金礦地質及勘查知識

1.金的性質和用途:

金,化學元素符號Au,純金呈金黃色,常含有銀、銅等雜質,含銀高時呈銀白色,含銅高時呈銅紅色,金屬光澤,不透明,無解理,硬度2.5—3,強延展性(1克純金可抽成直徑4.34微米、長3500米的細絲,相對密度19.3,熔點1062ºC,高溫下不熔化、不氧化、不變色、不損耗,具有良好的導電性、導熱性和極佳的抗化學腐蝕(僅溶於王水)以及抗變色性能力。

金的用途有三個方面:

(一)國際儲備

這是由黃金的貨幣屬性決定的。由於黃金的優良特性,歷史上黃金充當貨幣的職能,如價值尺度、流通手段、儲藏手段、支付手段和世界貨幣。隨著社會經濟的發展,黃金已退出流通領域。20世紀70年代黃金與美元脫鉤後,黃金的貨幣職能也有所減弱,但仍保持一定的貨幣職能。目前許多國家,包括西方主要國家國際儲備中,黃金仍佔有相當重要的地位。

(二)珠寶裝飾

華麗的黃金飾品一直是社會地位和財富的象徵。隨著現代工業和高科技的發展,用金製作的珠寶、飾品、擺件的範圍和樣式不斷拓寬深化。隨著人們收入的不斷提高、財富的不斷增加,保值和分散化投資意識的不斷提高,也促進了這方面需求量的逐年增加。

(三)工業與高新技術產業

由於金特有的物化性質:具有極高抗腐蝕的穩定性;良好的導電性和導熱性;原子核具有較大捕獲中子的有效截面;對紅外線的反射能力接近100%;在金的合金中具有各種觸媒性質;還有良好的工藝性,極易加工成超薄金箔、微米金絲和金粉,很容易鍍到其他金屬、陶器及玻璃的表面上;在一定壓力下金容易被熔焊和鍛焊;可製成超導體與有機金等,使它廣泛應用於工業和現代高新技術產業中,如電子、通訊、宇航、化工、醫療等領域。

2.金的主要礦物:

自然金,Au,含金量84.96%。

針碲金銀礦,AuAgTe.含金量25.45%。

碲金礦,AuTe.含金量42.15%。

金汞齊AuHg.含金量56.91%。

3.金的礦床類型

礦床分類的目的在於應用,便於有效地指導礦床勘查和評價。金礦床分為9類即:

(一)產於礫岩中的金礦(蘭德礫岩型金礦);

(二)含金石英脈型(玲瓏式);

(三)糜稜巖帶中交代蝕變巖型(焦家式);

(四)中、新生火山機構中的金銀礦脈型(克里普爾克式);

(五)細粒浸染型(卡林型);

(六)鐵金建造型(東風山式);

(七)金砷建造型;

(八)含金塊狀硫化物型;

(九)砂金型。

前八類屬於巖金礦,即金礦產於原生的硬性岩石中,最後一類是砂金礦,多產於現代河流衝擊層中。

山東龍口趙家金礦屬於第(三)類糜稜巖帶中交代蝕變巖型(焦家式)

金礦。其形成過程:首先形成較大的由壓碎巖、糜稜巖組成的斷層破碎帶,然後沿這個破碎帶有含金的熱液貫入,隨著溫度的下降和環境的改變,在破碎帶中有硅質的交代和石英的沉澱,同時伴有黃鐵礦和金的沉澱,形成含金的礦脈或礦體。

4.金礦的工業指標

所謂礦產的工業指標是指在當前的技術經濟條件下,工業部門對礦產質量和開採條件所提出的要求,也是評定礦床工業價值、圈定礦體和計算儲量所依據的標準。

一般固體礦產工業指標的主要內容有:

邊界品位。是儲量計算圈定礦體時,對單個礦樣中有用組分含量的最低標準,用以區別礦與非礦的界限,有用組分含量低於邊界品位的樣品所代表的地段一般為圍巖或夾石。

工業品位。指單個勘探工程所揭露的單個塊段中主要有用組分平均含量的最低標準,作為劃分礦石品級、區分能利用儲量與暫不能利用儲量的標準之一。達到工業品位的礦石,技術上可行,經濟上合理,稱能利用(表內)儲量;介於邊界品位與工業品位之間的礦石,稱暫不能利用(表外)儲量。

