深部找礦:地質(zhì)理論、勘查技術(shù)、投資決策的難題及對策

  隨著(zhù)淺部礦產(chǎn)資源的日益減少， 深部尚未發(fā)現的礦產(chǎn)資源將是21 世紀滿(mǎn)足人類(lèi)日益增長(cháng)的礦產(chǎn)需求的主要來(lái)源之一， 因而深部找礦已成為全球礦產(chǎn)勘查的一個(gè)主要方向[1-4]。俄羅斯的烏拉爾成礦區、加拿大的Sudbury 礦集區、美國的Carlin 成礦區[8]，中國青海錫鐵山礦區、云南會(huì )澤麒麟廠(chǎng)鉛鋅礦區[10]、安徽銅山銅礦、安徽安慶銅礦[12]等著(zhù)名的成礦區帶和礦床深部的引人矚目的找礦發(fā)現無(wú)疑也表明了深部找礦的巨大潛力。

 

  但是， 深部找礦勘查的巨大潛力與巨大困難是并存的[2]。正是因為潛力與困難并存，研究組織和學(xué)術(shù)團體才越來(lái)越重視深部找礦理論和技術(shù)難題的研究，以期促進(jìn)深部礦產(chǎn)資源的預測性發(fā)現（predictivediscovery）、提高深部找礦勘查的效率。作為礦業(yè)大國的澳大利亞對深部找礦理論和技術(shù)的研究尤為重視， 澳聯(lián)邦政府最高研究機構CSIRO（CommonwealthScience and Industry Research Organization）2000 年在聯(lián)邦政府的支持下發(fā)起目前仍在進(jìn)行的前緣性研究計劃———“Glass Earth”；2007 年聯(lián)邦政府以3200 萬(wàn)澳元支持以CSIRO 為主開(kāi)展另一前緣性引導（澳稱(chēng)flagship）項目———“Minerals DownUnder”。在這2 個(gè)重大研究計劃中，深部找礦的理論和技術(shù)都是主要內容。國際礦床地質(zhì)協(xié)會(huì )（Societyof Geology Applied to Mineral Deposits, 簡(jiǎn)稱(chēng)SGA）于2007 年8 月在Dublin 召開(kāi)的第九屆礦床地質(zhì)會(huì )議將會(huì )議的主題定為“Mineral Exploration andResearch: Digging Deeper”。中國國土資源部也于2007 年9 月在合肥組織召開(kāi)了“全國深部找礦工作研討會(huì )”，并于2008 年1 月正式發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)深部找礦工作指導意見(jiàn)》，將深部找礦作為中國今后找礦勘查的主要方向之一[13]。近年來(lái)，國內也有眾多學(xué)者對深部找礦的一些基礎問(wèn)題進(jìn)行研究， 取得了不少有益的成果[1-3, 14-17]。本文在綜合分析國內外深部找礦勘查典型實(shí)例與相關(guān)研究成果的基礎上， 就深部找礦的特殊性及其對地質(zhì)理論、勘查技術(shù)與投資決策方面的挑戰進(jìn)行了分析， 并就如何應對這些挑戰進(jìn)行了探討。

 

  1 深部找礦與淺部找礦的差異

 

  隨著(zhù)找礦的目標由淺部向深部（國內常以地下

 

  500 m 深度為界）的轉變，勘查目標的地質(zhì)環(huán)境、工程環(huán)境和經(jīng)濟屬性都要發(fā)生巨大的變化， 對勘查技術(shù)的要求和管理都必須進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的調整， 否則就不可能順利推動(dòng)深部找礦勘查的進(jìn)行， 也難以取得深部礦體的發(fā)現。所以深部找礦勘查并不只是勘探深度的簡(jiǎn)單增加，實(shí)際上深部找礦與淺部找礦勘查相比，在勘查目標、勘查模型，對勘查技術(shù)、工作方法及勘查主體的要求等方面都存在巨大的差異。

 

  正是深部找礦勘查的這些特殊性， 使得現有的地質(zhì)理論、勘查技術(shù)和投資決策管理機制在用于深部找礦勘查時(shí)都會(huì )面臨嚴峻的挑戰。

 

  2 地質(zhì)理論、勘查技術(shù)和投資決策管理對深部找礦的重要性2.1 地質(zhì)理論和勘查技術(shù)對深部找礦的重要性

 

  現代找礦勘查項目， 特別是深部找礦勘查項目都是預測性的勘查項目[18]，其基本流程如圖1 所示。

 

