深部找矿及预测的几个问题 赵 鹏 大

内 容 简 介 一、深部找矿的类型 二、深部找矿工作的新阶段 三、深部找矿基础地质理论研究及实践 四、深部找矿目标 五、发现深部矿床难度很大，证实深部矿床的真实价值难度更大 六、深部找矿：何谓“第二找矿空间” 七、深部找矿成功之路：地质、技术、经济与政策的有机结合 结束语

一、深部找矿的类型 1. 已知矿床或生产矿山深部找矿问题 1.1 寻找已知矿体的延深部分 1.2 寻找已知矿体深部的未知矿体 　1.1 寻找已知矿体的延深部分 　1.2 寻找已知矿体深部的未知矿体 　　1.2.1 寻找与已知矿体相同类型的未知矿体 　　1.2.2 寻找与已知矿体不同类型的矿体 2. 无已知矿床的新区深部找矿问题 　　　—未出露地表矿体的找矿问题 　2.1 被掩埋矿体的找矿 　　2.1.1　被浅埋的矿体 　　2.1.2　被深埋的矿体 　2.2 盲矿体的找矿 　2.3 被掩埋的盲矿体找矿 　以上不同类型的找矿目标，找矿准则，找矿方法，找矿技术手段、找矿难度、找矿效益各不相同

二、深部找矿工作的新阶段 早在1958年在苏联召开了隐伏矿床找矿问题学术研讨会，对深部找矿和理论问题进行了全面探讨，这些成果虽然老，但具有经典性，是多年找寻隐伏矿的经验总结。如：

　H.A.别利亚夫斯基等的“应用于掩盖区成矿规律研究及未出露地表矿化找矿的方法组合”，其主要结论： 掩盖区及深部找矿可以进一步扩大国家资源基地，特别是在老矿区。 2. 在最重要的含矿区进行成矿规律分区十分必要，分区要考虑控制矿化的构造—岩性及岩浆因素以及掩盖区的特征，包括松散沉积盖层、地台盖层、上部不含矿的构造层和地层的厚度、性质。如此分区有利于划分典型成矿区，制定考虑其深部地质结构的研究方法。 3. 广泛应用地质构造、成矿规律、地球化学、地球物理及基准构造钻和制图钻等多种综合方法，应用航空和地面物探的综合方法。 4. 编制成矿规律图及预测图很重要。 5. 研究隐伏矿床可经济开采的深度，分区也要考虑经济、地下资源潜力远景、研究方法、技术装备及财政投资等。 6. 研究矿区、矿田、矿床分带性。包括矿化的交代产物及原生晕分带，研究确定矿床保存程度的各种因素及古代和现代的侵蚀基准面。 7. 研究快速综合信息解译方法及深部方法的灵敏度。 8. 超深钻在深部找矿中占有重要意义。研究内生矿化的来源、深部岩浆房，成矿热液形成中变质作用的意义，矿化间隔等。

　 E.A.拉德凯维奇“不同类型成矿区隐伏矿床的找矿”。 　深部隐伏矿床找矿问题不仅随矿床成因类型不同而异，而且对不同类型含矿地区也不相同，她分别按： 1.　地台区隐伏矿床找矿 2.　地槽区隐伏矿床找矿 3.　活化地台区及亚地台区找寻隐伏矿和被掩埋矿 4.　赋存于断裂系统火山带矿区的隐伏和被掩埋矿 　　Q．H列维茨基，B.U.斯米尔诺夫“利用内生分带构造寻找热液型隐伏矿床” 　 区分原生分带性，或称阶段性分带及次生分带，或称岩相性或沉积性分带 　　研究了无矿带的类型和特征，提出了无矿的指示标志

