“年轻的时候什么工作都要做一点，现在年轻科技工作者学历很高，在某一个专业领域钻研得很深，但是也应该具有战略性的长远的思维，应该做到‘博观而约取，厚积而薄发’。”

——中国科学院院士、著名地质学家

沈 其 韩

1950年 

一名年轻的地质工作者 

怀抱炽热的爱国情怀 

投身于 

新中国找矿事业中 

辽宁鞍山 

湖北大冶 

山西中条山 

... 

他走南闯北、不知疲倦 

沉浸在为国家寻获矿产的 

巨大喜悦中 

 

中国科学院院士、著名地质学家沈其韩

回首当年

他激情澎湃：

“如果一辈子能够跑十几个地区

帮助建立十个八个矿山

也就很知足了。”

1984年，沈其韩在实验室用显微镜观察岩石薄片

1956年

他响应“国家需要”

迎来职业生涯的转变：

从热火朝天的

地质找矿一线

转入

当时相对冷僻的

地质科学研究

1985年，沈其韩（左4）在内蒙古野外进行地质观察

“我上大学的时候，

地球化学根本没有学过，

年代学也不知道，

都是在工作中边做边学起来的。”

知不足而后学

他在

变质岩石学

前寒武纪地质学

等研究领域

奋发图强

1991年10 月，沈其韩（左1）在北京密云观察变基性岩脉的特征

到了1980年

努力终得回报

他的研究成果屡次获得

地质矿产部科技成果奖

和国家自然科学奖

得到国际地质学界的

广泛关注和认可

2006年7月，沈其韩在黑龙江五大连池火烧山北侧考察

如今

这位年逾九旬的老人

仍在地质科学研究道路上

不倦跋涉

他对科学的热爱和求索之心

仿若大地上最寻常的岩石

历经风雨

坚韧如初

他是中国科学院院士、著名地质学家

沈 其 韩

 

破译地球的秘密

——记中国科学院院士、地质学家沈其韩

2019年1月，在2018年度国家科学技术奖励大会上，自然资源部项目《中国最古老大陆的时代和演化》荣获国家自然科学二等奖，这项成果是研究团队三代科学家近30年研究的结晶，获奖团队中就有时年96岁高龄的沈其韩院士。

在70多年的地质生涯中，沈其韩把所有的精力投入到早前寒武纪地质、变质岩石学和同位素年代学及铁铜矿产等研究中，在基础研究和应用研究方面作出了重要贡献。一年多之前，年逾九旬的沈其韩还坚持每天上午到办公室，翻阅报纸，了解国际国内重大事件，除了矿产新闻外，他格外关心的是土地污染治理和三农问题等。他还请助手把国内外有关寒武纪地质研究的论文打印出来，一篇篇仔细阅读，认真做摘要。正是这种精益求精的钻研精神，让他在90多岁时依然保持着出色的科研能力，再次摘下国家自然科学奖的桂冠，彰显着他为国家科技进步而努力奋斗的初心。

满腔热情为国找矿

1922年4月27日，沈其韩出生于江苏淮阴。1941年秋，在堂兄资助下，19岁的沈其韩经上海转浙西，偷渡日伪封锁线，终于在冬天抵达重庆。沿途祖国美丽的山河、破败的城镇、苦难的民众，给沈其韩留下了深刻印象。他渴望国家早一点强大起来。

1942年夏，沈其韩考入重庆大学地质系。上课时，沈其韩对岩石学非常感兴趣，尤其敬佩教授矿物学的王炳章先生。经过4年学习，沈其韩成为重庆大学那一届地质系仅有的7名毕业生之一。

1946年6月，沈其韩考入南京的中央地质调查所岩石学研究室，室主任是著名变质岩专家、中国科学院院士程裕淇。前辈地质学家身上那种严谨的工作态度、扎实的知识素养、开阔的学术视野、服务大局的工作意识、炽热的爱国情怀，深深地影响着沈其韩。

