WO2018061559A1 - 金属鉱床の探鉱方法、資源開発方法、採鉱方法、二次硫化銅の産出方法、資源産出方法、鉱山開発方法およびボーリング方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for exploring a metal deposit in which a predetermined metal element is concentrated, a resource development method using the same, a mining method, a secondary copper sulfide production method, a resource production method, a mine development method, and a boring method.
- the present invention proposes a technique that can estimate a metal deposit mainly existing underground, easily and with high accuracy.
- Non-Patent Documents 1 and 2 remote sensing technology for measuring an object remotely by an artificial satellite or an aircraft, or the composition of a substance such as a mineral based on an optical technique
- a substance such as a mineral based on an optical technique
- Non-Patent Document 1 as a technique used when estimating surface materials of the earth and planets by remote sensing, the relationship between the chemical composition of silicate minerals such as pyroxene and olivine and absorption bands, and various The relationship between the particle size and mixing ratio of various mineral mixtures and the reflection spectrum is discussed.
- Non-Patent Document 2 discusses an analysis method that takes into account the particle size and shape in the reflection spectrum of a mixture of minerals using a so-called isoparticle model (Isograin Model).
- An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and the object of the present invention is to provide a method for exploring a metal deposit that can estimate the metal deposit easily and with high accuracy. Another object is to provide a resource development method, a mining method, a secondary copper sulfide production method, a resource production method, a mine development method, and a boring method using the same.
- the inventor paid attention to the altered mineral, molybdenum, and gold existing in the vicinity of the metal deposit in such a mineralization process. And distribution information of the existence ratio of at least one of gold and gold, information on the presence or absence of metal-containing substances containing metal elements contained in metal deposits, and / or topographical information due to erosion, etc. It was found that the metal deposit can be easily found with high accuracy.
- alteration minerals such as sericite and kaolin are generated in the vicinity including the primary mineralization zone by the reaction of hot water and rock, and in addition to primary copper sulfide such as chalcopyrite, molybdenum or A mineral containing gold is produced. Then, the altered mineral, molybdenum or gold rises toward the ground surface together with the primary mineralization zone and moves to the vicinity of the ground surface. Therefore, there is a high possibility that metal deposits are formed in the vicinity of such altered minerals and molybdenum or gold remaining without leaching, and it is easy to confirm the presence of alteration minerals near the surface. Yes, molybdenum or gold can be confirmed by geochemical exploration conducted early in the ore exploration.
- the inventor estimated the distribution of the existence ratio of at least one of the altered mineral, molybdenum and gold in a predetermined target area, and further, the presence or absence of a metal-containing substance in the target area. It was considered that exploration of metal deposits can be effectively performed by confirming the above and / or investigating the topography of the target area.
- the present invention is not limited to the above theory.
- the method for exploring a metal deposit is the alteration mineral information including information on the distribution of at least one abundance selected from the group consisting of alteration mineral, molybdenum and gold in the target region, and / or Or obtaining molybdenum information and / or gold information, obtaining metal-containing material information including information on the presence or absence of a metal-containing material containing a metal element contained in the metal deposit in the target area, and / or Or, obtaining topographic information including information on the height of the ground surface of the target region, and at least in the altered mineral information and / or molybdenum information and / or gold information, and the metal-containing substance information and / or topographic information This includes estimating the existence of metal deposits in the target area.
- the metal-containing material information includes information on the distribution of the existence ratio of the metal-containing material in the target region.
- the existence ratio of the altered mineral estimated from the altered mineral information and / or the presence ratio of molybdenum estimated from the molybdenum information and / or the presence of gold estimated from the gold information It is more preferable to estimate that a metal deposit exists in a zone where the ratio is relatively large and the existence ratio of the metal-containing substance estimated from the metal-containing substance information is relatively large. Further, within the target area, the presence ratio of the altered mineral estimated from the altered mineral information and / or the percentage of molybdenum present estimated from the molybdenum information and / or the percentage of gold estimated from the gold information. It is particularly preferable to estimate that a metal deposit exists in the basement of a zone having a relatively large amount of metal-containing material estimated from the metal-containing material information.
- the altered mineral information and / or molybdenum information and / or gold information includes information on the distribution of the altered mineral and / or molybdenum and / or gold existing ratio on the surface of the target region. It is preferable. Further, in the method for exploring a metal deposit according to the present invention, in the case of including obtaining the metal-containing material information, it is preferable that the metal-containing material information includes information on the presence or absence of the metal-containing material on the surface of the target region. .
- the altered mineral information, the molybdenum information, and the gold information are obtained by reflection spectrum analysis in which the reflection spectrum of the observation object is observed and the existence ratio of the observation object is calculated from the reflection spectrum. It is preferable to obtain the metal-containing substance information.
- a reflection spectrum in a wavelength region of 350 nm to 2500 nm can be used.
- reflection spectra in the wavelength regions of 350 nm to 600 nm and 1600 nm to 2500 nm can be used.
- reflection spectra in the wavelength regions of 500 nm to 600 nm and 900 nm to 1100 nm can be used.
- the estimation of the amount of erosion is based on the difference between the actual height of the ground surface of the target area and the height of the contact surface, or
- the terrain thickness distribution is calculated by calculating the terrain thickness from the difference, dividing the target area into a plurality of zones according to the thickness of the terrain thickness, and giving each zone a coefficient corresponding to the thickness of the terrain thickness. It is preferred to include obtaining This altitude means the height of the ground surface, the valley face or the ridge face from a predetermined reference plane.
- the altitude of the ground surface can be set to an altitude based on the sea surface, and in this case, the altitude of the tangent surface and the ridge surface is the height from the sea surface as a predetermined reference surface.
- the length of one side of the square grid that divides the target area when obtaining the tangent face or the ridge face within a range of 1000 m to 2000 m.
- the distribution of the alteration mineral information of the alteration mineral information and / or the distribution of the presence ratio of molybdenum of the molybdenum information and / or the distribution of the existence ratio of gold estimated from the gold information It is preferable to estimate the presence of a metal deposit in the target region based on the result of multiplying the terrain thickness distribution.
- the distribution of the abundance ratio of the altered mineral in the alteration mineral information and / or the distribution of the abundance ratio of molybdenum in the molybdenum information and / or the distribution of the abundance ratio of gold estimated from the gold information can be estimated that a metal deposit exists in the basement of a zone having a relatively large value obtained by multiplying the topographic thickness distribution.
- the metal-containing material in the case of including obtaining the metal-containing material information, can be a metal compound containing the metal element, and more specifically, the metal It is preferable that the compound contains one or more selected from the group consisting of goethite, hematite, iron alunite, peacock stone, silicic peacock stone, kyanite, brochantite, atacamaite and gallstone.
- the metal element contained in the metal compound is copper
- the metal compound is a kind selected from the group consisting of peacock stone, silica peacock stone, kyanite, brochant copper ore, atacama stone, and gallstones. It is preferable to include the above.
- the metal element contained in the metal-containing material is copper, molybdenum, iron, tin, tungsten, gold, silver, One or more selected from the group consisting of lead and zinc may be included. Especially, it is preferable that the said metal element contained in a metal containing substance is copper.
- the altered mineral preferably includes one or more selected from the group consisting of sericite, chlorite, chlorite, alumite, iron alumite and kaolin.
- the resource development method of the present invention includes any one of the above-described metal deposit exploration methods.
- the mining method of the present invention is to perform mining in the target region where the presence of the metal deposit is estimated by any one of the above-described metal deposit exploration methods.
- the method for producing secondary copper sulfide according to the present invention is to produce secondary copper sulfide in the target region in which the presence of the metal deposit is estimated by any one of the above-described metal deposit exploration methods.
- the resource producing method according to the present invention produces resources in the target area in which the existence of the metal deposit is estimated by any one of the above-described metal deposit exploration methods.
- the mine development method of the present invention is to develop a mine in the target region where the existence of the metal deposit is estimated by any one of the above-described metal deposit exploration methods.
- the boring method of the present invention is to perform boring in the target region in which the existence of the metal deposit is estimated by any one of the above-described metal deposit exploration methods.
- the relationship between the altered strength of kaolin and the concentration of secondary copper sulfide in the above-described boring method is that the sample is taken in the depth direction at the target point in the target region, and the component analysis of the sample is performed.
- the concentration of kaolin and the concentration of secondary copper sulfide At each position in the depth direction of the target point obtained by measuring the total concentration of altered minerals at each position in the depth direction of the target point, the concentration of kaolin and the concentration of secondary copper sulfide, The relationship between the kaolin alteration strength and the concentration of the secondary copper sulfide represented by the ratio of the kaolin concentration to the total concentration of the altered minerals can be obtained.
- the target point is determined as the alteration strength and secondary of the kaolin in the shallow portion and the deep portion in the depth direction, respectively. It may be classified into any one of a plurality of classification types of the shallow and shallow part concentration classification based on the magnitude of the copper sulfide concentration, and based on the classification based on the deep and shallow part concentration classification, the existence of a metal deposit may be estimated. preferable.
- This deep / shallow concentration classification can be represented by a graph in which either the horizontal axis or the vertical axis is the altered strength of kaolin, and the other axis is the concentration of secondary copper sulfide.
- the above-mentioned shallow-concentration concentration classification includes at least a plurality of types of classification depending on the alteration strength of kaolin and the concentration of secondary copper sulfide in each of the shallow and deep portions in the depth direction of the target point. Is preferred.
- the boring method of the present invention also collects samples at a plurality of target points in a target region, and measures the total concentration of altered minerals, the concentration of kaolin, and the concentration of secondary copper sulfide at each position in the depth direction. And obtaining the relationship between the alteration strength of kaolin and the concentration of secondary copper sulfide at each position in the depth direction, and from the classification of each target point by the above-mentioned depth concentration classification, the depth concentration in the target region
- the method further includes obtaining a planar distribution for each classification type of classification.
- the reflection spectrum analysis is performed to observe the reflection spectrum of the sample and measure the total concentration of altered minerals, the concentration of kaolin and the concentration of secondary copper sulfide at each position in the depth direction. It is preferable to carry out. Even in this reflection spectrum analysis, the reflection spectrum in the wavelength region described in the above-described exploration method can be obtained.
- the said secondary copper sulfide contains 1 or more types selected from the group which consists of a copper oxide mineral and a chalcocite.
- the said kaolin contains 1 or more types selected from the group which consists of kaolinite, halloysite, and dickite.
- the altered mineral contains at least kaolin, and further contains one or more selected from the group consisting of sericite, chlorite, chlorite, alumite, and iron alumite. Is preferred.
- the reflection spectrum of the material constituting the hole wall of the boring is measured, and the drilling length of the boring point is determined based on the measurement result of the reflection spectrum. Is preferred.
- the presence of a metal deposit in a target region is determined based on at least the altered mineral information and / or molybdenum information and the metal-containing material information and / or topographic information as described above.
- the metal deposit can be estimated easily and with high accuracy.
- FIG. 11 is a map showing a result of multiplying the CuINS distribution estimated from the Mo distribution of FIG. 9 by the topographic thickness distribution of FIG. 10. It is a graph which shows concentration distribution of the depth direction of each substance in the predetermined boring point in Caserones copper mine of Example 2. It is a graph which shows the result of having compared the XRD result and the density
- FIG. 6 It is a graph which shows the relationship between the alteration strength of a kaolin and the density
- 6 is a map showing a planar distribution for the classification types A to D of the deep and shallow concentration classification in the Caserones copper mine of Example 2.
- FIG. It is a satellite data which shows the MantoVerde deposit of Example 3. It is a figure which shows the result of having performed the reflection spectrum analysis with respect to the satellite data of FIG.
- a method for exploring a metal deposit is a method of modifying mineral information including information on a distribution of at least one existence ratio selected from the group consisting of a modified mineral, molybdenum and gold in a target region, and Including obtaining molybdenum information and / or gold information, and further obtaining metal-containing material information including information on the presence or absence of a metal-containing material containing a metal element contained in the metal deposit in the target area.
- “including” predetermined information includes not only the case where the predetermined information and one or more pieces of information other than the predetermined information are included, but also the case where the predetermined information includes only the predetermined information. Shall be.
- Metal deposit The present invention can be used, for example, for exploration of various metal deposits.
- high-temperature groundwater by magma reacts with surrounding rocks, It is suitable to be applied to exploration of a hydrothermal deposit formed by precipitation of a metal element dissolved in a porphyry, among which a porphyry copper deposit.
- IOCG type deposits iron oxide type copper gold deposits
- skarn deposits shallow hot water deposits, etc. can be effectively applied because they involve alteration and Cu mineralization.
- Alteration mineral information, molybdenum information, and gold information can be obtained by estimating the distribution of alteration minerals, molybdenum, and gold in the target area using various methods. It contains information on the distribution of the existence ratio.
- Altered minerals are minerals (sericite, chlorite, etc.) formed by the reaction of high temperature hot water and surrounding rocks during primary mineralization in the deep underground, and / or formed during secondary enrichment. Minerals (goethite, iron alunite, kaolin, alumite, etc.) formed by the reaction of acid groundwater and surrounding rocks.
- the reasons for using the altered mineral information, molybdenum information, and gold information for estimating the existence of metal deposits are as follows.
- Metal deposits such as hydrothermal deposits, including the block rock copper deposit, are formed through two mineralization processes: primary mineralization and secondary enrichment.
- primary mineralization as shown in Fig. 1 (a), the underground water of the stratified volcano 1 and so on is affected by the hot water 2 released from the deep underground as the magma rises.
- a primary mineralized zone 3 containing primary copper sulfide and the like is formed at a deep location.
- alteration zone 4 containing alteration minerals such as biotite, sericite and chlorite around the primary mineralization zone, and molybdenum and / or gold Precipitate.
- the primary copper sulfide is leached by the acid formed by the decomposition of pyrite by rain RF and the like, and the secondary enriched zone 6 is formed by depositing secondary copper sulfide and the like under the groundwater surface GL. Secondary mineralization occurs.
- the secondary enrichment zone 6 as a whole moves downward due to surface erosion and groundwater level reduction, and grows as copper leached in the leaching zone 5 moves downward from the leaching zone 5.
- the alteration zone 4 containing alteration minerals generated by the primary mineralization is present around or in the vicinity thereof.
- alteration minerals kaolin, iron alumite, etc.
- molybdenum and gold are difficult to dissolve in acid, there is a high possibility that they have not moved since the initial mineralization in the leaching zone 5 and the secondary enrichment zone 6.
- the quality of the underground secondary enriched zone 6 can be estimated by considering at least one of these and the metal-containing material information and / or topographic information described later.
- the ground surface is an exposed surface, and it is considered that light can enter optically as long as the depth is about 1 cm from the ground surface.
- Such an altered mineral preferably contains one or more selected from the group consisting of sericite, chlorite, chlorite, alumite, iron alumite and kaolin.
- sericite representing primary mineralization, kaolin formed by secondary enrichment and iron alumite are particularly effective for ore exploration.
- Molybdenum here means a single metal of molybdenum, a mineral or other compound containing at least molybdenum, and specific examples include molybdenite (MoS 2 ).
- gold here means a single metal of gold, a mineral or other compound containing at least gold, and specifically includes electram (Au, Ag) and the like.
- Metal-containing substance information In the embodiment of the present invention, on the premise of obtaining the above-described altered mineral information and / or molybdenum information and / or gold information, the metal-containing substance containing the metal element contained in the metal deposit in the target region is further obtained. Presence / absence of existence can be estimated, whereby metal-containing substance information including information on the existence / non-existence of the metal-containing substance can be obtained.
- a metal-containing substance is a substance containing a metal element such as copper contained in a metal deposit, and usually in the form of a metal compound in which the metal element is combined with another element.
- this metal is included in the above-mentioned altered mineral information and / or molybdenum information and / or gold information. Combining information on contained substances significantly improves the accuracy of finding metal deposits.
- the metal-containing substance information is the distribution of the existence ratio of the metal-containing substance in the target area. Contains information about.
- Confirmation of the presence of metal-containing substances and estimation of the distribution of the existence ratio are carried out by performing X-ray diffraction on constituent materials near the ground surface in the target area as well as alteration minerals, molybdenum and gold, It can be performed by performing a spectrum analysis. Exploration is further facilitated by confirming or estimating the distribution of metal-containing substances on the surface of the target area.
- the metal-containing material is one or more selected from the group consisting of goethite, hematite, iron alunite, peacock stone, silicic pelagite, kyanite, brochantite, atacamaite and gallstone. It is preferable to contain. Among these, peacock stones and silicic peacock stones are more preferable because they are more easily formed than other copper minerals and have a large amount of distribution on the surface of the earth.
- the metal element contained in the metal-containing substance preferably contains one or more selected from the group consisting of copper, molybdenum, iron, tin, tungsten, gold, silver, lead and zinc.
- the metal-containing substance contains at least one selected from the group consisting of peacock stone, silicic peacock stone, kyanite, brochantite, atacamaite, and gallstone. Is preferred.
- the reflection spectrum of an observation object is observed by satellite data, a spectrometer (spectrometer), or the like, and the existence ratio of the observation object is calculated from the reflection spectrum.
- the observation object can be an altered mineral, molybdenum, gold and / or a metal-containing substance.
- the spectrometer is mounted on a manned or unmanned aircraft flying over the target area, a manned or unmanned vehicle or other vehicle moving on the ground surface of the target area, or on the ground surface of the target area. It can be used by being held by a moving or walking observer.