在深部找矿的实践上，通常矿床勘查和预测深度大大超过矿床的开采深度，矿床开采深度随时间的推移而逐渐向深部拓展，世界上一些老矿山在 40 ～ 60 年或更短的时间内，矿床开采深度即可达到1.5～2Km。开采深度平均每年下降 40～50 m，有时达 80m。因而为生产矿山准备后备储量，勘探工作不断向深部发展是十分必要的，下表列出了世界一些大型Au矿床勘探与开采深度的比较（表1）

表1 国外一些生产矿山勘探工作深度超开采深度情况 表1　国外一些生产矿山勘探工作深度超开采深度情况 矿床名称 国别 深 度 m 坑 道 钻 孔 开采 勘探 勘超采深度 超采 普查 马罗－维利犹 马克－因泰尔 克尔科林德－莱克 开姆－莫托尔 霍姆斯　提克 哈尔切贝斯特隆 大兰德 巴西 加拿大 津巴布韦 美国 南非 2540 1780 2470 2000 1500 2300 2500 2450 2700 2200 1900 670 230 200 400 3200 3000 3100 3300 660 730 1000 800 3600 3500 4300 1130 1200 1800 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（据B.A.Hapceeb等　1989）

除在矿床、矿体范围内的深部评价预测及找矿外，近年来加强了对区域的深部成矿研究，如在对“西亚库特裂谷”超级组合深部含矿性远景研究（B. M 　除在矿床、矿体范围内的深部评价预测及找矿外，近年来加强了对区域的深部成矿研究，如在对“西亚库特裂谷”超级组合深部含矿性远景研究（B.M.Muwhuh等，2003）中在西伯利亚地台圈定了一个跨大陆控矿的超大型构造，即“西亚库特裂谷”在这里包含有：　　

　 1）下组合，有堆积铬铁矿，含Pt硫化Cu-Ni矿床，产于前里菲结晶基底　 　　2）上组合为层状多金属矿化，碳氢化合物的聚集。致密硅化磷块岩等产于沉积盖层。 　　3）斜切组合，有含金刚石，Cu-Ni-Pt的超基性岩体，产于沉积盖层，但其岩浆根插入结晶基底和上地幔。 　　我国虽然勘查深度总体不大，但对隐伏矿床的找矿问题也一直受到关注和重视，在综合性教材或著作中，有1989年出版的卢作祥、范永香等编著的“成矿规律和成矿预测学”，1993年出版的刘石年编著的“大比例尺成矿预测学”，1995年出版胡惠民等编著的“大比例尺成矿预测方法”，2004年由叶天竺主编的“固体矿产预测评价方法技术”等等。这些专著中都不同程度提出了隐伏矿床预测和深部找矿问题，并引证了国内外有关深部找矿实例。 　　当今，在我国开展大规模的危机矿山接替资源找矿计划，可以说，深部找矿在我国进入一个新阶段，进入一个不只是个别点，而是全国范围内多矿种、多类型、多目标、多技术的全面推进新阶段。

三、深部找矿基础地质理论研究及实践 深部地壳演化，壳幔相互作用，地壳结构与成分类型，岩浆与成矿作用响应，地壳深部地质动力学特征与成矿等 　　深部地壳演化，壳幔相互作用，地壳结构与成分类型，岩浆与成矿作用响应，地壳深部地质动力学特征与成矿等 C.C.吉民(1990)在“地壳与地幔发展过程及岩浆与矿化演化”一文论述了有关问题。 　　在寻找金刚石矿隐伏矿，石油及金属矿过程中，新矿床和新矿化的发现都取决于对深部地壳结构的了解地壳和地幔深部结构和物理状态，参数性的不均一性都是作为构造，岩浆和成矿基础的深部过程的结果，在东西伯利亚以200km2一个点的密度进行深部大地电磁探测（MT3）取得良好的壳幔地电模型，地电的不均一性与矿床的形成和分布有一定的联系。

