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          深部找礦有規(guī)可循
          發(fā)布者:wwmsir  來源:中國地質(zhì)調(diào)查局  發(fā)布時間:2018/11/26


          ——訪自然資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心礦山地質(zhì)處處長、教授級高工龐振山

          來源:中國礦業(yè)報 作者:武海煒 發(fā)布時間:2018-11-21

          近年來,大宗礦產(chǎn)、稀缺有色礦產(chǎn)供需矛盾日益突出,盡快實(shí)現(xiàn)找礦重大突破已成為新形勢下地質(zhì)工作的重大使命。在2016年召開的全國科技大會上,習(xí)近平總書記提出“向地球深部進(jìn)軍是我們必須解決的戰(zhàn)略科技問題”,政府高度重視深部找礦工作,實(shí)施全國危機(jī)礦山接替資源勘查專項(xiàng)、老礦山深部與外圍找礦項(xiàng)目、國土資源大調(diào)查部署了一批示范項(xiàng)目,社會資金加大對礦山深部找礦的投入……

          隨著地質(zhì)科技的日新月異,深部找礦已成為可能,并已成為實(shí)現(xiàn)重大突破的必由之路。深部找礦成效明顯,展示了巨大的找礦潛力。那么,深部找礦究竟是多深呢?深部找礦是“盲目”找礦還是有規(guī)可循呢?帶著這些疑問,《中國礦業(yè)報》記者前不久專訪了自然資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心礦山地質(zhì)處處長、教授級高工龐振山。

           

          各國礦山開采深度對比圖

          《中國礦業(yè)報》:習(xí)近平總書記提出了“向地球深部進(jìn)軍”,如今大家也頻頻提及“深部找礦”,那么,到底多深才算“深部”呢?

          龐振山:“深部”是一個相對的概念,沒有必要限定一個絕對深度。深部找礦是指在已知礦體的深部或外圍,尋找同類或不同類型的礦床,或在沒有已知礦床地區(qū)尋找盲礦體或被掩蓋的盲礦體。深部找礦是礦下找礦或礦外找礦,其深度可深可淺。

          《中國礦業(yè)報》:從國內(nèi)外現(xiàn)狀來看,目前深部找礦取得了哪些進(jìn)展?

          龐振山:首先,深部找礦有潛力。2014年,我國主要礦床類型潛力評價顯示:我國目前已探明的資源儲量與預(yù)測的資源儲量相比,僅僅占20%到40%,所以深部找礦仍有很大的潛力。比如,云南會澤鉛鋅礦,在深部1500米發(fā)現(xiàn)的8號礦體,平均鉆孔6個,平均厚度達(dá)17.81米,這就是典型的礦體延伸。再比如,云南個舊錫礦田,這是世界上的知名礦山,2003年保有錫資源量32.8萬噸, 2003年~2017年之間新增探明資源量95.63萬噸,投入坑探45萬米、鉆探165萬米、資金22.57億元,取得了突破性成績。膠東地區(qū)近幾年也探獲了4個千噸級金礦田,累計(jì)探明資源量達(dá)到4600噸,成為世界第三大金礦田。

          其次,固體礦產(chǎn)開采深度有限。從世界范圍來說,目前開采深度大于1000米的礦山不足100個,其中最深的就是南非的某金礦,深度達(dá)到4350米,僅次于南非的是印度的克拉爾金礦,達(dá)到3260米,中國相對淺一些,目前最深是1700米,超過1000米的不足20座。其中,小秦嶺地區(qū)8座,最深達(dá)1700米;吉林二道溝金礦最深1700米;云南會澤地區(qū)最深1526米等。

          再次,固體礦產(chǎn)勘查深度有限。根據(jù)全國鉆孔數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì),我國固體礦產(chǎn)勘查深度小于500米的鉆孔占總數(shù)的98%,大于2000米的鉆孔僅有170多個,所以勘查深度相對較淺。但近十年來,我國固體礦產(chǎn)勘查不斷向深部推進(jìn),取得了很好的成效。2008年,危機(jī)礦山專項(xiàng)中的三山島金礦接替資源勘查深度達(dá)2060米;2015年,山金集團(tuán)開展的三山島金礦勘查深度達(dá)4006.17米;2015年,山東地科院開展的焦家金礦勘查深度達(dá)3266米。2015年~2018年,僅膠東地區(qū)就有186個鉆孔的深度大于1500米。

          《中國礦業(yè)報》:我們進(jìn)行深部找礦,具體是要找什么?