- data examples include, for example, data by ASTER, WorldView-2, WorldView-3, AITRES, airborne HyMap sensor, AVRIS, and the like.
- Examples include, for example, ARCspectro Rocket manufactured by AROptix, Fieldspec manufactured by ASD, and the like.
- data of hyperspectral satellites to be launched in the future for example, EnMap (Germany), PRISMA (France), HISUI (Japan), etc. can also be used.
- An example of a reflection spectrum analysis method is as follows. First, by using satellite data or measuring with a spectrometer, the ground surface and rocks of one or more observation points in the target region within the wavelength range of 350 nm to 2500 nm. A reflection spectrum of the surface or the like is observed, and an observation value of the reflection spectrum at the point is obtained.
- necessary corrections such as atmospheric correction can be performed by a known method.
- the observed value of the reflection spectrum is normalized (unit vectorized) to obtain the observed reflection spectrum. More specifically, normalization of the observed reflection spectrum should be performed by dividing each observation value by a predetermined reference observation value under the same conditions or the square root of the sum of squares of each value of the observation value. Can do.
- the reason for this standardization is as follows.
- the observed value is the amount of light incident on the sensor (absolute value). That is, in the satellite data, the sunlight, shade, solar altitude, atmospheric transparency, and the like change, so that the amount of incident light on the sensor that is observed differs even with the same substance. Similarly, in the case of a measuring device, the amount of incident light varies depending on the aging of the light source, the distance from the object, and the like. Since it is difficult to estimate a substance with such an incident light quantity, the above-described normalization is performed.
- the observed reflection spectrum thus obtained is compared with the reflection spectrum of a predetermined altered mineral, molybdenum, gold and / or metal-containing substance.
- the reflection spectrum of a given altered mineral, molybdenum, gold and / or metal-containing material is known or can be obtained by separate measurement. According to the similarity by this comparison, the abundance of altered minerals, molybdenum, gold and / or metal-containing substances can be estimated.
- a spectral angle mapper (SAM) method In order to measure the degree of similarity, for example, a spectral angle mapper (SAM) method, a cross-correlation method, or the like can be used.
- SAM method is expressed as an n-dimensional vector corresponding to the number of bands, and a material such as an altered mineral that forms the minimum angle with this is output as a solution.
- the cross-correlation method is a correlation coefficient between reflection spectra. In this case, a substance such as an altered mineral having the highest correlation coefficient is used as a solution, and these methods are already known in the technical field.
- FIG. 2 (a) shows the reflection spectrum characteristics of plants, gallbladder, silicic peacock stone, brochant copper ore and atacama stone.
- FIG. 2A shows the reflection spectrum characteristics of plants, gallbladder, silicic peacock stone, brochant copper ore and atacama stone.
- FIG. 2B shows the reflection spectrum characteristics of quartz, sericite, kaolinite, and montmorillonite. From FIG. 2 (b), it can be seen that the mineral having an OH group has a characteristic reflection spectrum absorption in the wavelength region of 1300 to 2500 ⁇ m.
- An appropriate wavelength region can be set according to the reflection spectral characteristics of each substance.
- the wavelength range is 350 nm to 600 nm, particularly 400 nm to 600 nm, especially 1600 nm to 2500 nm, especially 1900 nm to 2500 nm in order to estimate with high accuracy. It can be said that setting to is preferable.
- the wavelength range of 2000 nm to 2500 nm is particularly effective.
- the wavelength region can also be set to 900 nm to 2500 nm.
- the wavelength ranges of 500 nm to 600 nm and 900 nm to 1100 nm which are characteristic of the reflection spectrum characteristics of these minerals.
- the distribution of the existence ratio of the metal-containing substance or the like can be evaluated by a Laplacian that represents a change in data at three consecutive points.
- a Laplacian that represents a change in data at three consecutive points.
- the observed value of the reflection spectrum described above can be multispectral data obtained by observing only a specific wavelength.
- the wavelength range from visible to short-wavelength infrared region such as 400 nm to 2500 nm is continuous.
- Continuous spectrum data can be obtained by using hyper data, measuring with a portable reflection spectrum measuring device, or the like.
- hyperdata among the data used in the above-described reflection spectrum analysis, there are data by airborne HyMap sensor, AVRIS, AITRES, EnMap, PRISMA, HISUI, etc., and a portable reflection spectrum measuring instrument.
- hyperdata among the data used in the above-described reflection spectrum analysis, there are data by airborne HyMap sensor, AVRIS, AITRES, EnMap, PRISMA, HISUI, etc.
- ARCspectro Rocket manufactured by AROptix Corporation, Fieldspec manufactured by ASD Corporation, and the like.
- Track information In the embodiment of the present invention, on the premise that the above-described altered mineral information and / or molybdenum information and / or gold information is acquired, it is possible to obtain terrain information including information on the level of the ground surface of the target region. . In areas where the altitude is relatively high, such as mountains and ridges, the thickness of the leaching zone 5 is sufficient, so that secondary copper enriches and descends primary copper sulfide, etc., resulting in secondary enrichment underground. Grow strip 6. On the other hand, in relatively depressed areas such as valleys, the ground surface is rapidly eroded, and a substantial amount of primary copper sulfide is removed along with erosion.
- the effective leaching zone 5 becomes thin and secondary It is thought that enrichment zone 6 did not grow.
- the effective leaching section thickness was large because of slow erosion, and the time required for leaching was sufficiently secured, so it was considered that the secondary enriched zone 6 was easy to grow. . Therefore, secondary copper sulfide accumulation due to secondary enrichment is considered to be strongly controlled by the current topography, indicating that topography is important information for exploration of metal deposits.
- the estimation of the formation process of the secondary enrichment zone includes information on the level of the ground surface of the target region, more specifically, information on the amount of erosion of the ground surface of the target region.
- the difference between the actual height of the ground surface of the target area and the height of the close contact surface, which is an approximate surface of the groundwater surface, or an approximation of the past topographic surface The terrain thickness is calculated from the difference between the altitude of the ridge face that is the surface and the actual altitude of the ground surface of the target area, and the target area is divided into multiple zones according to the thickness of the terrain thickness. Can be obtained by obtaining a terrain thickness distribution to which a coefficient corresponding to the thickness of the terrain thickness is given. More details are as follows.
- the tangent surface and the ridge surface are virtual surfaces that can be used for groundwater level estimation, topographic analysis, etc., and divide the target area with a square grid of a predetermined size and touch the lowest point in each grid
- a surface is a tangent surface
- a surface that is in contact with the highest point in each grid is a tangential surface.
- the summit and ridges are considered to have escaped erosion, and the valleys are considered to have been greatly eroded.
- the length of one side of the square grid is preferably set within a range of 1000 m to 2000 m. The reason is that the interval between the large valleys carving the slope takes this value.
- the mesh size needs to be changed depending on the terrain (rock) and the erosion stage, and is preferably determined in consideration of the terrain characteristics of the region (mainly the wavelength of the valley).
- the difference (absolute value) between the altitude of any one of these tangent faces or ridge faces and the actual altitude of the ground surface is calculated, and this is used as the terrain thickness. If the difference between the altitude of the contact surface and the actual ground surface is defined as the terrain thickness, the thinner the terrain thickness, the greater the erosion rate and the faster the erosion rate.
- the target area is divided into a plurality of zones according to the thickness of the topography thickness, and a coefficient of a size according to the thickness of the topography thickness is given to each zone, so that the topography thickness distribution Get.
- a factor of 1.00 is assigned to a zone where the terrain thickness is greater than 300 m
- a factor of 0.75 is assigned to a zone where the terrain thickness is 200 m to 300 m
- 0 is assigned to a zone where the terrain thickness is 100 m to 200 m.
- a coefficient of .50 can be given, and a coefficient of 0.25 can be given to zones where the terrain thickness is less than 100 m.
- Zones with thicker terrain, that is, zones with a higher coefficient are considered to have lower erosion rates. Based on the knowledge of secondary enrichment described above, such zones are secondary enriched underground. There is a high possibility that the band 6 has grown greatly and there is an effective metal deposit.
- each terrain thickness is not limited to the above-described value, and can be set as appropriate. Also, here, it is divided into 4 stages according to the thickness of the terrain thickness, and each coefficient is given to these. Since the terrain thickness is meaningless and has no precision even if it is subdivided too much, 4 stages to It is preferable to classify in 10 stages. In particular, 4 steps, 5 steps or 10 steps, and 4 steps or 5 steps, which are not fractional, are more preferable.
- the terrain thickness is divided every 100 m, and the range of terrain thickness that gives the same coefficient is 100 m.
- the range of terrain thickness that gives the same coefficient is basically the maximum value of the thickness. Although it can be set to a value divided by the number of divisions described above, it can be adjusted so that the maximum value of the thickness is divided and divided when the value cannot be divided.
- the respective proportions of alteration mineral, molybdenum and gold in alteration mineral information and / or molybdenum information and / or gold information Based on the result of multiplying the distribution by the topographic thickness distribution, the existence of the metal deposit in the target region can be estimated. More specifically, the distribution of the alteration mineral information and / or molybdenum information and / or gold information of the alteration mineral and / or molybdenum and / or gold is calculated by multiplying the distribution of the terrain thickness distribution by the distribution of the terrain thickness distribution. It can be estimated that there are metal deposits underground.
- the alteration mineral information of alteration minerals, molybdenum of molybdenum information, gold of gold information, distribution of the proportion of metal-containing substances of metal-containing substance information, topography of topographic information The result of multiplying the thickness distribution, the distribution of altered minerals, molybdenum, and gold by the distribution of topographic thickness can be mapped on the map, and can be easily grasped visually.
- resource development As described above, after exploring a metal deposit, resource development can be performed based on the exploration results. More specifically, it is possible to conduct drilling and mining in the predetermined target area where the existence of the metal deposit is estimated by the exploration method of the metal deposit, to produce resources such as secondary copper sulfide, and to develop the mine. it can.
- This boring is an operation in which a cylindrical hole such as a cylinder is excavated in the ground, and a sample in the depth direction such as a core can be taken at that time, and is sometimes referred to as a borehole.
- Boring is widely used in geological surveys and underground resource collection, and various boring methods including known or well-known boring methods can be employed in the present invention.
- explosion is a concept including searching for a metal deposit.
- the “resource” is a concept including an object containing metal elements, ore or mineral.
- Resource development is a concept that includes mining resources and / or producing resources and / or making resources available.
- Developing a mine is a concept including making a mine.
- Kaolin alteration strength and secondary copper sulfide concentration at each position in the depth direction of the target site obtained by measuring the total concentration of altered minerals, kaolin concentration and secondary copper sulfide concentration at each location And the relationship.
- the alteration strength of kaolin is represented by the ratio of the concentration of kaolin to the total concentration of alteration minerals.
- the distance in the depth direction where the sample is collected varies depending on the ore deposit, but in the case of open pit mining, it can usually be up to a depth of 400 to 600 m away from the ground surface.
- the drilling length of the scouring boring extends to a depth of about 300m to 400m away from the surface.
- By collecting a sample of such a depth it is possible to cover a depth region necessary for effectively estimating the presence of the secondary enriched zone.
- Samples are collected at the target point, generally by drilling (boring) to collect a boring core or a drilled rock and rock fragment in which the material from the surface to a predetermined depth is taken in a cylindrical shape. Can be done by.
- component analysis can also be performed by X-ray diffraction (XRD), but from the viewpoint of easy analysis, a reflection spectrum for observing the reflection spectrum of the sample in substantially the same manner as described above. It is preferable to carry out by analysis. This is because the reflection spectrum analysis can be performed at a lower cost and in a shorter time than the analysis using the X-ray diffraction method or the like.
- a portable reflection spectrum measuring instrument such as a spectrometer (spectrometer) can be used.
- spectrometer spectrometer
- the observation of the reflection spectrum in the depth direction of the sample, normalization, comparison of the reflection spectrum, and measurement of similarity and evaluation by Laplacian are sequentially performed. Since this is almost the same as that described above, a duplicate description here is omitted.
- the reason for measuring the concentration distribution in the depth direction of each substance as described above is to perform the boring in the vicinity where the secondary enrichment zone 6 is formed in consideration of the mineralization process described above with reference to FIG.
- the alteration strength of kaolin and the secondary copper sulfide represented by the ratio of the concentration of kaolin to the total concentration of alteration minerals This is because it has been found that there is a strong correlation with the concentration of.
- the alteration strength of kaolin suggests the extent of secondary enrichment and means the strength of alteration, and the concentration of secondary copper sulfide moves downward with leaching. Means the amount of copper produced.
- each target point where the component analysis in the depth direction was performed was divided into the deep part and shallow part in the depth direction, and the alteration strength of kaolin and secondary copper sulfide in each of the shallow part and deep part were considered.
- it can be generally classified into a plurality of classification types, particularly, into four characteristic classification types A to D as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d).
- the number of classification types can be in the range of 2 to 9 types, preferably in the range of 2 to 5 types. Is more preferably in the range of two to four types.
- FIGS. 1 the case of dividing into four types of classification types shown in FIGS.
- 3A to 3D will be described in detail as an example.
- 3 (a) to 3 (d) are graphs in which the horizontal axis represents the alteration strength of kaolin (T_Kao / T_Cray) and the other axis represents the concentration of secondary copper sulfide (CuSS), and the shallowness in the depth direction.
- the four classification types A to D classified according to the shallow and shallow concentration classification based on the alteration strength of kaolin and the concentration of secondary copper sulfide in each of the portion SP and the depth DP are shown.
- SP represents the shallow part of the secondary enriched zone 6
- DP represents the deep part of the secondary enriched zone 6.
- the classification type A shown in FIG. 3 (a) shows that, due to the large amount of supply of copper and acid from the leaching zone 5, the shallower SP has higher alteration strength and the concentration of secondary copper sulfide is higher. Represents. It is effective to explore the underground of a zone where there are many points classified into this classification type A.
- the classification type B shown in FIG. 3 (b) is similar to the classification type A in that the acid and copper are supplied in the shallow SP of the secondary enriched zone 6, but the amount is insufficient. In the deep DP of the secondary enriched zone 6, the concentration of secondary copper sulfide is reduced.
- the shallow portion SP and the deep portion DP in the depth direction here, for example, in the depth direction, with the center position of the thickness (length in the depth direction) of the secondary enriched zone 6 as a boundary, from the center position
- the upper part of the secondary enrichment zone 6 existing on the shallower side can be defined as the shallow part SP
- the lower part of the secondary enrichment zone 6 present on the deeper side than the central position can be defined as the deep part DP.
- the thickness of the secondary enrichment zone 6 is about 350 m at the maximum, so that it can be quantified and never deviated from the range.
- the secondary enriched zone 6 can be divided into a shallow part SP and a deep part DP according to the kaolin content and the behavior of secondary copper sulfide.
- each target point can be classified into one of the above-described depth type concentration classification classifications A to D.
- a plane distribution can be obtained for each classification type A to D in the target region.
- the above-mentioned altered mineral contains at least kaolin, and may further contain one or more selected from the group consisting of sericite, chlorite, chlorite, alumite and iron alumite.
- sericite representing primary mineralization
- kaolin formed by secondary enrichment and iron alumite are particularly effective for ore exploration.
- Kaolin may include one or more selected from the group consisting of kaolinite, halloysite, and dickite.
- the secondary copper sulfide can include one or more selected from the group consisting of copper oxide minerals and chalcocite.
- the target points classified into the classification type C and the classification type D described above are assumed to have a low possibility of deposit distribution outside of it. The Therefore, it can be determined that the boring density may be low even if the boring for the confirmation at the outside point is necessary.
- the depth to which the point should be drilled from the measurement result of the reflection spectrum.
- the length can be determined.
- the kaolin alteration strength (T_Kao / T_Clay) represented by the ratio of the concentration of kaolin to the total concentration of alteration minerals is calculated from the reflection spectrum at a predetermined depth, and if the T_Kao / T_Cray is still high, It is considered necessary to dig deeper.
- T_Kao / T_Cray becomes sufficiently low, it is considered that boring has been carried out to a depth position that has passed through the secondary enrichment zone, and it is judged that no good part will come out even if drilling further. Can do.
- T_Kao / T_Clay is high, a good secondary enrichment zone may be distributed deeper, and it can be determined that it is necessary to increase the excavation length.
- Example 1 For the Caserones copper mine in the Republic of Chile, we estimated the porphyry copper deposits in the basement, and compared the estimated results with the measured results by drilling to evaluate the accuracy of the estimation.
- the initial mineralization of the Caserones Copper Mine is a Cu-Mo porphyry type mineralization with dissite porphyry as the related igneous rock. Near the surface of the earth, there is a clear vertical zone of copper minerals, accompanied by a secondary enrichment zone of oxidation and a secondary enrichment zone of sulfide. As shown in FIG. 4 to be described later, the ore deposit has a scale of about 1.5 km (NE-SW) ⁇ 2 km (NW-SE), and the high grade portion has a ridge extending in the NE-SW direction. CuS is distributed in the (main ridge portion) and the ridge portion (support ridge portion) extending in the southeast direction from the main ridge portion. As shown in FIG.
- the vertical mineral zone is classified into an oxidized secondary enriched zone (OX), a sulfurized secondary enriched zone (SS), and a primary mineral zone (SP).
- OX oxidized secondary enriched zone
- SS sulfurized secondary enriched zone
- SP primary mineral zone
- LX leaching zone
- the sulfurized secondary enrichment zone (SS) develops almost harmoniously with the ground surface from the ridge to the NW-SE section, but the NE-SW section is almost horizontal.
