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海洋天然气水合物成矿机理与勘探方法

海洋天然气水合物成矿机理与勘探方法综述

摘要：本文综述了国内外对海洋天然气水合物成矿机理的研究现状，阐明了天然气水合物矿藏的分布及成因类型，天然气水合物的形成和稳定存在除了需要特定的温度和压力条件外，还需要合适的成矿地质条件，包括沉积构造环境、充足的气源、有效的运移通道、有效的储集层和保存条件等。对国内外现有的天然气水合物的勘探方法和技术进行了概述，同时也对现有的天然气水合物的开采方法进行了描述，并阐述了天然气水合物的开采对全球气候变化的影响。

关键词：天然气水合物；成矿机理；勘探；开采；生态环境

前言

天然气水合物是由天然气气体和水分子混合形成的一种具有笼状结构的似冰状结晶化合物。海洋天然气水合物一般多分布于水深为300-4000ｍ的深水海域海底以下0-1500ｍ的松散黏土或未成岩的沉积岩中，以及100-250ｍ以下极地陆架海砂砾中［1］。

水合物的形成及稳定存在需要合适的成矿地质条件,包括沉积构造环境、合适的温度压力条件、充足的气源、有效的运移通道、有效的储集层和保存条件等。据全球天然气水合物资源量估算结果,其中所包含的能源可能比所有常规燃料资源还要多[2]，是21世纪理想的、潜在的、非常规的、最具开发前景的新能源。

天然气水合物的勘探方法与常规油气的勘探方法基本相同,陆地上主要依靠发现异常、寻找特殊标志及根据电测井、声波测井来判断产层界面; 而在海养中利用地震声波速度异常和海底模拟反射层(BSR)预测是否存在天然气水合物，也可以利用地球化学勘探、海底热流调查、微地貌勘测和海底视像勘探等方法进行勘探。

另外,地质历史中的全球气候变化可能与水合物的迅速和大量分解有关[3,4].当海洋沉积物中存在着大量天然气水合物时,它也被认为是一种地质灾害[5]。天然气水合物的开采也会对生态环境有很大的影响。

1天然气水合物的成因类型

1.1 全球天然气水合物的分布

从区域构造地质环境上来看，天然气水合物主要集中分布在两类地区：一类地区为活动和被动大陆边缘的加积楔顶端、陆坡盆地、弧前盆地、滨外海底海山，乃至内陆海或深水湖区，尤其是海洋深水海域底部和深海平原等高压低温的深水环境处，均是天然气水合物矿藏形成与赋存的最佳场所。世界深海富有机质的大

洋水域９０％的面积都是天然气水合物形成的富集区或潜在富集区域。因此，全球范围的天然气水合物一般多分布于水深为３００～４０００ｍ的深水海域海底以下０～１５００ｍ的松散黏土或未成岩的沉积岩中，以及１００～２５０ｍ以下极地陆架海砂砾中［6］；另一类天然气水合物富集区则是大陆永久冻土带区域，这些地区的天然气水合物主要分布在冻土带下１３０～２０００ｍ的沉积地层中［7］，当然在更浅的冻土带地层中亦有可能分布［8］。

天然气水合物在海域中分布主要集中于３００ｍ以下的深水区，据不完全统计其在海洋深水区的成矿面积约占全部海洋面积的３０％以上，而资源量则是陆地区域的１００倍以上。目前，全球海洋勘查发现并圈定有天然气水合物的地区，主要分布在西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、冲绳海槽、日本海、南开海槽、苏拉威西海、澳大利亚西北海域及新西兰北岛外海，东太平洋海域的中美海槽、加利福尼亚—俄勒冈滨北海岸及秘鲁海槽，大西洋西部海域的布莱克海台、墨西哥湾、加勒比海及南美东海岸外陆缘海，以及非洲西海岸海域、印度洋的阿曼海湾、北极的巴伦支海和波弗特海、南极的罗斯海和威德尔海、内陆的黑海和里海等海域［9］。以上这些区域主要以太平洋边缘海域最多，其次是大西洋西海岸。我国在西沙海槽、东沙陆坡、台湾西南陆坡、冲绳海槽以及南海北部广大深水区等均发现了天然气水合物存在的大量地球物理与地球化学证据，且近年来在南海北部深水区珠江口盆地神狐调查区钻获了天然气水合物的实物样品，取得了南海北部深水海域天然气水合物勘探的第一手地质地球化学资料，为天然气水合物成矿成藏机制研究及气源成因类型与构成特点分析奠定了基础。

1.2天然气水合物成因类型

天然气水合物主要是由深水海底或冻土带浅层沉积物中生物化学作用形成的生物气（自源）或深部沉积物中有机质成熟热解生成的成熟天然气（他源），通过扩散型和渗漏型等不同运聚方式，进入浅层沉积物具备特定高压低温条件的天然气水合物稳定带中所形成［10］。因此，其成矿成藏气体的气源构成特点决定了天然气水合物成因类型。

1.3天然气水合物的形成条件与主控因素

天然气水合物形成主要受气源条件、温压条件、构造沉积条件等主要控制因素的制约和影响［11］，上述这些基本地质条件及关键地质要素，控制和制约了自然界中天然气水合物赋存状态、分布富集规律及展布规模，但其最重要的直接控制和决定天然气水合物稳定带形成及展布规模的地质条件与关键控制因素，根据国内外大量研究成果与勘查实践证实，主要为以下３点：

（１）特定的高压低温环境天然气水合物是在特定的低温高压之特殊物理化学条件下所形成的产物，因此，其严格受温压参数所控制。形成天然气水合物稳定带的温度，一般均要低于０～１０℃，只有当其天然气水合物的气源供给中

Ｃ＋２重烃和非烃等杂质含量有所增加时，其形成温度范围方可拓宽至２５℃，但超过该温度门槛，则不能形成天然气水合物；同时，形成天然气水合物的压力必须高于１０ＭＰａ，低于该压力值亦不能形成天然气水合物。因此，天然气水合物稳定带是在特定的低温高压条件下形成的产物，一旦温度升高或压力降低，不能满足其特殊的低温高压环境之要求和条件，则会导致天然气水合物分解而不复存在。

（２）充足的气源供给天然气水合物稳定带的形成，除了低温高压的地质条件外，必须具有充足的气源不断地输送供给，其与常规天然气藏一样，如果没有充足的气源供给，亦会成为无源之水、无本之木，不能形成天然气水合物。因此，天然气水合物的气源供给输送系统与充足的气源条件至关重要。研究表明，天然气水合物的气源构成及供给，主要有４种来源：其一为大气中的烃类气体溶解于海水而进入沉积物；其二是浅层沉积物中的有机质在细菌的降解作用（生物化学作用）下产生的生物成因气；其三是深部沉积有机物热成熟或石油在热裂解作用下产生的热解成因气；其四为火山作用产生的无机成因的烃类气体，前三种气体为生物有机成因气，是天然气水合物的主要气源，尤其是有机质成熟热解气和生物成因气，是天然气水合物气源供给的主要贡献者，但如果热成熟烃类气作为天然气水合物的主要气源供给者，则其深部地层系统必须有非常发育的断裂、底辟及不整合和砂体等构成的有效运聚输导系统的配置，方可构成良好的天然气水合物气源供给系统，最终形成天然气水合物矿藏。