最低可採厚度。對有開採價值的單層礦體的最小厚度(真厚)的標準。

夾石剔除厚度。礦體內等於或大於此厚度而含量低於邊界品位者,作為夾石剔出。此外,不同礦種或不同礦床,在工業指標中還需分別包括以下內容:

有害雜質允許的含量,如鍊鐵用的鐵礦石中有害組分硫的含量要求小於0.3%。

伴生有益組分的含量,如釩鈦磁鐵礦礦床中,伴生五氧化二釩的含量一般要求大於0.2%才具有經濟價值。

氧化礦、混合礦、原生礦的劃分標準。

礦石工業類型、品級劃分標準。

殘坡積礦淨礦率,如殘坡堆積鋁土礦礦床水洗後的“精礦”要求重達200~300千克/立方米。

礦床的可採寬度、底板坡度。

含礦係數,含礦帶或礦體內工業礦化部分與非工業礦化地段總長度的比值。

剝採比,露採礦床開採礦石與剝離廢石之比。

勘探深度,如水泥灰岩、建築石材礦床露採開採深度要求。

米百分值,是工業品位與最低可採厚度的乘積,用它圈定厚度小於可採厚度而品位高於工業品位的礦體。

礦石或礦物的物理技術性能方面的要求,如耐火粘土的耐火度,雲母的片度,石棉纖維的長度,建築石材的塊度,寶石的顏色、晶形、硬度、折光率、光澤等。

巖金礦工業指標:

原生礦:

邊界品位:1-2克/噸(10-6,ppm)

最低工業品位:2.5—4.5克/噸(10-6,ppm)

礦床平均品位:4.5—5.5克/噸(10-6,ppm)

可採厚度:≥0.8-1.5米

夾石剔除厚度:≥2-4米

無礦段剔除長度:上、下坑道對應10-15米,上下坑道不對應時20-30米

注:當礦石易採易選建設條件好的,品位指標取下限值,反之,取上限值;當礦床產狀陡取上限值。

氧化礦:

邊界品位:0.5—1克/噸(10-6,ppm)

最低工業品位:1—1.5克/噸(10-6,ppm)

可採厚度:≥0.8-1.5米

夾石剔除厚度:≥2-4米

無礦段剔除長度:上、下坑道對應10-15米,上下坑道不對應時20-30米

注:當礦石易採易選建設條件好的,品位指標取下限值,反之,取上限值;當礦床產狀陡取上限值。

5.金礦地質勘查工作程序

地質勘查最終目的是為礦山建設設計提供金礦資源/儲量和開採技術條件等必需的地質資料,以減少開發風險和獲得最大的經濟效益。巖金礦地質勘查工作分為預查、普查、詳查、勘探四個階段。

預查階段:依據區域地質和(或)遙感、物探、化探異常研究結果,進行初步野外觀測和(或)物探、化探工作,以極少量工程揭露和驗證,通過對比地質特徵相似的已知礦床,提出可供普查的礦化潛力較大地區。有足夠依據時可估算出預測的資源量。提交預查地質報告。

普查階段:對可供普查的礦化潛力較大地區、物探或化探異常區,採用地質填圖、數量有限的取樣工程及物探、化探工作,大致查明普查區內地質、構造概況;大致掌握礦體(層)的形態、產狀、質量特徵;大致瞭解礦床開採技術條件;進行金礦加工選(冶)性能類比研究,提交普查地質報告,對有詳查價值地段圈定出詳查區範圍。

詳查階段:對普查圈出的詳查區通過大比例尺地質填圖及各種勘查方法和手段進行比普查階段密的系統揭露和取樣工作,基本查明地質、構造,主要礦體形態、產狀、大小和礦石質量,基本確定礦體的連續性,基本查明礦床開採技術條件,對礦石的加工選(冶)性能進行類比或實驗室流程試驗研究,進行預可行性研究,做出是否具有工業價值的評價。提交詳查地質報告,圈出勘探區範圍,作為勘探工作、礦山總體規劃、礦山項目建議書和直接開採利用的中、小型礦山設計的依據。

勘探階段:對已知具有工業價值的礦床或經詳查圈出的勘探區,通過加密各種採樣工程(其間距足以肯定礦體(層)的連續性),詳細查明礦體的形態、產狀、大小、空間位置和礦石質量特徵。詳細查明礦床開採技術條件,對礦石的加工選(冶)性能進行實驗室流程試驗或實驗室擴大連續試驗,進行可行性研究,提交勘探地質報告,為礦山設計提供依據。

