深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)的不確定性

譚 榮

江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一六大隊，江西九江 332100

1 深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)的現(xiàn)實意義

自改革開放以來，我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，為了適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展需求，礦產(chǎn)資源供需形勢發(fā)生了重大變化，具體表現(xiàn)為以下兩個方面。

1.1 解決礦產(chǎn)資源制約國民經(jīng)濟發(fā)展的需要

自社會主義市場經(jīng)濟體制在我國確立以來，國民經(jīng)濟快速發(fā)展。特別是在全面小康社會建設(shè)背景下，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化步伐加快，礦產(chǎn)資源消費需求持續(xù)快速增長。這導(dǎo)致了當前關(guān)系國計民生的一些重要礦產(chǎn)資源，類似于煤炭、石油、鉀鹽等大宗礦產(chǎn)難以滿足需求。由于貧礦多，選礦難，致使當前我國礦產(chǎn)資源后備儲量嚴重不足，對外依存度提高[1]。礦產(chǎn)資源供需形勢的嚴峻性迫切需求加強深部礦產(chǎn)資源的勘探與開發(fā)。

1.2 提高我國礦產(chǎn)資源抵御外來風險能力的需要

在全球經(jīng)濟一體化發(fā)展形勢下，國際范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源領(lǐng)域的合作更加緊密，由此也引發(fā)了礦產(chǎn)資源的競爭。如何保護本國礦產(chǎn)資源安全以應(yīng)對社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，以成為各國共同關(guān)注的問題?？梢?，如何科學(xué)、高效地進行深部礦產(chǎn)資源勘探及開發(fā)，指定符合本國的礦產(chǎn)資源管理戰(zhàn)略，這對保護社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展和全面小康社會建設(shè)都具有重要意義。

2 深部礦產(chǎn)資源的產(chǎn)出特征分析

提高深部礦勘查與開發(fā)的成效，離不開對深部礦特征的研究。在當前的技術(shù)條件下結(jié)合已有的經(jīng)驗，主要是從識別深部礦產(chǎn)資源信息的途徑入手。鑒于深部礦床埋藏于地表下一定深度范圍內(nèi)，現(xiàn)有的科技水平和實際操作的技術(shù)條件有限，難以獲取其準確信息。但我們可以從以下兩個方面來把握其主要特征。

1）深部礦產(chǎn)資源礦化信息的一般規(guī)律：深部礦產(chǎn)資源往往深藏于地下，其地理信息一般都較少地有體現(xiàn)，這無疑加大了對其進行勘探與開發(fā)的難度。從現(xiàn)有的深礦探礦經(jīng)驗來看，深礦的形成主要有兩種情況：一是礦床原始形成于淺部地表，由于地理條件的變化，現(xiàn)今藏于深部；而另一種情況是其礦床形成原始深度大，至今仍深埋在地表下。因此，由于其形成是由同種成礦作用控制，在原始產(chǎn)出特征方面表現(xiàn)出極大的相似性，而與埋藏的深度無關(guān)?；谶@種認識，我們認為，類型相同的淺部礦和深部礦，其產(chǎn)出特征差異性來自于多方面因素的耦合；

2）地區(qū)不同、地理位置不同，深部礦的產(chǎn)出特征不同。在前文分析深部礦產(chǎn)資源的形成一般規(guī)律來看，比如而原始形成于淺部但現(xiàn)今位于深部的礦床一般與特定時代的地層，巖層以及沉積構(gòu)造等因素關(guān)系密切。但這些信息都是微弱的，需要綜合數(shù)據(jù)的采集和成熟理論的應(yīng)用分析。那么在現(xiàn)有技術(shù)條件下，深部礦產(chǎn)資源用什么方法，何種技術(shù)手段來進行開發(fā)，是當前技術(shù)創(chuàng)新的努力方向。

3 現(xiàn)有技術(shù)條件在深部礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用和不足

自人類認識到礦產(chǎn)資源的利用價值以來，礦產(chǎn)資源的勘探與開發(fā)技術(shù)得到了長足的進步與發(fā)展。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，各種新技術(shù)與新方法在深部礦產(chǎn)資源的勘探與開發(fā)實踐中得以嘗試與探索。

3.1 當前深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)中的主要技術(shù)方法

1）經(jīng)驗找礦：即一些經(jīng)驗豐富的找礦人，通過他們自身積累的經(jīng)驗及經(jīng)驗的可靠性來找礦。在工業(yè)社會時期，這種找礦方法為人類社會經(jīng)濟發(fā)展起到了重要的推動作用[2]。在科技水平快速發(fā)展的今天，這種方法在一定的范圍內(nèi)還在應(yīng)用，如哈默斯利鐵礦（澳）和石英山（美）巨型斑巖鉬礦的發(fā)現(xiàn)。但很顯然這種方式在對深部礦產(chǎn)資源勘探中表現(xiàn)出極大的局限性；

