(河南省有色金屬地質礦產局)
隨著社會經濟的快速發展,我國進入小康社會並向發達國家邁進,全球對資源的需求強度急劇增加,提高國家資源安全水平,確保國民經濟科學、穩定、可持續發展成為當務之急。但隨著地質工作的深入和工作水平的不斷提高,地表露頭越來越少,找礦有利區越來越小。隨著礦業效益的不斷提高,找礦的外部環境和不利制約因素越來越多,找礦的綜合難度越來越大。礦產勘查在迅速向深部和隱伏區擴展的同時,面臨著諸多政策矛盾,深部找礦或地質找礦取得重大成果的難度加大。因此,科學規劃、合理部署、綜合勘查、盲目勘查地質找礦工作,已成為實現地質找礦重大突破的重大任務。實現地質找礦重大突破,科學規劃地質工作是前提,合理部署工作是基礎,綜合勘探是條件,深部勘探是方向,實現地質找礦重大突破是根本目的。
1.科學規劃是實現地質找礦重大突破的前提。
科學的規劃是壹切工作取得預期效果的基本前提。地質找礦要取得重大突破,就要對這項工作進行詳細的規劃,更要加強對這項工作的超前規劃。因此,有必要結合我省的成礦地質環境條件。壹是要明確從哪裏進行深部地質勘探,實現地質找礦的重大突破;其次,要明確找什麽礦;第三,要明確怎麽找;第四,需要預測可能的礦床規模或資源量;五是要估算其潛在經濟價值、投入成本和投入產出比;第六,應界定具體的保障措施。因此,需要在全省範圍內集中壹批地質及相關學科的優秀專家,對全省地質資料進行全面綜合的研究分析,以完成規劃的全部工作內容。
第二,合理的工作部署是實現地質找礦重大突破的基礎。
重大地質找礦突破工作計劃完成後,工作安排是否科學、經濟、有效、適用,是實現重大地質找礦突破的基礎。因此,首先要堅持以地質工作和地質理論的研究成果為基礎,積極進行資料收集和二次開發,不斷借鑒前人的工作成果和經驗教訓,在求同中深化找礦工作,在求異中開拓深部地質找礦工作的新思路;要重視地質工作野外資料的收集、分析和研究,以地質科研工作的成果為部署其他地質工作打好基礎。其次,應進壹步把物化探作為深部找礦的有力手段。先進的物化探方法是確定深部含礦性和礦體定位的關鍵因素。依靠高精度、高分辨率的深部地球物理技術和各種深穿透地球化學技術,不斷滿足深部找礦勘查的需要。在充分發揮傳統物化探方法的基礎上,不斷開展瞬變電磁測量、金屬礦地震、可控大地電磁法、多頻激電法、高密度電法、井下和鉆孔物探、(微)重力勘探等方法的試驗和完善,運用有效的方法組合,獲取深部地質體的各種有用信息。通過對各種信息的對比篩選、濾波去噪,提取有用的礦化信息,進而確定深部目標體的空間位置、形態和礦化強度。要註重地質與物化探成果的有機結合,用地質成果指導物化探工作部署,合理解釋成果。同時,在科學的前提下,對物化探資料的解釋要勇於創新、勇於突破、勇於堅持,為地質查證提出新的意見。第三,要敢於對物化探和地質預測成果進行有效的工程驗證,客觀地面對各種驗證失敗的風險,允許我們在驗證中不斷修正認識上的不足和差距,逐步完善和接近客觀地質體,最終達到對目標體更全面、更真實的認識和控制。
三、綜合勘查是實現地質找礦重大突破的必要條件。
