CN105277993A - 一种海域金矿找矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种海域金矿找矿方法，包括：包括如下步骤：步骤1：选择有利成矿区域；步骤2：编制矿区海域高精度磁测地质构造推断解释图；步骤3：编制矿区海域地质构造图确定最佳成矿区段；步骤4：确定钻孔位置的理论地理坐标值；步骤5：安装岩心钻机；步骤6：全孔获取岩心并定测孔口坐标：步骤7：对步骤6获取的岩心劈样进行分析测试，得到海域金矿体的空间位置和金品位变化数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种找矿方法，具体涉及一种海域金矿找矿方法。
背景技术
黄金在经济民生中的重要性广为人知，因此，世界上大多数国家采取各种有效措施大力开发金矿，近数十年来掀起的黄金热至今有增无减，其发展势头越来越大。我国应用和引进了多种金矿找矿方法，如栾世伟等编著的《金矿床地质及找矿方法》（四川科学技术出版社，1987.06）和赵溥云等编的《金矿找矿方法和技术》（原子能出版社，1994.05）等等，取得了较好的找矿效果。
以往国内外都是在陆地上寻找金矿，在陆地的金矿找矿方法已经比较成熟。即①通过地质调查、地球化学勘查、地球物理勘查等手段，寻找含金断裂蚀变带；②施工探槽、浅井，确定含金断裂蚀变带的产状和规模及浅部含矿情况；③部署钻探和坑探进行取样分析、编录，控制矿体空间形态。
在陆地上，开展金矿找矿可以实地调查观察、取样分析；开展地球化学勘查、地球物理勘查时，可以用测量仪器布置测网，按照网度进行工作，编制出各种找矿需要的图件。但在海域则无法照搬陆地的找矿方法手段。
1、在海域内，由于海水覆盖，无法采用地质调查法、地球化学法找矿；无法施工和编录探槽、浅井。
2、陆地上金矿找矿利用矿化露头及碎屑标志、地层标志、近矿围岩蚀变标志、地球化学标志、古采遗迹标志和地形地貌标志等找矿标志进行找矿，这些找矿标志都是金矿床或含金地质体在自然界中直接和间接的客观反映。在找矿中根据这些找矿信息的综合分析和研究，既可有效地圈定和缩小找矿靶区，又可确定矿床或含金地质体的具体空间位置，展布方位和产状变化，甚至可以大致判断出含金性好坏和矿床的基本规模。而在海域则无法利用这些标志，有效地圈定和缩小找矿靶区。
3、由于海水的低阻屏蔽，在海域无法使用金矿找矿效果较好的激发极化法等电法勘探。
4、开展浅海高精度磁测时，由于拖曳式海洋磁力仪入水深度的限制，无法在近岸浅海区进行高精度磁测，在海域高精度磁测区与陆地高精度磁测区之间会产生很宽的磁测空白区带，不利于陆海高精度磁测数据的衔接和资料解释。
5、使用拖曳式海洋磁力仪进行高精度磁测，为消除船体感应磁场和固定磁场对传感器的影响，拖鱼与GPS天线之间的拖曳电缆长度要大于船长的三倍，无法同位测量拖鱼的实时坐标，不能达到高精度磁测的点位误差要求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种海域金矿找矿方法，用于解决现有技术中上述的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种海域金矿找矿方法，包括如下步骤：
步骤1：选择有利成矿区域：选择陆地主要金成矿带延伸到海域的部分作为有利成矿区域；
步骤2：编制矿区海域高精度磁测地质构造推断解释图：对通过步骤1选取的有利成矿区域，通过海洋高精度磁测测量导航软件设计测线，垂直主要成矿带走向布设地球物理测线，沿测线开展磁法测量，按一定时间间隔获取每一测点的磁测数据，进行计算机数据处理，获取每一测点的磁测数据，形成高精度磁测ΔT剖面平面图、高精度磁测ΔT等值线平面图、高精度磁测ΔT化极等值线图、高精度磁测化极ΔT方向导数图，根据磁场和磁异常特征，推断控矿断裂大致位置和产状，编制矿区海域高精度磁测地质构造推断解释图；
