[[center]][[image1]][[/center]]赵鹏大院士在新疆可可托海矿区考察 如何促进我国固体矿产勘查向深部拓展,实现找矿重大突破?中国科学院院士赵鹏大提出:“深部找矿中要加强地壳深部结构的研究,进行成矿的定量预测研究。应重视以“求异”准则为指导的成矿定量预测,要重视深部找矿的经济‘回报率’和勘查项目的‘转化率’的重要性,尤其是在立项早期,应加强综合研究,以提高各阶段的成功率。”
“攻深找盲、探边摸底”等已成为现实的勘查战略,成矿预测日显重要
记者:请您谈一谈深部找矿与成矿预测的关系。
赵鹏大:当今矿产勘查面临“三难”局面,即“难识别、难发现和难利用”的矿越来越多,地表矿、浅部矿越来越少,尤其是大型、超大型矿更是鲜有发现于地表或浅部,在这种情况下,“攻深找盲、探边摸底”等勘查手段就成为现实的勘查战略。
近年来,在我国矿产勘查实践中不时提出研究“第二成矿空间”,开拓“第二找矿空间”等。第二成矿找矿空间,其实质是在地壳的垂直空间范围内成矿和找矿的潜力是很大的。在我国矿产勘查和开采的深度普遍偏低的情况下,开展深部找矿、开拓第二成矿找矿空间的现实性和重要性就更为突出。
深部找矿有几种类型,一种是在已知矿床或生产矿山深部找矿,这类找矿目标是寻找已知矿体的延伸部分,或寻找深部的未知矿体,目前开展的危机矿山接替资源的找矿工作大都属于此类。由于上部已知矿体可作为相似类比的参照物,这类深部找矿工作难度一般较小,找矿效率较高,但由于深部的成矿环境可能变化、可能出现与上部不同的矿化类型甚至不同的矿种,因此也必须重视“求异”准则的应用,发现可能的致矿地质异常。而且,实际找矿实践中,通常矿床勘查和预测深度大大超过矿床的已有开采的深度。
另一种类型是在无已知矿床的新区深部找矿,这类未出露地表的矿体可能是被后来的松散沉积物或沉积盖层所掩埋,可能是根本未曾被剥蚀出露地表的盲矿,还有可能是被掩埋的盲矿体。无论哪种情况,这类隐伏矿床的寻找难度更大,找矿效率更低,而找矿成本一般也更高。
在此情况下,深入地进行成矿规律分析,进行成矿预测就显得十分重要。
寻求成矿预测过程客观化、预测结果最优化、预测精度定量化是国际地质矿产界关注的热点
记者:成矿预测作为一种地质系统,与其他技术系统、经济系统存在重要区别,差别在哪里?具备什么特点?
赵鹏大:成矿预测的主要任务是要回答三个问题:在研究区是否有工业价值的矿床存在?如果存在,其规模大小如何?下一步最佳找矿方向的建议是什么?这三个问题可归结为:成矿远景预测、经济价值预测和找矿方向预测。这三个问题反映出成矿预测的不确定性。因此,成矿预测是在不确定条件下制定最优决策的工作。
成矿预测分析要考虑控制矿化的地层—构造—岩性及岩浆因素以及掩盖区的特征,包括松散沉积盖层、地台盖层、上部不含矿的构造层和地层的厚度、性质。如此分析有利于划分典型成矿区,制定考虑其深部地质结构的研究方法,分析也要考虑经济因素、地下资源潜力远景、技术装备及财政投资等不同条件的影响,考虑已有的勘查研究程度,进行因地制宜的勘查系统区划。
由于矿床类型的多样性、矿床成因的复杂性、控矿因素的隐蔽性和找矿信息的多解性,致使矿床成因和成矿规律的研究具有很大的难度,在此基础上的成矿预测结果具有不确定性并常常因人而异。这就需要在不漏失或最少漏失矿体前提下最大限度缩小需要进行详细工作的地区范围,达到成功和收益最大,损失和消耗最小。在这种需求的驱动下,人们开始寻求成矿预测过程客观化、预测结果最优化、预测精度定量化的各种数学方法和途径。
在研究矿床形成和分布规律、分析成矿控制因素、揭示各种找矿标志和信息的基础上,编制成矿规律图,进行不同比例尺的成矿预测,是实现科学找矿的重要途径和方法。
记者:请您谈一下国际上矿产定量预测与评价的情况。
赵鹏大:目前,矿产定量预测与评价是国际地质矿产界关注的重点、热点和难点。美国地质调查局在2006~2010年“矿产资源工程”的5年目标中明确指出,要确保未发现矿床潜力得到最新定量评价,矿产定量评价进一步改善的方向是“用新的、更精确的方法减少估算的不确定性”。
世界上第一批资源预测始于1921年,是美国地质调查局及美国石油地质协会对其本土石油储量的预测,1924年在伦敦能源会议上首次进行了全球石油资源的预测。在前苏联,古勃金院士在20世纪40年代,以美国产油区为参照物,用构造平均储量法预测了苏联各地区的石油资源量,同时也预测了一些盆地的煤资源量。
现代定量预测方法始于20世纪50年代。20世纪60、70年代及以后都有一些代表性的论文和专著推动矿产定量预测与评价的发展;进入90年代以后,非线性理论与方法在资源预测与评价中的应用使定量预测研究进入一个新领域,成矿预测成果得到进一步完善与改进。
成矿定量预测有三项理论基础:相似类比、求异和定量组合控矿,应重视以“求异”准则为指导的成矿定量预测
记者:成矿定量预测常用的预测方法是什么?
