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——学习运用就矿找矿理论的体会

胡魁1,2

(1.全国地学哲学委员会2.国土部咨询研究中心)

摘 要 本文笔者结合自己的亲身经历与深刻感受总结了10种就矿找矿的方式,并谈了在地质找矿实践中学习运用就矿找矿理论的体会。

关键词 就矿找矿 方法 体会

哲学是研究世界观和方法论的科学,人们的一切行为都自觉不自觉地受到哲学思想的支配。找矿哲学是研究地质找矿规律的科学,是实施找矿突破战略行动的锐利的理论武器。日前国土部领导指出,朱训同志1982年5月7日在《地质报》发表《论就矿找矿》一文,至今已有30年的时间了,对我们今天的工作仍具有重要的现实指导意义。就矿找矿理论为什么几十年长盛不衰?因为它是从大量实践经验中总结出来的科学规律;因为它客观上揭示了矿床形成于一定地质条件具有类比集聚的本质特征;因为它主观上顺应了实践—认识—再实践—再认识、反复深入的辩证唯物主义的认识论;因为它从技术经济评价角度,预见到随着科学、技术的进步,有用矿产的领域将要扩大,从而具有与时俱进的品格。正如朱训同志文章概括的“地质上有理,哲学上有据,经济上有利”,因此能立于不败之地。

笔者结合自己亲身经历和深刻感受的几个实例,谈谈在地质找矿实践中学习运用就矿找矿理论的体会。

一、朱溪铜矿项目取得重大找矿成果

2011年11月媒体报导:江西省地勘局912大队承担的地勘基金项目“江西省浮梁县朱溪铜多金属矿调查评价”,继2010年在42号勘探线zk4207孔打出单矿体见矿视厚度60.6米、WO,平均品位0.156%的厚大白钨矿体后,新近施工的zk4208孔,又在1085～1325米深部打到单矿体见矿视厚度226.5米、WO3单样最高品位7.734%、平均品位0.491%,并共生铜、锌等多种矿化的厚大矿体,远景量可望达到大型以上规模,取得了震动性找矿成果,显示了该区巨大的潜力,成果的诞生有望塑造江西省钨矿分布新格局。该钻孔施工深度1701.53米,各项指标均达到钻探工作的相关要求,创下江西省金属矿找矿勘查的最大孔深记录。

如此振奋人心的消息引起笔者的极大兴趣,因为这正是我年轻时代工作过的矿区。“”以前我担任赣东北大队103队技术负责人,1968年11月至1969年5月下放当钻工,恢复地质技术工作两个月后调到105队,13年4月升任105队地质组副组长,实质上恢复了分队技术负责的职务,当时105队队部就设在朱溪矿区,开动两台钻机进行铜矿详查。当年105队的主要工作范围称为洪(门口)-赋(春)成矿带,是一个北东向长约50千米宽约10千米的铜多金属远景区,发现的矿区、矿点、矿化点达11处,已经结束勘探的月形矿区探明铅铜锌合计3.37万吨,为小型矿;朱溪矿区勉强达到当时规定的中型规模;塔前矿区铜钼钨远景看好,但工作程度较低。总体形势是“只见星星不见月亮”。当年105队配备地质专业技术人员23人,开动3～4台钻机,年进尺8000米上下,队部主矿区两台钻,3～4个普查组寻找后备基地,开动1～2台钻机。朱溪矿区是705物探队通过土壤化探异常发现,1968年105队上钻,12年队部进驻,至15年8年间投入钻探工作量约2.5万米,求得储量铜5万吨,品位1.38%;锌0.7万吨,品位0.33%。主矿体受石炭系黄龙组底部不整合面控制,5号等次要矿体产于上部层间,围岩蚀变以透闪阳起石化、白云岩方解石化为主,认为成因类型属中温热液充填交代矿床。

查阅当年工作笔记,14年底大队讨论15年时,就安排朱溪收缩下马。其技术方面的原因是经多年工作没有重大突破,虽然矿体走向倾向方向都没有封闭,但矿体变化大,属第3～4类型(按当时5级分类),预测富集部位缺乏有效手段,勘探深度一般不超过500米。从学术思潮方面,当时铜矿储量任务压力很大,斑岩铜矿、爆破岩筒成矿理论格外受重视,而朱溪恰恰没有像样小岩体,仅有一些岩脉,不如本带的塔前、扬子尖有岩体,工作重点应当转移。大队领导说朱溪是战略性转移,将来还可以转回来,这一转就是35年。江西省局的魄力更大,举全局之力组织德兴铜矿大会战。15年4月我和9号机先后奉调参加会战。朱溪矿区下半年提交评价报告,105队队部转移到塔前,不久成建制划入916大队,编为四分队。

2010～2012年朱溪矿区的重大突破是就矿找矿的成果。向千米以下的深度进军,靠的是科技人员对地质规律再认识的智慧和勇于探索的勇气,国家强盛、经济实力雄厚的底气,领导决策果断的胆气,依托探技术进步赶超世界水平的志气,912队通过竞争夺得项目的锐气,多少还有点地质工作的运气,可喜可贺也!

