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本书是一本为从事矿产勘查的地质人员编写的野外实用地质类书籍。本书介绍了矿产勘查领域一般的实用地质方法，覆盖现代矿产勘查活动的基本层面。本书的重点放在地质填图和钻探两个方面，这也是矿产勘查活动的精髓所在，其内容涉及各种类别的地质填图和钻探工程的方方面面，其中很多方法在国内很少见到，如国外常见的空气反循环（RC）钻探、岩心定向和岩心内部构造编录的基本技术手段等。本书可为国内年轻一代矿产勘查地质人员系统了解国外通行的基本勘查方法提供参考，这对当前中国地矿行业走向世界，进一步与国际同行展开矿产勘查的合作、交流工作，具有很好的指导意义。本书可作为广大矿产勘查行业内相关人员的实用参考书，也可作为大专院校应用地质学课程的教材或参考书。

第1章  矿产普查与勘探的一般过程	1
1.1  术语定义	1
1.2  新勘查项目的产生	2
1.3  产生新勘查思路的途径	4
1.4  负面假设的核查列表	5
1.5  勘查阶段	6
1.5.1  确立靶区	6
1.5.2  靶区钻探	7
1.5.3  资源量评估钻探	7
1.5.4  可行性研究	7
1.6  勘查项目成功率的最大化	8
1.7  勘查策略	9
1.8  勘查反馈	11
1.9  破解奥卡姆剃刀（Occam’s Razor）	12
参考文献	13

第2章  矿产勘查中的地质填图	15
2.1  一般性考量	15
2.1.1  填图的目的	15
2.1.2  地质图的特征	16
2.1.3  灵活填图	17
2.1.4  选择最佳的技术手段	20
2.1.5  选择最佳比例尺	23
2.1.6  构造的测量和记录	25
2.1.7  使用卫星导航（GPS）	26
2.2  利用反射影像作为底图的填图	28
2.2.1  概述	28
2.2.2  航空照片的获得	29
2.2.3  地质解译	29
2.2.4  确定比例尺	31
2.2.5  立体影像组合	32
2.2.6  影像处理技术	36
2.2.7  采用放大航空照片	39
2.2.8  数据转换到底图	40
2.3  平板仪填图	42
2.4  基于打桩测量网格的填图	46
2.4.1  测量网格的装备	46
2.4.2  图件的制作	49
2.5  用皮尺和罗盘填图	51
参考文献	53

第3章  矿山填图	55
3.1  概述	55
3.2  露天采坑的填图/编录	56
3.3  地下坑道开采的编录/填图	61
3.4  矿山安全	65
参考文献	66

第4章  槽探及地下（坑道）开拓	67
4.1  引言	67
4.2  探坑及探槽	67
4.3  地下坑道开拓	69
4.4  槽探中的安全及管理	69
4.5  地质编录	71
4.6  地球化学采样	72
4.7  成功勘查项目案例	75
参考文献	76
 
第5章  钻探：钻探重要性总论	78
5.1  钻探类型	78
5.2  钻探技术的选择	80
5.3  钻孔布设	83
5.4  钻探剖面	87
参考文献	88

第6章  回旋冲击钻探和螺旋钻探	89
6.1  回旋冲击钻探	89
6.1.1  反循环（RC）钻探	90
6.1.2  空气岩心钻探	97
6.1.3  回旋空气爆破（RAB）钻探	98
6.2  螺旋钻探	101
参考文献	102

第7章  金刚石钻探	103
7.1  引言	103
7.2  一些术语定义	105
7.3  钻探开始前的准备工作	106
7.4  金刚石钻探钻孔的布设	107
7.5  地质观察记录	108
7.6  岩心中构造的识别和解译	109
7.6.1  问题的提出	109
7.6.2  面状构造	109
7.6.3  断层	111
7.6.4  线状构造	112
7.6.5  褶皱	114
7.6.6  尺度问题	116
7.6.7  构造趋异性	117
7.7  岩心中构造的测量和记录	118
7.8  岩心编录系统	122
7.8.1  文字描述型编录	122
7.8.2  图示比例型编录	123
7.8.3  分析表格型编录	126
7.9  孔内测量	129
7.9.1  流程	129
7.9.2  利用测斜数据来制作剖面图和平面图	130
7.10  岩心定向	133
7.11  采样及化验	134
7.12  对岩心的相关操作	137
7.13  岩心照相	142
参考文献	143

第8章  卫星遥感	145
8.1  一般性讨论	145
8.2  地球观测卫星工作原理	147
8.3  卫星影像的显示	148
8.4  地质解译	148
8.5  反射数据的分析	150
参考文献	151

