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我国西部矿区成矿理论和探矿技术取得重大突破|地拓集团

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我国西部矿区成矿理论和探矿技术取得重大突破

发布日期:2015-08-12关注:102 分享到:

  西部地区是我国最重要的资源接替基地,也是我国找矿突破战略行动的主战场。中国地质调查局中国地质科学院矿产资源研究所联手11家单位、历时近十年,在青藏高原及邻区、东天山、秦祁昆、西南三江等地开展的《重要矿产成矿系列综合信息预测方法》研究,创立了一套矿产资源潜力评价与预测理论和方法体系,研发和完善了三套具独立知识产权的软件系统,在示范区(带)取得地质找矿重大突破。该项目成果在2014年度地质调查成果奖评选中,荣获一等奖。

  加强矿产资源潜力评价与预测技术及其应用研究,加快西部矿产资源勘查,意义重大,刻不容缓

  我国西部地区大开发战略包括了新疆、西藏、青海、宁夏、陕西、四川、云南、贵州、广西、甘肃、内蒙古等11个省区,土地面积大约占了全国的70%,人口约3亿,仅占全国人口的23%。西部地区地处高寒山区、戈壁荒漠,人烟稀少,经济发展相对缓慢,矿产资源总体勘查开发利用程度低,存在规模小、经营粗放、资源浪费严重等问题。如,西北地区主要矿产的采选回收率低于全国平均水平10~20个百分点。资源勘探开发程度还存在不平衡现象,如靠近中部地区的云南、广西、四川、陕西等省区的资源开发和勘查程度就较高,而位于更西部的新疆、西藏、青海等省区则比较低。加快西部矿产资源勘查,加强矿产资源潜力评价与预测技术及其应用研究,对我国西部地区的找矿突破意义重大,刻不容缓。

  我国西部地区地跨多个构造成矿域,地体拼贴、洋陆转换、壳幔交换等地质作用复杂,成矿地质条件独特,资源潜力巨大;但主要成矿区带地质工作程度偏低,需要将我国自己创建的成矿系列理论和综合信息矿产预测方法有机结合,形成特色的、高效的预测理论和技术方法,促进地质找矿重大突破。为此,国家“十五”、“十一五”科技攻关/支撑项目分别设立《中国西部优势矿产资源潜力评价技术及示范研究》和《西部优势矿产资源潜力评价技术及应用研究》课题,长期、联合资助开展西部重要成矿区带矿产资源潜力评价与预测和勘查评价技术及示范研究。《重要矿产成矿系列综合信息预测方法》成果是这两个课题的共同研究成果。

  围绕我国矿产资源潜力预测评价理论和技术方法难点,取得多项创新成果

  围绕我国西部地质研究程度极低地区矿产资源潜力预测评价理论和技术方法难点,项目组130余人历经十余年的科技攻关,取得多项创新成果。

  一是创立了一套矿产资源潜力预测评价理论和技术方法体系,为西部地区矿产预测提供了理论指导。

  项目以区域成矿地球动力学、成矿系列和综合信息矿产预测三大理论为指导,开展了成矿系列综合信息基础编图、综合信息矿产预测模型的建立、矿产定位定量预测等三大预测工作,形成了区域成矿区带(含远景区)、预测靶区、预测资源量等三类预测成果。方法的核心内容包括:基于矿床成矿系列矿床式建立预测模型,基于成矿系列“缺位预测”及地质异常“类比求异”理论的预测评价技术,适用于勘查区预测评价的“模型导向—综合信息定位—三维信息平台预测”方法,“独立目标图层空间信息综合”的预测方法,区域综合信息解释模型建立方法,区域成矿系列建造构造预测底图编图方法;可视化条件下三维地质建模及深部矿产预测方法技术。

  方法体系探索和实现了矿床成矿系列理论与矿产勘查多元信息预测的有机结合,建立了以成矿系列为纽带的矿产模型驱动—区域构造建造分析—综合信息定量预测一体化的矿产预测方法流程,首创性地提出了基于构造环境分析编制矿床成矿系列建造构造预测底图,提出和发展了独立目标图层空间信息综合预测方法的核心技术,开发了数字矿床模型,实现了三维立体预测,属国内领先水平。

  二是升级和研发了三套功能强大的、具有独立知识产权的矿产资源预测评价软件系统,填补了矿产预测自动化领域的空白,显著提升了我国矿产资源潜力预测评价的信息化、自动化水平。

  升级了矿产资源评价软件——MRAS系统。开发了数字矿床模型,实现了ES与GIS结合下多元成矿信息识别和提取、预测区自动化圈定、勘查靶区自动优选、资源量定量估算。该软件系统成为国家“全国重要矿产资源潜力评价”重大专项指定专用预测和评价软件之一,于2008年获得了著作权,目前已拥有数千家软件用户。

