海外礦產資源快速勘查評價體系集成與應用

朱思才，張慶海，甘鳳偉，秦秀峰，陳德穩(wěn)，馬林霄

（1.中色地科礦產勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中資環(huán)鉆探有限公司，北京 100012；3.鵬欣環(huán)球資源股份有限公司，上海 200336；4.中國地質礦產有限公司，北京 100083）

0 引言

近年來，我國經濟一直保持中高速增長，伴隨而來的是對礦產資源的大量消耗。而我國的資源儲備特別是礦產資源儲備并不充裕，資源的匱乏一方面限制了我國經濟的進一步發(fā)展，更重要的是威脅到國民經濟安全。于是越來越越多的中國企業(yè)“走出去”，在海外進行綠色勘查項目投資及海外礦業(yè)項目并購。早在2000 年，黨中央和國務院根據國內外形勢變化明確提出“走出去”戰(zhàn)略，2001 年，實施“走出去”戰(zhàn)略寫入了《國民經濟和社會發(fā)展第十個五年計劃綱要》。發(fā)展跨國性的礦業(yè)企業(yè)，無論是國家的戰(zhàn)略層面，還是企業(yè)的戰(zhàn)略層面，都已經成為一個重要方向。2005 年，中色地科礦產勘查股份有限公司（以下簡稱“中色地科公司”）成為第一批“走出去”的地勘企業(yè)，積極開展境外礦產資源風險勘查，先后在老撾、坦桑尼亞、埃塞俄比亞、智利、加拿大、美國和澳大利亞進行找礦，并在礦產勘查實踐中創(chuàng)建了一套根據目標礦種的境外資源勘查快速評價體系，取得了良好的找礦效果，實現了境外風險勘查升值、礦權投資變現良好的經濟效益。

礦業(yè)項目周期一般由綠地勘查→找礦勘探→預可研和可行性研究→申請采礦證許可→礦山建設及運營→閉坑和復墾→礦山監(jiān)測等階段組成。目前，西方礦產資源勘查主體主要是初級礦產勘查公司，少部分大型礦業(yè)公司也進行勘探。近10 年來大型跨國礦業(yè)公司發(fā)展戰(zhàn)略發(fā)生了很大的變化，以并購成熟的勘探項目為主，勘查預算大大減少，基本退出風險勘查領域。

初級礦產勘查公司精干的組織結構、靈活快速的運作和多樣化的籌資方式，適應草根勘查和新區(qū)風險找礦。近年來，全球大多數重大發(fā)現都是初級礦產勘查公司做出的，逐步取代大型跨國礦業(yè)公司的勘探部，成為找礦的主力，在風險礦產勘查中居于主導地位。初級礦產勘查公司的勘查不受礦種、規(guī)模和地域的限制，能以多種方式在礦產勘查的任何階段轉讓礦權；初級礦產勘查公司啟動資金少，作為風險投資的一種，資本成長性好；初級礦產勘查公司決策靈活，運營成本低廉，激勵機制與風險找礦一致，具有冒險精神的勘探文化，更符合草根勘查的要求。

礦產勘查階段投資屬于高風險投資領域，投資蘊藏著極大的風險，礦產勘查項目只有1%～2%可以最終成長為礦山項目，絕大多數項目在礦產勘查階段終止，少量項目在預可行研究和可行性研究階段終止。礦產勘查階段投資的特征和運作方式是屬于風險投資的。在市場經濟國家，商業(yè)性礦產勘查投資的主體部分就是風險投資。礦產勘查的風險投資，主要來源于證券市場和獨立的風險投資公司、風險投資基金，或者是一些大型企業(yè)附屬的風險投資機構。

因此西方初級資源勘查公司主要集中在申請采礦證許可前的項目投資，項目現金流一直為負，一旦找礦有突破，市場估值會快速拉升，這正是初級資源勘查公司最大的魅力所在。因此，礦產勘查階段是一項高風險、長周期和高回報率的投資過程。對于那些“走出去”進行資源勘探投資的企業(yè)來說，風險特高。因此創(chuàng)建和應用快速有效的勘查方法組合是項目獲得成功的關鍵，由此可降低勘查投資風險，同時盡可能的減少環(huán)境擾動，達到綠色勘查的要求。