步骤3：编制矿区海域地质构造图确定最佳成矿区段：与步骤2同范围同测线，开展浅地层剖面测量，形成海底第四系等厚线图、海底基岩三维地形图、海底基岩地质构造推断解释图、勘探线浅地层剖面图；
根据海底基岩微地形线性延伸，配合高精度磁测剖面图，确定较准确的海底控矿断裂位置，编制矿区海域地质构造图，确定最佳成矿区段；
步骤4：确定钻孔位置的理论地理坐标值：对通过步骤2和步骤3解释的控矿断裂划分最佳成矿区段，在矿区海底基岩地质构造图和勘探线上设计钻孔位置，确定钻孔位置的理论地理坐标值；
步骤5：安装岩心钻机：根据步骤4确定的钻孔位置理论地理坐标值，采用GPS测量仪对钻孔位置粗测定位，利用施工船和海上钻探平台，完成岩心钻机安装；
步骤6：全孔获取岩心并定测孔口坐标：使用步骤5所述的岩心钻机，采用小口径岩心钻机进行钻探施工，钻穿控矿断裂及其中赋存的金矿体，全孔获取岩心，完孔后全孔封闭、定测孔口坐标；
步骤7：对步骤6获取的岩心劈样进行分析测试，得到海域金矿体的空间位置和金品位变化数据。
优选的，步骤1中所述有利成矿区域包括如下区域：
（1）陆地已知成矿有利区域或主要成矿带向海域的延伸部分；
（2）具有与陆地已知成矿区一致成矿地质条件的浅海海域；
（3）陆地已知金矿成矿断裂带向海域的延伸部分；
（4）陆地上已知金矿床（点）沿控矿断裂等间距分布的海域部位。
优选的，步骤2中所述的磁法测量包括以下几方面内容；
（1）测前准备：测量船使用后置全铝汽油机为动力的木质船，测量船安装可升降的支撑杆，磁测探头和GPS天线密封在PVC管内，PVC管底部固定磁测探头，顶部固定GPS天线；支撑杆顶端垂直安放PVC管；
探头和天线用电缆接入船舱内的计算机；
使用同步控制器调整高精度氦光泵磁力仪的仪器时间与GPS授时同步；
GPS和磁测仪器均通过电缆使用测量船尾部的电源供电。
（2）磁测仪器采用氦光泵磁力仪，测点坐标采用具快速解算技术的星链差分GPS定位仪；
（3）测前准备完成后，为保证高精度磁测点位坐标精度，经点位重测比较，确认无误后开始磁测工作；
（4）步骤2中所述时间间隔为1秒、2秒、5秒、10秒中的一种；
采用时间间隔控制的连续测量方式；通过工作船上计算机安装的海洋高精度磁测导航软件用来设置时间间隔；
将测量点时间、测线方向、磁测数据和坐标数据即时存储于计算机硬盘；测量船控制航速3节至4节，即航行速度在1.5m/s—2.0m/s左右，通过设定时间间隔拾取测量点的磁测数据和测点坐标x，y，h；通过计算机屏幕监视磁测和坐标数据的有效性、稳定性；其中，
x为纵坐标；y为横坐标；h为高程；
（5）计算机内存储的高精度磁测结果为以测线为单位的文本格式文件，每行数据内容包括：测量点顺序号、时间、坐标x、y、h、总磁场△T；日变观测站和基点设置在测区附近陆地无干扰的稳定地点。
优选的，所述步骤2中所述测线设计间距及测线布设原则如下：
（1）使用高精度磁测导航软件上设计测线，航线即测线；
（2）磁法测量之测线间距为50m，测线上测点间距5—20m可选，抽稀数据后可满足多种比例尺的成图要求，精测剖面不抽稀；
（3）测线布设原则：测线方位按垂直控矿断裂走向布设；
（4）上述（1）和（2）之磁测线间距和布设原则，应根据实际情况，充分考虑构造和地质体的自然形态、规模，能够有效控制构造的产状变化特征。
优选的，步骤2中所述推断控矿断裂位置和产状的标志和内容如下：
（1）正负磁场过渡带、正磁场中由低到高的过渡带或正磁场中的低值带，强度较大平稳磁场区中的低磁或负磁异常带，平稳磁场区中的串珠状磁异常带，磁异常的扭曲、错动、变形、宽度突变；
（2）与陆地已知控矿断裂的对应位置或有规律变化位置；
（3）在海底基岩地质图上准确标定推断的断裂构造位置。
优选的，所述步骤3中最佳成矿区段包括如下标志：
（1）线型磁异常转弯、交叉或尖灭端，串珠带状高磁异常的凸出、凹部；
（2）控矿断裂走向拐弯位置或与其它不同走向断裂的交叉位置；
（3）控矿断裂与地质界线的复合位置；
（4）根据陆地已知成矿规律推断的位置；
（5）利用磁测ΔT方向导数和ΔT化极磁异常反演确定断层倾向和倾角。