新中国成立后，国家重点发展重工业以尽快实现社会主义工业化，钢铁成为最急需的资源。发展工业，找矿先行，地质工作者们迅速行动了起来。

1952年，在湖北省黄石市铁山区成立了新中国第一支大型地质勘探队——大冶资源勘探队，后改称为429勘探队。沈其韩作为业务骨干参与组织铁山矿区和领导金山店矿区的后期详勘工作。他们白天到山野测量，夜晚在室内整理资料，很快完成了整个矿区精细的地形图。在两年多的时间里，沈其韩没有回过家，日夜都待在山上。1954年3月，勘探队向地质部提交了《湖北大冶铁矿地质勘探报告》，估计总储量高达亿吨以上。

从1950年起，从辽宁鞍山铁矿、湖北大冶铁矿到山西中条山铜矿，沈其韩走南闯北，不知疲倦，沉浸在为国家找到矿产资源的巨大喜悦之中。回首当年，年过九旬的沈其韩依然非常激动：“当时地质勘查工作非常辛苦，几乎都是白天黑夜地干，一个地质队、一两千人、三十几台钻机，就想着赶紧找到矿提交报告。一两年时间矿山就建立起来了，让我很有成就感。我当时就想，如果一辈子能够跑十几个地区，帮助建立十个八个矿山，也就很知足了。”

投身寒武纪地质研究

不过，沈其韩为国家建立十个八个矿山的愿望很快就被迫放弃了，另一个重要的领域正等待着他。

沈其韩在山西找矿劲头十足，这个时候，程裕淇院士向他发出召唤，让他回到地质研究所搞岩石学研究。向来服从工作安排的沈其韩内心有些不情愿：“我觉得找矿挺好的，我就留在山西算了。”

让沈其韩改变主意的只有4个字“国家需要”，国家需要他去找矿，他无怨无悔地奔波在湖北、山西各地。现在，国家需要一些有实际工作经验的人来搞基础研究，为将来的找矿工作做指导，那么，他也会竭尽全力，绝不辜负国家的期许。

变质岩石约占地壳总体积的27.4%，广泛地分布于早前寒武纪结晶基底及其以后的各种重要的地质构造单元中，绝大多数本来是见不到的，但是由于后来的构造运动，一些变质岩露出地表，带来深部地壳的各种信息。地质学家通过破解这些变质岩，研究地壳演化的历史。变质岩石学是岩石学的重要分支，但是相关研究一直进展缓慢，直到上个世纪初，变质岩研究才有所突破，而中国的变质岩研究当时还是一片空白。

程裕淇院士敏锐地意识到变质岩研究的重要性——除了能够了解早期地壳的演化、通过原岩恢复推断原岩的形成环境和构造背景外，还有助于利用变质岩来找矿。就这样，1956年秋天，沈其韩跟随程裕淇院士开始了长达60年的早前寒武纪地质、同位素年代学和变质岩区工作方法研究。

寒武纪是地质划分的一个年代，时间大约是距今5.4亿年至5.1亿年之间。在寒武纪开始后的数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现，这就是令古生物学家和地质学家百思不得其解的“寒武纪生命大爆发”。但凡所有的大爆发，之前一定有一段长期的力量积蓄储备期，地球上所有的矿产资源也正是形成于这个时期。剧烈的构造运动造成地壳抬升，将覆盖在变质岩之上的岩层剥蚀掉，使得变质岩得见天日。因此，沈其韩的研究便以早前寒武纪地层学为对象，试着从古老的变质岩中去推断地球演化的过程，解读地壳深处的信息。

在地质学家的眼里，一块看起来很普通的石头，或许比等量的黄金还要珍贵。从热火朝天的地质找矿一线转入到相对冷僻的基础研究领域，沈其韩迅速沉下心来，一步一个脚印，踏踏实实地开始工作。

博观约取获硕果

“我上大学的时候，地球化学根本没有学过，年代学也不知道，都是后来在工作中边做边学起来的。”知不足而后学，沈其韩格外关注新技术新方法在实际工作中的运用。后来的实践也证明，没有同位素地质年代学，前寒武纪研究寸步难行。通过向国外专家学习，引进国际上最先进的测定同位素的仪器设备，使得中国的寒武纪地质研究在起步较晚的情况下奋起直追，不断收获累累科研硕果，逐渐缩小与国际寒武纪地质研究的差距。

