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1、关于深部找矿的思考 和立体填图的建议 常印佛 董树文 吕庆田 合肥 2007.9.26 全国深部找矿工作研讨会 我国金属矿床勘查面临的挑战与机遇 深部找矿突破的必要准备 深部找矿-立体填图试验与示范 小结 思考与建议 全国深部找矿工作研讨会 由于我国正处于工业化中期阶段和城 镇化高速建设阶段，对矿产资源的需求在 未来20年仍然居高不下，资源压力相当一 段历史时期难以缓解。从国家安全出发， 矿产资源对外依存度必须保持在安全临界 线以内，而增加国内资源供应和提高保障 度是第一位的、积极的策略 一、我国金属矿床勘查面临的挑战与机遇 全国深部找矿工作研讨会 全球矿产资源需求激增 进入21世纪，以中国为
2、代表的，包括印度 、东南亚、俄罗斯、巴西、北非等，涉及近30 亿人口的新一轮工业化，对能源、矿产资源的 需求迅猛增加。上一轮工业化顶峰的70年代初 ，全球石油、钢、铜、铝消费量分别为：23亿 吨、6亿吨、600万吨和1000万吨；2006年分别 达到38亿吨、11亿吨、1700万吨、3000万吨； 预计2020年之前，这一数字可能分别达到45亿 吨、14亿吨、2800万吨和4800万吨*。 据：中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，2005 全国深部找矿工作研讨会 India China Korea Europe North America Japan 世界主要国家对能源/矿产资源消费量趋势
3、* *据澳大利亚地学机构联合体，2004 Indonisia 全国深部找矿工作研讨会 矿 种2010年需求量2020年需求量 2005-2020年 累计需求 煤炭28亿吨32-34亿吨400亿吨 石油3.8-4.1亿吨5.1亿吨68亿吨 天然气800-1000亿方2000-2400亿方1.5 万亿方 粗钢4.2亿吨3亿吨54亿吨 铜450-480万吨640-690万吨7800万吨* 铝880-1000万吨1400万吨1.5亿吨 镍350万吨300万吨4500万吨 *超过目前我国已探明储量的3倍 我国矿产资源需求预测* * 国家发改委国民经济综合司，中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，200
4、6 全国深部找矿工作研讨会 我国危机矿山比例居高不下 据早些年的统计，我国25种主要金属的 415个大中型矿山，危机矿山约占现有总 数的50%。预计在10年内，我国大中型金 属矿山的总数将减少277座（66.8%），并 将造成大批工人下岗、失业 问题与挑战 u供不应求 u家底不清 u规律不明 u技术滞后 全国深部找矿工作研讨会 国家重视，全面推开 (时机) 勘探过浅，潜力巨大 (基础) 深化规律，创新理论 (前提) 技术先导，揭示深层 (关键) 集中资源，由点到面 (战略) 机遇与出路 全国深部找矿工作研讨会 全国深部找矿工作研讨会 新技术更 多发现 发现矿床数 深度（米） 新技术 分辨率 现
5、在已经可能 深部找矿潜力巨大 深部潜力巨大 据Gorden,2006 全国深部找矿工作研讨会 历史事实表明：每一次技术的突破都导致矿床发现数量的高 潮。图示航空电磁技术的突破与矿床发现数量的关系。 全国深部找矿工作研讨会 国际地质勘查投入在开始增加的情况下，地表 矿床发现率总体在下降。 MEG2003战略研究报告，2006年6月 近十五年全球非铁金属勘探投入趋势 全国深部找矿工作研讨会 新技术 + 新思维 发现更多矿床 向深部要资源，向深部进军是未来勘 查的必然 深部找矿的过程就是深部探索和研究的 过程 我国矿产资源发现的历史趋势 (以长江中下游成矿带为例) 奠基阶段(19501955)： 点
