国外矿产深部找矿勘探的现状与趋势
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国外矿产深部找矿勘探的现状与趋势
作者:未知    地质科普来源:中国矿产资源网    点击数:1717    更新时间:2015-04-17

    从勘查投资、新发现矿床等角度统计分析了全球深部矿产勘查的现状与趋势,指出近年来世界矿产勘查和开采态势表现为探采深度不断加大。已知矿区的深部找矿工作和未知矿区的隐伏矿寻找被广泛关注,成矿理论对深部找矿工作的指导作用日益突出,矿产勘查新技术在深部找矿工作中起着关键的作用,现代电子和计算机信息技术的飞速发展对矿产勘查的影响意义深远。加强深部成矿作用与成矿预测理论研究、加强深部找矿勘查技术方法的自主创新、加强国家地质教育与人才培养和寻求政府的政策支持是我国深部找矿工作的应对策略。
    1 引言

    温家宝总理在中国地质工作50周年纪念大会上指出,“要在市场需求和有资源潜力的老矿山周边或深部,努力探寻新的接替资源”。2006年1月28日,新华社播发了《国务院关于加强地质工作的决定》,提出以国内急缺的重要矿产资源为主攻矿种,兼顾部分优势矿产资源,按照东部攻深找盲、中部发挥特色、西部重点突破、境外优先周边的方针,实施矿产资源保障工程。

    目前,我国矿产资源接替基地面临的主要找矿难题是:老矿山深部和各类隐伏区的探矿难度大,急需先进、高效的理论和技术方法指导深部找矿。我国大部分金属矿山位于地形条件相对较好的地区,探查和开采深度均停留在500米以上范围。而500米深度以下,不仅地质构造环境复杂,加大了找矿的难度,而且原有的探测仪器分辨率不高等诸多技术问题,更是严重影响了对深部资源的勘查开发。最新的成矿理论研究和深部定位预测验证结果均表明,地下500~1500米深度见矿范例众多,表明我国大陆深部蕴藏着潜力巨大的矿产资源。如何准确、有效地开展深部定位预测,已成为迫在眉睫的重大研究任务。

    为此,我们有针对性地对世界矿产勘查现状进行了调查和研究,尤其是深部找矿方面。以期从中获得一些启迪,为求突破已有找矿,勘探和开发的理念和框架,为我国深部找矿工作开拓思路。

    2 世界矿产资源勘查态势

    1.1 世界矿产勘查的投资形势

    据加拿大金属经济集团(MEG)2007年的报告,全球非燃料固体矿产(世界非燃料固体矿产勘查投资:指非政府投资的商业性勘查费用,一般不包括铝和铁)勘查投资在20世纪90年代早期稳步增长,于1997年达到最高点的52亿美元。随后,勘查投资下降,2002年达到12年来的最低点19亿美元,总体下降了63%。2002年以来,全球勘查投资重新进入一个上升期,2006年达到了75亿美元,创造了世界非燃料固体矿产勘查投资勘查投资有史以来的最高记录。这是自上一个投资周期谷底的2002年之后连续四年持续增长的结果,比2005年增长了47%,比2002年增长了三倍。

    从勘探投资分区的地区来看,近十年来,拉丁美洲非燃料固体矿产投资一直居世界第一位,2006年其非铁勘探投资已接近全球勘探投资总额的1/4。从勘探投资分区的国家来看,近5年来,加拿大勘探投资额稳居全球第二,2006年,其投资额接近全球的1/5,总支出达到17亿加元,比2005年的13亿加元增加了32%。紧随其后的是非洲和澳大利亚,投资占全球比例分别为16%和11%。近年来,中国的矿产勘查市场已逐渐成为世界矿产勘查市场的重要组成部分,2006年我国非油气地质勘查全年勘查投入108亿元,同比增长63%,首次跻身前十大勘探投资国之列。