二、就矿找矿的几种方式

就矿找矿有多种方式,凡符合矿床客观地质规律,又符合地质工作规律的找矿活动,可以获得成功。以下列举10种方式,举例说明之。

(一)就浅部矿找深部矿

朱溪属于这种方式。永平铜钨矿同样在千米以下钻获主矿体。

山东胶东焦家金矿田,位于龙口-莱州断裂带的中段,控矿断裂规模大,向深部延伸稳定,具有深部成矿前提。在“攻深找盲”行动中,山东地质六队于2006年在寺前探获金51.83吨,2008年开展焦家深部金矿会战,一举探获金105.17吨,单矿体量超过90吨。焦家金矿田寺庄—焦家段深、浅部矿实际上是同一矿床,这一矿床面积不足20平方千米,预计总量超过700吨,成为我国最大的世界级金矿。“攻深找盲”的难点在于突破无矿间隔,果断跨过弱矿化段施工深孔,这就需要通过理论创新探索成矿规律,及战略决策的果敢、坚忍和胜不骄败不馁的魄力。

(二)就本部矿找矿

开展找矿历来是屡试不爽的就矿找矿方式。尤其是沉积矿床和层控矿床,沿走向追索经常会取得良好找矿效果。对内生矿床找矿同样重要。以德兴成矿区为例,在约370平方千米范围内分布有德兴斑岩铜矿、金山金矿、银山铅锌银铜矿等超大型矿床(矿田),其金属矿丰度之高世界罕见,引来各路学者创立了各种成矿学说,但其找矿的主要方式就是不断开展找矿。新中国成立之初最先组建409队勘探银山铅锌矿,409队派出普查组开展找矿发现铜厂铜矿,组建420队,铜厂找矿发现富家坞、朱砂红铜矿,组成德兴斑岩铜矿田。15～19年德兴铜矿会战,江西省地质局指挥部负责铜厂、朱砂红,冶金地质局负责富家坞。会战结束后,此区留下地质局系统的赣东北102队、104队,冶金系统的四队。102队继续朱砂红详查,由中型发展到大型,开展万年虎家尖银金矿普查评价,104队开展德兴斑岩铜矿1:5万区调与矿产调查。而冶金四队开展富家坞找矿发现了金山金矿。

金山金矿原为古人开过的石英脉型金矿,被认为是洞老山空。四队在其下部黑色千枚岩之上打到蚀变破碎带型(糜棱岩)金矿,实现第一次突破,当时控制储量尚在10吨以下。18年11月我从102队调到104队。1983年104队整理区调资料时发现金山有一处20平方千米的环状构造,其中有2处重砂及化探异常,一处异常与四队金山矿区吻合,另一处为石碑异常,其面积与强度都比金山异常好。我们紧急到现场踏勘,发现四队已经挖了探槽,当时还没有探矿权登记制度,104队和四队是竞争的伙伴关系,君子协定是挖槽不算打钻算。本来可以上钻抢基地的,江西省局顾及兄弟队的友谊没有同意,因此与金山金矿田失之交臂。后来四队经多年工作,3次突破,矿田总储量已在170吨以上。104队在周围找到的都是小金矿。在德兴斑岩铜矿找金我们比四队慢了半拍,主要原因是工作方法差异,104队的方法是比较正规的区调、矿调,规则的网格取样,而四队沿通行小路进行路线化探样,在高值点附近挖槽,因此抢占了先机。

(三)就本类型矿找它类型矿

江西省九江市武宁县大湖塘矿区。2010年3月至2011年9月,江西省地矿局916大队和赣西北大队,仅仅用了18个月的时间,就探明钨106万吨,为世界级最大的钨矿,改变了江西“南钨北铜”的格局。大湖塘的重大突破是就矿找矿的成果,是1958年以来几代地质人几上几下实践、认识、再实践、再认识,多年积累的结果。从技术角度总结,关键是找矿思路的突破。运用新的找矿理论、找矿模式,深入探索成矿地质条件,从找单一的黑钨矿石英大脉型钨矿转移到寻找斑岩型多矿种的黑、白钨矿(铜矿)上来。

