地质勘查工作流程及国内外质量控制

李 勇， 刘宇英

(中国恩菲工程技术有限公司， 北京 100038)

1 前言

地质勘查是矿业开发的基础，与矿业开发密不可分。地质勘查工作流程是否合理和完善，各阶段工作是否为满足一定的质量要求而制定了相关的标准和程序(QA)并进行严格的质量控制(QC)，对后续资源量估算和矿业开发的成功与否影响重大[1-2]。勘查手段中的地质遥感、地质测绘、地球物理勘探、地球化学探矿等方法通常用于前期找矿勘查阶段。坑探、浅井和采样测试应用范围较窄且相对简单。钻探是勘查各阶段尤其是准备开发阶段最为常用和有效的勘查手段，且相对复杂，因此在勘查手段中重点论述钻探。

2 勘查工作流程

通常情况下，勘查应包含以下流程[3-4]：

(1)钻探：包括钻探设计、制表、场地环境预审、人员设备预审、钻探实施(包含定孔位、平整场地与修筑地基、安装钻探设备及附属设备、临时设施建造、安装验收、开孔前准备工作、开孔及下孔口管、换径、钻进、岩矿心整理和保管、下套管、校正孔深、简易水文观测、钻孔弯曲度测量、台班记录、RQD统计、常规钻机检查等)、钻探终孔、封孔、环境工后审查及恢复、坐标复测等。

(2)岩心处理：包括岩心清洗、湿岩心拍照、岩心标记和编录、干岩心拍照、γ测试、体重测试、电阻率测试、磁性测试、样品标记、劈芯、矿化编录、择样进行岩相分析、岩心取样、编写送样单、取样审检、剩余岩心留存、样品送加工制备实验室等。

(3)样品制备和加工：样品放置于托盘并贴标签、烤箱干燥、细碎、称重、粗样缩分(留存粗样副样)、研磨、研磨样缩分(根据实际需要缩分成若干份装袋保存，分别用于现场XRF分析、研磨副样保存、实验室化学分析、政府见证样品等)。

(4)样品化学分析：样品化学分析通常在商业实验室进行，主要包括实验室对样品的接收、整理和核对，样品核对没有问题后启动分析流程、样品粒径分析(如果不合格需要重新研磨)、化学分析、实验室QA/QC、分析副样留存、样品分析结果报告等。

(5)建立数据库：钻孔坐标、测斜、岩心照片、主要构造信息、地质编录、各批次分析数据的QAQC结果、各类分析数据等都要录入数据库。

(6)地质解译和建模：根据数据库，利用Leapfrog、Datamine、Surpac、或Micromine等专业软件对矿床构造、岩石、矿化体等进行解译并建立三维模型，建立块模型并进行资源量估算和分级等。

3 勘查质量控制QAQC

勘查数据是后续资源量估算以及储量估算的基础，勘查质量直接影响了后续估算结果的可靠性。可靠的数据可以支持可靠的估算结果，不可靠的数据则会使后续结果不可靠，具体如图1和图2所示。

图1 可靠的勘查数据导致可靠的估算结果

图2 不可靠的勘查数据导致不可靠的估算结果

勘查工作的任何阶段都应该进行严格的QAQC，越前期的勘查工作，其质量问题对后续工作的影响越大。

根据项目特点不同，各阶段QAQC的制定要有针对性，对比国内外大量项目案例及项目经验，主要阶段的QAQC工作不同点有以下几个方面。

(1)钻探工程质量要求：在国内，钻探工程质量按《固体矿产勘查工作规范》(GB/T 33444—2016)以及行业标准《地质岩心钻探规程》等执行，其对岩矿心采取率、倾角和方位角测量、简易水文观测、孔深误差验证、钻孔终孔前检查、原始报表、封孔要求等多项指标进行控制。需要注意的是，这些标准和规程只是最低质量标准，而不是项目设计标准，质量控制应以满足后续设计和开发为目标。

在国际上，除了必须遵守矿业法、安全及环境等相关的法律法规以外，根据项目实际情况，矿业公司会为钻探的各个程序制定项目级标准操作规程，如钻探设计标准操作规程、钻机安装标准操作规程、钻孔弯曲度测量标准操作规程、陀螺仪校准标准操作规程、RQD测算标准操作规程、常规钻机检查标准操作规程、封孔及封孔标记标准操作规程等。值得注意的是，根据项目实际钻探经验和项目研究和开发需要，地质师会不断更新调整相关操作规程。

国际上的钻探工程质量规程更具有项目针对性，且以能满足项目后续研究和开发为目的。

(2)取样质量要求：国内采样质量按《固体矿产勘查工作规范》(GB/T 33444—2016)和其他相关标准执行。在各项探矿工程中按矿石类型、品级，并对可能含矿的岩石、矿化带及夹石连续取样，使所取样品能控制矿体、矿化带的顶底板界线。样品长度一般为1～2m，以不大于矿体可采厚度为宜。对于岩矿心取样，一般沿其长轴方向劈取一半作为样品，应尽可能使用金刚石刀具分取。对不同回次的岩矿心直径或采取率相差较大者要分别取样。