    从勘探投资矿种来看,2003年以来,全球各种非燃料固体矿产勘探投资额都处于上升趋势,2006年勘探投资额度从大到小依次为黄金、基础金属(铜、镍、锌等)、钻石、铂族金属。纵向对比表明,近年来黄金、钻石、铂族金属等投资比例有所下降,铜、铅、锌等基础金属以及钼、钴等工业矿物原料勘探投资比例呈上升趋势。

    从勘查阶段的投资分布情况看,据MEG的统计表明,后期勘查阶段的投资在当前新一轮的矿产勘查热潮中已经变得越来越重要。在过去两年里,后期勘查投资的平均增长已经远远超过了草根勘查阶段。而从1997年到2004年,草根勘查阶段的投资所占比例的平均值超过50%,始终高于后期勘查投资的所占比例。

    与此相适应,世界主要矿产的资源量都呈现出上升趋势。据有关资料显示,90年代以来,世界固体矿产勘查主要在拉美、北美、西南太平洋岛弧、非洲、俄罗斯等地发现大型、超大型矿床超过70个,在原有基础上大大扩大储量的矿床不下17个,发现新的重要成矿区带3个,新增加金储量24000吨,铜金属储量4400万吨,锌金属储量3500万吨等。统计分析二十世纪90年代新发现的这些矿床,表现出以下一些特点:

    ① 新发现较大矿床的类型主要有:斑岩型铜(钼、金)矿、火山岩型金矿、卡林型金矿、喷气-喷流沉积型块状硫化物矿、密西西比河谷     型铅锌矿、岩浆型铜镍矿、红土型镍矿、绿岩带型金矿、金伯利岩型金刚石矿、砂页型铜矿等。

    ② 识别出若干成矿新区,如加拿大沃伊塞湾铜镍矿区,加拿大西北柳湖金刚石矿区和印度尼西亚松巴哇岛斑岩铜金矿区等。

    ③ 多数新发现的金属矿床都产在已知的成矿区带内,有的甚至就在已知矿床的深部和旁侧。

    从以上分析我们也可以推断,今后世界固体矿产资源勘查将注意以下几个方面:一是那些类型易于成大矿,应为今后找矿注意的重点;二是新区的发现说明全球仍有许多认识的矿化集中区;三是已知矿矿区带内储量的增加说明已知成矿区带仍有较大的找矿潜力。

    2.2 世界矿产勘查和开采的深度在不断加大

    在国外的找矿、勘探与开发中,其勘探和开采深度可以是很深的,据不完全统计,国外金属矿资源(大型)开采超过1000米的约有80多座。如:目前世界具开采最深的矿床是南非的Western Deep Level 金矿,现已开采到4800米;加拿大肖德贝里(Sudbury)铜镍矿床,现已开采到2000米,目前探测最深的矿体位于地下2430米;加拿大诺兰达(Noranda)矿田的米伦贝齐、科伯特、安西尔等矿床,主矿体深度均在700-1280米;澳大利亚奥林匹克坝铜-金-铀矿床,在深1000米处发现了隐伏的几乎直立的铜金铀矿体。

    2.3 已知矿区的深部找矿工作和未知矿区的隐伏矿寻找得到广泛关注

90年代世界固体矿产勘查在80年代工作基础上,在新思想、新概念、新技术、新方法指导下,通过找矿人员的艰苦努力和协作精神,相继发现了70余个具有重要工业意义的大型、超大型矿床,主要分布在拉美、北美、西南太平洋岛弧、非洲、俄罗斯等地,在原有基础上大大扩大储量的矿床约占25%。

    美国卡林金矿带找矿成果卓著。该矿带自1987年执行深钻计划以来,先后在矿区深部发现一系列高品位大型金矿床,1987年首先在矿区深部(550米)粉砂质灰岩中发现高品位、大吨位的波斯特一贝茨硫化物金矿床,金储量达311吨’、品位12克/吨,之后,1989年又在398米深部发现了米克尔矿床,含金至少l40吨,品位21.6克/吨,进入90年代先在浅部科特兹金矿近侧深部发现了派普荆恩矿床,金储量为ll5吨,品位7.2克/吨,随后又在派普莱恩矿床南侧l50米发现了南派普莱恩矿床,储量136吨,品位1.6克/吨。近年来,又在深度450米以下发现了“高沙漠"金矿和“绿松石岭”金矿,“高沙漠"金矿储量至少60吨,品位为10.3-20.6克/吨,“绿松石岭”金矿储量为155吨,品位为12克/吨。目前,据认为卡林金矿带深部仍有巨大的找矿潜力。