6、上入手，由点到面（大冶、铜陵） 发展阶段（1956-80年代后期）： 区域展开、重点突破 发展高潮时期（1956-1966） 十五个大型矿床（铜绿 山、铜山口、封三洞、武山、城门山、西马鞍山、狮子 山、凤凰山、新桥、罗昌河、姑山、陶村、马山、梅山 和栖霞山等） 稳定发展时期（1966-80年代后期-90年代初期） 衰落阶段（90年代初期-21世纪初） 复甦阶段（2005年以前） 新的发展阶段（2006年以后）立体调查、深部找矿 我国金属矿床勘查面临的挑战与机遇 深部找矿突破的必要准备 深部找矿-立体填图试验与示范 小结 思考与建议 全国深部找矿工作研讨会 二、深部找矿突破的必要准备 深部找矿是
7、一项系统工程，是一项需 要科学理论创新、高端探测技术支撑、高 素质人才执行的大工程，需要精心组织， 精心准备。 u 深部找矿的理论准备 u 深部找矿的技术准备 u 深部找矿的队伍准备 全国深部找矿工作研讨会 （一）深部找矿突破需要理论思维创新 （1）成矿学领域重点在深部过程与成矿 大规模成矿作用是深部物质和能量交换的产物 ，而对深部过程的认识又是理解成矿作用的基础 。以成矿带尺度为对象的深部过程与成矿的研究 则是深化对矿集区形成过程和规律的认识的根本 。它对正确选定主攻方向和完善深部找矿战略部 署有重要意义，国外对这一领域的研究都十分重 视，纷纷设立重大科学计划，如：加拿大的 Lithospr
8、obe、澳大利亚实施4D地球动力学计划 ，以及玻璃地球计划等 全国深部找矿工作研讨会 （2）矿床学领域成矿系统/系列的深化 将成矿系统/系列理论应用于成矿区 带内大型矿集区成矿作用、矿床类型、时 空配置关系的精细研究，追踪流体作用， 复原成矿过程，构建成矿模式，只有这样 ，才能对“第二找矿空间”进行预测。 全国深部找矿工作研讨会 （3）成矿规律的研究 侧重于矿田尺度的成矿规律研究（也可上 挂矿集区，下联矿床），主要通过精细的矿田 构造剖析和岩浆活动的分析，以及成矿的时、 空、物质分布规律研究，构筑适合于所在矿田 的成矿模式。结合各类找矿信息的综合研究， 建立找矿模式。用模式来有效指导深部找矿工
9、 作。 全国深部找矿工作研讨会 深部找矿面临的主要技术难题： u 探测深度（要求达到1000-2000米） u 探测精度（对小矿体具有一定的分辨力） u 探测技术的抗干扰能力（各种强干扰） 近年来，加拿大、澳大利亚等国在3-D电磁 探测技术（Titan24）、反射地震技术等方面取 得较大进展，使2公里以内的精细探测成为可能 。 （二）深部找矿突破需要强大技术支撑 （1）加大探测深度与穿透力 全国深部找矿工作研讨会 先进的地面 探测技术， 可获得深度 1.5km的地质 信息 高信噪 比 实时测 量 3D网络测 量 多参数 测量 目前世界上最先进的探测 技术，深度超过1.5km 对地下构造分辨率最
10、好的 探测技术，可以直接探测 矿体 适应于各种地质环境下探 测金,斑岩,矽卡岩,铜,镍,铂 和金刚石 适应强干扰环境 的技术特点 全国深部找矿工作研讨会 几种主要大深度探测技术： 3D电磁探测系统 全国深部找矿工作研讨会 Titan24在萨德贝里Norman矿区试验结果，验证该技术有能力 发现10002000米深的矿层（Norman2000矿层） Roberts et al., 2003 加拿大 Manitouwadge绿 岩带； 反射地震技术 揭示主要控矿层 构造的深部延深 ； 部署3条高分辨 率反射地震剖面 如右图； 、金属矿地震技术：在矿集区精细结构探测和容矿 层追踪、甚至直接探测深部矿
11、体方面发挥重要作用 全国深部找矿工作研讨会 Line1的南半部分深度偏移叠加剖面 反射层：V-火山岩层序顶部；G-Geco矿层 主要发现：两个 容矿地层的深部 延伸。 1、火山岩层序 顶面，区域上重 要含矿层，深部 的延伸形态；指 明找矿方向； 2、Geco含矿层 的深部延伸，该 矿层已经发现若 干矿床。 钻探验证了地质 解释。 全国深部找矿工作研讨会 其它电磁探测技术层出不穷： 全国深部找矿工作研讨会 GDP32接收机指标 EH-4 电磁系统 凤凰公司30KW发射机 凤凰公司推出的V8接收机 GMS-06地球物理电 磁测量系统（包括 CEMAP系统） 深穿透地球化学勘查评价技术: 全国深部找