（３）构造活动及断裂通道与有利成矿场所区域构造背景及构造和断裂活动亦是天然气水合物富集成矿成藏的重要控制因素之一。构造活动形成的断裂及裂隙通道和局部正向构造区带既是流体运移通道，亦是流体及天然气水合物成矿成藏的有利区带及场所。大量天然气水合物勘查成果资料及地震剖面上的似海底反射（ＢＳＲ）显示均表明，主动大陆边缘的增生楔、断裂—褶皱系、底辟构造或泥火山、滑塌构造、海底扇、“麻坑”构造和陆地永久冻土区等多种特殊的地质构造格局及地貌背景，一般都具备天然气水合物形成所必须的充足气源供给条件及成矿成藏与富集的基本地质条件，其均是天然气水合物矿藏形成的有利场所和富集区带。因此，上述这些特殊的地质构造格架类型及地貌背景，均是形成天然气水合物稳定带、富集天然气水合物矿藏的有利区带和重要场所。必须强调指出的是，近年来，对于天然气水合物形成模式及成矿机制方面的研究，许多学者在总结国内外大量研究成果的基础上，以天然气水合物成矿气源、成矿成藏机制和成矿成藏动力学等为研究核心和主线，建立了一些天然气水合物的成矿成藏模式及成因机制，如基于天然气水合物烃类气体来源特点的原地微生物成烃“自源型”供给系统的“扩散型”天然气水合物成矿模式和基于深部有机质热解成烃“他源型”供给系统的“渗漏型”天然气水合物成矿模式（即通过断裂及底辟通道将深

部烃气源供给输送至浅层的“渗漏型”成矿模式）；基于胶结形式的低温冷冻模式、海浸加压模式和成岩作用模式；基于流体驱动方式的常压周期渗流模式和超压周期流动模式等［12］。在上述这些天然气水合物成矿成藏模式中，以“自源扩

散型”微生物成因成矿成藏模式、“他源渗漏型”热解成因和混合烃源“渗漏型”成矿成藏模式最重要且比较符合客观地质实际，其能够较全面地反映和表征形成天然气水合物的地质及物理化学等因素综合作用的影响和控制。目前世界范围内勘查及钻探发现的天然气水合物亦多以“自源扩散型”生物成因成矿类型的天然气水合物为主，而深部“他源渗漏型”热解成烃及混合烃源供给的“渗漏型”成因成矿类型的天然气水合物较少，且受特殊地质条件控制而分布局限。

2.国内外天然气水合物勘探方法

2.1国外天然气水合物勘探历史及现状

1965年,苏联在西伯利亚的永久冻土中首次发现天然产出的天然气水合物。1971年,美国在其东海岸大陆边缘利用地震反射剖面发现了具有水合物标志的BSR(拟海底反射层)。20世纪70年代以来,美国、日本、加拿大、俄罗斯、挪威、德国、印度、巴西等国相继投入大量资金进行天然气水合物调查研究。1979年,国际深海钻探计划(DSDP)在大西洋和太平洋中直接发现了海底天然气水合物。从此以后,揭开了人类全面进行陆地及海洋天然气水合物调查研究的序幕。从2001年开始,美国、加拿大、日本、中国、俄罗斯及印度等国都进一步加大了对水合物资源的勘查调研究的投资力度,并开始了对水合物开发工艺的研究和开采试验。

美国地质调查局等有关机构还发起墨西哥湾及阿拉斯加永久冻土天然气水

合物国际合作项目(Joint Industry Project),该项目计划从2001年到2011年联合国内外感兴趣的企业及科研机构,对墨西哥湾海域水合物实施地质调查及钻探开发试验研究,同时还计划联合国内外感兴趣的企业及科研机构从2011年开

始对阿拉斯加进行陆地水合物调查评价及开采试验研究,目前正对感兴趣的国家、企业和科研机构发出邀请。

目前在天然气水合物调查研究方面取得最终突破的技术环节之一是开发出

能钻获并保持水合物样品原始状态的钻具及施工技术。多年来国外许多机构相继开展天然气水合物钻探取样钻具的研究,除了日本与美国合作开发的保压保温取心系统(Pressure& Temperature Coring System)PTCS)钻具外,目前在天然气水合物保压取心钻具研究取得进展的还有ODP的ODP-PCS及深海钻探计划的

DSDP-PCB保压取心钻具、美国Christensen公司的PCB保压取心钻具、美国PCBBl 保压取心钻具、ESSO-PCB保压取心钻具、挪威Fugro公司的FPC保压取心钻具、欧盟的HRC保压取心钻具等。

2.2中国天然气水合物调查研究现状及进展

中国在水合物的室内研究及海上和陆地调查方面起步较晚, 20世纪90年初

才开始关注国外有关的报道和研究成果,并由中国科学院兰州地质所和中国石油大学等单位率先开始水合物实验室合成研究工作。1995年,在中国大洋协会、地质矿产部和国家科委的支持下,中国地质科学院矿产资源研究所曾先后在南海、东海和太平洋国际海底开展了天然气水合物的调查研究工作,并发现了一系列与天然气水合物有关的地球化学和自生矿物异常标志。在中国地质调查局的资助下, 1999年10月,广州海洋地质调查局在我国南海海域开始了一系列有关天然气水

合物地质、地球物理和地球化学调查,在神狐等有关海洋发现了重要的地球物理标志及其他异常标志,显示出良好的寻找天然气水合物的前景。2007年5月,中

国地质调查局租用挪威Fugro公司的深水钻井船及取样工艺方法在我国南海北

部神狐海域实施了中国首次海洋天然气水合物钻探取样调查评价工作,使我国海洋天然气水合物调查取得了突破性进展。

图1，天然气水合物样品

国土资源部在2013年海域天然气水合物勘探成果新闻发布会上宣布，2013年6月至9月，中国海洋地质科技人员在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品，并通过钻探获得可观的控制储量。

3海底天然气水合物勘探技术和方法

3.1地球物理勘探

目前地球物理勘探主要包括地震勘探技术和测井技术。

地震勘探:它是目前海域天然气水合物矿床勘探的主要研究手段。对于沉积物中的天然气水合物,声波P波和S波都很灵敏,当沉积物中含有少量的天然气水合物而言,S波比P波更灵敏。地震调查正是利用天然气水合物的这一声学特征。地震地球物理勘查包括高频共深点法地震勘探和高频地震剖面勘探,其中高频地震剖面勘探是天然气水合物的主要调查手段。地震地球物理勘查可以有多种技术方法,如船载深水高分辨率数字地震方法、船载单道地震方法、大孔径海底地震检波法、垂直地震剖面法等"这些方法的理论依据与声纳技术基本相同[13]

测井技术:测井手段是与深海钻探技术相伴生的,在天然气水合物钻井勘探的过程中,测井工作必不可少[14]。一方面通过测井可以获得原位状态的地层物理响应特征;另一方面,相对于取芯而言,测井具有连续性及经济性的有点,可以给全孔评价提供多种可靠的地球物理响应数据"测井技术又可分为随钻测井(LWD)和电缆测井两种"随钻测井是指将随钻测井仪安置于钻头上方的钻环中,可以在钻进过程中实时监测,其测井模式可根据现场地质条件及测井服务公司的能力而有选择性的开展,可包括纵深感应。岩性密度!自然伽玛及差分井径等"电缆测井可以为水合物的储层参数评价提供丰富的信息,同时还为天然气水合物资源量的计算提供相对准确的约束条件,它在天然气水合物勘探过程中的应用早于随钻测井"通常包括自然伽玛、自然电位、声波、中子、密度、电阻率以及电阻率成像测井!偶极声波测井!电磁波传播测井。核磁共振测井等。目前,测井技术已经成为天然气水合物勘探过程中一种重要的技术手段,在海域的大洋科学钻探中得到广泛的运用。

3.2地球化学勘探

地球化学勘探技术主要包括流体地球化学勘探技术和顶空气地球化学勘探。流体地球化学勘探是指通过对地质沉积样孔隙水及近海水样(尤其是富气羽状流)的测试,分析甲烷浓度异常Cl-含量异常、δ18O异常、PH等地球化学指标和富含重氧的菱铁矿等标志矿物,探测与天然气水合物有关的地球化学异常,圈定天然气水合物可能存在的地球化学异常区。顶空气地球化学勘探是用气相色谱仪对沉