- Chalcopyrite in the secondary sulfide enriched zone (SS) is often produced by replacing pyrite and chalcopyrite.
- FIG. 4 shows the distribution of CuS accumulated metal amount in the secondary enrichment zone of Caserones Copper Mine.
- This CuS represents secondary copper sulfide mainly composed of chalcocite. From FIG. 4, it can be said that the CuS accumulated metal amount is large in the main ridge part and the upper part of the branch ridge part.
- FIG. 6 shows the result of estimating the leaching section thickness necessary for CuS to accumulate until the cumulative amount of CuS in the secondary enrichment zone shown in FIG. 4 is reached.
- the area requiring a thick leaching section thickness exceeding 400 m is completely coincident with the main ridge part and the branch ridge part.
- the leaching section thickness exceeds 400m on the south side along the support ridge, there is little CuINS formed by primary mineralization, and even if the leaching section is thick, the amount of copper that moves to the secondary enrichment zone is limited.
- a good secondary enrichment zone was not formed.
- the secondary enrichment of the Caserones deposit located in the mountainous area was strongly controlled by the current topography (near past topography).
- the secondary enrichment of porphyry copper deposits in mountainous areas where erosion is fast can be estimated to some extent by considering the current topography.
- said CuINS represents the primary copper sulfide formed by the primary mineralization action which consists of chalcopyrite.
- FIG. 8 shows the relationship between the content of CuINS and the content of Mo in the primary mineralization zone obtained from the boring results described above. As shown in FIG. 8, there is a relatively good relationship between CuINS and Mo.
- FIG. 9 is a map obtained by estimating the distribution of CuINS (the distribution of Cu formed by the initial mineralization) from the distribution of Mo having a good relationship with CuINS as described above. From FIG. 9, it can be seen that the center of mineralization was at a position slightly different from the main ridge and the branch ridge where the secondary enrichment zone develops.
- a contact face map was created with a mesh of a square grid with a side of 1200 m for the target area of the Caserones Copper Mine, and the difference from the actual altitude of the current ground surface was calculated.
- the contact surface is also used to estimate the groundwater level, and the value obtained by subtracting the contact surface from the altitude (topography thickness) represents the approximate thickness of the rock located above the groundwater surface. Can be considered.
- the elevation of the terrain is selectively reduced from the swath, so the erosion speed is high in the swath.
- the target area is divided into four stages according to the terrain thickness value obtained by subtracting the valley face from such altitude, and 0.25, 0.50, 0.75, 1.00 is assigned to each of them.
- the topographic thickness distribution was obtained by assigning each coefficient. This topographic thickness distribution is shown in FIG.
- the graph of FIG. 11 shows the terrain thickness calculated as described above at a number of points on the vertical axis and the leaching section thickness shown in FIG. 6 on the horizontal axis. From FIG. 11, it can be seen that the plots in the graph tend to be on a straight line that rises almost to the right, and it can be said that there is a correlation between the terrain thickness and the leaching section thickness.
- FIG. 12 shows the result of multiplying the distribution of sericite content in the alteration zone by the topographic thickness distribution.
- the result shown in FIG. 12 shows that the potential is high in both the main ridge and the branch ridge, and is very similar to the cumulative amount of CuS in FIG.
- FIG. 13 is a map showing the result of multiplying the CuINS distribution estimated from the Mo distribution by the terrain thickness distribution. From this map, it can be seen that the potential is high near the main ridge, but the potential near the support ridge is evaluated to be slightly lower.
- Example 2 At the Caserones Copper Mine, drilling was conducted at multiple points to collect samples and analyze the components in the depth direction, and inferred the existence of metal deposits from the relationship between the alteration strength of kaolin and the concentration of secondary copper sulfide. did.
- FIG. 14 shows the result of a borehole analysis at a predetermined point where a high-quality part where a secondary enrichment zone develops is captured.
- FIG. 14 shows the concentration distribution in the depth direction of each substance.
- CuS secondary copper sulfide
- CuINS primary copper sulfide
- the CuS concentration gradually decreases from the shallow portion (SS_U) to the deep portion (SS_L), but the CuINS concentration increases in the deep portion (SS_L).
- the total concentration of altered minerals gradually decreases from the shallow part (SS_U) to the deep part (SS_L).
- the concentration of sericite does not vary greatly from the shallow part (SS_U) to the deep part (SS_L).
- concentration of a kaolin-type mineral is high in the shallow part (SS_U), and is so low that it goes to the deep part (SS_L).
- FIG. 15 shows the result of comparing the XRD results with the concentrations estimated from the reflection spectra as described above for the sericite, kaolin and iron alumite of the drilling core of the Caserones deposit.
- the horizontal axis represents the XRD result
- the vertical axis represents the density estimation result based on the reflection spectrum. For all minerals, a coefficient of determination close to 0.8 is obtained, and it can be seen that the reflection spectrum has sufficient estimation accuracy to be used as an indicator of alteration strength.
- FIG. 16 shows the distribution in the depth direction of the alteration strength (T_Kao / T_Clay) and the secondary copper sulfide concentration (CuS_S) of the kaolin-based mineral at a predetermined point.
- T_Kao represents the total content of kaolinite, halloysite, and the like
- T_Clay represents the total content of kaolinite, sericite, and the like. From FIG. 16, T_Kao / T_Clay shows a variation similar to that of CuS_S, which means that more CuS is formed in the shallow part where the secondary enrichment action is strongly generated.
- FIG. 17 shows the relationship between T_Kao / T_Cray and the concentration of CuS for the secondary enriched zone where T_Kao / T_Clay> 0.1 at a given point.
- “ ⁇ ” plots indicate measured values at different depth positions in the shallow secondary enriched zone
- “ ⁇ ” plots indicate measured values at different depth locations in the secondary enriched zone. Value.
- the correlation between T_Kao / T_Clay and CuS is strong, and this indicates that in the secondary enriched zone shallow, there is a large supply of copper and acid from the upper leaching zone that has already been scraped off. It shows that it decreases as it goes.
- Table 1 summarizes the amounts of primary copper sulfide and secondary copper sulfide and the formation process of the secondary enriched zone in each classification type A to D.
- “ ⁇ ”, “ ⁇ ”, “ ⁇ ”, and “ ⁇ ” indicate that the amount of copper sulfide increases in this order from“ ⁇ ”to“ ⁇ ”.
- FIG. 18 shows a planar distribution in which the secondary enrichment action is classified into any of the four classification types A to D (classification types I to IV) for each boring point and plotted on a map.
- classification types I to IV classification types I to IV
- the planar distribution of the classification type is almost concentric, and the secondary enrichment action is weak along the main ridge and the branch ridge in the periphery where there is little pyrite and the like. I understand that.
- the deposits by the secondary enrichment were formed in the area corresponding to the current ridge topography.
- Example 3 The distribution of the content of metal compounds containing copper (so-called copper oxide) was estimated for the MantoVerde deposit (IOCG type deposit) of Chile as shown in FIG.
- the satellite data used for this estimation was WorldView-2, which is high-space / high-wavelength-resolution satellite data, and 400-600 nm (blue to green wavelength) where the reflection peak of the metal compound is present was analyzed with priority.
- the result is shown in FIG. From the result shown in FIG. 20, it was detectable even in a zone where the content of the metal compound was extremely small. Therefore, it has been found that there is a possibility that such metal compound information can be effectively used for the exploration method of the metal deposit.
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Abstract
この発明の金属鉱床の探鉱方法は、対象領域での変質鉱物、モリブデン及び金からなる群から選択される少なくとも一つの存在割合の分布に関する情報を含む変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報を得ることと、対象領域での、前記金属鉱床に含まれる金属元素を含有する金属含有物質の存在の有無に関する情報を含む金属含有物質情報を得ること、及び/又は、対象領域の地表面の高低に関する情報を含む地形情報を得ることと、少なくとも、前記変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報ならびに、前記金属含有物質情報及び/又は前記地形情報に基き、対象領域の金属鉱床の存在を推測することとを含む。
Description
この発明は、所定の金属元素が濃集してなる金属鉱床の探鉱方法ならびに、それを用いる資源開発方法、採鉱方法、二次硫化銅の産出方法、資源産出方法、鉱山開発方法およびボーリング方法に関するものであり、特には、主として地下に存在する金属鉱床を、容易に且つ高い精度で推定することのできる技術を提案するものである。
