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为你揭秘bob半岛官网平台:我国深部找矿现状
发布时间:2024-10-11 09:49
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  bob半岛体育目前,国外矿产勘查开采深度超过1000米的矿山有80余座,主要集中在加拿大、南非、美国、澳大利亚等矿业发达国家。其中,深度在1000米~2000米的有60余座,2000米~3000米的有12座,3000米~4000米的有5座,4000米以上的有1座;南非的兰德金矿(West Driefoven)最大开采深度达到4530米;印度德干高原的科拉尔金矿钱皮恩里夫矿段最深达到3260米。我国金属矿产探采深度总体不足500米,开采深度超过1000米的矿山不足20座。目前,我国开采深度较深的矿床有:河南省秦岭金矿,1990米;云南会泽铅锌矿,竖井1526米;吉林夹皮沟二道沟金矿1600米(2013年竖井1320米);辽宁二道沟金矿1100米;辽宁红透山铜矿1100米;河北省金厂峪金矿1100米;胶东地区乳山、玲珑等4座超1000米金矿山,分别为1000米、1132米、1188.5米、1263米;安徽冬瓜山铜矿1100米等。这些矿床在深部探获了大量的矿产资源,展示了老矿山深部找矿的巨大潜力。

  近年来,我国矿产勘查的深度也在不断加大,根据全国钻孔数据库(固体矿产)资料显示,全国已经完成1000米以上钻孔约14000个,2000米~3000米钻孔170个(煤田勘查14个、金属矿产34个,非金属117个,综合5个),3000米以上金属矿产勘查钻孔2个,均为胶东地区金矿勘查钻孔,分别在三山岛断裂带和焦家断裂带实施,孔深4006.17米和3266.06米。其中,焦家断裂带在2800米以深探获多层金矿体,是我国目前最深的见矿钻孔。该孔的实施,极大地激励了广大地质工作者深部找矿的积极性。据统计,在胶东地区近年来共计施工大于1500米深的钻孔达183个。

为你揭秘bob半岛官网平台:我国深部找矿现状(图1)

  自2004年起,国家先后实施了“全国危机矿山接替资源勘查专项(2004~2011)”、“老矿山深部与外围找矿计划项目(2012~2014)”、“全国重要矿集区找矿预测二级项目(2016~2018)”等重大地质勘查项目,均有自然资源部中国地质调查局发展研究中心(原国土资源部矿产勘查技术指导中心)参与组织实施或承担。2004年~2017年,累计投入资金69亿元。其中,中央财政资金41亿元,地方财政资金3亿元,企业资金25亿元。累计完成钻探343.2万米、坑探45.5万米。这些项目开展了大量的深部找矿工作,取得了一系列的深部找矿突破性成果,在很大程度上推动了我国深部找矿工作的发展。

  共398座矿山实施了接替资源勘查,新增资源储量达大型及以上规模矿床63座、中型117座,大中型矿床占实施矿山总数的45%。

  比如,西藏罗布莎铬铁矿深部找矿重大突破。西藏罗布莎铬铁矿先后实施了危机矿山和老矿山接替资源找矿项目,通过研究罗布莎铬铁矿区含矿构造岩相带与矿体空间分布规律,配合重磁电综合解释bob半岛官网平台,圈定深部找矿勘查区,经钻探验证发现隐伏矿体,实现了铬铁矿找矿重大突破。罗布莎矿床于2004年以后累计新增铬铁矿资源储量约400万吨,相当于前40年累计查明总和,占全国铬铁矿储量的80%。其中,2012年~2014年在罗布莎矿区发现和评价Cr-80等多个铬铁矿盲矿体,控制矿体长达160米,斜深300余米,矿体品位40%~55%,矿石类型主要为冶金级致密块状铬铁矿;引领企业跟进勘探,提交铬铁矿资源量201.77万吨。在香卡山矿区发现Cr-166等6个铬铁矿体,估算铬铁矿石资源量25.36万吨。2018年,全国重要矿集区找矿预测二级项目在罗布莎矿集区开展深部找矿工作,已有3个钻孔探获稠密浸染状-致密块状铬铁矿矿石,仅以见矿孔估算,预计新增铬铁矿矿石近30万吨。初步分析认为本次发现的矿体与原香卡山矿区Cr-168矿体可能为同一矿体,预计该单矿体资源量有望超过130万吨,超过罗布莎矿区Cr-80矿体,成为罗布莎矿床乃至国内第一大铬铁矿单矿体。