第9章  地球物理和地球化学方法（物化探）	152
9.1  一般性讨论	152
9.2  磁法测量	155
9.3  重力测量	159
9.4  放射性测量	160
9.5  电磁（EM）测量	160
9.6  电法测量	161
9.7  电法和磁法混合测量	163
9.8  仪器设备和数据建模新进展	164
9.9  水系沉积物采样	165
9.10  土壤采样	168
9.11  重矿物富集（HMC）采样	169
9.12  岩屑采样	170
9.13  红土带采样	171
参考文献	172

第10章  地理信息系统（GIS）及勘查数据库	175
10.1  定义	175
10.2  数字化勘查数据库的必要性	176
10.3  地图数据的GIS存储	179
10.3.1  线格式的数字化	179
10.3.2  多边形或矢量格式	181
10.3.3  光栅格式	181
10.4  有效性	181
10.5  地球参照系统	182
10.5.1  地理坐标系统	182
10.5.2  笛卡儿坐标系统	183
10.5.3  地图（坐标）基准系统	184
10.5.4  地图配准	184
10.6  GIS数据的处理	185
10.7  GIS数据的表达	185

附录A  图示标尺编录法的注意事项	190
A.1  列1（钻孔深度）	191
A.2  列2（岩心采取率）	191
A.3  列3（岩心质量）	191
A.4  列4（样品编号）	191
A.5  列5（化验结果）	192
A.6  列6（图形编录）	192
A.7  列7（直方图编录）	193
A.8  列8（地质标注）	193
A.9  列9（编录小结）	194
A.10  备注栏	194

附录B  钻探岩心的定向：方法和步骤	195
B.1  岩心定向的技术方法	195
B.1.1  非机械方法	195
B.1.2  机械方法	196
B.2  对定向岩心的后续处理	200
B.3  在定向岩心中测量构造产状	203
B.3.1  测量之前的工作	203
B.3.2  需要进行测量的数量	204
B.3.3  使用岩心架	205
B.3.4  内部岩心角的使用	209
B.3.5  最佳测量方法的讨论	215
B.3.6  将构造的测量数据投影到钻探剖面上	216
参考文献	219

附录C  从多个金刚石钻探钻孔中计算走向和倾角	220
C.1  “三点问题”	220
C.2  利用构造等值线的解决方法	221
C.3  利用立体网图的解决方法	222
C.4  确定非定向岩心中平面产状的一个简洁方法	224
参考文献	226

附录D  如何利用立体（网）图将岩心内部角转换成地理坐标	227
D.1  面状构造的解决方法	227
D.2  线状构造的解决方法	229

附录E  实用野外技巧	231
E.1  选择合适的罗盘	231
E.2  了解你的罗盘	232
E.3  测量平面的走向和倾向	233
E.4  测量线状构造的倾向和倾伏角	235

附录F  推荐进一步阅读书目	239
缩写及简化用语	245
译者后记	247

推荐序

很高兴为Geological Methods in Mineral Exploration and Mining的中文版写序。
《矿产勘查及开发中的地质方法》是一本综合性矿产勘查技术方法的工具书，集中介绍了大量实用的野外勘查工作方法，浅显易懂又细节严谨，汇聚了全球众多优秀地质学家们多年的经验积累。
商业性矿产勘查的核心是矿业人才，其中最重要的是勘查地质学家。一名优秀的勘查地质学家需要具有多年的实战经验、思维开放敏捷并具有创造性。大学的矿产勘查课程偏重于矿床及勘查理论，而具体的技术工作方法，刚毕业的地质师通常只能在自身工作中不断积累，这一过程局限而又漫长。《矿产勘查及开发中的地质方法》最大的特点是其实用性强，正如作者所说，这是一本解答“如何去做”的书，而不是去讲“为什么”。它综合了许多优秀地质学家们多年的丰富工作经验，而这正是年轻的地矿工作者们急需学习和取得的。衷心地希望，一代又一代的年轻人，通过对前人经验的系统学习和深入实践，能够在实际工作中快速地成长起来。
国际商业性矿产勘查，以找矿效果为中心，以最快的时间、最少的勘探投入、最有效的方法手段找到具有经济开采价值的矿藏，并综合考虑其他重要因素，如矿产开发条件、投资环境、外部建设条件、基础设施、社区关系等；而不是简单地列入“工程”范畴，以完成工程量为目标。这本书所介绍的技术、方法、手段、思路，主要基于市场化的商业性矿产勘查，一切以节省时间、节约勘查成本、提高找矿效率为根本，而这些正是一名优秀的勘查地质学家所必备的思维方式。
万方先生作为我们公司优秀的勘查地质师，数年来率领野外项目组，高效完成公司多项勘查任务。他的野外地质老师Calvin Herron更是一名经验丰富的美国勘查地质学家，技术全面、品德高尚，也是我多年的好朋友。我欣喜地看到万方先生及其合作者陆丽娜女士能够将这本书翻译成中文出版，将国外通行的勘查技术方法介绍给国内同行，而这在当今中国矿业全球化的进程中，无疑是非常有意义的。


