取样钻技术在分水岭金矿普查中的应用研究

李全增,李伟龙,王 楠,孙 洋,刘毓龙

（吉林省第六地质调查所，吉林 延吉 133000）

前言

在贯彻落实“绿水青山就是金山银山”的基本理念的背景下，对传统地质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坏已不适应当前的新发展理念，绿色勘查取样钻技术代替槽探工程评价物化探异常、追索燮制矿化体成为了必然的发展趋势。结合取样钻技术在汪清分水岭地区蚀变岩型金矿普查工作情况，进一步提出了以钻代槽在矿产勘查中的可行性及优缺点[1]。

1 矿区地质概况

勘查区出露的主要地层有古生界中二叠系海相化学沉积岩、滨海相陆源碎屑岩及陆相沉积泥岩、砂岩及火山岩[2]。中生界白垩系屯田营组及泉水村组陆相火山熔岩、碎屑岩及新生界第四系现代河床堆积的冲洪积物。

矿区内岩浆岩具多期次侵入的特点，多期次的岩浆岩侵入形成了与成矿关系密切的中酸性混杂岩体，主要为呈岩基状产出的石英闪长岩，其次为呈小岩株状、透镜体状、脉状分布的微细粒闪长岩、花岗闪长岩、闪长玢岩等。但与成矿关系密切的为呈东西向产出的石英闪长岩。勘查区地质简图见图1。

图1 勘查区地质简图

2 工程布置及成效

2.1 布置方案

本次工作在充分总结研究了勘查区成矿地质条件、成矿规律及物化探地表找矿指示信息基础上，垂直含金岩性接触构造带走向布置勘查工程，取样钻工程按照线距80 m，局部加密至40 m 布置于勘查剖面线上，孔距以两侧大间距探索燮制矿化蚀变带宽度（一般为10～20 m 不等），待发现矿化蚀变带后再逐步向中心加密燮制至岩性接触带1 m 为原则。

2.2 主要成效

取样钻代替槽探工程揭露评价了Au-5、Au-6、Au-2、Au-1、Au-7、Au-3号土壤地球化学异常，验证了石英闪长岩与白垩系火山岩、二叠系浅变质岩系地层接触带的含金性。在晚白垩世侵入岩与白垩世火山岩地层接触带中圈定1 条含金蚀变带（编号为Ⅰ-1），矿化蚀变类型以硅化、黄铁矿化、绢云母化、褐铁矿化、碳酸盐化为主，在Ⅰ-1 号含金蚀变带内圈定一处金矿体（编号为①号）， 由 CZ31-6、CZ35-5、CZ39-13 号 孔 燮制，品位分别为0.60×10-6、2.16×10-6、5.44×10-6。沿走向燮制长度约160 m，宽度约1.5 m，见图2。

图2 Ⅰ-1 号蚀变带地表采样平面图

3 取样钻应用存在的问题及建议

3.1 送水系统问题

美国绍尔背包式取样钻机强调设备轻便、灵活、一体化的要求，绍尔钻机的送水系统是采用人工作业，水量及水压极不稳定。然而钻进时需要大量的水及一定的水压，仅靠人工作业不能满足钻机钻进用水的要求，直接影响了施工进度及岩心采取率，且大大降低了钻头的使用寿命。因此建议采用担架式水泵机供水，选用抗压在4～6 atm 的软细高压水管线供水，可提供供水扬程800～1 000 m，能够保证持续的供水，基本能够满足钻机正常钻进用水的需求。

3.2 钻具工艺问题

本次工作钻进的岩层为硬度较强的强硅化蚀变岩，原厂金刚石钻头平均使用寿命为正常钻进50～100 m/个，采购原厂金刚石钻头较昂贵，约1 000 元/个，建议利用国产市面常用的金刚石水钻钻头替代原厂金刚石钻头，水钻钻头平均寿命为正常钻进30～60 m/个，约40 元/个，大大降低了地勘成本的投入。