1 海外礦產資源快速勘查評價體系現狀

自2005 年以來，對外礦業(yè)投資成為廣大學者關注的一個焦點領域，相關文獻也不斷豐富。這些文獻對于海外投資的分析主要集中在3 個方面：一是海外礦產資源供應安全評價與形勢分析（李鋒等，2016；蔣屹，2015）；二是對海外投資環(huán)境及風險進行評價分析（張華，2010；賀立輝，2011；王禮，2012；周智勇等，2014；周揚明，2014；李鋒，2016；彭齊鳴，2017；范鳳巖等，2018）；三是海外礦業(yè)項目并購（李京，2012；朱寧寧等，2012；孫傳起，2013；張東明，2017）。而對海外礦產資源快速評價體系的研究及應用鮮有，有關境外資源勘查的絕大部分研究側重于單一找礦勘查手段的原理及應用，如利用遙感影像解譯對境外勘查項目地質特征解譯及找礦信息篩選（楊日紅等，2013；錢志奇等，2014；付長亮等，2015；彭璽等，2017），利用XRF 快速分析儀進行巖石樣品、鉆孔樣品及土壤樣品進行快速分析測定進而圈定異常靶區(qū)（戴漢斌等，2009；唐愛雄等，2010；景亮兵等，2011；Sarala et al.，2015），利用低空航磁（王慶乙等，2010，2016；張津偉等，2014）、TDEM 及IP 及3D IP（White et al.，2001；Yoshioka and Zhdanov，2005；Dusabemariya and Qian，2020；高勇等，2020）進行地下礦化體物探異常圈定；利用三維礦山軟件對礦體進行三維地質模型創(chuàng)建及資源量估算（張寶一等，2007；汪德文等，2008；胡建明，2008，2010；余飛燕等，2011；褚娜娜，2012；郭強，2012；覃鵬等，2016；譚鋼等，2018），為下一步的預可研及可行性研究報告提供可靠的資源量基礎。

海外礦產資源快速勘查評價體系最早是2008—2009 年，中色地科公司在埃塞俄比亞北部努比亞地盾區(qū)進行VMS 型銅鋅金銀礦床勘查時候初步提出的，通過1∶5 萬LANDSAT 圖像解譯，1∶1萬土壤測量，XRF 快速分析儀及物探IP、地面磁測及地表槽探及深部鉆探驗證等勘探手段組合，新發(fā)現了特拉喀密提等3 個VMS 型銅鋅多金屬礦床。后經境外礦產資源勘查不斷實踐和完善，形成了一套遙感－物探航磁＋IP 測量＋大比例露頭巖性填圖＋地表槽探＋深部鉆探驗證快速勘查評價體系。先后在老撾、坦桑尼亞、美國南加州、塞拉利昂等國家的勘查項目中得到示范應用，取得了良好的找礦效果，大大的縮短了勘查時間，找礦經濟效益十分顯著。

2 海外礦產資源快速勘查評價體系構建

礦產資源快速勘查體系由從勘查階段看，分為遠景區(qū)圈定及靶區(qū)優(yōu)選、礦區(qū)勘查和礦體勘探；從空間上可以劃分為高空－ 低空－ 地表－ 深部勘探，從而構成天地空一體化的綜合快速評價體系（圖1）。

圖1 海外礦產資源快速評價體系示意圖（以埃塞北部VMS 型銅鋅多金屬礦找礦為例）

在進行海外礦權項目勘查前，室內地質資料綜合分析是海外快速勘查方法體系中前期最基礎的研究工作，其目的是要明晰礦權區(qū)的成礦地質背景、控礦因素和找礦標志，然后才能選擇快速、高效的勘查方法組合，從而實現四階段找礦的成功即：從遠景區(qū)的圈定－靶區(qū)選擇－礦區(qū)勘查，最后完成礦區(qū)的勘探。

