21世紀(jì)礦業(yè)應(yīng)向后工業(yè)發(fā)展勢(shì)態(tài)傾斜——適者生存和可持續(xù)發(fā)展

裴榮富 中國(guó)工程院院士

（中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所）

21世紀(jì)礦業(yè)應(yīng)向后工業(yè)發(fā)展勢(shì)態(tài)傾斜
——適者生存和可持續(xù)發(fā)展

裴榮富 中國(guó)工程院院士

（中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所）

“后工業(yè)”（Post-Industry）是知識(shí)經(jīng)濟(jì)或曰“新經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展時(shí)代。這個(gè)時(shí)代的自然資源和一般勞動(dòng)力資源，包括礦產(chǎn)資源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的基礎(chǔ)地位逐漸為知識(shí)產(chǎn)權(quán)、市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)、信息、創(chuàng)新環(huán)境等后天獲得性資源，以及為創(chuàng)新人材的新“認(rèn)知”（Recognized Intellect）（RI）所代替。然而，據(jù)礦產(chǎn)資源分布及其成礦既具有一定的全球統(tǒng)一性又有區(qū)域的特殊性，以及不同國(guó)家（地區(qū)）對(duì)礦產(chǎn)資源勘查程度的不均衡性，特別是礦業(yè)活動(dòng)與其他產(chǎn)業(yè)性質(zhì)的不同，如何能按不同國(guó)家（地區(qū)）的具體發(fā)展?fàn)顩r，做好21世紀(jì)礦業(yè)向“后工業(yè)”發(fā)展勢(shì)態(tài)的傾斜，達(dá)到適者生存和礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)是當(dāng)代探討的重大問(wèn)題（A.H.Meldrum,2001）。本文在概括闡述了21世紀(jì)礦業(yè)發(fā)展勢(shì)態(tài)、礦業(yè)活動(dòng)特點(diǎn)及其自然屬性的基礎(chǔ)上，提出了礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的地質(zhì)勘查和礦業(yè)活動(dòng)決策支持系統(tǒng)的模擬，以及對(duì)當(dāng)前緊缺銅礦資源可持續(xù)發(fā)展的新“認(rèn)知”

后工業(yè) 新經(jīng)濟(jì) 新認(rèn)知 雙控論和合理域 衍生成礦作用 構(gòu)造成因

一、21世紀(jì)礦業(yè)發(fā)展勢(shì)態(tài)

21世紀(jì)礦產(chǎn)資源和礦業(yè)活動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的勢(shì)態(tài)應(yīng)是既滿足當(dāng)代人的需要也不危害后代人的發(fā)展，并強(qiáng)調(diào)人們需求礦產(chǎn)資源權(quán)力的公平性，以及人類經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展與礦產(chǎn)資源承載能力的補(bǔ)償性和全球礦業(yè)活動(dòng)的共同性。這是因?yàn)榈V產(chǎn)資源是不可再生的耗竭性資源，又是地球自然生態(tài)系統(tǒng)，甚至是宇宙世界的重要組成部分。21世紀(jì)的礦業(yè)發(fā)展模式不應(yīng)是再依賴過(guò)量消耗資源，損害生態(tài)環(huán)境發(fā)展經(jīng)濟(jì)，本文據(jù)宋瑞祥主編中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告（1997），概括其發(fā)展勢(shì)態(tài)的主要目標(biāo)為：①供給需求要保證平衡；②管理與保護(hù)措施要有效；③政策與法規(guī)要建全；④環(huán)保與經(jīng)濟(jì)發(fā)展要協(xié)調(diào)。采取的主要戰(zhàn)略是：①開放型的資源供給；②節(jié)約型的資源消耗；③集約與科技推動(dòng)型的資源開發(fā)；④協(xié)調(diào)型的區(qū)域礦產(chǎn)資源發(fā)展。依靠的主要措施是：①大力依靠科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，提高智能和深化“認(rèn)知”；②按各國(guó)家（地區(qū)）礦產(chǎn)資源的具體狀況，周密地安排礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)、勘查和開發(fā)；③加強(qiáng)政策的宏觀調(diào)控，建立礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)、勘查和開發(fā)的區(qū)塊管理；④實(shí)行統(tǒng)籌規(guī)劃和統(tǒng)一管理，強(qiáng)化開發(fā)過(guò)程中的監(jiān)督和有效利用；⑤強(qiáng)調(diào)節(jié)約資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)；⑥加大礦業(yè)技術(shù)開發(fā)的科研投入，強(qiáng)調(diào)礦山開發(fā)環(huán)境的保護(hù)；⑦開展全球礦產(chǎn)資源成礦研究，有計(jì)劃地開拓和利用國(guó)內(nèi)、外兩種礦產(chǎn)資源、兩個(gè)市場(chǎng)，有目的地進(jìn)行國(guó)外資源勘查，實(shí)行資源互補(bǔ)；⑧發(fā)揮國(guó)家優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)出口，調(diào)整礦產(chǎn)品進(jìn)口戰(zhàn)略；⑨從產(chǎn)業(yè)優(yōu)化改變消費(fèi)方式，提高單位礦產(chǎn)資源產(chǎn)出效益，保障社會(huì)消費(fèi)和生產(chǎn)體系長(zhǎng)期穩(wěn)定。