  這種項目的成功與否關(guān)鍵取決于預測的準確和詳細程度。由于探測技術(shù)是獲取預測推理依據的主要手段，而地質(zhì)理論，特別是地質(zhì)構造理論及成礦理論，是進(jìn)行預測推理的主要理論工具，因此，探測技術(shù)和地質(zhì)理論是決定成礦預測準確性和詳細程度的兩大法碼。對深部找礦而言，勘查技術(shù)（包括探測技術(shù)和鉆探技術(shù)） 和地質(zhì)理論的重要性更加突出， 原因在于：①對深部地質(zhì)信息的了解基本依賴(lài)于“遙測”的探測技術(shù)；②以“遙測”技術(shù)探獲的有關(guān)深部地質(zhì)構造和礦產(chǎn)的信息都是具有多解性的間接信息， 因此對深部構造特征的解譯和深部礦體的預測更加依靠推測的理論依據（即地質(zhì)構造演化理論和成礦理論）；③鉆探技術(shù)不僅能提供地下深部準確的地質(zhì)信息，更是最終證實(shí)礦體的必不可少的手段，其鉆進(jìn)的控制精度、效率和成本對最終探獲儲量的精度和成本會(huì )起著(zhù)決定性的作用。

 

  2.2 投資決策管理對深部找礦的重要性

 

  找礦勘查中雖然涉及到大量的研究工作， 但找礦勘查的投資是不同于一般意義的研究與發(fā)展（即R&D）投資，其根本目標并不是發(fā)展技術(shù)和創(chuàng )造知識，而是通過(guò)找到有經(jīng)濟價(jià)值的礦體獲取投資回報。

 

  找礦勘查本來(lái)就是一項高風(fēng)險的投資[18]，深部找礦勘查的風(fēng)險更高，其原因在于：①深部的礦體更難預測，選準勘查目標的難度更大；②深部找礦勘查的成本更高； ③深部找礦中影響勘查工程和成果的不確定因素更多。面對深部找礦勘查的高風(fēng)險性，沒(méi)有正確的投資決策管理支持， 就不可能取得高回報的找礦成果。正確的投資決策管理對深部找礦的作用主要表現在： ①對正確的勘查方向給予足夠的資金支持，使其不會(huì )因資金不足而功虧一簣；②促使勘查方向不正確的項目盡早調整勘查方向， 避免不正確的項目造成不必要的浪費。

 

  事實(shí)上，對于找礦勘查而言，即使從地質(zhì)上得出正確的預測分析，如果沒(méi)有正確的投資決策的支持，項目想成功也是不可能的。Hemlo 金礦和OlympicDam 銅金鈾礦的發(fā)現史就充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。

 

  Hemlo 金礦是加拿大的一個(gè)超大型礦床（760 t Au、142.5 t Ag、9.5×104t Mo 和1273×104t 重晶石）。早在David Bell 發(fā)現Hemlo 的20 年前，在該區進(jìn)行找礦勘查的Lake Supper 金礦聘請的地質(zhì)專(zhuān)家TrevorPage 就做出了基本正確的推測，只因幾次鉆探見(jiàn)礦不佳，Lake Supper 便放棄了該項目的投資， 使之成為一個(gè)失敗的項目。而David Bell 替Corona 公司負責Hemlo 地區的金礦勘查后，并沒(méi)有任何認識上的創(chuàng )新，也沒(méi)有使用任何先進(jìn)技術(shù)，卻堅持不懈地按已有的思路施工鉆孔，在連續75 個(gè)鉆孔見(jiàn)礦不好的情況下，Corona 的老板Murray Peizim 還繼續該項目的投資， 終于在第76 個(gè)鉆孔打到了厚而富的主礦體，使之成為最成功的勘查項目[19]。同一個(gè)地區，基于相同的地質(zhì)認識，只因投資決策管理不一樣，出現了2 種截然不同的結果。澳大利亞的Olympic Dam是一個(gè)隱伏在地下300 m 以下的巨型銅金鈾多金屬礦床（約3000×104t 銅，93×104t 氧化鈾、1200 t 金、6700 t 銀和約1000×104t 稀土金屬）， 其發(fā)現經(jīng)歷了20 年（1957—1976 年），找遍了大半個(gè)澳大利亞國土。當在Olympic Dam 地區的第1 個(gè)見(jiàn)礦鉆孔完成時(shí)，其投資已達3000 萬(wàn)澳元，而此后1 年多的時(shí)間內又花費了近300 萬(wàn)澳元，施工了8 個(gè)鉆孔，未打到有價(jià)值的礦體， 項目面臨下馬， 只因地質(zhì)人員的堅持，才繼續施工第10 個(gè)鉆孔，終于打到主礦體，使之成為找礦巨大成功的實(shí)例[20]。如果在施工完第9 個(gè)孔時(shí)就不再投資， 該項目無(wú)疑會(huì )是一個(gè)損失巨大的投資失敗的項目。巨大的成功和失敗之間實(shí)際上只是一念之差。