优选的，步骤3中所述浅地层剖面测量数据配合高精度磁测判断控矿断裂位置和产状的标志和内容如下：
（1）用于浅地层剖面测量的GPS定位仪器，测前进行精度比测，以保证定位精度；
（2）将浅地层探测记录所得的距离-时间剖面换算为距离-深度剖面，进行声学地层的埋深和厚度计算；使用专用C-ViewTool软件，直接进行屏幕数字化，使用数字化测深仪同步进行水深地形测量；
根据声学记录图像，将各相关定位点的水深和各声学地层底界面的埋藏深度值，按设计比例尺进行标注；
（3）根据可追踪的连续声阻抗反射界面，划分声学地层底界面，由上及下分别命名为R0、R1、R2……，其中为R0海底；
（4）根据浅地层剖面记录图像连续可追踪的声阻抗反射界面错断，判断为断层；
（5）在海底基岩三维地形图上控矿断裂表现为线状负地形影象；
（6）断层为可连续追踪的声阻抗反射界面出现明显错断现象，高精度磁测解释断层结合测线上声阻抗反射界面相对错断方向及相邻测线的声阻抗反射界面错断特征，判断出断层准确位置和产状。
优选的，步骤4中所述确定控矿断裂和钻孔位置包括：
（1）陆地已知控矿断裂与海域高精度磁测ΔT化极等值线图上断层位置和浅地层剖面测量解释断层一致的断层，为陆地已知控矿断裂延伸至海域部分；
（2）高精度磁测剖面推断的断层位置于浅地层剖面断层位置的吻合点，为控矿断裂在海底第四系之下在基岩的位置点；
（3）根据海域控矿断裂的走向、倾向、倾角，在勘探线剖面图上确定钻孔位置坐标和见矿深度；
（4）考虑到海底采矿的安全性，设计钻孔控制矿体的深度不应少于150m；
（5）钻孔位置应位于控矿断裂上盘；
（6）根据矿床勘查类型确定设计钻孔间距。
优选的，步骤6中所述钻孔定位包括如下内容：
（1）海上平台施工前的准备：
a、首先根据浅地层剖面测量读取第四系厚度，利用浅钻取得海底地层土的粘聚力、有效容重、内摩擦角等参数，确定平台桩腿打入深度、桩径和桩靴类型；
b、搜集工作区的波浪、潮汐潮流和气象资料；
c、依据平台设计载荷和以上资料，构建平台结构有限元数字模型，基于API规范推荐的桩土作用荷载-位移关系曲线描述桩基与土壤之间的相互作用，实现桩土结构耦合作用的数字仿真；
根据工作海域环境资料及设计环境载荷，对平台进行强度校核及稳定性分析。采用ANSYS系统，进行平台设计载荷下的安全评估分析以及平台极限承载能力评价；
（2）钻探设备安装固定：搭建海上钻探平台，将其固定在施工船的一侧；
首先，进行粗定孔位，根据设计的理论孔位坐标将钻探平台通过施工船拖到预定孔位处后，在尽量短的时间内将施工船的4只定位锚抛在施工船的4个方向，固定住施工船；
然后，进行精确定位，通过施工船上的4个定位铰盘收放四条锚链拖动施工船，直至钻探平台中心与理论孔位坐标重合，迅速将钻探平台的9根固定桩打入海底5~15m深度，再将钻探平台通过安装在固定桩顶部绞盘提升到设计高度，钻探平台搭建完毕。检查孔位无误后，将钻机吊到平台上进行钻探施工；
（3）每个钻孔施工完成后，均进行孔位坐标定测，记录钻探孔位的平面坐标和孔位高程最终数据；
（4）孔位测量采用双频RTK测量仪器。
优选的，步骤5中所述岩心钻机安装包括如下原则：
（1）钻探施工使用XY-5等型号钻机，采用机械回转小口径金刚石钻进，绳索取芯工艺；
（2）采用跟管钻进方式，根据地质情况确定下套管深度，采用3级施工套管；第一级施工套管一般下至20m左右，穿过海底软弱沉积层至稳定持力层；第二级施工套管一般下至50—70m，穿过第四系至基岩；第三级根据岩石破碎程度下至150—300m；
（3）封孔，不考虑矿层与含水层位置，实行从孔底至孔口海底位置全孔封闭；
（4）洗孔，为使注入孔内的水泥浆与孔壁很好的胶结，用清水洗孔，一般使用清水循环3小时以上，对使用泥浆做冲洗液的钻孔，要下入外钢丝钻头，破坏孔壁泥皮后，再进行洗孔；
（5）封孔材料，采用水泥黄砂浆封孔，水泥标号P.O42.5，封孔水泥浆的配方为水泥：砂：淡水（重量比）=1:1:0.5；（6）新鲜岩石面以上的套管采用先灌注水泥浆再提出套管的方式封孔。