為了達(dá)到對(duì)上述21世紀(jì)礦業(yè)活動(dòng)發(fā)展的主要目標(biāo)、管理措施和戰(zhàn)略，必須建立在礦產(chǎn)資源自身的特點(diǎn)和其自然屬性的基礎(chǔ)上。

二、礦產(chǎn)資源和礦業(yè)開發(fā)的特點(diǎn)

礦產(chǎn)資源是自然資源的一種，是人類賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。但是，它是在地球演化過(guò)程中，通過(guò)一定成礦作用形成的，并在當(dāng)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下能為人們開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)地質(zhì)體。該地質(zhì)體在自然資源分類中屬物質(zhì)資源，是勞動(dòng)的對(duì)象，而且是通過(guò)合理的勘查、開發(fā)和加工過(guò)程，其自身被消耗而加入礦產(chǎn)品中的不可再生的耗竭資源。因而，礦業(yè)開發(fā)與其他產(chǎn)業(yè)有著不同的經(jīng)濟(jì)規(guī)律，其他產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)對(duì)所消耗生產(chǎn)資料的補(bǔ)充而得以持續(xù)發(fā)展，但是，礦業(yè)企業(yè)即使補(bǔ)充了生產(chǎn)資料，它仍舊是從開發(fā)伊始即逐漸進(jìn)入礦產(chǎn)資源的消亡，最終在原地仍是不能持續(xù)生產(chǎn)。因而礦山設(shè)計(jì)規(guī)模保持在一定年限內(nèi)，依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，運(yùn)用新的“認(rèn)知”在深部、外圍和有關(guān)成礦遠(yuǎn)景區(qū)不斷發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)資源，是解決緊缺礦產(chǎn)短缺、危機(jī)礦山新生和礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展的重要舉措（裴榮富等，1999）。

三、礦產(chǎn)資源的自然屬性

上述的礦產(chǎn)資源和礦業(yè)開發(fā)的特點(diǎn)正是礦產(chǎn)資源自然屬性所賦予的。眾所周知，礦產(chǎn)資源作為長(zhǎng)期地質(zhì)歷史演化過(guò)程中，形成可被利用的物質(zhì)實(shí)體，是需要經(jīng)過(guò)多學(xué)科的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和創(chuàng)新的“認(rèn)知”給予支撐而實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)現(xiàn)過(guò)程是受其下列自然屬性所制約的：

1－礦產(chǎn)資源形成的地質(zhì)條件和成礦規(guī)律具有認(rèn)識(shí)的不確切性

礦產(chǎn)資源作為在地球演化史中形成的客觀地質(zhì)體是較難于應(yīng)用所能觀察到的部分成礦信息而十分準(zhǔn)確的給予歷史再造，即使我們進(jìn)行大量礦產(chǎn)勘查和成礦研究，仍然僅是對(duì)其進(jìn)行的不同程度推斷和評(píng)價(jià)的認(rèn)識(shí)成果。這一認(rèn)識(shí)成果是解決礦產(chǎn)，資源賦存規(guī)律的重要依據(jù)，但具有很多不確切性。因而對(duì)礦產(chǎn)成礦規(guī)律和評(píng)價(jià)的要求，一方面要通過(guò)科學(xué)實(shí)踐深化“認(rèn)知”，另一方面只需達(dá)到一定地質(zhì)的和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件研究保證程度的合理性即可滿足礦山工業(yè)建設(shè)的要求。例如應(yīng)用50×50米勘查工程探出的證實(shí)儲(chǔ)量仍允許有5%的誤差。