 

  3 深部找礦地質(zhì)理論、勘查技術(shù)與投資決策管理之不足雖然現代地質(zhì)理論、勘查技術(shù)與投資決策管理體制都在迅速發(fā)展， 但卻并不足以應對深部找礦勘查面臨的巨大困難， 這種不足主要表現在以下6 個(gè)方面。

 

  （1）成礦理論缺乏足夠的預測能力

 

  成礦理論從數量上來(lái)看并不稀缺， 全世界現

 

  已發(fā)現的所有礦床不管開(kāi)發(fā)與否， 可能都被研究過(guò)，都總結出了成礦模式并發(fā)表了論文，但大多數的成礦理論都屬于“事后諸葛亮式”的，是對已發(fā)現的事實(shí)進(jìn)行解釋的假說(shuō)， 缺乏科學(xué)理論所必備的預測能力[21]。

 

  成礦模式本是成礦理論成果的高度概括， 也是指導勘查目標（區）選擇和礦床（體）預測的主要標準。由于現在的大多數模式只滿(mǎn)足于對已有事實(shí)的解釋?zhuān)?對控制礦床形成和定位的關(guān)鍵地質(zhì)過(guò)程缺乏足夠詳細準確的了解，除了預測“克隆”型礦床（體）外，對未發(fā)現礦床（體）的預測能力并不令人滿(mǎn)意[22]。

 

  預測能力的不足使這些模式難以在深部找礦勘查中發(fā)揮有效的作用，原因在于：①大多成礦模式對礦床的預測都是經(jīng)驗式的，有賴(lài)于足夠的地質(zhì)信息，而深部找礦最缺乏的正是有關(guān)深部的地質(zhì)信息； ②在目前的技術(shù)條件下， 對深部的三維構造格架演化歷程都不可能有準確而詳細的結論， 這恰是理論模式預測的必要前提； ③深部鉆探可以為深部礦體預測提供非常有用的信息， 但其高成本不容許以增加嘗試鉆孔的數量詳細解剖深部地質(zhì)； ④目前成礦研究主要依靠對揭露礦體及地質(zhì)環(huán)境發(fā)現的經(jīng)驗事實(shí)的積累和類(lèi)比分析， 這種方法對了解地質(zhì)過(guò)程及相關(guān)的成礦作用并非完全有效。

 

  缺乏足夠預測能力的成礦理論用于指導深部找礦勘查時(shí)，必然結果是：①預測不正確或者不準確，從而大大增加了無(wú)效的工程量，增加了勘查的成本。

 

  ②每一次預測的失敗都會(huì )在投資者心里留下陰影，從而降低投資者的信心， 使之面對可能成功的項目時(shí)也不敢再投資。這2 個(gè)方面的結果都是使項目走向失敗。

 

  （2）根據地質(zhì)構造理論推斷深部構造格架及其演化歷程帶有比較大的不確定性地質(zhì)構造理論是推斷地質(zhì)構造格架及其演化歷程的主要工具， 對一個(gè)地區的地質(zhì)構造格架及其時(shí)空演化歷程了解的準確和詳細程度是推斷深部成礦作用、進(jìn)行礦床預測的關(guān)鍵性前提條件。面對深部找礦勘查的特殊環(huán)境， 特別是經(jīng)歷了多次地殼構造活動(dòng)的復雜環(huán)境， 應用地質(zhì)構造理論推斷其地質(zhì)構造格架及時(shí)空演化歷程時(shí)，帶有比較大的不確定性，即不同的人得出的結論會(huì )有較大的差異， 原因主要在于： ①有關(guān)地質(zhì)構造演化的理論基本都停留在假說(shuō)階段，對相同現象的解釋會(huì )存在多種假說(shuō)，目前地球科學(xué)研究和探測技術(shù)還難以提供充分的事實(shí)或設計可操作的實(shí)驗來(lái)證實(shí)和評判這些假說(shuō)； ②由于缺乏充分的事實(shí)和實(shí)驗支持， 地質(zhì)構造理論對地質(zhì)演化歷史的推斷也只能是模糊的和籠統的； ③深部信息探測面臨的困難降低了根據地質(zhì)構造演化理論推測深部構造格架及其演化歷程的可靠程度。對深部地質(zhì)了解的不確定性必然會(huì )導致深部成礦預測的不確定性。