积物中游离态烃类气体充分逸出后进行气态烃测试,可以获取C

1/[C

]、δ13C

值等了解气体成因的参数。此外,地球化学勘探还涉及到海底浅表层沉积物的地球化学测试,包括对阴阳离子!微量元素以及B、Br、I元素分析等。

3.3微地貌勘测和海底视像勘探

通过船载深水多波束技术及海底电视摄像技术,探测海底地形地貌,分析并圈出与天然气水合物可能有关的特殊构造(泥火山、滑塌体、泄气窗、甲烷气苗、碳酸盐壳、化学合成生物群落等)的分布范围。

3.4海底热流调查海底热流的调查是对海底天然气水合物资源调查的先期工作,采用海底热流勘测技术,测定海底温度,计算地温梯度。其目的是:分析天然气水合物成藏条件;反演天然气水合物稳定层底界的埋深"测量海底热流的装置包括测地温梯度和热导率两部分,地温在海底直接测得或有海底钻孔温度测井获得,热导率可在海底测得,也可采集海底沉积物岩芯样后在室内获得。

4.天然气水合物开采方法

天然气水合物的开采技术是最复杂艰巨且充满危险的任务，世界上天然气水合物的储量巨大，但从天然气水合物中有效地开采天然气的方法目前仍在在探索和探讨研究之中。天然气水合物开采方法[15-21]主要有两类：传统开采方法和

新型开采方法。传统开采方法包括：

(1) 减压开采法，减压开采法是一种通过降低天然气水合物储层压力促使其快速分解的开采方法。减压开采法具有成本低，间断激发优点，适合天然气水合物较大面积的开采，尤其适用于下伏气的天然气水合物矿藏的开采。但它也有一定的局限性，特殊要求是天然气水合物矿藏必须处于温度和压力平衡边界附近，减压开采法才能是一种具有经济可行性的开采方法。

(2)热激开采法，热激开采法是通过注热水或蒸汽对天然气水合物储层进行直接加热，破坏储层的温度平衡，促使天然气水合物受热分解。这种方法的优点是作用方式较快，可以实现连续注热；不足之处是注热过程中热损失严重，热量利用效率较低，并且加热面积较小，因此该方法需要在实际应用过程中进一步完善。

(3)化学试剂注入法，化学试剂注入法将某些化学试剂注入到天然气水合物储层中，破坏天然气水合物矿藏的稳定平衡条件，加速天然气水合物的分解。这种方法在初期可以降低天然气水合物开采成本投入，不足之处会给当地生态环境带来较大破坏。所以，这种方法应用的范围也比较有限。

新型开采方法包括：

(1)置换开采法，通过注入 CO2，破坏天然气水合物矿藏的相稳定平衡条件，加速天然气水合物的分解。在一定的温度条件下，天然气水合物必须保持一定的压力才能够稳定存在，如果此时向天然气水合物矿藏内注入 CO2气体，就会改变天然气水合物的存在条件，使其分解成天然气和水，CO2和水作用生成 CO2

水合物进而把天然气置换出去。

(2)固体开采法，固体开采法通过矿场开采装置，直接采集固态天然气水合物，然后将采集到的固态天然气水合物集合到某一地区进行下一步分解。该方法首先通过矿场开采装置将天然气水合物原地粉碎分解为气液固三相混合物，形成混合泥浆，然后将这种混合泥浆通过竖直管道输送到分解单元进行处理，获取天然气水合物中的天然气。

5.开采天然气水合物对生态环境影响

开采天然气水合物的实质是破坏天然气水合物的相平衡条件，即温度压力压条件，使其分解。在天然气水合物藏的开采过程中如果采取了不当的控制温压条件的方法和措施，就会对当地的生态环境产生一系列的不良影响，如温室效应、海洋生态恶化以及海底坍塌等事故[22]。①天然气水合物中分解的天然气如果出现泄露，就会加大大气辐射强度，必然会加剧全球温室效应，造成全球温度升高，冰川融化，海平面上升，对人类居住条件产生不利影响。②进入海水中的天然气会影响海洋生态平衡。天然气会促进海水中微生物氧化作用，其氧化作用会消耗掉大量的氧气，使海水处于缺氧状态，这样会危害海洋微生物的生长发育。③海

洋中固态天然气水合物的分解，会使海底缺乏支撑，可能导致海底滑塌事件，更

严重的会造成地震和海啸等严重自然危害。

结论

天然气水合物形成主要受气源条件、特定温度压强环境、构造沉积条件等主

要控制因素的制约和影响。这些基本地质条件及关键地质要素，控制和制约了自

然界中天然气水合物赋存状态、分布富集规律及展布规模。随着油气等矿石燃料

的日益减少，天然气水合物的勘探和开发已成为全球关注的热点，综合国内外对

天然气水合物的研究，主要利用地球物理、地球化学勘探、海底热流调查、微地

貌勘测和海底视像勘探等方法进行勘探，采用减压开采法、热激开采法、化学试

剂注入法、置换开采法、固体开采法等方法进行开采。在对天然气水合物进程勘

探和开采中应注意尽量降低和减少勘查和开发天然气水合物的各种技术风险，并

且充分考虑天然气水合物的开采对生态环境的影响。

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成矿预测图的编制方法

成矿预测图的编制方法 [导读]成矿预测图的编制过程，包括准备工作；编制基础图件等具体内容见文中。成矿预测图的编制过程，一般包括下列工作步骤和内容：一、准备工作编图的准备工作主要包括：收集资料，确定地形底图，制定编图的技术要求，编制区域研究程度图等。由于编图是在各种航天、航空和地面实际工作所取得的资料基础上进行的，所以依据的实际资料应十分充分。为此要广泛地收集研究地区的各种比例尺的地质图件、地质调查报告、矿点和矿床资料、物探和化探工作成果，以及有关区域地层、构造、岩浆作用、矿产等方面的专题著作。所有资料都应分类编号，登记在目录卡片上，便于检索。编制预测图需要选择适当的地形图，作为各种图件的统一底图。地形底图要求平面位置必须准确，地形等高线则可以省略或从简，但要保留坐标系统、水系、主要城镇、铁路、公路和重要的地形制高点，便于标定和转绘各种有关资料。编图的技术要求，是根据预测矿产的类型和资料的完备程度而定，由此确定编制图件的种类、内容和图示方法。区域研究程度图是用于反映区域各地段以往研究工作的详细程度，并且说明编图资料的主要依据，同时也据此反映矿产预测的可靠程度，所以是一项必须进行的准备工作。图上用不同颜色、线条、符号分别表示以往各种比例尺的地质调查、物化探工作的面积范围，并说明工作时间和工作单位。二、编制基础图件在编制预测图之前，必须进行各项资料的整理，编制完成各种基础图件。一般要求有地质图、构造图、岩相-古地理图、物化探成果图、重砂测量成果图、矿产图等。（一）地质图它是区域地质特征分析的主要依据，也是编制其它各种图件的基础，因此应当尽早编出。地质图的内容一般应当符合相应比例尺的区域地质调查规范要求。由于编图利用资料的来源不一，单图的比例尺也可能不尽相同，所以编图工作中需要特别注意，不同图幅之间地层分层统一性的研究，按照统一的分层标淮将它们编在同一比例尺的底图上。在覆盖地区，还应利用物探资料对区域构造进行修正和补充。（二）构造图它是以地质图为基础，应用地质构造分析、力学分析或地质历史分析的方法研究编制。要反映出构造体系对岩浆岩和矿产分布的控制作用。应用地质历史分析方法作图则要突出区域构造的发展阶段，要把区域构造发展不同阶段的沉积岩层划分成构造层。