所謂綜合勘查,就是以成礦地質環境為前提,以壹個(相對)完整或閉合的成礦地質構造為邊界,以礦(集區)場為勘查單元,進行統壹部署、綜合勘查、綜合評價。因此,勘查(礦化)區的整合與確定將成為綜合勘查的基礎和實現地質找礦重大突破的必要條件。因此,首先要在全省範圍內開展深入的成礦預測,優選有利成礦帶和有利找礦礦種;其次,要對優化區進行充分調查和綜合分析,劃定工作區邊界,了解礦權設置和現狀,確定其整合勘探的方向和可能性;再次,要進壹步理順礦業權與多方利益的關系,充分調動各方積極性;四是統壹安排各類綜合勘探工作,在深入綜合分析區內所有相關地質資料的基礎上,開展有針對性的地質勘探工作;五是要把壹體化勘探與深部找礦、深部找盲、臨界礦勘探和省兩電工程部署結合起來;將綜合勘探與礦山勘探生產和資源整合相結合;將綜合勘探與礦業權管理和礦業結構調整相結合。從而為綜合勘探創造良好的基礎和前提條件。
第四,鉆深找盲是實現地質找礦重大突破的必然方向。
鉆深尋盲就是在已知礦體的深部或覆蓋區尋找完全隱伏的礦體。根據國土資源部關於推進深部找礦的指導意見,到2020年,我國深部找礦工作將發現壹批具有宏觀影響的深部礦床,現有礦山可持續資源儲量顯著增加;評價主成礦帶500 ~ 2000米深度的資源潛力,將重要固體礦產工業的礦體勘探推進到1500米;創新具有中國特色的深部成礦與找礦理論,建立和完善中國深部成礦技術和方法體系;建立促進深部找礦的勘查開采技術和經濟政策體系。目前,我省深部找礦工作部署中,煤炭勘探深度已達到1500 m左右,鋁土礦勘探深度將深化到700m左右,其他固體礦產勘探深度將逐步推進到1500m左右。
隨著我國和我省工業化進程的推進和加快,在快速發展的經濟形勢下,對礦產資源的需求不斷增加,銅、鐵等大宗資源和重要稀缺資源的保障程度進壹步降低。提高資源保障程度,需要地質找礦取得突破性的地質成果,迫切需要地質勘查的有力支撐。60年來,隨著地質勘查水平的提高和大量露天礦的發現與評價,深部找礦成為解決資源瓶頸的重要途徑,深部找礦成為地質勘查發展和突破性成果的必然選擇。
我省深部找礦的必要性和可行性。
(壹)加強我省深部找礦的必要性
我省是礦業大省,礦業及相關加工業在國民經濟中占有很大比重。煤炭、石油、鋁土礦、黃金、鉬、鐵礦石等優勢礦種產值占河南省礦業總產值的94%。然而,除了鉬以外,這些礦產的資源形勢並不樂觀。煤炭儲量全國第九,但產量長期保持全國第二,儲采比小於全國平均水平1/4;黃金儲量居全國第七,產量連續十多年保持全國第二。石油儲量全國第十,產量全國第五。高強度開發造成的大量礦山後備資源短缺,將直接影響經濟又好又快發展。我省堅持省內外資源綜合利用的方針,雖然可以在短時間內緩解省內資源短缺,但要從根本上解決省內資源的這種狀況,必須立足省內,進行深部找礦勘探。因此,在全省開展深部找礦勘探是十分必要的,關系到全省的經濟發展和人民生活水平的提高。
(2)加強我省深部找礦的可行性。
1.世界和中國深部找礦發展趨勢