从1980年开始，沈其韩在地质科学研究上进入盛产期，他在早前寒武纪研究领域取得了一系列重大进展，研究成果屡次获得地质矿产部科技成果奖和国家自然科学奖。中国寒武纪地质研究的突飞猛进也引起了国际地质学界的广泛关注和认可，相关的研讨会和各种科学合作项目也有条不紊地推进起来。

回忆一生的科研事业，沈其韩认为，年轻的时候什么工作都要做一点，现在年轻科技工作者学历很高，在某一个专业领域钻研得很深，但是也应该具有战略性的长远的思维，应该做到“博观而约取，厚积而薄发”。

沈其韩说，他亲自经历了变质岩石学和前寒武纪地质学研究从落后到发展的过程，当前地质科学在飞跃发展，变质岩石学和前寒武纪地质学也应紧随时代的脉搏，不断前进。他勉励年轻地质工作者，紧紧抓住学科发展规律和国家需求，坚定信心，在学科的理论思维和实践应用等方面不断创新前行，为国家作出重要贡献。

从某种意义上来说，地质学家是这颗星球上最智慧的人之一，他们能够从一块岩石标本乃至一粒矿物晶体中看到整个造山带的动力学过程，推测出地球过去46亿年漫长历史中发生的故事，寻找到蕴藏于地球深处的各种丰富的矿产……斗转星移，寒来暑往，沈其韩院士已经在地质科学路上跋涉了70多年，时光把他从一位热血青年雕塑成一位世纪老人，但他对地质科学的热爱和执着追求科学真谛的心却从未改变过，正像这大地上随处可见的一块块岩石，历经风雨，坚韧如初！

 

加拿大岩石圈探测计划

 

地球内部剖面示意图

前不久，我国启动了地震科技创新工程，拟通过“透明地壳”“解剖地震”等4个地球深部探测计划的实施，在未来10年，大幅提升地震科学研究水平以及防震减灾能力，达到国际先进水平。那么，和世界发达国家相比，在地球深部探测方面我们可以借鉴哪些经验成果？大数据时代地质学家探测地球内部所面临的焦点和难点有哪些？从上个世纪60年代起，随着人类对海洋认识的加深，发展出了划时代的板块构造理论，几乎完美地解释了与海洋有关的地质学问题。所以，人们开始把板块构造理论运用于陆地，也就是板块构造理论的“登陆”。

在研究海洋地质的过程中，科学家广泛采用地球物理学的方法，结合钻井，取得丰硕成果。自然而然地，研究大陆地质学也可以按照这个思路进行。所以，从上个世纪70年代开始，各国相继展开了各式大陆探测计划，极大地完善了大陆地质学理论并取得了良好的经济效益。

美国：大陆反射地震探测计划和地球透镜计划堪称深部探测典范

在上个世纪70年代末，美国率先开始实施了大陆反射地震探测计划。这项计划的研究手段来源于石油勘探技术，通过布设一系列测线，收集人工地震产生的地震波，处理之后就可以得到很多地下地质结构的信息。这个计划取得了很多优良的成果，比如：揭示了美国东海岸阿帕拉契亚山的构造，西部山地的地下结构，尤其在落基山断层之下发现一系列油田。一连串的科学与社会效益，使该计划堪称深部探测的典范。此外，这次探测计划的成果，还引发了其他国家相关计划的出炉。

2001年，美国国家科学基金会、美国地质调查局和美国国家航空航天局，联合发起了一项新的开创性地球探测计划——地球透镜计划。该计划是一项全新的具有风险性的地学探索工作，主要分为四项内容：

第一项是建立一个由2000个地震观测点构成规则的流动测网，轮流进行地震观测，实时采集数据，用来研究地幔乃至深达近3000公里的地核和地幔边界的情况。另外，还可以用来监测火山和地震活动，进行灾害预测。

第二项是建立圣安德列斯断裂深部观测站。圣安德列斯断裂是地球上最活跃的断层之一，穿过美国经济发达、人口密集的西海岸，研究程度很高，危险性也很大。项目将在断层带上取出了40米的岩芯供科学研究，并在深部建立了一个观测站，进行长期的观测研究。