金礦床開發利用條件:

包括礦床水文地質、工程地質、環境地質和其他開採技術條件。

6.金礦床勘查類型的劃分及勘查間距的確定

礦床勘查類型根據礦體的規模、形態變化程度、厚度穩定程度、礦體受構造和脈岩影響程度和主要有用組分分佈均勻程度等因素來劃分,實踐中以不同礦段中主礦體為主確定勘查類型。礦床勘查類型應隨勘查進程和地質認識的不斷深化而適時調整。

我國的巖金礦床劃分為三個勘查類型:

l)第Ⅰ勘查類型(簡單型)。礦體規模大,形態簡單,厚度穩定,構造、脈岩影響程度小,主要有用組分分佈均勻的層狀—似層狀、板狀一似板狀的大脈體、大透鏡體、大礦柱。屬於該類型的礦床有山東焦家金礦床1號礦體、山東新城金礦床。

2)第Ⅱ勘查類型(中等型)。礦體規模中等,產狀變化中等,厚度較穩定,構造、脈岩影響程度中等,破壞不大,主要有用組分分佈較均勻的脈體、透鏡體、礦柱、礦囊。屬於該類型的礦床有河北金廠峪金礦床Ⅱ-5號脈體群、河南文峪金礦床。

3)第Ⅲ勘查類型(複雜型)。礦體規模小,形態複雜,厚度不穩定,構造、脈岩影響大,主要有用組分分佈不均勻的脈狀體、小脈狀體、小礦柱、小礦囊。屬於該類型的礦床有河北金廠峪金礦床Ⅲ—2號脈、山東九曲金礦床4號脈、廣西古袍金礦床志隆l號脈等。

龍口趙家金礦在勘查時確定為第一類型,因規模較小,劃為第一類型似有些勉強。

勘查工程間距

1工程間距是指最相鄰勘查工程控制礦體的實際距離,其間距應根據反映礦床地質條件複雜程度的勘查類型來確定。首先要看礦體整體規模,並結合其主要因素確定工程間距,視實際情況,該間距可以縮小一半或擴大一倍。當礦體沿走向和傾向的變化不一致時,工程間距要適應其變化;礦體出露地表時,地表工程間距應比深部工程間距適當加密。

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2.工程間距通常採用同類礦床類比的方法確定。也可依據已完工的勘查成果,運用地質統計學的方法確定。

7.金礦床的經濟可行性評價

1.概略研究:是在收集國內外黃金市場的供求現狀,在已取得的勘查成果及掌握了可形成一定生產規模的資源量的基礎上,對礦區自然經濟狀況、交通運輸、供水、供電等進行了解,結合環境汙染及其治理的可能性,通過技術經濟論證,判定礦床是否轉人詳查和確定未來的投資機會。概略研究主要是靠分析已取得的地質資料,類比已知礦床,推測礦床規模、礦石質量和開採利用的技術條件,結合礦區的自然經濟條件、環境保護等,以我國類似企業的技術經濟指標或按擴大指標對礦床做出技術經濟評價。

2.預可行性研究:在礦床詳查工作的基礎上,對礦石的加工選(冶)性能已完成了實驗室流程試驗或實驗室擴大連續試驗,基本查明瞭礦區水文地質、工程地質及環境地質情況,在礦區交通運輸、供電、供水等方面可提供較為詳盡的調查資料。可行性研究要比較系統地對國內外市場進行調查,對國內外黃金的供求情況、產品類別、質量要求、價格升降變化趨勢做出初步預測。根據巖金礦勘查階段探求的礦產資源/儲量及礦床地質特徵,以及礦區自然經濟條件,借鑑類似礦山企業的實踐經驗,初步提出擬建礦山的建設規模、產品方案、礦山總體建設輪廓和工藝加工技術的原則方案,主要工程量和設備以及生產成本,估算總投資。預可行性研究的內容與可行性研究相同,只是研究深度存在一定差別,一般採用內部收益率、淨現值和動態的投資回收期等經濟評價指標,進行動態的經濟分析。