进一步优选的，所述封孔水泥浆还包括：减水剂和缓凝剂。
更进一步优选的，所述减水剂和缓凝剂均采用高糖木质素磺酸钙类，加入比例占所述封孔水泥浆总重的0.2%。
如上所述，本发明的海域金矿找矿方法，具有以下有益效果：
本发明填补了我国在海域金矿找矿的空白，拓宽了金矿勘查的范围，并经多次实践均取得良好效果，如：
（1）本发明经过在山东省莱州市三山岛北部海域和海北咀二个矿区的勘查实践，均取得了良好的找矿效果和社会效益。在莱州市三山岛北部海域已经找到金矿储量亚洲第一的特大型大金矿。
（2）在山东省莱州市海北咀海域施工完成1097米的钻孔中取样和分析结果证明，该海域单钻孔见矿厚度大于20米，有希望成为大型金矿。
附图说明
图1为海域金矿找矿流程图；
图2为高精度磁测仪器安放示意图；
图中：1密封磁测探头和GPS天线的PVC管、2支撑杆、3木质船、4全铝汽油挂机。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1、图2，本发明提供一种本发明的海域金矿找矿方法，包括如下步骤：
步骤1：选择有利成矿区域：选择陆地主要金成矿带延伸到海域的部分作为有利成矿区域；所述步骤1中有利成矿区域包括如下区域：
（1）陆地已知成矿有利区域或主要成矿带向海域的延伸部分；
（2）具有与陆地已知成矿区一致成矿地质条件的浅海海域；
（3）陆地已知金矿成矿断裂带向海域的延伸部分；
（4）陆地上已知金矿床沿控矿断裂等间距分布的海域部位。
步骤2：编制矿区海域高精度磁测地质构造推断解释图：对通过步骤1选取的有利成矿区域，通过海洋高精度磁测测量导航软件设计测线，垂直主要成矿带走向布设地球物理测线，沿测线开展磁法测量，按一定时间间隔获取每一测点的磁测数据，进行计算机数据处理，获取每一测点的磁测数据，形成高精度磁测ΔT剖面平面图、高精度磁测ΔT等值线平面图、高精度磁测ΔT化极等值线图、高精度磁测化极ΔT方向导数图，根据磁场和磁异常特征，推断控矿断裂大致位置和产状，编制矿区海域高精度磁测地质构造推断解释图；
步骤2中所述的磁法测量包括以下几方面内容；
（1）测前准备：测量船使用后置全铝汽油机为动力的木质船3，木质船3安装可升降的支撑杆2，密封磁测探头和GPS天线的PVC管1设置在支撑杆2的顶端，与支撑杆2相垂直；其中，磁测探头固定在PVC管底部，GPS天线固定在PVC管顶部；
探头和天线用电缆接入船舱内的计算机；
使用同步控制器调整高精度氦光泵磁力仪的仪器时间与GPS授时同步；
GPS和磁测仪器均通过电缆使用测量船尾部的电源供电。
（2）磁测仪器采用氦光泵磁力仪，测点坐标采用具快速解算技术的星链差分GPS定位仪；
（3）测前准备完成后，为保证高精度磁测点位坐标精度，经点位重测比较，确认无误后开始磁测工作；
（4）步骤2中所述时间间隔为5秒；
采用时间间隔控制的连续测量方式；通过工作船上计算机安装的海洋高精度磁测导航软件用来设置时间间隔；
将测量点时间、测线方向、磁测数据和坐标数据即时存储于计算机硬盘；测量船控制航速3节至4节，即航行速度在1.5m/s—2.0m/s左右，通过设定时间间隔拾取测量点的磁测数据和测点坐标x，y，h；通过计算机屏幕监视磁测和坐标数据的有效性、稳定性；其中，
x为纵坐标；y为横坐标；h为高程；
（5）计算机内存储的高精度磁测结果为以测线为单位的文本格式文件，每行数据内容包括：测量点顺序号、时间、坐标x、y、h、总磁场△T；日变观测站和基点设置在测区附近陆地无干扰的稳定地点。
步骤2中所述推断控矿断裂位置和产状的标志和内容如下：
（1）正负磁场过渡带、正磁场中由低到高的过渡带或正磁场中的低值带，强度较大平稳磁场区中的低磁或负磁异常带，平稳磁场区中的串珠状磁异常带，磁异常的扭曲、错动、变形、宽度突变；
（2）与陆地已知控矿断裂的对应位置或有规律变化位置；
（3）在海底基岩地质图上准确标定推断的断裂构造位置。
步骤2中所述测线设计间距及测线布设原则如下：