2.1 高空－低空勘查手段

所謂的高空勘查手段，通常是指小比例尺的遙感地質勘查工作，即在正式出野外之前，針對區(qū)域成礦地質特征，選擇合適的衛(wèi)星影像進行地質解譯，提取遙感地質信息特征諸如地質體界限、線性構造、侵入體構造，火山機構及與礦化有關的熱液蝕變特征等，為礦權區(qū)的遠景區(qū)優(yōu)選提供有力支撐。20 年前，地質找礦工作者通常選取國外的LANDSAT（NASA），IKONOS（分辨率達0.8 m）、ESA（歐洲）、SPOT（分辨率達2.5 m），QUICK BIRD（分辨率達0.6 m），WORLD VIEW（分辨率達0.5 m）、GeoeEye（分辨率達0.41 m）及ALOS（日本）等。目前在礦產勘查領域通常采用的是QUICK BIRD 和WORLD VIEW。近年來隨著中國資源2 號、3 號（分辨率達2.1 m）及高分一號（分辨率達2 m）、二號等衛(wèi)星升空，覆蓋中亞，東南亞等國家，由于分辨率高，因此現在利用國產遙感影像進行地質解譯的研究也越來越多。

低空勘查手段主要是指低空航磁測量方法，傳統(tǒng)上多依靠小型飛機（直升機）外掛物探磁測儀及放射性測量儀等；近年來隨著找礦勘查設備研發(fā)，動力滑翔三角翼、無人機搭載磁測儀及放射性測量儀越來越多應用于區(qū)域礦產勘查中。這些低空物探測量技術可解決礦區(qū)尺度上穿越條件不好，避免地面噪音干擾，從而能取得地下很好的物探屬性效果，因此可以很好的查清礦區(qū)地質單元格架和主要構造分布，對比地面磁法和放射性測量工作，更加快速、高效、經濟，進而為下一步的靶區(qū)優(yōu)選提供強有力的物探異常依據。

2.2 地表勘查手段

地表勘查工作包括礦權區(qū)不同比例尺的地質填圖、地球化學測量（水系沉積物測量及土壤測量）、地球物理測量（地面磁測、IP、3D IP、TEM、TDEM、放射性測量及重力測量等）及地表槽探工程揭露。

鑒于境外資源勘查屬于商業(yè)性的投資，因此在設計礦區(qū)地質填圖時，一定要要抓住填圖重點，而不是公益性的地質填圖。快速的地質填圖通常是在第一階段遙感解譯的基礎上，對所圈定的遠景區(qū)開展大比例尺（1∶500～1∶2000）的露頭填圖（outcrop mapping），以便盡快的鎖定礦權區(qū)內主要巖性單元及界線、巖相變化、控礦構造及蝕變帶的空間展布，進而快速鎖定賦礦層位、蝕變分帶和控礦構造等重要單元（圖2）。

傳統(tǒng)的地球化學測量手段在圈定找礦異常區(qū)中起到了非常好的作用，但無論是區(qū)域上水系沉積物測量，還是土壤測量，由于涉及很多人力物力，加上很多工作地區(qū)通行條件差，加之許多欠發(fā)達國家沒有合格的實驗室進行土壤及水系沉積物樣品分析，因此大大影響了勘查項目的進度。自2005 年以來，隨著X 熒光分析儀技術的研發(fā)及應用，越來越多的海外資源勘查項目實施過程中，開始使用便攜式多元素快速分析儀（Portable XRF）開展原位地球化學測量，為勘查提供了低成本、高效率、低擾動的勘查手段。熒光XRF 分析儀不僅對水系沉積物、土壤樣品適用，同時通過應用模式的設置，還可以對地表巖石樣品、槽探工程樣品及后期工程驗證的巖芯樣品及RC 巖粉樣品進行初步分析，同時開展部分數據與實驗室測試數據對比校正分析，確保野外測試XRF 數據的有效性。在便攜式多元素快速分析儀在使用的過程中要根據儀器進行標樣測定，以便適用于不同的勘查介質。圖3 顯示了在埃塞北部地區(qū)利用便攜式XRF 分析儀對特拉喀密提礦權區(qū)的原位土壤，按照5 m×5 m 的網度進行現場測定的結果。從XRF 原位測量的銅、鋅元素含量分布圖中可以看出，銅元素具有2 個濃集中心，中間明顯被斷開。而鋅元素則在東北方位與銅一致，由于鋅是比較活潑的元素，因此距離銅礦化富集中心比較遠，異常范圍也大。