3.可行性研究:是對礦床開發經濟意義的詳細評價,應具備的條件是:在礦床勘探工作中,對礦區的開採技術條件已達到詳細查明,對礦石的加工選(冶)性能已提交了擴大性試驗或半工業性試驗報告,已詳細瞭解了礦區的交通運輸、供水、供電等方面情況以及開採對環境影響的評價資料,對國內外該礦產資源的形勢、供求現狀以及價格情況已進行了較充分的研究,對開發該礦產投資的籌措渠道有了可靠的方向。可行性研究工作是綜合論證一個工程項目在技術上是否先進、實用可靠,經濟上是否合理,財務上是否贏利,從而決策項目是否可行的一項全面調查研究工作。可行性研究對礦產資源/儲量要給予特別的重視。首先要認真對國內、外金礦礦產資源/儲量的生產和消費進行調查、統計、分析;對國內、外市場的需求量、產品價格、競爭能力進行分析研究和預測。要充分考慮地質、工程、環境、法律和政府的政策導向帶來的影響。對企業的生產規模、開採方式、開拓方案、選(治)工藝流程、產品方案、主要設備的選擇、供水、供電、總體佈局和環境保護等方面進行深入的分析計算和多方案比較,並根據當時的市場價格,確定投資、生產經營成本、銷售收人、利潤和現金流人流出等。成本要反映近年來的實際水平。評價指標一般採用內部收益率、淨現值、動態的投資回收期等指標進行動態分析,從而得出擬建礦山是否應該建設以及如何建設的基本認識。通過可行性研究,為主管部門及法人投資決策、編制和下達設計任務書、確定工程項目建設計劃,以及為探獲的礦產資源/儲量的認定等提供依據。

8.金礦儲量的分類

8.1儲量:是指經過詳查或勘探,地質可靠程度達到了控制的或探明的,進行了預可行性或可行性研究,扣除了設計和採礦損失後,能實際採出的儲量並在計算當時開採是經濟的。儲量是基礎儲量中的經濟可採部分,根據礦產勘查階段和可行性研究階段的不同,儲量又可分為:探明的可採儲量(lll)、探明的預可採儲量(121)及控制的預可採儲量(122)三個類型。

8.2.基礎儲量:經過詳查或勘探,地質可靠程度達到了控制的或探明的,並進行過預可行性或可行性研究。基礎儲量分為兩種情況,一是經預可行性研究屬經濟的,但未扣除設計、採礦損失(lllb、121b、122b);二是既未扣除設計、採礦損失,又經預可行性或可行性研究屬邊際經濟的(2Mll、2M21、2M22)。

8.3.資源量:可分為三種情況,一是凡僅作了概略研究的,無論其工作程度多高,統歸為資源量(331、332、333);二是工作程度達到詳查或勘探,但預可行性或可行性研究證實為次邊際經濟的(2Sll、2S21、2S22);三是經預查工作發現的潛在礦產資源(334)?。

9.礦產資源儲量類型

9.1探明的可採儲量(111):即探明的經濟基礎儲量的可採部分。是指在已按勘探階段要求加密工程的地段,在三維空間上詳細圈定了礦體,肯定了礦體的連續性,詳細查明瞭礦床地質特徵、礦石質量和開採技術條件,並有相應的礦石加工選(冶)試驗成果,已進行了可行性研究,包括對開採、選(冶)、經濟、市場、法律、環境、社會和政府因素的研究及相應的修改,證實其在計算的當時開採是經濟的。計算的可採儲量及可行性評價結果的可信度高。

9.2探明的預可採儲量(121):探明的經濟基礎儲量的可採部分。是指在已達到勘探階段加密工程的地段,在三維空間上詳細圈定了礦體,肯定了礦體連續性,詳細查明瞭礦床地質特徵、礦石質量和開採技術條件,並有相應的礦石加工選(冶)試驗成果,但只進行了預可行性研究,表明當時開採是經濟的。計算的可採儲量可信度高,可行性評價結果的可信度一般。

9.3控制的預可採儲量(122):即控制的經濟基礎儲量的可採部分。是指在已達到詳查階段工作程度要求的地段,基本上圈定了礦體三維形態,能夠較有把握地確定礦體連續性的地段,基本查明瞭礦床地質特徵、礦石質量、開採技術條件,提供了礦石加工選(冶)性能條件試驗的成果。對於工藝流程成熟的易選礦石,也可利用同類型礦產的試驗成果。預可行性研究結果表明開採是經濟的,計算的可採儲量可信度較高,可行性評價結果的可信度一般。

9.4探明的(可研)經濟的基礎儲量(111b):它所達到的勘查階段、地質可靠程度、可行性評價階段及經濟意義的分類同9.1所述,與其惟一的差別在於本類型是用未扣除設計、採礦損失的數量表述。