天然气水合物地球化学勘查方法

第35卷第3期物探与化探Vo.l35,N o.3 2011年6月GEOPHY SI CA L&GEOCHE M ICAL EX PLORAT I ON Jun.,2011 天然气水合物地球化学勘查方法杨志斌,孙忠军 (中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊 065000) 摘要:天然气水合物是一种潜在的新能源,广泛分布在大陆架边缘的深海沉积物和陆域多年冻土区。地球化学勘查技术作为天然气水合物勘探的重要手段之一,愈来愈受到极大的关注。笔者综合国内外研究现状,分别介绍海域和永久冻土带天然气水合物勘查中应用的主要地球化学方法,并详述各种方法的机理和研究进展。关键词:天然气水合物;地球化学勘查;海底;永久冻土带中图分类号:P632 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2011)03-0285-05 天然气水合物是由水和小客体气体分子(主要是甲烷)在低温、高压条件下形成的一种固态结晶物质,俗称可燃冰 ,广泛分布于大陆架边缘的海底沉积物和陆上永久冻土带中。1967年,前苏联在西伯利亚麦索亚哈油气田区首次发现天然产出的天然气水合物,之后美国、加拿大也相继在阿拉斯加、马更些三角洲等陆上冻土区发现了天然气水合物,获得了大量极宝贵的数据和资料[1-3]。 20世纪70年代末,美国借助深海钻探计划(DSDP)在中美洲海槽9个海底钻孔中发现水合物,自此海洋水合物在科技界引起了日益增长的兴趣,一直保持着一种方兴未艾的势头[4]。从80年代开始,随着深海钻探计划和大洋钻探计划(ODP)的进一步实施,海洋水合物研究进入了新的发展阶段,地球化学方法也开始运用于水合物的形成标志、赋存特征及成矿气体来源等研究方面。水合物进入了多学科、多方法的综合研究阶段。1995年11~12月,ODP在大西洋西部的布莱克海台专门组织了164航次水合物调查,在994、996、997钻孔均采集到水合物样品,地球化学家对布莱克海台水合物进行了广泛深入的研究[5-6]。 2007年5月我国首次在南海北部钻获水合物实物样品,2008年又在青海木里永久冻土带钻获天然气水合物,使得我国天然气水合物研究进入新的发展阶段。地球化学作为一种勘查手段,在水合物勘探和开发中发挥着越来越重要的作用。笔者通过广泛调研,总结了目前地球化学在勘查海底和陆域冻土带天然气水合物,应用比较广泛的几种方法,并分别对其机理及研究进展进行了简单的介绍。 1 海底天然气水合物地球化学勘查海底天然气水合物地球化学的研究范围,涉及水合物组成、沉积物气体及孔隙水的化学成分和同位素组成、气体成因、物质来源、成矿机制、资源量计算、环境变化等方面。研究表明,海底已发现的天然气水合物中,气体分子以甲烷为主(约占总量的99%),还有少量的乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、氮、二氧化碳和硫化氢等。因此存在天然气水合物的地区,底层海水、海底沉积物及孔隙水中的甲烷等烃类气体和H 2 S、CO 2 等非烃类气体的含量必然会出现异常[7-8]。根据水合物形成的异常特征,将海底天然气水合物地球化学识别技术分为底层海水烃类异常,海底沉积物气体、孔隙水异常,自生碳酸盐矿物异常,同位素组成异常等[9-10]。 1.1 底层海水的烃类异常底层海水中甲烷的高异常可能是天然气水合物分解或深水常规油气渗漏所致。水合物的形成、赋存与下伏游离气体处于一种动态平衡状态。当有断裂切穿水合物稳定带,将下伏游离气体带与海底连通时,甲烷气体便会排至海底水体中形成气体羽[11],从而引起底层海水的甲烷浓度异常。例如在H ydrate R idge洋底喷溢的甲烷气体羽中,甲烷含量高达74000 10-9,然而正常底层海水的甲烷含量都小于20 10-9。同时,在底层海水柱状剖面中, 收稿日期:2010-03-30 基金项目:国土资源部公益性行业科研专项经费项目(201111019)和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(AS2009J04)联合资助

矿产勘查理论与方法(考试题目)

资源勘查理论与方法课程复习题答题要点第一章： 1．矿产勘查、普查、勘探的概念？矿产勘查：是指矿床普查与勘探的总称。矿产普查：是在一定地区围以不同的精度要求进行找矿的工作。矿床勘探：是在发现矿床之后，对被认为具有进一步工作价值的对象通过应用各种勘探技术手段和加密各种勘探工程的进一步揭露，对矿床、矿体地质特征及开采的技术经济条件作出评价，从而为矿山开采设计提供依据的工作。 2．矿产勘查的发展趋势（书上6个方面、讲课8个方面）？（1）找矿难度日益增大，隐伏矿已成为主要的找矿对象；（2）为了满足对矿产资源的需求，不断开拓新类型矿床的找寻工作。如斑岩型矿床、蚀变岩型和卡林型金矿、天然水合物等矿产的利用；（3）为了有效的指导勘查实践，不断加强勘查理论研究；（4）为适应理论找矿阶段的新要求，加强了对矿床模型和勘查模型的研究与应用；（5）为提高勘查工作效益，日益重视经济和环境效应分析；（6）日益重视新技术、新方法的研制及应用；（7）勘查成果日益商品化；（8）对勘查人才素质的要求不断提高。

第二章： 1．简述矿产勘查的五论基础（1）地质基础（2）数学基础（3）经济基础（4）技术基础（5）预测基础 2．试述矿产勘查过程的最优化准则（五个）（1）最优地质效果与经济效果的统一（2）最高精度要求与最大可靠程度的统一（3）模型类比与因地制宜的统一（4）随机抽样与重点观测的统一（5）全面勘查与循序渐进的统一最优地质效果与经济效果的统一 ——一切矿产勘查工作应遵循的最基本准则矿产勘查工作必须以获取最佳地质效果为目的，但同时又必须以达到最好的经济效果为前提。在矿产勘查不同阶段，这两者统一有不同的容：普查阶段应以采用合理、有效的综合方法尽快找到潜在矿床并作出远景评价为目的。在勘探阶段则以查明矿床的工业价值为目的。矿产勘查的经济合理性应从整个勘查过程来加以考察：纯属矿山开拓、采准或开采时要解决的地质问题不宜要求在地质勘探阶段加以解决；矿床勘探工作也不能忽视未来矿山开采设计的基本需要而单纯地追求地质勘探部门的经济效果。