在世界地質研究領域,大規模成礦和大規模礦集區預測是礦產資源研究的重大科學前沿。開展具有中國特色的大規模成礦和大規模礦集預測研究,建立中國大陸成礦理論體系和大陸動力學成礦模式,弄清成礦信息從深部到地表的傳遞機制,發展經濟有效的找礦戰略方法,不僅是瞄準國際前沿的重要科學問題,也是中國成礦預測特別是深部和隱伏礦預測的基礎。
近20年來,探索新的成礦理論,發展新的技術和方法壹直是地質學家追求的目標。目前,總的來說,該領域有四大發展趨勢:
首先,用板塊構造理論解釋大陸成礦很難,大陸動力學與成礦關系的研究成為熱點。
20世紀70年代以來,壹些學者根據板塊構造與成礦的關系,提出了壹系列新的成礦模式和理論,推動了找礦和遠景預測的發展。然而,板塊構造理論在解釋大陸成礦過程中遇到了壹系列重大問題和挑戰,為解釋古大陸板塊演化過程中的成礦作用提供了宏觀理論框架,但對於板塊碰撞後演化階段的成礦作用、主板塊運動與中尺度成礦作用的關系等關鍵大陸成礦問題尚無現成答案。在此背景下,大陸動力學與成礦關系的研究已成為地球科學研究的前沿。
其次,超大型礦床研究持續升溫,大型礦集區成為成礦勘查新目標。
由於超大型礦床潛在的巨大經濟效益,自20世紀80年代末以來,超大型礦床研究已成為國際地質學家關註的重大科學領域。目前,對超大型礦床的研究有兩大趨勢。壹方面將超大型礦床的研究納入全球背景,從理性的高度探索制約超大型礦床形成的重大基礎問題,探索在未知領域形成超大型礦床的可能性。另壹方面,除少數具有獨特特征的超大型礦床外,大多數大型和超大型礦床都是大型礦集區礦床組合中的壹員。因此,地質學家們正在把重點放在過去長期被忽視的大型成礦單元的研究上,並開始思考壹些問題,如:成礦區的超大型礦山、大型礦山和中小型礦山是否有統壹的形成機制?為什麽成礦在時空分布上表現出明顯的非均質性,大規模成礦或大規模爆炸成礦的環境和過程是怎樣的,等等。
第三,成礦模式研究呈現出從定性到定量、從礦床個體模式到區域時空四維模式的演變趨勢。
成礦模式的研究由來已久,但仍是成礦學中最重要的科學問題之壹。目前,成礦模型的研究並不局限於典型礦床的精細刻畫,而是朝著區域化、多參數量化的方向發展。在區域構造演化和礦床成礦系列研究的基礎上,建立分帶和礦集區尺度的成礦模式已成為新的研究熱點。基於地質、地球化學、地球物理和遙感地質的多元信息,建立不同尺度的找礦模型也受到廣泛關註。
第四,找礦研究取得顯著進展,新思想、新技術、新方法不斷湧現。
2.國外深部找礦的實例提供了很好的借鑒經驗。
據不完全統計,世界上已有80多個深部礦產勘查實踐,金礦床平均礦化深度為1000m·m,在國外已有礦床區(帶)深部不斷發現和發現壹系列大型、超大型礦床和大中型金屬礦產資源。比如:
目前,世界上開采最深的礦床是南非的Psilander金礦。其勘探和開采深度已達到4800米,並將很快達到5000米..巴布頓金礦開采深度為3800米
加拿大薩德伯裏的薩德伯裏雜巖周圍有30多個銅鎳礦床,其中包括許多大中型礦床,已開采到2000m m,目前最深的礦體在Viector,已達2430m,Falconbridge和Inco最深的金屬礦已鉆至3050m。
2004年,在McCreedy和Levackfootwall礦區1180m深處發現了超富礦床。