（1）使用高精度磁测导航软件上设计测线，航线即测线；
（2）磁法测量之测线间距为50m，测线上测点间距5—20m可选，抽稀数据后可满足多种比例尺的成图要求，精测剖面不抽稀；
（3）测线布设原则：测线方位按垂直控矿断裂走向布设；
（4）上述（1）和（2）之磁测线间距和布设原则，应根据实际情况，充分考虑构造和地质体的自然形态、规模，能够有效控制构造的产状变化特征。
步骤3：编制矿区海域地质构造图确定最佳成矿区段：与步骤2同范围同测线，开展浅地层剖面测量，形成海底第四系等厚线图、海底基岩三维地形图、海底基岩地质构造推断解释图、勘探线浅地层剖面图；
根据海底基岩微地形线性延伸，配合高精度磁测剖面图，确定较准确的海底控矿断裂位置，编制矿区海域地质构造图，确定最佳成矿区段；
步骤3中所述最佳成矿区段包括如下标志：
（1）线型磁异常转弯、交叉或尖灭端，串珠带状高磁异常的凸出、凹部；
（2）控矿断裂走向拐弯位置或与其它不同走向断裂的交叉位置；
（3）控矿断裂与地质界线的复合位置；
（4）根据陆地已知成矿规律推断的位置；
（5）利用磁测ΔT方向导数和ΔT化极磁异常反演确定断层倾向和倾角。
步骤3中所述浅地层剖面测量数据配合高精度磁测判断控矿断裂位置和产状的标志和内容如下：
（1）用于浅地层剖面测量的GPS定位仪器，测前进行精度比测，以保证定位精度；
（2）将浅地层探测记录所得的距离-时间剖面换算为距离-深度剖面，进行声学地层的埋深和厚度计算。使用专用C-ViewTool软件，直接进行屏幕数字化，使用数字化测深仪同步进行水深地形测量；
根据声学记录图像，将各相关定位点的水深和各声学地层底界面的埋藏深度值，按设计比例尺进行标注；
（3）根据可追踪的连续声阻抗反射界面，划分声学地层底界面，由上及下分别命名为R0、R1、R2……，其中为R0海底；
（4）根据浅地层剖面记录图像连续可追踪的声阻抗反射界面错断，判断为断层；
（5）在海底基岩三维地形图上控矿断裂表现为线状负地形影像；
（6）断层为可连续追踪的声阻抗反射界面出现明显错断现象，高精度磁测解释断层结合测线上声阻抗反射界面相对错断方向及相邻测线的声阻抗反射界面错断特征，判断出断层准确位置和产状。
步骤4：确定钻孔位置的理论地理坐标值：对通过步骤2和步骤3解释的控矿断裂划分最佳成矿区段，在矿区海底基岩地质构造图和勘探线上设计钻孔位置，确定钻孔位置的理论地理坐标值；
步骤4中所述确定控矿断裂和钻孔位置包括：
（1）陆地已知控矿断裂与海域高精度磁测ΔT化极等值线图上断层位置和浅地层剖面测量解释断层一致的断层，为陆地已知控矿断裂延伸至海域部分；
（2）高精度磁测剖面推断的断层位置于浅地层剖面断层位置的吻合点，为控矿断裂在海底第四系之下在基岩的位置点；
（3）根据海域控矿断裂的走向、倾向、倾角，在勘探线剖面图上确定钻孔位置坐标和见矿深度；
（4）考虑到海底采矿的安全性，设计钻孔控制矿体的深度不应少于150m；
（5）钻孔位置应位于控矿断裂上盘；
（6）根据矿床勘查类型确定设计钻孔间距。
步骤5：安装岩心钻机：根据步骤4确定的钻孔位置理论地理坐标值，采用GPS测量仪对钻孔位置粗测定位，利用施工船和海上钻探平台，完成岩心钻机安装；
步骤5中所述岩心钻机安装包括如下原则：
（1）钻探施工使用XY-5等型号钻机，采用机械回转小口径金刚石钻进，绳索取芯工艺；
（2）采用跟管钻进方式，根据地质情况确定下套管深度，采用3级施工套管；第一级施工套管一般下至20m左右，穿过海底软弱沉积层至稳定持力层；第二级施工套管一般下至50—70m，穿过第四系至基岩；第三级根据岩石破碎程度下至150—300m；
（3）封孔，不考虑矿层与含水层位置，实行从孔底至孔口海底位置全孔封闭；
（4）洗孔，为使注入孔内的水泥浆与孔壁很好的胶结，用清水洗孔，一般使用清水循环3小时以上，对使用泥浆做冲洗液的钻孔，要下入外钢丝钻头，破坏孔壁泥皮后，再进行洗孔；
