（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的集中開采，礦山現(xiàn)有的資源儲(chǔ)備已經(jīng)趨于枯竭，礦山已陷入嚴(yán)重的資源危機(jī)之中。根據(jù)復(fù)雜礦床的特征和成礦預(yù)測(cè)研究結(jié)果，認(rèn)為礦區(qū)中深部存在著礦化富集帶，大型復(fù)雜礦床已開始中深部找礦[1]。根據(jù)以往資料和近期礦山勘探資料，從成礦地質(zhì)條件和成礦規(guī)律出發(fā)，結(jié)合中深部金礦床的特點(diǎn)，對(duì)主礦床規(guī)模大、復(fù)雜、中間部分礦床資源前景和深度進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)。伴隨著礦山規(guī)模的不斷擴(kuò)大和復(fù)雜程度的提高，深部礦山巖體的內(nèi)部應(yīng)力也在不斷增加，巖體普遍發(fā)生了彈性釋放和斷裂破壞，這都會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)過程的安全[2]。以往物化勘探技術(shù)和遙感地質(zhì)勘探技術(shù)的應(yīng)用受到礦山規(guī)模大、復(fù)雜程度高的制約，找礦效果不佳。為此，必須在生產(chǎn)過程中充分開展礦體圍巖工程地質(zhì)調(diào)查。根據(jù)不同的破壞方式，采取相應(yīng)的控制措施和探測(cè)措施，對(duì)大型復(fù)雜礦山深部金礦的開發(fā)前景進(jìn)行了展望。國內(nèi)外金礦開采前景不容樂觀，很多原金礦床面臨著資源枯竭，一些礦山也面臨著危機(jī)。但是，我國還有很多未探明的金礦，具有很大的勘探潛力。因此，需要進(jìn)一步完善找礦技術(shù)，增加找礦深度，優(yōu)化找礦策略。因此，要提高我國金礦開采效率，更好地保障金礦資源的可利用性，必須解決我國金礦儲(chǔ)量不足的問題。

1 大型復(fù)雜礦山中深部金礦地質(zhì)條件分析

針對(duì)大型復(fù)雜礦山中深部目標(biāo)礦床的成礦地質(zhì)背景及現(xiàn)有金礦床勘探深度，中深層金礦是指，在原礦床勘探范圍下高程與礦床深度的要求基礎(chǔ)上，形成一種空間塊體，成為金礦資源的潛力評(píng)價(jià)對(duì)象。我國金礦資源分布廣泛，除個(gè)別省(區(qū)、市)外，各省都有分布。東部地區(qū)金礦床分布廣泛，類型多樣，表明了我國金礦資源的區(qū)域分布不均。因此，對(duì)大型復(fù)雜礦山中深部金礦地質(zhì)條件展開分析是具有必要性的。

（1）金礦賦存于巖帶.金礦床位于巖石帶內(nèi)，以湖南衡山縣九龍泉鎢鍺多金屬礦區(qū)為例，對(duì)所研究區(qū)域內(nèi)重力異常的研究和下延深度分析表明，區(qū)域內(nèi)重力異常是由礦帶引起的，從而使礦井深部仍然具有與淺部相同或相似的特點(diǎn)。

（2）礦帶中深部存在蝕變構(gòu)造巖帶.據(jù)1:50,000比例遙感成像所顯示，巖體有明顯的磁性異常，其范圍與巖帶分布基本一致。低度正、負(fù)磁性異常與礦田分布范圍一致，認(rèn)為是金石英脈構(gòu)造帶和金礦帶所致。通過驗(yàn)證△Z擴(kuò)展垂向一階導(dǎo)數(shù)異常圖，可發(fā)現(xiàn)明顯的正負(fù)磁性異常低接觸區(qū)，由此表明石英脈中深部的變化構(gòu)造巖帶仍存在。

（3）礦帶中深部含礦構(gòu)造帶深延部分.從地殼破裂變形的一般規(guī)律來看，具有一定長(zhǎng)度和良好連續(xù)性的斷裂構(gòu)造面必須具有相應(yīng)的三維擴(kuò)展能力。金礦資源中，控制大中型金礦床的礦體結(jié)構(gòu)帶長(zhǎng)度一般為4km～6km，最長(zhǎng)可達(dá)16km。常用的長(zhǎng)深比估計(jì)值為3時(shí)，這些含礦構(gòu)造帶的擴(kuò)展范圍一般不應(yīng)小于1.2km～5.3km。所以至少在礦田的深部還存在著中淺含礦構(gòu)造帶的深部延伸。

