——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(jí)高工龐振山
來源:中國礦業(yè)報(bào) 作者:武海煒 發(fā)布時(shí)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(shì)下地質(zhì)工作的重大使命。在2016年召開的全國科技大會(huì)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(huì)資金加大對(duì)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(bào)》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(jí)高工龐振山。
各國礦山開采深度對(duì)比圖
《中國礦業(yè)報(bào)》：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(gè)相對(duì)的概念，沒有必要限定一個(gè)絕對(duì)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(bào)》：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(píng)價(jià)顯示：我國目前已探明的資源儲(chǔ)量與預(yù)測(cè)的資源儲(chǔ)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(huì)澤鉛鋅礦，在深部1500米發(fā)現(xiàn)的8號(hào)礦體，平均鉆孔6個(gè)，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(gè)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(gè)千噸級(jí)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(gè)，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(duì)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(huì)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(gè)，所以勘查深度相對(duì)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(gè)鉆孔的深度大于1500米。
《中國礦業(yè)報(bào)》：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(duì)已知礦體深部找礦就是找同類型礦體的延伸；對(duì)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(bào)》：目前，我們?cè)谏畈空业V實(shí)踐中遇到了哪些難點(diǎn)？
龐振山：目前看來，我們?cè)谏畈空业V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。化探手段通過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(duì)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(bào)》：您能簡要介紹一下我們對(duì)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(shí)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(cè)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(cè)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(shí)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(shí)，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(cè)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?cè)谘芯恐懈鶕?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(cè)地質(zhì)模型，這個(gè)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(gè)是脈狀礦體側(cè)伏判別法，我們總結(jié)我國586個(gè)礦床1026個(gè)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(gè)規(guī)律主要有3條：與成礦期的斷裂構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(duì)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(gè)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(cè)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(shí)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(gè)銅鋅礦，在檢查電法異常時(shí)，在該礦西北部發(fā)現(xiàn)一個(gè)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(gè)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?cè)诰S拉斯托南部施工的一個(gè)鉆孔，施工到420米處已見9層錫鉛鋅礦，這對(duì)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(gè)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(cè)，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(cè)，通過對(duì)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。