（5）封孔材料，采用水泥黄砂浆封孔，水泥标号P.O42.5，封孔水泥浆的配方为水泥：砂：淡水（重量比）=1:1:0.5；（6）新鲜岩石面以上的套管采用先灌注水泥浆再提出套管的方式封孔。
所述封孔水泥浆还包括：减水剂和缓凝剂。
所述减水剂和缓凝剂均采用高糖木质素磺酸钙类，加入比例占所述封孔水泥浆总重的0.2%。
步骤6：全孔获取岩心并定测孔口坐标：使用步骤5所述的岩心钻机，采用小口径岩心钻机进行钻探施工，钻穿控矿断裂及其中赋存的金矿体，全孔获取岩心，完孔后全孔封闭、定测孔口坐标；
步骤6中所述钻孔定位包括如下内容：
（1）海上平台施工前的准备：
a、首先根据浅地层剖面测量读取第四系厚度，利用浅钻取得海底地层土的粘聚力、有效容重、内摩擦角等参数，确定平台桩腿打入深度、桩径和桩靴类型；
b、搜集工作区的波浪、潮汐潮流和气象资料；
c、依据平台设计载荷和以上资料，构建平台结构有限元数字模型，基于API规范推荐的桩土作用荷载-位移关系曲线描述桩基与土壤之间的相互作用，实现桩土结构耦合作用的数字仿真；
根据工作海域环境资料及设计环境载荷，对平台进行强度校核及稳定性分析。采用ANSYS系统，进行平台设计载荷下的安全评估分析以及平台极限承载能力评价；
（2）钻探设备安装固定：搭建海上钻探平台，将其固定在施工船的一侧；
首先，进行粗定孔位，根据设计的理论孔位坐标将钻探平台通过施工船拖到预定孔位处后，在尽量短的时间内将施工船的4只定位锚抛在施工船的4个方向，固定住施工船；
然后，进行精确定位，通过施工船上的4个定位铰盘收放四条锚链拖动施工船，直至钻探平台中心与理论孔位坐标重合，迅速将钻探平台的9根固定桩打入海底5-15m深度，再将钻探平台通过安装在固定桩顶部绞盘提升到设计高度，钻探平台搭建完毕。检查孔位无误后，将钻机吊到平台上进行钻探施工；
（3）每个钻孔施工完成后，均进行孔位坐标定测，记录钻探孔位的平面坐标和孔位高程最终数据；
（4）孔位测量采用双频RTK测量仪器。
步骤7：对步骤6获取的岩心劈样进行分析测试，得到海域金矿体的空间位置和金品位变化数据。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种海域金矿找矿方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：选择有利成矿区域：选择陆地主要金成矿带延伸到海域的部分作为有利成矿区域；
步骤2：编制矿区海域高精度磁测地质构造推断解释图：对通过步骤1选取的有利成矿区域，通过海洋高精度磁测测量导航软件设计测线，垂直主要成矿带走向布设地球物理测线，沿测线开展磁法测量，按一定时间间隔获取每一测点的磁测数据，进行计算机数据处理，获取每一测点的磁测数据，形成高精度磁测ΔT剖面平面图、高精度磁测ΔT等值线平面图、高精度磁测ΔT化极等值线图、高精度磁测化极ΔT方向导数图，根据磁场和磁异常特征，推断控矿断裂大致位置和产状，编制矿区海域高精度磁测地质构造推断解释图；
步骤3：编制矿区海域地质构造图确定最佳成矿区段：与步骤2同范围同测线，开展浅地层剖面测量，形成海底第四系等厚线图、海底基岩三维地形图、海底基岩地质构造推断解释图、勘探线浅地层剖面图；
根据海底基岩微地形线性延伸，配合高精度磁测剖面图，确定较准确的海底控矿断裂位置，编制矿区海域地质构造图，确定最佳成矿区段；
步骤4：确定钻孔位置的理论地理坐标值：对通过步骤2和步骤3解释的控矿断裂划分最佳成矿区段，在矿区海底基岩地质构造图和勘探线上设计钻孔位置，确定钻孔位置的理论地理坐标值；
步骤5：安装岩心钻机：根据步骤4确定的钻孔位置理论地理坐标值，采用GPS测量仪对钻孔位置粗测定位，利用施工船和海上钻探平台，完成岩心钻机安装；
步骤6：全孔获取岩心并定测孔口坐标：使用步骤5所述的岩心钻机，采用小口径岩心钻机进行钻探施工，钻穿控矿断裂及其中赋存的金矿体，全孔获取岩心，完孔后全孔封闭、定测孔口坐标；
步骤7：对步骤6获取的岩心劈样进行分析测试，得到海域金矿体的空间位置和金品位变化数据。
