科学找矿工作的探索——兼述战略性矿产找矿工程

科学找矿是发现矿床和矿产勘查过程的总称,在我国已探索了四十余年。它是应用当代有效的成矿学理论,从各类资料和数据(地、物、化、遥)中提取信息,研究区域成矿规律,圈定不同级别的成矿区带(I—V级),在成矿信息浓集区带或地段,述明潜在矿床的地质条件,判定矿床类型,指明寻找未发现矿床的标志,部署矿产勘查后进而发现了矿床,公认它是矿产勘查学科各环节有机联系的系统流程。科学找矿引领地质找矿的重大突破,促进矿产勘查工作的现代化。我国已通过矿产区划构建了科学找矿内容的基本格架,在“新一轮固体矿产普查”、“矿产勘查跨世纪工程”、“矿产资源调查评价”和“找矿突破战略行动纲要”(又称“三五八”行动纲要)的实践中进行探索。获取的找矿成果证明,科学找矿要以矿床成矿系列、矿产预测理论和成矿信息为指导;矿产远景区划、地质资料的数据处理和提取成矿信息、编制矿产预测和矿床勘探系列图件是手段;研究典型矿床,建立区域的和矿床的成矿模式、总结区域成矿规律、圈定矿产预测远景区和找矿靶区、部署矿产勘查工作是发现矿床的科学支撑;矿产勘查有效机制将科学找矿各个环节的内容实现有机联接,组成获取找矿和矿床勘探成果的基本段,概括为“三项理论”、“二个系统”、“二项技术”,直至今日,探索工作已获得很好的找矿效果。在未来的“战略性矿产找矿行动(2021—2035年)”实施过程中,用科学找矿的思路构建矿产勘查新格局。

略论海陆成矿问题

地壳通过不均一性分异形成大陆型地壳和大洋型地壳,陆核及地块的形成、大陆裂解与增生、洋壳的新生与消减、陆-陆碰撞拼接形成具有不同构造特征的海陆构造区。中国海陆构造演化经历了太古宙陆核形成、元古宙陆块形成、震旦纪至三叠纪联合大陆形成、中新生代联合大陆解体4个阶段,形成北方(准噶尔-大兴安岭)、北部(塔里木-华北)、南部(扬子-华南)、南方(冈底斯-喜马拉雅),东部(滨西太平洋)5个大陆及陆缘构造区。太古宙花岗绿岩带、元古宙裂谷(裂陷)带、显生宙大陆边缘是最重要的海陆成矿环境。海陆成矿有利因素的耦合对成矿至关重要,而最佳耦合的机制及其发生在海陆构造区的时空位置是圈定有利成矿靶区、引导找矿突破的关键科学问题。

安徽铜陵大团山铜矿床层状矽卡岩矿体中辉钼矿Re-Os年龄测定及其地质意义

安徽铜陵大团山铜矿床位于长江中下游铁铜成矿带中段,前人根据与成矿有关中酸性侵入岩的时代推测其形成于燕山期.本文运用Re-Os同位素测年方法对大团山铜矿床层状矽卡岩型矿体中的辉钼矿进行了精确年龄测定,获得等时线年龄139.1±2.7Ma,模式年龄变化在138.0～140.8Ma之间.这组年龄数据和与成矿有关中酸性侵入岩的40Ar/39Ar同位素年龄135.8～139.8Ma相吻合.作为中国东部中生代大规模成矿作用的产物,大团山铜矿床及铜陵地区铜硫(金)矿床的形成与岩石圈构造体制大转换之地球动力学事件相耦合.