2－礦產(chǎn)資源在地質(zhì)體中具有賦存的隱蔽性

作為礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)地質(zhì)體很少100%的出露地表，對(duì)其勘查的實(shí)體大部是在地下，特別是對(duì)那些從未出露的盲礦體，更是全隱蔽性的。礦產(chǎn)資源的這種隱蔽性完全不同于土地和森林等其他自然資源。它是需要投入大量物化勞動(dòng)，特別是創(chuàng)造性思維勞動(dòng)才能予以發(fā)現(xiàn)和窺其全貌，而且能否作為勞動(dòng)對(duì)象參與礦業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，還必須通過(guò)礦山建設(shè)可行性研究和生產(chǎn)勘探。

3－礦產(chǎn)資源具有礦田、礦床、礦體及其結(jié)構(gòu)－構(gòu)造和組分組成的整體性

作為礦產(chǎn)資源的載體是由礦田、礦床、礦體及其結(jié)構(gòu)－構(gòu)造和多種組份組成的具體反映。它們所反映的礦田范圍、礦床規(guī)模、礦體集散、組份共生和伴生狀態(tài)、品位貧富等特點(diǎn)都要從其賦存的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造整體性來(lái)評(píng)價(jià)，礦業(yè)開發(fā)必須與其整體性相適應(yīng)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的合理性也應(yīng)與其整體性相匹配。

4－礦產(chǎn)資源分布具有不均勻性

礦產(chǎn)資源的分布取決于特定的地質(zhì)構(gòu)造控礦條件，不受國(guó)界、國(guó)家內(nèi)部的行政區(qū)劃所限定。因而，礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律既具有全球的普遍性也有區(qū)域的特殊性。這種不均勻性的分布規(guī)律為礦業(yè)利用國(guó)內(nèi)和國(guó)外“兩種礦產(chǎn)資源、兩個(gè)市場(chǎng)”的戰(zhàn)略計(jì)劃提供客觀依據(jù)，也是在國(guó)內(nèi)、外開展礦產(chǎn)資源勘查和礦業(yè)開發(fā)、合理安排工業(yè)布局的客觀必然。

5－礦產(chǎn)資源具有一定成礦規(guī)律的最佳耦合性礦產(chǎn)資源的分布雖然具有不均勻性，但其形成并不是隨機(jī)的，是受一定地質(zhì)因素控制的，特別是受成礦地質(zhì)背景、控礦場(chǎng)地、成礦相和結(jié)構(gòu)-構(gòu)造礦床，即“景、場(chǎng)、相、床”四個(gè)等級(jí)體制成礦最佳耦合控制的（裴榮富等，1999）。最佳耦合不完全符合隨機(jī)概率的統(tǒng)計(jì)，而且其出現(xiàn)機(jī)率是很小的。因而，必須通過(guò)大量地質(zhì)觀察和加強(qiáng)對(duì)促成等級(jí)體制最佳耦合成礦機(jī)制的深入研究，深化對(duì)其最佳耦合成因的“認(rèn)知”是今后礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)的重要研究方向。

6－礦產(chǎn)資源開發(fā)利用具有地質(zhì)的和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件評(píng)價(jià)的雙重性

除上述對(duì)礦產(chǎn)資源認(rèn)識(shí)的不確切性、地質(zhì)體賦存的隱蔽性、載體的整體性、分布的不均勻性和等級(jí)體制最佳成礦耦合性等必須通過(guò)大量多學(xué)科科學(xué)技術(shù)和創(chuàng)新“認(rèn)知”給以支撐外，由于礦產(chǎn)資源開發(fā)利用條件的復(fù)雜性決定著礦業(yè)活動(dòng)投資大、周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高，以及在礦山建設(shè)開發(fā)過(guò)程中必須解決大量采掘、選冶、通風(fēng)、地溫、水文地質(zhì)、地壓、安全、環(huán)保等可行性的研究，所以礦業(yè)活動(dòng)的可持續(xù)發(fā)展還必須兼具地質(zhì)研究保證程度的和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件可行的雙重性（裴榮富等，1999，2001）。

四、礦產(chǎn)資源和礦業(yè)開發(fā)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)技術(shù)模擬