　　波斯皮也娃（2003）指出“规律的实质是，东西伯利亚的成矿省，成矿区，大型矿结及矿田都规律地与不同类型和级别的岩石圈不均一性相关联，对于不同矿种各有一定的组合，在成矿系统中起决定作用的是软流圈和岩石圈的输导层，它是成矿物质（成矿热液，金伯利岩浆等）的基本提供者和渗透带，即矿质运输通道及矿石物质在地壳上部的聚集带。”

　　有关寻找深部矿体的新进展和新技术，一系列学术会议和文献值得关注。2007年9月在加拿大多伦多召开的“第五届十年一次的国际矿产勘查会议”论文集中有如下一些文章（图1）

图2. 三大主要期刊有关勘查地球化学发表文集统计 1、钻孔中EM的深部物探（Lamontagne) 2、航空磁测的地质解释：40年回顾 （Boyd,D.M，等） 3、Cu+Au斑岩矿床地质模型及勘查方法进展 （Holliday,J.R 等） 4、与BIF相关的铁矿床模型及勘查战略新进展 （Hagemann.S.等） 5 1998-2007勘查地球化学新进展 （Cohen,D.R 等）（插图2） 6、航空物探—演化与革命（Tomson，S.等） 7、地面物探及钻孔录井—进步的十年 （Monnies,B等） 8、地学信息原理与评价：勘查成功关键实现 者的演化（Broome，J等） 9、地质工作： 勘探中区域地质图的应用（Hall，G等） 图2. 三大主要期刊有关勘查地球化学发表文集统计

　　2003年由沃龙涅日国立大学出版了“新世纪之交矿床预测、普查及研究问题”一书，其中有一系列研究深部地质成矿的论文，如： 1.　“西亚库特超组合”潜在含矿性远景的深部研究　（B.M.米什宁等） 2.　东南西伯利亚深部结构的大地电磁测深　（E.B.波斯皮也娃） 3.　与原生金刚石问题相关的蒂曼－乌拉尔地区深部结构　（A.M.佩斯金） 4.　亚库特金伯利岩省构造：地壳成分及岩石圈地幔特征，演化问题　（O.M.罗金等） 5.　亚库特金伯利岩省南部地壳下部结构（B.φ.亚洛夫）（图3） 6.　达尔德诺－阿拉金斯及小巴库奥宾斯克金伯利岩田地壳结构　的深地震探测资料的再解释 7.　基于深部地质－地球物理研究的BKM地区潜在含金刚石爆破岩筒的成矿预测（H.M.切尔内络夫等）

图3. 俄罗斯亚库特金伯利岩区南部下地壳（发射界面Korp地幔界面）等厚图

四、深部找矿目标 1. 已知矿体的垂直追索与未查明矿体部分的揭露。 2. 已知类型矿床之深部未发现矿体。 1.　已知矿体的垂直追索与未查明矿体部分的揭露。 2. 已知类型矿床之深部未发现矿体。 3.　新类型（包括不同成因类型，形态类型，工业类型矿体及非传统类型、新矿种之发现。 4、以重要工业类型、大型、超大型矿床为主要找矿对象 E．M．Hexpacob(2006)在“再论B、M克列特尔矿床地质-工业类型 的意义”一文中以Au为例说明寻找重要工业类型的重要意义。以2003统计的不同金矿工业类型产金量比重（表2）可以看出，在成本很高的深部找矿中寻找重要工业类型的矿床的重大意义。

2. 近地表火山－构造岩中的Au—Ag，Au-Te矿床 350t. (13.8%) 3. 陆源碳酸盐建造岩石中层状和斜切碧玉岩型矿床 1.　含金砾岩 390t. (15.4%) 2.　近地表火山－构造岩中的Au—Ag，Au-Te矿床 350t. (13.8%) 3.　陆源碳酸盐建造岩石中层状和斜切碧玉岩型矿床 270t. (10.6%) 4.　砂页岩建造碳质岩中的的Au矿 260t. (10.2%) 5.　太古代绿岩带区域变质陆源－火山成因岩石中的Au矿 210t. (8.3%) 6.　砂金矿床 180t. (7.1%) （据E.M.澳克拉索夫，2006） 含金砾岩产量逐渐减少，至2005年降至352—355t。1998年世界最高达2500—2560t，主要由前3种工业类型提供。