9.5探明的(預可研)經濟的基礎儲量(121b):它所達到的勘查階段、地質可靠程度、可行性評價階段及經濟意義的分類同9.2所述,與其惟一的差別在於本類型是用未扣除設計、採礦損失的數量表述。

9.6控制的(預可研)經濟基礎儲量(122b):它所達到的勘查階段、地質可靠程度、可行性評價階段及經濟意義的分類同9.3所述,與其惟一的差別在於本類型是用未扣除設計、採礦損失的數量表述。

9.7探明的(可研)邊際經濟基礎儲量(2M11):是指在達到勘探階段工作程度要求的地段,詳細查明瞭礦床地質特徵、礦石質量、開採技術條件,圈定了礦體的三維形態,肯定了礦體連續性,有相應的加工選(冶)試驗成果。可行性研究結果表明,在確定當時,開採是不經濟的,但接近盈虧邊界,只有當技術、經濟等條件改善後才可變成經濟的。這部分基礎儲量可以是覆蓋全勘探區的,也可以是勘探區中的一部分,在可採儲量周圍或在其間分佈。計算的基礎儲量和可行性評價結果的可信度高。

9.8探明的(預可研)邊際經濟基礎儲量(2M21):是指在達到勘探階段工作程度要求的地段,詳細查明瞭礦床地質特徵、礦石質量、開採技術條件,圈定了礦體的三維形態,肯定了礦體連續性,有相應的礦石加工選(冶)性能試驗成果;預可行性研究結果表明,在確定當時,開採是不經濟的,但接近盈虧邊界,待將來技術經濟條件改善後可變成經濟的。其分佈特徵同2Mll,計算的基礎儲量的可信度高,可行性評價結果的可信度一般。

9.9控制的預可研邊際經濟基礎儲量(2M22):是指在達到詳查階段工作程度的地段,基本查明瞭礦床地質特徵、礦石質量、開採技術條件,基本圈定了礦體的三維形態;預可行性研究結果表明,在確定當時,開採是不經濟的,但接近盈虧邊界,待將來技術經濟條件改善後可變成經濟的。其分佈特徵類似於2M1l,計算的基礎儲量可信度較高,可行性評價結果的可信度一般。

9.10探明的(可研)次邊際經濟資源量(2S11):是指在勘查工作程度已達到勘探階段要求的地段,地質可靠程度為探明的;可行性研究結果表明,在確定當時,開採是不經濟的,必須大幅度提高礦產品價格或大幅度降低成本後,才能變成經濟的,計算的資源量和可行性評價結果的可信度高。

9.11探明的(預可研)次邊際經濟資源量(2S21):是指在勘查工作程度已達到勘探階段要求的地段,地質可靠程度為探明的;預可行性研究結果表明,在確定當時,開採是不經濟的,需要大幅度提高礦產品價格或大幅度降低成本後,才能變成經濟的。計算的資源量可信度高,可行性評價結果的可信度一般。

9.12控制的次邊際經濟資源量(2S22):是指在勘查工作程度已達到詳查階段要求的地段,地質可靠程度為控制的;預可行性研究結果表明,在確定當時,開採是不經濟的,需大幅度提高礦產品價格或大幅度降低成本後,才能變成經濟的。計算的資源量可信度較高,可行性評價結果的可信度一般。

9.13探明的內蘊經濟資源量(331):是指在勘查工作程度已達到勘探階段要求地段,地質可靠程度為探明的,但未做可行性研究或預可行性研究,僅做了概略研究,經濟意義介於經濟的一次邊際經濟的範圍內,計算的資源量可信度高,可行性評價可信度低。

9.14控制的內蘊經濟資源量(332):是指在勘查工作程度已達到詳查階段要求的地段,地質可靠程度為控制的,可行性評價僅做了概略研究,經濟意義介於經濟的一次邊際經濟的範圍內,計算的資源量可信度較高,可行性評價可信度低。

9.15推斷的內蘊經濟資源量(333):是指在勘查工作程度只達到普查階段要求的地段,地質可靠程度為推斷的,資源量只根據有限的數據計算的,其可信度低。可行性評價僅做了概略研究,經濟意義介於經濟的一次邊際經濟的範圍內,可行性評價可信度低。

9.16預測的資源量(334)?:依據區域地質研究成果、航空遙感、地球物理、地球化學等異常或極少量工程資料,確定具有礦化潛力的地區,並和已知礦床類比而估計的資源量,屬於潛在礦產資源,有無經濟意義尚不確定。

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