大地質時代的“找礦寶典”
2016年01月04日 10:44 2997次瀏覽 來源: 中國國土資源報 分類: 地質礦業(yè) 作者: 周飛飛 郭佳
12月25日,由國土資源部礦產勘查技術指導中心實施的老礦山深部和外圍找礦計劃項目畫上了圓滿的句號——成果報告評審獲優(yōu)秀。隨著項目完成232座國有礦山資源潛力調查與評價、新增大中型礦床55個等一系列傲人成果的披露,一項專門針對勘查區(qū)找礦預測并在我國老礦山找礦實踐中大放異彩的理論方法體系也浮出水面,獲得業(yè)內和社會越來越多的關注和贊許。
“三位一體”理論與方法,走出“經驗型”找礦藩籬
就在《老礦山深部和外圍找礦計劃項目成果報告》評審會召開的一周前,國土資源部地質勘查司特地組織了一場鑒定會,請來了包括陳毓川、湯中立、裴榮富、翟裕生、翟明國等兩院院士在內的多位礦產勘查界權威,對這項名為“勘查區(qū)找礦預測理論與方法”的成果進行了全面的審核、評價和建議。在獨樹一幟的找礦思路、精確全面的實施方法,以及不勝枚舉的成功范例面前,專家們紛紛點贊,在其科學技術成果鑒定證書上重重落筆——“達到國際領先水平”。
是什么贏得了院士專家們如此高的評價?
其一,思路上的創(chuàng)新。
該理論首次提出了“成礦地質體、成礦構造和成礦結構面、成礦作用特征標志”等概念,建立了“三位一體”的找礦預測理論,即,通過對三者的系統(tǒng)調查和研究,有效判定礦體賦存部位,從而為下一步的勘查提供工程施工靶區(qū)。
創(chuàng)新,即是突破傳統(tǒng),超越經驗。
長期以來,人們用“經驗”找礦:第一步,地表地質、物探、化探資料信息集成、綜合分析;第二步,選區(qū);第三步,異常查證;第四步,礦區(qū)勘查。但在老礦山深部找礦的實例中,這樣的經驗做法往往成效不高,有的礦區(qū)常年“只見星星不見月亮”,有的則久攻不破,對找礦信心造成沉重打擊。
“三位一體”勘查區(qū)找礦預測理論認為,找礦工作之所以發(fā)現規(guī)模型礦床的成功率較低,是因為忽視了成礦地質作用固有標志的評價。于是,研究人員以勘查區(qū)大比例尺找礦預測為出發(fā)點,以元素地球化學特征(內因)和成礦地質作用(外因)的關系為切入點,以成礦物質遷移、沉淀集聚為研究對象,研究成礦過程中的普遍規(guī)律作為找礦預測標志,提出了勘查區(qū)找礦的地質方法解決方案,從而破解了信息不對稱前提下二維轉三維的找礦預測難題,使礦床學、礦床地球化學的研究與礦產勘查緊密結合,最大限度地降低了找礦標志的不確定性,解決了產學研嚴重脫節(jié)的問題。
其二,方法上的實用。
在找礦工作中,清晰可行、易于操作的實施路徑至關重要。
用好該理論其實就是抓住三個關鍵點:第一個,以巖石學、礦物學、礦床學和地球化學等基礎理論為指導,在全面收集勘查區(qū)地質、構造、礦產特征等資料基礎上,通過大比例尺專題填圖、專題樣品采集,研究成礦地質條件,確定成礦地質體;第二個,研究成礦構造與區(qū)域構造、成巖原生構造、控巖構造的關系,確定成礦構造和成礦結構面;第三個,研究成礦作用特征,如礦化樣式、礦物組合、圍巖蝕變、礦化分帶、成礦流體等特征,確定成礦作用特征標志。
在此基礎上,總結關鍵控礦地質要素及預測標志,結合大比例尺物探、化探工作,建立綜合找礦預測地質模型,判斷礦體賦存部位。最后需要做的就是:工程驗證,發(fā)現并查明礦體或礦床。