    3 国外深部找矿成功案例

    3.1 南非兰德金铀矿

    南非维特瓦特斯兰德盆地是世界上最重要的金矿产地,约一百年来,其黄金产量居世界各种类型金矿之首。兰德盆地位于南非共和国约翰内斯堡以南至韦科姆(Welkom)之间,呈北东向狭长展布,盆地面积约25000km2。沿盆地北、西、南三面分布有7个金矿田:即艾怀恩德(Evander)、东部兰德(East Rand)、中部兰德(Central Rand)、西部兰德(West Rand)、卡勒顿维累(Carlrtonville)、克勒克多普(Klerkdorp)、韦尔科姆金矿田等,总计有100多个金矿床。其中已生产出黄金90吨以上的10个最大的金矿床分别是:West Driefountain (属卡勒顿维累金矿田)、Crown Mine (中部兰德金矿田)、ERPM(中部兰德金矿田)、Vaal Reefs (克勒克多普金矿田)、Eastern Holdings (韦尔科姆金矿田)、Western Deep Levels (卡勒顿维累金矿田)、Blybooruitzicht (卡勒顿维累金矿田)、Free State Geduld (韦尔科姆金矿田)和Government GM Areas (东部兰德)。

    南非非常重视找矿新方法的应用和研究,找矿工作中强调效率,注意根据不同的地质特点,研究和运用不同的方法,达到找矿的目的,如:根据东兰德金矿田在含金砾岩层下部一定距离有一层磁性页岩的特点,首先通过磁法确定隐伏和半隐伏的磁性页岩层,然后通过钻探控制金矿床,达到找矿目的。目前,开采最深的矿床是卡勒顿维累(Carlrtonville)金矿田的Western Deep Level 金矿,现已开采到4800米。

    3.2 加拿大萨德伯里

    萨德伯里矿区们于加拿大地盾南部,矿区主构造为一向斜盆地,长轴延伸60km,短轴约27km,为世界著名的与铁镁质岩有关的铜镍矿区。萨德伯里矿区包括40余个矿床,其中大型矿床10余个,据估算萨德伯里镍金属资源量可达1000万吨以上,是目前世界上最大的铜镍矿产地。

    萨德伯里矿区的勘查工作开始于十九世纪中叶,最初先是利用基础地质工作方法发现了镍山、小斯托比两座矿山;到了20世纪40-50年代,又运用地面磁法加钻探方法,发现了林兹里1号和埋深1280米的林兹里2号矿带;20世纪80年代,矿区大力提倡并实施井中瞬变电磁测量,发现了维克多主矿体(储量680万吨)和深部埋深2400米的底板矿带(储量420万吨);1991年,在东麦克瑞迪,同样运用井中物探加深钻的方法发现了埋深1000-1500米的底板矿,储量增加680万吨。

    萨德波里矿区的深部找矿关键问题的解决途径主要表现在以下3个方面:

    1、利用控矿因素指导找矿,由点到面开展工作。萨德伯里的矿床主要与萨德伯里火成岩(SIC)有关,矿床普查工作实际上都是沿着萨德伯里构造边缘的SIC铺开,勘查工作的具体布署往往是以已知矿床、矿点为中心,向其外围和深部扩展开来,此方法迄今仍不断有新的重要发现。

    2、运用高分辨率反向地震与重力测量的组合,探明萨德伯里盆地的深部构造。1990-1992年,作为Lithoprobe计划的一部分,沿萨德伯里地区的4条剖面采集了100多公里的常规可控源数据和40公里高频地震数据,分析图像清晰地表明盆地深部构造的不对称性,还提供了关于本区深部岩性界面及岩性单元厚度等重要信息,为找矿工作的开展提供了参考。