(四)就本种矿找它种矿

江西省上饶市朝阳磷矿。1965年103队接大队紧急指令,组成普查组开赴朝阳地区验证航磁异常,寻找梅山式铁矿。朝阳普查组在验证磁异常过程中,对工区南部一套侏罗系碎屑岩的时代提出质疑,并证实其为震旦系,具有寻找磷块岩的找矿前提,并通过测制剖面、地质填图、槽探钻探、取样化验手段,找到磷矿并进行评价,至1966年5月控制储量3600万吨。在“”前夕被移交104队。15年赣东北大队组织勘探会战,探明储量1亿吨,为华东最大磷矿,而铁矿至今没成气候。

福建省紫金山铜金互进。1990年五一劳动节,我陪同地矿部领导到紫金山调研。当时铜矿已达大型规模,认为是与火山-次火山岩有关的热液矿床,但是埋藏较深不宜露,将影响其经济效益。闽西地质大队坚持铜金并举的工作方针,终于攻克了上部氧化带金矿,提升了下部铜矿经济价值。至2001年探明铜165万吨,金57吨,为特大型矿床,荣获国家科技进步一等奖和地矿部找矿一等奖。如今金的边界品位降低到0.2克/吨,金量达到325吨。

就本种矿找它种矿是矿产综合勘查、综合评价、综合利用方针的具体体现,威力无穷。像煤铀兼探、铜铀兼探、煤下铝土矿勘查,以及许多综合找矿成果都属于这种方式。

(五)就贫矿找富矿

鞍山式铁矿中找富矿。一种是区域混合岩化的热液交代作用形成的接触交代型富铁矿,另一种是产于同斜复式褶皱的向斜轴部的自组织作用改造型富铁矿。

(六)就小富矿找大贫矿

河北、辽宁等地在大庙式钒钛磁铁矿、鞍山式铁矿周围圈定开发大规模超贫铁矿。在小型石英脉型金矿周围发现大规模低品位细脉浸染型金矿,且边界品位不断降低。吉林珲春金矿小西南叉铜金矿依靠技术进步,把金的边界品位由0.6克/吨调整到0.4克/吨后矿体变大,从而拯救了企业。

(七)就表外矿找表内矿

盘活表外矿,把一些复杂、难选、低品位的矿盘活“解放”出来,是就矿找矿的重要方式之一。以宁乡式铁矿为例,分布于湖南、湖北等地的宁乡式鲕状赤铁矿,已探明储量37亿矿,含铁品位中等,含磷高,结构复杂,选矿困难,大部呆滞。1991年全国储委进行铁矿储量核查时,全列为表外矿,同类型的找矿工作停滞。选矿研究机构和钢铁企业几十年不懈攻关,终于在2011年有所突破。成都矿产综合利用研究所经过多次工艺探索之后,形成了一个重选脱泥工艺,可获得铁精矿品位57%,含磷降到0.3%以下,回收率达到80%,而且选矿成本低。随着此项工艺的逐步成熟,宁乡式铁矿37亿吨表外矿可望盘活到表内矿,同类矿床可增长量将在百亿吨以上,为地质找矿提供了广阔空间。

(八)就矿物原料开发用途找矿

江西省广丰黑滑石矿。1981年3月我在赣东北大队汇总地质月报时,注意到在震旦系磷矿之上灯影组中部有一层鲕状黏土岩,呈大透镜状产出,与鲕状硅质岩为相变关系,其化学分析结果Mg高Al低,称为高镁质黏土岩,投影到尼格里图表,提示为滑石,经过该队实验室岩矿显微镜鉴定和浙江省地质局实验室X光晶体分析,定为滑石。滑石用途广泛,但此滑石非彼滑石,因色黑命名为黑滑石,好在黑色物为有机碳,易烧失,而后洁白无瑕,送景德镇陶瓷研究所测试,制成滑石瓷花瓶,烧成温度低于传统铝质瓷,有节能效果,然而景德镇不肯改变传统工艺。同年8月全国非金属矿会议之后,江西省局强力推动非金属勘查,1982年赣东北大队安排101队对广丰溪坛黑滑石进行初查,7月上钻,年转入详查,同年3月我调到省局地矿处,溪坛在1986年提交报告,填补了江西非金属矿种一个空白。后来又有建材、核工业系统的兄弟队在萍塘、前村进行勘查,都把工业用途开发摆到重要位置,以建筑陶瓷前景看好,累计探明储量约8000万吨。地方企业开规模由小到大,由卖原矿发展到卖焙烧矿粉。2009～2012年江西省地勘基金安排广丰杨村黑滑石矿调查评价,拟投入钻探7927米,预算900万元,预期新增量5000万吨。