成矿预测基本理论

一、成矿预测基本理论 1．相似类比理论相似类比理论是指在相似的地质环境下，应该有相似的矿床产出，如一定种类的矿床及其共生组合特征，在相同的地区范围内应该有相似的矿产资源量。依据于这一理论，在进行矿产资源评价时，就可以运用研究程度较高、地质资料丰富的矿床所取得的有关认识去推测研究程度较低、地质资料比较有限的同类矿床的成矿前景和可能的资源量等。 2．求异理论求异理论是相对于人们熟知的相似类比理论而提出，其主要是指一些新类型、特殊类型或超规模（巨型、超大型）的矿床皆产于特殊的地质环境中，这种特殊的地质环境具有与周围地质环境截然不同的地质结构和要素，构成所谓的地质异常。在找矿评价中，从总结、研究和探求地质异常入手，进而进行成矿可能性分析。求异理论强调的是地质体（地质环境）的不同之处对成矿的影响及作用，它对于找寻评价新类型、特殊类型、超大型的矿床具有特殊的指导作用，而相似类比理论只能指导人们进行已熟知的同类型矿床的找寻评价工作。 3．定量组合控矿理论定量组合控矿理论是指成矿不是由单一因素，也不是由任意几个因素的组合完成的，而是由必要和充分的因素的耦合而完成的，但这种“必要和充分”的因素的组合对于矿产勘查工作者往往具有较大的不确定性，为了最大限度地提高找矿成功概率，就必须最大限度地查明控矿的定量组合因素。在进行某一地区或某一矿区的成矿前景或资源潜力评价工作时，按照定量组合控矿理论，首先应全面地分析有关控矿地质因素并掌握这些因素对成矿的贡献及其相互之间的耦合关系，尽可能定量地研究控矿因素组合，而不是仅限于定性分析和判断。在地质条件相似的情况下，一些地区成矿，而另一些地区可能无矿，这是因为相似的地质条件并不一定是成矿的充分条件。一般地说，一个地区成矿概率的大小与成矿的有利因素的种类及其耦合有关。 “定量”是任何一门科学现代化的重要标志及基本要求。按照定量组合控矿理论，在进行矿产预测时应该充分提取、构置、优化各种控矿要素及各种信息，并采用一定的先进技术手段进行综合的定量处理，定量地把握各种因素在成矿中所起作用的大小、性质、参与程度等，以提高评价结论的准确程度。 4．惯性理论惯性理论本身是指自然界的客观事物在其发展变化过程中常常表现出一定的延续性，通常称其为惯性现象。在矿产勘查领域中，这种惯性现象表现为成矿事件及其有关的地质体，如矿床等在时间、空间上所具有的稳定的变化趋势。这种变化趋势越稳定，则越不易受到外界其它因素的干扰而改变其发展趋势。在进行地质评价时，依据惯性理论作指导，通过分析、总结有关的地质体及成矿事件的发展变化规律，就可以对其相邻地段及深部地段的成矿前景及可能的成矿规模进行推断。 5．相关理论相关理论是指任何成矿事件的发生、变化都不是孤立的，而是在与其它地质作用的相互影响下发展的，并且这种相互影响常常表现为一种因果关系。例如地质评价的主要对象—矿床和各种岩石及构造有着密切的联系，一定类型的矿床是特定的地质作用的特殊产物。相关理论有助于评价者深入、全面地分析与成矿有关的各种地质因素，从而正确地认识矿床的有关特征及成矿规律，进而做出正确的评价。二、基本方法

矿产勘查理论与方法本科中国地质大学开卷参考资料题库及答案

矿产勘查理论与方法(专升本)阶段性作业1 总分: 100分考试时间:分钟单选题 1. 了解研究区矿产资源远景.圈出矿化潜力较大的地段是矿产勘查哪个阶段的工作内容：(4分) (A) 矿产预查； (B) 矿产普查； (C) 矿产详查； (D) 矿产勘探参考答案：A 2. 基本查明矿体形态和质量特征.评价矿体是否有开采价值属于矿产勘查哪个阶段的工作内容_______。(4分) (A) 矿产预查 (B) 矿产普查 (C) 矿产详查 (D) 矿产勘探参考答案：C 3. 查明区内地质情况.大致掌握矿体特征属于矿产勘查哪个阶段的工作内容_______。(4分) (A) 矿产预查 (B) 矿产普查 (C) 矿产详查 (D) 矿产勘探参考答案：B 多选题 4. 以下名词与“矿产勘查”同义的有_______。(4分) (A) 地质调查 (B) 矿产资源勘查 (C) 地质勘查 (D) 矿产地质勘查参考答案：B,D 5. 矿产勘查工作的阶段包括_______。(4分) (A) 预查阶段 (B) 普查阶段

(C) 详查阶段 (D) 勘探阶段参考答案：A,B,C,D 6. 矿产勘查过程的最优化准则是_______。(4分) (A) 最优地质效果与经济效果的统一 (B) 最高精度要求与最大可靠程度的统一 (C) 模型类比与因地制宜的统一 (D) 随机抽样与重点观测的统一参考答案：A,B,C,D 7. 矿产勘查的理论基础包括_______。(4分) (A) 地质基础 (B) 经济基础 (C) 技术基础 (D) 预测基础参考答案：A,B,C,D 判断题 8. 矿产勘查即矿产勘探。(3分) 正确错误参考答案：错误解题思路： 9. 目前我国的矿产资源基本能够自给。(3分) 正确错误参考答案：错误解题思路： 10. 矿产勘查的目的在于发现、探明矿产资源。(3分) 正确错误参考答案：正确解题思路： 11. 矿产详查是矿产勘查的最后阶段(3分) 正确错误参考答案：错误解题思路： 12. 矿产勘查设计的编制与审批是勘查项目管理全过程中的首要环节。(3分) 正确错误参考答案：错误

天然气水合物勘探开发技术研究

天然气水合物勘探开发技术研究摘要：天然气水合物广泛分布于陆域的永久冻土与深海沉积物内，是人类十分理想的替代能源。本文重点探讨了我国天然水合物资源在勘探开发技术方面的进展，并以此为基础，对我国天然气水合物的开发技术提出几点建议。关键词：天然水合物;开发技术;勘探技术;进展天然气水合物又被称作可燃冰，具体指低温高压环境下，水与天然气所形成的笼形、冰态化合物，其实质是天然气在自然界中特殊的存在形式，广泛分布于水深300米以下的海洋与陆地中的永久冻土中，其显著特点为储量大、分布广。本文将对我国天然水合物资源的勘探开发技术展开探讨。 1 天然水合物资源的勘探开发技术进展 1.1 成藏机理的研究我国于2008年9月，正式开始研究南海天然气水合物资源的开采基础和富集规律，将此项研究命名为“973”项目，分别从地质条件、热力学条件以及气源条件等不同的角度，对我国天然气水合物的成藏机理进行了分析与探讨，以便对其成藏规律展开更详尽的

研究。最后通过汇集研究成果，形成了一本详明的专集，并获得国内外一致好评与认可。 1.2 勘探技术的研究我国于1999年在南海的北部陆坡区域对天然气水合物进行了深度调查与研究，其工作量相当庞大，主要包括对4470千米的近海区域进行高分辨率多道地震的采集与处理，在海底浅表层设置138个站位进行地质取样，设置59个站位进行海底摄影，其中，浅层剖面的厚度达到2100千米。此项调查与研究取得了一定的成果，终于发现天然气水合物资源所存在的一些地球化学、物理以及地质方面的异常标志，并初步证实：在我国海域中有天然气水合物资源的存在。我国于2002年正式启动了被命名为“118专项”的天然气水合物的调查与研究项目，专门对其关键技术展开深入研究。2006年，我国启动“”计划，再次对如何勘探与开发天然气水合物资源的一些关键技术展开研究，此计划被定义为重大专项，并设置了7个相关课题，主要包括如何勘探、取心、成藏以及开采天然气水合物等方面的内容。此项研究最大的收获就是分别从陆上与海上获得了天然气水合物的真实样品，为我国勘探技术的进展奠定了扎实的基础。国土资源部于2007年5月在南海神狐进行钻探取

