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    “我要做的,就是从国家和人民的需要出发、从国家和地质工作的发展出发,促进地质行业最需要的改革发展和科技创新建设。”

    — —中国工程院院士、著名矿床地质学家

    陈毓川

    从苏联求学的

    潜心苦读

    到大厂五载的

    寂寞风雨

    1980年 陈毓川,于广西桂东南(大厂)

     

    从年轻的铁矿研究队队长

    到提出和发展

    成矿系列理论的矿床学家

    1988年9月 陈毓川在新疆阿舍勒铜矿

     

    壮年

    组织号令全国地勘工作

    晚年

    开展矿产资源战略研究

    1995年5月 陈毓川在甘肃省地矿局三大队大水金矿考察

     

    他将自己

    毕生心血

    投入到中国地质事业

    矿产勘查

    成矿预测

    区域成矿理论研究

    作出了突出贡献

    1997年10月 陈毓川在海南抱伦金矿

     

    在他的日历上

    没有周末和假日

    只有排得满满的工作

    2019年10月底 陈毓川在新疆玛尔坎苏锰矿野外照片

     

    如今

    86岁的他

    只要有时间

    就会走出京城

    走向祖国各地的深山矿区

    探索地质科学奥秘

     

    他说

    “我这辈子最大的愿望就是找矿”

    “为国家发展服务是我一生的使命”

     

    他是中国工程院院士

    著名矿床地质学家

    陈毓川

     

    愿为地质找矿奉献一生

    ——记中国工程院院士、著名矿床地质学家陈毓川

    他是我国著名的矿床地质学家,提出并发展成矿系列理论,为矿产勘查、成矿预测、区域成矿理论研究作出突出贡献;他曾任原地质矿产部总工和中国地质科学院院长,领导了一个时期的全国地质找矿工作。今天,已经86岁的他,仍然奋战在地质矿产科学研究的前沿,主持《中国矿产地质志》研编这一规模宏大、泽被后世的科学文化工程。他,就是中国工程院院士陈毓川。

    踏遍青山,为国找矿矢志不渝

    陈毓川是少年立志。受新中国成立前投身革命的长兄长姐影响,他在中学担任团支部书记时,就确立了为国为民奉献一切的共产主义信仰。

    1952年,陈毓川考入南京大学地理系,第二年被选送去苏联留学。1959年,以优异成绩毕业于顿涅茨克工业学院地质勘探专业的陈毓川,第一次来到了中国地质科学院。从那时起,走遍祖国大江南北、为国家找矿就成了他最大的心愿。

    青年时代的他,在广西大厂锡矿区,沉下心用5年时间深入解剖典型矿床;在江西东乡枫林铜矿,带队在国内外首次提出并验证了钨在硫化矿床氧化带中的地球化学行为,破解了“含钨铁帽之谜”;在长江中下游地区,致力于火山岩成矿研究,建立了宁芜玢岩铁矿成矿理想模式。

    中年时期,他肩负重任,在原地质矿产部总工和地矿司司长、地调局局长、中国地质科学院院长等领导岗位上,全力组织推动新一轮全国普查工作、主持全国找金大会战、开展第二轮成矿区划,成为一个时代地矿工作的倡导者和引领者。

    步入晚年,他仍然激情满怀,全情投入地质科学事业,在中国工程院战略研究等舞台上,殚精竭虑为国家矿产资源安全、矿业健康发展鼓与呼。

    在陈毓川的头脑里,是没有休息日的概念的。直至今日,他每天早上都会骑着自行车来到办公室,一头扎进学术研究的海洋里,直到夜色阑珊。只要有机会,他一定要到野外矿区去,多走、多看、钻研、思考……

    “能看到普通人难以看到的风光,能更深刻地领略自然的韵味,是地质工作给予我的一份奖励。”于是,便有了他无法忘记的大厂星空和浓郁花香,有了攀登高山、俯瞰深谷的畅快淋漓。至于下坑道时遭遇爆破、考察加多岭铁矿后连人带车滚下山崖、在西藏美多锑矿区发生严重高原反应的经历,则成了他口中的“野外趣事”。

    更加令他难以忘怀的是1974年参加国庆招待会见到周总理时的情形。他说,对于周总理,自己所敬仰效仿的不仅仅是面对各种复杂局势时的大智慧,更是“在任何艰难困苦的情况下,都要以誓死不变的精神为共产主义奋斗到底”的坚定信念。