 

  （3）傳統地質(zhì)思維難以適應非線(xiàn)性的復雜系統成礦預測和關(guān)于地質(zhì)過(guò)程的推測是思維的結果，地質(zhì)資料中有很大一部分也屬于思維的記錄（圖1），所以思維方式是地質(zhì)理論應用的核心。傳統的地質(zhì)思維是一種基于均變論的定性的線(xiàn)性推理， 基本定式是：大致相同的原因產(chǎn)生大致相同的結果，大致相同的結果也會(huì )存在大致相同的原因， 原因因素的線(xiàn)性相加會(huì )造成結果的線(xiàn)性相加。這種思維方式對于簡(jiǎn)單的線(xiàn)性系統是適用的， 但對于復雜的非線(xiàn)性系統則是不適用的。包括成礦系統在內的地質(zhì)系統大多是復雜的非線(xiàn)性系統， 深部地質(zhì)構造系統和深部成礦系統更是復雜的非線(xiàn)性系統，原因在于：①中國大部分的成礦區帶都是經(jīng)歷了多個(gè)大地構造活動(dòng)階段的“地洼區”，其深部地質(zhì)構造系統是多次構造活動(dòng)疊加作用的結果，這種疊加不可能是線(xiàn)性的，其結果必然是使系統復雜化； ②通?？雌饋?lái)相似的地質(zhì)環(huán)境成礦結果卻有極大的差異， 有的能形成大型礦床，有的卻什么都沒(méi)有，這實(shí)際上就是成礦作用的非線(xiàn)性效應， 原因的細微差異能導致結果的極大差異；③與淺部地質(zhì)系統相比，深部地質(zhì)系統可能經(jīng)歷了更加久遠的演化歷史， 各種地質(zhì)要素之間的關(guān)系也就更加復雜。對于這種復雜的地質(zhì)系統，簡(jiǎn)單的線(xiàn)性定性思維方式顯然難以推導出可靠的結論。

 

  （4）遙測信息的多解性制約對深部地質(zhì)的了解地表遙測的信息不管是地球物理的還是地球化學(xué)的，多解性一直是制約其應用的主要難題，這對深部找礦的影響更甚，原因在于：①對于深部地質(zhì)構造和成礦因素的了解主要依靠于地表遙測的各種信息，在鉆孔施工前，基本沒(méi)有其他來(lái)源的信息可以糾正對遙測信息解譯的錯誤； ②地球物理信息探測技術(shù)本身就在識別和分離方面存在先天性不足， 有關(guān)深部信息在地表又往往表現為有用信息弱、干擾背景強的特點(diǎn)，更增加了識別和分離的難度；③地表遙測信息與深部地質(zhì)要素之間的關(guān)系是非常復雜的非線(xiàn)性關(guān)系，探測深度越大，地質(zhì)背景越復雜，其關(guān)系越復雜，信息反演的難度增加，根據探測到的信息推測深部地質(zhì)情況的難度越大； ④地球化學(xué)探測技術(shù)在分離多源疊加異常及確定異常的深度方面還沒(méi)有成熟的對策； ⑤深部地球物理信息的三維反演是牽涉到眾多學(xué)科的前緣性科學(xué)難題， 不同的反演方法得出的結果會(huì )出現較大的差異。由于遙測信息的多解性， 對深部地質(zhì)情況的解譯必然產(chǎn)生較大的不確定性，不僅不同的遙測信息會(huì )解譯出不同的結果，同一套遙測數據經(jīng)不同的人解譯也可能得出不同的結果，這就勢必降低了深部成礦預測的準確度。

 

  （5）鉆探仍是控制勘查成本的關(guān)鍵性因素

 