圖2 埃塞北部特拉喀密提礦權區(qū)露頭填圖

圖3 埃塞俄比亞特拉喀密提礦權區(qū)便攜式XRF 分析儀原位土壤測量成果圖

地表地球物理測量方法的選擇，要根據區(qū)域綜合研究的成果，針對勘查礦種及成礦類型進行方法組合，以便能迅速的圈定礦致物探異常。當前針對硫化物礦體（斑巖型、VMS 型，層狀硫化物等隱伏礦體等）的物探測量技術，3D IP 物探測量應用越來越深入，研究的也很多。其主要的作用是能反應深部達1000 m 的礦致異常。

鑒于綠色勘查的要求及境外項目所在國家及社區(qū)環(huán)保的要求，目前地表槽探工程施工逐步減少，只有在那些項目所在地政府對槽探施工環(huán)保要求不是很嚴格及地質露頭比較好的情況下，可以開展槽探施工，以便對地質填圖所圈定的蝕變帶、礦化帶及物化探異常進行工程揭露驗證。

2.3 地下勘查手段

在上述遙感地質解譯、物化探測量異常圈定及地表露頭填圖成果的基礎上，如果發(fā)現很好的礦化帶及蝕變帶，那么下一步就要實施固體巖芯鉆探驗證，以便獲得深部礦化信息。通常前期幾個驗證鉆孔要部署在物化探異常特別強烈的地段，地表有很好的礦致蝕變帶或已經初步圈定的礦化帶上。一旦在深部獲得很好的礦化信息，那么下一步就根據找礦礦種及成礦類型，按照工程網度進行深部鉆探評價，控制礦體在空間上的展布，獲得有關礦體的長度、厚度及品位等相關信息。

根據勘查區(qū)勘探工作的要求，西方礦業(yè)國家通常采用RC 鉆探（空氣反循環(huán)）對上部的礦體進行勘探，一般控制深度在100 m 左右。在海外進行深部鉆探驗證手段選擇的時候，通常海外上市公司信息披露NI－43－101 和JORC 等標準都能接受RC 鉆探成果，少部分用于露天開采品位控制。目前國內勘探規(guī)范還沒有普及RC 鉆探技術。RC 鉆探的最大優(yōu)點是施工成本低、鉆探效率高，可實現連續(xù)巖芯粉樣品的采集，從而大大提高了鉆探驗證效率。通過巖屑樣品采集，提高編錄質量。引入國際通用的代碼編錄，提高現場編錄效率，尤其在干旱、缺水地區(qū)，RC 鉆探更具效率高、成本低的優(yōu)勢。

最后，在地表和深部勘探數據的基礎上，建立以地質填圖、工程測量和鉆孔數據庫為主的三維數據庫，利用Micromine、Datamine 和Surpec 等礦山軟件開展三維地質模型和礦體模型的創(chuàng)建，進行資源量和品位估算，為下一步預可研和可行性研究設計提供可靠的地質依據。

海外礦產資源快速找礦評價體系周期一般是1～2a，該體系有效融合了我國傳統(tǒng)勘查技術手段和西方先進找礦手段，多次交叉運用，以實現找礦突破，探獲資源量，為下一步的礦業(yè)開發(fā)提供詳實、可靠的資源基礎依據。