たとえば銅ないし亜鉛等の非鉄金属資源の消費量が増大する傾向にある近年では、資源を安定して供給する必要性から、資源ポテンシャルが高いがまだ十分に探鉱されていない南米その他の地域にて、長い歴史を経て金属元素が濃集して形成された金属鉱床を新たに発見し、これから採鉱することが希求されている。
このような資源探鉱及び開発は、探鉱から採鉱、資源生産の開始に至るまで、多大な費用及び時間を要するものであり、その初期段階となる金属鉱床の探鉱では、そのような投資に見合う程度の濃度で金属元素が濃集した金属鉱床を、高い精度で、しかも容易に発見することが望ましい。
しかるに、一般に金属鉱床の大部分は地下に存在し、特に、地表面から浅い位置にある金属鉱床はこれまでに既に探鉱されており、今後新たに発見・開発される金属鉱床は潜頭化・深部化が進むことが予想されるので、新しい金属鉱床の探鉱は次第に難しいものになってきている。
しかるに、一般に金属鉱床の大部分は地下に存在し、特に、地表面から浅い位置にある金属鉱床はこれまでに既に探鉱されており、今後新たに発見・開発される金属鉱床は潜頭化・深部化が進むことが予想されるので、新しい金属鉱床の探鉱は次第に難しいものになってきている。
ここで従来は、地下に金属鉱床が存在し得ると考えられる地帯の地表面を目視等にて観察する地表調査や採取試料の化学分析を行い、そのなかから経験等に基いて見当を付けた場所でボーリングを実施して、地中の所定の深さの範囲を構成する物質の成分を分析することにより、金属鉱床の探鉱を行っていた。この場合、経験則や技能によるところも大きく、見当が外れると多数回にわたってボーリング、成分分析等を実施することになり、費用が嵩むとともに多くの時間を要するという問題がある。
このような状況の下、たとえば非特許文献1、2に記載されているような、人工衛星や航空機等により遠隔から対象を測定するリモートセンシング技術や、光学的手法に基き鉱物等の物質の組成等を推定するスペクトル解析技術の進歩に伴い、上述した探鉱分野においても、かかる技術が用いられるに至っている。
なお非特許文献1では、地球や惑星の表面物質をリモートセンシングにより推定する際等に用いる技術として、主に輝石やカンラン石等の珪酸塩鉱物の化学組成と吸収帯との関係、及び、様々な鉱物の混合物の粒子サイズや混合率と反射スペクトルとの関係について考察されている。
非特許文献2では、いわゆる等粒子モデル(Isograin Model)で、鉱物の混合物の反射スペクトルにおける粒子サイズ及び形状を考慮した解析手法について検討されている。
非特許文献2では、いわゆる等粒子モデル(Isograin Model)で、鉱物の混合物の反射スペクトルにおける粒子サイズ及び形状を考慮した解析手法について検討されている。
廣井、「可視・近赤外リモートセンシングによる造岩鉱物の定量的分析―珪酸塩鉱物を例として―」、鉱物学雑誌、日本鉱物科学会、1999年8月、第28巻、第3号、p.109-116
Hiroi,T. and Pieters,C.M.(1992), "Effects of grain size and shape in modeling reflectance spectra of mineral mixtures", Proceeding of Lunar and Planetary Science, 22, 313-325
ところで、金属鉱床を探鉱するに当っては、長い年月を経て金属鉱床が形成される鉱化プロセスを正確に把握し、鉱徴現象に基いて探査を行うことで、探鉱精度の向上および発見容易性の向上につながると考えられるが、上述した非特許文献1、2に記載された技術を含む従来の技術では、このような鉱化プロセス等に基く探鉱方法について十分に検討されているとは言い難い。
したがって、近年はリモートセンシングやスペクトル解析等の技術が用いられつつあるとはいえ、金属鉱床を探鉱することは依然として、非常に多くの時間及び費用を要するものであった。
したがって、近年はリモートセンシングやスペクトル解析等の技術が用いられつつあるとはいえ、金属鉱床を探鉱することは依然として、非常に多くの時間及び費用を要するものであった。
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、その目的とするところは、金属鉱床を容易に且つ高い精度で推定することのできる金属鉱床の探鉱方法ならびに、それを用いる資源開発方法、採鉱方法、二次硫化銅の産出方法、資源産出方法、鉱山開発方法およびボーリング方法を提供することにある。
発明者は、金属鉱床が形成されるまでの鉱化プロセスについて鋭意検討した結果、そのような鉱化プロセスで金属鉱床の近傍に存在する変質鉱物やモリブデン、金に着目し、この変質鉱物、モリブデン及び金のうちの少なくとも一つの存在割合の分布情報と、金属鉱床に含まれる金属元素を含有する金属含有物質の存在の有無に関する情報、及び/又は、侵食等に起因する地形情報とを組み合せることにより、金属鉱床を高い精度で容易に発見できることを見出した。
このことをより詳細に述べると、たとえば斑岩銅鉱床等の金属鉱床の鉱化プロセスには、地下の深い位置で、初生硫化銅等の初生鉱化帯が形成される初生鉱化作用と、初生鉱化作用の後、数百万~数千万年の年月の経過に伴い、これが隆起や侵食により地表に向けて接近し、次いで、降雨等による酸化環境の下、初生硫化銅が溶脱されるとともに移動して、地下水面下で高品位の二次硫化銅が形成される二次富化作用との二つの過程がある。二次富化作用により形成される二次富化帯は、地表面の侵食及び地下水位の低下により徐々に下方に移動して成長し、銅等の金属元素が濃集した金属鉱床となる。なお、モリブデンおよび金は二次富化作用による溶脱を受けにくいため、初生鉱化作用で形成された状態のまま地表付近に残留する。このため、モリブデンおよび金は二次富化帯を形成しない。
ここで、初生鉱化作用では、初生鉱化帯を含む近傍に、熱水と岩石との反応により絹雲母やカオリン等の変質鉱物が生成し、黄銅鉱などの初生硫化銅のほか、モリブデンまたは金を含む鉱物が生成する。そして、当該変質鉱物やモリブデンまたは金は、初生鉱化帯とともに地表に向けて上昇して、地表付近に移動する。それ故に、そのような変質鉱物や溶脱されず残留したモリブデンまたは金の近傍には、金属鉱床が形成されている可能性が高く、しかも地表付近の変質鉱物はその存在を確認することが容易であり、モリブデンまたは金は鉱床探査の初期に実施される地化学探査で確認することができる。
このような知見の下、発明者は、所定の対象領域で、変質鉱物、モリブデン及び金のうちの少なくとも一つの存在割合の分布を推定し、さらに、その対象領域で金属含有物質の存在の有無を確認すること、及び/又は、対象領域の地形を調査することにより、金属鉱床の探鉱を効果的に行うことができると考えた。但し、この発明は、上記の理論に限定されるものではない。
上述したところに基き、この発明の金属鉱床の探鉱方法は、対象領域での、変質鉱物、モリブデン及び金からなる群から選択される少なくとも一つの存在割合の分布に関する情報を含む変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報を得ることと、対象領域での、前記金属鉱床に含まれる金属元素を含有する金属含有物質の存在の有無に関する情報を含む金属含有物質情報を得ること、及び/又は、対象領域の地表面の高低に関する情報を含む地形情報を得ることと、少なくとも、前記変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報ならびに、前記金属含有物質情報及び/又は前記地形情報に基き、対象領域の金属鉱床の存在を推測することを含むものである。
この発明の金属鉱床の探鉱方法では、前記金属含有物質情報を得ることを含む場合、前記金属含有物質情報は、対象領域での金属含有物質の存在割合の分布に関する情報を含むことが好ましい。
この場合、対象領域内で、前記変質鉱物情報より推定される変質鉱物の存在割合及び/又は、前記モリブデン情報より推定されるモリブデンの存在割合及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合が相対的に多く、かつ、前記金属含有物質情報より推定される金属含有物質の存在割合が相対的に多い地帯に、金属鉱床が存在すると推測することがより好ましい。
さらに、対象領域内で、前記変質鉱物情報より推定される変質鉱物の存在割合及び/又は、前記モリブデン情報より推定されるモリブデンの存在割合及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合が相対的に多く、かつ、前記金属含有物質情報より推定される金属含有物質の存在割合が相対的に多い地帯の地下に、金属鉱床が存在すると推測することが特に好適である。
さらに、対象領域内で、前記変質鉱物情報より推定される変質鉱物の存在割合及び/又は、前記モリブデン情報より推定されるモリブデンの存在割合及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合が相対的に多く、かつ、前記金属含有物質情報より推定される金属含有物質の存在割合が相対的に多い地帯の地下に、金属鉱床が存在すると推測することが特に好適である。
この発明の金属鉱床の探鉱方法では、前記変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報は、対象領域の地表における変質鉱物及び/又はモリブデン及び/又は金の存在割合の分布に関する情報を含むことが好ましい。
また、この発明の金属鉱床の探鉱方法では、前記金属含有物質情報を得ることを含む場合、前記金属含有物質情報は、対象領域の地表における金属含有物質の存在の有無に関する情報を含むことが好ましい。
また、この発明の金属鉱床の探鉱方法では、前記金属含有物質情報を得ることを含む場合、前記金属含有物質情報は、対象領域の地表における金属含有物質の存在の有無に関する情報を含むことが好ましい。
この発明の金属鉱床の探鉱方法では、観測対象物の反射スペクトルを観測して当該反射スペクトルから観測対象物の存在割合を算出する反射スペクトル解析により、前記変質鉱物情報、前記モリブデン情報、前記金情報及び/又は前記金属含有物質情報を得ることが好ましい。
この場合、前記反射スペクトル解析では、350nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いることができる。また、前記反射スペクトル解析では、1900nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いることが好ましい。また、前記反射スペクトル解析では、900nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いることが好ましい。また、前記反射スペクトル解析では、350nm~600nm及び1600nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いることができる。そしてまた、前記反射スペクトル解析では、500nm~600nm及び900nm~1100nmの波長領域内の反射スペクトルを用いることができる。
ところで、この発明の金属鉱床の探鉱方法では、前記地形情報を得ることを含む場合、前記地形情報を得る際に、対象領域の地表面の侵食量を推定することが好ましい。
この侵食量の推定は、より詳細には、対象領域の地表面の実際の高度と接谷面の高度との差、もしくは、接峰面の高度と対象領域の地表面の実際の高度との差から、地形厚みを算出し、当該地形厚みの厚さに応じて対象領域を複数の地帯に区画し、各地帯に当該地形厚みの厚さに応じた大きさの係数を付与した地形厚み分布を得ることを含むことが好適である。この高度は、所定の基準面からの地表面や接谷面もしくは接峰面の高さを意味する。このうち地表面の高度は、海面を基準とした標高とすることができ、この場合、接谷面や接峰面の高度は、所定の基準面としての海面からの高さとする。
この侵食量の推定は、より詳細には、対象領域の地表面の実際の高度と接谷面の高度との差、もしくは、接峰面の高度と対象領域の地表面の実際の高度との差から、地形厚みを算出し、当該地形厚みの厚さに応じて対象領域を複数の地帯に区画し、各地帯に当該地形厚みの厚さに応じた大きさの係数を付与した地形厚み分布を得ることを含むことが好適である。この高度は、所定の基準面からの地表面や接谷面もしくは接峰面の高さを意味する。このうち地表面の高度は、海面を基準とした標高とすることができ、この場合、接谷面や接峰面の高度は、所定の基準面としての海面からの高さとする。
なおこの場合、前記接谷面もしくは接峰面を求める際に対象領域を区分けする正方形グリッドの一辺の長さを、1000m~2000mの範囲内で設定することが好ましい。
そしてここでは、前記変質鉱物情報の変質鉱物の存在割合の分布及び/又は、前記モリブデン情報のモリブデンの存在割合の分布及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合の分布に、前記地形厚み分布を乗じた結果に基き、対象領域の金属鉱床の存在を推測することが好ましい。
このような探鉱方法では、前記変質鉱物情報の変質鉱物の存在割合の分布及び/又は、前記モリブデン情報のモリブデンの存在割合の分布及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合の分布に、前記地形厚み分布を乗じた値が相対的に大きい地帯の地下に、金属鉱床が存在すると推定することができる。
そしてここでは、前記変質鉱物情報の変質鉱物の存在割合の分布及び/又は、前記モリブデン情報のモリブデンの存在割合の分布及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合の分布に、前記地形厚み分布を乗じた結果に基き、対象領域の金属鉱床の存在を推測することが好ましい。
このような探鉱方法では、前記変質鉱物情報の変質鉱物の存在割合の分布及び/又は、前記モリブデン情報のモリブデンの存在割合の分布及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合の分布に、前記地形厚み分布を乗じた値が相対的に大きい地帯の地下に、金属鉱床が存在すると推定することができる。
この発明の金属鉱床の探鉱方法では、前記金属含有物質情報を得ることを含む場合、前記金属含有物質は、前記金属元素を含有する金属化合物とすることができ、より具体的には、前記金属化合物は、針鉄鉱、赤鉄鉱、鉄明礬石、孔雀石、珪孔雀石、藍銅鉱、ブロシャン銅鉱、アタカマ石および胆礬からなる群から選択される一種以上を含むことが好適である。
この場合において、金属化合物に含有される前記金属元素が銅であれば、前記金属化合物は、孔雀石、珪孔雀石、藍銅鉱、ブロシャン銅鉱、アタカマ石および胆礬からなる群から選択される一種以上を含むことが好適である。
また、この発明の金属鉱床の探鉱方法では、前記金属含有物質情報を得ることを含む場合、金属含有物質に含有される前記金属元素は、銅、モリブデン、鉄、錫、タングステン、金、銀、鉛および亜鉛からなる群から選択される一種以上を含むものとすることができる。
なかでも、金属含有物質に含有される前記金属元素は銅であることが好ましい。
なかでも、金属含有物質に含有される前記金属元素は銅であることが好ましい。
この発明の金属鉱床の探鉱方法では、前記変質鉱物は、絹雲母、緑泥石、緑簾石、ミョウバン石、鉄ミョウバン石およびカオリンからなる群から選択される一種以上を含むものとすることが好ましい。
この発明の資源開発方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法を含むものである。
この発明の採鉱方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において採鉱を行うものである。
この発明の二次硫化銅の産出方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において二次硫化銅を産出するものである。
この発明の資源産出方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において資源を産出するものである。
この発明の鉱山開発方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において鉱山を開発するものである。
この発明の採鉱方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において採鉱を行うものである。
この発明の二次硫化銅の産出方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において二次硫化銅を産出するものである。
この発明の資源産出方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において資源を産出するものである。
この発明の鉱山開発方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において鉱山を開発するものである。
この発明のボーリング方法は、上記のいずれかの金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域においてボーリングを行うものである。
このボーリング方法では、前記対象領域における前記カオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係に基き、前記対象領域でのボーリングの密度を決定することが好ましい。
このボーリング方法では、前記対象領域における前記カオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係に基き、前記対象領域でのボーリングの密度を決定することが好ましい。
ここで、上記のボーリング方法におけるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係は、前記対象領域内の対象地点で深さ方向に試料を採取すること、ならびに、前記試料の成分分析を行い、前記対象地点の深さ方向の各位置における変質鉱物の合計濃度、カオリンの濃度および二次硫化銅の濃度をそれぞれ測定することにより得られる、前記対象地点の深さ方向の各位置における、前記変質鉱物の合計濃度に対する前記カオリンの濃度の割合で表されるカオリンの変質強度と前記二次硫化銅の濃度との関係とすることができる。
この場合、深さ方向の各位置における前記カオリンの変質強度と前記二次硫化銅の濃度との関係より、対象地点を、深さ方向の浅部及び深部のそれぞれにおけるカオリンの変質強度及び二次硫化銅の濃度の大小を基準とした深浅部濃度分類の複数種類の分類タイプのいずれかに区分し、前記深浅部濃度分類による当該区分に基き、金属鉱床の存在を推測することを含むことが好ましい。
この深浅部濃度分類は、横軸もしくは縦軸のいずれか一方の軸をカオリンの変質強度とし、他方の軸を二次硫化銅の濃度としたグラフで表すことができる。
また、上記の深浅部濃度分類は、少なくとも、対象地点の深さ方向の浅部及び深部のそれぞれにおけるカオリンの変質強度及び二次硫化銅の濃度の大小の違いによる複数種類の分類タイプを含むことが好ましい。
この深浅部濃度分類は、横軸もしくは縦軸のいずれか一方の軸をカオリンの変質強度とし、他方の軸を二次硫化銅の濃度としたグラフで表すことができる。
また、上記の深浅部濃度分類は、少なくとも、対象地点の深さ方向の浅部及び深部のそれぞれにおけるカオリンの変質強度及び二次硫化銅の濃度の大小の違いによる複数種類の分類タイプを含むことが好ましい。
またこの発明のボーリング方法は、対象領域内の複数の対象地点で、試料を採取すること、深さ方向の各位置における変質鉱物の合計濃度、カオリンの濃度および二次硫化銅の濃度を測定すること、ならびに、深さ方向の各位置におけるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係を得ることを含み、前記深浅部濃度分類による各対象地点の区分より、対象領域における深浅部濃度分類の各分類タイプについての平面分布を得ることをさらに含むことが好ましい。
この発明のボーリング方法における前記試料の成分分析では、試料の反射スペクトルを観測して深さ方向の各位置における変質鉱物の合計濃度、カオリンの濃度および二次硫化銅の濃度を測定する反射スペクトル解析を行うことが好ましい。この反射スペクトル解析でも、先述した探鉱方法で述べた波長領域内の反射スペクトルとすることができる。
この発明のボーリング方法では、前記二次硫化銅が、酸化銅鉱物および輝銅鉱からなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。
また、この発明のボーリング方法では、前記カオリンが、カオリナイト、ハロイサイトおよびディッカイトからなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。