  又比如,广西铜坑锡多金属矿深部找矿重大突破。全国危机矿山接替资源勘查专项通过实施广西南丹县铜坑锡矿接替资源勘查项目,通过以理论创新指导找矿,通过对矿床成因模式和成矿结构面的研究,认为应注重对“硅钙面”和层控型矿体的探索,施工钻探开展深部找矿,在深部新发现层状矽卡岩型矿床:新增铅锌bob半岛官网平台、铜、锡金属量287.56万吨,银2199吨,相当于5个大型规模矿床。

  通过国家地质勘查项目的实施,发现矿床和新增资源量,促进形成了大兴安岭南段锡多金属矿和西秦岭金矿两处国家级资源基地。其中,在大兴安岭南段维拉斯托、拜仁达坝、红岭等多个矿床实施了接替资源勘查项目,新增锡50多万吨,改变了我国一直以来锡矿的勘查开发“南重北轻”格局;在西秦岭地区大水金矿(格尔珂金矿)、早子沟金矿等矿床开展接替资源勘查,新增金资源量200多吨,累计达到近600吨,有望成继胶东之后,我国最具潜力的金资源基地。

  通过深部找矿,在辽东矿集区、内蒙古赤峰北部矿集区、山东牟乳矿集区、河南小秦岭矿集区、湖南坪宝矿集区、云南澜沧矿集区、广东大宝山矿集区等矿集区深部发现了新矿种新类型。例如,在云南澜沧铅锌矿深部,新发现了厚达696米钼矿,新增资源储量相当于5个大型钼矿;在湖南黄沙坪铅锌矿深部,发现厚达336米厚钨锡钼铋矿,新增资源储量相当于8个大型钨锡矿。

  以往我国的矿产勘查深度基本上在500米以浅,通过多轮的国家勘查项目的实施,将找矿空间扩展至地下2000米。2004年以来,全国固体矿产最大勘查深度为1400米;2006年,危机矿山专项在山东三山岛金矿实施的钻孔ZK56-4,孔深2060.5米,是我国首个突破2000米的固体矿产勘查钻孔。据统计,接替资源勘查项目在全国共实施2000米以深钻孔3个,1500米~2000米钻孔22个,1000米以浅钻孔295个,对推进我国的矿产勘查从500米以浅到地下2000米功不可没。

为你揭秘bob半岛官网平台:我国深部找矿现状(图2)

  众所周知,矿产预测主要分区域矿产预测和勘查区找矿预测,前者被称为中小比例尺预测(≤1∶5万比例尺),主要目的是提交找矿远景区;后者被称为大比例尺预测,主要目的是部署探矿工程、揭露矿置。

  自20世纪80年代以来,国内外创建并研究和总结出了许多区域矿产预测理论方法。如赵鹏大院士等提出的“三联式”数字找矿与定量预测评价矿产预测理论方法,王世称等提出的“综合信息预测方法技术”,朱裕生和肖克炎提出的“GIS矿产预测方法技术”等。然而,大比例尺矿产预测的概念则是到20世纪80年代我国开展“成矿区划”工作时才提出的。

  当时并没有十分明确的内容,一直以来,也未形成一个整体的理论研究体系。追溯我国矿产勘查历史,在20世纪50~70年代,我国主要借鉴前苏联的做法,通过1∶20万区调、1∶20万区域化探、航空磁测和区域重力测量等手段获得基础资料,再通过区域性工作直接发现矿产地,或者通过物探和化探异常查证工作发现矿产地。

  自20世纪80年代开始,随着全国第二轮区域化探扫面工作的进行,掀起了以水系沉积物测量信息为主的找矿热潮。这一时期,绝大部分矿产地是经过化探异常查证后发现的。直至20世纪末,我国矿产勘查基本以发现地表或浅部矿床为主。进入21世纪以来,在工业化和城镇化高速发展的带动下,我国又掀起了新一轮矿产勘查高潮。随着勘查工作程度的提高,矿产勘查领域正在发生历史性的转变——从以寻找地表矿或浅部矿为主逐步转向寻找隐伏矿和深部矿。