五、发现深部矿床难度很大，证实深部矿床的真实价值难度更大 　　谢学锦（1997）在“论矿产勘查史－经验找矿，科学勘查与信息勘查”一文中详细介绍了澳大利亚奥林匹克坝巨型矿床发现的艰巨史。该矿隐伏于地下300余米的深处，地表是沙漠，没有任何矿化的指示，它的发现付出了巨大的代价。费时20年，使用了多种方法，从1995年打的1个钻孔及随后的8个钻孔中5个完全无矿，3个是矿品位不高。1976年的第10个钻孔打到了170米厚，Cu品位为2.1%的矿体，但更厚层高品位的铜矿区离RD10还有1000m之遥！ 　　耗资3000万澳元以上。 　　在俄罗斯和蒙古的U矿发现史也同样说明这一情况

M.B.舒米林（2007）在“普查评价铀矿工作中错误否定远景地区的风险“一文中列举了在额尔古纳地区南部找铀的历史：斯特列尔佐夫巨大铀矿在1954年开始普查，1963年发现，从1958年施工第一个钻孔打到铀矿化开始，经过多次否定和肯定，真正确认其为超大型矿床是在随后钻探了几十万米钻孔之后，其中最大之一的额尔古矿床只是在1977年，也即14年之后才得以查明。 　　在蒙古，1972－1973年发现了多尔诺特和古尔斑布拉克铀矿，但只是经过大量钻探，在5年之后的1978年才证实为工业矿床，而在早期阶段，1963－1966年的工作被否定。1970年底重新返回，发现：原来施工的钻孔未达到工业矿床的深度，因此，既使是超大型矿区的勘探，也不是很快就查明其真实规模。 　　另一个例子是在俄国的卡列里，1959年就发现具有放射性异常的转石“小矿山”，1978年开始了这里的工作。2年后发现了放射性分散晕的原生来源，又经过8年的勘探，才发现隐伏的含铀富钒的超大型矿床，从分散晕到异常整整花了30年！ 　　所以有人说：“矿床不是发现出来的，而是做出来的”

六、深部找矿：何谓“第二找矿空间” 　　腾吉文（2007）在“第二度空间金属矿床勘查与东北战略后备基地的建立和可持续发展”一文中指出，“必须将第二深度空间金属矿产资源的地球物理找矿勘探与开发提上日程，即在深度500～2000m的空间来进行找矿勘探。”可见，他指的是“勘探和开发深度”的概念。 　　吕古贤（2006）在“构造物理化学的思路、研究和问题”一文中，曾提及根据胶东地质找矿和成矿环境对比，常印佛和翟裕生等认为可用构造物理化学方法在长江中下游矿集区寻找金属矿床深部第二富集带。并提出中国东部环太平洋中新生代金属成矿带的深部可能存在金属矿化第二富集带的远景意见。这里未提出具体深度，而是指在有利地区深部寻找新矿带的可能，即所谓“第二富集带”。

　　按B.A.Hapceeb的意见，所谓“深部” 是指“在矿体已计算储量部位之下的尚未研究或很少研究的地区，不同的绝对深度之下的矿体或地段，如为＞500m，＞1000m，等，没有一个公认的统一的界线。一般在矿区的构造普查钻的深度为800－1000m，有时1200－1500m，目的是评价深部矿化环境的有利程度，查明最可能发育矿化的层或带。 　　笔者认为：“第二成矿找矿空间”是在已知矿床的深部或外围，寻找类似的或不同的有利成矿环境和发现同类或不同类型的矿床。已知矿床是第一成矿空间，深部和外围的隐伏矿床就是第二成矿空间，是矿下找矿或矿外找矿，其深度可深可浅。