蔡之凯  博士         
明科矿业集团董事长兼首席执行官 

 
中文版序言

非常高兴能在这里介绍 我的著作Geological Methods in Mineral Exploration and Mining的中文版。这本书由经验丰富的勘查地质师万方先生及地质学教师陆丽娜女士共同将原始的英文版娴熟地翻译成中文版。
作为一本非常实用的地质勘查进阶指导手册，本书系统介绍了在金属矿床的勘查、开发中的野外地质学技术。这些方法在学术型大学的地质学课程里一般是没有的，年轻的勘查地质师通常只能在工作中慢慢积累。毋庸置疑，学习这些野外技术最好的途径是观察那些经验丰富的实践者们如何完成他们的工作。但这种“老师”可遇而不可求，而靠自己不断试错来积累经验却又十分缓慢，成本也是很高的。因此，出版一本专门介绍这些经验、方法的书，就显得很有必要。大多数地质学教科书都是偏学术性的，旨在讲解地质学相关理论。与之相反，本书是解答“如何去做”的书，而不是去讲“为什么”。
该书第1版（英文版）于1997年由Chapman ＆ Hall出版社出版，作为一本实用手册受到了读者的热烈欢迎。之后，我收到了来自全世界四面八方的地质学家们的积极反馈，使我能够尽可能充实地对第1版做了修订，第2版于2010年由Springer出版。第2版同样非常受欢迎，十分畅销，该书显然符合了勘查地质师们的强烈需求，由此才有了这本中文译本的问世。
很多教科书可能会随着知识和技术进步而很快过时，而勘查地质学家的基本野外技术，比如勘查靶区的确立、地质填图及剖面制作、采样、钻探岩屑及岩心的编录、数据解译等，这些我们职业上的基本技能，随着时间的推移，并没有变化多少。21世纪的勘查技术，如先进的遥感技术及大型数据库的应用，深刻改变了矿产勘查活动。这些新技术功能强大，同时也十分必要，但却无法弥补基本野外技能的缺失。我坚持认为，从某种程度上讲，勘查地质学家盯着电脑显示器的时间越来越多，而不愿花时间在野外的岩石上，那么他们勘查项目的质量和效果将大打折扣。
中国幅员辽阔，有着多种多样的地质成矿背景，发现新矿床的潜力依然十分巨大。希望本书中译本的出版，能使得长久以来奋战在这片土地上的众多中国地质工作者们，更加便利地接触到原著的精髓。感谢万方和陆丽娜两人出色的翻译工作，衷心祝愿他们和电子工业出版社在本书中文版出版一事上取得成功。


