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临“危”受命,200多座矿山起死回生

——全国危机矿山接替资源勘查理论创新与找矿重大突破为何获得国家科技进步奖二等奖

2018-3-16 10:19:01 来源:中国矿业报社 本报记者:李 平

记者近日从中国地质调查局了解到,全国危机矿山接替资源勘查理论创新与找矿重大突破荣获国家科技进步奖二等奖。

资源枯竭是矿山无法逃避的宿命,矿山的发展由盛而衰也是无法越过的坎。对于这样的窘境,人们干脆赋予了一个新的名词——危机矿山。

叶天竺先生(右一)在指导危机矿山找矿工作

危机矿山指由于矿区范围内可供开采的矿产资源短缺,或者可采储量逐年萎缩,而难以继续经济地开发利用其保有的矿产资源,由此导致矿山产量持续下滑,矿山保有服务年限低于警戒线,在目前或者今后一段时期内难以维持正常生产经营而面临闭坑或破产危机的矿山企业。

21世纪初,据对全国1010座大中型矿山调查,其中632座面临资源枯竭,形成资源危机矿山,涉及240多万矿工和1000余万家属的工作和生活,直接影响到国民经济的可持续发展和社会稳定。

党中央、国务院十分关心矿业的可持续发展。2004年,国务院第63次常务会议通过《全国危机矿山接替资源找矿规划纲要(2004~2010)》,设立国家专项,由国家发展与改革委员会、财政部、国土资源部组织实施。

作为业务和技术指导单位,中国地质调查局临“危”受命,责无旁贷地承担起了这个艰巨的任务。但是,要真正解决危机矿山面临的问题,并不是想象的那么容易。根据以往的经验,危机矿山找矿难度极大,工作程度高,探矿深度大,电磁干扰因素复杂,缺乏系统的理论指导和有效的方法手段,矿山虽经多轮勘查,仍未摆脱危机,陷入了束手无策的困境。

为实现国家目标,作为项目牵头实施单位,中国地质调查局发展研究中心采用统一规划、统一部署、统一管理的组织形式,历经8年,由全国28个省(区)、168个地勘单位、31个科研团队、230个矿山企业及100多名资深专家参加。投入资金35.9亿元,完成钻探248.8万米、坑探38.1万米,在47个重要矿集区优选230座矿山开展深部找矿工作,涉及铁、铜、铅锌、金、铀等20个矿种,通过“理论指导、技术突破、机制创新”的途径,取得了一系列科技创新成果。

首次在资源枯竭矿山开展全国性深部找矿行动,实现了找矿重大突破

根据“理论指导、技术先行、探边摸底、拓展外围”的原则,充分认识危机矿山探矿工作的艰巨性,一大批监审专家,矿山企业、地勘单位、科研院所技术研究人员,各级国土资源和财政部门管理人员,全国危机矿山找矿专项专家委员会主任及成员,是他们的共同努力,才实现了危机矿山找矿的重大胜利,给共和国提交了解决危矿问题的答卷。

——广西铜坑锡矿、山东三山岛金矿、辽宁白云金矿、甘肃格尔珂金矿、江西银山铜矿、山西支家地铅锌矿等45座矿山新增资源储量达大型-超大型规模,湖北鸡冠咀铜矿、安徽铜山铜矿等80座矿山新增资源储量达中型规模,94座矿山新增资源储量达小型规模。其中,辽宁阜新八道壕煤矿新增煤炭资源储量有力地支撑了矿业城市的经济发展。河北迁安铁矿新增资源储量2.4亿吨。辽宁红透山铜矿新增铜锌资源储量24万吨。湖南宝山铅锌矿等矿山深部发现大型矿床后,使矿山再一次焕发生机。

——新增备案资源储量:铜338万吨、钨42万吨、锡35万吨、金636吨、银9229吨、铅锌816万吨、原煤54.5亿吨、铁矿石9.95亿吨、锑34万吨、磷矿石26348万吨、石墨386万吨、锂2664吨、铍7004吨。

创建了勘查区找矿预测理论,为深部找矿提供了理论指导

应用空间预测的基本原理作为构建勘查区找矿预测理论的基本思路,创建了以成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志研究为核心内容的勘查区找矿预测理论体系。

——成矿地质体是指与矿床形成在时间、空间和成因上有密切联系的地质体,是形成矿床主要矿产主成矿阶段空间定位的成矿地质作用的实物载体,是为成矿物质集聚提供能量的地质体。通过成矿作用时间、空间、物质、能量一体化研究,确定成矿地质体及其空间范围,研究其特征及其与矿体(床)的关系,确定找矿方向。总结了沉积、火山、岩浆侵入、区域变质、大型变形5种地质作用12种类型成矿地质体总体特征及其与矿床(体)的关系,解决了矿床与成矿地质作用的实体联系,为找矿预测奠定了基础。

——成矿结构面是指赋存矿体的显性或隐性存在的岩石物理化学性质不连续面,即赋存矿体的各种界面。成矿物质受压力、重力、热力、热液流体、构造5种动力驱动,又以分选、分异、充填、交代、混合、沸腾、塑性流变等方式沉淀,形成了复杂的赋矿空间,据此划分了原生和次生成矿结构面成因类型,解决了矿体赋存空间与成矿作用的关系。建立了沉积、火山、岩浆侵入、褶皱、断裂5种成矿构造系统,构建了常见矿床类型的结构面空间组合与格架,为预测深部矿体空间分布提供了工具。如岩体与围岩接触面、“硅钙面”等界面为接触交代型矿床的重要成矿结构面。

