浅谈制约深部找矿的因素

浅谈制约深部找矿的因素

作者：蓝元利    学术文章来源：广西第六地质队    点击数：279    更新时间：2010-05-10

[摘  要]出露地表的矿床数量逐步减少，找矿方向由浅部找矿转向攻深找盲，难度加大。文章提出了制约深部找矿的三点因素：①成矿理论；②矿化信息提取；③地质人才。并针对三大制约因素提出深部找矿的三大途径：①加强成矿理论的学习、吸收、发展、创新；②发展新技术，建立新一代具有“多学科技术合作融合”特性的找矿技术体系；③建立健全地质人才开发和管理体制。

[关键词]深部找矿  制约因素

 

      随着矿产勘查工作程度的逐年提高，地表露头矿和浅部矿愈来愈少；但由于国民经济的高速发展，对矿产资源需求进一步增加，现阶段探明矿床的资源储量已满足不了经济社会日益增长的需求，深部找矿（地表以下500米至地表以下1500米，或者更深）逐渐成为今后地质找矿的必然之路。那么“制约深部找矿的因素”有哪些呢？笔者认为主要是成矿理论、矿化信息提取、地质人才这三大因素。

      一  基础性因素：成矿理论

      现阶段，世界上成矿理论研究日渐深入和丰富，新的矿床成因理论和认识不断出现，如深部流体(成矿)作用理论、矿床成矿系列理论、矿床模式理论、地质力学理论、地质异常理论、成矿系统理论、地球化学块体理论等，它们的出现及发展对深部找矿突破具有指导性作用。没有运用成矿理论进行深部找矿，就会失去深部找矿的底层基础，找矿工作进入乱找、难找、找不到的局面。成矿理论是制约深部找矿的基础性因素。

（一）深部流体(成矿)作用理论

      近十年来的地壳流体研究成果表明，地壳深部存在着大规模的流体活动，横向运动可达l00km以上，纵向渗透可达9km以下。20世纪80年代中后期，美国通过对北美大陆内部地质－地球物理－地球化学等综合研究表明，形成密西西比河谷型铅锌矿床的成矿流体横向运移超过300km；1990年代，爱尔兰通过对发育在该国中部的石炭纪喷气沉积型矿床的研究，也证明形成某些铅锌矿床的成矿流体横向迁移超过l00km；1980～1990年代，俄罗斯（前苏联)、瑞典等国在

 

      古老地层上的深钻研究发现，地壳深部(大于7km和大于4km)存在大量自由流体，并有矿质沉淀现象；俄罗斯科拉超深钻(SG—3井)在深度9.3～11km处岩石中发现金矿化和银富集，在长430m的岩芯中见到金的富集超过0.1ppm，单个样品的金为2—6.7ppm，局部伴有银的富集，这些矿化现象均为热液流体作用所致；1990年代，德国通过对欧洲中部华力西带结晶基底波希米亚地块的深钻研究，发现地下9km深处仍和上部一样，含有大量的高矿化度的自由流体，并正发生着生物－流体－成矿作用。

      有流体活动特别是有大规模流体活动的地方就有形成矿床的可能，对那些与流体运动密切相关的Au、Ag、Zn、Cu、Sb、Hg、W、Sn等矿床来说尤为如此。因此，地壳深部，特别是地壳深部较浅处3～5km范围内，在一定的构造岩性条件下发生矿化富集、形成矿体应是不可避免的现象，俄罗斯科拉超深钻(SG－3井)在地壳9km以下深处的发现似乎也表明了这一点，这就为地质人员从已知矿田、矿带、矿床开展深部探矿工作提供了基础性理论依据。