    “国家需求是我的终身目标!”陈毓川是这样说,更是这样做的。

    当前,陈毓川还在主持推动一个极其浩大的工程——《中国矿产地质志》研编,对全国所有的矿产、矿产地和成矿规律进行全面的总结。他在同龄人安度晚年的时候,选择这种高强度的方式工作,就是希望为世界地质科学、为中国的地质事业留下更多、更有价值的东西。

    探索科学,孕育矿床经典理论

    上世纪70年代末,中国科学院院士程裕淇与陈毓川等人在国际上首次提出了“矿床的成矿系列”概念,之后,这一理论作为我国区域成矿分析的主要理论基础,为国家矿产资源勘探提供了重要科学依据。

    全球及各地区的地质演化历史是具有一定规律的,同时具有相似性和相对的继承性。因此,陈毓川等认为,矿化与矿床是地质环境中的一个组成部分,矿床成矿系列是由有成因联系的矿床所组成的自然体,因此矿床成矿系列亦可以说是在一个历史阶段中一个相对独立的成矿系统的最终矿床产物。

    实践证明,成矿系列是研究矿床的区域成矿规律的关键性环节,也是基础性的研究工作。

    在他的领导下,一大批地质科学工作者深入开展重点地质构造地区的矿床成矿系列及其时空成矿物质演化规律研究,从成矿区(带)、各省(区)至全国建立矿床成矿系列,总结区域和全国的成矿规律,并进一步应用成矿系列概念及研究成果进行成矿远景区域规划和不同比例尺的成矿预测,大大促进了我国的矿床勘查工作。

    40多年来,这一矿床研究领域的经典理论还在不断地丰富发展,并通过“中国成矿体系及区域成矿评价”“全国矿产资源潜力评价”“中国矿产地质志”等项目,全面推动了中国成矿体系和区域成矿规律的研究。而最初在业内产生巨大影响的《初论矿床的成矿系列问题》,也逐步延伸为“再论”“三论”“四论”,直至目前正在修改中的“七论”。

    对于陈毓川而言,地质科学的世界是那样色彩斑斓、充满魅力。从那里,他看得到自己的梦想,听得到自己的期待,收获了满满的幸福感。

    科学道路悠远漫长,科学探索无穷无尽。他不止一次地强调,科学研究是有时代局限的,地球太复杂,我们今天对地球对矿产资源的认识、对自然法则的认识,只是阶段性的,很有可能在未来人类科技更加发达的条件下被修正甚至被推翻,所以科学工作者千万不能自以为是,更不能自得意满,一定要有不断探索、不断创新的精神。

    战略研究,推动矿业健康发展

    “陈毓川是一位矿业领域的战略家。”许多矿业界的同仁如此评价。

    追寻陈毓川的人生轨迹,梳理他在地质事业上留下的闪光足迹,一个重大事件不可或缺。那就是由他与36位院士联名提交给国务院一封题为《对地质工作情况的反映及建议》的信,促成了2006年1月28日《国务院关于加强地质工作的决定》的正式发布。而这一纲领性的文件,引领了21世纪初期中国地质工作尤其是地质找矿工作最辉煌的10年。

    从2000年至今,他连续组织实施了8个中国工程院组织的矿产资源战略咨询研究项目,参加参与的项目数量更为可观。通过这些具有宏观性、战略性、综合性、前瞻性的咨询研究工作,他的站位越来越高,思考也越来越深邃。

    他对中央机构改革将各类自然资源统一管理、成立自然资源部的决策非常支持,认为此举有利于国家发展,可以更好地管理自然资源。他多次给部领导进言,内容涉及矿业政策、绿色勘查、科技创新、地勘队伍改革等。

    他认为,要依靠改革应对变局、开拓新局,要坚持目标引领和问题导向。“山水林田湖草”还要加上海洋、矿产,构建涵盖“山水林田湖草海矿”的自然系统观。“它们既是资源又是生态环境的重要组成部分,既要综合考虑自然资源的调查评价和科学管理,又要考虑其作为生态环境要素的可持续利用问题。就矿业而言,绿色勘查和绿色开发完全可以实现矿业与自然生态的协调,在有些荒漠地区甚至可以改善环境。”

