——學習運用就礦找礦理論的體會
胡魁1,2
(1.全國地學哲學委員會2.國土資源部咨詢研究中心)
摘 要 本文筆者結合自己的親身經歷與深刻感受總結了10種就礦找礦的方式,並談了在地質找礦實踐中學習運用就礦找礦理論的體會。
關鍵詞 就礦找礦 方法 體會
哲學是研究世界觀和方法論的科學,人們的壹切行為都自覺不自覺地受到哲學思想的支配。找礦哲學是研究地質找礦規律的科學,是實施找礦突破戰略行動的銳利的理論武器。日前國土資源部領導指出,朱訓同誌1982年5月7日在《地質報》發表《論就礦找礦》壹文,至今已有30年的時間了,對我們今天的工作仍具有重要的現實指導意義。就礦找礦理論為什麽幾十年長盛不衰?因為它是從大量實踐經驗中總結出來的科學規律;因為它客觀上揭示了礦床形成於壹定地質條件具有類比集聚的本質特征;因為它主觀上順應了實踐—認識—再實踐—再認識、反復深入的辯證唯物主義的認識論;因為它從技術經濟評價角度,預見到隨著科學、技術的進步,有用礦產的領域將要擴大,從而具有與時俱進的品格。正如朱訓同誌文章概括的“地質上有理,哲學上有據,經濟上有利”,因此能立於不敗之地。
筆者結合自己親身經歷和深刻感受的幾個實例,談談在地質找礦實踐中學習運用就礦找礦理論的體會。
壹、朱溪銅礦項目取得重大找礦成果
2011年11月媒體報導:江西省地勘局912大隊承擔的地勘基金項目“江西省浮梁縣朱溪外圍銅多金屬礦調查評價”,繼2010年在42號勘探線zk4207孔打出單礦體見礦視厚度60.6米、WO,平均品位0.156%的厚大白鎢礦體後,新近施工的zk4208孔,又在1085～1325米深部打到單礦體見礦視厚度226.5米、WO3單樣最高品位7.734%、平均品位0.491%,並***生銅、鋅等多種礦化的厚大礦體,遠景資源量可望達到大型以上規模,取得了震動性找礦成果,顯示了該區巨大的資源潛力,成果的誕生有望塑造江西省鎢礦資源分布新格局。該鉆孔施工深度1701.53米,各項指標均達到鉆探工作的相關要求,創下江西省金屬礦找礦勘查的最大孔深記錄。
如此振奮人心的消息引起筆者的極大興趣,因為這正是我年輕時代工作過的礦區。“文革”以前我擔任贛東北大隊103隊技術負責人,1968年11月至1969年5月下放當鉆工,恢復地質技術工作兩個月後調到105隊,1973年4月升任105隊地質組副組長,實質上恢復了分隊技術負責的職務,當時105隊隊部就設在朱溪礦區,開動兩臺鉆機進行銅礦詳查。當年105隊的主要工作範圍稱為洪(門口)-賦(春)成礦帶,是壹個北東向長約50千米寬約10千米的銅多金屬遠景區,發現的礦區、礦點、礦化點達11處,已經結束勘探的月形礦區探明鉛銅鋅合計3.37萬噸,為小型礦;朱溪礦區勉強達到當時規定的中型規模;塔前礦區銅鉬鎢遠景看好,但工作程度較低。總體形勢是“只見星星不見月亮”。當年105隊配備地質專業技術人員23人,開動3～4臺鉆機,年進尺8000米上下,隊部主礦區兩臺鉆,外圍3～4個普查組尋找後備基地,開動1～2臺鉆機。朱溪礦區是705物探隊通過土壤化探異常發現,1968年105隊上鉆,1972年隊部進駐,至1975年8年間投入鉆探工作量約2.5萬米,求得儲量銅5萬噸,品位1.38%;鋅0.7萬噸,品位0.33%。主礦體受石炭系黃龍組底部不整合面控制,5號等次要礦體產於上部層間,圍巖蝕變以透閃陽起石化、白雲巖方解石化為主,認為成因類型屬中溫熱液充填交代礦床。