    3、运用深部钻探和井中瞬变电磁法的组合,圈定深部隐伏矿床。在萨德伯里盆地有许多老钻孔在近些年都成蓖地作过井中瞬变电磁测量,并且成功地在接触带以下的底板中发现大量很富的底板型矿床。如:Inco公司曾采用UTEM系统探测到了深3000m,离开钻孔300m的大矿体,并确定其位置、形态、规模等。井中物探法使钻孔的勘查半径由几厘米扩大到200-300m,增加了几千倍。

    3.3 智利埃尔印第奥-马里昆加铜金矿带

    智利北部的马里昆加金矿带是二十世纪80年代以来世界矿产勘查的重大发现之一。自埃尔印第奥金矿带发现后,在该矿带北部,通过大区域踏勘和系统的化探工作,导致了一系列的重要发现,发展成为马里昆加金矿带。在整个马里昆加金矿带的发现过程中,所采用的技术手段非常简单,但效果甚佳。例如:

    埃尔印第奥(EL Indio)矿床的发现方法:大区域踏勘、系统的化探描面,导致在已知矿区外围找到隐伏的富矿体;

    内华达矿床的发现方法:不受已知矿床模型的束缚,依据化探资料对异常布置探槽和钻孔进行查证,导致矿床发现;

    马尔泰(Marte)和洛博(Lobo)矿床的发现方法:区域性的航空地质调查圈定了蚀变带的分布,进而开展详细的地质填图和化探工作,直至找到矿床;

    雷富希奥(Refugio)金矿床的发现方法:系统的化探工作导致矿床发现;

    拉科伊帕(La Coipa)矿床的发现方法:区域性航空地质调查、地质踏勘和老资料的开发,导致矿床的发现。

    从上列举的例子我们可以看出,该矿区勘查技术手段相对简单,主要有两项:一是区域性的航空地质调查,二是土壤地球化学取样和岩石拣块取样。据此我们可以看到,矿产勘查方法很难也不应该依其出现的先后论其“好”与“坏”,找矿效果才是最终的衡量标志。

    3.4 蒙古奥玉陶勒盖(Oyu-tolgoi)斑岩铜-金矿

    蒙古国奥由陶勒盖(Oyu Tolgoi)矿床位于蒙古国南部。此矿最早由蒙苏联合考察队在该区寻找恐龙化石时发现的。由于地处偏僻,北运路途遥远蒙古国放弃对该矿的勘探、开采,而选择了蒙古北部的额尔登特铜矿。澳大利亚BHP公司亚洲勘探部Sergei Diakov领导的一个踏勘组于1996年检查了该地区,1997年BHP公司取得了勘查权,并且在该区开展了地质填图、水系和土壤沉积物测量、磁法和激发极化测量等工作。在这些工作的基础上,BHP公司打了23个钻孔,钻孔分布较零散,累计进尺3000多米,孔深最大的为270米,见到了矿化。其中有两个孔结果较好,一个见矿长度26米,平均Cu品位0.86%,另一个见矿长度38米,平均Cu品位1.63%。探矿效果不是很理想。2000年5月,BHP公司将包括Oyu Tolgoi项目工作区在内的238km2的勘查权区转让给了Ivanhoe Mines公司,2000年6月,Ivanhoe Mines公司开始开展反循环钻进,至9月底,完成了109个孔总计8828米。反循环钻进最初的目标是验证BHP公司已施工钻孔,揭露的次生富集辉铜矿矿层,但却有意外的发现,许多孔的底部打到了可工业利用的深部铜金矿化体。Ivanhoe Mines公司于是扩大了勘探范围,在1120平方公里范围内进行了490处点总深度达278000米的钻探,最终打出了铜储量1500万吨、金储量400吨的超大型斑岩型铜金矿。