そしてまた、この発明のボーリング方法では、前記変質鉱物が、少なくともカオリンを含み、さらに、絹雲母、緑泥石、緑簾石、ミョウバン石および鉄ミョウバン石からなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。
また、この発明のボーリング方法では、前記カオリンが、カオリナイト、ハロイサイトおよびディッカイトからなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。
そしてまた、この発明のボーリング方法では、前記変質鉱物が、少なくともカオリンを含み、さらに、絹雲母、緑泥石、緑簾石、ミョウバン石および鉄ミョウバン石からなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。
また、このボーリング方法では、前記ボーリングによる掘進の間に、該ボーリングの孔壁を構成する物質の反射スペクトルを測定し、当該反射スペクトルの測定結果に基き、そのボーリング地点の掘進長を決定することが好ましい。
この発明の金属鉱床の探鉱方法によれば、少なくとも、上述したような、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報と、金属含有物質情報及び/又は地形情報とに基き、対象領域の金属鉱床の存在を推測することにより、金属鉱床を容易に且つ高い精度で推定することができる。
以下に、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
この発明の一の実施形態に係る金属鉱床の探鉱法方法は、対象領域での、変質鉱物、モリブデン及び金からなる群から選択される少なくとも一つの存在割合の分布に関する情報を含む変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報を得ることを含み、さらに、対象領域での、金属鉱床に含まれる金属元素を含有する金属含有物質の存在の有無に関する情報を含む金属含有物質情報を得ること、及び/又は、対象領域の地表面の高低に関する情報を含む地形情報を得ることを含むものであり、少なくとも、このような変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報と、前記金属含有物質情報及び/又は前記地形情報とに基いて、対象領域の金属鉱床の存在を推測する。
なおこの発明で、所定の情報等を「含む」というときは、当該所定の情報及び、当該所定の情報以外の一以上の情報からなる場合だけでなく、当該所定の情報のみからなる場合も含まれるものとする。
この発明の一の実施形態に係る金属鉱床の探鉱法方法は、対象領域での、変質鉱物、モリブデン及び金からなる群から選択される少なくとも一つの存在割合の分布に関する情報を含む変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報を得ることを含み、さらに、対象領域での、金属鉱床に含まれる金属元素を含有する金属含有物質の存在の有無に関する情報を含む金属含有物質情報を得ること、及び/又は、対象領域の地表面の高低に関する情報を含む地形情報を得ることを含むものであり、少なくとも、このような変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報と、前記金属含有物質情報及び/又は前記地形情報とに基いて、対象領域の金属鉱床の存在を推測する。
なおこの発明で、所定の情報等を「含む」というときは、当該所定の情報及び、当該所定の情報以外の一以上の情報からなる場合だけでなく、当該所定の情報のみからなる場合も含まれるものとする。
(金属鉱床)
この発明は、たとえば、様々な金属鉱床の探鉱に用いることができるが、後述する鉱化プロセスに基く理論から解かるように、特に、マグマによる高温の地下水が周囲の岩石と反応し、地下水中に溶存していた金属元素が沈殿して形成される熱水鉱床、そのなかでも斑岩銅鉱床の探鉱に適用することが好適である。その他、IOCG型鉱床(酸化鉄型銅金鉱床)やスカルン鉱床、浅熱水型鉱床等も、変質とCu鉱化作用を伴うものであるから有効に適用することができる。
この発明は、たとえば、様々な金属鉱床の探鉱に用いることができるが、後述する鉱化プロセスに基く理論から解かるように、特に、マグマによる高温の地下水が周囲の岩石と反応し、地下水中に溶存していた金属元素が沈殿して形成される熱水鉱床、そのなかでも斑岩銅鉱床の探鉱に適用することが好適である。その他、IOCG型鉱床(酸化鉄型銅金鉱床)やスカルン鉱床、浅熱水型鉱床等も、変質とCu鉱化作用を伴うものであるから有効に適用することができる。
(変質鉱物情報、モリブデン情報、金情報)
変質鉱物情報やモリブデン情報、金情報は、種々の手法を用いて、対象領域で変質鉱物やモリブデン、金の存在割合の分布を推定することにより得られる、対象領域での変質鉱物やモリブデン、金の存在割合の分布に関する情報を含むものである。変質鉱物とは、地下深部の初生鉱化作用時に高温の熱水と周囲の岩石が反応して形成された鉱物(セリサイト、緑泥石等)、及び/又は、二次富化作用時に形成された酸性の地下水と周囲の岩石とが反応して形成された鉱物(針鉄鉱、鉄明礬石、カオリン、明礬石等)をいう。
この変質鉱物情報やモリブデン情報、金情報を金属鉱床の存在の推定に用いる理由を詳説すれば、次のとおりである。
変質鉱物情報やモリブデン情報、金情報は、種々の手法を用いて、対象領域で変質鉱物やモリブデン、金の存在割合の分布を推定することにより得られる、対象領域での変質鉱物やモリブデン、金の存在割合の分布に関する情報を含むものである。変質鉱物とは、地下深部の初生鉱化作用時に高温の熱水と周囲の岩石が反応して形成された鉱物(セリサイト、緑泥石等)、及び/又は、二次富化作用時に形成された酸性の地下水と周囲の岩石とが反応して形成された鉱物(針鉄鉱、鉄明礬石、カオリン、明礬石等)をいう。
この変質鉱物情報やモリブデン情報、金情報を金属鉱床の存在の推定に用いる理由を詳説すれば、次のとおりである。
班岩銅鉱床を含む熱水鉱床等の金属鉱床は、初生鉱化作用と二次富化作用の二つの鉱化プロセスを経て形成される。
初生鉱化作用では、図1(a)に示すように、成層火山1等の地下で、マグマの上昇に伴い地中深部から放出された熱水2の影響により、地下数kmほどの比較的深い箇所に、初生硫化銅等を含む初生鉱化帯3が形成される。このとき、熱水と岩石が反応することにより、初生鉱化帯の周囲に、黒雲母、絹雲母および緑泥石等の変質鉱物を含む変質帯4が生成されるとともに、モリブデンおよび/または金が析出する。
初生鉱化作用では、図1(a)に示すように、成層火山1等の地下で、マグマの上昇に伴い地中深部から放出された熱水2の影響により、地下数kmほどの比較的深い箇所に、初生硫化銅等を含む初生鉱化帯3が形成される。このとき、熱水と岩石が反応することにより、初生鉱化帯の周囲に、黒雲母、絹雲母および緑泥石等の変質鉱物を含む変質帯4が生成されるとともに、モリブデンおよび/または金が析出する。
その後、数百万~数千万年という長い年月の経過に伴い、図1(b)に示すように、隆起や侵食が生じて初生鉱化帯3が地表側に接近し、その地表付近の溶脱帯5にて降雨RF等による黄鉄鉱の分解により形成された酸により初生硫化銅が溶脱されて、地下水面GL下に二次硫化銅等が析出してなる二次富化帯6が形成される二次鉱化作用が起こる。この二次富化帯6は、全体として地表の侵食や地下水位の低下により下方に移動し、また溶脱帯5で溶脱された銅等が溶脱帯5から下方に移動するに従って成長する。二次富化帯6が形成された後も、その周囲ないし近傍には、初生鉱化作用で生成された変質鉱物を含む変質帯4が存在する。また、溶脱帯5では溶脱に伴い形成された変質鉱物(カオリンや鉄ミョウバン石等)も併せて存在する。また、モリブデンおよび金は酸に対して溶解し難いことから、溶脱帯5や二次富化帯6中でも初生鉱化作用をうけた当時から移動していない可能性が高い。
したがって、二次硫化銅等は二次鉱化作用により溶脱されて地中深くに移動するが、変質鉱物やモリブデン、金は地表付近にも存在することになる。
それ故に、変質鉱物やモリブデン、金は地表側から確認することが容易であり、このような変質鉱物やモリブデン、金の存在は、金属鉱床の探鉱に有効に活用することができる。
それ故に、変質鉱物やモリブデン、金は地表側から確認することが容易であり、このような変質鉱物やモリブデン、金の存在は、金属鉱床の探鉱に有効に活用することができる。
対象領域の地表で、モリブデンの存在割合の分布、変質鉱物の存在割合の分布、金の存在割合の分布のうちの少なくとも一つの情報を得ることができれば、地表に露出した部分の初生鉱化作用は推定可能である。したがって、これらの少なくとも一つと、後述の金属含有物質情報及び/又は地形情報とを考慮することで、地下の二次富化帯6の良否を推定することができる。
所定の対象領域で、変質鉱物やモリブデン、金の存在割合の分布を推定するには、たとえば、地表付近を構成する物質を目視にて確認することや、当該物質を採取して、これに対してX線回折法(XRD)による成分分析を行うこと等も可能であるが、推定を確実かつ容易に行うとの観点からは、後述するような反射スペクトル解析により行うことが好適である。
金属鉱床の探鉱をさらに容易にするため、変質鉱物やモリブデン、金の存在割合の分布の推定は、対象領域の地表に対して行うことが好ましい。なお地表とは、露出している面であり、地表面から1cm程度の深さまでであれば光学的に光が侵入できると考えられる。
金属鉱床の探鉱をさらに容易にするため、変質鉱物やモリブデン、金の存在割合の分布の推定は、対象領域の地表に対して行うことが好ましい。なお地表とは、露出している面であり、地表面から1cm程度の深さまでであれば光学的に光が侵入できると考えられる。
このような変質鉱物は、絹雲母、緑泥石、緑簾石、ミョウバン石、鉄ミョウバン石およびカオリンからなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。なかでも、初生鉱化作用を表すセリサイト、二次富化作用で形成されるカオリンおよび鉄ミョウバン石が、鉱床探鉱に特に有効である。
また、ここでいうモリブデンは、モリブデンの単体金属や、少なくともモリブデンを含む鉱物その他の化合物を意味し、具体的には、輝水鉛鉱(MoS2)等を挙げることができる。
また、ここでいう金は、金の単体金属や、少なくとも金を含む鉱物その他の化合物を意味し、具体的には、エレクトラム(Au,Ag)等を挙げることができる。
また、ここでいうモリブデンは、モリブデンの単体金属や、少なくともモリブデンを含む鉱物その他の化合物を意味し、具体的には、輝水鉛鉱(MoS2)等を挙げることができる。
また、ここでいう金は、金の単体金属や、少なくとも金を含む鉱物その他の化合物を意味し、具体的には、エレクトラム(Au,Ag)等を挙げることができる。
(金属含有物質情報)
この発明の実施形態では、上述した変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報を取得することを前提として、さらに、対象領域で、金属鉱床に含まれる金属元素を含有する金属含有物質の存在の有無を推定し、それにより、当該金属含有物質の存在の有無に関する情報を含む金属含有物質情報を得ることができる。金属含有物質は、金属鉱床に含まれる銅等の金属元素を含有する物質であり、通常は、当該金属元素と他の元素とが結びついた金属化合物の形態をなすことが多い。
金属鉱床によっては、その地表付近に、このような金属含有物質が少量・小規模で分布することがあるとの知見より、先述の変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報にこの金属含有物質情報を組み合せることで、金属鉱床の発見の精度が有意に向上する。
この発明の実施形態では、上述した変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報を取得することを前提として、さらに、対象領域で、金属鉱床に含まれる金属元素を含有する金属含有物質の存在の有無を推定し、それにより、当該金属含有物質の存在の有無に関する情報を含む金属含有物質情報を得ることができる。金属含有物質は、金属鉱床に含まれる銅等の金属元素を含有する物質であり、通常は、当該金属元素と他の元素とが結びついた金属化合物の形態をなすことが多い。
金属鉱床によっては、その地表付近に、このような金属含有物質が少量・小規模で分布することがあるとの知見より、先述の変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報にこの金属含有物質情報を組み合せることで、金属鉱床の発見の精度が有意に向上する。
さらに、対象領域で金属含有物質の存在割合の分布を推定することが、より確実な探鉱を行う上で好ましく、この場合、金属含有物質情報は、対象領域での金属含有物質の存在割合の分布に関する情報を含む。
金属含有物質の存在の有無の確認ないし、存在割合の分布の推定は、変質鉱物やモリブデン、金と同様に、対象領域内の地表付近の構成物質についてX線回折を実施したり、後述する反射スペクトル解析を実施したりすることにより行うことができる。
金属含有物質の確認ないし分布の推定もまた、対象領域の地表に対して行うことにより、探鉱がさらに容易になる。
金属含有物質の確認ないし分布の推定もまた、対象領域の地表に対して行うことにより、探鉱がさらに容易になる。
このような金属含有物質は、具体的には、針鉄鉱、赤鉄鉱、鉄明礬石、孔雀石、珪孔雀石、藍銅鉱、ブロシャン銅鉱、アタカマ石および胆礬からなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。なかでも、孔雀石や珪孔雀石は、他の銅鉱物に比べ形成されやすく地表での分布量が多いので、反射スペクトルから識別ないし検出されやすい点でより一層好ましい。
金属含有物質に含まれる金属元素は、銅、モリブデン、鉄、錫、タングステン、金、銀、鉛および亜鉛からなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。
特に金属含有物質に含まれる金属元素が銅である場合、金属含有物質は、孔雀石、珪孔雀石、藍銅鉱、ブロシャン銅鉱、アタカマ石および胆礬からなる群から選択される一種以上を含むことが好適である。
特に金属含有物質に含まれる金属元素が銅である場合、金属含有物質は、孔雀石、珪孔雀石、藍銅鉱、ブロシャン銅鉱、アタカマ石および胆礬からなる群から選択される一種以上を含むことが好適である。
(反射スペクトル解析)
上述した変質鉱物情報、モリブデン情報、金情報及び/又は金属含有物質情報を取得するに当っては、対象領域の地表面の反射スペクトル解析を行うことが有効である。目視による情報取得に比して、個人差による結果の相違を抑制することができ、またX線回折法等を用いた分析による情報取得に比して、低コストかつ短時間で行うことができるからである。
上述した変質鉱物情報、モリブデン情報、金情報及び/又は金属含有物質情報を取得するに当っては、対象領域の地表面の反射スペクトル解析を行うことが有効である。目視による情報取得に比して、個人差による結果の相違を抑制することができ、またX線回折法等を用いた分析による情報取得に比して、低コストかつ短時間で行うことができるからである。
この反射スペクトル解析は、たとえば衛星データやスペクトロメーター(分光器)等により、観測対象物の反射スペクトルを観測し、当該反射スペクトルから観測対象物の存在割合を算出する。観測対象物は、変質鉱物、モリブデン、金及び/又は金属含有物質とすることができる。
なお、スペクトロメーターは、対象領域の上空を飛行させる有人もしくは無人の航空機または、対象領域の地表面上で移動させる有人もしくは無人の車両その他の乗り物に搭載し、あるいは、対象領域の地表面上で移動ないし歩行する観測者に保持させて用いることができる。
なお、スペクトロメーターは、対象領域の上空を飛行させる有人もしくは無人の航空機または、対象領域の地表面上で移動させる有人もしくは無人の車両その他の乗り物に搭載し、あるいは、対象領域の地表面上で移動ないし歩行する観測者に保持させて用いることができる。
ここで用いることのできるデータの具体例としては、たとえば、ASTER、WorldView-2、WorldView-3、AITRES、航空機搭載型のHyMap sensorやAVIRIS等によるデータを挙げることができ、また、スペクトロメーターの具体例としては、たとえば、ARCoptix社製のARCspectro Rocket、ASD社製のFieldspec等を挙げることができる。また今後打ち上げられる予定のハイパースペクトル衛星(たとえば、EnMap(独)、PRISMA(仏)、HISUI(日)等)のデータを用いることもできる。
反射スペクトル解析の手法の一例を述べると、はじめに、衛星データを用いること又はスペクトロメーターにより測定すること等により、350nm~2500nmの波長領域内で、対象領域の一以上の観測地点の地表面や岩石表面等の反射スペクトルを観測し、当該地点での反射スペクトルの観測値を得る。なおここでは、公知の手法にて大気補正等の必要な補正を行うことができる。
次いで、反射スペクトルの当該観測値を規格化(単位ベクトル化)して、観測反射スペクトルを取得する。観測反射スペクトルの規格化は、より詳細には、各観測値を、同じ条件下での所定の基準観測値又は、観測値の各値の二乗和の合計の平方根で除すること等により行うことができる。この規格化を行う理由は次のとおりである。観測値は、センサへの入射光量(絶対値)である。つまり、衛星データでは、日向、日陰、太陽高度、大気の透明度等が変化することから、同じ物質であっても観測されるセンサへの入射光量は異なる。測定器の場合も同様に、光源の経年劣化や対象物との距離等によって入射光量は異なる。このような入射光量では物質の推定が困難であるから、上述したような規格化を行う。
そして、こうして得られた観測反射スペクトルを、所定の変質鉱物、モリブデン、金及び/又は金属含有物質の反射スペクトルと比較する。所定の変質鉱物、モリブデン、金及び/又は金属含有物質の反射スペクトルは、既知であるか、又は別途測定することにより得ることができる。この比較による類似度に従い、変質鉱物、モリブデン、金及び/又は金属含有物質の存在割合等を推定することができる。
類似度を計測するには、たとえば、Spectral Angle Mapper(SAM)法や、相互相関法等を用いることができる。SAM法は、バンド数に相当するn次元のベクトルとして表現し、これと最小角をなす変質鉱物等の物質を解として出力するものであり、また相互相関法は、反射スペクトル間の相関係数から評価する方法で、この場合も最も高い相関係数となる変質鉱物等の物質を解とするものであり、これらの方法は当該技術分野において既に知られている。
あるいは、単一の鉱物ではなく、複数種類の鉱物が混合した変質鉱物等の混合反射スペクトルと比較することも可能であり、このような混合物の反射スペクトルからその構成鉱物比を精度よく求めるモデルとしては、先述した等粒子モデル等がある。
あるいは、単一の鉱物ではなく、複数種類の鉱物が混合した変質鉱物等の混合反射スペクトルと比較することも可能であり、このような混合物の反射スペクトルからその構成鉱物比を精度よく求めるモデルとしては、先述した等粒子モデル等がある。
ここで、変質鉱物や金属含有物質等の物質は、その種類に応じて異なる反射スペクトル特性を有する。その具体例として、図2(a)に、植物、胆礬、珪孔雀石、ブロシャン銅鉱及びアタカマ石のそれぞれの反射スペクトル特性を示す。たとえば、図2(a)より、概して可視域と短波長赤外域で、これらの鉱物は、植物とは異なる反射スペクトル特性を示すことが解かる。また図2(b)に、石英、セリサイト、カオリナイト、モンモリロナイトのそれぞれの反射スペクトル特性を示す。図2(b)から、OH基を持つ鉱物は波長領域1300~2500μmに特有の反射スペクトル吸収を有することが解かる。
このような各物質の反射スペクトル特性に従って、適切な波長領域を設定することができる。
胆礬や珪孔雀石、ブロシャン銅鉱、アタカマ石等の存在割合の分布を推定する場合、精度よく推定するため、波長領域は、350nm~600nm、特に400nm~600nm、1600nm~2500nm、特に1900nm~2500nmに設定することが好ましいといえる。またカオリン、セリサイト、明礬石については、2000nm~2500nmの波長領域が特に有効である。また、波長領域は、900nm~2500nmに設定することもできる。
あるいは、針鉄鉱や赤鉄鉱等の存在割合の分布を推定する場合、それらの鉱物の反射スペクトル特性に特徴がある500nm~600nm及び900nm~1100nmの波長領域に設定することが好ましい。なお、スペクトロメーターを使用する場合は、1300nm~1600nmに設定することが好適である。衛星データでは大気の吸収(水蒸気等)によりこの範囲は観測できないことがある。
胆礬や珪孔雀石、ブロシャン銅鉱、アタカマ石等の存在割合の分布を推定する場合、精度よく推定するため、波長領域は、350nm~600nm、特に400nm~600nm、1600nm~2500nm、特に1900nm~2500nmに設定することが好ましいといえる。またカオリン、セリサイト、明礬石については、2000nm~2500nmの波長領域が特に有効である。また、波長領域は、900nm~2500nmに設定することもできる。