查閱當年工作筆記,1974年底大隊討論1975年計劃時,就安排朱溪收縮下馬。其技術方面的原因是經多年工作沒有重大突破,雖然礦體走向傾向方向都沒有封閉,但礦體變化大,屬第3～4類型(按當時5級分類),預測富集部位缺乏有效手段,勘探深度壹般不超過500米。從學術思潮方面,當時銅礦儲量任務壓力很大,斑巖銅礦、爆破巖筒成礦理論格外受重視,而朱溪恰恰沒有像樣小巖體,僅有壹些巖脈,不如本帶的塔前、揚子尖有巖體,工作重點應當轉移。大隊領導說朱溪是戰略性轉移,將來還可以轉回來,這壹轉就是35年。江西省局的魄力更大,舉全局之力組織德興銅礦大會戰。1975年4月我和9號機先後奉調參加會戰。朱溪礦區下半年提交評價報告,105隊隊部轉移到塔前,不久成建制劃入916大隊,編為四分隊。
2010～2012年朱溪礦區的重大突破是就礦找礦的成果。向千米以下的深度進軍,靠的是科技人員對地質規律再認識的智慧和勇於探索的勇氣,國家強盛、經濟實力雄厚的底氣,領導決策果斷的膽氣,依托探采技術進步趕超世界水平的誌氣,912隊通過競爭奪得項目的銳氣,多少還有點地質工作的運氣,可喜可賀也!
二、就礦找礦的幾種方式
就礦找礦有多種方式,凡符合礦床客觀地質規律,又符合地質工作規律的找礦活動,可以獲得成功。以下列舉10種方式,舉例說明之。
(壹)就淺部礦找深部礦
朱溪屬於這種方式。永平銅鎢礦同樣在千米以下鉆獲主礦體。
山東膠東焦家金礦田,位於龍口-萊州斷裂帶的中段,控礦斷裂規模大,向深部延伸穩定,具有深部成礦前提。在“攻深找盲”行動中,山東地質六隊於2006年在寺前探獲金51.83噸,2008年開展焦家深部金礦會戰,壹舉探獲金105.17噸,單礦體資源量超過90噸。焦家金礦田寺莊—焦家段深、淺部礦實際上是同壹礦床,這壹礦床面積不足20平方千米,預計資源總量超過700噸,成為我國最大的世界級金礦。“攻深找盲”的難點在於突破無礦間隔,果斷跨過弱礦化段施工深孔,這就需要通過理論創新探索成礦規律,及戰略決策的果敢、堅忍和勝不驕敗不餒的魄力。
(二)就本部礦找外圍礦
開展外圍找礦歷來是屢試不爽的就礦找礦方式。尤其是沈積礦床和層控礦床,沿走向追索經常會取得良好找礦效果。對內生礦床外圍找礦同樣重要。以德興成礦區為例,在約370平方千米範圍內分布有德興斑巖銅礦、金山金礦、銀山鉛鋅銀銅礦等超大型礦床(礦田),其金屬礦豐度之高世界罕見,引來各路學者創立了各種成礦學說,但其找礦的主要方式就是不斷開展外圍找礦。新中國成立之初最先組建409隊勘探銀山鉛鋅礦,409隊派出普查組開展外圍找礦發現銅廠銅礦,組建420隊,銅廠外圍找礦發現富家塢、朱砂紅銅礦,組成德興斑巖銅礦田。1975～1979年德興銅礦會戰,江西省地質局指揮部負責銅廠、朱砂紅,冶金地質局負責富家塢。會戰結束後,此區留下地質局系統的贛東北102隊、104隊,冶金系統的四隊。102隊繼續朱砂紅詳查,由中型發展到大型,外圍開展萬年虎家尖銀金礦普查評價,104隊開展德興斑巖銅礦外圍1:5萬區調與礦產調查。而冶金四隊開展富家塢外圍找礦發現了金山金礦。