中國科學院院士翟裕生認為,這是近年來成礦理論研究方面的一項重大成果,為我國的礦產勘查特別是深部和隱伏礦勘查提供了較高水平的理論與方法,對我國礦床理論發(fā)展有著很好的促進作用。它是找礦領域理論與實踐相結合的一個經典,開拓了一個新的思路,這一點非??少F。
植根10年找礦實踐,破解勘查區(qū)找礦預測難題
其實,“勘查區(qū)找礦預測理論與方法”的形成,源于2004年起始的全國危機礦山接替資源找礦專項,其探索和應用已有10年。
2004年至2010年,我國投入上百億元實施危機礦山找礦專項,一方面,通過對1010座大中型礦山進行現狀調查,摸清全國危機礦山家底;另一方面,重點實施了230個找礦項目,探獲大批大型、超大型礦床,平均延長礦山開采年限17年,穩(wěn)定職工就業(yè)60多萬人。
勘查區(qū)找礦預測理論與方法,便是以國土資源部原副總工程師、中國地質調查局原局長葉天竺為首的科研團隊,在專項實施過程中,從一次次與找礦難題作斗爭的實踐中逐漸建立并發(fā)展完善起來的。
在勘查程度極高的老礦山尋找接替資源,難度遠遠大于在地質工作空白區(qū)找淺表礦,難題主要集中于這樣兩種情況:
一種是理論上比較樂觀,推測有礦,但怎么也找不到?;蛘呤浅傻V地質條件十分有利,也有物探、化探異常,但是經地表及深部工程揭露僅見零星工業(yè)礦體;或者是地表有大規(guī)模蝕變,有物探異常,但經少量鉆孔驗證已達推斷深度卻未見礦體。那么,到底有沒有礦?礦在哪里?迫切需要知道。
另一種是礦山探明礦體已經采空,需要在已知礦體深部延伸找礦。問題也很多:深部是否還有礦體?向下延伸礦體斷斷續(xù)續(xù),能否找到礦體?礦體遇到斷層后不知去向,如何進一步追索?
這些具有相當普遍性的找礦難題,橫亙在許多資源頻臨枯竭的老礦山面前,邁不過去,就是礦山倒閉、大量人員失業(yè)等一系列經濟社會問題,邁過去,則是枯木逢春、柳暗花明,帶給礦山乃至當地經濟一片生機。
重大的社會責任和對科技理論創(chuàng)新的渴求,使葉天竺等地質專家全身心地投入老礦山接替資源找礦工作,他們意識到:找礦預測是通過研究已知的全部信息去推測未知礦體的存在,要求思路準確、方法對路,究根結底還是在于思想方法。
正是基于這樣的認識,他們在總結我國幾十年來礦床學研究、找礦勘查學及礦產勘查實踐理論成果的基礎上,依托專項實施的230個勘查項目,通過宏觀到微觀各類數據的獲取,針對129個典型礦床中重復出現的地質事實進行了探索,在大量的勘查實踐中尋找規(guī)律,最終創(chuàng)新性地提出了“三位一體”勘查區(qū)找礦預測理論與方法。
如今,這一大比例尺找礦預測理論方法,已經在危機礦山找礦專項和之后找礦突破戰(zhàn)略行動中設置的老礦山深部和外圍找礦計劃項目中,展現出令人驚嘆的生命力,特別是在膠東金礦、紅透山銅礦、大廠鉛鋅礦、鄧格莊金礦、石祿鐵礦等多個礦山的找礦突破中起到了直接作用,作出了重大貢獻。其中的硅鈣巖性界面成礦理論,更是成功用于湖南康家灣鉛鋅礦、江蘇棲霞山鉛鋅礦、西藏亞歸拉鉛鋅礦、西藏蒙亞阿鉛鋅礦、西藏甲瑪銅鉛鋅多金屬礦、浙江銀山銀礦、新疆彩霞山鉛鋅礦、廣東玉水銅礦、黑龍江弓棚子銅多金屬礦、安徽桃沖鐵礦、浙江漓渚鐵礦、福建洛陽鐵礦、福建馬坑鐵礦等,得到了業(yè)內的普遍認可和推廣。
