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勘探技术
矿床必须出现在地表或其附近，并且其水平尺寸必须比其垂直尺寸大，此时才适合露天开采。 地层约束，层状，斑岩或富集毯状矿床通常适用于露天开采。 经验表明，当剥离率达到2：1至5：1范围内时，大量的低品位贱金属矿床的地下开采成本通常与地面开采成本相当。 相对较少的铅或锌矿床适合露天开采，但许多斑岩型铜矿床可通过露天开采法开采，特别是那些具有富集层的矿床。
本章的前一部分介绍了许多勘探技术和该技术的应用。 这些技术中的许多技术均适用于基层以及已知矿床周围和已建立的采矿区的详细勘探。
在设计勘探计划以测试给定地区的矿床时，应考虑许多因素。 这些包括矿体的预期大小，深度，矿层露头的百分比，微量元素弥散晕的存在，硅酸盐蚀变晕的存在，通过结构特征控制的矿化作用，与某些类型的侵入体类型的关联，与某些古盆地环境的关联 ，土壤或河流沉积物异常或相关外来或砂矿沉积物的存在，以及沉积物的物理性质，这些物理性质将有可能产生诊断性的地球物理响应。
如果应设计为适应上述标准的地球物理，地质和地球化学勘测表明所显示或已知的矿床可能具有商业规模，则设计确定矿床物理尺寸的金刚石钻孔 。 如果通常用AX或BX尺寸的岩心完成的钻探结果表明存在具有足够商业价值的足够大小的矿床，则应进行详细的钻探和取样。
采样和测试
通常必须使用某种类型的钻探设备对地表矿床所有的三个维度进行采样。 钻头样品通常由敲击或旋转钻头切割或使用岩心分离器或金刚石锯制成的钻芯组成。 整个钻探岩芯有些用作样本，而另一些岩芯被保存为骨架岩芯记录。
选择的一种或多种钻孔方法应考虑钻孔深度，岩石条件以及矿化岩石的采样特征。从最小到最昂贵的常见钻孔方法如下：
1.用卡车或Airtrac履带式钻机进行冲击钻,钻孔深度通常限制为约91 m（300 ft），但可以达到152 m（500 ft）或更大。 样品由相对较细的切屑组成。样品质量的范围从地下水位以上的好岩石中的好到好，再到地下水位以下的不良岩石中的差到好。
2.安装在卡车上的旋转三孔钻和潜孔锤钻，使用多级空气压缩机的泥浆，压缩空气或高压高流量空气作为钻井介质进行钻井。 钻井深度通常限制在610 m（2000 ft），但是对于大型油田设备，可能会出现很深的孔。 样品由细颗粒的切屑组成，当在有能力的岩石中使用潜孔锤时，这些颗粒的粗屑范围最大。 样品质量的范围从泥浆旋挖钻的中等到在深度较浅的良好岩石中的气旋钻的优良。 钻芯通常被用作标定岩心以校准岩石识别和样品精度，或者被用作连续钢丝绳芯（如果装备了钢丝绳取芯装置）。
3.反向循环旋转或冲击钻。 在该系统中，钻井介质（通常为压缩空气）沿钻杆外部的孔向下循环，钻屑被吹回钻杆内部。 通常在孔的底部或附近携带钻机套管，以便将钻屑样品的污染降至最低。 反向循环钻孔通常比旋转钻孔贵一些，但产生的样品更准确。 它广泛用于取样大批低品位金和氧化物铜矿床。
4.使用由汽油或柴油发动机，电动或液压或压缩空气发动机提供动力的车载式，撬装式或手动式钻机进行金刚石芯钻。 近年来，岩心的回收率和样品精度有了很大的提高，从对装袋式便携式钻井的不良到良好，到使用谨慎控制的钻探泥浆的大型钢丝绳钻机，在良好的岩石中钻较大的钻芯时，可旋转管式岩心桶。
5.大直径岩心钻探，用于获取用于冶金测试的散装样品。 岩心尺寸通常为PQ [直径85.0毫米（3X2英寸）]或152毫米（6英寸），这需要为项目制造岩心桶。 岩心回收率通常很高，采样精度也很高。 重岩心处理起来有些笨拙，成本通常比常规岩心钻探高出50％，但是如果这种方法消除了一些井下钻头并获得了更好的三维矿体冶金图像，其收益将远远超过增加的成本。
样品制备技术通常与采样和测定准确性一样重要。应该由具有特定类型矿石经验的人员进行计划和监督。应使用外部实验室对样品制备和测定进行系统和系统的检查。基本金属开发钻探项目的典型样品制备程序如下：