    当然,陈毓川最为关注和忧虑的还是地质矿产事业的发展。他认为,矿产资源是人类经济社会进步的物质基础,当前国际形势很复杂,矿产资源的安全问题也很严峻,有些矿业政策需要很好地研究和调整,使其更加有利于推动矿产资源的勘查、储备与开发。他建议国家对风险较大的初级勘查和一些矿种的勘探予以扶持,从而调动各方面的积极性,国家应有计划地参与矿产勘查工作,使矿业稳定地发展下去。

    另外,他感到在国家对科技创新如此看重的当下,中国地质科学院要更充分地发挥科技专业研究所的创新专长,更好地承担国家深地专项任务。只有集中力量进行科技创新,推动地质科技发展,地科院才能真正成为国内国际地质领域一流的科学研究单位。

    陈毓川还特地谈到了地质工作队伍的改革:“改革既要积势蓄势谋势,又要识变求变应变,重点在于扭住关键、突出实效。通过改革让地勘队伍保存精干力量,更好地为国家服务,并过上幸福生活,是我很大的愿望。”

    “我现在没有任何行政职务,我要做的,就是从国家和人民的需要出发、从国家和地质事业的发展出发,促进地质行业最需要的改革发展和科技创新建设。”陈毓川说。

    院士陈毓川:愿为地质找矿奉献一生

    自然资源部的组建主要是为统一行使全民所有自然资源资产所有者职责,统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责,着力解决自然资源所有者不到位、空间规划重叠等问题,实现山水林田湖草整体保护、系统修复、综合治理。这里的“统一”、“整体”、“系统”、“综合”都源于自然资源的综合观,与此相关的另一个重要视角是动态观。因此,自然资源统一管理需要对自然资源的综合观和动态观有一个全面的认识。

    自然资源的内涵与分类

    1. 概念及其含义

    自然资源包括地球表面积(空间)、土壤肥力、地壳矿藏、水、野生动植物等。

    自然资源的范畴随着人类社会和科学技术的发展而不断变化。人类对自然资源的认识,以及自然资源开发利用的范围、规模、种类、数量和深度,都在不断发展,现在把环境质量和生态服务也视为自然资源,而且人们对自然资源已不再是一味开发利用,而是发展出保护、治理、抚育、更新等观念。

    自然资源与生态环境是两个不尽相同的概念,但具体对象和范围又是同一客体。因此有人把自然资源和生态环境比喻为一个硬币的两面,自然资源是人类社会从生态环境中获取的初始投入。同时,自然资源不仅是一个自然科学概念,也是一个人文社会科学概念。

    2. 自然资源的分类

    自然资源可划分为“可更新”与“不可更新”两大类。可更新资源是在人类时间尺度上可天然再生的有用物品。“可更新”是一个相对而不是绝对的概念,取决于人类认识和利用,某些“可更新”资源在一定时间周期和空间单元上可能被看作“不可更新”资源。可更新资源可分为两个亚类:一类为恒定性,太阳能、风能、光能、大气等,这些资源基本上是恒定的,不受人类利用的影响;一类为是临界性,如土地、森林、动物、水质等资源。临界性资源,若其利用强度不超过可更新能力,能保持自然再生;如果加以管理以人为地增加流量,还能维持较高的利用水平。不可更新资源,又称储存性资源,储存在地壳当中而且不可再生。这两类资源的划分相对的。

    自然资源的综合观

    1. 生态系统的整体性

    生态系统是由各种生态因子组成的一个整体,包括生物因子和非生物因子两大类。前者包括植物、动物、微生物,尤其是人类活动(狩猎、放牧、垦殖、灌溉、采伐、采矿、建设、污染等)。后者包括诸如气候(日照、温度、湿度、降水、风等),地质(地质构造、岩石、矿物),地形(地貌形态、高度、坡度、坡向),土壤(基质、质地、养分、水分、团粒结构、肥力)、水(水量、水质)等因子。

    生态系统内各生态因子之间相互影响,相互作用,相互依存,相互制约,其中一种因子的改变必然会引起其他一系列因子的改变。这种关系不仅存在于各非生物因子之间和各生物因子之间,也存在于生物因子与非生物因子之间。不仅环境作用于生物和人类,生物和人类也反过来影响环境。

    2. 生态系统服务与人类福祉的关联性

    生态系统服务是生态系统在自然资源生态过程中形成和维持的、人类生存和发展必不可少的环境条件与效用,是人类直接或间接从生态系统中获得的所有效益。生态系统给人类提供各种服务,包括供给服务、调节服务、文化服务以及支持服务。