  深部鉆探是最終探明深部礦產(chǎn)儲量及其要素的必不可少的手段， 而且也是深部找礦勘查的最大投資所在。從純技術(shù)的角度來(lái)看，深部鉆探技術(shù)是相對成熟的。但由于找礦勘查不僅僅是一種技術(shù)活動(dòng)，更是一種經(jīng)濟活動(dòng)， 任何一種技術(shù)的投入都需要考慮其成本。隨著(zhù)勘探目標體深度的加大，不僅鉆探的單位成本會(huì )增加，鉆探的增儲效率也會(huì )大大降低，對安慶銅礦勘探數據的統計結果就充分證明了這一點(diǎn)（表2）。所以深部鉆探面臨的主要挑戰主要是如何降低鉆探的成本，提高鉆探的效率。

 

  （6）避免投資決策管理的失誤不容易

 

  深部找礦勘查是一項投資花費大、回報周期長(cháng)的復雜的系統工程， 正確的投資決策管理是保證項目順利進(jìn)行并最終取得高回報找礦成果的必要條件。然而，要做到正確的投資決策管理并不容易，原因是找礦勘查本來(lái)就是不確定因素多的高風(fēng)險行業(yè)[18]，深部找礦勘查的不確定因素更多、風(fēng)險更大，主要表現在：①由于深部地質(zhì)信息探測和地質(zhì)理論的局限性（如前述），深部成礦預測更加不準；②深部成礦預測的不準必然會(huì )導致勘查技術(shù)路線(xiàn)和工作量的偏差； ③技術(shù)路線(xiàn)和工作量的偏差必然會(huì )導致勘查成本難以確定； ④項目周期長(cháng)會(huì )增加影響項目的不可預見(jiàn)的因素。正是這些不確定的因素使得投資者極不容易判斷項目的前景， 因而也就難以做出正確的投資決策。

 

  面對找礦勘查的高風(fēng)險性，Slichter[23]作過(guò)精辟的分析，認為找礦勘查適合于賭博定律，避免勘查者像賭徒一樣走向毀滅的唯一方法就是有足夠的資金進(jìn)行足夠多的嘗試，這樣最終總會(huì )成功。事實(shí)上，任何投資者容忍失敗的耐心都是有限的， 在鉆探驗證失敗以后，肯定都會(huì )面臨“堅持或放棄”的抉擇，目前還沒(méi)有成熟的方法可以幫助決策者判別哪些項目值得堅持，哪些項目應盡早放棄。正是由于投資決策的困難，不可避免地會(huì )出現因過(guò)早放棄而與像OlympicDam、Hemlo 一樣的巨大發(fā)現失之交臂，或因非理性的堅持而造成更大的投資損失。

 

  4 應對深部找礦挑戰的對策探討

 

  針對深部找礦的困難， 要真正提高深部找礦勘查的成功率，應該根據現有的地質(zhì)科學(xué)、勘查技術(shù)水平和勘查投資的管理體制現狀尋找對策， 目前應該從如下5 個(gè)方面開(kāi)展工作。

 

  （1）切實(shí)提高成礦理論的預測能力

 

  成礦理論的預測能力不高是制約深部找礦的核心難題。要切實(shí)提高成礦理論的預測能力，必須針對當前科學(xué)界和工業(yè)界在創(chuàng )造和應用成礦理論時(shí)的種種弊病采取切實(shí)可行的措施， 有效的措施應包括如下5 個(gè)方面：①不受已有礦床經(jīng)驗的約束，從成礦動(dòng)力學(xué)角度分析成礦的可能性，構建成礦理論模式，基于動(dòng)力學(xué)的成礦理論模式更能揭示成礦的本質(zhì)[2, 12, 21]，對成礦動(dòng)力學(xué)模型的計算模擬不僅可以檢驗模式的可靠性，計算所得的流場(chǎng)、運動(dòng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和化學(xué)場(chǎng)等結果，還可以定量地約束預測結論[24-27]。②構建成礦模式和地質(zhì)構造演化理論模式都不應放大單因素的作用，應重視系統的非線(xiàn)性效應。③不能單純地將預測結論基于經(jīng)驗模式的定性類(lèi)比推理， 應重視計算，定性類(lèi)比推理有較大的隨意性，即類(lèi)比條件對結論的約束不嚴格。利用地理信息系統(GIS)平臺，通過(guò)數據驅動(dòng)和知識驅動(dòng)計算方法在三維空間內定量確定成礦的最有利部位， 能從推理機制上提高成礦預測的合理性和嚴格性， 從而提高成礦預測成功的概率[28-29]。④準確詳細的野外調查、鉆孔編錄和地質(zhì)填圖是創(chuàng )造出有實(shí)用成礦理論的基礎， 單純依靠“高新技術(shù)”的高成本測試數據或依靠新名詞和流行概念的炒作只會(huì )產(chǎn)生華而不實(shí)的“玄論”和“空論”，而非實(shí)用的理論[21]。⑤去掉多余的假設，使理論的內核盡量簡(jiǎn)單化，真正的科學(xué)理論是簡(jiǎn)單的，不需要過(guò)多的假設條件， 如果需要附加很多假設才能解釋已發(fā)現的事實(shí)，那就是偽科學(xué)，如托勒密的“地心學(xué)說(shuō)”[21]。