2012年2月,中国建材杂志社、中国非金属矿工业协会等单位在北京举行广丰黑滑石访谈会。与会专家指出广丰黑滑石经过煅烧工艺处理后,白度高达88%～95%,而且化学成分稳定,是替代高岭土制造高档日用陶瓷、建筑陶瓷、工艺陶瓷和工业陶瓷的上乘母料,而价格仅仅是高岭土的40%。用广丰黑滑石烧制的高白瓷和骨质瓷、厚胎瓷和薄胎瓷,各项指标均优于一般骨质瓷,完全满足国际标准的要求。其工艺性能是其他黑滑石无法取代的。而且具有良好的绝缘、耐热、吸附、润滑等性能,可应用于造纸、塑料、油漆、涂料、医药、化妆品、航天、机械、电子、计算机、建筑装饰等多个领域,经济价值巨大。有关企业、协会、高等院校正在酝酿建设广丰黑滑石产业园,打造中国黑滑石之都,大力度开发国际市场,使黑滑石企业达到年销售额100亿元、纳税额10亿元的规模。

(九)就露头矿找隐伏矿

此种方式与第一种方式(就浅部矿找深部矿)的区别在于标的矿与已知矿不连续。在河北邯邢铁矿此种方式十分普遍。湖北大冶铁矿深部找矿也有实例。

(十)就找矿标志找矿

把找矿标志也列为就矿找矿的一种方式,是因为矿与非矿之间的经常演变。以往最为常用当前仍然十分重要的方式是物化探异常的查证,及矿点、矿化点的检查。

以上各种方式可交替、叠加使用。

三、运用就矿找矿理论实战经验的归纳与注意事项

就矿找矿取得成功甚至重大突破,需要五个方面的有力支撑:正确的科学支撑、先进的技术支撑、充足的经费支撑、适应的体制机制支撑、坚强的找矿意志力支撑。

(一)正确的科学支撑

正确的科学支撑指符合地质规律与地质工作规律的找矿思路。就矿找矿靠思路、到什么地方去找、用什么手段、追索什么地质要素、取什么步骤和技术路线,都需要科学的理论指导。此种理论是应用性理论、战术性理论,从实践经验中提升的理论。要从已知矿床的地质规律、找矿靶区的地质条件,以及其他地区的成矿规律的类比借鉴中得来。为了保障正确的理论指导必须有扎实的地质信息基础,野外地质观察和必要的样品测试等基础性工作特别重要。当前野外基础地质工作薄弱的现象亟待扭转。

一种新理论的传播运用往往带来大面积的丰收,如斑岩矿床理论、层控矿床理论、火山成矿理论、成矿系列理论、卡林型金矿理论、综合信息矿产预测理论、陆缘增生-大陆碰撞成矿理论等都起到过巨大的科技引领作用,所以学习运用新理论特别重要。同时也不能忽视传统理论,像层位控制、背斜鞍部、断裂交叉、膝状转折、畸变界面、多期活动等部位有利于成矿等传统理论在实战中屡战不爽,将长期发挥作用,就矿找矿在宏观方面要解决的重要问题是矿床分布规律和勘查工作布局,微观方面的现实问题就是矿化富集规律、储矿构造和探矿工程布置。地质工科专业这方面的基础知识还要系统科学。

遵循地质工作规律方面最重要的是勘查阶段。从认识论的角度每一阶段都是一个从实践到认识不断提升的阶梯;从技术经济学角度,每一阶段都是由技术评价到经济评价阶梯式上升的过程,是实现“以最小投入获得最大成果”的地质经济总原则,和找矿目标与当代技术经济条件相适应的保证。每一阶段都各有自己的任务与特点。虽然各项目各有不同,但勘查阶段规律都要遵守,可以缩短、合并而不能跨越。遵循工程布置的由浅入深、由稀到密、由已知到未知、由易到难的循序渐进规律有利于多快好省。善于抓主要矛盾、突破一个技术关键有可能打开一个新局面。坚持点面结合,坚持集思广益(老中青结合、产学研结合、外部三结合),坚持创新,敢于怀疑否定前人和自己过去的看法,不断改进找矿思路和工作方法。

