Quantitative Prediction for Deep Mineral Exploration

On reviewing the characteristics of deep mineral exploration, this article elaborates on the necessity of employing quantitative prediction to reduce uncertainty. This is caused by complexity of mineral deposit formational environments and mineralization systems as increase of exploration depth and incompleteness of geo-information from limited direct observation. The authors wish to share the idea of "seeking difference" principle in addition to the "similar analogy" principle in deep mineral exploration, especially the focus is on the new ores in depth either in an area with discovered shallow mineral deposits or in new areas where there are no sufficient mineral deposit models to be compared. An on-going research project, involving Sn and Cu mineral deposit quantitative prediction in the Gejiu (个旧) area of Yunnan (云南) Province, China, was briefly introduced to demonstrate how the "three-component" (geoanomaly-mineralization diversity-mineral deposit spectrum) theory and non-linear methods series in conjunction with advanced GIS technology, can be applied in multi-scale and multi-task deep mineral prospecting and quantitative mineral resource assessment.     

深部找矿和深部探测中钻探技术的挑战与对策

近10年来,随着钻探工作量大幅度增加,施工的深孔、特深孔数量急剧增长;作为地壳探测工程前期准备的深部探测技术与实验研究专项即将全面完成,万米级科学钻探工程将提上议事日程;这对钻探技术和装备提出了前所未有的挑战。就钻探技术的新进展,深孔、特深孔钻探存在的问题及解决对策进行了初步探讨。     

深部找矿钻探技术探讨

随着矿产资源的不断勘探和开采,浅部矿产资源已开采殆尽,深部找矿已经是我国地质找矿事业的发展方向,而深部钻探技术是深部找矿的主要技术手段。在阐述国内外深部地质钻探技术现状的基础上,分析了我国深部钻探技术面临的井身结构较复杂、岩心钻机提升能力受限钻孔易斜和钻进效率低等难题,提出了优化简配石油钻机设施、上覆地层快速全面钻进、配套绳索取心工艺技术和实施定向钻探技术等对策,为深部找矿钻探指出了方向。结合ZJ40钻机施工慈页1井成功实例,说明了深部钻探技术在实践的应用。     

安徽省铜陵焦冲Au矿床地质-地球化学建模与深部找矿

长江中下游地区是我国重要的Cu(Au)成矿带,位于该区的安徽省铜陵矿集区是我国深部找矿示范重点攻关地段,而焦冲金矿是铜陵矿集区中的典型金矿,且位于铜陵狮子山矿田西南找矿有利远景区。利用GOCAD建模技术方法,以焦冲矿区-420 m至-820 m的中段图、钻孔数据为依据,建立了研究区矿体、含矿岩体和岩性地层三维模型。在此基础上,结合矿床地质特征,分析了含金黄铁矿标型矿物热电性特征与规律,圈定了两个找矿有利靶区。研究成果对于研究区深部靶区优选和工业采矿具有重要的参考价值,对长江中下游地区深部找矿技术发展起到示范作用。     

中新生代盆地深部地质流体及铀成矿作用

随着在哈萨克斯坦楚·萨雷苏盆地坎茹甘、莫英库姆、托尔特库杜克等砂岩型铀矿中发现了成矿溶液(热流体)来自深源的地质证据后,伴随着中新生代盆地后期次造山作用的活化改造,深源热流体在砂岩型铀矿成矿中的重要性越发显现出来。文章简述了中新生代盆地地质流体的来源与性质,归纳了盆地流体的3种类型和运移方式,总结了盆地深源热流体铀成矿的主要特征,并就我国北方中新生代盆地可能存在的深部地质流体及铀成矿作用进行了探讨,以期在勘查工作中开拓视野、创新思路、实现找矿新的突破。     

贵州东南部深部构造与区域矿产的关系

该文主要根据贵州东南部1：20万区域重力资料并利用其他地球物理资料初步推断了该地区的深部构造；结合区域矿产资料，用区域成矿学的新观点，探讨了该区深部构造与成矿区带的关系及其对矿床成矿系列和分布的控制，从中总结出一些规律性的认识。     