    该矿床的勘探经验主要有两点:一是地质填图、水系和土壤沉积物测量、磁法和激发极化测量、反循环钻探等技术的综合应用;二是十足找矿信心和锲而不舍的精神。正如美国杰出的石油地质学家W·E·普拉特曾经说过的那样,“如果没有人再相信还有可发现的油存在,那就发现不了油田”。能取得重大发现的找矿人,总是对自己的勘查计划充满信心的。

    3.5 美国卡林金矿带

    美国卡林金矿带位于美国内华达州境内,是世界著名的细脉浸染型金矿床形成区,矿带长约65公里,宽约8公里,已圈定的金资源量超过2400吨。

    1987年以前发现金矿床二十余个,探矿深度多在100-300米以内,多为低品位金矿床。 87年以后,美国矿业公司研究成矿规律发现,浅部细脉浸染型金矿床和深部(主要脉状)富金矿床可能有着密切的成因联系,它们极可能是一个完整的热液成矿体系中的不同矿化部分,是一个有机的整体,浅部细脉浸型金矿(化)有可能只是作为其深部更为强烈的金矿化的衰弱相或边缘相存在的,于是公司及时转变找矿思路,确定运用物化探异常加钻探验证的方法在该矿带300米以下的深度(主要350-600米)进行探矿,先后在矿区深部发现一系列高品位大型金矿床,1987年首先在矿区深部(550米)粉砂质灰岩中发现高品位、大吨位的波斯特一贝茨硫化物金矿床,金储量达311吨,品位达12克/吨;之后,1989年又在398米深部发现了米克尔矿床,含金至少l40吨,品位21.6克/吨;进入90年代先在浅部科特兹金矿近侧深部发现了派普荆恩矿床,金储量为ll5吨,品位7.2克/吨;随后又在派普莱恩矿床南侧l50米处发现了南派普莱恩矿床,储量136吨,品位1.6克/吨;近年来,又在深度450米以下发现了“高沙漠"金矿和“绿松石岭”金矿,“高沙漠"金矿储量至少60吨,品位为10.3-20.6克/吨,“绿松石岭”金矿储量为155吨,品位为12克/吨。目前,据认为卡林金矿带深部仍有巨大的找矿潜力。

    卡林金矿带找矿工作的成功经验告诉我们,成矿规律研究引起找矿思路转变是寻找深部及隐伏矿的关键。

    4 国外深部找矿工作发展趋势

    4.1 成矿理论对深部找矿工作的指导作用日益突出

    90年代以来,世界成矿理论研究日渐深入,新的矿床成因理论和认识硼涌现,对世界固体矿产找矿勘查有较大启发和指导意义。如:

    地壳连续成矿理论

    长期以来,人们普遍认为区域变质岩中的金矿主要产在绿片岩相和角闪岩相岩石中,而麻粒岩相岩石中则不大可能形成金矿,其理由是麻粒岩相温、压太高,不利于金的沉淀。然而,八十年代后期以来,相继在津巴布韦、澳大利亚等太古代麻粒岩相岩石中发现了若干高温(>700℃)热液脉型金矿床,同时也在次绿片岩相岩石中发现了一些低温(<180℃)热液型金矿床,这些发现大大改变了人们的以往认识,修正了人们的错误观念,于是澳大利亚D.I.格罗夫斯(D.I.Groves)等人在总结前人研究的基础上于l993年提出了太古代脉状矿床的地壳连续成矿模式(Crustal Continuum Model)。该模式认为,从次绿片岩相到麻粒岩相的变质岩中都可有脉状金矿床产出,在不同的地壳深度上可连续形成金矿,至少在地下l5km以上的地壳剖面中,产在不同变质岩相岩石中的金矿床属于一组连续的同成因矿床组合,但它们成矿的构造条件,围岩蚀变组合、矿石矿物组成和金的赋存状态等方面则有一定区别。这些脉状金矿床的相互关系并非反映同一矿区金矿化的垂向的分布,而只是反映区域范围内一系列金矿床的分布特征。

    太古代脉状金矿床的地壳连续成矿模式,虽然未能对为什么金能在麻粒岩相的高温、高压条件下发生沉淀这一事实作出解释,但该模式的提出无疑打破了以往认为金矿不能在麻粒岩相岩石中形成的认识,丰富了金在变质岩地区的成矿理论,对指导在前寒武纪中深变质岩区寻找金矿和金矿深部找矿勘查具有重要参考意义。

    深部流体(成矿)作用理论

    过去许多人认为,地壳深部是干的,不渗透的,源于地壳的流体在地壳深部也不可能作大规模横向运移。然而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l00公里以上,纵向渗透可达9km以下。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,90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。

    80-90年代俄罗斯(前苏联)、瑞典等国在古老地盾上的深钻研究发现,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(9,10,11,12),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,含银达26.66ppm12,这些矿化现象均为热液流体作用所致。

    90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9公里深处仍和上部一样,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(8,13,14,15)。这些成果从根本上改变了人们关于地壳深部是干的,无大量自由流体活动,无热液成矿作用以及地壳深部流体不能作大规模横向运移的认识,从而也为人们找矿勘查提供了新的思路和方向。

    理论上说,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口相关的Au、A9、Pb、Zn、Cu、Sb、H9、U、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9公里以下深处的发现似乎也表明了这一点,这就为人们从已知矿田、矿带、矿床出发开展深部探矿活动提供了理论依据。

    4.2 矿产勘查新技术在深部找矿工作中起着关键的作用

    随着矿产勘查和开发的力度不断加强,地表矿、浅部矿、易识别矿的日益减少,矿产勘查工作正朝着寻找隐伏矿、深部矿、难识别矿的方向转变,找矿难度不断加大,因而矿产勘查的技术方法也随着不断改善和更新,新技术和新方法的普遍应用已成为现今全球矿产勘查工作中不可或缺的重要组成部分。

    4.2.1 物探技术方法全面进步
 
    物探技术方法主要有电法、磁法、重力和g射线测量等,从应用范围上可分为航空物探、地面物探和井中物探,另外还有近年发展起来的空间物探和海洋物探等。在过去,一些勘探者认为物探方法是一个“黑箱子”,多解性高、可信度低。而现在,随着技术的不断进步和大量的实践应用,最终使每个勘探者都认识到物探技术是一种非常有效的找矿方法。物探高新技术的研发和应用已成为西方很多国家,尤其是加拿大、澳大利亚和美国等矿业发达国家矿产勘查的重要组成部分。

    物探技术进步主要体现在两方面,一是新发明,二是对已有技术的完善升级和更新换代,使测量的精确度和准确度不断提高。新的更强大、更复杂的航空物探方法(如Falcon、MegaTEM、SPECTREM、TEMPEST、HOISTEM、NEWTEM、Scorpion等等)已成为矿产勘查的重要生力军,从而使区域填图和靶区圈定的工作效率得到极大的提高(The Northern Miner,2007;张昌达,2006)。例如:

    澳大利亚合作研究中心矿产勘查技术部研制的世界上最先进的航空矿产勘查系统(TEMPEST)使用高灵敏度磁探头测量地质体产生的微弱二次磁场,探测深度可达300米。

    澳大利亚的“玻璃地球计划”(Glass Earth)包括航空重力梯度测量、航空磁力张量梯度测量、先进的电磁方法、矿物化学填图、钻探新技术和三维地震,其中航空磁张量测量技术和航空重力梯度测量技术是重点研发内容。

    英国ARKEX公司研制成功目前最先进的超导航空重力梯度测量系统,使测量精度提高10倍。

    澳大利亚BHP Billiton公司的航空重力梯度张量测量系统(Falcon)曾经获得澳大利亚联邦科学和工业研究组织(CSIRO) 2000年度科学研究成果奖。它脱胎于美国的军事技术,是美国出口管制产品,美国曾经阻止该公司用Falcon(猎鹰)系统在中国进行探矿飞行(张昌达,2005)。

    加拿大GEDEX公司研发的高分辨率航空重力梯度仪(Gedex HD-AGG)于2006年11月获得了伦敦矿业周刊(Mining Journal)颁发的矿业研究(Mining Research)大奖,据称该仪器能够探测到12公里深处的固体矿产、石油和天然气,其准确性和速度大大提高了勘查效率,降低了勘查的风险、时间和成本。

    在地面物探方面,加拿大凤凰公司在完善V-5大地电磁系统的同时,推出了V5-2000型和V8阵列式大地电磁系统。加拿大的EM-57、EM-67系列已成为时间域电磁仪器的代表。美国Zonge工程与研究组织相继推出了GDP-16、GDP-32多功能电磁系统,以及能够进行长周期天然场大地电磁测量的多功能大地电磁系统。美国EMI公司在完善MT-1大地电磁系统的同时推出的EH-4电磁系统,已成为矿产勘查的重要手段之一,另外还推出了MT-24阵列式大地电磁系统。Nabighian等(2005)认为没有其它的地球物理方法象磁法一样有十分广阔的应用范围,从行星尺度到几平米的面积,既花费少又能够提高丰富的信息,而电磁法及重磁法的组合已成为重要的发展方向和勘查手段。电磁法系统多具有频率域和时间域工作方式,能够进行多方法数据采集,如激发极化法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法等。电磁法和重磁法物探技术呈现出向数字化、智能化、多功能化、集成化方向发展的趋势。

    在物探技术发展的进程中,我国的步伐相对而言比较缓慢,目前还主要处于技术引进阶段,这与我国矿产勘查的快速发展形势很不适应。目前,国家提出要加快自主开发科学实验仪器设备的步伐,物探技术方法的自主研发也应成为这一战略目标的重要组成部分。

    4.2.2 化探主要表现为分析技术的进步

    化探已逐渐成为现代矿产勘查技术的支柱之一,尤其是在各种覆盖区和隐伏区内进行化探扫面后快速圈定勘查靶区的应用方面十分有效。近年来,化探的发展主要体现在地球化学分析技术的进步,测试的灵敏度和精确度不断提高。例如,偏提取技术、地质年代学、蚀变因子分析、流体包裹体研究、同位素分析等。分析技术的进步使高精度化探数据的获得成为可能,从而大大提高了矿产勘查的效率和水平。

    在方法理论方面,活动态金属离子地球化学成为近年来发展的重要方向,人们已认识到弱束缚的金属离子可以从深部的矿体向上运移至土壤中并保存下来(The Northern Miner,2007)。在这一认识理论的基础上,包括中国在内的多个国家研制和发展了深穿透地球化学方法,国际勘查地球化学家协会还组织了的由国际著名的26个单位参与的“深穿透地球化学计划(Deep-penetrating Geochemistry Project)”。这些方法主要有美国和加拿大的酶提取法(ENZYME LEACH),澳大利亚的活动态金属离子法(MMI),中国的金属元素活动态提取方法(MOMEO)和动态地球气纳微金属测量法(NAMEG)等,探测深度可达几百米(谢学锦和王学求,2003)。经过多年勘查实践的检验,这些方法已经逐渐成熟并发挥积极作用。中国所发展的两种深穿透方法,不仅能在详查阶段圈出被埋藏在厚层成矿后沉积岩及外来运积物下的矿体,而且可以用于在大面积覆盖区进行地球化学调查,圈定战略选区,评价大面积隐伏区内成矿金属供应量的规模。

    4.3 现代电子和计算机信息技术的飞速发展对矿产勘查的影响意义深远

    矿产勘查是多学科理论与实践、科学与技术融为一体的综合研究工作,现代信息技术尤其是三维信息技术在矿产勘查领域中的广泛有效的应用,使得对地、物、化、遥等海量数据信息进行高效集成和综合处理成为可能,并使数据处理的准确度和精确度不断改善和提高,从而使找矿预测和靶区圈定更加准确有效

    将物探、化探和遥感等硬件技术与计算机信息处理的软件技术相结合,即基于GIS平台,应用先进的数据管理、建模和分析系统对勘查所获得的各种数据信息进行处理,使多样性的勘查技术数据常规性的转换成实用的地质信息和直观的三维图像表达,已成为当代矿产勘查的主要工作模式(The Northern Miner, 2007)。同时,信息技术的进步也使物探、化探和遥感技术数据的采集和存储更快更高效,使工作效率大大提高。数据信息处理技术已然成为矿产勘查技术中不可或缺的重要组成部分。

    4.4 政府的角色是基础服务、政策支持

    国外政府部门在找矿方面所起的是基础性的作用,政府往往在基础地质,研发、引进新技术、新装备等方面的投入比较大,并且在政策引导、税制、融资等方面都起到了积极有效的作用。比如:加拿大政府实行对无回报的勘探投资采取投资税收抵免的措施,同时还通过交易所的股票、基金等方式进行矿业勘探融资,鼓励风险勘探、深部勘探等活动。如:日本,政府对各种风险勘探都提供相应的贷款担保、补贴、降低利率等措施,以鼓励各种类型的勘探行为。

    政府在某种程度上也可以直接参与矿产勘查,表现为实施有关的科研项目,如:加拿大联邦政府实施了“勘查科学与技术(EXTECH)”计划,目的是促进新技术、新方法在金属矿床勘查中的有效应用,将各种新的勘查技术方法用于重点成矿区带或矿区的研究,以建立综合找矿模型,提高发现新矿床的机会。

    5 我国深部找矿的对策建议

    然而,我国目前的矿产勘查工作中还存在许多问题,有效适应我国社会经济快速发展的勘查体制尚未建立健全。当前我国地质工作有效投入严重不足,矿产勘查工作程度不高,科技创新能力薄弱,每年新增探明储量与开采量的比例严重失调,公益性与商业性地质工作之间缺乏有效衔接等(刘玉强,2005;胡小平和潘懋,2006;王智民,2006)。解决好这些问题,我们可以从以下几个方面考虑:

    1、加强深部成矿作用与成矿预测理论研究

    任何成矿理论与找矿方法均与当时所处的历史阶段密切相关,对已有的理论、假说、模式等,不应拒绝,也不能肓从,要在实践中不断修正。美国卡林金矿带的孤树矿床,最初认为该矿床应产在两个明显的构造带交汇处,且被岩石所覆盖,钻探证明这种根据已知模式的推断是错误的,钻探对这一矿床的发现,修正了该矿床的成矿理论,也导致了找矿的重大突破。

    2、加强深部找矿勘查技术方法的自主创新

“工欲善其事,必先利其器”,利用科技进步完善和发展勘查技术是当前世界矿产勘查发展的一个重要趋势,新技术和新方法的应用可明显降低勘查成本,大幅度提高生产率。为此我们要在深部找矿技术方法研究、深部找矿装备研制开发和深部找矿信息的提取与处理技术研究上下功夫,自主创新。

    3、地质教育与人才培养

地质学、地球物理学、地球化学、勘探工程学等,从来没有象今天一样需要彼此互相帮助、互相依靠。面对当前矿产勘查的大好发展趋势,最缺乏、最关键的是专业技术人才。在今后一段很长时期内,对专业技术人才的迫切需求将是全球矿产勘查市场的一个重要特征。因此,地质专业人才的培养应成为我国高等教育的一个重要发展方向和战略,从而为我国矿产勘查事业的大发展提供可靠的人才保证。

    4、政策支持

    地质找矿的重大突破需要有大量资金的投入,当前我国地质工作有效投入严重不足,矿产勘查工作程度不高,科技创新能力薄弱,每年新增探明储量与开采量的比例严重失调,公益性与商业性地质工作之间缺乏有效衔接,为解决好这些问题,要求政府部门在勘查战略部署方面,应继续加大矿产勘查的投入,加强西部矿产资源的勘查力度,充分依靠科技进步提高在中东部“攻深找盲”的勘查水平,进一步挖掘其资源潜力;在勘查的技术方法领域,应积极引导和鼓励自主研发仪器设备,自主开发信息处理软件,为勘查工作提供可靠的技术支撑,提高我国矿产勘查的水平和竞争力。

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