全球成矿域和成矿区带

作者在编制1:2500万世界大型超大型矿床成矿图的基础上,根据全球地质构造背景与成矿特征,划分出劳亚、冈瓦纳、特提斯、环太平洋4大成矿域和北美、格陵兰、欧洲、乌拉尔-蒙古、西伯利亚、中朝、南美、非洲-阿拉伯、印度、澳大利亚、加勒比、地中海、西亚、喜马拉雅、中南半岛、北科迪勒拉、安第斯、楚科奇-鄂霍茨克、东亚、伊里安-新西兰、南极等21个巨型成矿区带,简要论述了各成矿域和成矿区带的成矿特征,首次构建了全球成矿体系。

中国中生代矿床成矿系列类型及其演化

中国及邻区中生代地质构造的演化主要表现为欧亚大陆东部增生和中国大陆陆缘及陆内变形作用 ,受特提斯_古太平洋及太平洋_印度洋两大动力学体系的控制 ,形成滨太平洋、特提斯和中亚 3大构造域。作者在对82 9个典型矿床及大量测试数据进行综合分析的基础上 ,结合中生代成矿环境和成矿特征 ,将中国中生代矿床划分为 3个矿床成矿系列组合和 1 1个矿床成矿系列类型。着重论述了中国中生代矿床成矿系列类型的基本特征 。

“一带一路”能源资源合作基础与前景

建设"丝绸之路经济带"和"21世纪海上丝绸之路"(简称"一带一路"),是我国主动应对全球形势深刻变化、统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策,对推进我国新一轮对外开放和沿线国家共同发展具有重大意义。"一带一路"的范围包括亚洲、欧洲及非洲的65个国家,国土面积和人口分别约占全球的34%和62%,GDP约占全球的28%,经济发展潜力巨大。"一带一路"沿线国家矿产资源丰富,开展能源资源国际合作前景广阔。

中国超大型矿床的若干统计特征

中国是世界上矿产资源丰富的国家之一，具有形成超大型矿床的优越地质条件。作者以全国权威性的矿产储量信息和最新的矿产勘查资料为基础，提出了适合我国国情的超大型矿床储量规模划分标准，对我国４８种主要矿产的１９８个超大型矿床进行了全面的统计分析。文中从超大型矿床储量与矿产地之间的数量关系的角度，讨论了不同矿产的储量集中程度和富集能力，就我国超大型矿床对矿床类型的选择性及其时空分布规律等问题进行了讨论，并提出了新的认识。

合作共赢,开发利用境外矿产资源

合作共赢是中国对外开放的重要原则。中国人均矿产资源拥有量较低,石油、铁、铜、铝、钾盐等大宗战略性矿产相对短缺,决定了我国在立足国内矿产资源供给的同时,需要更多地利用境外矿产资源。世界矿产资源非常丰富,亚洲、非洲、南美洲资源潜力巨大,大多数发展中国家尚未进入大规模工业化的矿产资源高消耗阶段,为我国通过境外风险勘查、投资并购、国际矿产品贸易等多种途径更多地利用境外矿产资源,提供了有利条件和历史机遇。

中国矿产资源战略问题

中国是一个矿产资源大国,但由于人口基数较大,矿产资源的人均拥有量较低,克服矿产资源瓶颈约束,是增强我国可持续发展能力的迫切需要。国民经济的持续快速发展对矿产资源产生的强劲需求,决定了我国在立足国内矿产资源供给的同时,必须更加充分地利用国外矿产资源,必须树立科学发展观,确保矿产资源的可持续供给和合理利用,提高矿产资源对国家经济安全的保障程度。

透过雾霾看矿业发展

近年来,中国以城市为中心的环境污染仍在不断加剧。以雾霾大面积频发为特征的大气污染问题表明,中国高消耗高污染的粗放增长方式已难以为继。雾霾对人体健康构成直接危害,燃煤、机动车尾气是雾霾形成的主要原因,减少燃煤污染、控制机动车过快增长、调整能源结构和产业结构是治理雾霾的关键措施。必须落实主体功能区战略,控制矿产资源开发强度,大力寻找清洁能源,节约集约利用矿产资源,推进矿业绿色发展。

