杨玉平

（甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水 741020）

在工业生产消耗了大量矿产资源的情况下，当前矿床内部的矿产资源已经深入地下，由浅转深，而在矿产勘查过程中寻找隐藏在矿床深部的矿体已经成为了重要的工作内容。因此，矿床深部的矿产资源结构预测及成因措施成为了矿产勘查技术的重要研究内容。目前我国已发现的金矿都是在20世纪60年代左右的时间进行勘查开采的，在那个年代，矿产勘查技术尚不完善，即使是在地表浅层的金矿矿产资源都没能完全开采，潜藏在矿床深部的矿脉就更加没有找到的可能了[1]。

但是近些年来，随着浅层矿产资源的逐渐枯竭，寻找深层矿产成为了大势所趋。因此本文对于金矿矿产勘查工作中的矿床深部结构预测及成因分析作出了细致的讲解，为我国矿床深部的金矿开采工程提供了理论依据，降低了金矿开采的成本，并为以后的矿床深部预测分析提供了理论和数据资料。

1 矿床深部结构预测方法研究

1.1 预测要素提取

在预测矿床深部结构之前需要对目标矿床的预测要素进行提取，主要提取目标是在矿床预测工作中，具有明显的矿床预测意义的要素以及其他能够标志矿床结构的矿物信息。将这些矿床预测要素对于矿床深部结构预测的意义以及将会起到的作用大小，可以大致将这些信息分为三类：必要信息、重要信息和次要信息。其中必要信息是指，具体到某一项目标矿床时，如果没有该预测要素，则该目标矿床就不会形成，如成矿时间、矿产层位等都是必不可少的必要信息[2]。

重要信息是指能够决定该矿区矿床深度、位置、矿产资源种类以及矿床大小的要素，重要信息决定着矿床的规模，因此也十分重要。而次要信息则代表作用更小的要素，几乎很难在整个矿床深部结构预测中起到作用，因此在预测时通常会忽略次要信息。

在预测矿床深部结构的过程中提取目标矿床的地质环境要素是一项必不可少的工作，首先需要将目标矿床与历史上曾经在地表发现矿床的位置进行对比。在预测深部矿床时，如果发现在矿区地表周边曾发现过矿层，那么在深处拥有同样矿层的几率非常大。其次需要根据目标矿床的地理位置及地质信息推断太古代、新生代及中生代该地区的一系列地质变迁活动或地壳运动。这些地壳运动是地下矿脉形成的最主要因素，如果能够通过地质考察推断出该地区历史上曾发生的地质变迁，就能够以此推测出金矿矿产所处的大致深度。因此，对于矿床周边的地质勘探工作一般是矿床深度预测的必经步骤。

地质勘探结束后，工作人员一般都能大致确定该地区的地下深处是否有金矿矿床，以及金矿矿床的深度，此时可以根据重力特征大致判断开金矿的轮廓弧度[3]。一般来说，在地下深处拥有金矿矿床的区域其砂类结构都会十分松散，空隙较大，因而矿床上方的沙土整体密度偏低，导致金矿矿床的上方明显重力值异常。在探明地下确实有金矿矿床的情况下，进行重力测量，就能大致绘制该金矿矿床的深度及轮廓图，有经验的人还能根据这些异常数据大致判断出地下的矿产种类。

1.2 绘制矿床深部三维模型

得到预测要素后，就能够根据预测要素中的数据通过一定的计算得到地脉钻孔数据、地质勘探剖面图、地震信息参数等数据信息，再将这些数据信息输入到特殊的软件系统中就能在计算机上绘制矿床深处的矿脉三维模型，通过构造矿床深部三维模型能够清晰地显示出该地区的地质空间分布规律、地下矿脉信息以及矿床整体模型[4]。尤其是在预测要素提取较为清晰的矿区内，更需要计算详细的数据信息来建立更清晰的三维矿床深部结构模型。

这种矿床深部结构三维模型大致可以分为线条模型和块状模型，其中线条模型只能表示该地区的地下区域地质条件以及金矿矿脉形态，虽然更新便利，但是无法表示矿床内部信息，很难根据线条模型做出空间分析，具有一定的局限性。而块状模型则可以清晰地表达出整个金矿矿床的外部轮廓和内部结构，并标注着其结构属性，但是相应地在错误数据的修改上十分繁琐。

1.3 矿床深部结构分析

矿床深部结构三维模型的空间分析一般应用于对于地下深处矿产资源的预测分析，即成矿信息的预测。这种地下深处矿产资源的预测分析主要以定量提取上文中所绘制的矿床深处三维模型中的数据为基础，在金矿矿体中依据自身关于地质结构信息、地理学相关知识以及过去的矿床预测经验为指导，将地下深处矿产资源的三维模型中的矿产信息定量地表述出来，并从统计学的角度对该矿床深部结构进行相应的分析，为日后的采矿施工提供理论依据。

首先需要以金元素的分带值作为核心参数，并探测矿床中其他元素组合的分带值与金元素的分带值之间的指数关系，通过其累乘值之比，得到该金矿矿床中各区域的金矿资源潜力指标，并将各区域内的指标构建一个针对于该金矿的潜力评价模型[5]。其计算公式如下：

其中，ML为该金矿第L个区域的整体潜力评价指标；Ci为该区域的金矿分带值，C0为背景值，是一个常数；ΔXi为第i个区域距离金矿矿床中心的距离。在这个公式中，需要额外注意ML的最终值，若ML为正数，则ML数值越大，该区域的金矿资源潜力越大，若ML为复数，则该区域金矿开采的成本大于所得报酬，数值越小，则亏本金额越大。

以上述单个区域的金矿资源潜力指标为基础，将整个金矿的金元素分带值统计为一个累乘数值，得到目标矿产的整体资源评价指标B，所用公式为：

其中，B表示最终所得的目标矿产的整体资源评价指标，且B≥0；Bx为该金矿矿产中金元素的整体分带值；Bi表示金矿矿产中金元素分带累乘值的总和[6]。通过该公式可以建立目标回归方程，其相关系数的平方和k=0.34，表示目标矿产的整体资源评价指标分界值，具体情况如下表所示。

表1 回归方程的系数分析

如上表所示，k的数值越大，说明开采该金矿获利越大，k的数值越小，说明开采该金矿获利越少，当k=0时，说明该矿区中无金元素，无法开采金矿。

2 矿床成因分析

金矿矿床的成因与地质活动密不可分，因为远古时期的地质构造等原因矿床深处的地块相互拉伸或挤压，导致大量的金元素被埋入地底。这些大量的金元素常年处于地下深处高压高温的环境中，逐渐形成了有着一定物理性状的金矿矿脉[7]。又因为地震或火山运动的地质变迁，一些深埋地底的金矿矿脉被翻出地面，成为了裸露的金矿。而绝大多数金矿矿脉还留存在地下，这就是地面裸露矿脉下方大多存在地下矿脉的原因。

3 结束语

在我国当前的金矿矿产勘查工作中，对于矿床深部结构的预测分析和探索已经成为了人们关注的重点内容，而且这些理论研究也对实际生产活动形成了一定的积极影响，为矿产勘查提供了一定的理论依据，对我国的矿产探测工程作出了相当程度上的贡献。本文对矿床深部结构预测的方法以及矿床深部结构成因作出了分析，并为后来的金矿开采工程提供了重要的指导。