あるいは、針鉄鉱や赤鉄鉱等の存在割合の分布を推定する場合、それらの鉱物の反射スペクトル特性に特徴がある500nm~600nm及び900nm~1100nmの波長領域に設定することが好ましい。なお、スペクトロメーターを使用する場合は、1300nm~1600nmに設定することが好適である。衛星データでは大気の吸収(水蒸気等)によりこの範囲は観測できないことがある。
以上に述べた手法を、対象領域をメッシュで区画した全ての地帯について行うことにより、対象領域での変質鉱物や金属含有物質等の存在割合の分布についてのマップを作成することができる。
なおここで、金属含有物質等の存在割合の分布は、連続する三点のデータの変化を表すラプラシアンで評価することができる。
連続する三点のデータの変化の形態としては、(1)隣接する二点の傾きが変化しない場合(三点が水平、右上がり、右下がりのいずれの傾きであっても直線的な変化をする場合)、(2)隣接する二点の傾きが大きくなる場合(最初の二点の傾きより後の二点の傾きが大きい場合)、(3)隣接する二点の傾きが小さくなる場合(最初の二点の傾きより後の二点の傾きが小さい場合)がある。ここで、三点の連続する各データをそれぞれA、B、Cとし、ラプラシアン=(2×B)/(A+C)と定義すると、上記の(1)の場合、中間点のBはAとCを結んだ直線上にあり、ラプラシアン=1.0となり、また上記の(2)の場合、中間点のBはAとCを結んだ直線より下にあり、ラプラシアン<1.0となり、また上記の(3)の場合、中間点のBはAとCを結んだ直線より上にあり、ラプラシアン>1.0となる。仮に、Bの反射が強い物質が、上記の(1)に加わると、上記の(3)に変化することが予想される。このようなBに反射ピークをもつ物質の有無を検出するため、ラプラシアンで評価することができる。このラプラシアンを用いる方法は、上記の等粒子モデルを用いる方法に比して簡便に実施することができる点で有効である。
連続する三点のデータの変化の形態としては、(1)隣接する二点の傾きが変化しない場合(三点が水平、右上がり、右下がりのいずれの傾きであっても直線的な変化をする場合)、(2)隣接する二点の傾きが大きくなる場合(最初の二点の傾きより後の二点の傾きが大きい場合)、(3)隣接する二点の傾きが小さくなる場合(最初の二点の傾きより後の二点の傾きが小さい場合)がある。ここで、三点の連続する各データをそれぞれA、B、Cとし、ラプラシアン=(2×B)/(A+C)と定義すると、上記の(1)の場合、中間点のBはAとCを結んだ直線上にあり、ラプラシアン=1.0となり、また上記の(2)の場合、中間点のBはAとCを結んだ直線より下にあり、ラプラシアン<1.0となり、また上記の(3)の場合、中間点のBはAとCを結んだ直線より上にあり、ラプラシアン>1.0となる。仮に、Bの反射が強い物質が、上記の(1)に加わると、上記の(3)に変化することが予想される。このようなBに反射ピークをもつ物質の有無を検出するため、ラプラシアンで評価することができる。このラプラシアンを用いる方法は、上記の等粒子モデルを用いる方法に比して簡便に実施することができる点で有効である。
ところで、上述した反射スペクトルの観測値は、特定の波長のみを観測して得られるマルチスペクトルデータとすることもできるが、たとえば400nm~2500nm等の可視~短波長赤外域までの波長領域を連続して測定することで得られる連続スペクトルデータとすることが、精度向上の観点から好ましい。連続スペクトルデータは、ハイパーデータを用いることや、携行型反射スペクトル測定機で測定すること等により得ることができる。具体的には、ハイパーデータとしては、先述した反射スペクトル解析に用いるデータのうち、航空機搭載型のHyMap sensorやAVIRIS、AITRES、EnMap、PRISMA、HISUI等によるデータがあり、また携行型反射スペクトル測定機としては、たとえば、ARCoptix株式会社製のARCspectro Rocket、ASD株式会社製のFieldspec等がある。
(地形情報)
この発明の実施形態では、上述した変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報を取得することを前提として、さらに、対象領域の地表面の高低に関する情報を含む地形情報を得ることができる。
山部や尾根部等といった相対的に標高が高い範囲では、溶脱帯5の厚みが十分にあることから、二次富化作用により初生硫化銅等が溶脱・下降し、地下で二次富化帯6を成長させる。一方、谷部等の相対的に窪んだ地帯では、地表面の侵食が速く、相当量の初生硫化銅等が浸食とともに除去された結果、実効的な溶脱帯5の厚みが薄くなり、二次富化帯6が成長しなかったものと考えられる。つまり、山部や尾根部等では、浸食が遅いため実効的な溶脱区間厚が厚く、溶脱に要した時間も十分確保できたために二次富化帯6が成長しやすい環境にあったと考えられる。したがって、二次富化作用による二次硫化銅の蓄積は、現在の地形に強く支配されていたと考えられ、金属鉱床の探鉱に地形は重要な情報となることを示している。
この発明の実施形態では、上述した変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報を取得することを前提として、さらに、対象領域の地表面の高低に関する情報を含む地形情報を得ることができる。
山部や尾根部等といった相対的に標高が高い範囲では、溶脱帯5の厚みが十分にあることから、二次富化作用により初生硫化銅等が溶脱・下降し、地下で二次富化帯6を成長させる。一方、谷部等の相対的に窪んだ地帯では、地表面の侵食が速く、相当量の初生硫化銅等が浸食とともに除去された結果、実効的な溶脱帯5の厚みが薄くなり、二次富化帯6が成長しなかったものと考えられる。つまり、山部や尾根部等では、浸食が遅いため実効的な溶脱区間厚が厚く、溶脱に要した時間も十分確保できたために二次富化帯6が成長しやすい環境にあったと考えられる。したがって、二次富化作用による二次硫化銅の蓄積は、現在の地形に強く支配されていたと考えられ、金属鉱床の探鉱に地形は重要な情報となることを示している。
このような知見より、二次富化帯の形成プロセスの推定には対象領域の地表面の高低、より具体的には対象領域の地表面の侵食量に関する情報が含まれることが好ましい。
対象領域の地表面の侵食量を推定するに当っては、対象領域の地表面の実際の高度と地下水面の近似面となる接谷面の高度との差、もしくは、過去の地形面の近似面となる接峰面の高度と対象領域の地表面の実際の高度との差から、地形厚みを算出し、当該地形厚みの厚さに応じて対象領域を複数の地帯に区画し、各地帯に当該地形厚みの厚さに応じた大きさの係数を付与した地形厚み分布を得ることにより行うことができる。より詳細には以下のとおりである。
対象領域の地表面の侵食量を推定するに当っては、対象領域の地表面の実際の高度と地下水面の近似面となる接谷面の高度との差、もしくは、過去の地形面の近似面となる接峰面の高度と対象領域の地表面の実際の高度との差から、地形厚みを算出し、当該地形厚みの厚さに応じて対象領域を複数の地帯に区画し、各地帯に当該地形厚みの厚さに応じた大きさの係数を付与した地形厚み分布を得ることにより行うことができる。より詳細には以下のとおりである。
接谷面及び接峰面は、地下水位の推定や地形解析等で用いられ得る仮想面であって、対象領域を所定のサイズの正方形グリッドで区画し、各グリッド内での最も低い地点に接するような面が接谷面であり、各グリッド内の最も高い地点に接するような面が接峰面である。ここでは、山頂部や尾根部は侵食を免れた部分と考え、谷部は大きく侵食された部分と考えている。
この際の正方形グリッドの一辺の長さは、1000m~2000mの範囲内で設定することが好ましい。その理由は、斜面を刻む大きな谷の間隔がこの程度の値をとるためである。これを言い換えれば、正方形グリッドの一辺の長さを1000m未満とすると、谷間隔よりも狭い間隔でメッシュを切ることになって、谷と谷の間で最高標高を得ることになり、現在刻まれている地形の影響が現れてしまうことが懸念され、また、正方形グリッドの一辺の長さを2000mより大きくすると、二つ以上の大きな谷から一点とることになり、現在の地形に接する面とはならない可能性がある。メッシュサイズは地形(岩石)や浸食ステージによって変更する必要があり、好ましくはその地域の地形特徴(主として谷の波長)を考慮した上で決定することが効果的である。
この際の正方形グリッドの一辺の長さは、1000m~2000mの範囲内で設定することが好ましい。その理由は、斜面を刻む大きな谷の間隔がこの程度の値をとるためである。これを言い換えれば、正方形グリッドの一辺の長さを1000m未満とすると、谷間隔よりも狭い間隔でメッシュを切ることになって、谷と谷の間で最高標高を得ることになり、現在刻まれている地形の影響が現れてしまうことが懸念され、また、正方形グリッドの一辺の長さを2000mより大きくすると、二つ以上の大きな谷から一点とることになり、現在の地形に接する面とはならない可能性がある。メッシュサイズは地形(岩石)や浸食ステージによって変更する必要があり、好ましくはその地域の地形特徴(主として谷の波長)を考慮した上で決定することが効果的である。
次いで、これらの接谷面もしくは接峰面のいずれかの高度と、実際の地表面の高度との差(絶対値)を算出し、これを地形厚みとする。
仮に接谷面の高度と実際の地表面の高度との差を地形厚みとした場合、この地形厚みが薄い箇所ほど、浸食量が大きく侵食速度が速かった範囲と推測される。
仮に接谷面の高度と実際の地表面の高度との差を地形厚みとした場合、この地形厚みが薄い箇所ほど、浸食量が大きく侵食速度が速かった範囲と推測される。
その後は、上記の地形厚みの厚さに応じて対象領域を複数の地帯に区画し、それらの各地帯に当該地形厚みの厚さに応じた大きさの係数を付与することで、地形厚み分布を得る。たとえば、地形厚みが300mより厚い地帯には1.00の係数を付与し、地形厚みが200m~300mの地帯には0.75の係数を付与し、地形厚みが100m~200mの地帯には0.50の係数を付与し、地形厚みが100m未満の地帯には0.25の係数を付与することができる。地形厚みが厚い地帯ほど、つまり係数が大きい地帯ほど侵食速度が小さいと考えられ、先に述べた二次富化作用の知見に基けば、そのような地帯のほうが、地下に二次富化帯6が大きく成長していて有効な金属鉱床が存在する可能性が高い。
各地形厚みで付与する係数は、上述した値に限らず適宜設定できることは勿論である。
またここでは、地形厚みの厚さに応じて4段階に区分けして、これらに各係数を付与しているところ、地形厚みは、細分化し過ぎても意味がなく精度がないので、4段階~10段階で区分けすることが好ましい。特に、端数のでない4段階、5段階または10段階、なかでも4段階または5段階がより好適である。
またここでは、地形厚みの厚さに応じて4段階に区分けして、これらに各係数を付与しているところ、地形厚みは、細分化し過ぎても意味がなく精度がないので、4段階~10段階で区分けすることが好ましい。特に、端数のでない4段階、5段階または10段階、なかでも4段階または5段階がより好適である。
またここでは、地形厚みを100mおきに区分けし、同じ係数を付与する地形厚みの範囲を100mとしているところ、同じ係数を付与する地形厚みの範囲は、基本的には、厚さの最大値を上記の区分け数で割った値とすることができるが、割り切れない場合などは厚さの最大値を区切りよく分ける間隔になるように調整可能である。
(金属鉱床の推定)
以上のようにして、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報と、金属含有物質情報及び/又は地形情報を取得した後は、少なくとも、これらの情報に基いて、対象領域の金属鉱床の存在を推測する。
具体的には、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報と金属含有物質情報とを用いる場合、対象領域内で、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報より推定される変質鉱物及び/又はモリブデン及び/又は金の存在割合が相対的に多く、かつ、金属含有物質情報より推定される金属含有物質の存在割合が相対的に多い地帯に、金属鉱床が存在すると推測することができる。特に、そのような地帯の地下には、金属鉱床が存在する可能性が高まる。
以上のようにして、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報と、金属含有物質情報及び/又は地形情報を取得した後は、少なくとも、これらの情報に基いて、対象領域の金属鉱床の存在を推測する。
具体的には、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報と金属含有物質情報とを用いる場合、対象領域内で、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報より推定される変質鉱物及び/又はモリブデン及び/又は金の存在割合が相対的に多く、かつ、金属含有物質情報より推定される金属含有物質の存在割合が相対的に多い地帯に、金属鉱床が存在すると推測することができる。特に、そのような地帯の地下には、金属鉱床が存在する可能性が高まる。
また、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報と地形情報とを用いる場合は、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報の、変質鉱物、モリブデン、金のそれぞれの存在割合の分布に、地形厚み分布を乗じた結果に基き、対象領域の金属鉱床の存在を推測することができる。より詳細には、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報の変質鉱物及び/又はモリブデン及び/又は金の存在割合の分布に、地形厚み分布を乗じた値が相対的に大きい地帯の地下に、金属鉱床が存在すると推定することができる。
さらに、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報と地形情報と金属含有物質情報を用いる場合は、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報の変質鉱物及び/又はモリブデン及び/又は金の存在割合の分布に地形厚み分布を乗じた値が相対的に大きく、かつ、金属含有物質情報より推定される金属含有物質の存在割合が相対的に多い地帯に、好ましくはその地帯の地下に、金属鉱床が存在する蓋然性が高い。
さらに、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報と地形情報と金属含有物質情報を用いる場合は、変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報の変質鉱物及び/又はモリブデン及び/又は金の存在割合の分布に地形厚み分布を乗じた値が相対的に大きく、かつ、金属含有物質情報より推定される金属含有物質の存在割合が相対的に多い地帯に、好ましくはその地帯の地下に、金属鉱床が存在する蓋然性が高い。
このように金属鉱床の存在を推定するに当っては、変質鉱物情報の変質鉱物やモリブデン情報のモリブデン、金情報の金、金属含有物質情報の金属含有物質の存在割合の分布、地形情報の地形厚み分布、変質鉱物やモリブデン、金の存在割合の分布に地形厚み分布を乗じた結果を、地図上にマッピングすることができ、それにより、視覚的に容易に把握することができる。
(資源開発)
以上に述べたようにして、金属鉱床を探鉱した後は、その探鉱結果に基いて資源開発を行うことができる。より具体的には、上記の金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した所定の対象領域で、ボーリング、採鉱を行い、二次硫化銅等の資源を産出し、鉱山を開発することができる。なおこのボーリングとは、地中に円筒等の筒状の穴を掘削し、その際にコア等の深さ方向の試料を採取することが可能な作業であり、試錐と称されることもある。ボーリングは、地質調査や地下資源の採取等において広く用いられており、この発明では、公知ないし周知のボーリング手法を含む様々なボーリング手法を採用することができる。なお、本明細書において「探鉱」とは金属鉱床を探すことを含む概念である。また、「資源」とは金属元素を含む物または鉱石または鉱物を含む概念である。「資源開発」とは資源を採掘すること、および/または、資源を産出すること、および/または、資源を使用可能な状態とすることを含む概念である。「鉱山を開発する」とは、鉱山を作ることを含む概念である。
以上に述べたようにして、金属鉱床を探鉱した後は、その探鉱結果に基いて資源開発を行うことができる。より具体的には、上記の金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した所定の対象領域で、ボーリング、採鉱を行い、二次硫化銅等の資源を産出し、鉱山を開発することができる。なおこのボーリングとは、地中に円筒等の筒状の穴を掘削し、その際にコア等の深さ方向の試料を採取することが可能な作業であり、試錐と称されることもある。ボーリングは、地質調査や地下資源の採取等において広く用いられており、この発明では、公知ないし周知のボーリング手法を含む様々なボーリング手法を採用することができる。なお、本明細書において「探鉱」とは金属鉱床を探すことを含む概念である。また、「資源」とは金属元素を含む物または鉱石または鉱物を含む概念である。「資源開発」とは資源を採掘すること、および/または、資源を産出すること、および/または、資源を使用可能な状態とすることを含む概念である。「鉱山を開発する」とは、鉱山を作ることを含む概念である。
(カオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係)
金属鉱床の探鉱方法で金属鉱床の存在を推測した対象領域でボーリングを行う場合、対象領域におけるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係に基いて、その領域でのボーリングの密度、つまり平面視でどの程度密集した複数の地点でボーリングを行うかについて決定することが好適である。
このカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係は、対象領域内の対象地点で深さ方向に試料を採取し、そして、前記試料の成分分析を行い、前記対象地点の深さ方向の各位置における変質鉱物の合計濃度、カオリンの濃度および二次硫化銅の濃度をそれぞれ測定することにより得られる、対象地点の深さ方向の各位置におけるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係とすることができる。ここで、カオリンの変質強度とは、変質鉱物の合計濃度に対するカオリンの濃度の割合で表されるものである。
金属鉱床の探鉱方法で金属鉱床の存在を推測した対象領域でボーリングを行う場合、対象領域におけるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係に基いて、その領域でのボーリングの密度、つまり平面視でどの程度密集した複数の地点でボーリングを行うかについて決定することが好適である。
このカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係は、対象領域内の対象地点で深さ方向に試料を採取し、そして、前記試料の成分分析を行い、前記対象地点の深さ方向の各位置における変質鉱物の合計濃度、カオリンの濃度および二次硫化銅の濃度をそれぞれ測定することにより得られる、対象地点の深さ方向の各位置におけるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係とすることができる。ここで、カオリンの変質強度とは、変質鉱物の合計濃度に対するカオリンの濃度の割合で表されるものである。
ボーリング時に試料を採取するに当り、試料を採取する深さ方向の距離は、鉱床によっても異なるが、露天掘りの場合は通常、地表から400m~600m離れた深さ位置までとすることができる。一般には地表直下に溶脱帯があるので、地表から300m~400m程度離れた深さ位置までが、精査ボーリングの掘進長となる。この程度の深さの試料を採取すれば、二次富化帯の存在を有効に推定するに必要な深さ領域をカバーできる。但し、坑内掘りの場合はさらに深い位置まで採掘できる場合があるので、上記の範囲に限定されるものではない。試料の採取は、対象地点で、一般には試錐(ボーリング)を実施して、地表から所定の深さ位置までの物質を円筒状に取り込んだボーリングコアまたは、掘削した岩粉および岩片を採取することによって行うことができる。
試料を採取した後は、その試料の成分分析を行い、対象地点の深さ方向の各位置における、少なくとも、変質鉱物の合計濃度、カオリンの濃度及び二次硫化銅の濃度、さらに必要に応じてその他の鉱物の濃度をそれぞれ測定する。ここで、成分分析は、X線回折法(XRD)により行うことも可能であるが、容易に分析を行うとの観点からは、先述したところとほぼ同様に試料の反射スペクトルを観測する反射スペクトル解析により行うことが好適である。反射スペクトル解析は、X線回折法等を用いた分析に比して、低コストかつ短時間で行うことができるからである。この反射スペクトル解析での反射スペクトルの測定には、たとえばスペクトロメーター(分光器)等の携行型反射スペクトル測定機を用いることができる。