（4）金礦資源分布與剝蝕程度有關(guān).控礦因素是金礦存儲(chǔ)深度的基礎(chǔ)，例如，礦床的成因類型、產(chǎn)狀、規(guī)模以及理化條件，金礦分布狀況還與剝蝕度密切相關(guān)。

2 大型復(fù)雜礦山中深部金礦資源前景勘查

礦山工程施工中，要以穩(wěn)定性評(píng)價(jià)為核心基礎(chǔ)，通常采用定性與定量相互結(jié)合的方式進(jìn)行。定性分析是對(duì)工程地質(zhì)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，對(duì)礦體圍巖進(jìn)行分類，按一定的標(biāo)準(zhǔn)和原則確定礦體圍巖破壞類型及主要影響因素。定量分析指的是，根據(jù)一定定量數(shù)據(jù)來計(jì)算礦體的穩(wěn)定性，線性穩(wěn)定系數(shù)反映出圍巖穩(wěn)定性，穩(wěn)定性系數(shù)的判定方式主要是以圍巖發(fā)育結(jié)構(gòu)與圍巖的應(yīng)力比較來確定。常用α表示，當(dāng)α=1時(shí)，所判定出的圍巖是出于平衡狀態(tài)，當(dāng)α＞1時(shí)，圍巖穩(wěn)定；當(dāng)α＜1時(shí)，圍巖較為穩(wěn)定。

2.1 中深部金礦穩(wěn)定性分析

2.1.1 定性評(píng)價(jià)

穩(wěn)定程度僅取決于巖體的性質(zhì)和地下水的流向，自然應(yīng)力等等的地質(zhì)環(huán)境條件，同時(shí)，與金礦采場(chǎng)內(nèi)所產(chǎn)生的裂縫狀態(tài)、規(guī)模、施工方式都有著密切的關(guān)系。實(shí)踐證明下，礦體圍巖穩(wěn)定性缺失一般在以下幾種情況：①巖體的破碎帶或軟弱帶，包括巖體中風(fēng)化、巖體構(gòu)造帶斷裂和巖體分布區(qū)域，其力學(xué)強(qiáng)度低，遇水易軟化、膨脹、崩解；②斷層、半硬層狀結(jié)構(gòu)巖體分布范圍；③堅(jiān)硬塊狀厚層狀巖體，在洞壁上切割多個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)體，形成穩(wěn)定的小裂隙；④在應(yīng)力較強(qiáng)的圍巖當(dāng)中，其位置變化較為劇烈，易發(fā)生應(yīng)力型破壞；⑤斷層和半硬構(gòu)造巖體的分布區(qū)；⑥散落的巖石和易碎的巖石分布區(qū)。該地區(qū)主要包括巖體風(fēng)化帶、構(gòu)造裂隙帶和巖土分布區(qū)，強(qiáng)度較低，具有軟水性等特點(diǎn)。

2.1.2 定量評(píng)價(jià)

（1）圍巖整體穩(wěn)定性計(jì)算。對(duì)整體圍巖巖體視為均質(zhì)連續(xù)體，在研究局部小范圍圍巖穩(wěn)定效應(yīng)同時(shí)，對(duì)圍巖進(jìn)行穩(wěn)定性分析，要著重于圍巖的整體穩(wěn)定性力學(xué)研究。利用該方法進(jìn)行計(jì)算圍巖的最大應(yīng)力，配合礦山圍巖的壓力計(jì)算出實(shí)際測(cè)繪結(jié)果，將其與巖體的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性。

（2）圍巖局部穩(wěn)定性計(jì)算。這種穩(wěn)定性計(jì)算方法，主要是根據(jù)圍巖所呈現(xiàn)的最大拉力，同時(shí)對(duì)巖體結(jié)構(gòu)發(fā)育壓力在分配進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)測(cè)結(jié)果，將其與巖體的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)圍巖的穩(wěn)定性。

圖1 頂板分離體穩(wěn)定計(jì)算

洞頂分離體的穩(wěn)定性。

在洞頂由S1、S2兩組結(jié)構(gòu)而切割成三角形分離體，結(jié)構(gòu)面傾角為θ1、θ2，抗拉強(qiáng)度為T，α為巖體最大應(yīng)力，β為巖體結(jié)構(gòu)壓力，則分離體的高度b為：