中国大陆深探测的大地电磁测深研究

通过对地震波速度、密度、磁性、导电性等物理场进行观测,研究地壳与上地幔的物性与结构特征,将为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题提供科学依据,同时也将为寻找深部大型矿床提供信息。大地电磁深探测方法作为研究地球壳幔电性结构的主要地球物理方法,在国内外完成了大量探测工作,取得了许多重要的研究成果。在研究壳幔构造方面,大地电磁法和地震方法一起被视为两大支柱方法,在世界范围内解决大陆动力学问题方面已有许多成功的应用范例。但由于大地电磁探测以天然电磁场作为场源,在矿集区等强干扰地区往往很难采集到高信噪比的数据,抗干扰能力较弱。同时,大地电磁与地震数据的约束反演以及联合解释目前尚没有达到实用化,这些都限制了大地电磁数据的处理及解释精度。"深部探测技术与实验研究"(SinoProbe)专项下属的"深部探测技术实验与集成"项目将选择青藏高原、西部造山带与华南山区结晶岩等复杂地质条件和不同人文干扰水平地区,以大地电磁探测与地震探测作为主要手段,研究深部精细地球物理探测技术的集成,并且通过实验剖面研究这些实验区的壳幔结构特征。其中的"大地电磁测深大剖面观测实验与壳/幔三维电性研究"课题,将通过在实验区的大地电磁观测实验,研究适用于不同地质条件及干扰水平地区的大地电磁数据采集方法技术以及精细处理与反演方法,同时探讨大地电磁数据与地震数据的约束反演以及联合解释。该研究将提高深部地球物理探测精度,为深部精细地球物理探测方法技术集成以及区域地球物理精细探测提供范例。已经完成的青藏高原东北缘西秦岭造山带和福建结晶岩地区的大地电磁观测试验表明,在这些典型地质构造区域,虽然存在施工困难,干扰水平大等各种不利因素,但只要采取合适的野外观测技术,并通过数据精细处理与反演计算,是能够获得高质量的大地电磁数据以及可靠的电阻率分布模型。试验所取得的成果,将为实现"深部探测技术实验与集成"项目科学目标和研究任务提供重要的技术支撑与保障。     

综合物探方法在深部找矿工作中的应用

在深部矿产资源勘查中,地球物理勘探是最重要的技术手段之一,应用综合物探方法在寻找深部金属矿中取得了显著的地质效果。通过几个典型案例的介绍,综合物探在深部找矿工作中具有较高的推广应用价值。     

基于井中垂直磁场的可控源电磁法深部矿产探测研究

我国浅部可用矿产资源量日益枯竭,如何提高深部矿产探测效果是亟待解决的重要问题。然而对于深部资源的探测,受限于地面地球物理勘探技术的探测精度、深度以及抗干扰能力,传统的电磁法难以在地表准确探测到深部隐伏矿的有用信息。为提高可控源电磁法（CSEM）的分辨率,本文利用矿井作为接收电磁总场响应的测点位置,采集井中垂直磁场数据BZ,获取地下电导体三维空间分布信息。采用有限差分法正演研究不同矿井位置对异常体的正演响应,结果表明矿井越靠近地下异常体边界,响应越大。基于有限内存拟牛顿法（LBFGS）所实现的快速三维反演,进一步证实井中磁场数据可以有效提升对深部空间信息的识别。最后,井中磁场数据与地面磁场数据结合起来实施的联合反演,实现了从浅到深的高精度成像,为实际深部矿产勘探提供了理论支撑。     

Assortment of Deep Mantle Fluids and Their Products in Kimberlites from China

Based on studies of petrography, mineralogy and mineral chemistry, deep mantle fluids and their products in kimberlites and diamonds can be assorted into the ultradeep fluid-transmitted minerals with an oxygen-free feature, the deep fluid metasomatized-minerals characterized by enrichment in TiO2, K2O, BaO, REE and Fe3+, and the deep fluid-reformed minerals. The three types show a successive descent in fluid origin depth and metasomatism strength, and they have brought forth a series of corresponding metasomatic products.     

我国深部找矿研究进展综述

进入21世纪以来,深部矿已成为我国矿产勘查的重要对象,从而标志着矿产勘查进入了一个新的阶段.由于深部矿相对浅部矿具有埋深大、矿化信息弱、综合地质研究程度低的特点,使传统成矿理论的指导作用和勘查技术方法应用的有效性受到较大的影响,造成深部矿勘查的难度加大.为了减少深部矿勘查的盲目性和风险性,人们重视和加强了深部找矿地质成矿理论和技术方法的研究,并取得了一定的进展.研究资料表明,成矿系统、第二矿化富集带、矿床成矿深度厘定、矿床深部成矿特征、矿田深部构造以及深部找矿前景的定量评价等研究内容已成为当前我国深部找矿工作中地质成矿理论研究的热点,大深度物探技术和深穿透的化探新方法、高分辨率航卫遥感技术以及大深度的钻探技术等方法的研制和应用已成为深部找矿技术的发展方向.     