金山金礦原為古人開采過的石英脈型金礦,被認為是洞老山空。四隊在其下部黑色千枚巖之上打到蝕變破碎帶型(糜棱巖)金礦,實現第壹次突破,當時控制儲量尚在10噸以下。1978年11月我從102隊調到104隊。1983年104隊整理區調資料時發現金山有壹處20平方千米的環狀構造,其中有2處重砂及化探異常,壹處異常與四隊金山礦區吻合,另壹處為石碑異常,其面積與強度都比金山異常好。我們緊急到現場踏勘,發現四隊已經挖了探槽,當時還沒有探礦權登記制度,104隊和四隊是競爭的夥伴關系,君子協定是挖槽不算打鉆算。本來可以上鉆搶基地的,江西省局顧及兄弟隊的友誼沒有同意,因此與金山金礦田失之交臂。後來四隊經多年工作,3次突破,礦田總儲量已在170噸以上。104隊在周圍找到的都是小金礦。在德興斑巖銅礦外圍找金我們比四隊慢了半拍,主要原因是工作方法差異,104隊的方法是比較正規的區調、礦調,規則的網格取樣,而四隊沿通行小路進行路線化探采樣,在高值點附近挖槽,因此搶占了先機。
(三)就本類型礦找它類型礦
江西省九江市武寧縣大湖塘礦區。2010年3月至2011年9月,江西省地礦局916大隊和贛西北大隊,僅僅用了18個月的時間,就探明鎢106萬噸,為世界級最大的鎢礦,改變了江西“南鎢北銅”的資源格局。大湖塘的重大突破是就礦找礦的成果,是1958年以來幾代地質人幾上幾下實踐、認識、再實踐、再認識,多年積累的結果。從技術角度總結,關鍵是找礦思路的突破。運用新的找礦理論、找礦模式,深入探索成礦地質條件,從找單壹的黑鎢礦石英大脈型鎢礦轉移到尋找斑巖型多礦種的黑、白鎢礦(銅礦)上來。
(四)就本種礦找它種礦
江西省上饒市朝陽磷礦。1965年103隊接大隊緊急指令,組成普查組開赴朝陽地區驗證航磁異常,尋找梅山式鐵礦。朝陽普查組在驗證磁異常過程中,對工區南部壹套侏羅系碎屑巖的時代提出質疑,並證實其為震旦系,具有尋找磷塊巖的找礦前提,並通過測制剖面、地質填圖、槽探鉆探、取樣化驗手段,找到磷礦並進行評價,至1966年5月控制儲量3600萬噸。在“文革”前夕被移交104隊。1975年贛東北大隊組織勘探會戰,探明儲量1億噸,為華東最大磷礦,而鐵礦至今沒成氣候。
福建省紫金山銅金互進。1990年五壹勞動節,我陪同地礦部領導到紫金山調研。當時銅礦已達大型規模,認為是與火山-次火山巖有關的熱液礦床,但是埋藏較深不宜露采,將影響其經濟效益。閩西地質大隊堅持銅金並舉的工作方針,終於攻克了上部氧化帶金礦,提升了下部銅礦經濟價值。至2001年探明銅165萬噸,金57噸,為特大型礦床,榮獲國家科技進步壹等獎和地礦部找礦壹等獎。如今金的邊界品位降低到0.2克/噸,金資源量達到325噸。
就本種礦找它種礦是礦產資源綜合勘查、綜合評價、綜合利用方針的具體體現,威力無窮。像煤鈾兼探、銅鈾兼探、煤下鋁土礦勘查,以及許多綜合找礦成果都屬於這種方式。
(五)就貧礦找富礦
鞍山式鐵礦中找富礦。壹種是區域混合巖化的熱液交代作用形成的接觸交代型富鐵礦,另壹種是產於同斜復式褶皺的向斜軸部的自組織作用改造型富鐵礦。
(六)就小富礦找大貧礦