第三项是板块边界观测站，利用GPS和应变测量仪，对太平洋板块和北美板块的相互运动进行连续观测，以研究地震和火山造成的地壳缓慢变形，增强预报的准确性。

第四项是合成孔径干涉雷达，可以用于火山和地震灾害的研究，还可以提供因地下水和石油的开采造成的地面沉降信息等。美国的地球透镜计划在2003年由国会批准实施，为期15年（2003年~2018年），预计投资超过200亿美元。

英国：反射地震计划揭示地球霸主恐龙灭绝猜想

英国反射地震计划开始于1981年，探测范围覆盖英伦三岛及附近大陆架，揭示了这一地区地壳和地幔的结构特征，并得益于反射地震计划帮助，成功发现了储量约47亿吨的北海油田。

而让人意想不到的是，该计划发展的地球探测新技术，在寻求恐龙灭绝成因方面发挥了很大的作用。我们知道在6500万年前的白垩纪末期，地球霸主恐龙突然灭绝，一种猜想是有一颗直径至少10公里的陨石与地球相撞，导致全球气候大变，恐龙灭绝。

但这么大一颗陨石与地球相撞，必定要留下一个巨大的陨石坑，那么它在哪儿呢？早期的科学家通过对墨西哥湾地区岩石学的研究发现，这里可能存在一个巨大的陨石坑，但它到底是什么形状，有多大，一直是个谜。因为这里大部分地区都是在海下的，难于观察。所以，在1996年的1月~5月间，该计划的科学家联合美国、墨西哥的地质学家对墨西哥湾地区进行了详细地探测，最终确定了这里存在一个巨大的陨石坑，直径大约100公里，为恐龙灭绝这一科学问题的研究补上了重要的一环。

加拿大：岩石圈探测计划为矿业勘探和开采提供详细信息

加拿大岩石圈探测计划(1984年~2003年）是加拿大国家级多学科合作的地球科学研究项目，目的是综合了解北美大陆北半部的大陆演化。加拿大地区本身地质演化历史久远，超过40亿年，这让加拿大成为研究地球大陆早期历史及后续演化最理想的国家。

在漫长的历史中，大陆经历了怎样的变化，都有哪些地质过程，大陆的组成是怎样的，这些问题不仅对加拿大，更是对全球的地质学研究都有着重要的意义。另外，加拿大矿产资源丰富，矿业是本国的支柱产业之一，探明地下的矿产分布及储量，更是对本国的经济发展具有重要意义。所以，加拿大岩石圈探测计划从一开始就具有科学和社会的双重目标。

从1984年开始，参与该研究的750多名作者发表了近2000篇著作，详细阐述了加拿大本土大陆的演化特点，绘制详细的岩石圈剖面，尤其注重对矿业开发区的探测，为矿业勘探和开采提供更详细的信息。

所有这些，不仅显著提高了加拿大大陆地质学的研究水平，而且极大地促进了本国矿业发展，丰富的成矿信息增强了矿业公司投资的信心。

澳大利亚：“玻璃地球”计划的目标是人眼能看到地下构造、岩层、矿产甚至灾害

矿产资源大国澳大利亚被誉为“坐在矿车上的国家”，为了解决未来的资源问题，1999年该国提出了“玻璃地球”计划。所谓的“玻璃地球”，顾名思义，就是让地球像玻璃一样透明，让人一眼就能看到地下的构造、岩层、矿产甚至灾害。有学者称之为“透明地球”或“水晶地球”，在一个国家范围内则被称为“玻璃国土”，指通过多种地质手段获取海量数据，建立全球性、多尺度、数字化的地质模型，可供我们查询和分析，然后据此作出正确合理的决策。澳大利亚“玻璃地球”的思想理念一经提出，就吸引了世界各国纷纷效仿，开始投入大量资金进行实施。

“玻璃地球”计划的目标是：使澳大利亚大陆地表以下1000米深度以内的地质状况变得透明。要实现这一目标，需要大量的地质勘探、地球物理勘探和地球化学勘探工作，如：新的钻探技术、航空重力梯度测量、航空电磁法、地球化学填图、同位素跟踪、地下水化学研究等。该计划提出之后被正式列入澳大利亚的国家预算，并开始实施。遗憾的是，2003年因多种原因而被迫终止。