2.根据权利要求1所述的海域金矿找矿方法，其特征在于：步骤1中所述有利成矿区域包括如下区域：
（1）陆地已知成矿有利区域或主要成矿带向海域的延伸部分；
（2）具有与陆地已知成矿区一致成矿地质条件的浅海海域；
（3）陆地已知金矿成矿断裂带向海域的延伸部分；
（4）陆地上已知金矿床沿控矿断裂等间距分布的海域部位。
3.根据权利要求1所述的海域金矿找矿方法，其特征在于：步骤2中所述的磁法测量包括以下几方面内容；
（1）测前准备：测量船使用后置全铝汽油机为动力的木质船，测量船安装可升降的支撑杆，磁测探头和GPS天线密封在PVC管内，PVC管底部固定磁测探头，顶部固定GPS天线；支撑杆顶端垂直安放PVC管；
探头和天线用电缆接入船舱内的计算机；
使用同步控制器调整高精度氦光泵磁力仪的仪器时间与GPS授时同步；
GPS和磁测仪器均通过电缆使用测量船尾部的电源供电；
（2）磁测仪器采用氦光泵磁力仪，测点坐标采用具快速解算技术的星链差分GPS定位仪；
（3）测前准备完成后，为保证高精度磁测点位坐标精度，经点位重测比较，确认无误后开始磁测工作；
（4）步骤2中所述时间间隔为1秒、2秒、5秒、10秒中的一种；
采用时间间隔控制的连续测量方式；通过工作船上计算机安装的海洋高精度磁测导航软件用来设置时间间隔；
将测量点时间、测线方向、磁测数据和坐标数据即时存储于计算机硬盘；测量船控制航速3节至4节，即航行速度在1.5m/s—2.0m/s左右，通过设定时间间隔拾取测量点的磁测数据和测点坐标x，y，h；通过计算机屏幕监视磁测和坐标数据的有效性、稳定性；其中，
x为纵坐标；y为横坐标；h为高程；
（5）计算机内存储的高精度磁测结果为以测线为单位的文本格式文件，每行数据内容包括：测量点顺序号、时间、坐标x、y、h、总磁场△T；日变观测站和基点设置在测区附近陆地无干扰的稳定地点。
4.根据权利要求1所述的海域金矿找矿方法，其特征在于，步骤2中所述测线设计间距及测线布设原则如下：
（1）使用高精度磁测导航软件上设计测线，航线即测线；
（2）高精度磁法测量之测线间距为50m，测线上测点间距5—20m可选，抽稀数据后可满足多种比例尺的成图要求，精测剖面不抽稀；
（3）测线布设原则：测线方位按垂直控矿断裂走向布设；
（4）上述（1）和（2）之磁测线间距和布设原则，应根据实际情况，考虑构造和地质体的自然形态、规模，能够有效控制构造的产状变化特征。
5.根据权利要求1所述的海域金矿找矿方法，其特征在于，步骤2中所述推断控矿断裂位置和产状的标志和内容如下：
（1）正负磁场过渡带、正磁场中由低到高的过渡带或正磁场中的低值带，强度较大平稳磁场区中的低磁或负磁异常带，平稳磁场区中的串珠状磁异常带，磁异常的扭曲、错动、变形、宽度突变；
（2）与陆地已知控矿断裂的对应位置或有规律变化位置；
（3）在海底基岩地质图上准确标定推断的断裂构造位置。
6.根据权利要求1所述的海域金矿找矿方法，其特征在于，步骤3中所述最佳成矿区段包括如下标志的区段：
（1）线型磁异常转弯、交叉或尖灭端，串珠带状高磁异常的凸出、凹部；
（2）控矿断裂走向拐弯位置或与其它不同走向断裂的交叉位置；
（3）控矿断裂与地质界线的复合位置；
（4）根据陆地已知成矿规律推断的位置；
（5）利用磁测ΔT方向导数和ΔT化极磁异常反演确定断层倾向和倾角。
7.根据权利要求1所述的海域金矿找矿方法，其特征在于，步骤3中所述浅地层剖面测量数据配合高精度磁测判断控矿断裂位置和产状的标志和内容如下：
（1）用于浅地层剖面测量的GPS定位仪器，测前进行精度比测，以保证定位精度；
（2）将浅地层探测记录所得的距离-时间剖面换算为距离-深度剖面，进行声学地层的埋深和厚度计算；使用专用C-ViewTool软件，直接进行屏幕数字化，使用数字化测深仪同步进行水深地形测量；
根据声学记录图像，将各相关定位点的水深和各声学地层底界面的埋藏深度值，按设计比例尺进行标注；
（3）根据可追踪的连续声阻抗反射界面，划分声学地层底界面，由上及下分别命名为R0、R1、R2……，其中为R0海底；