河北、遼寧等地在大廟式釩鈦磁鐵礦、鞍山式鐵礦周圍圈定開發大規模超貧鐵礦。在小型石英脈型金礦周圍發現大規模低品位細脈浸染型金礦,且邊界品位不斷降低。吉林琿春金礦小西南叉銅金礦依靠技術進步,把金的邊界品位由0.6克/噸調整到0.4克/噸後礦體變大,從而拯救了企業。
(七)就表外礦找表內礦
盤活表外礦,把壹些復雜、難選、低品位的礦盤活“解放”出來,是就礦找礦的重要方式之壹。以寧鄉式鐵礦為例,分布於湖南、湖北等地的寧鄉式鮞狀赤鐵礦,已探明儲量37億礦,含鐵品位中等,含磷高,結構復雜,選礦困難,大部呆滯。1991年全國儲委進行鐵礦儲量核查時,全列為表外礦,同類型的找礦工作停滯。選礦研究機構和鋼鐵企業幾十年不懈攻關,終於在2011年有所突破。成都礦產綜合利用研究所經過多次工藝探索之後,形成了壹個重選脫泥工藝,可獲得鐵精礦品位57%,含磷降到0.3%以下,回收率達到80%,而且選礦成本低。隨著此項工藝的逐步成熟,寧鄉式鐵礦37億噸表外礦可望盤活到表內礦,同類礦床可增長資源量將在百億噸以上,為地質找礦提供了廣闊空間。
(八)就礦物原料開發用途找礦
江西省廣豐黑滑石礦。1981年3月我在贛東北大隊匯總地質月報時,註意到在震旦系磷礦之上燈影組中部有壹層假鮞狀黏土巖,呈大透鏡狀產出,與鮞狀矽質巖為相變關系,其化學分析結果Mg高Al低,稱為高鎂質黏土巖,投影到尼格裏圖表,提示為滑石,經過該隊實驗室巖礦顯微鏡鑒定和浙江省地質局實驗室X光晶體分析,定為滑石。滑石用途廣泛,但此滑石非彼滑石,因色黑命名為黑滑石,好在黑色物為有機碳,易燒失,而後潔白無瑕,送景德鎮陶瓷研究所測試,制成滑石瓷花瓶,燒成溫度低於傳統鋁質瓷,有節能效果,然而景德鎮不肯改變傳統工藝。同年8月全國非金屬礦會議之後,江西省局強力推動非金屬勘查,1982年贛東北大隊安排101隊對廣豐溪壇黑滑石進行初查,7月上鉆,1984年轉入詳查,同年3月我調到省局地礦處,溪壇在1986年提交報告,填補了江西非金屬礦種壹個空白。後來又有建材、核工業系統的兄弟隊在外圍萍塘、前村進行勘查,都把工業用途開發擺到重要位置,以建築陶瓷前景看好,累計探明資源儲量約8000萬噸。地方企業開采規模由小到大,由賣原礦發展到賣焙燒礦粉。2009～2012年江西省地勘基金安排廣豐楊村黑滑石礦調查評價,擬投入鉆探7927米,預算900萬元,預期新增資源量5000萬噸。
2012年2月,中國建材雜誌社、中國非金屬礦工業協會等單位在北京舉行廣豐黑滑石訪談會。與會專家指出廣豐黑滑石經過煆燒工藝處理後,白度高達88%～95%,而且化學成分穩定,是替代高嶺土制造高檔日用陶瓷、建築陶瓷、工藝陶瓷和工業陶瓷的上乘母料,而價格僅僅是高嶺土的40%。用廣豐黑滑石燒制的高白瓷和骨質瓷、厚胎瓷和薄胎瓷,各項指標均優於壹般骨質瓷,完全滿足國際標準的要求。其工藝性能是其他黑滑石無法取代的。而且具有良好的絕緣、耐熱、吸附、潤滑等性能,可應用於造紙、塑料、油漆、塗料、醫藥、化妝品、航天、機械、電子、計算機、建築裝飾等多個領域,經濟價值巨大。有關企業、協會、高等院校正在醞釀建設廣豐黑滑石產業園,打造中國黑滑石之都,大力度開發國際市場,使黑滑石企業達到年銷售額100億元、納稅額10億元的規模。
(九)就露頭礦找隱伏礦
此種方式與第壹種方式(就淺部礦找深部礦)的區別在於標的礦與已知礦不連續。在河北邯邢鐵礦此種方式十分普遍。湖北大冶鐵礦深部找礦也有實例。
(十)就找礦標誌找礦
把找礦標誌也列為就礦找礦的壹種方式,是因為礦與非礦之間的經常演變。以往最為常用當前仍然十分重要的方式是物化探異常的查證,及礦點、礦化點的檢查。
以上各種方式可交替、疊加使用。
三、運用就礦找礦理論實戰經驗的歸納與註意事項
就礦找礦取得成功甚至重大突破,需要五個方面的有力支撐:正確的科學支撐、先進的技術支撐、充足的經費支撐、適應的體制機制支撐、堅強的找礦意誌力支撐。
(壹)正確的科學支撐
正確的科學支撐指符合地質規律與地質工作規律的找礦思路。就礦找礦靠思路、到什麽地方去找、用什麽手段、追索什麽地質要素、采取什麽步驟和技術路線,都需要科學的理論指導。此種理論是應用性理論、戰術性理論,從實踐經驗中提升的理論。要從已知礦床的地質規律、找礦靶區的地質條件,以及其他地區的成礦規律的類比借鑒中得來。為了保障正確的理論指導必須有紮實的地質信息基礎,野外地質觀察和必要的樣品測試等基礎性工作特別重要。當前野外基礎地質工作薄弱的現象亟待扭轉。
壹種新理論的傳播運用往往帶來大面積的豐收,如斑巖礦床理論、層控礦床理論、火山成礦理論、成礦系列理論、卡林型金礦理論、綜合信息礦產預測理論、陸緣增生-大陸碰撞成礦理論等都起到過巨大的科技引領作用,所以學習運用新理論特別重要。同時也不能忽視傳統理論,像層位控制、背斜鞍部、斷裂交叉、膝狀轉折、畸變界面、多期活動等部位有利於成礦等傳統理論在實戰中屢戰不爽,將長期發揮作用,就礦找礦在宏觀方面要解決的重要問題是礦床分布規律和勘查工作布局,微觀方面的現實問題就是礦化富集規律、儲礦構造和探礦工程布置。地質工科專業這方面的基礎知識還要系統科學。
遵循地質工作規律方面最重要的是勘查階段。從認識論的角度每壹階段都是壹個從實踐到認識不斷提升的階梯;從技術經濟學角度,每壹階段都是由技術評價到經濟評價階梯式上升的過程,是實現“以最小投入獲得最大成果”的地質經濟總原則,和找礦目標與當代技術經濟條件相適應的保證。每壹階段都各有自己的任務與特點。雖然各項目各有不同,但勘查階段規律都要遵守,可以縮短、合並而不能跨越。遵循工程布置的由淺入深、由稀到密、由已知到未知、由易到難的循序漸進規律有利於多快好省。善於抓主要矛盾、突破壹個技術關鍵有可能打開壹個新局面。堅持點面結合,堅持集思廣益(老中青結合、產學研結合、外部三結合),堅持創新,敢於懷疑否定前人和自己過去的看法,不斷改進找礦思路和工作方法。
(二)先進的技術支撐
就礦找礦的成績與技術進步關系密切。采礦技術的進步開辟了第二找礦空間,奠定了深部找礦的技術經濟基礎。選礦加工技術的進步降低了邊界品位,擴大了礦體範圍,把表外礦提升到表內礦,把非礦巖石提升到礦床,開辟了新的非金屬礦品種。采選冶技術進步促進了***伴生礦產的綜合利用和毗鄰礦產的綜合評價、綜合開發。由於選冶技術的提高和國際金價的飆升,金礦床邊界品位壹降再降,再加上痕量金化驗技術的突破和探礦技術的進步,近年來我國金礦資源儲量大幅增長。
在探礦技術進步方面突出的是深孔巖心鉆進技術。1981年江西省局在朱砂紅布設1500米金剛石繩索取心試驗孔,經過精心組織,視為很大成功,現在2000米深的巖心鉆孔已經司空見慣,有力地支撐了深部找礦。3G技術運用、巖礦化驗測試技術進步,有效地提高了地質工作效率與精度。
有些技術薄弱環節有待加強:野外觀察基本功欠缺,巖礦顯微鏡鑒定技術運用明顯退步,非磁性金屬礦深部物探測技術進步不明顯,輕型山地工程施工缺乏創新手段,困難重重。
(三)充足的經費支撐
找礦是高投入、高風險的事業,沒有充足的經費支持是難以想象的。計劃經濟年代,地質找礦經費由國家供給,就礦找礦成績斐然。20世紀90年代體制轉換時期,恰遇國際地質礦業行情疲軟,地勘經費異常緊張,不但找礦成果甚少,而且造成壹次新的人才斷層。自2003年以來礦業形勢轉暖,地質找礦經費空前充裕,找礦成果層出不窮。
現在的找礦經費主要來自中央政府、地方政府和社會資本,作為找礦主體的地勘單位缺乏自主資金,爭取、使用經費的程序比較繁瑣,費用定額沒有考慮地質找礦的研究性特點和知識性產品的創造性價值,迫使專業地質人員同時承擔多個項目,造成壹線地質人員嚴重短缺,野外地質觀察粗糙,倚重於工程施工。當新壹輪地質礦業低潮到來,找礦主體的自我發展能力令人擔心。
(四)適當的體制機制支撐
地質找礦的體制機制必須服從於整個國民經濟體制機制,並主動與之相適應。改革開放以來,我們壹直在探索建立健全與社會主義市場經濟條件相適應的地質找礦新體制、新機制。在找礦突破戰略行動中,強調的“公益先行、基金銜接、商業跟進、整裝勘查、快速突破”地質找礦新機制,已經發揮了巨大作用。前12個字解決了長期困擾地質找礦的經費問題、風險分擔問題,全國的地質找礦不差錢。資源整合、整裝勘查催生了突破性成果,正像大湖塘總結的:資源整合打下基礎,市場機制催生強強聯合,大投入大產出,18個月拿下世界級大鎢礦。
相對而言,地質找礦新體制的探索步伐慢了,問題主要在商業化地質工作領域,屬地化改革沒有觸及體制本質。地勘主體的主要活動方式是打工,“探者有其權”的願望還沒有實現,因此缺乏發展後勁。探采壹體化不宜普遍推行,否則將削弱地質勘查總體力量。帶事業帽子走企業路子遇到審計障礙。這些問題可望在事業單位分類改革中解決。
(五)堅強的找礦意誌力支撐
地質找礦探索性極強,風險性很大,成功率很低,即使就礦找礦也是如此。找礦過程猶如瞎子摸象,總是通過多次局部的感性認識,逐步上升到對全局的理性認識,找礦的部署經常需要不完全決策,需要壹種亮劍精神,失敗和挫折是難免的。找礦過程也像偵探破案,不能放過任何有意義的蛛絲馬跡,因此需要艱苦深入的野外觀察和室內研究。有時壹條重要線索的發現就會開辟壹片明朗的天空,有時壹個疏忽就會多走不少彎路。有時成功的喜悅就在最後的堅持之中。
總之,找礦需要堅強的意誌,勇於實踐,大膽投入,不屈不撓。不但要有厚實的專業知識,也要有唯物辯證法的思維方式,更要有以“三光榮”(以獻身地質事業為榮,以艱苦奮鬥為榮,以找礦立功為榮)、“四特別”(特別能吃苦,特別能忍耐,特別能戰鬥,特別能奉獻)為代表的地質人精神,有當代地質人敢於擔當振興中華的崇高責任的使命感。
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