3 應用案例分析

本文以埃塞俄比亞北部特拉喀密提礦權區(qū)VMS 型銅鋅多金屬礦找礦成功案例說明海外礦產資源快速評價體系的應用效果。特拉喀密提礦區(qū)最早是中色地科公司于2009 年11—12 月通過野外1∶1 萬地質填圖發(fā)現地表含鐵帽的硫化物蝕變帶，2010 年通過系統(tǒng)物探磁測、IP 測量及50 m 間距地表槽探控制，推測深部存在隱伏原生硫化物礦體，2011 年3—5 月實施12 個鉆孔工程驗證，見礦率90%，從而實現該地區(qū)找礦新突破。2010 年5 月份，中色地科公司將該項目轉讓到加拿大提格雷資源上市公司，之后，提格雷資源公司在該礦區(qū)繼續(xù)勘探，先后實施了大比例尺的XRF 原位地球化學測量，物探TEM 和重力測量，在物化探異常圈定的基礎上，分別實施了RC 鉆探和巖芯鉆探，2015 年提交了加拿大NI－43－101 技術報告，估算該礦區(qū)的銅鋅金銀金屬資源量，2017 年完成了預可研報告，獲得采礦證，等待下一步的礦山開發(fā)。

3.1 特拉喀密提礦權區(qū)地質特征

區(qū)域上看，埃塞特拉喀密提礦區(qū)位于厄立特里亞中部阿斯馬拉海底火山塊狀硫化物多金屬礦成礦帶西南延伸端，屬于阿斯馬拉—施瑞成礦帶的主體部分（圖4）。近年來在厄立特里亞境內的阿斯馬拉VMS 成礦帶已經發(fā)現4 處大—中型VMS 型銅鋅（金）礦床，如Debarwa、Adi Nefas、EMBA Derho 和Adi Rassi 等銅鋅（金－銀）多金屬礦床。

特拉喀密提礦區(qū)的成礦地質條件和礦化特征與上述已知銅鋅礦床類似，含礦圍巖主要是新元古代中基性—中酸性火山巖（流紋巖—粗面安山巖），銅鋅礦體主要分布在中基性火山巖向中酸性火山巖過渡的層位中，大部位于中酸性火山巖中。銅鋅礦體埋藏淺，通常在地表存在塊狀硫化物氧化形成的鐵帽。礦體下盤圍巖蝕變強烈，主要是綠泥石化和綠簾石化。在VMS 型銅鋅礦體形成之后，該區(qū)經歷了低級區(qū)域變質作用和多期構造作用，尤其后者導致礦區(qū)內地層經受了反復的褶皺，形成了一系列的向、背斜構造及顯微褶皺，在一定程度上破壞了原生礦體的完整性。

圖4 阿斯馬拉—施瑞VMS 型銅鋅成礦帶

3.2 快速勘查評價方法組合及應用

根據區(qū)帶上已知VMS 型銅鋅多金屬成礦地質背景、找礦特征及標志，確立勘查區(qū)VMS 型銅鋅多金屬礦的快速找礦評價體系。按照找礦范圍縮小程度和勘探程度增加順序，該快速勘查評價體系由以下幾部分組成。

（1）1∶10 萬～1∶5 萬中小比例尺遙感影像解譯：用以解譯和判讀研究區(qū)區(qū)域成礦地質背景。在該區(qū)勘查過程中，我們利用TM 和ASTER 遙感影像進行了蝕變信息的提取，包括TM 鐵染、TM 羥基、ASTER 鐵帽（鐵氧化物）、ASTER 的Al－OH、Mg－OH、高嶺土化、伊利石化、明礬石化、絹云母＋蒙脫石化、硅化、碳酸鹽化共11 種蝕變信息，并大致解譯出了含礦層位、硫化物蝕變帶（鐵帽帶）的分布范圍，以及線性構造、環(huán)形構造的地質特征，在總結分析區(qū)域成礦地質特征的基礎上，對提取的遙感異常信息進行綜合分析，為研究區(qū)開展下一步礦產遠景評價提供了有效依據。

（2）1∶5 萬～1∶2.5 萬水系沉積物測量和航磁測量，圈定區(qū)域成礦元素地球化學異常背景和地球物理異常背景；同時借助第一階段的遙感解譯成果，進行野外驗證，以便厘定勘查區(qū)的蝕變帶及礦化帶。