反射スペクトル解析を用いる場合の手順は、試料の深さ方向の反射スペクトルの観測、規格化、反射スペクトルの比較及び、類似度の計測やラプラシアンによる評価を順次に行うことであり、これらについては先述したところとほぼ同様であるので、ここでの重複する説明は省略する。
反射スペクトル解析を用いる場合の手順は、試料の深さ方向の反射スペクトルの観測、規格化、反射スペクトルの比較及び、類似度の計測やラプラシアンによる評価を順次に行うことであり、これらについては先述したところとほぼ同様であるので、ここでの重複する説明は省略する。
上述したように各物質の深さ方向の濃度分布を測定する理由は、図1を用いて先述した鉱化プロセスを考慮して、二次富化帯6が形成された付近でボーリングを行い、深さ方向の各種物質の濃度分布を測定したところ、二次富化帯6が存在する地帯では、変質鉱物の合計濃度に対するカオリンの濃度の割合で表されるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との間に強い相関があることが解かったことによるものである。
ここで、カオリンの変質強度は、二次富化作用が生じた範囲を示唆するものであってその変質の強さを意味し、また二次硫化銅の濃度は、溶脱とともに下方に向けて移動した銅の量を意味する。
そして、それらの間に上記のような強い相関がある地帯では、初生鉱化作用で変質帯4が生成した後、二次富化作用で二次富化帯全体にわたって溶脱時に銅及び酸が十分に供給されたことにより、強い二次富化作用が働いて二次富化帯6が発達していることを示唆しているといえる。
ここで、カオリンの変質強度は、二次富化作用が生じた範囲を示唆するものであってその変質の強さを意味し、また二次硫化銅の濃度は、溶脱とともに下方に向けて移動した銅の量を意味する。
そして、それらの間に上記のような強い相関がある地帯では、初生鉱化作用で変質帯4が生成した後、二次富化作用で二次富化帯全体にわたって溶脱時に銅及び酸が十分に供給されたことにより、強い二次富化作用が働いて二次富化帯6が発達していることを示唆しているといえる。
さらなる検討の結果、深さ方向の成分分析を行った各対象地点は、深さ方向の深部と浅部に分けて考えた場合、浅部及び深部のそれぞれにおけるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係より、概して複数種類の分類タイプ、特に、図3(a)~(d)に示すような四つの特徴的な分類タイプA~Dに区分できることが解かった。但し、対象領域の地質等の条件に応じて、分類タイプの数は、二種類~九種類の範囲内とすることができ、なかでも二種類~五種類の範囲内とすることが好ましく、さらには二種類~四種類の範囲内とすることがより一層好ましい。ここでは、図3(a)~(d)の四種類の分類タイプに区分けする場合を例として、以下に詳細に説明する。
図3(a)~(d)は、横軸をカオリンの変質強度(T_Kao/T_Clay)とし、他方の軸を二次硫化銅の濃度(CuS S)としたグラフであり、深さ方向の浅部SP及び深部DPのそれぞれにおけるカオリンの変質強度及び二次硫化銅の濃度の大小を基準とした深浅部濃度分類で区分した四つの分類タイプA~Dを示す。ここで、SPは二次富化帯6の浅部を表し、DPは二次富化帯6の深部を表す。なお、T_Kao/T_Clayを上述した反射スペクトル解析で求める場合は、900nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いることが好ましい。
図3(a)~(d)は、横軸をカオリンの変質強度(T_Kao/T_Clay)とし、他方の軸を二次硫化銅の濃度(CuS S)としたグラフであり、深さ方向の浅部SP及び深部DPのそれぞれにおけるカオリンの変質強度及び二次硫化銅の濃度の大小を基準とした深浅部濃度分類で区分した四つの分類タイプA~Dを示す。ここで、SPは二次富化帯6の浅部を表し、DPは二次富化帯6の深部を表す。なお、T_Kao/T_Clayを上述した反射スペクトル解析で求める場合は、900nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いることが好ましい。
図3(a)に示す分類タイプAは、溶脱帯5からの銅と酸の供給が多量であったことにより、浅部SPほど変質強度が高く、また二次硫化銅の濃度も高いことを表している。この分類タイプAに区分される地点が多く密集した地帯の地下を探鉱することが効果的である。
図3(b)に示す分類タイプBは、二次富化帯6の浅部SPでは酸と銅が供給された点では分類タイプAに類似するが、その量が不十分であったことにより、二次富化帯6の深部DPでは二次硫化銅の濃度が低くなったことを表している。
図3(b)に示す分類タイプBは、二次富化帯6の浅部SPでは酸と銅が供給された点では分類タイプAに類似するが、その量が不十分であったことにより、二次富化帯6の深部DPでは二次硫化銅の濃度が低くなったことを表している。
図3(c)に示す分類タイプCは、二次富化帯6の浅部SPでは酸の供給があったが銅の供給が少なかったことにより、初生硫化銅が二次硫化銅に交代していることを表す。
図3(d)に示す分類タイプDは、上方側からの酸及び銅の供給が少なく、カオリン変質がやや発達するのみで、二次硫化銅は初生硫化銅の一部を置換した程度であったことを表す。
図3(d)に示す分類タイプDは、上方側からの酸及び銅の供給が少なく、カオリン変質がやや発達するのみで、二次硫化銅は初生硫化銅の一部を置換した程度であったことを表す。
なお、ここでいう深さ方向の浅部SP及び深部DPに関し、たとえば、深さ方向で、二次富化帯6の厚み(深さ方向の長さ)の中央位置を境界とし、中央位置よりも浅い側に存在する二次富化帯6の上部を浅部SP、中央位置より深い側に存在する二次富化帯6の下部を深部DPと定義することができる。このように浅部SPと深部DPを定義することにより、たとえば所定の鉱床では二次富化帯6の厚みは最大350m程度であることから数値化が可能になり、また範囲から外れることはない。
あるいは、可能であれば、カオリンの含有量と二次硫化銅の挙動により、二次富化帯6を浅部SPと深部DPに区分することもできる。
あるいは、可能であれば、カオリンの含有量と二次硫化銅の挙動により、二次富化帯6を浅部SPと深部DPに区分することもできる。
所定の対象領域で複数の対象地点について、試料の採取、深さ方向の各物質の濃度の測定を行った場合、それにより得られた複数の対象地点のそれぞれの深さ方向のカオリンの変質強度分布と二次硫化銅の濃度分布との関係より、各対象地点を、上記の深浅部濃度分類の分類タイプA~Dのいずれかに分類することができる。このように深浅部濃度分類の各分類タイプA~Dに分類した各対象地点を、地図上にプロットすることで、対象領域における各分類タイプA~Dについて平面分布を得ることができる。この平面分布をもとに金属鉱床の探鉱を行うと、金属鉱床をより一層容易に且つ高精度で発見することが可能になる。
上述した変質鉱物は、少なくともカオリンを含むものであって、さらに、絹雲母、緑泥石、緑簾石、ミョウバン石および鉄ミョウバン石からなる群から選択される一種以上を含むものとすることができる。なかでも、初生鉱化作用を表すセリサイト、二次富化作用で形成されるカオリンおよび鉄ミョウバン石が、鉱床探鉱に特に有効である。
カオリンは、カオリナイト、ハロイサイトおよびディッカイトからなる群から選択される一種以上を含むものとすることができる。
二次硫化銅は、酸化銅鉱物および輝銅鉱からなる群から選択される一種以上を含むものとすることができる。
二次硫化銅は、酸化銅鉱物および輝銅鉱からなる群から選択される一種以上を含むものとすることができる。
上述したようにして、ボーリングを行った対象領域内の対象地点のうち、先述した分類タイプC及び分類タイプDに分類された対象地点では、それより外側の鉱床分布の可能性は低いと推察される。それ故に、その外側の地点での確認のためのボーリングは必要であっても、ボーリング密度は低くてもよいと判断できる。
また、ボーリングによる掘進の間に、ボーリングの周囲の孔壁を構成する物質の反射スペクトルを測定することにより、当該反射スペクトルの測定結果から、その地点をどの程度の深さまでボーリングするかについての掘進長を決定することができる。
たとえば、所定の深さ位置で、変質鉱物の合計濃度に対するカオリンの濃度の割合で表されるカオリンの変質強度(T_Kao/T_Clay)を反射スペクトルから算出し、そのT_Kao/T_Clayがまだ高ければ、さらに深い位置まで掘進する必要があると考えられる。この一方で、T_Kao/T_Clayが十分に低くなると、二次富化帯を通り抜けた深さ位置までボーリングが行われたと考えられ、これ以上掘進しても良好な部分は出てこないと判断することができる。
また探鉱初期段階では、尾根部では溶脱区間が数百mある可能性がある。このような場所でもT_Kao/T_Clayが高ければ良好な2次富化帯がより深部に分布する可能性があり、掘進長を伸ばす必要があると判断することができる。
たとえば、所定の深さ位置で、変質鉱物の合計濃度に対するカオリンの濃度の割合で表されるカオリンの変質強度(T_Kao/T_Clay)を反射スペクトルから算出し、そのT_Kao/T_Clayがまだ高ければ、さらに深い位置まで掘進する必要があると考えられる。この一方で、T_Kao/T_Clayが十分に低くなると、二次富化帯を通り抜けた深さ位置までボーリングが行われたと考えられ、これ以上掘進しても良好な部分は出てこないと判断することができる。
また探鉱初期段階では、尾根部では溶脱区間が数百mある可能性がある。このような場所でもT_Kao/T_Clayが高ければ良好な2次富化帯がより深部に分布する可能性があり、掘進長を伸ばす必要があると判断することができる。
次に、この発明を試験的に実施し、その効果を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的としたものであり、それに限定されることを意図するものではない。
<実施例1>
チリ共和国のカセロネス銅鉱山を対象として、その地下に存在する斑岩銅鉱床の推定を行い、その推定結果を、ボーリングによる実測結果と比較することにより、推定の精度を評価した。
チリ共和国のカセロネス銅鉱山を対象として、その地下に存在する斑岩銅鉱床の推定を行い、その推定結果を、ボーリングによる実測結果と比較することにより、推定の精度を評価した。
(鉱床の概要)
カセロネス銅鉱山の初生鉱化作用は、ディサイト斑岩を関係火成岩としたCu-Mo斑岩型鉱化作用である。地表付近に酸化二次富化帯及び硫化二次富化帯を伴い、垂直方向の明瞭な銅鉱物の累帯が認められる。鉱床の平面的な広がりは、後述する図4に示すように約1.5km(NE-SW)×2km(NW-SE)の規模を有し、高品位部はNE-SW方向に伸びる尾根部(主尾根部)とこの主尾根部から南東方向に伸びる尾根部(支尾根部)に、CuSが分布している。垂直方向の鉱物累帯は、図5に示すように酸化二次富化帯(OX)、硫化二次富化帯(SS)及び初生鉱帯(SP)に分類される。二次富化帯の上部には厚みの変化に富む(0-150m)溶脱帯(LX)が位置する。硫化二次富化帯(SS)は尾根部からNW-SE断面には地表面とほぼ調和的に発達するが、NE-SW断面では概ね水平に近い形態を示す。硫化二次富化帯(SS)中の輝銅鉱は、黄鉄鉱及び黄銅鉱を置換して産することが多い。
カセロネス銅鉱山の初生鉱化作用は、ディサイト斑岩を関係火成岩としたCu-Mo斑岩型鉱化作用である。地表付近に酸化二次富化帯及び硫化二次富化帯を伴い、垂直方向の明瞭な銅鉱物の累帯が認められる。鉱床の平面的な広がりは、後述する図4に示すように約1.5km(NE-SW)×2km(NW-SE)の規模を有し、高品位部はNE-SW方向に伸びる尾根部(主尾根部)とこの主尾根部から南東方向に伸びる尾根部(支尾根部)に、CuSが分布している。垂直方向の鉱物累帯は、図5に示すように酸化二次富化帯(OX)、硫化二次富化帯(SS)及び初生鉱帯(SP)に分類される。二次富化帯の上部には厚みの変化に富む(0-150m)溶脱帯(LX)が位置する。硫化二次富化帯(SS)は尾根部からNW-SE断面には地表面とほぼ調和的に発達するが、NE-SW断面では概ね水平に近い形態を示す。硫化二次富化帯(SS)中の輝銅鉱は、黄鉄鉱及び黄銅鉱を置換して産することが多い。
(ボーリング結果)
カセロネス銅鉱山の多数の地点にてボーリングを行って試料を採取し、各地点でのCuSの深さ方向の積算量を算出した。図4に、カセロネス銅鉱山の二次富化帯中のCuS積算金属量の分布を示す。このCuSは、主として輝銅鉱からなる二次硫化銅を表す。図4より、主尾根部および支尾根部上部でCuS積算金属量が多いといえる。
なお図6は、図4に示す二次富化帯中のCuS積算量となるまでCuSが蓄積するのに必要な溶脱区間厚を推定した結果である。これによれば、400mを越える厚い溶脱区間厚を必要とする領域は、主尾根部と支尾根部に完全に一致していることが解かる。なお、支尾根部沿いの南側では溶脱区間厚が400mを越えるが、初生鉱化作用により形成されたCuINSが少なく、溶脱区間が厚くても二次富化帯に移動する銅量が限られていることから、良好な二次富化帯は形成されなかったことが解かる。このことから、山岳地に位置するカセロネス鉱床の二次富化作用は現在の地形(近い過去の地形)に強く支配されていたことが示唆される。逆に、浸食が速い山間部での斑岩銅鉱床の二次富化作用は、現在の地形を考慮すればある程度推定できるともいえる。なお、上記のCuINSは、黄銅鉱からなる初生鉱化作用で形成された初生硫化銅を表す。
カセロネス銅鉱山の多数の地点にてボーリングを行って試料を採取し、各地点でのCuSの深さ方向の積算量を算出した。図4に、カセロネス銅鉱山の二次富化帯中のCuS積算金属量の分布を示す。このCuSは、主として輝銅鉱からなる二次硫化銅を表す。図4より、主尾根部および支尾根部上部でCuS積算金属量が多いといえる。
なお図6は、図4に示す二次富化帯中のCuS積算量となるまでCuSが蓄積するのに必要な溶脱区間厚を推定した結果である。これによれば、400mを越える厚い溶脱区間厚を必要とする領域は、主尾根部と支尾根部に完全に一致していることが解かる。なお、支尾根部沿いの南側では溶脱区間厚が400mを越えるが、初生鉱化作用により形成されたCuINSが少なく、溶脱区間が厚くても二次富化帯に移動する銅量が限られていることから、良好な二次富化帯は形成されなかったことが解かる。このことから、山岳地に位置するカセロネス鉱床の二次富化作用は現在の地形(近い過去の地形)に強く支配されていたことが示唆される。逆に、浸食が速い山間部での斑岩銅鉱床の二次富化作用は、現在の地形を考慮すればある程度推定できるともいえる。なお、上記のCuINSは、黄銅鉱からなる初生鉱化作用で形成された初生硫化銅を表す。
(変質鉱物情報の取得)
このようなカセロネス銅鉱山において、ASTERデータから、変質帯中の変質鉱物であるセリサイトの含有量を推定した。その結果を図7に示す。図7に示すところから、セリサイトの分布は支尾根部中腹に中心を有することが解かる。衛星データでは変質帯にCu鉱化作用を伴うかは不明であるので、ここでは初生鉱化作用に伴い形成されたセリサイトがCu鉱化作用を受けていることを前提とし、セリサイト含有量と初生鉱化作用によるCu含有量が関係していたと仮定する。
このようなカセロネス銅鉱山において、ASTERデータから、変質帯中の変質鉱物であるセリサイトの含有量を推定した。その結果を図7に示す。図7に示すところから、セリサイトの分布は支尾根部中腹に中心を有することが解かる。衛星データでは変質帯にCu鉱化作用を伴うかは不明であるので、ここでは初生鉱化作用に伴い形成されたセリサイトがCu鉱化作用を受けていることを前提とし、セリサイト含有量と初生鉱化作用によるCu含有量が関係していたと仮定する。
(モリブデン情報の取得)
上部の溶脱作用とこの下部での二次富化作用に伴うCuの移動量を推定するためには初生鉱化作用によって形成されたCuINSの分布構造を推定する必要がある。ここでは、溶脱および二次富化作用を伴わない初生鉱化帯中のCuINSとMoの含有量の関係を用いて、Mo含有量の分布から初生鉱化作用(初生硫化銅)の構造を復元した。
図8に、先述のボーリング結果より得られた初生鉱化帯のCuINSの含有量とMoの含有量との関係を示す。図8に示すように、CuINSとMoの関係には比較的良好な関係がある。
上部の溶脱作用とこの下部での二次富化作用に伴うCuの移動量を推定するためには初生鉱化作用によって形成されたCuINSの分布構造を推定する必要がある。ここでは、溶脱および二次富化作用を伴わない初生鉱化帯中のCuINSとMoの含有量の関係を用いて、Mo含有量の分布から初生鉱化作用(初生硫化銅)の構造を復元した。
図8に、先述のボーリング結果より得られた初生鉱化帯のCuINSの含有量とMoの含有量との関係を示す。図8に示すように、CuINSとMoの関係には比較的良好な関係がある。
図9は、上述したようにCuINSと良好な関係があるMoの分布から、CuINSの分布(初生鉱化作用により形成されたCuの分布)を推定したマップである。図9より、二次富化帯が発達する主尾根および支尾根とはやや異なる位置に、鉱化の中心があったことが解かる。
(地形情報の取得)
また地形情報を得るため、カセロネス銅鉱山の対象領域について、一辺が1200mの正方形グリッドによるメッシュで接谷面図を作成し、現在の地表面の実際の標高との差分を算出した。なお接谷面は、地下水位の推定にも用いられるものであり、標高からこの接谷面を差し引いた値(地形厚み)は、地下水面よりも上方に位置する岩石のおおよその厚さを表すと考えることができる。地形は一般に沢筋部から選択的に標高が低下するので、沢筋部では浸食速度が大きい。この一方で、尾根部では沢筋部に比較して浸食が遅く、尾根筋では溶脱を受けてから浸食されるまでに時間が掛かることから、溶脱されたCuが地下の地下水位まで移動する時間に余裕があると解釈できる。このため、図4、図6では尾根筋における見かけ上の必要溶脱区間厚が400mを越えたものと考えられる。一方、図4、図6の支尾根部東側の谷筋では必要溶脱長が200m以下となっている。これは、谷筋では浸食が速いことにより、地表付近で溶脱したCuが移動する以前に浸食されたことから、見かけ上の必要溶脱区間厚が薄くなったと推定される。
また地形情報を得るため、カセロネス銅鉱山の対象領域について、一辺が1200mの正方形グリッドによるメッシュで接谷面図を作成し、現在の地表面の実際の標高との差分を算出した。なお接谷面は、地下水位の推定にも用いられるものであり、標高からこの接谷面を差し引いた値(地形厚み)は、地下水面よりも上方に位置する岩石のおおよその厚さを表すと考えることができる。地形は一般に沢筋部から選択的に標高が低下するので、沢筋部では浸食速度が大きい。この一方で、尾根部では沢筋部に比較して浸食が遅く、尾根筋では溶脱を受けてから浸食されるまでに時間が掛かることから、溶脱されたCuが地下の地下水位まで移動する時間に余裕があると解釈できる。このため、図4、図6では尾根筋における見かけ上の必要溶脱区間厚が400mを越えたものと考えられる。一方、図4、図6の支尾根部東側の谷筋では必要溶脱長が200m以下となっている。これは、谷筋では浸食が速いことにより、地表付近で溶脱したCuが移動する以前に浸食されたことから、見かけ上の必要溶脱区間厚が薄くなったと推定される。
このような標高から接谷面を差し引いて得られる地形厚みの値に応じた4段階の地帯に対象領域を区分し、それらの各々に0.25、0.50、0.75、1.00の各係数を付与して、地形厚み分布を得た。この地形厚み分布を図10に示す。
なお、この地形厚みが実際の溶脱区間厚を表していることを確認するため、地形厚みと溶脱区間厚との関係を検証した。その結果を図11に示す。図11のグラフは、多数の地点において、上述したようにして算出した地形厚みを縦軸とし、図6に示す溶脱区間厚を横軸としたものである。図11より、グラフ中のプロットは、ほぼ右上がりの直線にのる傾向があることが解かり、それにより、地形厚みと溶脱区間厚との間に相関があるといえる。
なお、この地形厚みが実際の溶脱区間厚を表していることを確認するため、地形厚みと溶脱区間厚との関係を検証した。その結果を図11に示す。図11のグラフは、多数の地点において、上述したようにして算出した地形厚みを縦軸とし、図6に示す溶脱区間厚を横軸としたものである。図11より、グラフ中のプロットは、ほぼ右上がりの直線にのる傾向があることが解かり、それにより、地形厚みと溶脱区間厚との間に相関があるといえる。
(結果の比較)
図4に示すCuS積算量は、探鉱初期段階では未知の情報であり、これと上述した各情報によるCuS積算量(相対値)の推定結果とを比較する。
図12に、変質帯中のセリサイト含有量の分布に、地形厚み分布を乗じた結果を示す。図12に示す結果は、主尾根部と支尾根部の両方でポテンシャルが高く、図4のCuS積算量と極めて類似していることが解かる。
図13に、Moの分布から推定したCuINSの分布に、地形厚み分布を乗じた結果を示すマップである。このマップより、主尾根付近でポテンシャルが高いが、支尾根付近はポテンシャルがやや低く評価されていることが解かる。
