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有色找矿创新:续写老矿“春天的故事”

2011-03-28  hansa

2011年3月11日 国土部网站
新闻导读:  目前,我国10多万个矿山中,1/3资源面临枯竭,接续资源匮乏。难道这些矿山的命运就是闭坑?难道矿山找矿走进了死胡同?难道矿山企业的可持续发展仅为南柯一梦?   在前不久举行的金属矿山成矿理论与深部找矿技术研讨班上,与会代表用应用现代成矿、预测理论,冲破传统认识误区,建立新的成矿、找矿模式,使用现代预测技术大胆验证,获得矿山找矿突破的事实,作了有力回答。
 
    现代成矿、预测理论,新的成矿、找矿模式等,助力矿山深边部找矿
  我国有10多万个生产矿山,其中大型骨干矿山2000多个,2000多万人从事矿业。改革开放以来,我国矿业有了很大发展,2009年全国生产钢5.8亿吨,有色金属2600多万吨,其中铝1280万吨,铅锌800万吨,铜410多万吨,金334吨,水泥15亿吨,煤25亿吨,均占世界首位。
  “我国正处于工业化进程中,人口增长和经济发展的双重需要,对矿产资源的消费与需求日渐强劲。以有色金属为例,1990年以来10种有色金属产量年增长率一直大于10%,并连续6年位居世界第一位。”中国地质学会矿山地质专业委员会主任汪贻水介绍道,“但是,由于我国目前有限的矿产地质勘查工作转入新区和边远地区,矿山的地质勘探工作严重削弱,可接续生产的资源基地匮乏,1/3的矿山面临资源枯竭而关闭。为了促进矿山持续发展,2006年《国务院关于加强地质工作的决定》中特别强调,要做好矿山地质工作,这对推动我国矿山地质和矿山找矿工作,促进矿业持续发展具有里程碑意义。”
  据汪贻水介绍,近年来我国矿山深边部找矿的实践证实,应用现代成矿、预测理论,冲破传统认识误区,建立新的成矿、找矿模式,使用现代预测技术大胆验证,是矿山找矿取得突破的成功之路。
  西部矿业股份有限公司副总经理李义邦介绍了青海省锡铁山铅锌矿深边部获得找矿突破的经验。锡铁山铅锌矿是青海省目前最大的有色金属矿山,该矿从1992年起连续5年进行矿山深边部找矿工作。由于深部出现“无矿带”,矿山深部地段的找矿潜力不乐观,原计划于2004年将矿山生产能力降为45万吨/年,2010年前关闭矿山。
 事情有了转机。
  1996年以后,科研人员通过对矿山地质资料的二次开发和多项专题研究,矿区深边部找矿不断取得重大突破。2001年,在矿区深部发现厚大的大理岩型铅锌矿体,确立深部存在主矿体。同时证明,所谓的“无矿带”只代表原始沉积盆地的局部高地,而且这种“无矿带”在空间上有规律地分布。因此,锡铁山2001年~2002年新增铅锌金属储量171.88万吨。
  2007年,成矿理论的创新再次给锡铁山带来好运:在锡铁山铅锌矿地质找矿研讨会上,与会专家首次提出海底热水喷流沉积成矿的新认识。由于该类型矿床在世界范围内规模最小者为铅锌金属量700万吨,而锡铁山铅锌矿那时仅探明270多万吨金属量,说明仍有巨大的找矿前景。依据新理论,锡铁山矿区发现了以火山喷流矿化为特征的新靶区,深边部地质找矿取得重大突破。截至2009年年底,矿山累计新增铅锌金属量290.60万吨,从大型变为特大型。
  “如果不提出锡铁山铅锌矿床的成因类型为SEDEX型,则研究者会沿袭以往的火山岩型成矿模式,将研究重点放在由中基性火山岩变质而成的绿片岩相上。” 李义邦说,“随着成矿理论上的创新,我们建立了新的矿床成矿模式,重新认识矿区深边部及外围成矿地质条件,突破找矿‘禁区’,有目的地指导找矿勘探工作,找矿获得不断突破。”