    3. 自然资源利用的综合性

    各种自然资源的利用相互联系、相互制约,构成一个整体系统。例如,开发利用土地资源离不开利用水资源,开采和冶炼金属矿需要配合利用能源。更重要的是,开发利用一种自然资源会造成一系列生态环境影响。即使是不可更新资源,其存在也总是和周围的条件有关;特别是当它作为一种资源为人类所利用时,必然会影响周围的环境。如开采矿石使土地废弃,排出废物和消耗能源也不可避免地给环境带来影响。

    此外,各地区之间的自然资源利用也相互影响。

    由此可见,自然资源的整体性主要是通过人与资源系统的相互关联表现出来的。人类通过一定的经济技术措施开发利用自然资源,在这一过程中又影响生态环境,人与自然资源之间构成相互关联的一个大系统。

     

     

    图1 经济增长主导因素在不同经济社会发展阶段的演变

    4. 自然资源管理的统一性

    自然资源的综合性和整体性决定了自然资源管理必须是统一的。将国土资源部的职责,国家发展和改革委员会的组织编制主体功能区规划职责,住房和城乡建设部的城乡规划管理职责,水利部的水资源调查和确权登记管理职责,农业部的草原资源调查和确权登记管理职责,国家林业局的森林、湿地等资源调查和确权登记管理职责,国家海洋局的职责,国家测绘地理信息局的职责整合起来,将土地、矿产、湖泊、河流、湿地、森林、草原、海洋统统划到自然资源部之下进行综合管理。

    自然资源的动态观

    1. 自然资源的动态属性

    资源概念、资源利用的广度和深度都在历史进程中不断演变。一般说系统的结构越复杂,其对外界的干扰也具有较大的抵抗能力,而组成和结构比较简单的生态系统,对外界环境变化的抵抗能力则比较差。

    在“人类-资源生态系统”中,人类已成为十分活跃、十分重要的动因,系统的变动性更加明显。正的方面如资源的改良增值,人与资源关系的良性循环;负的方面如资源退化耗竭。人类应当努力了解各种资源生态系统的变动性和抵抗外界干扰的能力,预测人类-资源生态系统的变化,使之向有利于人类的方向发展。

    2. 资源价值随人类需要和能力的发展而变化

    自然资源本质上是自然环境和人类社会相互作用的一种价值判断与评价,是以人类利用为标准的。人类的能力和需要创造了资源的价值。虽然地球的总自然秉赋本质上是固定的,但资源却是动态的,没有已知的或固定的极限。迄今的资源利用史就是不断发现的历史,对基本自然资源的定义在不断拓展。

    历史上的技术革新,从原先无价值或未利用的自然物质中突然创造出各种资源。自然界中生态环境质量资源的价值虽然不直接伴随技术和经济条件而变化,但响应于人类价值、需求和生活方式的变化,而不断产生新的意义。随着人们越来越相对富足,他们才有能力将注意力转向非物质的生态环境价值。

    3. 主导自然资源的演进

    人类社会发展过程中,人口不断增多,生活水平不断提高,对自然资源的需求不断增加。同时,随着人类认识能力尤其是科学技术不断进步,自然资源的概念不断演进,对自然资源的开发利用,在种类、数量、规模、范围上都不断扩展。

    主导自然资源随社会发展不断演变。20世纪50年代以前,石油都采自陆地;现在人类已在海洋开采石油。其他资源的开采范围也在向海洋扩展,未来的人类很可能会到月球、火星上去开采资源。“洪水猛兽”曾被看作灾难,但当人类有能力驾驭它们以后,也可以变为资源。

    工业化以来,人类社会的资源结构、经济活动及其对生态环境的影响在不断发生变化。前工业化时期,主要开发利用普遍存在的天然资源(可称第一资源)。而附加了人类投入的自然资源(可称第二资源)如矿产品、农副产品等,在进入工业化初期时开始显现其重要性,在工业化中期更占主导。工业化后期,包括第一资源和第二资源在内的物质性资源地位逐渐下降,而智力、生态环境等非物质性资源地位逐渐上升,乃至占据主导地位。

    4. 资源承载能力的动态性

    承载能力最初是指一定范围内的生境(或土地)可持续供养的最大种群(或人口)数量。“可持续”意味着资源利用应限制在一定水平上,从而不使环境发生显著变化,而使资源生产力得以长期维持。

