淺論成礦理論與成礦預(yù)測之間的關(guān)系

廖園園

（東華理工大學(xué)，江西 南昌 330000）

改革開放以來，我國社會(huì)生產(chǎn)力得到快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源（90%）都為工業(yè)生產(chǎn)提供了生產(chǎn)的原材料，撐起了70%國民經(jīng)濟(jì)GDP的運(yùn)轉(zhuǎn)，是人類生活不可或缺的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在能源領(lǐng)域，礦產(chǎn)資源是供需的基礎(chǔ)；在鋼鐵領(lǐng)域，礦產(chǎn)資源是生產(chǎn)的支柱；在核電領(lǐng)域，礦產(chǎn)資源是電力主要來源[1]。成礦理論是利用地質(zhì)和地理知識(shí)來對礦床進(jìn)行的分析和研究，它具有時(shí)間長、不可逆、流體改造及地質(zhì)活動(dòng)作用疊加等特點(diǎn)，從各自區(qū)域出發(fā)難以用單一的理論分析解釋勘查工作。故本文從野外勘探實(shí)際出發(fā)，在參考了大量參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)闡述了成礦理論和成礦預(yù)測之間的關(guān)系，有利于應(yīng)用到實(shí)踐找礦當(dāng)中去。

1 研究現(xiàn)狀

黨的十八大以來，找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而持續(xù)推進(jìn)，為了實(shí)現(xiàn)我國兩個(gè)百年奮斗目標(biāo)，礦產(chǎn)資源不僅僅是物質(zhì)生產(chǎn)和材料加工的基礎(chǔ)，也是評(píng)判國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在此背景下，礦產(chǎn)資源的不可再生大大限制了工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。那么我國首先就需要弄清礦產(chǎn)資源的供需情況，并結(jié)合新興領(lǐng)域使產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、升級(jí)、可持續(xù)發(fā)展，依據(jù)我國的資源儲(chǔ)量、貿(mào)易、生產(chǎn)和消費(fèi)等情況，去主動(dòng)參與世界市場資源競爭，從而系統(tǒng)的制定不同的資源分配政策并提出相應(yīng)措施。其次是資源勘查問題，礦業(yè)開發(fā)的先行準(zhǔn)備工作是勘查與勘探，想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，除了保護(hù)環(huán)境，還需要不斷增加礦產(chǎn)資源供給，因此成礦理論及成礦預(yù)測在找礦探勘中占有十分重要的地位[2]，但最終目的都是為了挖掘可利用的礦床，而勘探本身具有危險(xiǎn)性和不確定性，也因此勘查與勘探工作越來越依賴于成礦理論和成礦預(yù)測，因?yàn)槌傻V理論是成礦預(yù)測的基礎(chǔ)，成礦預(yù)測也可反向證實(shí)成礦理論[3]。

2 成礦理論的分類和方法

成礦理論主要是來源于基礎(chǔ)的地質(zhì)知識(shí),工作流程大致是將物化探、遙感和地學(xué)理論，經(jīng)研究、分析、提取并將其轉(zhuǎn)化為各種可能發(fā)現(xiàn)礦床的概念，并建立相應(yīng)模型去探索潛在礦床和成礦地質(zhì)條件之間關(guān)系[4]。成礦理論可分為全球成礦理論、區(qū)域成礦理論、礦區(qū)成礦理論和礦種成礦理[5]。目前區(qū)域成礦理論研究應(yīng)用是最多的，像海洋區(qū)域成礦理論、巖漿區(qū)、地臺(tái)區(qū)、褶皺區(qū)等[6]。而成礦理論的研究方法則是沿用、融合、提取地質(zhì)和地理學(xué)中的所有研究方法，像歸納總結(jié)法、數(shù)值模擬法、實(shí)驗(yàn)法等。

3 成礦預(yù)測的分類和方法

3.1 成礦預(yù)測的分類

成礦預(yù)測種類廣義上可分為全球、區(qū)域、礦區(qū)局部和專門礦種等四種。進(jìn)一步可在劃分為2種：一種是定性預(yù)測;指依據(jù)地質(zhì)特征、工作范圍（較大）、理論選區(qū)、成礦條件和找礦潛力，規(guī)避勘查風(fēng)險(xiǎn)，遵循戰(zhàn)略決策，最終挖掘出具有含礦潛力的地區(qū)，該方法主要用于預(yù)測潛在礦床。另一種是定量預(yù)測：指研究程度高、工作范圍較小的礦區(qū)局部或?qū)ｉT的礦種預(yù)測，為實(shí)現(xiàn)對工業(yè)礦體分布地段的圈定是至關(guān)重要的，該方法主要用于礦床預(yù)測幾何或空間形態(tài)[7]。