  安徽省铜陵市铜山铜矿是创新成矿理论,获得深部找矿突破的又一例子。铜陵市铜山铜矿建于1959年,经几十年开采,资源储量濒临枯竭。据铜陵有色金属集团地质勘查分公司经理王建青介绍,2004年年底,该集团根据统一部署,开展了铜山铜矿等矿山的资源潜力调查工作,对凤凰山药园山、相思树预测区开展了成矿系列、矿体分布与侧伏规律研究。。科研人员应用现代成矿理论和统计预测方法,建立了多级控矿模型,在铜山深部前山南矿段进行了钻探与坑探验证,探获累计厚度53米、含铜2.8%、金6克/吨的富厚矿体,铜金属量(334)15万吨,并在矿体中发现了共生钼矿体。同时,预测清水塘、仙人冲、朱家山、南泉鲍等有找矿前景。“铜陵矿区突破单一成矿观点,总结并运用冬瓜山式‘层控叠加改造矽卡岩型’认识,是在铜山深部发现同类型矿体的关键。”王建青说。
  广东凡口铅锌矿的刘慎波博士对凡口铅锌矿近5年的地质找矿成果进行了总结。据他介绍,2005年以来,凡口铅锌矿每年投入探矿专项费用约1500万元,开展矿区深边部的地质找矿工作。在此基础上实施接替资源勘查项目,在成矿地质条件、找矿空间、勘查技术方法等方面取得新认识,使整个矿区的找矿成果有了新突破。
  “通过遥感和地质图修测,对矿区的构造有了新认识,发现了多条具有区域性规模的断裂构造,重建了凡口矿区及其外围的地质构造格局,提出凡口矿区成矿构造是海西晚期—印支期受边界条件控制的递进变形产物,并认为,北西向断裂控制矿带的延伸范围,北东向断层控制矿带的就位,近东西向背斜构造及部分北西向断层控制矿化集中段的分布。。”刘慎波说,通过矿体定位预测圈定外围找矿靶区,近5年新增铅锌金属量120万吨以上,预计整个凡口矿区累计探明的铅锌金属资源储量将超过1000万吨。
技术方法手段的优化集成,是深边部找矿获得突破的保证
  研讨班上,福建紫金矿业东南地勘公司总经理张锦章在《紫金铜金矿创新地质工作方法提高地质找矿效果》的报告中建议,矿山日常生产过程中应开展资源动态评价,达到可采储量与经济效益增长最大化。中国有色网。“不要把工业指标和矿体固定化,能被经济开发利用的就是矿,否则就是石头。中国有色网。”张锦章说。中国有色网。
  张锦章强调,矿床工业指标的确定往往与矿床的开采技术条件,包括矿体的形态、产状、规模、开采方法等有关,与矿石选冶性能及产品市场价格等关系密切。中国有色网。同时,因为产品市场价格是变量,采选技术在不断进步,因此矿床工业指标也在变化。中国有色网。
  据他介绍,福建紫金山金矿实行资源动态评价,即对勘探部门提供的勘查储量,采用地质控制、市场经济、生产可行性三者综合勘探评价。中国有色网。“采用动态的工作指标或当量工业指标评价矿床,矿山日常生产过程中采用动态品位指标圈定矿体,管理资源储量,扩大了资源及产量效益,达到可采储量与经济效益增长最大化。中国有色网。”张锦章说,“以采选技术创新为突破口,我们通过降低工业指标和进一步勘查,使金矿资源储量从原来的中小型变为特大型矿床,前后两个阶段勘查探获的每公斤储量投资从3423元降为228.64元,金的可采金属量也从5451.15千克增长为151.461吨,使金矿的可利用储量增加了26.8倍,相当于探获了26个原规模的紫金山矿床,有效地挖掘了矿区资源潜力。中国有色网。”
  中国地质学会矿山地质专业委员会秘书长王静纯介绍说,湖南黄沙坪铅锌矿因为引入价格法重新评价表外矿石,也获得可观可采矿产资源。中国有色网。
  “黄沙坪铅锌矿矿体类型复杂,除主金属铅锌外,还控制和推断与铁矿石伴生的钨钼及独立钨钼多金属表外矿石量2000余万吨。中国有色网。”王静纯说,“该矿山引入了价格法,对这些低品位矿石重新进行矿体界定和储量计算,提交了可供开采和预测的资源量378.716万吨,价值几亿元,为矿山提供了资源接续基地,可使矿山生产延续3年以上,使这个近30年的呆矿变成具有可观经济价值和社会效益的矿区。中国有色网。”