國內外地質學家、地球化學家、地球物理學家和礦床學家從不同方面研究了區域成礦特征,形成了系統的理論和方法來指導深部找礦。深部地球物理勘探技術、地球化學深穿透技術和深部鉆探技術也為深部找礦提供了有效手段。
目前,我省礦產資源勘查面臨的挑戰是:在已知的工作程度較高的成礦區帶中,尋找隱伏的大型和巨型礦山,發現新的礦產地。
我省礦產資源勘探程度高,但以往地質勘探主要部署在基巖裸露的山區,勘探深度300 ~ 500 m,且多為露頭。深部是否有找礦潛力壹直是研究的熱點。近年來,我省小秦嶺、熊耳山、伏牛山地區資源危機金屬礦山深部找礦取得重要進展。兩價工程在煤炭、鋁土礦深部找礦中也取得了豐碩成果。深部找礦表明,我省在尋找深部礦和隱伏礦方面仍有很大的找礦潛力。因此,在我省開展深部找礦勘探是完全可行的。
六、我省深部找礦的規劃和部署。
根據我省礦產資源狀況,在充分地質研究的基礎上,對我省深部找礦勘查提出以下部署原則、重點勘查礦種和重點勘查區。
(1)部署原則。深部找礦應堅持統籌規劃、突出重點、分步實施的原則。在具體部署中,要充分考慮成礦單元、礦區、主要控礦地質要素和異常的完整性,遵循礦產資源賦存的地質規律,科學合理地設置勘查項目。
(2)重點勘查礦種和重點工作區域。深部找礦包括已查明的礦產區(包括生產或閉坑礦山)的深部和外圍找礦、隱伏礦找礦和隱伏礦找礦。重點勘查在全省經濟發展中具有重要地位、國民經濟發展急需、後備資源不足、資源潛力大的礦種。已發現的礦床主體是生產礦井深部找礦,主要集中在小秦嶺、熊耳山、欒川、桐柏地區。礦床類型為熱液金、銀、鉛、鋅、鉬,深部找礦方向主要是已查明礦體的垂直延伸。盲礦體主要集中在隱伏礦和隱伏礦,隱伏礦主要為未暴露的熱液或沈積礦物,主要分布在基巖裸露區,被上部基巖覆蓋;埋藏礦產主要為新生代盆地地層所覆蓋,我省主要為豫東、豫北、豫南新生代下的煤炭、鐵礦、鋁土礦。
(3)重點勘探領域。根據我省主要成礦區帶的分布規律,考慮到礦業發展現狀等因素,深部找礦工作主要部署在以下區域:
煤礦區深部、外圍和近外圍煤炭(煤層氣)勘查區;
新生代埋藏區煤(煤層氣)、鐵礦和鋁土礦勘探區;
小秦嶺深部金鉬多金屬礦勘查區:
熊耳山-外房山深部金鉬多金屬礦勘查區:重點勘查沙溝-蒿坪溝-鐵爐坪-範莊銀鉛鋅成礦集中區、小池溝-鹿源溝-青崗坪金成礦集中區、嵩縣西北部爆炸角礫巖-斑巖-蝕變巖型金鉬成礦集中區、嵩縣東北部鉀長石應時脈型鉬成礦集中區、汝陽-嵩縣-欒川地區斑巖型。
桐柏地區深部金銀多金屬礦勘查區:主要集中在桐柏銀礦和大河銅礦深部及外圍。
安林地區深部鐵礦勘查區;
大別山區深部鉬多金屬礦勘查區;
舞鋼-新蔡新生代隱伏區深部鐵礦勘查區;
陜西-博華-新鋁土礦區深部及外圍鋁土礦勘查區:主要包括王谷洞-範家山-誌堅-白浪中深部勘查區、草窯-玉山鋁(粘土)勘查區、張堯源-夏夜鋁(粘土)勘查區等。
譚如堡鋁土礦區深部及外圍鋁土礦勘查區:主要包括平頂山市石龍區中深部找礦區、汝州市吉遼深部找礦區、禹州市房山中深部找礦區、禹州市神後-紅場中深部找礦區等。
鄭州鋁土礦區深部及外圍鋁土礦勘查區:鞏義市鐘靈-朱嶺溝深部勘查區、鞏義市茶店深部勘查區、鞏義市水頭深部勘查區等。