  以叶天竺教授为核心的研究团队,依托指导危机矿山、老矿山等国家重大找矿专项的宝贵找矿经验和生动矿床实例,在对国内几十个典型矿床成矿机制和找矿预测模型研究的基础上,创新性地提出了一套以“成矿地质体、成矿构造与成矿结构面、成矿作用特征标志”为核心的“三位一体”勘查区找矿预测理论,填补了我国勘查区找矿预测的空白,也使深部找矿有了新的理论和方法“利器”。

  该理论以勘查区找矿为出发点,以成矿作用内因(元素的地球化学特征)和外因(地质作用类型)为切入点,提出了勘查区找矿的地质方法解决方案,破解了信息不对称前提下二维转三维的找矿预测难题,最大限度地降低了找矿标志的不确定性,显著提高了找矿预测可信度,为我国勘查区找矿领域提供了系统的方法体系。

  以该理论为指导,我们可以将勘查区深部找矿和已知矿山深部找矿定义为:以岩石学、矿物学、地球化学和矿床学等理论为指导,以1∶1万~1∶2000大比例尺岩性构造蚀变地质填图为基础,通过成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志研究,构建勘查区找矿预测地质模型,结合应用物探和化探综合方法,推断矿体赋存位置,通过工程施工,发现并查明工业矿体的专门性工作。近年来,老矿山找矿、整装勘查区和矿集区找矿工作的实践证明,在勘查区找矿或已知矿深部勘查工作中,按照此理论和方法,能够显著提高预测成功率。

  该成果在国内已广获业内专家和一线技术人员的认可。陈毓川院士评价:“该成果为深部找矿提供了系统的方法体系,实现了深部找矿重大突破。”翟裕生院士评价:“该项工作改变了我国重要矿集区深部成矿特征的传统认识,对我国华北陆块北缘、西秦岭、黔西南等成矿区带金矿床类型及成矿机制等方面取得突破性认识,并将该理论作为我国重要的原创性矿床学三大理论之一。”裴荣富院士评价:“该项工作开拓了我国深部找矿空间,引领全国深部找矿热潮,推动了深部找矿的战略性转折。”目前,该理论与方法被自然资源部中国地质调查局最新的1∶5万矿产地质调查技术规范所吸纳。《勘查区找矿预测理论与方法》专著也已被选入中国地质大学、中国科学院大学等高校研究生教材bob半岛官网平台。

  技术是制约矿产勘查深度的重要因素。近年来国内外在深部矿产探测技术方法上取得了显著进步。国外有学者采用将直流(DCIP)电法与电磁探测技术结合起来,以期达到较大的探测深度(2000米)的同时又取得较高的分辨率。从发展大深度探测技术角度,国外大力发展金属矿地震技术。该技术在探测南非层控砾岩型金矿、追踪层控铅锌矿深部延伸等方面发挥了很好的作用,探测深度可以达到3000~5000米,这是目前深部资源勘查深度最大、分辨率最高的技术。国外先进的吊舱式时间域航空电磁技术的探测深度在500~800米,航空重、磁的探测深度一般小于500米。

  我国经过“十一五”、“十二五”的努力bob半岛官网平台,在一些核心技术上取得突破,比如,在宽频电磁传感器、大功率电磁观测等方面取得重要进展,化探方面探索研发了钻孔原生晕预测方法、“深穿透”地球化学方法。同时,凝聚了一批研发力量,使我国初步具备从“并行”到“领跑”的技术研发潜力。

  通过近些年的危机矿山、老矿山等国家地质找矿专项的找矿实践,我国也研发了一系列适合矿区复杂条件下的关键技术。众所周知,深部矿之所以难“找”,关键在于两个方面:一是矿区复杂地质条件下,探测方法对目标地质体的识别有效分辨率问题,即如何在各种复杂地质体的影响下提取到深部目标地质体的特征,并准确识别;二是矿区复杂人文条件对探测方法的干扰问题bob半岛官网平台。如何解决这些问题,才是检验探测技术方法有效性的关键所在,而非仅仅是该技术方法理论上能够“探的深”就行。