  刘慎波说,找矿技术方法手段一直困扰凡口铅锌矿找矿。中国有色网。凡口矿区及周边地区人口密集,经济发达,人为干扰因素多,加之厚度大、富含水的壶天群白云岩覆盖,要求探测深度大于800米。中国有色网。在历年的勘查工作中,由于无法择优选择,矿山便采用各种物化探工作尝试。中国有色网。“我们经对比分析认为,CSAMT和激电地—井方位测井是两种较好的方法,前者抗干扰能力强,探测深度大,分辨率高;后者测试成果直接。中国有色网。若在工作中采用大功率供电,效果将更明显。中国有色网。”刘慎波说:“这些研究不仅指导我们的前期勘查工作,在下一轮找矿的靶区圈定、技术方法选择上也将起决定性作用。中国有色网。”
 危机矿山定位预测、盲矿或隐伏矿预测的最佳化探新方法组合成熟起来
  在运用多种找矿技术方法开展有色金属危机矿山隐伏矿定位预测中,定量确定不同找矿技术方法的有效程度,可为找矿技术的优选和集成以及深部隐伏资源的三维定位定量预测提供关键参数。
  近些年来,中南大学地学与环境工程学院彭省临教授带领的团队在铜陵地区深入开展的危机矿山深边部隐伏矿定位预测研究取得突破性进展,研究开发了Meta分析比较法、有效度评价法、地质体三维形态分析法、控矿地质因素场模拟、成矿信息三维定量分析提取和地质三维可视化建模等新技术新方法。
  经典Meta分析起源于医学领域,其基本思想是用统计学方法对收集的多个研究资料进行分析和概括。彭省临教授首次将Meta分析方法移植到地学找矿预测领域,用于定量比较多种探测技术的有效程度。“Meta分析定量比较结果,可在开展隐伏矿定位预测的试验剖面上用来优选最佳的找矿预测技术和最佳找矿预测技术组合。该方法不但可在二维剖面上进行,也能应用于一维、三维或多维空间;不但可用于不同物探技术方法的有效性定量比较,也能广泛应用于不同化探技术方法、遥感技术方法的有效性定量比较,应用前景十分广阔。”
  中国冶金地质总局地球物理勘查院的高级工程师李惠表示,矿区深部找矿需解决一系列实际问题。如已开十几个中段,最下部中段沿脉长2000米,还有构造或石英脉,但矿化微弱,深部还有没有盲矿?在哪一段的深部有矿?深部钻孔不见矿,钻孔深部是否有盲矿?矿区深部有没有第二第三富集带?在勘查地球化学领域也有多种新方法,不同方法各有特长及其应用条件,哪种方法预测效果相对最好?
  李惠总结了国内、外矿区化探新方法新技术研究现状和各种方法在矿区深部及其外围找盲矿或隐伏矿的效果,据此提出了在矿山深部及其外围盲矿或隐伏矿预测的最佳化探新方法及最佳方法组合:对矿山深部盲矿预测,构造叠加晕法效果显著;在矿区为运积物厚覆盖区寻找隐伏矿或盲矿,地电提取方法效果相对较好。
  北京矿产地质研究所高级工程师祝新友介绍了青海锡铁山铅锌矿床断层沟地区成矿潜力评价进展:“断层沟一带含矿层特点与锡铁山矿区一致,都属于喷流卤水与海水相互作用的产物。成矿系统的研究说明,中间沟—断层沟一带,仍属喷流沉积成矿系统的中远端,具备形成大规模条纹条带状铅锌矿体的条件。”
  北京科技大学资源工程系袁怀雨教授表示,目前,计算品位换算系数的产值法是错误的。袁怀雨说,有些参数,如选矿回收率和精矿品位往往随着矿石品位的变化而变化,而冶炼回收率和精矿售价会随着精矿品位的变化而变化。伴生组分品位不同,其对应的品位换算系数也不同,不能用一成不变的品位换算系数进行综合品位的计算。对此,他提出了动态综合品位计算法,并提出与综合品位相对应的品位指标的制定方法:对可回收多种有用组分的矿床,用综合考虑主要组分与伴生组分品位的“综合品位”来圈定矿体。