 

  具有預測能力的成礦理論模式的創(chuàng )造并不一定非要大量高成本的測試數據， 只要在扎實(shí)的野外地質(zhì)基礎上抓住成礦的主要控制因素， 就可以創(chuàng )造出促成突破性找礦成果的理論模式。安徽銅山銅礦深部找礦實(shí)踐就很好地證明了這一點(diǎn)。始建于1959 年的銅山銅礦是一個(gè)淺部礦體已基本開(kāi)采殆盡的老礦山。2001 年劉亮明①在分析銅山礦田的找礦前景時(shí)，發(fā)現銅山銅礦的礦體受與接觸帶套合的斷層的控制，而且礦體的膨大部位是陡傾斜的部位，礦體變小并趨于尖滅的部位是緩傾斜的部位， 考慮到成礦區域的地質(zhì)背景和地殼演化特征， 提出了接觸帶波狀斷裂的伸展剪切擴容構造控礦模式（圖2）。2005 年筆者在進(jìn)行銅山銅礦接替資源勘查項目的論證和設計時(shí)，應用這一模式進(jìn)行礦體預測分析，認為現有的4 號、29 號等主礦體沿傾向尖滅后，在深部還會(huì )尖滅再現。對于這一預測結論，在未進(jìn)行任何物化探工作時(shí)（物探工作是在鉆探見(jiàn)礦后才進(jìn)行的），就直接設計了鉆探工程進(jìn)行驗證和勘探。鉆探工程的見(jiàn)礦效果非常好，基本與預測一致，初步控制的銅金屬儲量在13.6×104t 以上，挽救了一個(gè)關(guān)閉的礦山[11]。

 

  （2）發(fā)展信息探測技術(shù)的同時(shí)重視信息應用技術(shù)的創(chuàng )新要克服當前地球信息探測技術(shù)在探測深部地質(zhì)方面的不足， 理論上可行的途徑是發(fā)展地球信息探測技術(shù)，特別是地球物理信息探測技術(shù)。地球信息探測技術(shù)的發(fā)展應該包括2 個(gè)方面：①從原理上創(chuàng )新，發(fā)展新的探測技術(shù)，包括改進(jìn)和完善已有的技術(shù)；②從應用方法上創(chuàng )新， 使根據已有技術(shù)探獲的結果能得到更加可靠的解釋和應用。長(cháng)期以來(lái)，在礦產(chǎn)勘查界有比較強的迷信“高新技術(shù)”的傾向，希望能發(fā)明“萬(wàn)靈藥式”的技術(shù)“一勞永逸”地解決找礦勘查的所有難題。事實(shí)上，要創(chuàng )造一種實(shí)用的探測新技術(shù)并不容易，創(chuàng )造“萬(wàn)靈藥式”的技術(shù)更不可能。所以從科學(xué)技術(shù)和礦產(chǎn)勘查的現狀分析， 要推動(dòng)深部找礦的進(jìn)展，更應該重視應用方法的創(chuàng )新，因為：①從地球物理技術(shù)的發(fā)展歷史來(lái)看， 新技術(shù)的創(chuàng )造要比應用方法的創(chuàng )新難得多， 而且新技術(shù)不可能馬上帶來(lái)找礦發(fā)現，相反，應用方法的創(chuàng )新卻能馬上帶來(lái)新的找礦發(fā)現（圖3）；②地表遙測的深部信息與深部礦體之間的關(guān)系往往是非線(xiàn)性的，同樣的信息，不同的應用方法會(huì )得到截然不同的結果， 好的應用會(huì )帶來(lái)找礦發(fā)現，應用得不當就會(huì )斷送本應取得的發(fā)現。Century鉛鋅的發(fā)現就很好地說(shuō)明了這一點(diǎn)。Century 是澳大利亞的一個(gè)超大型鉛鋅銀隱伏礦床（1380×104t鉛鋅、4248 t 銀）。CARE 公司進(jìn)入Century 地區時(shí)，由于目標選擇正確， 迅速發(fā)現了高強度的Zn、Pb、Ag 土壤地球化學(xué)異常，但隨后的電磁測量卻未發(fā)現大的低阻異常存在，項目面臨著(zhù)下馬的危險，只因地質(zhì)學(xué)家堅持才使項目繼續維持。1989 年，CARE 的地質(zhì)師在其西南約8 km 的Watsons 的古采空區上發(fā)現了類(lèi)似的地球化學(xué)異常， 并且在其延伸方向用淺鉆打到了隱伏的鉛鋅礦體， 這才下決心在地球化學(xué)異常上打鉆， 迅速打到埋深并不大的大規模隱伏礦體[18, 30]?？梢?jiàn)高新勘查技術(shù)在使用不當時(shí)不僅不會(huì )促進(jìn)找礦發(fā)現，還會(huì )起相反的作用?？梢?jiàn)技術(shù)應用創(chuàng )新對深部找礦是多么的重要。