（3）在所圈定的找礦遠景區(qū)內，開展大比例尺遙感數據解譯（1∶10000～1∶500）、露頭地質填圖（1∶10000～1∶500，圖2）、1∶10000 比例尺土壤和巖石化探測量；大比例尺Niton 熒光快速分析評價（1∶500，圖3），地面磁測和IP（圖5）、EM（TEM）和重力等物探測量。根據圈定的物化探異常，在地表施工槽探進行蝕變帶及礦化帶的揭露。最終圈定了1 條長800 m，寬8～40 m 的含鐵帽的硫化物蝕變帶，地表含金平均達4 g/t。該階段的勘查手段是礦權區(qū)勘查重點，也是鎖定目標靶區(qū)最有效的勘查手段。

圖5 埃塞特拉喀密提礦區(qū)IP 測量異常分布圖

圖6 埃塞特拉喀密提礦區(qū)第一期鉆孔驗證分布圖

（4）在上述圈定的含鐵帽的硫化物蝕變帶范圍內，根據IP 異常、磁異常分布范圍，迅速開展12 個鉆孔的工程驗證，見礦率達90%，其中第一個鉆孔（10HTD001）鉆 孔 穿礦 厚 度52.1 m，平 均 含 銅4.1%，鋅0.13%，金1.55 g/t，銀26 g/t（圖6），一舉打破了該區(qū)找礦新局面。

隨后，根據礦體控制工程網度，先后施工了固體巖芯鉆探31000 m，RC 鉆探11000 m，及相關礦石的選冶試驗工作，完成了該區(qū)的勘探工作。

（5）根據上述第四階段的勘探工作，在MI?CROMINE 平臺上，創(chuàng)建特拉喀密提礦區(qū)三維地質模型和VMS 銅鋅礦體模型，估算銅鋅多金屬資源量，為下一步礦床開發(fā)提供可靠資源量基礎。截至2015 年3 月，根據加拿大EAM 上市公司公布的勘探結果，該區(qū)累計探獲銅金屬量7.5 萬t，鋅9.7 萬t，金8.7 t，銀125 t。由于鉆探控制深部不到300 m，因此深部增儲潛力很大。

（6）利用MAPINFO 或ARCGIS 平臺，將上述勘查階段形成的多源地學信息構建勘查區(qū)數據庫，通過證據加權等方法，在礦區(qū)深部及外圍預測新的找礦靶區(qū)，從而實現找礦勘查上的更大進展。

該快速勘查評價體系有效融合了我國傳統(tǒng)的勘查技術手段和西方先進的找礦手段（遙感快鳥數據、Niton 化探快速評價、三維模型在不同勘查階段中的應用和資源量估算等），其中第3 至第6 方法手段可以多次交叉運用，以便實現找礦迅速突破。

4 討論

盡管海外礦產資源快速勘查評價體系已經創(chuàng)建，并在不同的國家綠色勘查應用取得了良好的找礦效果，但鑒于目前深部隱伏礦找礦難度的加大，因此要不斷研發(fā)新的找礦技術，這樣找礦理論與有效的勘查手段相結合才能取得最佳的找礦效果。

此外，由于海外項目所在國的社會環(huán)境因素差異及目標礦種的不同，在具體執(zhí)行綠地勘查項目的過程中，一定要結合項目所在地的背景、區(qū)域成礦地質條件制訂一套有效的勘查方法組合，這樣才能達到快速、低成本、高效的勘探成果。

5 結論

隨著我國對國外礦產資源依存度的不斷提高，加強海外礦產資源快速勘查與評價體系的研究及應用具有非常重要的理論和現實意義。中色地科公司創(chuàng)建的海外礦產資源快速評價體系先后在坦桑尼亞、埃塞俄比亞取得了找礦成功，同時在老撾、美國南加州等多個勘查項目也獲得了非常好的找礦效果，因此該套體系值得推薦應用。同時在海外勘查實踐過程中，根據項目所在國的文化背景和社會政治環(huán)境，及所要的勘查目標礦種不同，要及時豐富和發(fā)展海外礦產資源評價體系，以期達到快速、低成本及高效的勘查效果，從而減少綠地勘查項目的投資風險，最大程度的回報股東。