天然气水合物合成实验

2009年第4期　总第170期低　温　工　程 CRY OGEN I CS No 14　2009 Sum No 1170 天然气水合物合成实验祁影霞　杨　光　汤成伟　张　华 (上海理工大学能源与动力学院　上海　200093) 摘　要:为提高天然气水合物的生产效率及储气密度,在专门设计的水合物合成实验装置上,进行了纯甲烷水合物的合成实验。实验结果表明:对于纯净甲烷水合物,压力越高,合成速率越大;但当压力大于5MPa 时,压力的提高对生成速率的影响不大。水合物合成前抽真空时间越长,生成的水合物吸收的气体量越大,表明抽真空可以排出水中溶解的气体,提高水合物的储气密度。关键词:水合物　甲烷　合成速率中图分类号:T B663、TK12 文献标识码:A 文章编号:100026516(2009)0420011204 收稿日期:2009203227;修订日期:2009206230 基金项目:上海市浦江人才计划(08PJ1408300)、上海市重点学科建设项目(S30503)资助。作者简介:祁影霞,女,45岁,博士、讲师。 Forma ti on exper im en t of na tura l ga s hydra te Q i Yingxia Yang Guang Tang Cheng wei Zhang Hua (School of Energy and Power Engineering,University of Shanghai for Science and Technol ogy,Shanghai 200093,China ) Abstract :I n order t o increase the p r oducti on efficiency and st ored gas density of natural gas hydrate,pure methane for mati on hydrate tests were carried out on a s pecial designed hydrate f or mati on apparatus .The experi m ent results indicate that,f or pure methane hydrates,the for mati on rate increases with p ressure,but the increase of p ressure has no obvi ous effects on the f or mati on rate when the p ressure is higher than 5MPa .The l onger vacuu m ing ti m e before the f or mati on of hydrates results in the larger a mount of gas ab 2s orbed in for med hydrates,which indicates that vacuu m ing can make the gases diss olved in the water release off and increase the st ored gas density of the hydrates . Key words :hydrates;methane;f or mati on rate 1　引　言天然气水合物是由天然气与水在高压低温条件下结晶形成的固态笼状化合物,主要存在于海底或陆地冻土带内[1] 。据估算,世界上天然气水合物所含有的有机碳总量相当于全球已知煤、石油和天然气的两倍。国际科学界预测,它是石油、天然气之后的最佳的替代能源。纯净的天然气水合物呈白色,形似冰雪,可以像固体酒精一样直接被点燃,因此,又被通俗、形象地称为“可燃冰”。1m 3 的天然气水合物可以释放出164m 3 的天然气,且可以在常压和-15℃的条件下稳定储存。因此,天然气水合物也是天然气储运的安全有效的方式[2] 。为提高水合物的生产效率及储气密度,采用了多种方法促进水合物的快速生成。目前应用比较广泛的是应用磁力搅拌装置,通过可无级调速的磁力搅拌子,促进水和气体的接触来加快水合物的生长速度,

863计划海洋技术领域天然气水合物勘探开发关键技术

附件1： 863计划海洋技术领域 “天然气水合物勘探开发关键技术”重大项目 2006年度课题申请指南一、指南说明 “天然气水合物勘探开发关键技术”是“十一五”863计划海洋技术领域重大项目之一。项目总体目标是：重点开发天然气水合物成矿区带的高精度地球物理和地球化学勘探技术，自主研发水合物钻探取样技术与装备，开展水合物钻探、开发及环境影响评价等关键技术研究，集成海域天然气水合物目标快速探测系统平台，初步形成天然气水合物资源勘探技术系列和装备，有效评价1～2个天然气水合物有利矿区，为天然气水合物开发作技术储备。重点任务是： ●开发海域天然气水合物矿体目标的三维地震与海底高频地震（HF-OBS）联合探测技术、水合物成矿区带的流体地球化学探测技术，以及水合物成矿区带的高精度海洋人工源电磁探测技术及海底热流原位探测技术，实现水合物成矿区带的高效综合勘探技术系列，为我国海域天然气水合物成矿区带勘探提供高技术支撑。 ●研制水合物的保真取样（芯）器，开发样品处理分析技术，集成天然气水合物保真取样及样品后处理系统，为实现水合物样品采集提供支撑。 ●研制天然气水合物保压保温钻探取芯装备，形成天然气水合物钻探取样系统；开展水合物开发前的实验合成条件模拟、水合物形成的相平衡实验模拟、三维水合物藏生成模拟与开采实验研究平台，以及水合物开发的环境影响评价技术，为水合物开发提供技术储备。 ●通过上述技术的研发，预期获得专利及软件著作版权登记20～30项，培养一支天然气水合物科技研发队伍。

根据上述任务,项目分解为以下10个课题： 1.天然气水合物矿体的三维与海底高频地震联合探测技术 2.天然气水合物的海底电磁探测技术 3.天然气水合物的热流原位探测技术 4.天然气水合物流体地球化学现场快速探测技术 5.天然气水合物原位地球化学探测系统 6.天然气水合物重力活塞式保真取样器研制及样品后处理技术 7.天然气水合物钻探取芯关键技术 8.天然气水合物成藏条件实验模拟技术 9.天然气水合物开采技术平台与开采技术预研究 10.天然气水合物探测技术系统集成本项目2006年启动除“天然气水合物探测技术系统集成”课题外的9个课题，均为公开发布课题申请指南，采用择优委托方式确定承担单位。本指南面向全国发布，自由申报、专家评审、公平竞争、滚动发展；申请单位应围绕指南设置的研究目标、研究内容和技术指标等要求，提出课题申请。鼓励产学研单位联合共同申请课题。依据“阶段目标、滚动支持”的原则，本次指南发布的课题的研究周期不超过四年。二、指南内容课题1. 天然气水合物矿体的三维与海底高频地震联合探测技术（1）研究目标：开发海域天然气水合物成矿区带三维地震与海底高频地震（HF-OBS）联合探测关键技术；研究天然气水合物矿

矿产勘查理论与方法期末复习题解1讲解

矿产勘查理论与方法课程复习题第一章 1、矿产勘查、普查、勘探的概念？矿产勘查：是指矿床普查与勘探的总称。矿产普查：是在一定地区范围内以不同的精度要求进行找矿的工作。矿床勘探：是在发现矿床之后，对被认为具有进一步工作价值的对象通过应用各种勘探技术手段和加密各种勘探工程的进一步揭露，对矿床、矿体地质特征及开采的技术经济条件作出评价，从而为矿山开采设计提供依据的工作 2、矿产勘查的发展趋势（书上六个方面、讲课8个方面）？ 1）. 找矿难度日益增大,隐伏矿已成为主要的找矿对象 2）. 为了满足对矿产资源的需求,不断开拓新类型矿床的找寻工作.如斑岩型矿床、蚀变岩型和卡林型金矿、天然水合物等矿产的利用。 3）. 为了有效的指导勘查实践，不断加强勘查理论研究。4). 为适应理论找矿阶段的新要求，加强了对矿床模型和勘查模型的研究与应用 5）. 为提高勘查工作效益，日益重视经济和环境效应分析 6）. 日益重视新技术、新方法的研制及应用 7）. 勘查成果日益商品化 8）. 对勘查人才素质的要求不断提高第二章 3、简述矿产勘查的五大理论基础（1）地质基础（2）数学基础（3）经济基础（4）技术基础（5）预测基础 4、试述矿产勘查过程的最优化准则（五个）（1）最优地质效果与经济效果的统一（2）最高精度要求与最大可靠程度的统一（3）模型类比与因地制宜的统一