（二）矿床成矿系列理论

      “矿床成矿系列”的概念，系由程裕淇、陈毓川院士在1979年提出。矿床成矿系列是指在一定的地质历史时期，在一定的地质构造单元，与一定的地质成矿作用有关，在不同地质构造部位形成的不同矿种、不同类型并具有成因联系的矿床自然组合。属于这种组合的矿床在不同层次上发生相互联系。按层次可将成矿系列分为：成矿系列组合、成矿系列类型、成矿系列、成矿亚系列、矿床式和矿床共六个序次。成矿系列的概念，在全国战略性普查、区域成矿规律研究方面得到广泛应用，在“九五”期间全国第二轮区划中，采用成矿分析理论基础，对促进成矿预测起到了很好的作用。近年，陈毓川院士又进一步提出成矿谱系的概念：认为成矿系列是一定地质历史时期的产物，与一定的构造旋回有关。地质演化具有多旋回性，成矿系列也必然有多旋回的特点，而且特点是有变化的。可以把特定区域成矿作用的演化历史与分布规律称为成矿谱系。研究区域成矿谱系可以揭示特定区域成矿物质在区域地质构造演化过程中的行为，其成矿物质组合的变化、分散和富集的规律、区域成矿的继承性和新生性。通过建立成矿谱系，从整个地质历史时期审视特定区域内成矿分布的时空规律，评价找矿的战略意义。在此基础上，也有人提出“全位成矿”与“缺位找矿”等观点。这一理论为深部找矿工作起到了很好的指导作用。

      成矿系统理论，在指导义敦岛弧带、狼山-查尔泰地区深部找矿取得了很好的成果。

      地质异常理论，以“求异”原理为基础，开展成矿预测多元信息集成研究与综合评价，在个旧锡矿深部找矿取得了很好的成效。

      矿床模式理论：运用玢岩铁矿模式,结合物探等勘查信息，成功地在安徽庐枞盆地发现了玢岩铁矿；根据“五层楼”和“五层楼＋地下室”模式，在赣南取得了很好的深部找矿成果等等。

      地球化学块体理论：通过区域地球化学异常，特别是对低缓异常资料的二次开发，可有效地发现和找到深部隐伏矿体。

      从以上各例可看出，成矿理论对深部找矿起到指导性、基础性启发作用，成为促进深部找矿成果的基础性因素。

      要取得深部找矿的好成果，必须加强成矿理论的学习和吸收，结合实际开展深部找矿工作，同时发展成矿理论、创新成矿理论。

      二  制约深部找矿成果的关键性因素：矿化信息的提取

      任何一种矿都赋存于一定的地质环境中，有其特定的成矿地质条件，这是地质找矿的前提。一个矿床和它所处的区域地质条件，又有物性差异，并通过不同的岩石建造所形成的不同磁性、电性、密度等等表现出来，从而造成了不同的地球物理场。不同的岩石建造产生不同的化学性质，这种差异又形成了不同的地球化学场。在找矿勘查中，人们通过地质、物探、化探、遥感等技术手段对认为成矿有利地段的物理场、化学场提取信息，从而判断是否有矿体存在及矿体存在的形态分布，然后实施工程验证。能直接指示矿体存在的信息及矿体存在形态分布的信息称为“直接矿化信息”。直接矿化信息成功提取与否关系到找矿重大突破。

      在出露矿、浅表矿找矿时期，地质找矿的基础是浅表、地表露头，矿化信息取得相对简单。我国上世纪50～70年代，我国地质人员采用直接找矿方法，发扬艰苦奋斗的精神，勤跑野外，用双脚去发现地表露头，凭着丰富的经验，提取各种找矿矿化信息等。1980年代初，前苏联运用地球化学方法找矿取得了很好的找矿效果，于是我国也学习并采用地球化学方法找矿。地球化学方法找矿继承了直接找矿方法的传统，把辨认矿化直接信息的能力从人类肉眼的百分之几提高到百万分之几，根据地球化学方法圈出的异常是一种矿化“微露头”，是地质找矿直接信息“朴真”特性的延续，起

      着直接信息的独特作用。直接信息是提取矿化信息中的最可靠信息，所以地球化学方法在浅表找矿期起到先导作用，形成现在的找矿技术体系：“区域化探扫面作为先导，地质填图为基础，地质地化综合剖面横切异常，针对异常采用物探追索其延伸，地表浅部工程揭露、再实施少量钻探工程深部验证。”化探、地质、物探、探矿工程等学科只要按照科学规范行事，大多数情况都能提取到较多直接矿化信息，然后依据直接矿化信息找到矿床。