    资源承载能力受投入水平、技术进步等因素的影响,是动态变化的。生态系统处于不断的演替过程中,这种演替受多种生态因子影响。按其作用可归为两类因子:利导因子和限制因子。整个系统就是在这种组合“S”型的交替增长中不断阶梯式地演进和发展,不断打破旧的平衡,出现新的平衡。

    5. 自然资源在社会经济发展中作用的变化

    人类社会的发展先后经历了狩猎-采集文明时代、农业文明时代、工业文明时代,社会的经济总量在不断增长。进入工业文明时代以后,人类社会生产力水平大幅提高,人类利用资源、改造自然的能力大大增强。在工业文明初期,资本以其稀缺的特性和在经济发展中可以带来规模效益而成为该时期的主导发展要素。在工业文明中期,技术的优势逐渐显现出来,技术成为该时期主导发展要素。到了工业文明后期,随着计算机等各种通信设备的不断完善,信息逐渐在经济发展中上升为主导发展要素。由于工业文明时期人类社会的发展观基本上偏重于经济增长,导致人与自然矛盾日渐突出。人们在经济增长的同时,注意到与资源、环境和谐的必要性,人类社会的发展将不可避免地进人一个新的文明时代,即生态文明时代。以资源、环境相和谐为主要特征的“生态化”将在未来的经济发展中居于主导发展要素的地位(如图1)。

    这一演替规律表明,劳动、自然资源、资本、技术、信息以及未来的生态化先后成为人类社会经济发展的主导发展要素,在人类社会的经济增长中发挥重要作用。虽然主导发展要素不断更迭,但是这并不意味着先前的主导发展要素不再发挥作用;只是先前的主导发展要素不再居于主导地位,但依然起到重要作用,且其形式也随着经济的发展不断适应变化。对于一个当前处于工业化初期的区域来说,其经济的跨越式发展必须同时兼顾劳动力、资本、技术、信息、生态等多个主导要素的更替。

    回顾各生产要素在不同经济社会发展阶段中重要性的演变过程,可以看到,自然资源是经济社会发展的必要条件,但不是充分条件。在自然资源与经济社会的相互关系中,自然资源毕竟处于被动地位。自然资源只能提供人类活动的条件和可能性,只有依靠人类的努力,才能把这种条件和可能性变为现实。资源优势转化为经济优势的根本动力在人、规划管理和体制等经济社会条件。为什么在相似的自然环境下会出现生产力水平悬殊的情况?为什么自然资源和自然条件较差的一些国家和地区也能率先进入发达社会?这不是自然资源禀赋的差异所能够解释的。

    自然条件和自然资源的影响是不断变化的,而且变化是有规律的。制约这一变化的主导因素是生产力水平。生产力的发展水平左右着人与自然间的相互关系。生产力水平越低,人们对自然的依赖性越大。生产力水平越高,人们对自然的依赖性越小,人们利用自然的程度就越高。生产力水平提高的结果,并不是人们可以离开自然,而是更深入地利用自然。从这个意义上说,生产力水平提高以后,人与自然的关系更加密切了。

    总之,自然资源对一个国家经济发展和社会繁荣的重要意义自不待言,但在发展阶段不同的国家或地区,自然资源所起的作用却不尽相同。随着发展阶段的提升,自然资源的作用会逐渐减弱,而资本和人力资源的作用会越来越显著。

    (作者单位:蔡运龙:北京大学;王尧:自然资源部中国地质调查局发展研究中心。本文获授权发布)

    树立自然资源的综合观与动态观

    地质文化村是由外在的地质文化体验与内在的宜居宜业共同构成的乡村发展模式,是地质遗迹调查工作成果转化应用形式的创新,是一种集地质遗迹资源、特色农业资源、文化资源、旅游资源于一体的新型乡村。2018年11月7至8日,“全国重要地质遗迹调查”项目组前往浙江省台州市横溪镇金村开展地质遗迹与保护科普示范项目指导工作。项目组会同浙江省自然资源厅、台州市国土局、仙居县国土局有关负责同志共同研讨了《地质文化村建设技术要求(初稿)》,并就金村地质文化村建设的现状和下一步发展方向等有关问题进行了座谈。 