為了保證礦產(chǎn)資源和礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，根據(jù)礦業(yè)活動(dòng)特點(diǎn)和自然屬性提出下列礦產(chǎn)合理勘查的“雙控論”、“合理域”和礦業(yè)活動(dòng)決策支持系統(tǒng)的模擬：

1－礦產(chǎn)勘查的“雙控論”與“合理域”模擬

該模擬的設(shè)想是建立在礦產(chǎn)資源兼具地質(zhì)研究保證程度和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件可行的雙重性基礎(chǔ)上。其中地質(zhì)研究采用四個(gè)等級(jí)體制成礦最佳耦合研究的保證程度度來(lái)表達(dá)，如圖1縱座標(biāo)（a）；技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件研究的保證程度用各種開發(fā)技術(shù)條件的可行性來(lái)表達(dá)，如圖1橫座標(biāo)（b）。按a與b比例的不同，在座標(biāo)圖上按不同斜率勾畫出一條礦產(chǎn)勘查的曲線（粗線），并按斜率的大小劃分出7個(gè)勘查評(píng)價(jià)程序，8個(gè)不同評(píng)價(jià)的礦床和5個(gè)不同評(píng)價(jià)的礦山，使礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)程序不僅建立在成礦等級(jí)體制耦合研究不同保證程度基礎(chǔ)上，也達(dá)到技術(shù)－經(jīng)濟(jì)條件研究保證程度的要求。圖1中標(biāo)出的勘查開發(fā)不同階段的界線帶（陰影）和最優(yōu)界線（實(shí)線）是反映合理勘查評(píng)價(jià)相對(duì)性和優(yōu)選性的。因?yàn)槿粜璧V產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)達(dá)到最佳界限，必須投入極大，而且對(duì)一些復(fù)雜的難于確切探明的礦產(chǎn)資源也不需要作到最佳界限，只要達(dá)到當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件允許，并能滿足礦產(chǎn)地質(zhì)研究保證程度就合理了。圖中界線帶的陰影范圍即為“合理域”。

2－礦業(yè)活動(dòng)決策支持系統(tǒng)的模擬

在上述礦產(chǎn)勘查原則和勘查模擬的基礎(chǔ)上，建立礦產(chǎn)勘查決策支持系統(tǒng)是合理進(jìn)行勘查管理的重要舉措?？辈楣ぷ鳑Q策支持系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)其工作的不同勘查階段、不同礦床地質(zhì)復(fù)雜程度、勘查技術(shù)的經(jīng)濟(jì)條件、工作目的任務(wù)和勘查范圍等決策其勘查成果、周期、投資大小和風(fēng)險(xiǎn)比例（圖2）。例如從圖2中可以顯示：普查階段以成礦地質(zhì)構(gòu)造背景和成礦堆積環(huán)境和簡(jiǎn)要的經(jīng)濟(jì)－技術(shù)條件試驗(yàn)研究為主，回答的勘查任務(wù)是何處找礦和哪里有礦，決策目的是圈出有利成礦遠(yuǎn)景區(qū)，采用的地質(zhì)測(cè)量是大－中等范圍的小－中比例尺，工作年限為數(shù)月或復(fù)查到數(shù)年，投入小，以不足總勘查費(fèi)用的10%為限，風(fēng)險(xiǎn)可允許大到100%；礦床評(píng)價(jià)勘查階段則以進(jìn)入成礦構(gòu)造聚斂場(chǎng)和金屬成礦相詳細(xì)的和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件可行的初步研究為主，勘查任務(wù)是回答勘查對(duì)象是否具工業(yè)意義，決策目的是提供現(xiàn)時(shí)工業(yè)意義的礦床或僅具將來(lái)意義或具邊采邊探或予以否定的礦床，工作范圍小于幾平方公里，采用中－大比例尺地質(zhì)測(cè)量，工作年限為年到數(shù)年，投入中等，最多投入達(dá)總勘查費(fèi)用的25%，風(fēng)險(xiǎn)小于50%；礦床工業(yè)勘探階段則以進(jìn)行礦床結(jié)構(gòu)－構(gòu)造的詳細(xì)研究，回答礦山如何開發(fā)或暫不進(jìn)行礦山建設(shè)設(shè)計(jì)為將來(lái)提供技術(shù)儲(chǔ)備的礦床，采用大比例尺地質(zhì)測(cè)量和工作范圍小于1km2，一般1-2年完成。