Roger Marjoribanks    
2016年2月1日


前  言


本书是一本为从事矿产勘查的地质人员而编写的野外实用地质手册。同时，我们也希望本书今后能作为大学院校应用地质学课程的教材或参考书。本书的宗旨是阐述一般性实用地质技巧，将地矿专业的毕业生培养成勘查地质学家。这是一本教人“如何做”的书，而不是一本讲述地质学或矿床学理论方面的教材。
勘查地质学家 通常是一种职业的地质学家，他（她）们借助科学手段及构造方法来寻找矿体。涉及矿产勘查类的职业有很多，例如，矿产行业内金融和创业活动的商业人士、有过实际勘查经验的董事会成员和公司管理人员、技术助理、租赁业务经理、环境和安保人员、钻探工作人员、测量人员、IT专业人士、地球物理学家和地球化学家、矿产储量专家、多种多样的咨询师，以及勘查地质学家。一般来说，勘查地质学家是个百事通，杂而不精，总领全局。尽管勘查地质学家这个词语有点不太好听或者略显肤浅，但这是唯一合适的称谓，用来概括那些具备探寻经济矿藏技能的全体人员。那些在矿山团队中以圈定矿体为己任的矿山地质学家，也可称为勘查地质学家。勘查地质学家所具备的最基本和最高效的技能，涉及地质信息的获取、记录及描述，这些信息可以用来推测矿产的存在与否，而这些技能即是本书讨论的主题。
实际野外地质技能的教学在大学阶段往往被忽视。即便有这些课程，没有随后的实践这些技能也得不到强化。勘查地质学家所需具备的一些技能，在学校里可能永远也得不到充分的传授。一些特殊的方法及技巧，例如，勘查区的 识别、详细的勘查填图或岩心编录、岩心切割等内容，很少出现在基础训练课程中。本书旨在解决以上不足之处，尽管本书可能无法代替亲身的野外经验及知识，但我们尽了最大努力。
该书并不是要提供一套必须遵守的标准规范。本书所讲述的实际技巧和方法，汇集众多地质学家的实际经验——已被证明是行之有效的。当然，作者并不是要强行给读者以先入之见，每位地质学家都必将形成属于他（她）自己的工作方法和技能，并最终靠所取得的勘查成果来评判，而不是靠取得这些成果的过程来评判。在矿产勘查的过程中，对任何事情来说，其唯一“正确”的办法就是以最快和最节省的方式来定位矿体。然而，对个人来说，最好是在他尝试并理解所有这些方法——已在实际经验中被证明行之有效，并通常作为好的勘查经验在业内广泛推广——之后，形成他自己的方法技能。
新观念、新技术总是层出不穷，所以没有一本书可以说自己是最终版本，本书也不例外。地质学家应该带着批判的眼光来阅读本书，以使本书作为一本有用的工具书并得到及时更新。
本书的章节大体按照典型勘查项目的开展步骤来编排。第1章，介绍新勘查项目的产生、前景及勘查过程的组成。第2、3章，介绍有关地质填图的不同技术手段，如利用遥感反射影像、地表露头和矿山采坑填图等。第4章讲解勘查地质学家为揭露新岩层所使用的技术手段：槽探、坑探、剥土及地下坑道开拓。第5～7章（及后续若干附录）全方位介绍钻探技术，这些章节构成该书的主体部分，同时也反映出对于勘查地质学家来说钻探所具有的最高重要性。第8章详细介绍了通过地面观测卫星提供的遥感影像技术，这对勘查学家来说是具有划时代意义的。尽管本书的主旨是介绍地质勘查方法，但第9章还是对常用的地球物理和地球化学技术手段（物化探）做了简要概述。最后，第10章讨论了数字化的勘查数据库，并简要介绍地理信息系统（GIS）及地质勘查相关软件在矿产勘查及开发中的应用，涉及数据存储、数据处理及表达等。
该书第2版对1997年第1版做了较大的增订补充，以反映过去十多年来矿产勘查方法所发生的变化。基础野外地质方法技能仍然是勘查地质学家的核心技术，这构成了本书的主体部分。当然，最新的先进技术也加入到这一系列实用方法手段之列。在金刚石钻探中，快速且更加可靠的岩心定向系统已成为惯例，越来越多的人认识到定量构造编录的意义所在。卫星导航系统的精度不断提高，使得在详细地质填图及物化探数据的采集中GPS作为测量控制工具越来越受到重视。现在，由商业地面观测卫星获得的最新的超高分辨率卫星影像越来越多，在分辨率和价格两个方面，与高质量的航空照片构成激烈竞争。如今，台式机和笔记本电脑在数据处理、存储空间及制图能力方面几乎是呈指数级增长。结合最新的功能强大的软件包和精密的仪器设备，这一切，对传统地球物理和地球化学技术手段（物化探）产生了革命性的变革。
今天，最新的软件程序实现了海量数据的处理、分析，这导致现今的勘查地质学家花费在电脑前的时间比在野外的时间要多，并已形成一种趋势。通过彩色3D图层技术来传输和展示数字化的数据有其自身的优势，但它严重背离了数据本身所应代表的客观实际。一个越来越严峻的危险是：勘查地质学家过多地关注数据处理，而忽视了对所获数据的质量要求。本书通篇所暗含的一个理念就是：如果说地质数据对于找到矿体很重要的话，那么，一定要清醒地认识到，必须采用系统的方法对数据处理的全部阶段——从野外数据的收集到最终成果展示的全过程——进行质量控制。在当今电子化存储和海量数据处理的时代，有必要重温一下如下著名诗句 ：
数据并非信息，
信息并非知识，
知识并非理解，
理解并非智慧。
本书勾勒了为获取“知识”的地质技术手段，剩下的工作就留给读者您了。