図4に示すCuS積算量は、探鉱初期段階では未知の情報であり、これと上述した各情報によるCuS積算量(相対値)の推定結果とを比較する。
図12に、変質帯中のセリサイト含有量の分布に、地形厚み分布を乗じた結果を示す。図12に示す結果は、主尾根部と支尾根部の両方でポテンシャルが高く、図4のCuS積算量と極めて類似していることが解かる。
図13に、Moの分布から推定したCuINSの分布に、地形厚み分布を乗じた結果を示すマップである。このマップより、主尾根付近でポテンシャルが高いが、支尾根付近はポテンシャルがやや低く評価されていることが解かる。
以上より、カセロネス銅鉱山では、変質鉱物情報や地形情報等から二次富化帯のポテンシャル評価が可能であることが解かり、種々の金属鉱床も高精度で発見できる可能性があることが解かった。
<実施例2>
上述したカセロネス銅鉱山において、複数地点にてボーリングを行って試料の採取及び深さ方向の成分分析を行い、カオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係より、金属鉱床の存在を推測した。
上述したカセロネス銅鉱山において、複数地点にてボーリングを行って試料の採取及び深さ方向の成分分析を行い、カオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係より、金属鉱床の存在を推測した。
(鉱物同定)
ボーリングによりカセロネス銅鉱山全体をカバーする21孔で採取した各試料について、反射スペクトルを計測し、鉱物同定を行った。二次富化帯が発達する高品位部を捉えた所定の地点の試錐分析結果を、図14に示す。図14は、各物質の深さ方向の濃度分布である。図14中、CuS(二次硫化銅)は硫酸・青酸可溶銅品位であって酸化銅鉱物及び輝銅鉱にほぼ対応するものであり、またCuINS(初生硫化銅)は黄銅鉱に対応するものである。
図14より、CuSの濃度は浅部(SS_U)から深部(SS_L)に向けて漸減しているが、CuINSの濃度は深部(SS_L)で増加している。変質鉱物の合計濃度は浅部(SS_U)から深部(SS_L)に向けて漸減している。セリサイトの濃度は浅部(SS_U)から深部(SS_L)まで大きく変動していない。カオリン系鉱物の濃度は浅部(SS_U)で高く深部(SS_L)に向かうほど低下している。
ボーリングによりカセロネス銅鉱山全体をカバーする21孔で採取した各試料について、反射スペクトルを計測し、鉱物同定を行った。二次富化帯が発達する高品位部を捉えた所定の地点の試錐分析結果を、図14に示す。図14は、各物質の深さ方向の濃度分布である。図14中、CuS(二次硫化銅)は硫酸・青酸可溶銅品位であって酸化銅鉱物及び輝銅鉱にほぼ対応するものであり、またCuINS(初生硫化銅)は黄銅鉱に対応するものである。
図14より、CuSの濃度は浅部(SS_U)から深部(SS_L)に向けて漸減しているが、CuINSの濃度は深部(SS_L)で増加している。変質鉱物の合計濃度は浅部(SS_U)から深部(SS_L)に向けて漸減している。セリサイトの濃度は浅部(SS_U)から深部(SS_L)まで大きく変動していない。カオリン系鉱物の濃度は浅部(SS_U)で高く深部(SS_L)に向かうほど低下している。
なお図15に、カセロネス鉱床の試錐コアのセリサイト、カオリンおよび鉄ミョウバン石についてXRD結果と、上記のような反射スペクトルから推定した濃度とを比較した結果を示す。図15のグラフは、横軸をXRD結果とし、縦軸を反射スペクトルによる濃度推定結果としたものである。いずれの鉱物についても決定係数が0.8に近い値が得られており、反射スペクトルは、変質強度の指標として用いるに十分な推定精度があることが解かる。
(深さ方向の濃度分布)
図16に、所定の地点におけるカオリン系鉱物の変質強度(T_Kao/T_Clay)及び二次硫化銅の濃度(CuS_S)の深さ方向の分布を示す。ここで、T_Kaoはカオリナイト、ハロイサイト等の合計含有量を表し、T_Clayはカオリナイトやセリサイト等の合計含有量を表す。図16より、T_Kao/T_ClayはCuS_Sと類似した変動を示し、これは、二次富化作用が強く生じた浅部ではより多くのCuSが形成されていることを意味する。このようにT_Kao/T_Clayは二次富化作用が生じた範囲とその強度の指標とすることが可能であり、T_Kao/T_Clay=0.1程度を境界として、CuSを含む二次富化帯とCuINSを多く含み始める初生鉱化帯とに区分することができる。
図16に、所定の地点におけるカオリン系鉱物の変質強度(T_Kao/T_Clay)及び二次硫化銅の濃度(CuS_S)の深さ方向の分布を示す。ここで、T_Kaoはカオリナイト、ハロイサイト等の合計含有量を表し、T_Clayはカオリナイトやセリサイト等の合計含有量を表す。図16より、T_Kao/T_ClayはCuS_Sと類似した変動を示し、これは、二次富化作用が強く生じた浅部ではより多くのCuSが形成されていることを意味する。このようにT_Kao/T_Clayは二次富化作用が生じた範囲とその強度の指標とすることが可能であり、T_Kao/T_Clay=0.1程度を境界として、CuSを含む二次富化帯とCuINSを多く含み始める初生鉱化帯とに区分することができる。
図17は、所定の地点におけるT_Kao/T_Clay>0.1となる二次富化帯についてT_Kao/T_ClayとCuSの濃度との関係を示す。図17中、「△」のプロットは二次富化帯浅部における異なる深さ位置での各測定値を、「○」のプロットは二次富化帯深部における異なる深さ位置での各測定値である。図17から解かるように、T_Kao/T_ClayとCuSの相関は強く、このことは、二次富化帯浅部では、すでに削剥された上方の溶脱帯から銅と酸の供給が多く、深部に向かうほど減少していることを表している。T_Kao/T_ClayとCuSの濃度との関係は、ボーリング地点によって異なり、この関係により、各地点は、先述したように図3に示す四つの分類タイプのいずれかに区分することができる。
各分類タイプA~Dにおける初生硫化銅及び二次硫化銅の量、二次富化帯の形成プロセスをまとめると、表1に示すとおりである。表1中、「×」、「△」、「○」、「◎」は、この順序で「×」から「◎」に向かうに従って硫化銅の量が多いことを表す。
各分類タイプA~Dにおける初生硫化銅及び二次硫化銅の量、二次富化帯の形成プロセスをまとめると、表1に示すとおりである。表1中、「×」、「△」、「○」、「◎」は、この順序で「×」から「◎」に向かうに従って硫化銅の量が多いことを表す。
さらに、ボーリング地点ごとに二次富化作用を四つの分類タイプA~D(分類タイプI~IV)のいずれかに分類し、これを地図上にプロットした平面分布を図18に示す。図18に示すところから、分類タイプの平面分布はほぼ同心円状になり、黄鉄鉱等が少ない周辺部では二次富化作用が弱く、主尾根や支尾根沿いで二次富化作用が強く働いたことが解かる。
このようにカセロネス鉱山では、現在の尾根地形に対応する地域で良好な二次富化作用による鉱床が形成されていることが解かった。
このようにカセロネス鉱山では、現在の尾根地形に対応する地域で良好な二次富化作用による鉱床が形成されていることが解かった。
<実施例3>
図19に示すチリ共和国のMantoVerde鉱床(IOCG型鉱床)を対象として、銅を含む金属化合物(いわゆる酸化銅)の含有量の分布を推定した。この推定に用いた衛星データは、高空間・高波長分解能衛星データであるWorldView-2とし、当該金属化合物の反射ピークがある400~600nm(青~緑の波長)を重点的に解析した。その結果を図20に示す。
図20に示す結果より、金属化合物の含有量が極めて少ない地帯でも検出可能であった。
よって、このような金属化合物情報を、金属鉱床の探鉱方法に有効に活用できる可能性があることが解かった。
図19に示すチリ共和国のMantoVerde鉱床(IOCG型鉱床)を対象として、銅を含む金属化合物(いわゆる酸化銅)の含有量の分布を推定した。この推定に用いた衛星データは、高空間・高波長分解能衛星データであるWorldView-2とし、当該金属化合物の反射ピークがある400~600nm(青~緑の波長)を重点的に解析した。その結果を図20に示す。
図20に示す結果より、金属化合物の含有量が極めて少ない地帯でも検出可能であった。
よって、このような金属化合物情報を、金属鉱床の探鉱方法に有効に活用できる可能性があることが解かった。
1 成層火山
2 熱水
3 初生鉱化帯
4 変質帯
5 溶脱帯
6 二次富化帯
RF 降雨
GL 地下水面
2 熱水
3 初生鉱化帯
4 変質帯
5 溶脱帯
6 二次富化帯
RF 降雨
GL 地下水面
Claims (40)
- 金属鉱床の探鉱方法であって、
対象領域での、変質鉱物、モリブデン及び金からなる群から選択される少なくとも一つの存在割合の分布に関する情報を含む変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報を得ることと、
対象領域での、前記金属鉱床に含まれる金属元素を含有する金属含有物質の存在の有無に関する情報を含む金属含有物質情報を得ること、及び/又は、対象領域の地表面の高低に関する情報を含む地形情報を得ることと、
少なくとも、前記変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報ならびに、前記金属含有物質情報及び/又は前記地形情報に基き、対象領域の金属鉱床の存在を推測することと
を含む、金属鉱床の探鉱方法。 - 前記金属含有物質情報を得ることを含み、
前記金属含有物質情報が、対象領域での金属含有物質の存在割合の分布に関する情報を含む、請求項1に記載の金属鉱床の探鉱方法。 - 対象領域内で、前記変質鉱物情報より推定される変質鉱物の存在割合及び/又は、前記モリブデン情報より推定されるモリブデンの存在割合及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合が相対的に多く、かつ、前記金属含有物質情報より推定される金属含有物質の存在割合が相対的に多い地帯に、金属鉱床が存在すると推測する、請求項2に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 対象領域内で、前記変質鉱物情報より推定される変質鉱物の存在割合及び/又は、前記モリブデン情報より推定されるモリブデンの存在割合及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合が相対的に多く、かつ、前記金属含有物質情報より推定される金属含有物質の存在割合が相対的に多い地帯の地下に、金属鉱床が存在すると推測する、請求項3に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記変質鉱物情報及び/又はモリブデン情報及び/又は金情報が、対象領域の地表における変質鉱物及び/又はモリブデン及び/又は金の存在割合の分布に関する情報を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記金属含有物質情報を得ることを含み、
前記金属含有物質情報が、対象領域の地表における金属含有物質の存在の有無に関する情報を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法。 - 観測対象物の反射スペクトルを観測して当該反射スペクトルから観測対象物の存在割合を算出する反射スペクトル解析により、前記変質鉱物情報、前記モリブデン情報、前記金情報及び/又は前記金属含有物質情報を得る、請求項1~6のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記反射スペクトル解析で、350nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いる、請求項7に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記反射スペクトル解析で、1900nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いる、請求項7に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記反射スペクトル解析で、900nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いる、請求項7に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記反射スペクトル解析で、350nm~600nm及び1600nm~2500nmの波長領域内の反射スペクトルを用いる、請求項7に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記反射スペクトル解析で、500nm~600nm及び900nm~1100nmの波長領域内の反射スペクトルを用いる、請求項7に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記地形情報を得ることを含み、
前記地形情報を得る際に、対象領域の地表面の侵食量を推定する、請求項1~12のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法。 - 前記侵食量の推定が、対象領域の地表面の実際の高度と接谷面の高度との差、もしくは、接峰面の高度と対象領域の地表面の実際の高度との差から、地形厚みを算出し、当該地形厚みの厚さに応じて対象領域を複数の地帯に区画し、各地帯に当該地形厚みの厚さに応じた大きさの係数を付与した地形厚み分布を得ることを含む、請求項13に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記接谷面もしくは接峰面を求める際に対象領域を区分けする正方形グリッドの一辺の長さを、1000m~2000mの範囲内で設定する、請求項14に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記変質鉱物情報の変質鉱物の存在割合の分布及び/又は、前記モリブデン情報のモリブデンの存在割合の分布及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合の分布に、前記地形厚み分布を乗じた結果に基き、対象領域の金属鉱床の存在を推測する、請求項14又は15に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記変質鉱物情報の変質鉱物の存在割合の分布及び/又は、前記モリブデン情報のモリブデンの存在割合の分布及び/又は、前記金情報より推定される金の存在割合の分布に、前記地形厚み分布を乗じた値が相対的に大きい地帯の地下に、金属鉱床が存在すると推定する、請求項16に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記金属含有物質情報を得ることを含み、
前記金属含有物質が、前記金属元素を含有する金属化合物である、請求項1~17のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法。 - 前記金属化合物が、針鉄鉱、赤鉄鉱、鉄明礬石、孔雀石、珪孔雀石、藍銅鉱、ブロシャン銅鉱、アタカマ石および胆礬からなる群から選択される一種以上を含む、請求項18に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 金属化合物に含有される前記金属元素が銅であり、前記金属化合物が、孔雀石、珪孔雀石、藍銅鉱、ブロシャン銅鉱、アタカマ石および胆礬からなる群から選択される一種以上を含む、請求項19に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記金属含有物質情報を得ることを含み、
金属含有物質に含有される前記金属元素が、銅、モリブデン、鉄、錫、タングステン、金、銀、鉛および亜鉛からなる群から選択される一種以上を含む、請求項1~19のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法。 - 金属含有物質に含有される前記金属元素が銅である、請求項1~19のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 前記変質鉱物が、絹雲母、緑泥石、緑簾石、ミョウバン石、鉄ミョウバン石およびカオリンからなる群から選択される一種以上を含む、請求項1~22の何れか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法。
- 請求項1~23のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法を含む資源開発方法。
- 請求項1~23のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において採鉱を行う採鉱方法。
- 請求項1~23のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において二次硫化銅を産出する、二次硫化銅の産出方法。
- 請求項1~23のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において資源を産出する資源産出方法。
- 請求項1~23のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域において鉱山を開発する鉱山開発方法。
- 請求項1~23のいずれか一項に記載の金属鉱床の探鉱方法により金属鉱床の存在を推測した前記対象領域においてボーリングを行うボーリング方法。
- 前記対象領域におけるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係に基き、前記対象領域でのボーリングの密度を決定する、請求項29に記載のボーリング方法。
- 前記カオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係が、
前記対象領域内の対象地点で深さ方向に試料を採取すること、ならびに、
前記試料の成分分析を行い、前記対象地点の深さ方向の各位置における変質鉱物の合計濃度、カオリンの濃度および二次硫化銅の濃度をそれぞれ測定すること
により得られる、前記対象地点の深さ方向の各位置における、前記変質鉱物の合計濃度に対する前記カオリンの濃度の割合で表されるカオリンの変質強度と前記二次硫化銅の濃度との関係である、請求項30に記載のボーリング方法。 - 深さ方向の各位置における前記カオリンの変質強度と前記二次硫化銅の濃度との関係より、対象地点を、深さ方向の浅部及び深部のそれぞれにおけるカオリンの変質強度及び二次硫化銅の濃度の大小を基準とした深浅部濃度分類の複数種類の分類タイプのいずれかに区分し、前記深浅部濃度分類による当該区分に基き、金属鉱床の存在を推測することを含む、請求項31に記載のボーリング方法。
- 前記深浅部濃度分類が、横軸もしくは縦軸のいずれか一方の軸をカオリンの変質強度とし、他方の軸を二次硫化銅の濃度としたグラフで表される、請求項32に記載のボーリング方法。
- 深浅部濃度分類が、少なくとも、対象地点の深さ方向の浅部及び深部のそれぞれにおけるカオリンの変質強度及び二次硫化銅の濃度の大小の違いによる複数種類の分類タイプを含む、請求項32又は33に記載のボーリング方法。
- 対象領域内の複数の対象地点で、試料を採取すること、深さ方向の各位置における変質鉱物の合計濃度、カオリンの濃度および二次硫化銅の濃度を測定すること、ならびに、深さ方向の各位置におけるカオリンの変質強度と二次硫化銅の濃度との関係を得ることを含み、
前記深浅部濃度分類による各対象地点の区分より、対象領域における深浅部濃度分類の各分類タイプについての平面分布を得ることをさらに含む、請求項32~34のいずれか一項に記載のボーリング方法。 - 前記試料の成分分析で、試料の反射スペクトルを観測して深さ方向の各位置における変質鉱物の合計濃度、カオリンの濃度および二次硫化銅の濃度を測定する反射スペクトル解析を行う、請求項31~35のいずれか一項に記載のボーリング方法。
- 前記二次硫化銅が、酸化銅鉱物および輝銅鉱からなる群から選択される一種以上を含む、請求項31~36のいずれか一項に記載のボーリング方法。
- 前記カオリンが、カオリナイト、ハロイサイトおよびディッカイトからなる群から選択される一種以上を含む、請求項31~37のいずれか一項に記載のボーリング方法。
- 前記変質鉱物が、少なくともカオリンを含み、さらに、絹雲母、緑泥石、緑簾石、ミョウバン石および鉄ミョウバン石からなる群から選択される一種以上を含む、請求項31~38のいずれか一項に記載のボーリング方法。
- 前記ボーリングによる掘進の間に、該ボーリングの孔壁を構成する物質の反射スペクトルを測定し、当該反射スペクトルの測定結果に基き、そのボーリング地点の掘進長を決定する、請求項29又は30に記載のボーリング方法。
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