2）方法找礦：“方法找礦”是指使用各種技術(shù)方法來達到找礦。具有代表性的方法有：

（1）勘查地球物理方法：該方法涉及到技術(shù)種類繁多，如今已發(fā)展為一門專業(yè)的學(xué)科。（見圖1）。在當前深部找礦需求的推動下，傳統(tǒng)的勘查地球物理技術(shù)方法在向與現(xiàn)代信息技術(shù)整合方向的發(fā)展；

圖1 丫他金礦16線綜合剖面圖

（2）勘查地球化學(xué)方法：該方法找礦效果顯著，典型的勘查地球化學(xué)模型見圖2。目前為了解決找礦深度和特殊景觀條件下應(yīng)用效果的問題，在技術(shù)手段方面主要從提高精度、分辨能力和深穿透能力方面著手，開發(fā)大面積地球化學(xué)填圖技術(shù)、各類深穿透化探技術(shù)，進行成礦成暈?zāi)Ｊ健⒏咝Ш娇栈?、新參量型地球化學(xué)暈等的應(yīng)用研究，為深部礦產(chǎn)資源的開發(fā)開辟了新的前景；

（3）航空航天遙感技術(shù)方法：該方法在找礦中獲得較快的發(fā)展，在深部礦產(chǎn)資源開發(fā)實踐中也得到了較好的應(yīng)用。其技術(shù)方向是提高遙感器的空間分辨率上，開發(fā)并廣泛應(yīng)用了成像光譜儀，多維信息合成、譜像模型建立與模式識別等技術(shù)。

圖2 為鄂東南陽新巖體矽卡巖型鐵銅礦的地質(zhì)—地球化學(xué)模型

3）理論找礦：自20世紀70年代前后，成礦理論和模式有了突破性的進展，從而極大地提高了理論找礦的成功率。比如當前很多深部礦體都是在老礦區(qū)和已知礦帶上發(fā)現(xiàn)的（見圖3）。如我國西城鉛-鋅礦、新疆土屋斑巖銅礦及新疆圖拉爾根銅-鎳礦找礦取得重大突破，就是鮮明的一例。

圖3 錫鐵山地區(qū)隱伏礦床找礦模式綜合預(yù)測示意圖

O3tna—下部基性—酸性火山碎屑巖沉積巖組；O3tnb—中基性火山碎屑巖組；Mb—大理巖；Seqsd—綠泥石英斜長片巖；Seqdc—絹云石英片巖；D—紫色變泥質(zhì)粉砂巖；P1dk-達肯大板群；F—斷層

3.2 現(xiàn)有技術(shù)方法在深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)中的不足

前文論述的不同技術(shù)方法都取得很好的找礦效果，但鑒于深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)中的不確定性，就始終都存在著找礦技術(shù)方法的研究問題。這種不足主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1）深度找礦缺乏成熟有效的技術(shù)。從當前礦產(chǎn)資源勘探的深度來說，世界上最深的蘭德金礦已達4 000m，而一般的也在1 000m左右。相比之下，我國礦產(chǎn)資源的開采深度一般是約500m，最深的紅透山銅-鋅礦的采深已達1 100m。因而當前的技術(shù)條件和理論找礦的應(yīng)用都面臨著諸多的難題；

2）找礦理論和技術(shù)方法的應(yīng)用研究存在局限性。從找礦的實踐來看，物探異常存在著“干擾”和“多解性”?；疆惓３V體之外，巖性變化、各類蝕變都可以引起異常。導(dǎo)致在具體的找礦實踐中帶來了諸多的難題與項目開發(fā)風險。比如我國著名的白銀廠銅礦區(qū)，40多年來進行了各種技術(shù)攻關(guān)，但很遺憾至今有任何重要突破。從總體上講，失敗的情況遠遠超過成功的事例；

3）缺少能綜合利用各種找礦方法的專業(yè)技術(shù)工作者。深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)，往往需要各種技術(shù)的嘗試與攻關(guān)，因而需要能綜合利用各種找礦方法的技術(shù)人員。只有把找礦理論研究和生產(chǎn)實踐以及學(xué)科發(fā)展之間有效地融合起來；才能完成和發(fā)展“一體化”的勘查技術(shù)集成問題。