关键矿产与能源资源安全

关键矿产是在不同历史时期对经济社会发展具有重大战略意义和关键支撑作用的重要矿产。通过对中国、美国、英国、日本、澳大利亚、巴西和欧盟的关键矿产清单以及相关资源储量、产量、消费量、贸易数据的整理分析,确定钴、钨、铌、钽、稀土、锰、锂、锑、石墨、钒、铂族、铝、镍、铋、锆、铬、钛、铍、铟、锡、钼、镁、铪、镓、锗、萤石、锌、铀、铁、铜、金、磷、钪、硅、铼、煤、钾盐、铷、铯、碲、硒、锶、铊、重晶石、硼、砷、氦、钡、钍、铅、汞、银、镉、金刚石、硫、石油、天然气等57种关键矿产。全球关键矿产以稀有金属、稀散金属、稀土金属、贵金属矿产和黑色金属、有色金属矿产为主体,其生产和消费主要涉及中国、美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、日本、德国、韩国等42个国家和地区。关键矿产的主要矿床类型为沉积型、热液型及变质型、风化壳型、岩浆型、斑岩型,在空间上主要分布于劳亚成矿域、冈瓦纳成矿域和乌拉尔-蒙古成矿区、非洲-阿拉伯成矿区等。当前,俄乌冲突严重冲击国际能源市场和矿产品市场,欧美国家推行脱钩断链的逆全球化措施使国际能源资源合作与竞争形势复杂化。聚焦关键矿产,加快构建双循环新发展格局,综合考虑地质先行、技术可行、经济合理、环境友好、法律允许、金融支持等多种因素,加强境内外能源和重要矿产资源的绿色勘查、高效开发、严格保护、合理利用和规划管控,是维护我国能源资源安全、推动矿业高质量发展的重要战略措施。

全球矿产资源勘查开发的基本态势

进入21世纪,矿业仍然是现代经济体系中的重要基础产业,世界矿产资源和矿产品需求依然强劲,全球矿产资源争夺日趋激烈,矿产资源勘查开发的地域更广、深度更大。当前,矿业的全球化趋势不可逆转,全球矿业面临新的调整。

成矿年代学研究及其若干进展

成矿年代学以成矿地质年代时间维为主线 ,应用地质构造、岩石、矿物、矿床和同位素地质等多学科综合技术方法 ,在四维时空上研究成矿地质历史演化和规律。开展成矿年代学研究 ,不仅要运用合适的年代学测定方法 ,精确地确定一个具体矿床的成矿年代 ,更重要的是要分析成矿的序列性 ,研究成矿与异常地质事件的耦合关系 ,进而研究各种不同构造尺度上的成矿演化规律。

扬子克拉通周边及其隆起边缘的铅锌矿床

扬子准地台为大型克拉通碳酸盐发育的地区,从震旦系到中三叠统为典型盖层沉积,其中许多地层中不乏碳酸盐沉积。新中国建国以来,在其周边及其隆起边缘的碳酸盐地层中,陆续发现了许多层控铅锌矿床。近几年来,随着地质大调查的开展,又发现一批很有希望的铅锌矿化集中区。笔者总结了这些铅锌矿床的地质特征,并将这些矿床与国外的MVT矿床进行对比,探讨它们的矿质来源、成矿溶液、成矿机制和成矿控制因素等。

华南地区中生代大规模成矿作用与岩石圈多阶段伸展

华南是中国最主要的钨、锡、铋、铜、银、锑、汞、稀有、重稀土、金和铅锌多金属成矿省 ,文中初步论述了华南地区中生代大规模成矿作用的基本特点。大规模成矿作用主要发生在 1 70～ 1 5 0Ma ,1 4 0～ 1 2 5Ma和 1 1 0～ 80Ma 3个时间段 ,前一阶段以铜铅锌和钨矿化为主 ,后一阶段主要是锡金银铀矿化。尽管 1 4 0～ 1 2 5Ma也是一个成矿相对集中的时间段 ,但主要表现为第一个阶段的继续 ,同时 ,也是前一个阶段向后一个阶段的过渡 ,以钨锡矿化为主。