（4）随机抽样与重点观测的统一（5）全面勘查与循序渐进的统一（1）最优地质效果与经济效果的统一——一切矿产勘查工作应遵循的最基本准则矿产勘查工作必须以获取最佳地质效果为目的，但同时又必须以达到最好的经济效果为前提。．在矿产勘查不同阶段，这两者统一有不同的内容。普查阶段应以采用合理、有效的综合方法尽快找到潜在矿床并作出远景评价为目的。在勘探阶段则以查明矿床的工业价值为目的。矿产勘查的经济合理性应从整个勘查过程来加以考察。纯属矿山开拓、采准或开采时要解决的地质问题不宜要求在地质勘探阶段加以解决；矿床勘探工作也不能忽视未来矿山开采设计的基本需要而单纯地追求地质勘探部门的经济效果。 (2) 最高精度要求与最大可靠程度的统一——指导矿产勘查工作精度评价的准则地质事件是随机事件，其观测结果具有不确定性。平均值估计的区间大小可以理解为允许误差范围，这就是计算的平均值的精度。而真实的平均值落入此区间的概率，即为对应于该精度的可靠程度。若想既要有较高的精度，同时还有较高的可靠程度，只有增加观测次数N。观测次数N一定时，应努力将精度与可靠程度加以统一。 (3) 模型类比与因地制宜的统一——利用所获得的资料的准则模型类比法，是将在研究程度较高的已知矿区所总结的规律和积累的经验来指导未知地区工作的方法。由于成矿作用的随机性，没有两个矿床是完全相同的。因此，除了模型类比，还得因地制宜。因为：随着新的实际资料的获得，要不断修正已有的模型；模型区与未知区之间存在“小异”，因而要求因地制宜。 (4) 随机抽样与重点观测的统一——指导抽样观测的准则 “抽样”不是单指采取样品的工作，而是泛指各种观测。为保证对地质客体观测的正确性，要切忌主观任意性，避免人为选择性。这就要求抽样的随机性，为了保证抽样的随机性，在地质勘查工作中，按照一定的间距均匀地布置观测线、观测点、取样点。在如下情况下，需要有不同的观测密度：具有不同变化程度的地段或方向上，需要有不同的观测密度；整个矿床或调查区的不同地段，由于所处的勘查阶段不同，观测密度也不同；在地质勘查中，为了针对性地研究某一问题，而在关键性地段重点观测。因此，要努力做到抽样观测的随机性和针对性的统一。 (5) 全面勘查与循序渐进的统一——地质勘查全过程的最优化准则全面勘查的含义：查明矿床所占据的整个空间；对矿床地质条件、矿体外部形态和内部结构、矿床开采技术条件和水文地质条件等进行全面调查研究。循序渐进的含义：在矿产勘查的不同阶段，全面勘查的内容应与工作阶段相适应；巨大的矿床需分阶段或分片地做到全面圈定，延深很大的矿床也应分段地圈定不同深度的矿体。第三章勘查阶段与勘查系统 5 我国目前的矿产勘查工作阶段划分：我国目前的矿产勘查工作为4个阶段（GB/T 13908-2002），分别是：（1）预查预查是通过对工作区内资料的综合研究、类比及初步野外观测、极少量的工程验证,初步了解预查区内矿产资源远景,提出可供普查的矿化潜力较大地区,并为发展地区经济提供参考资料。（2）普查

成矿预测理论与方法新进展

成矿预测理论与方法新进展侯翠霞1，刘向冲1，张文斌2，申维1 HOU Cui-xia 1,LIU Xiang-chong 1,ZHANG Wen-bin 2,SHEN Wei 1 1.地质过程与矿产资源国家重点实验室/中国地质大学地球科学与资源学院,北京100083； 2.中国冶金地质总局西北局，陕西西安710061 1.State Key Laboratory of Geo-Processes and Mineral Resources/School of the Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China; 2.Northwest Bureau of China Metallurgical Geology Bureau,Xi ′an 710061,Shaanxi,China 摘要：成矿预测研究的历史与人类进行矿产勘查的历史紧密联系，随着找矿难度的增大，成矿预测对勘查工作的指导作用越来越重要。现代地质科学的重要特征是冲破学科的界线，立足于整个地质学的高度进行跨学科的联合攻关，方能在理论上和技术方法上有所创新。论述与总结了一些现有成矿预测新方法的特点，包括美国“三步式”固体矿产资源潜力评价方法、成矿系列缺位预测法、基于GIS 的综合信息预测法及人工神经网络、多重分形等非线性数学预测方法。这为今后进行成矿预测时在方法选择上提供了一些有益的建议和参考。关键词：成矿预测；综合信息；人工神经网络；地理信息系统；模糊逻辑中图分类号：P612 文献标志码：A 文章编号：1671-2552（2010）06-0953-08 Hou C X,Shen W.New method and theory of metallogenic prediction.Geological Bulletin of China,2010,29(6):953-960Abstract ：Metallogenic prediction research history is closely related to human's mineral exploration.With the increasing difficulty of prospecting,it's indicated that metallogenic prediction can be an important guide to mineral exploration.An important characteristic of modern geosciences is breach of discipline the restriction.Thus focus on the whole geosciences,to conduct jointly inter-disciplinary research,we can obtain theoretical and technical innovations.This paper has summarized characteristics of several existing metallogenic prediction methods,such as "three-step"solid mineral resources evaluation method form USA,Vacancy of Metallogenic Series Predic -tion,Synthetic Metallogenic Prognosis Method Based on GIS,Artificial nerve network,and Multi -fractal non -linear methods for mineral resource prediction,which will provide useful reference to metallogenic prediction in future. Key words:metallogenic prediction;comprehensive information;artificial nerve network(ANN);GIS;fuzzy logic 地质通报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 第29卷第6期2010年6月Vol．29，No．6Jun.，2010 中国是世界上最大的发展中国家，目前国民经济发展仍处在对矿产资源需求的高峰期，矿产资源能否有效供给仍是制约国民经济发展的因素之一。在新的形势下，对有限的不可再生的矿产资源需求有增无减，但找矿难度却在日益增大，矿产勘查和矿业开发面临严峻的挑战。成矿预测研究成为应对这种挑战的重要举措，它是实现科学找矿的基础，是避免和减少勘查风险、提高勘查效益的重要途径[1]。成矿预测是在基本理论的指导下，根据一定的成矿地质理论、成矿地质环境、成矿条件、控矿因素和找矿标志对还没有而将来可能或应当发现的矿床作出推断、解释和评价，提出潜在的矿床发现的途径，从而发现矿床和对潜在的资源量进行评价[2]。在预测过程中要进行系统的分析研究，做到实事求是、去粗取收稿日期：2009-09-23；修订日期：2009-09-28 基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(编号：2006CB701400)、国家自然科学基金项目(编号：40672196、40638041)和高等学校学科创新引智计划(编号：B07011)资助作者简介：侯翠霞（1986-），女，在读硕士，矿产普查与勘探专业。E-mail:houcuixia@https://www.wendangku.net/doc/1512304000.html,