美国绍尔背包式取样钻钻进深度一般不超过15 m，勘查的目的只能达到评价近地表基岩的含金性，代替槽探揭露查证物化探异常，然而地表岩层往往风化较强，取芯困难。原厂钻具工艺钻具长75 cm/根，频繁提钻更换钻具往往造成套管以下塌方，再次下入钻具受阻，底部呈跳跃式钻进，建议加工套管以下相配套的1.0～1.5 m 钻具，以便套管以下一次性提取基岩岩心。

4 取样钻应用的特点

（1） 取样钻代替槽探评价物化探异常具有成本相对低、效率高的特点。

（2） 取样钻虽能够代替槽探工程对目标物进行评价，但无法进行水平方向连续取样，对目标物的燮制程度有限。

（3） 取样钻对产状较陡的矿化蚀变带评价效果欠佳，往往无法穿透矿化体的顶底板。

（4） 取样钻只能验证点位的含金性，当矿化带的宽度小于布设的孔位间距时，会导致遗漏脉状矿体[3]。

5 取样钻工作技术要求

取样钻代替槽探开展地表浅部勘查评价工作需要对可行性进行研究，应充分实地调查后对拟布设的槽探工作区按照一定的网度进行取样钻孔位设计，目的是解决槽探施工受限及土壤环境要求较高地区无法开展揭露工作。

取样钻的布设应合理考虑目标物的空间分布状态，按照一定的网度进行布设，可大网度先期燮制，根据分析结果再加密燮制，逐步达到评价地质体的目的。

取样钻的布设应重点考虑岩层的走向及倾角，依据钻探深度确定钻孔间距，以地质剖面作为取样钻工程布设勘探线，布孔可采用探索孔、追索孔、验证孔循序渐进的工作方法[4]。

取样钻重点应厘清标志层、矿化体的产状问题，目前厘定标志层产状的方法主要通过对钻孔岩心详细编录明确地质体倾角，在地质体关键部位施工3 孔(或采用十字形布孔)，确保穿过同一层位的标高，利用计算机精准获取地质体倾向，当标志层不明显时，可利用同一钻孔连续三次进尺(或任意三个钻孔)的数据迭进，计算求得地质体产状。通过在两个相邻剖面上施工钻孔，对同一标志层或矿化体，剖面间连线为其走向，在同一剖面上施工第二个小角度钻孔可确定标志层倾角(图3),计算公式如下

图3 剖面法产状测量示意图

式中:α 为标志层视倾角;β 为钻孔倾角;L 为钻孔距标准层的斜距。

取样钻由于工艺的特殊性，所截取的岩心直径较小，一般在38～40 mm 间，为保证样品送检重量要求，应拍照留取标本后全部送检。

取样钻采样应严格按照分层部位取样，重点采集残积层及基岩样品，采样介质一般为基岩的完整样及分化较强的岩石碎块及岩屑等。

取样钻编录应严格按照《固体矿产勘查原始地质编录规程》DZ/T0078-2015 中采样钻地质编录要求进行，对各分层岩性特征、厚度、岩心采取率详细描述，岩心采取率应参考钻探采取率要求凡是取岩（矿）心的钻孔，岩心采率一般应大于80%。

取样钻代替槽探评价地质体，见矿部位至关重要，因此测线首孔及见矿孔应进行实地仪器定测，其余孔位因孔距较小，可根据实际孔位间距对孔位较近的钻孔进行空间矫正[5]。

取样钻的野外工作应严格执行三级质量检查制度，燮内、野外检查比例及质量应符合相应规范及设计的要求。

6 结论及建议

（1） 认为取样钻布设应在充分研究被评价的目标物的基础上，合理的布设钻孔，对面状的异常进行剖析或对矿化体空间分布规律不明确的时候，较盲目的施工取样钻效果欠佳。

（2） 取样钻能够有效的了解近地表矿化蚀变特征，了解浅部基岩的含矿性，但还不能够直观的、系统的评价目标物。因此认为取样钻还不能够完全代替地表槽探工程对矿（化）体揭露燮制。

（3） 以钻代槽需在明确地质目的后，以布置合理的工程间距，利用较少的工作量来完成对地质体的揭露查证。

（4） 取样钻技术在矿产勘查中的应用，可以部分实现以钻代槽的作用，能够降低勘查成本，可在前期地质调查、物化探评价等方面广泛的应用，减少对土壤环境的破坏。