3.2 成礦預(yù)測的方法

成礦預(yù)測方法主要包括類比法和內(nèi)插外推法兩大類，它是建立在慣性、相似、相關(guān)的基礎(chǔ)上,要求承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、遵循預(yù)測尺度水平對等及最大含礦率，以此來作出相應(yīng)的評(píng)價(jià)并選出最佳靶區(qū)來獲得勘查狀況[8]。具體可分為四種[9，10]，第一種是地質(zhì)類比法或就礦找礦法：礦田和礦床本身就有很多控礦因素的存在，依據(jù)典型礦床控礦因素和地質(zhì)環(huán)境，來推斷類比未知地區(qū)成礦的潛力，該方法尤其對外圍找礦和開拓新區(qū)成效顯著。第二種是礦床成因模式研究：它是在典型礦床的基礎(chǔ)上將礦床的來源、背景、運(yùn)移途徑等關(guān)鍵性因素加以綜合形成的一個(gè)預(yù)測模式，該預(yù)測方法不僅能客觀表征礦物的富集地段，還能規(guī)劃出相應(yīng)的遠(yuǎn)景區(qū)。第三種是統(tǒng)計(jì)分析法：它是一種利用數(shù)字化和定量化建立數(shù)學(xué)模型的一種地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法，不僅可以定量各種找礦信息，圈定最有利的數(shù)值范圍，還能理清礦化和找礦之間的函數(shù)關(guān)系，常用的有概率統(tǒng)計(jì)和多元統(tǒng)計(jì)。第四種是礦石建造分析：在相同類型礦石建造下所形成的礦床具有相似的環(huán)境和成礦機(jī)制，其礦物共生組合是穩(wěn)定的且具有地質(zhì)建造的自然組成部分，弄清其相對應(yīng)的地質(zhì)背景有利于實(shí)踐預(yù)測，特別是對于火山建造、火山沉積建造或基性-超基性巖建造的預(yù)測。

4 成礦理論和成礦預(yù)測的關(guān)系

4.1 是礦產(chǎn)勘查不可缺少的先行步驟

工業(yè)礦床是具有經(jīng)濟(jì)意義、特殊的地質(zhì)體，一切事物都存在于事物整體的聯(lián)系之中，勘查工作也是建立在理論基礎(chǔ)之上的，因此可用成礦理論帶動(dòng)找礦工作的積極性、創(chuàng)新性，從而深入研究地質(zhì)理論去實(shí)現(xiàn)找礦工作的新突破，其次，也可利用成礦理論建立各種模型，使勘查工作有目的去實(shí)踐，最后，通過理論也可不斷驗(yàn)證工作的可行性，從而減少風(fēng)險(xiǎn)提高。利用已經(jīng)取得的地質(zhì)資料,對工作礦區(qū)進(jìn)行勘查工作，是將理論轉(zhuǎn)化為預(yù)測勘查的必經(jīng)橋梁[11]，它不僅能讓理論研究和勘查實(shí)踐相結(jié)合，也可以建立潛在礦床與各類地質(zhì)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，還能作為證實(shí)潛在礦床的依據(jù)并運(yùn)用到實(shí)踐找礦當(dāng)中去。因此說成礦理論和成礦預(yù)測是礦產(chǎn)勘查不可缺少的先行步驟。

4.2 是貫穿于勘查全過程的一項(xiàng)工作

依據(jù)地質(zhì)理論、地質(zhì)特征對地質(zhì)數(shù)據(jù)篩選出勘查區(qū)是重要的預(yù)測項(xiàng)目之一，為了確定找礦標(biāo)志和預(yù)測準(zhǔn)則，減少成果的多解性和不確定性，從而轉(zhuǎn)換礦床影像信息，對成礦理論認(rèn)識(shí)和識(shí)別找礦信息處理是選中找礦靶區(qū)的關(guān)鍵[12]。礦產(chǎn)勘查就是對礦床形成的理論反復(fù)進(jìn)行預(yù)測驗(yàn)證的一個(gè)過程，在此過程中采用統(tǒng)計(jì)分析方法來不斷獲取信息，亦或是對各種間接信息進(jìn)行歸納總結(jié)，在不丟掉礦的前提下分階段循序漸進(jìn)的縮小勘查范圍，從而判斷勘探的全過程。