圖1 礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)模擬設(shè)想（Fig. 1 Assessment modeling of mineral exploration）

圖2 礦業(yè)活動(dòng)決策支持系統(tǒng)模擬(Fig.2 Decision-making system modeling of mineral exploration and mining activity)

五、銅礦資源可持續(xù)發(fā)展調(diào)查評(píng)價(jià)新“認(rèn)知”

銅礦是人類認(rèn)識(shí)最早和開發(fā)利用的礦產(chǎn)，由于它被廣泛而大宗地應(yīng)用于工業(yè)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，迄今全球?qū)χM(jìn)行大規(guī)模調(diào)查評(píng)價(jià)和勘查開發(fā)仍經(jīng)久不衰。但是有些國(guó)家，如中國(guó)的銅礦資源還是急待調(diào)查評(píng)價(jià)和勘查的緊缺礦產(chǎn)。銅礦的全球分布雖然比較廣泛，但大-超大型礦床的分布非常不均衡，產(chǎn)出構(gòu)造背景、成礦時(shí)代和礦床類型均偏在（裴榮富等，1998）。據(jù)李朝陽(yáng)等（2000）、戴自希（1983）統(tǒng)計(jì)五大洲150余國(guó)家七種類型銅礦儲(chǔ)量大于500萬(wàn)噸的僅有51個(gè)（表1），并以南、北美洲最多，其中斑巖型銅礦占28個(gè)，總儲(chǔ)量為36586萬(wàn)噸，占51個(gè)超大型銅礦床總量（64045萬(wàn)噸）的57.1%；沉積巖容礦（砂頁(yè)巖）型銅礦占15個(gè)，總儲(chǔ)量為17828萬(wàn)噸，占51個(gè)超大型銅礦床總儲(chǔ)量的27.8%。兩個(gè)類型銅礦即已占據(jù)銅礦已知的7個(gè)主要類型的84.9%。今后應(yīng)以調(diào)查評(píng)價(jià)斑巖型和沉積巖容礦型銅礦將是保證其可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

圖3 全球超大型銅礦和金礦分布圖*(據(jù)R.J Goldfarb資料修編)(Fig. 3 Distribution of global super large copper and gold deposits)

斑巖型銅礦主要密集分布于環(huán)太平洋、古亞洲和阿爾卑斯-喜馬拉雅三個(gè)成礦帶。環(huán)太平洋成礦帶除圍繞其中心的達(dá)爾文海隆向周邊劃分為洋緣大金環(huán)、陸緣大銅環(huán)和陸內(nèi)大鎢、錫環(huán)外，又按其疊復(fù)于前中-新生代的克拉通和造山帶的地質(zhì)背景不同，可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)不同成礦象限的亞帶（圖3）。斑巖銅礦則偏在產(chǎn)出濱東北和東南太平洋科迪勒拉-安第斯陸緣新生代構(gòu)造-巖漿鏈；濱西南太平洋陸緣新生代島弧帶和濱西北太平洋陸緣中生代火山-侵入巖帶；產(chǎn)于特提斯-喜馬拉雅成礦帶則偏在中-新生代陸緣和殘余地塊邊緣構(gòu)造-巖漿區(qū)；產(chǎn)于古亞洲成礦帶則偏在于后造山扭張性構(gòu)造火山-侵入巖的巖株-巖鐘部位；沉積巖容礦型銅礦主要密集分布于非洲、澳洲、北美、南美、歐亞洲的前寒武紀(jì)古老地塊成礦域，并偏在產(chǎn)出在晚太古和早-中元古代的Tanzania、Zimbabwe、Kaapvoal克拉通、Pilbara、Yilgarn克拉通、Carajas、Quadrilatreo、Guyana地盾、Superior、Dakota、Manitoba-Saskatehewan克拉通、Dharwar克拉通、Siberia克拉通、中朝-揚(yáng)子地臺(tái)、Ukrainian地盾、Karelian克拉通，以及其古生代蓋層沉積盆地等成礦堆積環(huán)境中（圖3，表1）。