  位于甘陕川三省交界的阳坝式铜矿,矿床外围无明显的成矿和赋矿迹象,加上当地山高坡陡、植被覆盖严重,给找矿靶区的预测和工作部署造成很大困难。北京恩地公司高级工程师纪广俭特提出用几何推导找矿法预测这类矿床的找矿靶区。“该法最重要的哲学意义是把时空交点的概念应用到找矿实际工作中。”纪广俭说。
加大构造成矿研究,调整找矿思路与勘查方案,把钻探设备开发研制放在最前列
  中国科学院院士翟裕生表示,矿床学面临新的挑战和机遇,必须依靠地学进步,面向资源勘查,地球系统、成矿系统、勘查系统三者结合。这是21世纪矿床研究的一个理念。
  翟裕生说:“矿山深部找矿是必然趋势,中国多数矿山有资源潜力,胶东多个金矿在1000米见矿,三山岛在2000米以下见矿,目前4000米深钻已开工。”他建议:深部找矿应“由浅入深、循序渐进、重点突破、量力而行”,加强矿田构造研究,搞好矿产资源综合开发利用。  翟裕生特别强调:“构造是控制矿床形成、变化、保存全过程的关键因素之一。实践经验表明,研究构造对矿床形态、产状和分布特征的控制,能有效指导找矿、勘探和矿山开发。。当前,已进入深部找矿新阶段,构造成矿研究更有现实意义。”他说:“针对我国矿产资源的自然禀赋,应将综合利用作为资源领域的一项基本国策,加强科技自主创新。既要加强找矿,又要充分利用已知的矿,包括易采选矿石、难采选矿石及废石——人工矿山。‘两条腿走路’,这是时代的要求。
  裴荣富院士表示,21世纪矿业应向后工业发展势态倾斜,既要大量开发矿业,又不能影响生态环境。他提出了矿产勘查和矿业可持续发展的四项科学技术模拟:固体矿产合理勘查的科学技术模拟、不同规模矿山不同开采阶段合理年限的模拟、矿产勘查风险投资决策支持系统科学技术模拟、矿产资源开发5R循环经济可持续发展的科学技术模拟。“21世纪的矿业活动,应按全球统一性和区域特殊性,不同国家、地区对矿产资源勘查程度的不均衡性和矿业活动的自然属性,深化认识矿产资源调查评价的全球统一性和区域成矿的特殊性,才能在此基础上,完成地质找矿勘查目标。采用四项科学技术模拟实现代表性地区矿产勘查示范研究突破,将是今后矿业决策和开发的重要发展方向。
  汪贻水表示,由于成矿作用的复杂性及地表找矿资料的局限性,矿山找矿应充分利用开采坑道的地质资料,使更多的深边部找矿信息集成,勘查思路不断创新。“矿山深部找矿,应根据矿区成矿地质条件和成矿作用的主导因素,透彻剖析本区的成矿控制条件和边、深部找矿标志,建立本区的找矿模型,圈定找矿靶区,制定适用于本区的勘查方案,筛选有效的技术方法手段。在工程验证过程中,密切关注勘探施工效果与异常解译,特别要重视那些与预测相左的地质现象和新情况,及时调整找矿思路与勘查方案,不断深化和完善对矿床成矿规律的认识。”汪贻水说。
  中国地质学会矿山地质专业委员会副主任方啸虎表示,随着国民经济的高速发展,国家对钻探的要求发生了很大改变:固体矿产资源的急需、近海矿产资源钻探、干旱地区的空气泡沫钻探、海底“可燃冰”钻探、电力工程钻探、地热钻探、深孔—超深孔的科学研究钻探、月球遥控取岩心钻探、地灾防范钻探、极地厚层冰层的钻探等,都对钻探技术和工艺提出更高要求。“我们一定要树雄心,把钻探和钻探设备开发研制放在最前列。
  根据已有的找矿经验,李义邦提出,在矿区深边部及外围地质找矿要遵循“由已知到未知、由浅部到深部、由近到远、由点到面”的原则,运用地、物、化及钻探综合找矿手段,做到找矿勘探和地质科研相结合、成矿理论预测与工程验证相结合,科学合理地开展各项地质找矿工作。刘慎波则表示:“勘查工作要有耐心,根据新地质情况不断调整思路;要重视探边、扫盲工程,重视寻找小盲矿体。”
 
 

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