    金村位于横溪南部六都坑溪沿线,北邻横岩南接新碧,整体呈带状分布,行政区域面积为1.5平方公里,共有71户235人。全村人多地少、山多田少,受距离和地势所限,青壮年劳动力基本外出打工,村内房屋破旧,“穷山恶水弱村”正是昔日金村的写照。但与“弱村”相对的却是金村所蕴含的丰富的旅游资源。这里自然环境优美,拥有典型的流纹岩火山地貌,岩嶂、一线天、象形石等景观相映成趣,两期火山活动重新塑造了金村的原始地貌,成就了这里丰富的地质遗迹资源;人文历史悠久,最早先民可追溯到明朝成化年间;天然矿泉水自山脚缓缓流出,四季不断;土壤清洁无污染,春采枇杷、夏摘杨梅、秋收柑橘、冬挖山笋,绿色农产品四季皆有;野生动植物丰富,铁皮石斛、石仙桃、娃娃鱼有迹可循。伴随着新农村建设与地质文化村建设,金村百姓期待着把家乡建设的漂漂亮亮,发展文化村旅游,走上致富路。

    目前,金村地质文化村建设已初见成效,在村口设计的地学科普长廊与地质年代旅游步道已经建成,村民们还将原来破旧的特色古民居与现代建筑风格结合打造了游客接待中心,初步实现了地质文化与乡村文化融合、地球故事与村民故事融合、农业地质与农耕文化融合、环境地质与村民生活融合。在地质文化村建设过程中,村民全程参与全部建设、经营过程,达到了以丰富的地质遗迹为载体,以特色农产品、民风民俗为依托,通过地学科普、休闲度假、文化传承等形式吸引旅游消费,引导村民参与家乡建设与环境改善,发挥资源保护与利用的主观能动性,并从中受益,形成良性循环的目的。下一步,当地政府将大力加强对金村地质文化村的宣传,增加旅游知名度,提升当地村民收入。

    通过此次调研,项目组将结合浙江省通源乡白雁坑地质文化村的建设经验,参考地质遗迹调查规范、美丽乡村建设指南和国家地质公园建设标准等相关技术规范和标准,进一步修改完善《地质文化村建设技术要求(初稿)》,为未来的地质文化村建设提供技术标准和参考依据。

    金村村口标识

     

    金村四绝

    游客中心

    金村旧貌

    地学科普长廊

    image011

    地质年代步道 

    “全国重要地质遗迹调查”项目组赴金村开展地质文化...

    豫北山前冲洪积扇含水层水质调查项目组近日邀请中心安全员、车队副队长为项目组成员开展出队前野外安全生产培训工作。


    安全员传达了局、中心领导对安全工作的指示精神,并就野外安全工作提出了具体的要求与建议。要求项目组在野外设置专职安全员,定期进行安全检查,召开安全例会,项目组成员都要高效并有效地使用北斗,坚持“一天两报”;同时根据项目性质以及项目所在地区条件列出可能存在的安全隐患点,并逐一提出相对的应急方案。安全员还为大家发放了《全国地质勘察安全生产知识竞赛试题》以及《野外地质调查安全手册》,并要求大家逐一填写,杜绝作弊。


    车队副队长向外聘司机再次强调车辆安全是所有安全工作的重中之重,司机师傅一定要注意野外行车安全,严禁超速超载以及酒驾,服从项目负责人的管理,每天出队前排除车辆安全隐患,如实填写行车日志等。


    最后,项目负责人就这次安全培训工作做了最后总结,要求大家安全工作不仅要在形式上落实,而且一定要在意识上重视,做到人人讲安全,事事为安全,时时想安全,处处要安全。


     

     

    豫北山前冲洪积扇含水层水质调查项目进行出队前安全...

    近年来,大宗矿产、稀缺有色矿产供需矛盾日益突出,尽快实现找矿重大突破已成为新形势下地质工作的重大使命。在2016年召开的全国科技大会上,习近平总书记提出“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”,政府高度重视深部找矿工作,实施全国危机矿山接替资源勘查专项、老矿山深部与外围找矿项目、国土资源大调查部署了一批示范项目,社会资金加大对矿山深部找矿的投入……

    随着地质科技的日新月异,深部找矿已成为可能,并已成为实现重大突破的必由之路。深部找矿成效明显,展示了巨大的找矿潜力。那么,深部找矿究竟是多深呢?深部找矿是“盲目”找矿还是有规可循呢?带着这些疑问,《中国矿业报》记者前不久专访了自然资源部矿产勘查技术指导中心矿山地质处处长、教授级高工庞振山。

     

    各国矿山开采深度对比图

    《中国矿业报》:习近平总书记提出了“向地球深部进军”,如今大家也频频提及“深部找矿”,那么,到底多深才算“深部”呢?

