深部礦產資源勘探與開發的不確定性

譚 榮

江西省地質礦產勘查開發局九一六大隊，江西九江 332100

1 深部礦產資源勘探與開發的現實意義

自改革開放以來，我國社會經濟快速發展，為了適應國民經濟發展需求，礦產資源供需形勢發生了重大變化，具體表現為以下兩個方面。

1.1 解決礦產資源制約國民經濟發展的需要

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

1.2 提高我國礦產資源抵御外來風險能力的需要

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

2 深部礦產資源的產出特征分析

提高深部礦勘查與開發的成效，離不開對深部礦特征的研究。在當前的技術條件下結合已有的經驗，主要是從識別深部礦產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，現有的科技水平和實際操作的技術條件有限，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）深部礦產資源礦化信息的一般規律：深部礦產資源往往深藏于地下，其地理信息一般都較少地有體現，這無疑加大了對其進行勘探與開發的難度。從現有的深礦探礦經驗來看，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，在原始產出特征方面表現出極大的相似性，而與埋藏的深度無關。基于這種認識，我們認為，類型相同的淺部礦和深部礦，其產出特征差異性來自于多方面因素的耦合；

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

3 現有技術條件在深部礦產勘探中的應用和不足

自人類認識到礦產資源的利用價值以來，礦產資源的勘探與開發技術得到了長足的進步與發展。隨著現代科學技術水平的發展，各種新技術與新方法在深部礦產資源的勘探與開發實踐中得以嘗試與探索。

3.1 當前深部礦產資源勘探與開發中的主要技術方法

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

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

（1）勘查地球物理方法：該方法涉及到技術種類繁多，如今已發展為一門專業的學科。（見圖1）。在當前深部找礦需求的推動下，傳統的勘查地球物理技術方法在向與現代信息技術整合方向的發展；

圖1 丫他金礦16線綜合剖面圖

（2）勘查地球化學方法：該方法找礦效果顯著，典型的勘查地球化學模型見圖2。目前為了解決找礦深度和特殊景觀條件下應用效果的問題，在技術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，開發大面積地球化學填圖技術、各類深穿透化探技術，進行成礦成暈模式、高效航空化探、新參量型地球化學暈等的應用研究，為深部礦產資源的開發開辟了新的前景；

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

圖2 為鄂東南陽新巖體矽卡巖型鐵銅礦的地質—地球化學模型

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和已知礦帶上發現的（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 錫鐵山地區隱伏礦床找礦模式綜合預測示意圖

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—紫色變泥質粉砂巖；P1dk-達肯大板群；F—斷層

3.2 現有技術方法在深部礦產資源勘探與開發中的不足

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

1）深度找礦缺乏成熟有效的技術。從當前礦產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。因而當前的技術條件和理論找礦的應用都面臨著諸多的難題；

2）找礦理論和技術方法的應用研究存在局限性。從找礦的實踐來看，物探異常存在著“干擾”和“多解性”。化探異常除礦體之外，巖性變化、各類蝕變都可以引起異常。導致在具體的找礦實踐中帶來了諸多的難題與項目開發風險。比如我國著名的白銀廠銅礦區，40多年來進行了各種技術攻關，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技術工作者。深部礦產資源勘探與開發，往往需要各種技術的嘗試與攻關，因而需要能綜合利用各種找礦方法的技術人員。只有把找礦理論研究和生產實踐以及學科發展之間有效地融合起來；才能完成和發展“一體化”的勘查技術集成問題。

4 深部礦產資源勘探和開發的不確定性及提升對策

4.1 深部礦產資源勘探與開發的不確定性表現

深部礦產資源勘探與開發的不確定性所帶來的風險主要表現在：地質因素風險、工程風險、設計風險、市場風險、政策風險這五個方面。在此，就找礦的技術層面分析如下：深部礦產資源開發的技術性風險來自于客觀的地理環境因素影響，以及現有技術條件下的勘探工精度差，從而帶來了項目投資的風險。在找礦項目開發設計方面，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 提高深部礦產資源勘探與開發的成效的建議

基于深部礦產資源勘探與開發的重要意義，那么如何提高其開發成效，規避其勘探與開發不確定性帶來的風險，是我們無法回避的問題。基于此，筆者認為，我們主要從以下三個方面開展工作：

1）加強專業人才隊伍建設。深部礦產資源的勘探，無論是技術的研發，還是技術上的應用，都要得益于專業人才隊伍的建設。深部找礦的理論和技術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可以放之四海而皆準。也正是這種深部找礦理論預測存在著較大的風險，就更顯示出加強新一代找礦技術體系建立的必要性和迫切性。如何在宏觀理論指導下迅速縮小攻深靶區，這就是地質工作者努力的方向之一。地質人才是深部找礦過程中能動性最好的因素，通過地質專業人才的培養結合深部找礦項目的實施，從而在實踐中驗證與發展找礦理論，對培育和造就地質類創新型人才，不斷找到新的深部礦產資源，都具有十分重要的現實意義；

2）在實踐中不斷豐富與發展成礦理論。從當前找礦理論的研究現狀來看，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資源中與流體運動密切相關的Au、Ag、Zn、Cu、Sb、Hg、Sn 等礦床的發現提供了理論指導。我們需要在礦產資源勘查與開發的實踐工作中對這些理論加以檢驗和豐富與發展；

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

5 結論

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

[1]吳仲雄.礦產資源勘探新增儲量預測研究[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前景[J].中國礦業，2008(5).