無論是全球性的勘探?jīng)Q策，還是小到一個(gè)鉆孔設(shè)計(jì)，均需要通過搜集已有資料，用地質(zhì)理論進(jìn)行分析、判斷、預(yù)測。其過程大致可分為2步；①在工作開始前對前一輪預(yù)測進(jìn)行驗(yàn)證；②用新資料進(jìn)行新一輪的預(yù)測。在該過程中始終遵循“實(shí)踐-理論-實(shí)踐”的原則，所以說成礦理論和成礦預(yù)測貫穿于勘查階段的全過程[13]。

4.3 對礦產(chǎn)勘查具有重要指導(dǎo)意義

成礦理論的研究和成礦預(yù)測的實(shí)踐在礦產(chǎn)勘查中具有極其重要的指導(dǎo)意義是不容置疑的。在20世紀(jì)中期我國李四光等用地質(zhì)學(xué)理論，分析了大陸的構(gòu)造體系、特征、沉降帶等部分，反映出其具有生、聚、儲(chǔ)油氣的地質(zhì)條件，從而相繼發(fā)現(xiàn)了大慶油田、勝利油田，使我國能源得到了充分開發(fā)[14]。國外也有許多例子可證明成礦理論和預(yù)測對勘查具有重要指導(dǎo)意義[15]，如在20世紀(jì)奧林匹克壩發(fā)現(xiàn)了Cu-U-Au礦床，蘇聯(lián)在東西伯利亞聶伯盆地找到了鉀鹽礦床，美國田納西洲的鉛鋅礦，加拿大的赫姆洛金礦等。

但目前國內(nèi)對成礦理論和成礦預(yù)測在指導(dǎo)勘查中的作用存在一些爭議。有學(xué)者認(rèn)為理論是找礦的基礎(chǔ)，勘查潛在礦床和難于識(shí)別礦床時(shí),成礦理論和成礦預(yù)測研究的重要作用當(dāng)然是不可置疑的；但有的學(xué)者認(rèn)為找礦經(jīng)驗(yàn)是主要的，像地質(zhì)理論、成礦信息建立成礦模型和找礦模型，然后進(jìn)行科學(xué)預(yù)測從而發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)這只是錦上添[16]。本文認(rèn)為理論和經(jīng)驗(yàn)是相輔相成的，因?yàn)槌傻V理論是經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)，經(jīng)驗(yàn)也可反向證實(shí)成礦理論。

5 發(fā)展趨勢

5.1 從礦產(chǎn)勘查形勢和礦業(yè)發(fā)展看發(fā)展趨勢

在上個(gè)世紀(jì)70年代末，由于各國對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致礦業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位大大下降，勘查形勢也逐漸開始萎靡，礦產(chǎn)需求量下降，投資銳減。另一方面由于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施,加速了礦業(yè)領(lǐng)域萎縮的趨勢。我國目前是世界上最大的有色金屬和化肥的進(jìn)出口國,未來十年是對礦產(chǎn)資源量需求的高峰期，因此需要的不僅僅是治理環(huán)境，還需要改革礦產(chǎn)勘查工作，礦產(chǎn)領(lǐng)域面臨著十分艱巨的任務(wù)[17]。

5.2 從研究方法改變看發(fā)展趨勢

以往成礦理論和成礦預(yù)測都是從小比例尺開始，因其工作范圍大、側(cè)重于地質(zhì)基礎(chǔ)，對戰(zhàn)略選區(qū)起決定性作用，它的比例尺一般在1∶20萬之下。在上世紀(jì)70年代，有學(xué)者用遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測和局部預(yù)測代替中小比例尺的測量方法，由于它具有更精確的特點(diǎn)而備受到人們的關(guān)注，大比例尺側(cè)重于工業(yè)床圈定，工作范圍有限，對勘查工作有較好效果，一般在1;5萬之上。我國在大比例尺預(yù)測方面,不僅研究了成礦機(jī)制和制約礦床規(guī)模的因素,還進(jìn)行定量評(píng)價(jià)[18]。同時(shí)在典型礦區(qū)還進(jìn)行了專門研究,也取得了相應(yīng)的成果。

