巖基狀產出的石英閃長巖，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。但與成礦關系密切的為呈東西向產出的石英閃長巖。勘查區地質簡圖見圖1。

圖1 勘查區地質簡圖

2 工程布置及成效

2.1 布置方案

本次工作在充分總結研究了勘查區成礦地質條件、成礦規律及物化探地表找礦指示信息基礎上，垂直含金巖性接觸構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，孔距以兩側大間距探索燮制礦化蝕變帶寬度（一般為10～20 m 不等），待發現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 送水系統問題

美國紹爾背包式取樣鉆機強調設備輕便、靈活、一體化的要求，紹爾鉆機的送水系統是采用人工作業，水量及水壓極不穩定。然而鉆進時需要大量的水及一定的水壓，僅靠人工作業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取樣，對目標物的燮制程度有限。

（3） 取樣鉆對產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底板。

（4） 取樣鉆只能驗證點位的含金性，當礦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，應充分實地調查后對擬布設的槽探工作區按照一定的網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境要求較高地區無法開展揭露工作。

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

取樣鉆的布設應重點考慮巖層的走向及傾角，依據鉆探深度確定鉆孔間距，以地質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、礦化體的產狀問題，目前厘定標志層產狀的方法主要通過對鉆孔巖心詳細編錄明確地質體傾角，在地質體關鍵部位施工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體傾向，當標志層不明顯時，可利用同一鉆孔連續三次進尺(或任意三個鉆孔)的數據迭進，計算求得地質體產狀。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《固體礦產勘查原始地質編錄規程》DZ/T0078-2015 中采樣鉆地質編錄要求進行，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體，見礦部位至關重要，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行三級質量檢查制度，燮內、野外檢查比例及質量應符合相應規范及設計的要求。

6 結論及建議

（1） 認為取樣鉆布設應在充分研究被評價的目標物的基礎上，合理的布設鉆孔，對面狀的異常進行剖析或對礦化體空間分布規律不明確的時候，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體的揭露查證。

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