——成矿作用特征标志是指应用成矿作用地球化学理论,结合大量矿床研究实际资料,总结的主要成矿元素分配分布、迁移、沉淀过程形成的矿体、矿石、矿物、元素及流体等特征的标志。应用成矿地球化学障理论结合大量地质事实,概括了主要矿床类型成矿作用物理化学条件转换的特征标志,如黄玉和电气石是高(中)温热液型钨锡矿床成矿作用特征标志,为判别成矿作用中心及找矿前景提供了确定性依据。

——以成矿地质体和成矿结构面为空间格架,以成矿作用特征标志为实体,构建了由脉、层、块、体矿化样式组成的上下、左右多元空间结构模型。

与国内外现有的成矿预测理论相比较,实现了矿床学、矿床地球化学等基础理论研究和矿产勘查的有机结合。成矿地质体作为成矿作用和基础地质研究的桥梁和纽带,解决了矿床与地质作用的实体关系,锁定了与成矿有关的目标体。成矿构造和成矿结构面研究建立了矿体赋存空间与成矿作用的关系,创建了全新的成矿结构面成因理论,解决了预测矿体空间定位问题。成矿作用特征标志研究把成矿作用的产物与成矿物质迁移、沉淀的物理化学变换因素结合起来,解决了确定成矿作用中心和筛选找矿标志的难题。将找矿预测由经验找矿、方法找矿,提升为理论找矿,并解决了实现途径。

首次研究创建了符合我国成矿地质特征的找矿预测地质模型,为深部找矿提供了类比标准

通过129个典型矿床解剖研究,500多个矿床调查研究,收集了1300多个典型矿床资料,获得了50000多组原始数据,依据我国独特的成矿地质背景,创建了涵盖我国主要矿床类型的25种找矿预测地质模型。

——厘定了以卤水盆地及其边缘深大断裂控制的非岩浆后生热液型铅锌矿床的概念,构建了碳酸盐岩容矿和砂岩容矿两种找矿预测地质模型。

——建立了以脉、层、体矿化样式为特色的次火山热液型金银矿、次火山热液型铅锌银矿、玢岩型铁矿3类找矿预测地质模型。

——以西藏罗布莎铬铁矿为典型,建立了板块踫撞蛇绿混杂岩带超镁铁质岩岩相构造带控矿的找矿预测地质模型。

——应用沸腾沉淀理论,建立了侵入体外接触带“五层楼”水压致裂结构面和内接触带云英岩型二元结构的钨锡矿找矿预测地质模型。

——全面总结了我国冈底斯、赣东北、西准噶尔、多宝山4种地质构造背景下的斑岩铜矿找矿预测地质模型。

——总结了新疆古生代、中东部中生代、西藏新生代3类斑岩型钼矿三维多元结构地质模型。

——建立了华南地区受白垩系红层盆地边缘深大断裂控制的花岗岩容矿的铀矿找矿预测地质模型。

——首次提出了“硅钙面”成因机制,建立了2种成矿结构面类型的接触交代型矿床找矿预测地质模型。

——总结了我国2种地球化学类型的金成矿特征,建立了次火山热液型、岩浆期后热液型、剪切带型3类金矿找矿预测地质模型。

——应用向型构造轴部塑性流变及重力作用的成矿机制,建立了沉积变质型铁矿找矿预测地质模型。

研发了适合矿区复杂条件下的关键技术,为深部找矿提供了技术支撑

——建立了针对大深度的地球物理探测新技术体系。电磁法技术组合解决了1000米深度的矿体探测,并取得良好应用效果。首次研制了3D井-地磁测联合反演技术(SWMI3D)和地-井方位激电(IP)联合反演技术,有效探测深度达到2000米。采用重磁三维反演技术,在河北迁安铁矿1100米深处发现100多米厚的矿体。

——针对矿山复杂电磁干扰,研发了系列抗干扰技术。引入并完善了大比例尺直升机航磁技术,开发了50Hz陷波器等;采用参考站数据相关分析、指数谱函数拟合方法和滤波等技术开发了数据处理软件;采用加大功率、增加叠加次数、逐点采集噪声、错时或停电测量等组合方法降低干扰影响。

——大深度钻探技术应用水平明显提高。大深度钻探技术在深部找矿中得到广泛应用,共完成千米以上钻孔295个。

——针对矿山找矿工作程度高、深度大、电磁干扰强的特点,建立了一套包括理论指导,模型类比,物探、化探、钻探技术支撑的深部找矿技术方法组合,有效地解决了深部找矿的技术难点。

专家表示,该专项创新深部找矿预测理论,研发、示范多项深部找矿关键技术,极大推动了找矿预测理论和勘查技术进步,实现了找矿历史性突破,大幅提高了骨干矿山后备资源,极大地缓解了我国资源短缺的局面,有力促进了地方经济发展和社会和谐稳定,政治、经济、社会、科学意义重大。

在国土资源部组织的危机矿山接替资源勘查科技成果和《勘查区找矿预测理论与方法》科技成果鉴定中,专家们一致表示,成果总体达到国际领先水平。

中国集中力量在短短7年内完成了230座矿山深部和外围接替资源勘查,取得了一批重要成果。这一重大勘查行动,无论在世界还是在中国矿产勘查史上都是极其罕见的。借此,让我们永远铭记为我国危机矿山接替资源找矿工作做出重大贡献的监审专家、矿山企业、地勘单位、科研院所技术研究人员,各级国土资源和财政部门管理人员,全国危机矿山找矿专项专家委员会主任及成员!此次奖项的获得也是对为了国家危矿事业,奋战在野外一线的地质矿产勘查及科研人员的国家级致敬,是对他们工作及成果的国家级肯定。□

网站编辑:宫莉

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