5.3 從區(qū)域性成礦理論的研究看發(fā)展趨勢

成礦理論和成礦預(yù)測學(xué)是區(qū)城性特別明顯的學(xué)科,它也是經(jīng)濟(jì)地質(zhì)學(xué)中理論與實(shí)際緊密聯(lián)系的一個(gè)重要分支，有個(gè)明顯特點(diǎn)就是它以馬列主義辯證唯物主義理論作指導(dǎo),最基本的指導(dǎo)思想就是從區(qū)域?qū)嶋H出發(fā),實(shí)事求是。隨著時(shí)代的發(fā)展成礦理論研究的核心歸結(jié)于成礦物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的理論,成礦物質(zhì)運(yùn)動(dòng)理論是指成礦物質(zhì)時(shí)刻處于周圍事物有機(jī)聯(lián)系之中，并始終存在于發(fā)生、發(fā)展、演化運(yùn)動(dòng)之中[3]。從我國特殊地質(zhì)背景出發(fā),利用近50年來系統(tǒng)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和礦床勘查成果，在幾輪區(qū)劃成果基礎(chǔ)上,結(jié)合我國特色的成礦理論和成礦理論,促進(jìn)了我國近年來地學(xué)理論的新進(jìn)展[19]。

5.4 從科學(xué)技術(shù)與學(xué)科融合看發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，跨學(xué)科的研究越來越成為人們關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。成礦理論和成礦預(yù)測研究本身就帶有跨學(xué)科的特點(diǎn)，一方面沿著先前學(xué)科結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分化和深入；另一方面將邁向綜合、系統(tǒng)、層次化的方向發(fā)展，體現(xiàn)學(xué)科綜合交叉融合的特色[20]?？鐚W(xué)科發(fā)展要先立足于整個(gè)地質(zhì)學(xué)，其次是要打破常規(guī)，創(chuàng)新技術(shù)方法和沖破學(xué)科界限，也由于地學(xué)的相關(guān)性、多樣性和統(tǒng)一性，像地球各圈層的結(jié)構(gòu)、巖石圈動(dòng)力學(xué)等理論都已經(jīng)涉及整個(gè)地學(xué)領(lǐng)域[21]。

5.5 從大型、超大型礦床形成理論看發(fā)展趨勢

大型、超大型礦床從上世紀(jì)80年代開始一直發(fā)展到今天，因其效益高、儲(chǔ)量大成為了地質(zhì)科學(xué)家熱門研究的課題之一，特別是在1987年由IUGG、IUGS、IGL提出的以全球作為研究背景的超大型礦床的課題。涂光熾院土認(rèn)為大型、超大型礦床理論不能僅僅只用幾個(gè)簡單形成和分布模式進(jìn)行概括；翟裕生院士認(rèn)為大型、超大型礦床形成過程中像伸展構(gòu)造、推覆構(gòu)造、變形構(gòu)造及碰撞構(gòu)造等運(yùn)動(dòng)也起了一定的作用；裴榮富院士用動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)分析了成礦物質(zhì)，并指出它受到像地質(zhì)、地球化學(xué)及地球物理等多種成礦因素控制；陳毓川院士認(rèn)為地殼結(jié)構(gòu)的不均勻性、深部過渡帶構(gòu)造單元的不同交接部位和基本的地質(zhì)環(huán)境條件，都會(huì)影響大型、超大型礦床的形成。

6 結(jié)論

（1）成礦理論可分為全球成礦理論、區(qū)域成礦理論、礦區(qū)成礦理論和礦種成礦理論，目前區(qū)域成礦理論研究應(yīng)用是最多的，像海洋區(qū)域成礦理論、巖漿區(qū)、地臺(tái)區(qū)、褶皺區(qū)等。而成礦理論的研究方法則是沿用、融合、提取地質(zhì)和地理學(xué)中的所有研究方法，像歸納總結(jié)法、數(shù)值模擬法、實(shí)驗(yàn)法等。

（2）成礦預(yù)測種類可分為全球、區(qū)域、礦區(qū)局部和專門礦種等四種，預(yù)測方法是建立在慣性、相似、相關(guān)的基礎(chǔ)上的,要求承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、遵循預(yù)測尺度水平對等及最大含礦率，以此來作出相應(yīng)的評(píng)價(jià)并選出最佳勘查地區(qū)，主要包括類比法和內(nèi)插外推法兩大類。

（3）目前國內(nèi)對成礦理論和成礦預(yù)測在指導(dǎo)勘查中的重要作用在認(rèn)識(shí)上存在一定的爭議，二者是不相互矛盾的。成礦理論和成礦規(guī)律是礦產(chǎn)勘查不可缺少的先行步驟、是貫穿于勘查全過程的一項(xiàng)工作、對礦產(chǎn)勘查具有重要指導(dǎo)意義；成礦理論的理論研究與預(yù)測勘查實(shí)踐的關(guān)系是相互依存,預(yù)測勘查離不開成礦理論的理論指導(dǎo),通過勘查工作的驗(yàn)證使成礦理論不斷得到提高。勘查實(shí)踐是成礦理論研究的歸宿，最終服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐。