国外矿产深部找矿勘探的现状与趋势（二）
(2009-09-20 16:09:00)
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分类： 矿产勘查 （接上篇）
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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