      深部找矿与浅表找矿最大的不同是地质找矿的基础发生了重大变化，由浅表、露头转向深部，失去了直接矿化信息。当浅部成矿环境与深部不同时，由此及彼、由表及里的推测就失去了前提，矿化信息提取复杂性大大增加。

      利用遥感技术探测提取到的信息非常丰富，并具有宏观性、多波段、立体感强、地形地貌特征明显、便于定位等优势，但是受制于电磁波特性所提取的遥感信息主要反映的是地表信息，单靠遥感技术本身已很难完全解决深部找矿问题。利用地球化学方法探测提取到的信息与地块的地球化学元素背景，各种矿床以及地壳演变等因素密切相关，很可能是矿化的直接信息（概率未达到基本确定、也有可能不是矿化直接信息），但矿化信息反映地球化学异常是原生还是后生，是深部矿床的上缘晕还是与矿无关的尾晕，地球化学探测技术无法给出很好回答，给深部找矿突破工作带来困惑。利用地球物理方法探测，它提取的信息是关于地下物理场的信息，这些信息属于矿化的间接信息，加上该种方法的抗干扰性相对弱，难以解决地球物理异常反映是什么地质矿产内容，出现物探多解性和难解性。由此可见现阶段单学科技术本身缺陷造成提取深部矿化信息的有效性已大大降低。

      一般情况下，各学科找矿技术可以将不同性质的岩石、矿石区分开来。但是，自然界的地质体是复杂的、多变的，不同性质的地质体，可能在某些地球物理和地球化学性质方面相近或相同；反过来，同一性质地质体，由于物质成分分布不均匀，又可能形成不同特点的地球物理异常和地球化学异常。这种自然界的不稳定属性，也是造成各单门学科找矿技术解释异常的多解性原因之一。通常找矿中“有异常不一定有矿，有矿就一定有异常”现象，是单门学科找矿技术多解性的一种表现。

      无论是物探，还是化探、遥感提取的矿化信息都是一些间接矿化信息，间接矿化信息有严重的欠定性，因此不能单凭某一学科的间接信息进行深部找矿。

      用单学科技术进行矿化信息提取，进行深部找矿存在很大局限性，因此应看到多学科之间存在着良好的互补性。地质学需要地球化学、地球物理提取的深部间接信息（在深部找矿中，应充分发挥地球化学、地球物理的超前、先行勘查作用）；地球物理需要地质学与地球化学的帮助，将物理场信息转化为地质、矿产等信息；地球化学同样需要地质学帮助解决异常的成因，需要地球物理确定异常深部的定位等。多学科之间这种相互依赖、彼此互补关系，决定了进行深部找矿在矿化信息提取方面，要建立新一代具有“多学科技术合作融合”特性的找矿技术体系。

      深部找矿，是根据成矿理论，结合工作区地质条件，提出假设性深部矿体，反复采用多种找矿技术对假设性深部矿体提取信息，进行求证，证明是否为具有经济意义和一定品位的矿体。简要说，深部找矿是论证假设的科学研究。显然，深部找矿是一项高投资、高风险的长期项目。据国外初步统计，发现一个深部的贱金属矿床的投资，比发现一个出露、浅表的贵金属矿床高出10倍以上。为了减少风险，避免不必要的找矿投资损失，依靠科技，发展新技术，建立新一代找矿技术体系是一个很好的对策。

      要取得深部找矿的好成果，必须依靠科技，发展新技术，建立新一代“矿化信息提取”的找矿技术体系。至于新一代“矿化信息提取”的找矿技术体系，应具有以下特点：① 大探测深度：具有灵敏度高、分辨率好、抗干扰能力强等特性，能取得深部直接矿化的信息，探测深度达1000m 以上。② 集成性和综合性：强调以信息技术为核心的多学科技术融合与集成。以地质理论为基础，以信息技术为核心，促进地质、物探、化探和遥感等资料的融合。并且，在一次探测中能获得多种参数的找矿信息；能有效分析与综合各种找矿信息。这是新找矿技术体系的核心，也是制约深部找矿成果的瓶顶。③ 快捷有效：能够在野外快速推广，方便应用，成本相对较低，并能获得良好的实际找矿效果。