在钻机上拾取NX尺寸的钻芯，然后将其拖到中央的芯棚中。在分裂之前，将其用35mm彩色胶片拍摄，以供以后的岩石力学和结构解释之用。然后将岩心放在测井表上，以进行地质和岩土测井和测试。 进行岩石质量指定（RQD）和岩心回收率测量。然后进行地质测井和测量，例如点载荷测试。分析断裂的长度可以是任意的[2或4 m或（5或10 ft）是常见的采样间隔]，也可以是地质学家根据岩性或矿石矿物学选择的断裂。该决定将在一定程度上基于预期的品位控制和选择性采矿问题。地质记录表和岩石力学记录应包括数据输入格式，以方便键打孔输入并易于阅读。地质数据的计算机化不应以牺牲良好的图形地质记录为代价，因为可以直接绘制易于理解的地质剖面。
岩心样品使用手动或液压岩心分离器进行分离，岩心的一半保存在盒子中，以备将来参考或后续重采样。将测定碎片压碎至4.8毫米（3/16英寸），然后通过琼斯分流器分裂至头样品的八分之一，并将4.8毫米（3/16英寸）的废品储存起来，以便进行冶金测试或重新测定。 将切碎物粉碎至-2.0毫米（负10目），切碎至一半重量，然后使用板式或环形和圆盘式粉碎机进行粉碎。从所得样品中分离出两种测定纸浆。其中一种被检测，第二种用于检查检测或复合检测样品。根据所关注元素的组合，氧化作用，难熔成分的存在以及天然金，银或铜的存在等，测定步骤在贱金属沉积物中的变化很大。由于存在多种变量，通常 在决定给定类型的岩石和矿化的测定程序之前，最好执行测试程序。 现在，大多数贱金属分析都是通过原子吸收法完成的，但是在某些情况下，化学比色分析是可取的，并且在进行高X射线荧光和核激活分析的情况下，高分析精度的优势远远超过了这种分析方法 成本低，速度快。 在勘探计划中，非常重要的一点是系统地发送每十分之一或第二十分之一样本的检查分析结果，并使用统计方法定期比较分析结果。
其他类型的实验室工作通常在贱金属勘探计划中是合理的。 如果热液蚀变或特定基质岩石的精确识别对于该程序很重要，则应制作一组具代表性的岩相薄片。 如果硫化物质地或固溶问题很重要，则还应进行抛光。 X射线分析在某些矿物学测定中非常有用，尤其是在粘土矿物中，电子微探针通常可用于识别元素与主体矿物之间的关联。 复合样品的光谱分析可确保没有忽略矿石中潜在的副产物或副产物。 由于在大多数地区，所有热液成矿作用都与一个侵入事件有关，因此绝对年龄的确定越来越多地用于确定与矿石有关的有利侵入体。 在某些组织中，这些实验室技术可以在内部完成，但在大多数情况下，可以使用具有特定问题经验的商业实验室或顾问来降低成本，并获得更准确的结果。
为了获得有代表性的冶金样品进行台架试验或中试厂测试，大批量采样通常涉及冶金学家和勘探地质学家之间的联合项目。 样品必须具有冶金测试所需的体积和碎片尺寸，并且必须在等级，矿物学，可磨性等方面充分代表矿体的质量，以证明矿体特性的任何横向或垂直变化。可能存在的典型变化是从强氧化到新鲜硫化物的垂直向下变化，或垂直或横向金属分区，例如从铜钼芯向外到斑岩型铜矿体的铜锌边缘。 冶金测试程序通常会从复合测定废品钻芯样品的台架测试发展到涉及地下或地下矿井，大直径矿井和大直径岩心孔中成百上千吨矿石的中试测试。
以下来自Benguet公司Dizon项目的示例说明了有效使用大量采样以及有效选择开发钻孔间距的情况。 Dizon矿体最初是由Nippon Mining和Mitsubishi测试的，在大约200 m（656 ft）的网格上钻有42个BX和NX金刚石核心孔。 岩心回收率相对较差，并且从回收的岩心样品中损失了原先存在于矿体氧化物部分的大部分金。当金价低且含金量不高时，Nippon项目也已完成，但按目前的金价，1.0 gmt的金信用额比0.5％的铜信用额具有更大的价值。
规划开发钻探项目中最重要的决定之一就是选择网格钻探间距。 在斑岩铜矿项目中，该间距通常在76 m（250 ft）（任务矿，AZ开发钻孔间距）至183 m（600 ft）（Kalamazoo矿，AZ钻间距）之间。 典型的孔距为100 m或400 ft。影响这一点的因素是矿石品位和矿物学的均匀性，结构错位的程度以及矿体的预期生存能力：显然可行的矿床可以在比 边缘矿体。 Benguet对Dizon钻井的统计研究表明，在200 m（656 ft）的网格孔和最终的100 m（328 ft）的网格孔之间，铜的变化小于0.01％。
Benguet勘探项目中钻出的15个填充孔中的大多数是大直径岩心孔[PQ 85.0 mm（31Y，2 in。）岩心]，其布置成完整的100 m（328 ft）网格，如图2所示。 1.几个孔还缠绕了先前的Nippon孔，以校准先前采样和测定的准确性。 将大直径岩心样品按15 m（49 ft）的工作台间隔进行划分，并在整个矿体整个厚度的每个钻孔中，针对每个工作台间隔完成单独的批量浮选工作台测试。 结果是矿体的完整的三维冶金图。 此外，在矿体的两个高度上驱动了三个凹坑，从中挖出了足够吨的矿石用于中试磨机测试和磨机流程表的开发。 大直径的岩心孔具有三个功能：校准矿石品位，将钻网填充至100 m（328 ft）的间距，并提供一组代表性的大块冶金样品。
来自地下作业的大量样品提出了一个困难的采样问题。 必须将典型的18吨（20 st）粪便样品减少为代表性的4.5千克（10 Ib）测定样品。 这通常需要构造一个样品研磨机。 渠道和汽车样本也可能被收集用于比较。 设计良好的样品磨的一个例子是在新墨西哥州希尔斯伯勒市评估53.7 Mt 0.42％Cu，0.012％Mo铜扁平斑岩铜矿体的过程中安装的Quintana矿物磨。 （Dunn，1981）。 散装冶金样品来自190 m（623 ft）减去15°的下降，然后从Y方向将两个总计478 m（1568 ft）的漂移带入矿体。 样品研磨机的布局如图2所示。
岩土工程与水文学
基本上所有新的露天贱金属矿都进行了岩石力学研究。 对于深部矿井和围岩相对不称职的地方，这项工作的重要性更高，但是在所有露天采矿作业中都有应用。 在勘探钻探项目期间，一旦有可能该远景可能发展成商业矿体，就应收集RQD或其他裂缝密度信息。 通常进行的测量包括点载荷测试，比重测试，有时还包括压缩测试。
这些数据可用于预测矿坑的坡度，粉末因子，碎屑大小和水流量，并提供一些信息，可以与冶金测试相集成，以确定整体可磨性和功率因数等。
近年来，地统分析已广泛应用于矿物勘探，其结果从好到坏。 在没有结构错位的大型均质矿体的矿山规划研究中，已获得最佳结果。 在旨在解释地质而不是复杂矿体中矿石分布的研究中，获得的最差结果。 通常，在不进行基于多边形或剖面以及使用所有可用地质图和剖面的常规矿石储量计算的情况下，在贱金属项目的勘探阶段中依靠地统计矿石储量计算永远是不安全的。 随着整体形状和一般坡度分布变得清晰，并且需要重复的三维坡度计算而不是地质解释，地统计学技术变得越来越有用。
流入矿井的水以及工厂和营地的水源是重要的问题，项目地质学家可能会解决这些问题，但通常会交给咨询地下水地质学家或水文学家。 如果怀疑存在水问题，则可以在勘探钻孔上进行泵测试，并观察水流量以及静态和下降水位。 然而，由于除了静态水位的测量外，一般的勘探钻孔都不太适合水文观测，因此通常从为此目的而建造的井场中收集地下水信息。 Montgomery and Harshbarger（1985）的最新论文描述了在智利和秘鲁的安第斯山脉非常成功的地下水勘探项目。
参考文献
Aiken, D. M. and West, R. J., 1978. 'Some Geologic Aspects of the Sierrita-Esperanza Copper-Molybdenum Deposit, Pima County, Arizona,' Arizona Geological Society Digest, Vol. ll, pp. 117·128.
Ambrus, J., 1977, 'Geology of the El Abra Porphyry Copper De· posit, Chile,' Economic Geo
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