（4）根据浅地层剖面记录图像连续可追踪的声阻抗反射界面错断，即为断层；
（5）在海底基岩三维地形图上控矿断裂表现为线状负地形影像；
（6）断层为可连续追踪的声阻抗反射界面出现明显错断现象，高精度磁测解释断层结合测线上声阻抗反射界面相对错断方向及相邻测线的声阻抗反射界面错断特征，判断出断层准确位置和产状。
8.根据权利要求1所述的海域金矿找矿方法，其特征在于，步骤4中所述确定控矿断裂和钻孔位置包括：
（1）陆地已知控矿断裂与海域高精度磁测ΔT化极等值线图上断层位置和浅地层剖面测量解释断层一致的断层，为陆地已知控矿断裂延伸至海域部分；
（2）高精度磁测剖面推断的断层位置于浅地层剖面断层位置的吻合点，为控矿断裂在海底第四系之下在基岩的位置点；
（3）根据海域控矿断裂的走向、倾向、倾角，在勘探线剖面图上确定钻孔位置坐标和见矿深度；
（4）考虑到海底采矿的安全性，设计钻孔控制矿体的深度不应少于150m；
（5）钻孔位置应位于控矿断裂上盘；
（6）根据矿床勘查类型确定设计钻孔间距。
9.根据权利要求1所述的海域金矿找矿方法，其特征在于，步骤6中所述钻孔定位包括如下内容：
（1）海上平台施工前的准备：
a、首先根据浅地层剖面测量读取第四系厚度，利用浅钻取得海底地层土的粘聚力、有效容重、内摩擦角等参数，确定平台桩腿打入深度、桩径和桩靴类型；
b、搜集工作区的波浪、潮汐潮流和气象资料；
c、依据平台设计载荷和以上资料，构建平台结构有限元数字模型，基于API规范推荐的桩土作用荷载-位移关系曲线描述桩基与土壤之间的相互作用，实现桩土结构耦合作用的数字仿真；
d、根据工作海域环境资料及设计环境载荷，对平台进行强度校核及稳定性分析；采用ANSYS系统，进行平台设计载荷下的安全评估分析以及平台极限承载能力评价；
（2）钻探设备安装固定：搭建海上钻探平台，将其固定在施工船的一侧；
首先，进行粗定孔位，根据设计的理论孔位坐标将钻探平台通过施工船拖到预定孔位处后，在尽量短的时间内将施工船的4只定位锚抛在施工船的4个方向，固定住施工船；
然后，进行精确定位，通过施工船上的4个定位铰盘收放四条锚链拖动施工船，直至钻探平台中心与理论孔位坐标重合，迅速将钻探平台的9根固定桩打入海底5~15m深度，再将钻探平台通过安装在固定桩顶部绞盘提升到设计高度，钻探平台搭建完毕；检查孔位无误后，将钻机吊到平台上进行钻探施工；
（3）每个钻孔施工完成后，均进行孔位坐标定测，记录钻探孔位的平面坐标和孔位高程最终数据；
（4）孔位测量采用双频RTK测量仪器。
10.据权利要求1所述的海域金矿找矿方法，其特征在于，步骤5中所述岩心钻机安装包括如下原则：
（1）钻探施工使用XY-5等型号钻机，采用机械回转小口径金刚石钻进，绳索取芯工艺；
（2）采用跟管钻进方式，根据地质情况确定下套管深度，采用3级施工套管；第一级施工套管一般下至20m左右，穿过海底软弱沉积层至稳定持力层；第二级施工套管一般下至50—70m，穿过第四系至基岩；第三级根据岩石破碎程度下至150—300m；
（3）封孔，不考虑矿层与含水层位置，实行从孔底至孔口海底位置全孔封闭；
（4）洗孔，为使注入孔内的水泥浆与孔壁很好的胶结，用清水洗孔，一般使用清水循环3小时以上，对使用泥浆做冲洗液的钻孔，要下入外钢丝钻头，破坏孔壁泥皮后，再进行洗孔；
（5）封孔材料，采用水泥黄砂浆封孔，水泥标号不低于P.O42.5，封孔水泥浆中，水泥、砂、淡水之间的重量比1：1：0.5；
（6）新鲜岩石面以上的套管采用先灌注水泥浆再提出套管的方式封孔。
11.根据权利要求10所述的海域金矿找矿方法，其特征在于：所述封孔水泥浆还包括：减水剂和缓凝剂。
12.根据权利要求11所述的海域金矿找矿方法，其特征在于：所述减水剂和缓凝剂均采用高糖木质素磺酸钙类，加入比例占所述封孔水泥浆总重的0.2%。
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