 

  （3）充分利用好每一個(gè)深部鉆孔

 

  深部鉆孔不僅是證實(shí)深部礦體必不可少的手段，也是探查深部地質(zhì)情況的最佳工具。由于鉆探是深部找礦中最主要的成本因素， 為實(shí)現以盡可能低的成本查明深部礦產(chǎn)資源的目標， 能采取的技術(shù)措施包括2 個(gè)方面： ①發(fā)展鉆探技術(shù)， 提高鉆進(jìn)的速度，降低鉆探的成本；②充分利用好每一個(gè)鉆孔，盡可能從單個(gè)鉆孔中獲取更多的信息， 減少施工鉆孔的總量。受材料技術(shù)、制造工藝和控制技術(shù)的制約，鉆探技術(shù)本身的發(fā)展難以在短時(shí)間內取得重大進(jìn)展。而從目前的勘查現狀來(lái)分析，充分利用好每一個(gè)鉆孔在中國還有相當大的潛力， 主要表現在2 個(gè)方面：①分枝定向鉆探，可以減少鉆探工作量，安徽冬瓜山銅礦（大于100×104t 銅，埋深約1000 m）的勘查過(guò)程中就充分采用了這種技術(shù)， 但目前中國很多勘查公司缺乏實(shí)施這類(lèi)技術(shù)的人才； ②利用深部鉆孔進(jìn)行物化探測量， 可以大大提高深部探測信息的精度，增加礦體預測的準確度，減少后續的無(wú)效鉆探。

 

  加拿大Sudbery 鎳礦田近年在深部找礦中取得了重大突破， 其中一個(gè)重要的技術(shù)手段就是利用深部鉆進(jìn)行孔中TEM 測量。

 

  （4）建立基于長(cháng)遠規劃的科學(xué)支持的投資決策機制針對深部找礦勘查的高風(fēng)險性， 要最大限度地規避風(fēng)險又不至于錯失巨大發(fā)現， 正確的對策應該是建立基于長(cháng)遠規劃的科學(xué)支持的投資決策管理機制， 這種投資決策管理機制應該具有如下4 個(gè)方面的特征： ①支持的項目應該是一個(gè)具有科學(xué)依據的長(cháng)遠的規劃，Olympic Dam 項目的科學(xué)依據是元古宙基性和超基性火山巖變質(zhì)能形成大規模的銅礦床。項目歷時(shí)達20 年[20]，一般巨大的找礦發(fā)現不可能在短時(shí)間內取得。②支持的項目應該是以尋找大規模、高品質(zhì)的礦床為目標，其前提是能在大范圍區域內選擇勘查目標區，并且具有強大的財力為后盾。

 

  ③投資決策不能簡(jiǎn)單地由行政人員或資金運作人員來(lái)決定， 要充分尊重一線(xiàn)技術(shù)人員的意見(jiàn)，Hemlo、Olympic Dam 和Century 都是由于地質(zhì)技術(shù)人員的堅持才沒(méi)有夭折。④決策應建立在可靠的勘查模型和勘查數據的充分利用的基礎上， 由于深部找礦積累的勘查數據（資料）是龐雜的，決策不是由某一個(gè)人就能簡(jiǎn)單地確定的， 在現代計算機技術(shù)和信息平臺（GIS 等）的基礎上建立高效的決策支持系統將會(huì )大大有助于正確決策的取得。

 

  （5）真正重視人的作用

 