構建25種主要礦床類型,有效降低找礦預測的不確定性
在成果鑒定會上,院士專家對該理論提出的勘查區(qū)找礦預測地質模型構建方法,表現出了較多關注。
他們認為,“三位一體”理論的深度融合,最終要通過對礦化樣式三維空間結構的精細刻畫,即勘查區(qū)的找礦預測地質模型來體現,而該理論所構建的25種主要礦床類型的“三位一體”找礦預測地質模型,如,砂巖型鈾礦床、熱水沉積型鉛鋅礦床、碳酸鹽巖容礦的層控型鉛鋅礦床、海相火山巖型銅鉛鋅礦床、陸相火山巖型鐵礦床、陸相火山熱液型銅金多金屬礦床、斑巖型銅礦床、斑巖型鉬礦床、接觸交代型鐵銅礦床、高溫巖漿熱液型鎢錫礦床、沉積變質型鐵礦床等,都具有很強的實踐性,對找礦工作具有重要的指導意義。
實踐是檢驗找礦預測成敗的重要標準。
在找礦難度大、40年久攻不破的四川省會理縣拉拉銅礦,研究人員通過開展地質測量和可控源音頻大地測深等方法手段,填制了火山建造—構造圖,建立了適用于火山沉積變質型銅礦床的勘查區(qū)找礦模型。經鉆探驗證,揭露兩條較大的銅礦體,新增銅資源量61.36萬噸,達到大型礦床規(guī)模,延長礦山服務年限20年,穩(wěn)定職工就業(yè)近千人。
在河南省桐柏縣老灣金礦,研究人員在以往工作基礎上,加強礦體分布規(guī)律和側伏規(guī)律的研究,建立了巖漿熱液型金礦床的找礦預測地質模型,經找礦預測和工程驗證,取得了很好找礦效果:新增金資源量32.8噸,延長礦山服務年限約44年,穩(wěn)定職工就業(yè)人數1200人。
在內蒙古克什克騰旗維拉斯托銅鋅多金屬礦,研究人員基于斑巖型錫多金屬礦床找礦預測地質模型的建立,重點對礦業(yè)權西北部激電異常區(qū)DJ1-1進行驗證,新發(fā)現一個大型錫多金屬礦,打破了長久以來我國北方錫礦找礦的僵局,初步形成一個新的錫礦資源基地。
在云南省瀾滄縣瀾滄鉛礦,科研人員對礦床進行了詳細的研究和解剖,不僅在西部成礦預測區(qū)深部圈出17個礦體,而且在深部隱伏花崗斑巖體內外接觸帶新發(fā)現了一處斑巖型鉬(銅)礦床,預測鉬資源量達47.80萬噸,規(guī)模為超大型,及時緩解了礦山迫在眉睫的資源危機問題。
一個又一個的找礦成功實例以及衍生出的巨大經濟社會效益告訴人們,勘查區(qū)找礦預測理論與方法經受住了實踐的考驗,大大降低了固體礦產大比例尺找礦預測的不確定性,提高了預測的成功率,使礦產預測更加科學和準確。
如今,“三位一體”理論成果已在全國危機礦山接替資源找礦、老礦山深部和外圍找礦、整裝勘查等找礦實踐中取得顯著成效。據統(tǒng)計,2004年到2015年,以此理論為指導共實施了398個找礦項目,其中新增大型礦山62個,中型117個,數百個資源頻臨枯竭的老礦山走出困境,重獲生機。
出版理論成果專著,為大比例尺找礦提供“實戰(zhàn)秘籍”
會上,在成果鑒定委員會每一位專家面前,都擺放著一本厚重的《勘查區(qū)找礦預測理論與方法》,而這,還只是這一理論成果專著的《總論》,另一本《各論》也已成稿,即將付梓。