          龐振山:結(jié)合深部的概念,對已知礦體深部找礦就是找同類型礦體的延伸;對于不同類型的礦體,就是在覆蓋區(qū)根據(jù)預(yù)研究、典型礦床研究分析尋找相應(yīng)礦床類型。但是要切記,不同礦床類型有不同的成礦深度,并非所有的礦床深部都有礦,找礦也并非越深越好。

          《中國礦業(yè)報》:目前,我們在深部找礦實(shí)踐中遇到了哪些難點(diǎn)?

          龐振山:目前看來,我們在深部找礦過程中確實(shí)存在很多困難。從地質(zhì)構(gòu)造上來說,深部巖石、構(gòu)造、蝕變礦化信息推斷難度大,不準(zhǔn)確。目前,物探手段分辨力低,況且淺部地質(zhì)體干擾因素多,礦山人文干擾強(qiáng),異常定性定量困難?;绞侄瓮ㄟ^淺表化探信息推斷深部地質(zhì)構(gòu)造理論方法尚不成熟。鉆探應(yīng)該是相對來說最靠譜的,但是通過鉆探手段進(jìn)行深部驗(yàn)證投入很大。

          《中國礦業(yè)報》:您能簡要介紹一下我們對于深部找礦有著怎樣的工作思路嗎?

          龐振山:要從成礦作用本質(zhì)研究深部找礦問題。成礦物質(zhì)通過地質(zhì)作用引起環(huán)境溫度(T)、壓力(P)、酸堿度(PH)、氧化還原電位(Eh)等物理化學(xué)條件的變化,造成溶質(zhì)濃度變化而聚集沉淀成礦。成礦作用本質(zhì)就是成礦元素根據(jù)其地球化學(xué)特征在不同地質(zhì)作用條件下形成各種類型的礦床,是元素活化、遷移、集聚、沉淀的過程。一是地質(zhì)作用成礦,即成礦作用是地質(zhì)作用產(chǎn)物和組成部分——成礦地質(zhì)體及其礦體關(guān)系研究;二是界面成礦,即成礦作用在界面發(fā)生——成礦構(gòu)造系統(tǒng)和成礦結(jié)構(gòu)面研究;三是突變成礦,即成礦作用在物理化學(xué)條件突變時發(fā)生——成礦作用特征標(biāo)志研究。

          以上這3條就是葉天竺先生創(chuàng)立的“三位一體勘查區(qū)找礦預(yù)測理論與方法”的基礎(chǔ),所謂“三位一體”,就是成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志,我們深部找礦就是以勘查區(qū)找礦預(yù)測理論與方法為指導(dǎo)來開展工作。

          深部找礦第一步是研究成礦地質(zhì)體,確定找礦方向。我們要收集以往各項(xiàng)資料信息,開展研究分析,要把區(qū)域地質(zhì)條件分析清楚,把礦床和大地構(gòu)造環(huán)境建立起聯(lián)系。我們劃定找礦區(qū)域以后,還要確定具體的找礦類型。因此,就要研究典型礦床,確定成礦地質(zhì)體是什么,研究成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志等。典型礦床的研究為我們找礦提供模型,研究模型后首先要調(diào)查研究成礦地質(zhì)體,確定找礦方向。成礦地質(zhì)體是為成礦提供能量的地質(zhì)實(shí)體,成礦地質(zhì)體和礦體存在時間和空間的關(guān)系,利用這種關(guān)系我們可以發(fā)現(xiàn)成礦地質(zhì)體,進(jìn)而確定礦體的空間分布范圍。