大中型危機礦山深部、外圍和近外圍勘查區。
七、我省加強深部找礦部署應註意的問題。
(1)壹些大宗支柱礦產,如石油、富鐵、鉻、錳、銅、鉀鹽等,必須充分利用國外資源;鼓勵我省地質勘查單位走出去,利用國外資源。
(2)我省優勢礦種如鉬和部分非金屬礦,要根據國際需求進行勘探,有計劃地開采冶煉,提高定價話語權,避免優勢礦種低價議價銷售,導致價格越低,企業越采越虧。鉬礦等優勢礦種應合理勘探開發。
(3)加強危機礦山接續資源的勘探。
危機礦井是指服務年限低於警戒線的礦井。換句話說,這些企業目前或未來都難以維持正常的生產經營。“饑餓”源於礦山儲量不足。壹座礦山的繁榮,往往影響著壹座城市的興衰。由於礦山不景氣,當地經濟也不景氣。礦山經濟逐年衰退,下崗待崗隊伍日益壯大,社會穩定問題日益突出。事實上,隨著中國經濟的持續快速增長,中國45種主要礦產中有壹半以上的消耗速度超過了增長速度。專家預測,2010左右,我國大中型礦山將進入關閉高峰期。
其實危機礦還是有很大潛力可以挖掘的。礦山儲量不足並不意味著礦山資源枯竭。專家認為,礦山資源短缺往往是因為地質勘探不足。目前,我國平均勘探深度不到500米,500米海拔以下的地區大部分屬於勘探工作的空白區。
“深層和外圍是突破點”,壹般來說,淺層資源有危機,深層資源有潛力;礦區存在資源危機,外圍有潛力。解決危機礦山的關鍵在於加大資源接替勘查的有效投入,適當擴大有資源潛力的礦區,積極探索新的找礦領域和尋找新的接替資源,用有資源潛力的空間換取礦山結構的改造再生和生存空間的轉移。
與新建礦山相比,危機礦山的找礦壹旦取得突破,見效更快,效益更好,礦山服務年限更有效延長。
“危機礦山還可以通過替代資源勘探,節省大量國家投資成本。”據有關專家測算,新礦從勘探到開發大約需要10年,投資成本巨大。同樣,壹個老礦井的關閉也涉及到復雜的社會問題:比如不僅是礦工的再就業,還有大量專用機械閑置造成的浪費。這些問題會對地方財政收入和社會穩定產生負面影響。根據2004年全國18個礦種和565個大中型礦山的資源潛力調查,其中192個有潛力可挖。因此,危機礦山接手資源勘查是壹個現實而正確的戰略選擇。
深入挖掘危機礦山的潛力,不僅體現了可持續發展的要求,而且具有創新意義。中國地質科學院地質力學研究所研究員呂谷賢認為,目前,我國礦山的實際情況還沒有得到全面的整合和客觀的評價。找礦項目的實施具有“扔石頭找路”的探索意義。此外,探礦工程實現了礦山企業“探采壹體化”的嘗試,促進了科技和管理的進步。
八、強化深部找礦的關鍵技術方法。
(1)地質方面
除了常規的地質工作方法外,還應在新的成礦理論和新的成礦模式指導下,重新認識已有礦山的勘查成果,重視和加強資料的二次開發。
(1)通過對我省幾個大型斑巖鉬礦床(南泥湖、東溝、唐家坪、魚池嶺等)的勘查,),可以發現壹些地質規律需要重新認識。如果以前以為螢石和鉬礦分別是低溫和高溫,那就不是* * * *,但實際上在我省很多鉬礦都可以看到,尤其是魚池嶺礦,本來就是壹個螢石礦。在南召地區的許多螢石中也發現了鉬礦化。這些地方有大型鉬礦嗎?