在国际上，矿业公司同样会为样品处理的各个流程制定项目级标准操作规程，而采样作为一个重点流程也会单独制定项目级采样标准操作规程。规程详细包含了采样目的、采样节点、技术人员能力要求、环境要求、人员劳保、危害与控制、采样方法等。值得注意的是，国际上尤其是国际知名公司，在深入研究了取样过程对本项目后续工作的影响后，制定了很多细节上的规定，例如现场岩心顺序摆放到岩心箱以后，为了避免后续搬运过程中出现岩心移位错位，将岩心摆放在三脚架上画岩心线，具体情况如图3所示，对于破碎的小块岩心进行标记等。

图3 现场画岩心线

在劈芯的时候，为了保留劈芯线用于后续检查，需要将劈芯线逆时针旋转若干公分进行劈芯并在岩心箱中留存具有劈芯线的一侧岩心。根据矿化特征，选择合适的标准样、空白样和重复样以选定的比例进行插入等。

(3)样品加工和制备：国内样品加工质量按 《固体矿产勘查工作规范》(GB/T 33444—2016)和其他相关规范执行。在国际上，矿业公司同样会为样品加工的各个流程制定项目级标准操作规程。通常情况下，样品加工包含破碎和研磨，具体流程如图4所示，而为了控制破碎和研磨过程中样品没有交叉污染且做到了缩分均匀，除了对工人和设备进行严格要求外，在各个阶段都应该留存副样(即粗样副样和研磨副样)，以备验证。

图4 样品加工和制备流程

(4)样品分析：国内样品分析按照《固体矿产勘查工作规范》(GB/T 33444—2016)以及其他相关标准，必须由获得国家或省级资质和计量认证的一级至三级测试单位承担。内检样品应由送检单位在矿石各种自然类型、工业品级及含量在边界品位附近及以上样品的粗副样中抽取，编密码送原分析实验室进行复测。内检样品按边界品位附近及以上样品总数不少于10%的数量抽取。外检样品由送检单位通知原测试单位从内检合格的正余样中抽取，以明码送外检单位进行验证分析。外检样品数量一般为参加资源量估算的基本分析样品的5%抽取。国际上，样品分析在商业实验室进行，实验室在内部QAQC合格之后将结果传递给送检公司。送检公司会根据插入的标准样、空白样和重复样等进行相关图表分析，编写QAQC报告，如果批次样品不合格，会返回实验室重新分析，直至满足质量要求。

值得注意的是，国内的内外检制度只是针对粉样，检验的仅是粉样分析结果，且内外检样品数量及百分比没有强调按批次予以约束。整个送检及分析质量控制过程中，送检单位缺乏足够的参与性与掌控性。

相对而言，国际上利用重复样、标准样和空白样进行质量控制具有较好的效果。

重复样：重复样可以选择不同阶段的重复样，可以验证采样、样品加工和制备、样品分析各个阶段的可重复性，由于取样及制备过程中的误差累积，因此越处于前期阶段的重复样，其精度越差。重复样分析可以比较各数据对差值绝对值的一半(HAD)和均值，红色参考线代表HAD相对值(HARD)。将HAD与均值相除并排序，绘制HARD图，更形象的评价重复样精度，具体如图5所示。

通常铁矿的分析重复样90%以上的数据HARD值低于5%，金矿HARD值则为10%。而铁矿原位重复样的HARD值一般为10%～20%，金矿20%～30%。

图5 重复样HAD图和HARD图

标准样：标准样即均值和标准差已知的相关样品，标准样用于评价分析结果的准确性和无偏性。标准样通常绘制控制图用于评价分析结果的准确性，即将已知均值和标准差的标准样的均值、±2倍标准差，±3倍标准差绘制在一张图上，然后将同一个标准样的不同分析结果绘制于表中，标准样控制图如图6所示。

品位分析过程中出现的错误通常正态分布，即：

①68%的分析结果应该在±1倍标准差范围内；

②90%的分析结果应该在±1.65倍标准差范围内；

③95%的分析结果应该在±2倍标准差范围内；

④99.7%的分析结果应该在±3倍标准差范围内。

通常情况下，±2倍标准差为警戒线，±3倍标准差意味着结果不可控，该批样品应该重新分析。

图6 标准样控制图

空白样：空白样指非矿样(即不含品位的围岩或夹石样品)，空白样用于评价样品制备和分析过程中的污染情况。空白样主要用于评价样品污染，其品位应该接近于0，如果存在高于检测限的品位分析结果，则意味着在样品制备和分析过程中存在污染，空白样控制图如图7所示。

图7 空白样控制图

4 结论

目前，国际上一些主要的准则，如JORC准则等，都明确要求什么样的数据可以作为报告矿产资源量或矿石储量的基础数据。这些数据作为有关估算的基础和依据，直接影响估值结果的可靠性，进而影响矿石储量估算及后续开发。因此，无论是按照国内规范还是国际习惯做法，地质勘查工作流程及质量控制都应重点关注，且以能实质性满足后续研究和开发为质量控制目标。