  例如:①2006年,危矿找矿项目首次采用直升机大比例尺低飞磁测技术,解决了地面建筑、高压线、选矿设备等因素引起的干扰问题。②首次研制了井-地磁测反演技术(SWMI3D),开发了井-地人机交互系统软件,探测深度推进到2000米。③采用重力、磁法、电法组合技术进行深部找矿,在吉林红旗岭铜镍矿区采用重力、磁法圈定岩体,电法探测矿体,并根据探测成果布设钻孔,成功在800米深验证见矿。④研发了大功率抗干扰电法仪KGR-1,并在全国多个地区进行了试验和应用,证实该仪器能够在强电磁干扰环境下具备一定的适用性。⑤强调按照“精细设计、精细施工、精细解释”的方法开展物探工作,做到“三精细”将是决定物探在深部找矿工作中取得成功的关键。

为你揭秘bob半岛官网平台:我国深部找矿现状(图3)

  尽管我国已经诞生了多个原创性矿床学和找矿预测理论方法,包括陈毓川院士等专家的“成矿系列”理论、翟裕生院士的“成矿系统”理论、叶天竺等专家的“三位一体”勘查区找矿预测理论方法,以及赵鹏大院士等专家的“三联式”数字找矿与定量预测评价矿产预测理论方法、王世称等专家的“综合信息预测方法技术”、朱裕生和肖克炎的“GIS矿产预测方法技术”等预测方法,对于不同地区和不同类型的矿产勘查都有其各自的适用性。成矿理论和预测方法虽然取得重大进展,但对于不同矿种和成矿类型的矿集区,仍需要深入了解地质运动深部过程、成矿作用及时空规律,对于需要精准定位的深部找矿工作,更需要精细刻画矿床深部三维结构,精准把握重要成矿地质体、成矿构造和成矿结构面的空间位置、形态展布和变化;探索成矿作用特征标志和流体活动范围。

  物化探探测技术方面:尽管很多方法技术的理论探测深度看起来足够深,但在面临我国金属矿产存在的地质条件复杂、目标地质体不明确和矿体不稳定、品位低、体积小等问题时,其有效性大打折扣,显得捉襟见肘。因此,仍需针对我国矿产资源地质特点,有针对性地进行仪器和技术方法组合的研发。

  生态文明建设对矿业生产和矿产勘查都提出了更高的要求,矿产勘查工作将全面退出自然保护区和生态脆弱区。这在一定程度上压缩了找矿空间。有些工作区工作程度高,经过多年工作,露头矿、浅表矿、易找矿都已基本探明,必须进入到深部找矿突破阶段,但深部找矿线索不明,方向不清,久攻不破,取得找矿突破难度很大,开展深部找矿风险极高。

  深部找矿“由浅入深”、“由已知到未知”,还面临着已有矿山人文环境的干扰问题。例如矿业生产高压电、运输轨道、电缆、采空区等往往会对物探测量和数据解释造成巨大干扰,矿业生产产生的尾矿、污水、民采堆浸等对化探造成干扰,都极大影响了深部探测工作的准确性。此外,由于矿政层面存在深部钻探工程对于矿权的要求,导致很多项目受制于矿权,深部钻探工程难以实施。例如某矿区就存在着上部标高为一家企业所有,而下部为另一家所有的情况。类似因矿权而限制项目工作的情况,虽可向自然资源管理部门申请协调,但于项目层面实施起来确系麻烦甚多,也无明确的规章条文对此类状况进行指导。

  开展深部找矿工作,不仅技术难度增大,需要更好的仪器、更多的人力和时间成本,也需要更高的经济成本。矿产资源与生俱来带着“经济”的概念,深部找矿并不仅仅是找后备资源,更多是为了找经济的可采选的“工业矿体”,为企业创造效益,为国家工业建设添动力。特别是如今,企业是矿业的主体,中央资金和项目要想起到引领和拉动作用,就必须以寻找经济矿体为目标。而对于矿产品价格走低环境下、储备资源情况又每况愈下的企业来说,深部找矿的成本更高、风险更大。

  随着找矿工作的重心从区域找矿和浅表找矿转向深部找矿,一线地勘单位的人才队伍也应进行观念转变和知识水平的提高。部分队伍仍然停留在以往“通过区域性工作直接发现矿产地,或者通过物探和化探异常查证工作发现矿产地;通过进一步大比例尺物化探圈定异常,并直接施工工程验证;或根据已有矿体产状按照工程间距进行控制追索”的老一套找矿思维上。有必要进一步加强理论学习,掌握先进的模型找矿和预测方法。