      建立新一代找矿技术新体系应做到：① 在政策上，制定和完善有利于找矿新技术研究发明的政策，如找矿新技术的发明要给予奖励等。② 把发展新技术，创建新的找矿技术体系列入国家的长期规划中，国家高度重视高度投入。③ 矿产开发企业应从每年利润中提取一定比例用于找矿新技术的开发研究和推广。④ 将地质勘查单位、矿业开发公司、综合性大学、科研单位结合起来，以产学研合作模式，建立找矿新技术开发和推广应用的新联盟。⑤ 培养具有多学科技术的综合性人才，加快“具有多学科技术融合”找矿技术体系的研发和推广应用。

      三  制约深部找矿成果的重要性因素：地质人才

      成矿理论预测的不确定性很大，深部找矿中的成矿理论只是在宏观上指导地质人员选择大范围攻深区域，在新一代找矿技术体系尚未建立情况下，如何迅速逐步缩小攻深靶区，需要地质人才来解决。只有地质人才才能从控矿地质因素入手，分析控矿因素的地球物理和地球化学表现（包括区域背景、空间变异、异常结构等），结合区域性构造在众多物化探表现形式中找到能指示深部矿体存在及矿体形态的标志信息，然后在工作不断检验和修正，逐步缩小攻深靶区，最终突破深部找矿。地质技术不管如何先进，最终必须通过地质人才去操作和识别其探测到的深部信息。地质人才是深部找矿过程中能动性最好的因素。据第六届世界华人地质科学研讨会报道，中国工程院院士陈毓川在分析加强地质人才培养等问题时指出：地质人才的重要性是显而易见的，没有地质人才，再创新的成矿理论也只是理论，再尖端的找矿技术也只是技术，无法发挥其作用。只有通过地质人才掌握成矿理论、运用找矿技术，发挥了理论、技术的作用，深部找矿成果才会有所显现。应把人才、理论、技术形成一个很好的找矿整体。

      要取得深部找矿成果，必须建立健全鼓励创新的地质人才开发机制和管理体制，改善野外地质工作条件，提高野外津贴标准，完善收入分配政策，按参与深部找矿及开采项目贡献大小来进行分配的新机制。加强地质人才队伍培养和人才业务能力建设，把地质人才培养与深部找矿项目组织实施紧密结合，培育和造就地质类创新型人才，更好地开展深部找矿工作，取得更大的深部找矿成果。

      综上所述，制约深部找矿成果的三大因素是：成矿理论、矿化信息提取和地质人才。针对三大制约因素，提出深部找矿三大途径：① 加强成矿理论的学习、吸收、发展、创新；② 发展新技术，建立新一代具“多学科技术融合”特性的找矿技术体系；③ 建立健全地质人才开发和管理体制。

      四  结 语

      在建设有中国特色的社会主义和谐社会过程中，面临矿产资源的紧缺，地质工作者发扬“三光荣”传统，加强成矿理论的学习、吸收、发展和创新，建立新一代找矿技术体系，在健全地质人才管理体制下，通过踏实工作，必定能取得找矿突破成果，支持地方、国家经济发展。

      以上是学习《关于加强地质工作的决定》和中央领导重要讲话精神，参与地质找矿改革发展大讨论，就“制约深部找矿因素”发表的粗浅看法，不当之处请批评指正。本文写作目的就是对地质找矿突破的思考起到抛砖引玉的作用，同时希望今后地质找矿工作更上一个新台阶，取得更好的深部找矿突破成果。

致 谢：

      本文在成文过程中，得到了广西第六地质队副总工程师、高级工程师马天龙的热忱指导，在此表示衷心地感谢！

 

【参 考 文 献】

[1] 叶天竺等.金属矿床深部找矿中的地质研究.中国地质,2007,34(5)
[2] 王庆乙，胡玉平. 金属资源的紧缺与隐伏矿找矿的思考. 地质与勘探，2004（6）
[3] 施俊法.“百人计划”研究工作总结报告，2005