60年代以來(lái)，對(duì)在上述兩類型礦床偏在產(chǎn)出的地質(zhì)構(gòu)造背景和成礦堆積環(huán)境上，應(yīng)用地、物、化、遙多學(xué)科進(jìn)行了大量統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，雖然在戰(zhàn)略找礦上有所啟示，但達(dá)到找礦效益的成功率很低，據(jù)國(guó)外有關(guān)勘查單位統(tǒng)計(jì)其成功率只有0.1%～0.7%（趙鵬大，2001）。這是因?yàn)榈刭|(zhì)成礦是受

多種成礦因素支配的，它不完全符合概率統(tǒng)計(jì)的隨機(jī)性。21世紀(jì)開始，歐美等礦產(chǎn)資源大國(guó)已不再大量投入統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，而代以深化認(rèn)識(shí)成礦作用的新“認(rèn)知”（RI）并著重對(duì)其關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行示范研究的突破，以提高找礦成功率。這是21世紀(jì)促進(jìn)礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展的重要科學(xué)技術(shù)支撐。本文僅對(duì)兩大支柱的沉積巖型和斑巖型銅礦可持續(xù)發(fā)展的某些新“認(rèn)知”列述如下：

1-衍生成礦作用（過(guò)程）與沉積巖型銅礦的可持續(xù)發(fā)展

衍生成礦（作用）（Derivative processes）系指一種類型的礦床受另一種成礦熱事件作用而派生出另一類型礦床，并與前者形成互為衍生的組合關(guān)系。它們可以形影相隨，但兩者之中一個(gè)類型不發(fā)育，另一類型才能形成特大型礦床（裴榮富等，1998，1999，2001）。

世界級(jí)特大型澳林匹克壩Fe-Cu-Au(U-Ag-Co-La-Ce)礦床，銅儲(chǔ)量可達(dá)3200萬(wàn)噸，金1200噸，U3O8 120萬(wàn)噸，還可綜合回收大量稀土、鐵、銀和鈷，是多種組合的特殊礦床。它的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)將解決銅、金、鈾資源供求的30-70%，其經(jīng)濟(jì)意義極大，但自1975年發(fā)現(xiàn)以來(lái)，迄今對(duì)其成因仍無(wú)定論。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)其在澳大利亞的Ernest Henry，智利的Cande laria、Salobo、Alemao、Sossego、Cristalino和在巴西卡拉加斯地區(qū)產(chǎn)出的一些類似奧林匹克壩式礦床均顯示其金屬組份與沉積巖容礦型銅礦（SSC）、火山紅層型銅礦（VRC）礦床類似。Kirkham（2001）等人通過(guò)大量研究提出奧林匹克壩礦床的形成可能首先是由深成巖侵吞了SSC和VRC之后，爆發(fā)巖漿蒸氣作用（phratomagmatism），并形成巨大的，至少有三期花崗巖同角礫巖基（Syn-braceia batholith）的同時(shí)，釋放出大量巖漿熱流體，形成既有巖漿源也容納了沉積巖容礦源的多種金屬而超巨量堆積的。據(jù)此，提出SSC和VRC型礦床可能是尋找Olympic Dam礦床的標(biāo)志，或稱它們是互為衍生的礦床組合（裴榮富等，1998）。實(shí)際上，在Olympic壩地區(qū)調(diào)查評(píng)價(jià)的最初目標(biāo)也是尋找SSC型礦床，但勘查結(jié)果卻在該區(qū)厚達(dá)300m蓋層的深部發(fā)現(xiàn)了隱伏的Olympic壩，從而鑒證了這兩類礦床之間互為衍生的關(guān)系。

表1 世界銅金屬儲(chǔ)量大于500萬(wàn)噸的銅礦床*（Table 1 More than 5 Million tons of metals for copper deposits in the world）

表2 澳林匹克壩銅金礦和沉積巖容礦型鐵銅鈷礦衍生成礦變異相及演化(Table 2 The Derivative Heteromorphic phase deposit and its evolution of Olympic Dam Cu-Au-U-La-Ce deposit and sedimentary-hosted Fe-Cu-Co-Ag-Zn deposit)

另外，作者從擴(kuò)大特大型礦床找礦方向出發(fā)也提出奧林匹克壩與SSC礦床可能存在衍生變異相（Heteromorphic phase）的成因關(guān)系（裴榮富，1994，1998），主要認(rèn)為SSC型礦床的形成可能是通過(guò)巖漿作用衍生和侵蝕-沉積/成巖-化學(xué)/機(jī)械再造/熱水噴流/表生等多種衍生作用而與奧林匹克壩礦床形成互為找礦標(biāo)志的礦床組合（圖2）。衍生的礦床可分為BBT，A，B1，B2和C五個(gè)相，并預(yù)測(cè)在加拿大西北部的大熊巖漿帶，南澳大利亞的浩肯克拉通和非洲銅礦帶的邦衛(wèi)因地鐵帶均可能具有這兩類礦床的衍生相（表2）。