    庞振山:“深部”是一个相对的概念,没有必要限定一个绝对深度。深部找矿是指在已知矿体的深部或外围,寻找同类或不同类型的矿床,或在没有已知矿床地区寻找盲矿体或被掩盖的盲矿体。深部找矿是矿下找矿或矿外找矿,其深度可深可浅。

    《中国矿业报》:从国内外现状来看,目前深部找矿取得了哪些进展?

    庞振山:首先,深部找矿有潜力。2014年,我国主要矿床类型潜力评价显示:我国目前已探明的资源储量与预测的资源储量相比,仅仅占20%到40%,所以深部找矿仍有很大的潜力。比如,云南会泽铅锌矿,在深部1500米发现的8号矿体,平均钻孔6个,平均厚度达17.81米,这就是典型的矿体延伸。再比如,云南个旧锡矿田,这是世界上的知名矿山,2003年保有锡资源量32.8万吨, 2003年~2017年之间新增探明资源量95.63万吨,投入坑探45万米、钻探165万米、资金22.57亿元,取得了突破性成绩。胶东地区近几年也探获了4个千吨级金矿田,累计探明资源量达到4600吨,成为世界第三大金矿田。

    其次,固体矿产开采深度有限。从世界范围来说,目前开采深度大于1000米的矿山不足100个,其中最深的就是南非的某金矿,深度达到4350米,仅次于南非的是印度的克拉尔金矿,达到3260米,中国相对浅一些,目前最深是1700米,超过1000米的不足20座。其中,小秦岭地区8座,最深达1700米;吉林二道沟金矿最深1700米;云南会泽地区最深1526米等。

    再次,固体矿产勘查深度有限。根据全国钻孔数据库统计,我国固体矿产勘查深度小于500米的钻孔占总数的98%,大于2000米的钻孔仅有170多个,所以勘查深度相对较浅。但近十年来,我国固体矿产勘查不断向深部推进,取得了很好的成效。2008年,危机矿山专项中的三山岛金矿接替资源勘查深度达2060米;2015年,山金集团开展的三山岛金矿勘查深度达4006.17米;2015年,山东地科院开展的焦家金矿勘查深度达3266米。2015年~2018年,仅胶东地区就有186个钻孔的深度大于1500米。

    《中国矿业报》:我们进行深部找矿,具体是要找什么?

    庞振山:结合深部的概念,对已知矿体深部找矿就是找同类型矿体的延伸;对于不同类型的矿体,就是在覆盖区根据预研究、典型矿床研究分析寻找相应矿床类型。但是要切记,不同矿床类型有不同的成矿深度,并非所有的矿床深部都有矿,找矿也并非越深越好。

    《中国矿业报》:目前,我们在深部找矿实践中遇到了哪些难点?

    庞振山:目前看来,我们在深部找矿过程中确实存在很多困难。从地质构造上来说,深部岩石、构造、蚀变矿化信息推断难度大,不准确。目前,物探手段分辨力低,况且浅部地质体干扰因素多,矿山人文干扰强,异常定性定量困难。化探手段通过浅表化探信息推断深部地质构造理论方法尚不成熟。钻探应该是相对来说最靠谱的,但是通过钻探手段进行深部验证投入很大。

    《中国矿业报》:您能简要介绍一下我们对于深部找矿有着怎样的工作思路吗?

    庞振山:要从成矿作用本质研究深部找矿问题。成矿物质通过地质作用引起环境温度(T)、压力(P)、酸碱度(PH)、氧化还原电位(Eh)等物理化学条件的变化,造成溶质浓度变化而聚集沉淀成矿。成矿作用本质就是成矿元素根据其地球化学特征在不同地质作用条件下形成各种类型的矿床,是元素活化、迁移、集聚、沉淀的过程。一是地质作用成矿,即成矿作用是地质作用产物和组成部分——成矿地质体及其矿体关系研究;二是界面成矿,即成矿作用在界面发生——成矿构造系统和成矿结构面研究;三是突变成矿,即成矿作用在物理化学条件突变时发生——成矿作用特征标志研究。