(二)先进的技术支撑

就矿找矿的成绩与技术进步关系密切。矿技术的进步开辟了第二找矿空间,奠定了深部找矿的技术经济基础。选矿加工技术的进步降低了边界品位,扩大了矿体范围,把表外矿提升到表内矿,把非矿岩石提升到矿床,开辟了新的非金属矿品种。选冶技术进步促进了共伴生矿产的综合利用和毗邻矿产的综合评价、综合开发。由于选冶技术的提高和国际金价的飙升,金矿床边界品位一降再降,再加上痕量金化验技术的突破和探矿技术的进步,近年来我国金矿储量大幅增长。

在探矿技术进步方面突出的是深孔岩心钻进技术。1981年江西省局在朱砂红布设1500米金刚石绳索取心试验孔,经过精心组织,视为很大成功,现在2000米深的岩心钻孔已经司空见惯,有力地支撑了深部找矿。3G技术运用、岩矿化验测试技术进步,有效地提高了地质工作效率与精度。

有些技术薄弱环节有待加强:野外观察基本功欠缺,岩矿显微镜鉴定技术运用明显退步,非磁性金属矿深部物探测技术进步不明显,轻型山地工程施工缺乏创新手段,困难重重。

(三)充足的经费支撑

找矿是高投入、高风险的事业,没有充足的经费支持是难以想象的。经济年代,地质找矿经费由国家供给,就矿找矿成绩斐然。20世纪90年代体制转换时期,恰遇国际地质矿业行情疲软,地勘经费异常紧张,不但找矿成果甚少,而且造成一次新的人才断层。自2003年以来矿业形势转暖,地质找矿经费空前充裕,找矿成果层出不穷。

现在的找矿经费主要来自中央、地方和社会资本,作为找矿主体的地勘单位缺乏自主资金,争取、使用经费的程序比较繁琐,费用定额没有考虑地质找矿的研究性特点和知识性产品的创造性价值,迫使专业地质人员同时承担多个项目,造成一线地质人员严重短缺,野外地质观察粗糙,倚重于工程施工。当新一轮地质矿业低潮到来,找矿主体的自我发展能力令人担心。

(四)适当的体制机制支撑

地质找矿的体制机制必须服从于整个国民经济体制机制,并主动与之相适应。改革开放以来,我们一直在探索建立健全与社会主义市场经济条件相适应的地质找矿新体制、新机制。在找矿突破战略行动中,强调的“公益先行、基金衔接、商业跟进、整装勘查、快速突破”地质找矿新机制,已经发挥了巨大作用。前12个字解决了长期困扰地质找矿的经费问题、风险分担问题,全国的地质找矿不差钱。整合、整装勘查催生了突破性成果,正像大湖塘总结的:整合打下基础,市场机制催生强强联合,大投入大产出,18个月拿下世界级大钨矿。

相对而言,地质找矿新体制的探索步伐慢了,问题主要在商业化地质工作领域,属地化改革没有触及体制本质。地勘主体的主要活动方式是打工,“探者有其权”的愿望还没有实现,因此缺乏发展后劲。探一体化不宜普遍推行,否则将削弱地质勘查总体力量。带事业帽子走企业路子遇到审计障碍。这些问题可望在事业单位分类改革中解决。

(五)坚强的找矿意志力支撑

地质找矿探索性极强,风险性很大,成功率很低,即使就矿找矿也是如此。找矿过程犹如瞎子摸象,总是通过多次局部的感性认识,逐步上升到对全局的理性认识,找矿的部署经常需要不完全决策,需要一种亮剑精神,失败和挫折是难免的。找矿过程也像破案,不能放过任何有意义的蛛丝马迹,因此需要艰苦深入的野外观察和室内研究。有时一条重要线索的发现就会开辟一片明朗的天空,有时一个疏忽就会多走不少弯路。有时成功的喜悦就在最后的坚持之中。

总之,找矿需要坚强的意志,勇于实践,大胆投入,不屈不挠。不但要有厚实的专业知识,也要有唯物辩证法的思维方式,更要有以“三光荣”(以献身地质事业为荣,以艰苦奋斗为荣,以找矿立功为荣)、“四特别”(特别能吃苦,特别能忍耐,特别能战斗,特别能奉献)为代表的地质人精神,有当代地质人敢于担当振兴中华的崇高责任的使命感。

报刊报道

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