个旧超大型锡铜多金属矿床成矿多样性与深部找矿

云南个旧超大型锡铜多金属矿床总体表现为以燕山期多次岩浆热液叠加改造为成矿主线, 断裂构造提供导矿通道和储存空间, 岩浆热液作用于个旧组碳酸盐岩、玄武岩, 不同围岩条件以及元素化学性质不同所形成的组合分带造就了成矿多样性, 查明花岗岩体及岩性组合、褶皱与断裂构造、围岩岩性的三维空间分布是找矿预测的关键.高精度重磁结合多功能电法探测揭示岩性界面和赋矿空间, 利用断裂构造原生晕异常特征识别深部隐伏矿床是有效的找矿方法组合, 存在于已系统勘探地区外围的层间氧化矿或脉状矿、岩体与围岩接触带矽卡岩型多金属硫化物矿和岩体内部蚀变岩型锡铜多金属矿是个旧地区今后深部找矿的重要方向.      

反射地震技术在成矿地质背景与深部矿产勘查中的应用：现状与前景

矿床是地球演化过程中特定阶段、特定地质环境下形成的,深部结构、构造和动力过程是控制成矿作用的关键因素。成矿带或矿集区现今的地壳结构、构造保留着其演化动力学过程留下的痕迹,通过对不同深度地壳结构的探测,不仅可以提供成矿系统(成矿物质来源、迁移路径和存储空间)形成时期的构造背景和成矿地质环境信息,还可以直接追踪控矿构造的延深,甚至直接发现深部矿体。反射地震是深部探测的核心技术,应用于大陆地壳结构探测和油气勘探已经有近百年的历史,但应用于成矿学的研究和深部金属矿勘查只有二十几年。本文回顾了近年反射地震技术在区域成矿背景、矿集区深部3D结构和深部找矿勘查中取得的重要进展,讨论了该技术在应用中存在问题和下一步技术发展方向,为我国"地壳探测工程(SinaProbe)"在重点成矿带和矿集区开展立体探测提供一些借鉴。     

小口径深孔钻探冲洗液循环阻力测算

小口径深孔钻进是目前地矿勘探主要的钻探方式。但由于其本身具有的特点,憋泵在工程实际中普遍遇到,如何科学地计算小口径深孔的循环阻力,提高循环减阻能力是亟待解决的技术难题。从钻探实际问题出发,通过建立流体力学模型,理论推导了钻杆内部和环空间的循环阻力计算公式,依托具体工程实例分析并提出了提高循环减阻能力的技术措施和对策。     

适用于中深层-深层页岩气的高压吸附模型

我国目前开发的中深层-深层页岩气藏储层压力高.低压下的吸附实验和理论难以满足勘探开发的需要.针对这一问题,对Uniform Langmuir模型进行了修正,发展了一个适用于中深层-深层页岩气的高压吸附模型,即修正的Uniform Langmuir（Unilan）模型.然后,利用文献发表的高压吸附实验数据对修正的Unilan模型进行了验证,并与其他高压吸附模型进行了对比,发现:相对于其他高压吸附模型,修正的Unilan模型具有拟合参数少和精度高的优点.最后,基于拟合得到的Unilan模型参数,结合页岩样品矿物组成,开展了模型参数分析,发现:有机质和黏土矿物对页岩气吸附均有贡献;吸附达到饱和时的吸附相体积大于微孔体积且小于总孔体积;吸附熵变主要与吸附态甲烷分子-页岩的相互作用强度有关.      

Deep Tectonic Processes and Superaccumulation of Metals Related to Granitoids in the Nanling Metallogenic Province, China

The Nanling region is an important nonferrous and rare metal metallogenic province in South China, in which most of the deposits are related to granitoids in genesis. It covers southern Hunan, southern Jiangxi, Guangxi, Guangdong and Fujian provinces, with a total area of about 550,000 km2. This metallogenic province is well known in the world for its rich tungsten and tin resources. In the past 40-odd years, a vast amount of mineral exploration activities and studies of the geology of mineral deposits have been carried out and great achievements obtained in the province. This paper is focused on a discussion about the deep tectonic processes in the orogenic belt during the Mesozoic and their contribution to the superaccumulation of metals. Tectonically, this metallogenic province is composed of three units: (1) the marginal continental orogenic belt in the Southeastern Coast fold system in the Yanshanian; (2) the intercontinental orogenic belt in the collision suture belt between the Yangtze and Cathaysian plates mainly in the Caledonian; and (3) the intracontinental orogenic belt induced by subduction of the ocean crust and delimination of the mantle lithosphere in the Yanshanian. It is suggested that superaccumulation of metals in this metallogenic province was caused by the existence of mantle rooted tectonics at the depth based on comprehensive studies of geophysical information of seismic, geothermal and magnetotelluric surveys in Nanling and its adjacent areas. The Xihuashan wolframite quartz vein deposit, the Shizhuyuan W, Sn, Mo, Bi greisen-skarn deposit and the Dachang tin-polymetallic deposit are three typical examples of the deep tectonic processes. However, this kind of deep tectonic processes only act as the "engine" of the superaccumulation of metals, which means that they should have to correspond with the super-crust ore-controlling pattern of "lines-rows-clusters" (L-R-C). This recognization is expected to play an important role in assessment of mineral resources in this province.     