          一般來說,高中溫?zé)嵋盒玩u錫礦床位于巖體頂部外接觸帶1000米~1500米到內(nèi)接觸帶300米范圍內(nèi);中低溫?zé)嵋盒徒鸬V礦體位于巖體頂部2000米~3000米范圍內(nèi);矽卡巖礦床鐵礦位于巖體頂部、邊部、捕虜體,內(nèi)部接觸帶500米范圍內(nèi),鉛鋅礦位于巖體接觸帶2000米~3000米范圍內(nèi),銅礦位于兩者之間。同時,這也與礦物沉淀的溫度和環(huán)境有關(guān),從磁鐵礦到黃銅礦,溫度不斷降低,所以才有分帶。

          第二步是研究成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面,預(yù)測礦體位置。構(gòu)造研究包括區(qū)域構(gòu)造帶、區(qū)域控巖構(gòu)造帶、區(qū)域成礦構(gòu)造帶、成巖構(gòu)造、原生成礦結(jié)構(gòu)面、次生成礦結(jié)構(gòu)面等。我們在研究中根據(jù)淺層巖漿第一類分層減壓沸騰,建立了陸相火山熱液型礦床找礦預(yù)測地質(zhì)模型,這個模型在大興安嶺中南段指導(dǎo)找礦中取得突破,在內(nèi)蒙古的東部發(fā)現(xiàn)大型鉛鋅銀礦床。另外一個是脈狀礦體側(cè)伏判別法,我們總結(jié)我國586個礦床1026個單礦體的側(cè)伏規(guī)律,發(fā)現(xiàn)90%以上的礦體都有側(cè)伏規(guī)律,這個規(guī)律主要有3條:與成礦期的斷裂構(gòu)造運(yùn)動方向垂直,與單礦體的品位等值線長軸方向垂直,與單礦體厚度等值線長軸方向平行。這3條準(zhǔn)則對于深部找礦有很大的幫助。比如,在危機(jī)礦山和老礦山找礦過程中,運(yùn)用這個準(zhǔn)則基本沒有失敗過。再比如,膠東金礦側(cè)伏規(guī)律:三山島金礦是向東傾的,它的側(cè)伏方向是向北到北部海域,這些礦床是側(cè)伏的規(guī)律。焦家金礦是向西傾,它是向南側(cè)伏。

          第三步是研究成礦作用特征標(biāo)志,提供預(yù)測依據(jù)。成礦作用特征標(biāo)志包括礦體宏觀特征、礦體礦物特征、成礦元素化學(xué)成分標(biāo)志、成礦物理化學(xué)轉(zhuǎn)換標(biāo)志和沉淀作用機(jī)制、物質(zhì)成分來源、成礦時代或年齡、成礦深度及剝蝕程度、成礦作用特征標(biāo)志和成礦地質(zhì)體、成礦結(jié)構(gòu)面關(guān)系、判斷成礦作用中心部位等。例如,維拉斯托礦床。維拉斯托原本是一個銅鋅礦,在檢查電法異常時,在該礦西北部發(fā)現(xiàn)一個爆破角礫巖,通過陸續(xù)施工鉆探,最終發(fā)現(xiàn)了錫、鋰礦。目前,探明資源量錫8.9萬噸、鋰35.7萬噸,取得了找礦重大突破。這個突破也為大興安嶺南麓錫的找礦提供了示范效應(yīng)。

          今年,北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院在維拉斯托做的低飛航磁顯示,中間低磁異常是錫礦和鋰礦,外圈高磁異常經(jīng)驗(yàn)證也都發(fā)現(xiàn)了鉛鋅銅礦體。我們在維拉斯托南部施工的一個鉆孔,施工到420米處已見9層錫鉛鋅礦,這對西部異常進(jìn)一步進(jìn)行了驗(yàn)證。利用這些模型,近幾年我們部署了3個項(xiàng)目,且都取得了成功。

          第四步是綜合地質(zhì)、物探、化探、鉆探手段,以間接找礦為主。地質(zhì)、物探、化探等綜合方法找礦,同樣離不開鉆探,各種分析預(yù)測,沒有鉆探施工見不到礦,同樣沒有效果。我們要建立間接找礦思路,著眼于尋找發(fā)現(xiàn)與成礦有關(guān)的地質(zhì)體,比如,成礦地質(zhì)體,相比礦體規(guī)模更大、更容易探測,通過對成礦地質(zhì)體的分析,確定它們與礦體的關(guān)系,從而進(jìn)一步確定礦體位置。


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