赵鹏大:矿产预测时有许多问题要考虑:地质成矿系统中大量的元素具有各自不同,而有时是相互对立的功能;不少元素在具有自身构造的同时又成为其他尺度水平的系统;系统中各元素存在不同程度的关联性,从完全相关到绝对独立;成矿系统不可能受研究者支配,只能观察它的某一静止状态,即在其最终阶段所具有的状态;许多系统可以划分为子系统,可以对其进行单独的分析,而且子系统之间的过渡可以是连续的,也可以是离散的;受相同地质过程的作用、相似地质系统的状态可以不同,这种作用对不同系统的作用强度不同时,从一个系统过渡到另一个系统的性质是渐变的。正因为成矿系统的多层次、多尺度、多元素、多类型以及多子系统等特性,进行定量分析研究是必不可少的。
有学者认为,当今最常用的预测方法是动力分析法,例如根据某个参数值的上升或下降序列将不同建造类型或成因类型的矿床加以系统化。成矿系统中各因素(元素)之间的关联性及其程度的多样性和常常出现的自组织性、自相似性和奇异性,使非线性理论和方法在成矿规律研究和成矿预测中的应用,在近年取得很大的发展。
除大量服从于一般规律的普通矿床外,任何成因类型的地质建造演化中都可能出现异常成分或异常个体,其异常性原因有时是隐性的,这就为预测超大型矿床带来困难。
我个人认为,成矿定量预测有三项理论基础:相似类比、求异和定量组合控矿。矿床本身就是某种有用元素或矿物形成的、具有经济价值的地质异常,因此,应再分析综合地质异常致矿的基础上,强调以“求异”准则为指导的成矿定量预测的重要性。另外,“三联式”资源定量预测与评价的数字找矿理论与方法都是成矿定量预测的基础。
应重视深部找矿的“回报率”和“转化率”,尤其是在立项早期,应加强综合研究,以提高各阶段的成功率
记者:深部找矿的研究过程中,从项目立项到实施要注意的问题是什么?
赵鹏大:由于深部找矿难度大、成本高、效率低,所以应当重视深部找矿的“回报率”和“转化率”。
提高“回报率”,就应以重要工业类型、大型、超大型矿床为主要找矿对象。因为一旦发现深部的大型、超大型矿床, 其经济效益、资源效益是十分可观的。
举例来说,金矿的工业类型主要包括含金砾岩型,近地表火山构造岩中的金银、金碲矿床类型,陆源碳酸盐建造岩石中层状和斜切碧玉岩型矿床类型,砂页岩建造碳质岩型四种类型。其中,含金砾岩产金就是一种重要的工业类型。上世纪前期和中期,世界的金主要产于含金砾岩型矿床及砂矿。而当今,含金斑岩铜矿的伴生金产量已达含金砾岩水平,因此也是值得重视的重要工业类型。
矿产勘查过程可以分为5期:地段申请的项目产生期、钻探验证期、资源圈定期、前可行性论证期及可行性论证期。一般情况下,从1期向2期的转化率很低。有人针对澳大利亚的西部矿业作过研究,从1期向2期的转化率为6∶1,成本也高,每个项目平均7万澳元,但一旦钻探成功,随后几期的转化率情况就很好。
由此可见,在项目形成期如果选择了过多的项目,而鲜有形成有效的钻探靶区,就会直接影响到发现率,增加了找矿成本,从而影响经济效益。因此,在深部找矿的整个过程,尤其是在立项早期应加强综合研究,以提高各阶段的“转化率”或“成功率”。
深部找矿是一个需要反复认识的过程,需要更强的科学与坚持精神
记者:要取得深部找矿的成功,我们更需要做什么?
赵鹏大:发现深部矿床难度很大,而证实深部矿床的真实价值难度更大。应该指出的是,深部找矿是一个需要反复认识的过程。
澳大利亚奥林匹克坝巨型矿床的发现可谓一部艰巨史,费时20年,耗资3000万澳元以上,使用了
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