欧洲：深部探测计划促进了科学研究的跨国界合作

从1981年起，受美国深部探测计划的影响，欧洲各国随后也展开了自己宏大的计划。

欧洲深部探测计划(1981年~2001年）旨在实施新一代的重大项目，更好地了解欧洲大陆地壳和地幔的构造演化，以及一直以来控制整个演化的动力学过程。欧洲探测计划挑选9个目标区域进行重点研究，每个区域都由高度自治的研究团队负责，所有的团队都致力于运用地质学、地球化学、地球物理学相结合的方法，了解地球表层和深层的关系，解释形成欧洲大陆岩石圈主要特征的过程。

在本计划实施的20年间，有30多个国家，上千名地质学家参与，从俄罗斯的乌拉尔山到葡萄牙里斯本，从土耳其到瑞典，地质学家对欧洲的主要地质结构进行了系统的研究，硕果累累，加深了人们对欧洲大陆深部构造和地质学过程的认识，同时也极大促进了科学研究的跨国界合作。

◆相关链接

瑞士地壳探测计划：主要是通过地球物理和地质联合的方法探测瑞士阿尔卑斯山脉的深部结构，深部探测的数据主要采集于1986～1993年之间,研究成果合理解释了瑞士阿尔卑斯山的构造演化：一个温度相对较冷的“山根”快速插入到20公里以下的下地幔,结果导致了大陆的碰撞；高密度球状“山根”导致阿尔卑斯山中部快速隆起及波河盆地下沉的大陆动力学模型。加上欧洲各国联合开展的欧洲探测计划，共同揭示了欧洲大陆与非洲大陆碰撞带的精细结构,为发展碰撞造山理论、薄皮构造理论奠定了基础。

德国大陆反射地震计划：通过接收、处理和解释地球物理数据，取得了对欧洲深部地质结构的新认识。深地震反射揭示了岩石圈不同尺度的各向异性和下地壳的“鳄鱼嘴”构造，一些反射联合剖面揭示了陆内盆地的演化,显示了下地壳减薄和岩浆初始阶段的证据。

意大利深地壳反射计划：由意大利国家研究委员会资助，主要目标是通过深地震反射技术研究意大利主要造山带的地壳结构及动力学演化过程。项目起始于20世纪80年代,形成了覆盖意大利半岛及周边海域的地震剖面网。

俄罗斯深部探测计划：以折射地震技术和大地电磁技术为主，这在国际上是唯一的也是非常超前的。俄罗斯是世界上最早开展深部探测的国家之一，其中科拉半岛科学钻深度超过1.2万米,成为世界上最深的钻孔。科拉超深钻改变了地球物理探测解释的许多深部现象，研究成果形成了适时的成矿地质体定位的深部地质—地球物理和地球动力学标尺和俄罗斯境内各种矿产资源多参数成矿预测分析的数据库。

◆延伸阅读

“透视”地球正变为现实

在上述国家的研究计划中，所采用的主要方法是地震反射技术，它是一种精度很高的地球物理勘探方法，主要利用人工爆炸、冲击或其他振动源产生地震波，然后在地表或井中用检波器将其接收并对其进行处理和解释，便可以分析判断地层界面、岩土性质和地质构造等。

目前，美国、俄罗斯、英国、意大利等国都在积极推动“穿透地壳”深反射地震剖面的工作。根据三维可视化地质信息与服务系统，只要按要求在电脑上输入相应的指令，研究区域的主要地层、地下构造、地热、地下水等三维仿真模型即可直观地展现在眼前。如果想知道哪里有断裂，哪里有地热和温泉，哪里赋存着丰富的地下水资源，都可以在系统上清楚地查询。

未来世界各国的“玻璃地球”计划将会从局部的三维地质模型向全国范围发展，我国的发展方向将会更多地向实用化转变，在规划、国土、环保、水务、市政、建设、农业等多个领域更多地发挥管理和决策的作用。

目前，虽然实现全球范围的“透明化”尚需要很长的时间，但随着人类探索地球奥秘的步伐不停，大数据时代呈现“看不见”的地球内部将一直是未来地球科学研究的方向。

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。