广西花山铀矿床氧化带中铀酰矿物特征、成因及其勘查指示意义

本文分析了广西花山铀矿床氧化带中铀酰矿物的类型、组合及赋存特征,探讨铀酰矿物的成因机制及其对深部铀矿体勘查的指示意义。研究发现,花山铀矿床氧化带中铀酰矿物的类型非常复杂,长冲、白石脚和糙米坪等三个矿点出现不同的铀酰矿物组合。长冲矿点发育准钙铀云母、钙铀云母和硅钙铀矿等铀酰磷酸盐和铀酰硅酸盐组合,铀酰矿物的阳离子组分以富Ca为特点;白石脚矿点出现硅铅铀矿和斜磷铅铀矿等铀酰硅酸盐组合,铀酰矿物的阳离子组分以富Pb为特点;糙米坪矿点出现翠砷铜铀矿、铜铀云母和脂状铅铀矿等铀酰磷酸盐、铀酰砷酸盐和铀酰氢氧化物组合,铀酰矿物的阳离子组分以富Cu和As等为特点。花山铀矿床中的铀酰矿物是原生铀矿物(推断为沥青铀矿)在氧化环境下发生次生沉淀作用而形成的,三个矿点铀酰矿物组合的差异归因于原生铀矿体元素地球化场、地下水中络阴离子类型和地下水介质pH环境等多种因素的耦合。研究认为,铀矿床氧化带中的铀酰矿物对于指导深部盲矿勘查具有一定的指示意义。在花山地区,铀酰矿物沿断裂带出现大规模的垂向分布,它的发育位置大致记录了原生铀矿体的产状特征,而铀酰矿物的含量和类型则有助于提供原生铀矿石品位和硫化物含量等重要的成矿信息。本研究预测,在花山矿区内的糙米坪和白石脚矿点仍然存在发现氧化型铀矿体的良好潜力。     

航空电磁法在深部铀矿勘查的应用前景探讨

简单介绍了航空电磁勘查技术的基本理论,并结合该方法的国内外铀及多金属矿产勘查实例,分析该方法的应用效果,并探讨航空电磁技术应用于我国深部铀矿勘查的前景,为铀矿勘查提供方法技术参考。     

胶东黑岚沟金矿田黄铁矿热电性研究及深部成矿预测

黑岚沟金矿田位于胶东中部栖霞-蓬莱金成矿带北段,区内发育黑岚沟、河西、侯各庄、初格庄等多个石英脉型金矿。其金矿化主要出现在含黄铁矿和多金属硫化物的石英脉中。黄铁矿是主要的载金矿物。因此,基于黄铁矿热电性标型特征指导找矿勘查具有实际意义。采用新型原位矿物热电仪进行黑岚沟金矿集区46件主成矿阶段黄铁矿的热电性测试,结果表明,在该区-170～-616 m标高内,黄铁矿热电导型P型率大多在90%以上,暗示目前揭露的矿体仍然处于矿床上部或顶部;特别是热电系数主要集中在200～350 μV·℃-1,且其离散性较大,推测矿床垂向延伸较大;通过热电系数计算成矿垂向延伸指数平均值为30.4%,该值也说明目前探采部位属于矿床上部。综合分析,认为黑岚沟金矿田深部仍然具有较大的成矿潜力。     

基于深度信念网络的地质实体识别方法

地质实体作为地质信息表达的核心要素,对其准确识别是地质文本数据挖掘和应用的重要基础。本文通过分析各种类型文本数据中地质实体信息的描述特点,构建了地质实体信息的标注规范和语料库,设计了基于深度信念网络(Deep Belief Networks)的地质实体识别模型,解决了文本数据中地质实体信息的结构化、规范化处理问题。以矿产资源地质调查报告为实验数据,对本文的地质实体识别方法性能进行了评估分析。结果表明,深度学习模型能够在较小规模语料库的基础上,达到较好的地质实体识别性能。