(2)傳統的斑巖礦床都認為礦石浸染在斑巖體中,整個斑巖體都是礦化的。但實際上,我省發現的斑巖型鉬礦床大多對成礦圍巖無選擇性,構造控制成礦,礦石以細脈形式分布在圍巖或斑巖中。這些認識將有助於今後勘探工作的突破。
(3)應用成礦系列概念,研究、應用和深入探索成礦地質規律,重視礦集區和缺失區的找礦工作。
(4)關註勘探開發過程中獲得的新知識,包括近年來危機礦山勘探中獲得的新知識。比如:
矽卡巖型鐵銅礦床可與巖體接觸帶形成多臺階礦體,向下延伸較大(如大冶鐵礦等。);
應時脈型鎢礦脈可延伸1km(如盤古山鎢礦);
應時脈型金礦和破碎帶蝕變巖型金礦也可延深1000米以上(如臺商金礦和金慶祥金礦)。
超大型斑巖(金、銅)礦,如果圍巖中有灰巖,壹般有矽卡巖銅礦,周圍有鉛、鋅、銀(金)礦床(如美國玉龍、曲龍、賓漢姆);
綠巖帶中的銅、金礦床壹般比延伸帶(紅透山銅礦等)要深。);
隆起變質核雜巖周圍的層間滑動帶壹般容易成礦。
(2)地球物理勘探技術
在深部找礦工作中,在充分地質研究的基礎上,實用的物探技術是取得深部找礦工作成果的重要關鍵技術之壹。常用的成熟物探技術主要有:
(1)高精度磁測。①大型直升機航磁調查。②地面高精度磁測及其三維定量反演技術。
(2)電(磁)法。CSAMT深度可達1000 ~ 3000米。②瞬變電磁法的探測深度可達1000m左右。③電阻率和激電工作,探測深度可達100 ~ 300米。④大地電磁測深(EH-4)深度可達1000 ~ 3000米。⑤負電阻率法的探測深度可達700~800米..⑥測井、三分量磁測井、電測井,探測範圍可達2 ~ 10m。⑦有色貴金屬礦區特殊地震方法,探測深度可達300 ~ 1000m。
(3)煤田地球物理勘探。地震探測深度可達800 ~ 2000米,電測深深度可達300 ~ 1000米。
(4)新方法測試。金屬礦地震、地下井(井)瞬變電磁法、鉆孔磁測δT、鉆孔三分量磁測與地面磁測聯合反演、鉆孔激電解釋軟件開發。
(3)地球化學勘查技術
重視重要成礦帶區域地球化學數據的開發利用,1 ∶ 5萬地球化學方法技術研究,覆蓋區深穿透地球化學方法技術完善和標準建立。移動式淺鉆化探方法技術研究。
(4)勘探技術
500 ~ 1000米常規鉆井技術。
1000 ~ 1500米主要鉆井技術。
目前,坑內鉆探的最大設計深度為700 ~ 800 m,特別是在未來的危機礦山和深部探礦中,坑內鉆探將是壹種常用的鉆探方法。
九、強化深部找礦的政策保障。
(壹)規範和加強礦業權管理
要充分利用礦業權核查成果,合理規劃設置礦業權,充分考慮現有礦山與深部勘查的利益關系,為礦業權整合和整合勘查提供必要的勘查前提條件。
由於近年來礦業發展迅速,我省礦業權眾多,重要成礦帶和大型礦山大多擁有周邊和深部的探礦權或采礦權。這些礦業權給我省開展帶內深部找礦帶來了壹定的困難,處理好這些關系將是深部找礦取得突破的關鍵。沒有礦業權的支撐,深部找礦將是壹句空話。因此,政府應加強礦業權管理,制定合理、科學的礦業權設置方案。應該註意的問題是:
(1)開展礦業權核查,摸清我省礦業權家庭背景及分布狀況。
(2)結合我省深部找礦規劃,科學合理設置礦業權。對深部找礦規劃區內的礦業權進行整合,面積小、開采規模小的礦山在規定期限內進行整合或到期後註銷。
(3)禁止在大礦深部設置探礦權。
(2)盡快制定和完善相應的深部找礦激勵政策。
(1)本著政府組織、政策引導、多方合作、自願所有、勘探單位實施。采取采礦權人優先處置成果的原則,組織實施深部探礦和勘探。
(2)鼓勵業主投資大規模地質勘探。深部找礦規劃區的部分探礦權政府可以考慮返還探礦權價款,收回探礦權,並考慮在探礦權有勘查成果時,給予原采礦權人部分收益(或股權)。
(3)可以考慮由政府投資,權利人放棄權利,勘探單位出資* * *組建股份公司進行深部勘探,運作完全市場化。