致  谢


我深深地感激这些年来和我一起工作过的众多技术娴熟的野外地质学家们，从他们那里，我获得了许多这本书所介绍的勘查工作中的地质见解、技术手段及方法流程等。这些地质学家包括Ray Crawford、Neville George、Don Bowes、Frank Hughes、Dave McKenzie、Don Berkman、Mike Rickard、Ilmars Gemuts、Doug Dunnet、John Thoms、DickSillitoe和Gary Arnold。
感谢澳大利亚地球科学家协会（AIG）慷慨地允许复制大量图件，这些图件原见于AIG手册之五—— 《钻探岩心的系统编录》—— 由本人2001年编写（2007年修订出版了第2版）。上述图片包括图6.1、图6.6、图6.9、图6.10、图6.14、图B.5、图B.7、图B.13、图C.1、图C.2和图C.3。感谢Ivanhoe Mining Limited公司和Newcrest Limited公司允许我发布他们的一些勘查项目的介绍，见本书第4章末尾。
书中出现的地质图及剖面图均来自我曾经实际工作过的项目，我们对其重新制图、修订并进行重命名，以使其更符合出版需要，同时也为了保密。
感谢Gary Arnold通读本书原稿，我们从他的许多建设性意见中获益匪浅，特别是他对9.2节（磁法测量）和10.3节（GIS及数字化数据库）的补充，我们深表谢意。
毋庸置疑，对书中仍存在的错误、偏差和纰漏，笔者承担全部责任，欢迎读者朋友批评指正。


译者后记 
—— 献给默默耕耘在地球各个矿产角落里的中国地质师们！

伴随着繁重的野外项目工作，2011—2013年，这本书断断续续翻译了两年。之后的校稿及出版又是断断续续两年，今天终于跟大家见面，算是入行十年来我个人的一个总结。作为一名矿产行业的野外地质师，矿产勘查中的一切基本方法和多年来的心得体会，都融入对这本书的学习及翻译过程中了。其中，本书翻译的初稿由万方完成，修改、校对工作由陆丽娜完成。由于译者水平有限，虽反复校对，翻译中的错误与纰漏在所难免，请读者朋友们不吝批评指正。
如今，随着资源全球化的推进，矿业周期、行业变革，让人目不暇接。如何在当今的时代浪潮中走出中国自身的矿产勘查全球化，任重而道远。这需要根据自身的实际情况，广泛学习、借鉴国内外优秀的勘查思路、经验、方法、技术手段。我们的翻译工作，算是将国外通行的矿产勘查的基本技术方法介绍给国内同行。中国的广大矿产地质工作人员，除了常年的艰苦野外地质工作之外，需要更多地了解并参与到国际性矿产勘查及开发活动中来，与西方的地矿人员不断交流、学习、融合，取长补短，继而推动整个行业更好地向前发展。
感谢原版作者Roger Marjoribanks对我们翻译工作的大力支持。三年前冒昧向他发邮件，老先生和蔼可亲让人倾慕，之后不断交流沟通，十分惬意。老先生在翻译及出版中多次给予我们悉心指导及帮助，对此深表谢意。同时感谢电子工业出版社的编辑李敏老师、薄宇老师，在她们的悉心帮助下，这本书得以顺利出版。
 
感谢明科矿业集团董事长蔡之凯先生百忙中为中文版作序。感谢恩师Calvin Herron（美国勘查地质学家）多年来对我的倾心指导。在2008—2014年与他共事中，针对矿产勘查的各技术环节，一点一滴地现场指导和纠正问题。正是这些经历，让我们在翻译过程中能够更加深入体会国外同行的各种勘查技术、方法、技巧及思路。感谢原北京克文矿业咨询有限公司的老同事们，他们是高级地质师徐勇、宋宝久及GIS专家刘晓芳，感谢他们在我职业成长中的指导和帮助。
最后，要感谢我的妻子程方平博士，没有她的不断鼓励、督促，没有她在最后校订阶段的全力帮助，就没有这本书的如期出版。作为地质工作者的家属，默默无闻地支撑家庭与照顾孩子，无怨无悔地付出和牺牲……我无以言表，唯有深藏心中！

万  方        
2016年2月28日于北京

地理科学—地质学

万 方，高级地质师，加拿大安省职业地质学家协会(APGO)会员。湖北随州人。2005年中国地质大学（武汉）资源勘查专业毕业，2008年中科院地球化学研究所矿床学硕士。多年来集中参与中外商业性矿产勘查活动，涉及野外一线的地质勘查及咨询服务各项工作。目前供职于明科国际资源投资服务有限公司（明科集团），主要承担国内外金属矿产的勘查及开发工作。__eol__陆丽娜，博士，地质学讲师，天津人，民盟盟员。2005年中国地质大学（北京）地质学专业毕业，2008年中科院地球化学研究所矿床学硕士，2011年中科院地质与地球物理研究所矿床学博士。目前供职于防灾科技学院（中国地震局）地震科学系，地质学教研室主任。本科及研究生期间曾多次参与翻译兼职工作。

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矿产勘查及开发中的地质方法（第2版）