    以上这3条就是叶天竺先生创立的“三位一体勘查区找矿预测理论与方法”的基础,所谓“三位一体”,就是成矿地质体、成矿构造与成矿结构面、成矿作用特征标志,我们深部找矿就是以勘查区找矿预测理论与方法为指导来开展工作。

    深部找矿第一步是研究成矿地质体,确定找矿方向。我们要收集以往各项资料信息,开展研究分析,要把区域地质条件分析清楚,把矿床和大地构造环境建立起联系。我们划定找矿区域以后,还要确定具体的找矿类型。因此,就要研究典型矿床,确定成矿地质体是什么,研究成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等。典型矿床的研究为我们找矿提供模型,研究模型后首先要调查研究成矿地质体,确定找矿方向。成矿地质体是为成矿提供能量的地质实体,成矿地质体和矿体存在时间和空间的关系,利用这种关系我们可以发现成矿地质体,进而确定矿体的空间分布范围。

    一般来说,高中温热液型钨锡矿床位于岩体顶部外接触带1000米~1500米到内接触带300米范围内;中低温热液型金矿矿体位于岩体顶部2000米~3000米范围内;矽卡岩矿床铁矿位于岩体顶部、边部、捕虏体,内部接触带500米范围内,铅锌矿位于岩体接触带2000米~3000米范围内,铜矿位于两者之间。同时,这也与矿物沉淀的温度和环境有关,从磁铁矿到黄铜矿,温度不断降低,所以才有分带。

    第二步是研究成矿构造和成矿结构面,预测矿体位置。构造研究包括区域构造带、区域控岩构造带、区域成矿构造带、成岩构造、原生成矿结构面、次生成矿结构面等。我们在研究中根据浅层岩浆第一类分层减压沸腾,建立了陆相火山热液型矿床找矿预测地质模型,这个模型在大兴安岭中南段指导找矿中取得突破,在内蒙古的东部发现大型铅锌银矿床。另外一个是脉状矿体侧伏判别法,我们总结我国586个矿床1026个单矿体的侧伏规律,发现90%以上的矿体都有侧伏规律,这个规律主要有3条:与成矿期的断裂构造运动方向垂直,与单矿体的品位等值线长轴方向垂直,与单矿体厚度等值线长轴方向平行。这3条准则对于深部找矿有很大的帮助。比如,在危机矿山和老矿山找矿过程中,运用这个准则基本没有失败过。再比如,胶东金矿侧伏规律:三山岛金矿是向东倾的,它的侧伏方向是向北到北部海域,这些矿床是侧伏的规律。焦家金矿是向西倾,它是向南侧伏。

    第三步是研究成矿作用特征标志,提供预测依据。成矿作用特征标志包括矿体宏观特征、矿体矿物特征、成矿元素化学成分标志、成矿物理化学转换标志和沉淀作用机制、物质成分来源、成矿时代或年龄、成矿深度及剥蚀程度、成矿作用特征标志和成矿地质体、成矿结构面关系、判断成矿作用中心部位等。例如,维拉斯托矿床。维拉斯托原本是一个铜锌矿,在检查电法异常时,在该矿西北部发现一个爆破角砾岩,通过陆续施工钻探,最终发现了锡、锂矿。目前,探明资源量锡8.9万吨、锂35.7万吨,取得了找矿重大突破。这个突破也为大兴安岭南麓锡的找矿提供了示范效应。

    今年,北京矿产地质研究院在维拉斯托做的低飞航磁显示,中间低磁异常是锡矿和锂矿,外圈高磁异常经验证也都发现了铅锌铜矿体。我们在维拉斯托南部施工的一个钻孔,施工到420米处已见9层锡铅锌矿,这对西部异常进一步进行了验证。利用这些模型,近几年我们部署了3个项目,且都取得了成功。

    第四步是综合地质、物探、化探、钻探手段,以间接找矿为主。地质、物探、化探等综合方法找矿,同样离不开钻探,各种分析预测,没有钻探施工见不到矿,同样没有效果。我们要建立间接找矿思路,着眼于寻找发现与成矿有关的地质体,比如,成矿地质体,相比矿体规模更大、更容易探测,通过对成矿地质体的分析,确定它们与矿体的关系,从而进一步确定矿体位置。

     

    深部找矿有规可循