4 深部礦產(chǎn)資源勘探和開發(fā)的不確定性及提升對策

4.1 深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)的不確定性表現(xiàn)

深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)的不確定性所帶來的風險主要表現(xiàn)在：地質(zhì)因素風險、工程風險、設(shè)計風險、市場風險、政策風險這五個方面。在此，就找礦的技術(shù)層面分析如下：深部礦產(chǎn)資源開發(fā)的技術(shù)性風險來自于客觀的地理環(huán)境因素影響，以及現(xiàn)有技術(shù)條件下的勘探工精度差，從而帶來了項目投資的風險。在找礦項目開發(fā)設(shè)計方面，一般風險失誤較少，但同樣不能掉以輕心，以免給項目來帶損失。

4.2 提高深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)的成效的建議

基于深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)的重要意義，那么如何提高其開發(fā)成效，規(guī)避其勘探與開發(fā)不確定性帶來的風險，是我們無法回避的問題?；诖耍P者認為，我們主要從以下三個方面開展工作：

1）加強專業(yè)人才隊伍建設(shè)。深部礦產(chǎn)資源的勘探，無論是技術(shù)的研發(fā)，還是技術(shù)上的應(yīng)用，都要得益于專業(yè)人才隊伍的建設(shè)。深部找礦的理論和技術(shù)研究是一項永恒的課題，至今也沒有十分成功或成熟的理論技術(shù)可以放之四海而皆準。也正是這種深部找礦理論預(yù)測存在著較大的風險，就更顯示出加強新一代找礦技術(shù)體系建立的必要性和迫切性。如何在宏觀理論指導(dǎo)下迅速縮小攻深靶區(qū)，這就是地質(zhì)工作者努力的方向之一。地質(zhì)人才是深部找礦過程中能動性最好的因素，通過地質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)結(jié)合深部找礦項目的實施，從而在實踐中驗證與發(fā)展找礦理論，對培育和造就地質(zhì)類創(chuàng)新型人才，不斷找到新的深部礦產(chǎn)資源，都具有十分重要的現(xiàn)實意義；

2）在實踐中不斷豐富與發(fā)展成礦理論。從當前找礦理論的研究現(xiàn)狀來看，不斷有新的成礦理論提出，對深部找礦突破具有指導(dǎo)性作用。比如：深部流體（成礦）作用理論中對地殼流體研究成果提出，有流體活動的地方就有形成礦床的可能。因此這就為深部礦產(chǎn)資源中與流體運動密切相關(guān)的Au、Ag、Zn、Cu、Sb、Hg、Sn 等礦床的發(fā)現(xiàn)提供了理論指導(dǎo)。我們需要在礦產(chǎn)資源勘查與開發(fā)的實踐工作中對這些理論加以檢驗和豐富與發(fā)展；

3）建立和完善找礦的技術(shù)體系。礦化信息的獲取都來自于一定的地理環(huán)境，成礦所具有的特殊地址條件，就是我們進行技術(shù)找礦的基礎(chǔ)條件。從當前所應(yīng)用的技術(shù)手段（包括物探、化探、遙感等）來看，其一般流程是對有利于成礦的地理環(huán)境提取信息，從而判斷是否有礦體存在及礦體存在的形態(tài)分布，然后通過實驗工程加以驗證。從這種找礦的實踐經(jīng)驗來看，用單一的技術(shù)手段或方法往往對深部礦產(chǎn)資源的勘探體現(xiàn)出極大的局限性。由于各技術(shù)手段的局限性和深部礦產(chǎn)資源成礦的特殊性，因此需要多學(xué)科的互補利用。這也就要求我們在對礦化信息提取方面，需要建立具有多學(xué)科融合的技術(shù)體系，依靠成熟的技術(shù)手段，發(fā)展新技術(shù)，從而建立符合深部礦產(chǎn)資源勘探的找礦技術(shù)體系。

5 結(jié)論

綜上所述，深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)影響著現(xiàn)階段我國全面小康社會的建設(shè)與發(fā)展，關(guān)系到國家礦產(chǎn)資源的安全。因此加強找礦專業(yè)人才隊伍的建設(shè)，在實踐中不斷豐富與發(fā)展成礦理論，建立和完善找礦的技術(shù)體系，就成為我們提高深部礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)成效的必由之路。

[1]吳仲雄.礦產(chǎn)資源勘探新增儲量預(yù)測研究[J].金屬礦山，2007(7).

[2]車長波，唐文連.我國煤層氣資源勘探開發(fā)前景[J].中國礦業(yè)，2008(5).