上述衍生成礦作用新的“認(rèn)知”，為擴(kuò)大發(fā)現(xiàn)世界級(jí)特大型礦產(chǎn)資源和銅礦的可持續(xù)發(fā)展開拓了新思路。

2-構(gòu)造成因（作用）與可持續(xù)發(fā)展

圖4 衍（再）生礦床變異相及成礦演化（Fig.4 Heteromorphic phase of derivative deposits and is evolution）

構(gòu)造成因（作用）（Tectogenesis）系指構(gòu)造的構(gòu)造（Tectonic structure），即區(qū)域大構(gòu)造是成礦構(gòu)造的場(chǎng)地準(zhǔn)備（Ground preparation），但兩者必須在特定構(gòu)造事件下達(dá)到控構(gòu)聚斂的最佳耦合才能形成特大型礦床（W.V.Bogacz，2001；裴榮富，1999）。

圖5 智利北-秘魯南部第三紀(jì)斑巖型銅礦帶的構(gòu)造成因(圓圈范圍示礦匯區(qū))(Fig.5 Tectogenesis of the Tertiary porphyry copper belt in north Chilesouth Peru)Circular area showing ore cluster

作為銅礦資源可持續(xù)發(fā)展最大支柱的斑巖型銅礦，偏在產(chǎn)出于智利北部-秘魯南部中第三紀(jì)長(zhǎng)達(dá)近1500公里的南北向深大斷裂系統(tǒng)中（圖5）。這一系統(tǒng)是在區(qū)域的法拉永南美板塊呈北東斜向俯沖匯聚構(gòu)造作用下，首先形成作為成礦構(gòu)造場(chǎng)地準(zhǔn)備的區(qū)域大斷裂，隨之又耦合了復(fù)式-共軛控礦構(gòu)造，進(jìn)一步又發(fā)展為地塹式的構(gòu)造匯聚，然后形成由北向南的科帕基雷、楚基卡馬塔、拉埃斯康迪特和埃爾特尼恩特四個(gè)成礦渦穴（Pothole），隨之在四個(gè)有利的類似環(huán)狀地塹式的渦穴部位快速堆積了銅量超過(guò)2億噸的最大礦匯（Ore claster）區(qū)，堆積成礦時(shí)限，都集中在41-32Ma，其中楚基卡馬塔礦匯區(qū)僅為37-32Ma，即在5Ma的短時(shí)限內(nèi)超巨量堆積了近1億噸銅礦（圖5）。這種成礦短時(shí)限堆積巨大儲(chǔ)量應(yīng)是典型異常成礦作用的實(shí)例（裴榮富，2000）。在上述大構(gòu)造場(chǎng)地準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，最佳耦合了復(fù)式-共軛構(gòu)造控礦和渦穴構(gòu)造成礦的構(gòu)造成因機(jī)率是不多見的，只有在異常成礦作用下才能得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)異常成礦作用發(fā)生機(jī)制和成因研究的突破將是探尋特大型斑巖型銅礦，促進(jìn)礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

結(jié)語(yǔ)

新世紀(jì)即將進(jìn)入新的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展徐應(yīng)適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的資源供需全球化、加強(qiáng)政策宏觀調(diào)控、強(qiáng)化環(huán)境生態(tài)保護(hù)等措施外，更應(yīng)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新人材和智能化，依靠科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，深化認(rèn)識(shí)礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)、礦產(chǎn)勘查和開發(fā)的新“認(rèn)知”，以探尋、勘查和開發(fā)具有適應(yīng)21世紀(jì)礦業(yè)需求的特大型礦床為主要目標(biāo)，深入實(shí)際作大量詳細(xì)的地質(zhì)觀察研究，對(duì)成礦新“認(rèn)知”的重要科學(xué)問(wèn)題作示范研究的突破，采納合理的礦產(chǎn)勘查和礦業(yè)活動(dòng)支持系統(tǒng)將是今后可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

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來(lái)源：《地球科學(xué)——中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)》