  深部找礦勘查不像“種豆得豆、種瓜得瓜”那么簡(jiǎn)單，如何避免“種瓜得豆”這種得不償失的結果，關(guān)鍵在于負責勘查的地質(zhì)技術(shù)人員。因為不管擁有多么先進(jìn)的技術(shù)和理論， 也不管擁有了多么詳細的地質(zhì)資料， 深部找礦勘查永遠都需要在地質(zhì)情況不明了的條件下進(jìn)行各種推測， 推測的正確與否將對項目的成功與否起決定性的作用。而這種推測的可靠性在很大程度上取決于推測者所具有的知識水平、思維能力和判斷能力， 因此具有創(chuàng )新能力的高素質(zhì)的地質(zhì)師對項目有著(zhù)至關(guān)重要的影響， 高水平的勘查隊伍是找礦勘查項目成功的最重要保證。

 

  基本上所有著(zhù)名深部找礦的發(fā)現背后都有杰出的地質(zhì)技術(shù)人員的貢獻， 銅陵地區深部發(fā)現的冬瓜山銅礦，常印佛院士功不可沒(méi)。錫鐵山礦床深部的找礦成就凝聚了鄧吉牛博士及其所帶領(lǐng)團隊的心血。作為深部找礦最成功的實(shí)例， 即美國SanManuel 礦田發(fā)現的Kalamazoo 隱伏銅礦床（365×104t 銅儲量）和智利北部發(fā)現的Escondida 超大型隱伏銅礦床（2275×104t 銅儲量） 要歸功于著(zhù)名的地質(zhì)學(xué)家Lowell，他不僅發(fā)現了眾多的礦床，還是斑巖銅礦成礦理論的創(chuàng )始人。

 

  事實(shí)上， 制約中國深部找礦發(fā)現的主要瓶頸不是勘查技術(shù)和勘查資金，而是缺少像Lowell 那樣長(cháng)期工作在找礦勘查第一線(xiàn)的高水平的地質(zhì)學(xué)家。在中國，地質(zhì)人才主要集中于政府部門(mén)、研究院所和大專(zhuān)院校，從事管理和研究工作，而不是在勘查一線(xiàn)從事實(shí)際的找礦勘查工作； 而在一線(xiàn)工作的地質(zhì)人員大多水平有待提高，更重要的是，他們缺乏經(jīng)常性的培訓機會(huì )，也很難參與國際性的學(xué)術(shù)交流，知識更新慢[35]。真正重視人的作用就要從機制上保證真正有水平、有責任心的地質(zhì)學(xué)家能滿(mǎn)懷熱情、扎扎實(shí)實(shí)地工作在勘查一線(xiàn)， 唯有這樣才有可能使中國深部找礦達到世界先進(jìn)水平。

 

  5 結論

 

  深部找礦是現代找礦勘查的重要方向， 由于勘查目標和勘查環(huán)境的特殊性，深部找礦對地質(zhì)理論、勘查技術(shù)和投資決策有更高的要求， 也面臨著(zhù)更大的困難。從中國的現狀分析，制約深部找礦勘查的主要難題是：①成礦理論缺乏足夠的預測能力；②地質(zhì)構造理論推斷深部地質(zhì)構造格架及其演化歷程帶有比較大的不確定性； ③傳統地質(zhì)思維難以適應復雜的非線(xiàn)性系統； ④遙測信息的多解性制約了對深部地質(zhì)的了解； ⑤鉆探仍是控制勘查成本的關(guān)鍵性因素；⑥避免投資決策管理的失誤并不容易。面對這些難題，可以采取的對策有：①切實(shí)提高成礦理論的預測能力； ②發(fā)展信息探測技術(shù)的同時(shí)重視信息應用的創(chuàng )新；③充分利用好每一個(gè)深部鉆孔；④建立基于長(cháng)遠規劃的科學(xué)支持的投資決策管理機制； ⑤真正重視人的作用。

 

  致謝：本文是筆者近10 年來(lái)在安徽銅陵地區進(jìn)行深部找礦研究中思考的有關(guān)問(wèn)題的一個(gè)總結，部分內容在合肥全國深部找礦工作研討會(huì )上報告過(guò)，也曾與常印佛院士進(jìn)行過(guò)交流。感謝銅陵有色金屬集團控股有限公司的一貫支持， 感謝常印佛院士的寶貴意見(jiàn)， 感謝澳大利亞CSIRO、James Cook 大學(xué)的Economic Research Unit 及Nick Oliver 教授提供了非常有用的資料。