七、深部找矿成功之路：地质、技术、经济与政策的有机结合 地质—深部地质、地层、构造、矿物、成矿 化探—深穿透、地化块体、分带性 物探—深部地球物理、深地震探测、深大地电磁探测 超深钻 合理的勘查程序与矿权政策 非传统资源产业经济评价

金矿深部预测评价的程序如下（据B.A.纳尔谢耶夫，1989）： 第一阶段： 确定矿床类型（按深度，建造类型，工业类型） 分析矿床在区域和矿田构造中的位置 对坑道和钻孔已揭露范围进行如下研究： —　含矿环境（矿体围岩，其产状、成分、物理－化学性质，变质程度，构造活动过程中的破坏程度，矿体与岩浆岩的相互关系及联系） —　矿体、规模、形态、空间分布 —　形态构造分带 —　内生分带（矿物、矿物化学成分，近矿交代，矿物物理性质，原生晕。成矿深度） —　在垂直和水平方向内生分带参数梯度值 —　内生分带参数值与矿体含Au性的相关性 —　影响矿体规模、形态、空间分布、成分、分带性、含Au程度的地质因素。 —　矿体被剥蚀深度

第二阶段　对深部及边部分析和评价： —　与矿床已研究地区（坑道和钻钻孔已揭露地区）含矿环境 　　特征的比较 —　矿体发育地段的总体构型和结构，矿体参数（形态构造分 　　带） —　各种特征参数的内生分带 —　矿化质量（矿体发育地段总体，在个别矿体或其较大块段 　　内） —　计算选择参数的资源量（P1级） —　计算总资源量（Au及伴生金属） 第三阶段　　选择： －　考虑矿山－地质开采条件选择矿体可能的开采系统。 回收Au及其它伴生金属的工艺流程 深部及边部的地质－经济评价，确定在不同地段和水平矿体开采的经济可行性，Au的可能成本，论证深部和边部进一步的勘探工作。　

Hall.G. Wall.Vic在“地质工作：区域地质图在勘查中的应用“一文中提出勘查项目”转化率“问题，转化划分为几个阶段： 1.　土地申请—靶区选定期（target generateon phase） 2.　钻探验证期（Drill testing phase） 3.　资源圈定期（Resource delineation phase） 4.　前可行性论证期（Pre-Feasibility phase） 5.　可行性论证期（Feasibility phase） 从1期向2期的转化率很低6∶1。成本也高；每个项目70K澳元（AUD70K）－若钻探成功，随后几期的转化则很好，2∶1或更高，换言之，在项目形成期选择了过多的项目，而鲜有形成有效钻探靶区，这就直接影响了发现率，增加了找矿成本，降低了发现的经济影响

表3 勘查项目的转化及成功率 阶段 总投资 项目个数 项目平均成本 成功概率 发生 土地申请 2.7M 290 9K 2∶1 普查 确定计划 表3　勘查项目的转化及成功率 阶段 总投资 项目个数 项目平均成本 成功概率 发生 土地申请 2.7M 290 9K 2∶1 普查 确定计划 11.3M 158 70 K 6∶1 钻探 6.3M 27 230 K 圈定 资源确定 6.8M 15 460 K 6∶5 可行性 储量确定 27.5M 13 2100 K 10∶9 采矿 总计 54.6M 12 12∶10 西澳拉瓦尔顿1984－2000勘探投资概况 （据Hall.G等，2007）

结 束 语 相似类比与求异理论相结合 成矿多样性与成矿专属性相结合 传统矿产资源与非传统矿产资源相结合 成矿理论与找矿理论相结合 矿床模型与勘查模型相结合 成矿谱系与成矿系统相结合 宏观规律与微观规律相结合 定性与定量结合 线性与非线性结合 勘查深度加大，开发逐步推进 根据我国实际情况规划不同的勘探深度分区