长江中下游地区铜金(钼)矿Re-Os年龄测定及其对成矿作用的指示

长江中下游是中国东部一个重要的Cu-Au-Fe-Mo矿成矿带。笔者等在5个夕卡岩-斑岩Cu-Au-Mo矿区采集了11件辉钼矿样品,在铜陵地区大团山层控夕卡岩Cu-Au-Mo矿体采集了5件辉钼矿样品进行Re-Os同位素年龄测定。在对16件样品进行ICP-MS方法测定的同时,还利用NTIMS方法对其中9件样品进行了精测,两种方法测定的结果基本吻合。16件辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄为134.7±2.3～143.7±1.6Ma(2σ)。其中大团山铜矿区的5件样品的模式年龄更为接近,分布范围为 138.0± 3.2～140.8±2.0 Ma,平均 139.3±2.6Ma,其等时线年龄为 139.1±2.7Ma,初始Os为0.7±8.1(MSWD=0.29)。这些结果清楚地反映出夕卡岩-斑岩Cu-Au-Fe-Mo矿床与层控夕卡岩Cu-Au-Mo矿床为同一时代形成,属于同一成矿系统。作为中国东部大规模成矿作用的组成部分,长江中下游地区铜钼金矿床的形成与岩石圈构造体制大转换之地球动力学事件相耦合,为中生代第二期大规模成矿作用的产物。

江西武山铜矿南矿带辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

首次运用Re-Os同位素定年法对武山铜矿南矿带的辉钼矿进行年龄测试,测得5件样品的模式年龄变化于144.0～145.7Ma,等时线年龄为146.4±2.6Ma,与花岗闪长斑岩145±3.9Ma的SISM法年龄值相吻合,表明武山铜矿南矿带成矿与晚侏罗世中酸性岩浆活动关系密切。该矿床北矿带层状、似层状硫化物型矿体曾经历海西期海底喷流-沉积成矿,而燕山期岩浆期后热液叠加改造对其形成具有重要作用,即武山铜矿最终形成于晚侏罗世。以矽卡岩型-(似)层状硫化物型矿化为主的武山铜矿稍早于同属九-瑞矿集区、以斑岩型-(似)层状硫化物型矿化为主的城门山铜矿形成,由于其成矿伴随着下扬子地区岩石圈的大规模减薄事件,成矿时间差很可能是导致两者矿化特征差异的重要原因。武山铜矿及九-瑞矿集区与铜陵、安庆和鄂东南矿集区的成岩成矿时代高度一致,它们是在统一的构造-岩浆作用过程中、与燕山期花岗质岩浆活动有关的产物。

中国成矿区(带)的划分

成矿区(带)是区域成矿学的核心内容。当今以矿床成矿系列理论为中心的区域成矿学新理论的形成标志着地学各分支学科理论的相互融通,从更高层次上深化了区域成矿规律的研究。成矿区(带)的标定并和矿床成矿系列的研究相结合,开拓了区域成矿规律研究的新领域,已经成为当今区域成矿学研究的热点。已知矿床空间分布的集中性和据此提出的矿化集中区概念是圈定各级成矿区(带)的实际依据之一。成矿区(带)内对应的地质构造单元、成矿地质环境的类别和矿床的空间分布特征标志着成矿区(带)内部的物质结构、成矿作用特点和成矿作用的规律性。区域成矿学研究已经表明,成矿物质的巨量富集与成矿地质环境关系密切。从成矿地质环境和产出的矿床成矿系列入手及引入矿床成矿谱系的新概念,有可能揭示成矿区(带)内成矿地质环境的分异变迁对成矿元素巨量富集的控制作用和区域成矿作用的演化过程,深化认识中国多旋回成矿作用的自然规律。