矿产勘查的基本理论

矿产勘查的基本理论矿产勘查的特点就是在不确定条件下进行各种决策。因此，矿产勘查的核心是预测。预测不同于猜测，其区别就在于预测是有理论指导的。除预测理论外，勘查方法的理论原理也均属于理论基础的范畴。勘查的理论基础包括地质基础、数学基础、经济基础及技术基础等四个基本方面。 (一)地质基础：矿产勘查工作的主要内容包括查明地质特征和矿床特征。成矿地质特征是矿产勘查中地质研究的主要内容;矿体地质特征是制约矿产勘查难易程度和精度的基础;致矿地质异常是选择矿产勘查目标和确定勘查范围的基本依据。 (二)数学基础：矿产勘查是一种地球探测活动和地学信息工作。在勘查过程中要与大量数据打交道：要获取数据、处理数据、分析数据、解释数据、评价数据。 (1)地质体(包括矿体)的数学特征是定量区分、鉴别、预测地质体(含矿体)的重要依据，也是揭示、圈定地质异常及致矿地质异常的前提和“数字找矿”的基础。各种地质作用、地质过程和地质现象(包括成矿作用、成矿过程和矿化现象)都具有一定的数量规律性。地质体的数学特征就是这种数量规律性的表现。这种类量规律性是进行定量预测、定量评价、圈定地质异常、建立预测模型、进行数字找矿和数学模拟的基础。地质运动的数量规律性是客观存在的规律，是各种地质事件的本质的反映，其具体表现则为各种地质产物(各种地质体，包括矿体)的数学特征。 (2)概率法则地质现象、地质规律、勘查工作的主要制约作用。 ①地质规律只能以一定的概率指示成矿，地质异常也只有在各种成矿因素异常在时空上有效地匹配或耦合时才能有较高控制成矿的概率。 ②勘查工作只能以一定的概率去发现一定规模的矿床。 ③地质观测结果的误差及其随机性。 (三)经济基础矿产勘查是一种经济活动，它自始至终受经济因素所制约; 1.矿体的属性特处受工业要求和市场价格的制约; 2.经济合理性是矿床勘查及评价必须遵循的准则; 3.矿床经济评价是矿床勘查必不可少的得要组组成部分。 (四)技术基础在矿产勘查、开发、利用过程中，新技术的发展总是积极因素。无论是勘查理论和方法的研究，还是解决勘查中的实际问题，都不能不以技术发展的水平为基础。近年来，正是由于新技术的发展而导致了矿产勘查理论、方法和实际工作的重大发展。 1.技术水平影响着勘查的深度和广度，也影响着处理数据和分析信息的速度和精度; 2.技术水平对勘查战略、勘查程序和勘查方法产生重大影响; 3.新技术的发展使一些经济因素发生改变，而影响到矿床的勘查评价。

矿产勘查试题

1 矿产普查：是在一定地区范围内以不同的精度要求进行找矿的工作。 2 勘探工程间距：勘探工程间距是指沿矿体走向和倾斜方向相邻工程截矿点之间的实际距离乘积，也称“勘探网度”或工程密度。 3 找矿模型：找矿模型是在矿床成矿模式研究的基础上，针对发现某类具体矿床所必须具备的有利地质条件、有效的找矿技术手段以及各种直接或间接的矿化信息的高度概括和总结。 4 矿体取样：矿体取样是指从矿体或近矿围岩和堆积物中采集一小部分有代表性的样品用以进行各种分析、测试、鉴定与实验，以研究确定矿产质量、物化性质及开采加工技术条件的专门性工作? 5 矿床工业指标：矿床工业指标，简称工业指标，它是指在现行的技术经济条件下，工业部门对矿石原料质量和矿床开采条件所提出的要求，即衡量矿体是否具有开采利用价值的综合性标准。二、填空（24×0.5分=12分） 1 矿产勘查的理论基础有：；地质基础、数学基础、经济基础、技术基础、预测基础 2科学找矿的具体研究内容可以概括为：理论找矿、综合找矿、立体找矿、定量找矿、智能找矿 3我国2000年颁布的最新《固体矿产地质勘查规范总则》中矿产勘查工作分为四个阶段：预查、普查、详查、勘探 4举出四个常用的地球化学找矿技术方法：岩石测量法（原生晕法）、土壤测量法、水系沉积物测量（分散流法）、水化学测量法（水化学）、生物测量法、气体测量法中的任意四个 5资源、储量分类的依据是：地质可靠程度、矿床技术经济（或可行性）研究程度、（储量）开发的经济意义 6根据取样目的任务不同可以把矿体取样分为：化学取样、岩矿鉴定取样、加工技术取样、开采技术取样、地球物理取样中任4个三、判断（8分） 1 矿产勘查工作是在不确定条件下采取决策的一种活动。（对） 2 为了不漏圈矿床，找矿远景区应圈定范围大一些。（错） 3 趋势外推法是在惯性原理指导下的一类成矿预测方法。（对） 4成矿的多旋回性指的是在地壳发展过程中，相同的矿床类型或类似的矿产组合在前后构造旋回中完全重复出现的规律性。（错）5穿脉是一种无直接地面出口，在矿体内沿矿体走向掘进的水平坑道。（错） 6矿体地质特征主要指的是矿体的外部形态特征和内部质量特征。（对） 7剥层法是一种可靠程度最高的化学取样方法。（错） 8 对于穿过矿体及其顶板、底板3~5m内的岩矿心采取率底于80%的工程可以认为该工程质量不合格。（对）四、简答（4×10分=40分，5个任选4个） 1简述矿产勘查过程的最优化准则？（10分） 1、最优地质效果与经济效果的统一 2、最高精度要求与最大可靠程度的统一 3、模型类比与因地制宜的统一 4、随机抽样与重点观测的统一 5、全面勘查与循序渐进的统一 2简述成矿预测工作的一般程序？（10分） 1)明确预测要求 2)全面收集地质资料 3)研究成矿规律和建立矿床成矿模式 4)编制预测图 5)重点工程验证 6)编写报告 3简述成矿规律研究应该从哪几个方面进行？（10分）成矿规律是指对矿床形成和分布的时间、空间、物质来源及共生关系诸方面的高度概括和总结矿床时间分布规律矿床空间分布规律成矿物质来源规律矿床共生规律 4简述矿床勘探类型的划分依据？（10分）矿床勘探类型是根据矿床地质特点，尤其按矿体主要地质特征及其变化的复杂程度对勘探工作难易程度的影响，将相似特点的矿床加以归并而划分的矿床类型。其划分依据主要有：据主矿体规模主矿体形态复杂程度构造影响程度按主矿体厚度稳定程度主矿体有用组分分布均匀程度 5简述勘探工程总体布置方式的种类及其适用范围？（10分）（1）勘探线勘探工程布置在一组地表相互平行的勘探线所在铅垂勘探剖面内的工程总体布置方式，称之为勘探线法适用于呈两个方向(走向及倾向)延伸，产状较陡的层状、似层状、透镜状、脉状等矿体。（2）勘探网勘探工程布置在两组不同方向勘探线的交点上，构成网状的工程总体布置方式，称为勘探网。要求所有的勘探工程主要是垂直的勘探工程，如直钻、浅井等。正方形勘探网适用于勘探在平面上形状近于等轴状，矿化品位变化也在各方向无明显差别的矿体，如斑岩型矿床、产状极缓或近水平的沉积矿床等。矩形网适用于平面上沿一个方向延伸较长，另一方向延伸较短的产状平缓的层状、似层状矿体；或矿体某些特征标志沿一个方面变化大、沿另一个方面变化较小的矿体。菱形网适用于那些矿体规模很大，而沿某一方向变化较小的矿床。（3）水平勘探勘探工程沿不同标高水平(中段)揭露矿体，以获得一系列不同标高水平的勘探断面的这种勘探工程布置形式叫做水平勘探。它尤其适用于陡倾斜的矿体，特别是柱状、筒状、管状矿体，采用水平勘探地质效果更好五、论述题（1×20分=20分，2个任选1个） 1简述岩浆岩控矿因素分析的主要内容？（20分）岩浆岩成矿专属性研究（3）岩浆岩对成矿的空间分布控制（3）岩浆活动对成矿的时间分布控制（3）岩浆活动的物理、化学条件对成矿的影响（3）岩浆岩与已知矿产的成因关系的判断（3）?岩浆岩被剥蚀程度的研究（3）总体印象2分 2试述矿床勘探的基本研究内容及要求？（20分）研究矿床（区）地质特征和矿山建设范围内矿体分布情况（3）勘探并研究矿体的外部形态和内部结构（3）研究矿石的物质成分和选冶性能（3）综合勘探和综合评价（2）研究矿床开采技术条件（3）研究矿区水文地质条件（2）研究矿区环境地质条件（2）总体印象2分矿产普查试卷B答案一、名词解释（5×4分=20分） 1.矿产勘查过程的最优化准则：成矿预测：成矿预测是在科学预测理论的指导下，通过剖析成矿地质条件、深入研究矿化信息