洞頂邊界巖體受到應(yīng)力簡(jiǎn)化為垂直應(yīng)力C，L1為巖體容重，L2為洞埋深，因此水平應(yīng)力L3，忽略了圍巖自重的影響。按彈性理論進(jìn)行模型建立，同時(shí)計(jì)算出圍巖中任意一點(diǎn)D的應(yīng)力。

由上公式可知，三角區(qū)圍巖應(yīng)力與原巖應(yīng)力、圍巖自身強(qiáng)度、巖體側(cè)壓力系數(shù)、洞頂截面形狀、尺寸及輔洞與隧洞主洞的交叉角度有關(guān)。

由于分離體是懸掛在洞頂?shù)模Х€(wěn)時(shí)S1、S2被拉開。

側(cè)壁分離體的穩(wěn)定性。

側(cè)壁分離體在自重作用下沿L4滑移，而后緣切割面L2抗拉強(qiáng)度可忽略。

2.2 金礦資源前景勘察措施

2.2.1 勘察部署原則

①新理論、新技術(shù)、新方法的廣泛應(yīng)用，在剪切結(jié)構(gòu)礦石控制理論的指導(dǎo)下，利用GIS技術(shù)結(jié)合物探、化探，對(duì)所研究的金礦的成礦過程及富集規(guī)律進(jìn)行分析時(shí)，就要先建立金礦成礦模型，同時(shí)，要對(duì)所建立的成礦模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，在指導(dǎo)過程中進(jìn)行深部找礦工作的整體部署。②由淺入深，由表及里，循序漸進(jìn)。③地區(qū)發(fā)展，重點(diǎn)深度突破，點(diǎn)面結(jié)合，整體推進(jìn)。對(duì)于成礦信息進(jìn)行集中整理，突出中深部勘探預(yù)測(cè)區(qū)的前期研究，開展較有前景的礦床普查勘探，進(jìn)一步總結(jié)金礦富集規(guī)律，指導(dǎo)礦山中深部勘探。④逐層開展尋找金礦工作，以預(yù)測(cè)金礦為基礎(chǔ)，從前期勘探到普查再到詳細(xì)勘探或探采結(jié)合，對(duì)礦區(qū)中、深部金礦進(jìn)行研究。⑤中深金礦床勘探工作必須與礦山生產(chǎn)緊密結(jié)合，找礦要充分利用現(xiàn)有的中深勘探開發(fā)項(xiàng)目，同時(shí)要指導(dǎo)中深工程的合理建設(shè)。

2.2.2 前景勘查方案設(shè)計(jì)

運(yùn)用新理論全面開發(fā)現(xiàn)有地球物理資料、遠(yuǎn)、淺金礦勘探和開采成果，對(duì)控礦條件與金礦成礦規(guī)律進(jìn)行分析，建立綜合找礦與成礦模型，圈出中深成礦最佳預(yù)測(cè)區(qū)，在探礦過程中充分利用隧道及現(xiàn)有深部鉆孔資料進(jìn)行預(yù)查，從而可以進(jìn)一步對(duì)深部成礦條件及其因素進(jìn)行分析，尋找含礦地質(zhì)體(礦脈)，發(fā)現(xiàn)新礦床，預(yù)測(cè)資源量。大型復(fù)雜礦山中深部金礦資源前景勘查，與勘探工程和鉆井(例如隧道鉆孔)大致控制和描繪的空間位置、規(guī)模和礦體賦存情況相配合，確定金礦品位，進(jìn)一步勘查礦石自然類型，將地質(zhì)勘探和開采結(jié)合起來，以達(dá)到控制和開采礦體的目的。

總之，大型復(fù)雜礦山深部金礦床的成礦帶、構(gòu)造環(huán)境、成礦(化學(xué))體特征以及目前在深部找礦方面取得的成果，說明所研究區(qū)域金礦具有良好找礦前景。

3 結(jié)語

深部金礦在大型復(fù)雜礦山的資源遠(yuǎn)景勘查已由單一的地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展到多方法聯(lián)合協(xié)作勘探，這是能夠有效改善傳統(tǒng)勘察方法的有效途徑。在金屬礦產(chǎn)資源不斷還原的情況下，單純采用物探或化探的方法進(jìn)行地質(zhì)勘探，其效果不太理想。因此，從穩(wěn)定性角度分析，可以使勘探效果達(dá)到最理想狀態(tài)。

總之，金屬礦地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展，對(duì)國家的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的意義。因此，只有不斷地提高地質(zhì)勘查技術(shù)水平，才能有效地提高地質(zhì)勘探效率。