對于這套專著,領銜編著者葉天竺告訴記者,它的編撰與出版,是老礦山找礦地質科技團隊從技術方法層面對全國危機礦山接替資源找礦專項巨大成果的理論總結,也是對《全國危機礦山接替資源找礦規(guī)劃綱要(2004—2010年)》中規(guī)定的“開展礦山資源潛力調查、實施危機礦山接替資源找礦勘查、總結大比例尺找礦預測理論和方法”三項任務的落實,其主要目標是促進理論建設,在全面總結提煉的基礎上,推動這種適用于勘查區(qū)特別是老礦山深部礦、隱伏礦的大比例尺找礦預測理論方法走向成熟和完善。
無疑,這是一項規(guī)模浩大的系統(tǒng)工程。
從2009年開始,負責完成該項工作的中國地質調查局發(fā)展研究中心(國土資源部礦產勘查技術指導中心)便組建了相關研究團隊,以葉天竺為總指揮,集合了國內各個相關科研院所、大專院校、地勘單位、礦山企業(yè)中奮戰(zhàn)在基礎地質、礦產地質、物化探等領域的百余位中青年研究人員,邊研究、邊應用、邊總結、邊檢驗,付出了大量心血和汗水,以及長達六年的時光。
2009年,基于此前的多年實踐,初步形成完整的學術思路,并且在此基礎上形成了編寫提綱;2009~2012年,組織國內20多位知名礦床學家,按照學術思路選擇129個典型礦床對常見的13種礦床類型開展了專題調研和研究工作;2013~2014年,正式開展《勘查區(qū)找礦預測理論和方法》總論和各論編寫工作,完成初稿,并于2014年12月正式出版《總論》。
為了更好地將這一理論與方法直接應用于找礦預測和深部找礦,國土資源部礦產勘查技術指導中心正在向地勘單位、礦山企業(yè)、科研院所等相關單位和一線的礦產勘查技術人員免費贈送《勘查區(qū)找礦預測理論與方法(總論)》,目前已發(fā)放1.6萬冊。
其實,在一線礦產勘查人員的強烈呼吁下,有關勘查區(qū)找礦預測理論與方法的培訓和講座早已形成制度。近幾年,國土資源部礦產勘查技術指導中心結合國土資源公益性行業(yè)科研專項、老礦山深部和外圍找礦計劃項目、典型礦集區(qū)潛力評價示范項目、整裝勘查關鍵基礎地質研究項目等,在全國范圍內分期分批組織了數十場技術方法的培訓和找礦實例的宣講,全面普及“勘查區(qū)找礦預測理論與方法”。據中心老礦山處處長龐振山介紹,僅今年就培訓了17次,近2000人從中受益。
鑒定會上,鑒定委員會在充分肯定其原創(chuàng)性、科學性、實踐性等諸多價值的同時,也指出了這一理論一些有待完善的地方。他們認為,我國找礦工作的難度將越來越大,尋找深部和隱伏找礦將隨著時間推移越來越成為主流,因此更需要科研人員關注對該理論的進一步深化,在今后的系統(tǒng)研究和找礦實踐中繼續(xù)探索、討論,使之更加成熟。他們還建議,應該在更廣范圍內大力推廣這一成果,在系列成果專著的基礎上,編寫簡化版便攜式“勘查區(qū)找礦預測理論與方法”指導手冊,方便野外地質人員使用。
來自鑒定委員會的深刻剖析和悉心指導,也從另一個側面顯現出院士專家們對這一理論的首肯。“勘查區(qū)找礦預測理論方法體系,是我國近十年來危機礦山深部找礦一系列實際工作的總結,豐富和發(fā)展了我國找礦勘查學理論和方法,在找礦實踐中取得了顯著成果,從理論到實踐都有很強的指導意義,體現了較高的水平,‘國際領先’當之無愧。”中國工程院院士陳毓川代表鑒定委員會為該項成果的鑒定欣然作結。
責任編輯:羅娜
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