12、矿工作研讨会 （2）选择性化学提取技术：金属活动态提取法（MOMEO） （3）地气测量技术：地球气纳微金属测量技术（NAMEG） （1）物理分离提取技术：细粒级 分离提取技术; 金矿试验结果 深穿透地球化学迁移机理 据王学球等，2005 综合使用电磁、重磁 、地震、化探、地质、 遥感等多参数海量数据 集成处理与反演技术、 基于GIS平台的人机交互 技术、三维可视化技术 等是当前深部资源勘查 技术发展的总体趋势。 极大提高了深部勘查的 “可视性”，大大减低 了钻探风险。 全国深部找矿工作研讨会 多方法、多参数集成，减低深部勘查风险。 钻探前的三维成像，减低钻探风险 总之，深部找矿技术的发展趋 势
13、在向大深度、高精度、高分辨率 和可视化方向发展，不断为深部找 矿提供新的技术和方法手段，提高 深部找矿的成功率。 全国深部找矿工作研讨会 （三）深部找矿突破需要一流的勘查队伍 （1）装备现代化的勘查队伍 针对深部找矿的目标和任务，加强新技术的引进、 吸收和研发，形成掌握核心技术、装备现代化的一流勘 探队伍。 （2）建设高水平数据处理、解释和管理中心 建设现代化处理海量数据的工作站；研发多参数提 取、分析、综合的软件技术；深部找矿信息和数据集成 、管理、共享系统；实现三维可视化直观表达系统；设 计深部数据全球交换、共享系统。 全国深部找矿工作研讨会 （3）培养高水平人才 培养一批熟悉地质和探测技
14、术的跨学科、复合型领军 人才； 培养一批在地质情况尚不明十分明朗、成矿规律尚不 够清晰、技术参数不太完善的矿集区勘查部署中能做 出比较科学判断的专家； 不惜代价引进掌握核心技术的关键人才； 建立深部探测国家实验室和深部找矿野外实验室； 积极开展国际交流与合作；输送一批技术骨干到国外 培养； 加强研究生教育 全国深部找矿工作研讨会 我国金属矿床勘查面临的挑战与机遇 深部找矿突破的必要准备 深部找矿-立体填图试验与示范 小结 思考与建议 全国深部找矿工作研讨会 三、深部找矿立体填图试验与示范 全国深部找矿工作研讨会 1、为什么开展立体填图 u立体填图是获得深部结构/构造，从而取得成矿认识 的主要途
15、径； u通过综合探测、立体填图是获得深部成矿、示矿信息 的唯一途径。 因此可以认为立体填图实质上是一项“找矿调查(测 量)”工作，可视为“深部矿调” 深部找矿需要对深部的物质和结构进行精细了解 深部找矿立体填图是一项综合性调查研究工作，它建立在 深部探测的基础上，是认识地下物质和结构的途径和过程， 也是探索和发现深部矿产资源的途径和过程。 全国深部找矿工作研讨会 2、如何开展立体填图（成像） 上世纪七十年代八十年代间，前苏联就曾进行过 这方面的试验，并且编制了相关的工作手册(指南)。 上世纪八十年代末，我国也一度进行了试点(大冶、 铜陵)，后因种种原因而中辍。 上述试点工作在技术方法上限于当时
16、的发展水平， 都属于初级阶段，并且依赖钻探工程较多，成本很高 ，与目前的方法技术不可同日而语。 尽管如此，初步成果已显示了其生命力。 老课题 新起点 因此，新一轮的立体填图必须在现代技术方法发 展水平的新起点上综合利用地球物理、地球化学探 测手段，对地下一定深度进行2D、3D成像，获得物 性参数（电性、密度、磁性、速度等）的2D、3D分 布，结合地质、钻孔和岩石物理的研究，借助三维 可视化技术将物性图象转化（解释）为地质图像的 过程。 立体填图（成像）可根据地质目的的不 同和工作区地球物理、地球化学条件的差异 ，可以选择单一方法（反射地震）、或综合 方法；可以进行2D、或3D填图（成像）。 立体填图（成像）可进行不同比例尺、不 同分辨率的成像，大到全球的层析成像，小 到对断裂、裂隙的成像。 1、第一层次：成矿带地壳成像： 以深反射地震、天然地震层析成像、大地电磁测深、 岩石探针等探