  研发了我国首个专门用于大比例尺矿区尺度的矿产资源勘查评价软件——MinEsoft系统,专门为大比例尺矿产勘查服务。研发了矿产勘查数据库管理、三维地表建模与海量数字高程模型晕渲图自动绘制及地质体建模等功能模块,实现了地质块段法、截面法、地质统计学方法等国际通用的储量估算方法集成,实现了三维空间分析、重磁三维反演、勘查地球化学数据空间分析等矿产三维预测功能。该软件于2010年获得著作权,关键技术获得两项专利。

  升级了金属矿产资源评价分析软件——MORPAS系统。开发了二维经验模分解和模糊证据权非线性致矿信息提取与集成技术,实现了成矿信息的提取、识别、转换和综合。

  三是提出了西部地区4个重要成矿区带成矿作用、成矿规律、矿床成矿系列等的若干新认识,新厘定多个矿床类型,为找矿突破战略行动和矿产预测奠定了理论基础,实践了三维立体预测示范。

  在秦祁昆成矿域,通过深入研究,将秦祁昆成矿域显生宙以来的地质构造演化划分为太古代—古元古代古陆核及陆块形成等五个发展阶段;指出祁漫塔格地区是秦祁昆中央造山带的一个重要的“构造结”(不同方向构造带的交织造成大量成矿物质的聚集的地带);新厘定了示范区内数个矿床类型,包括:马元密西西比河谷型铅锌矿、白干湖、小柳沟矽卡岩—石英脉型钨(锡、钼)矿、布仑口沉积变质型磁铁矿、代家庄、下拉地热水沉积型铅锌矿、东昆仑中部隆起区的块状硫化物铜钴矿以及大场造山带构造剪切带型金矿等。

  在冈底斯成矿带,研究厘定了造弧作用起止时间(早中侏罗世,直至晚白垩世);识别出了雅鲁藏布江洋壳于早—中侏罗世向北俯冲消减的岛弧型斑岩铜金成矿作用;确定了旁多—松多印支褶皱带、冈底斯成矿带的地质构造格架和构造演化阶段;在冈底斯成矿带内识别出3个重要的成矿事件:晚古生代的被动陆缘裂谷系海底喷流成矿事件、早—中侏罗世岛弧型斑岩铜金矿成矿事件(直接导致了雄村铜金矿的发现、勘探和突破)、冈底斯成矿带北带古新世—始新世与斑岩—矽卡岩成矿作用有关的铜钼铅锌金银成矿事件(典型矿床如甲玛铜多金属矿)。

  在东天山成矿带,应用三维预测理论,建立了彩霞山铅锌矿立体找矿模型,指导了深部预测与勘查,实现了找矿勘查的三维立体预测示范,并在同一成矿带预测新发现了同类型的宏源铅锌矿床。

  在重点示范区重新厘定了58个矿床成矿系列、96个矿床成矿亚系列。研究成果为区域成矿规律的总结和区域找矿提供了理论依据,意义重大。

  四是建立了示范区的典型矿床数据库和矿产地评价数据库,对甲玛式铜多金属矿、雅满苏式铁矿、彩霞山式铅锌矿等17个典型矿床建立了矿床成矿系列预测模型,共圈定354个铜、金、铅锌、铁、稀土等重要矿种的成矿远景区,通过定量估算,科学地预测了西部地区的重要矿产的资源潜力。

  五是经工程验证,在所预测的找矿远景区或靶区内取得找矿重大突破,找矿成效显著。

  如,项目组最新研究确定了冈底斯成矿带斑岩型铜矿和矽卡岩型铜多金属矿紧密共生的找矿思路。在这一找矿思路的指导下,预测了甲玛铜多金属矿深部具有巨大找矿前景,建立了新的矿床模型,经钻孔验证,证实了甲玛铜多金属矿床属于斑岩—矽卡岩型铜多金属矿床;新提交(331+332+333)级资源量铜245.4万吨,钼16.53万吨,金83吨,银4918吨,铅40.2万吨,锌20.4万吨。

  在东天山彩霞山铅锌矿示范了三维预测,预测了深部潜力,经过对矿区Ⅲ、Ⅳ号脉的2个深部靶区进行钻探验证,在深部新发现了规模大、延深稳定的隐伏矿脉群。在与彩霞山同一构造带的预测靶区验证中,新发现了宏源铅锌矿,在深部发现厚大矿体。根据建立的黄山式铜镍矿的找矿模型,圈定了坡北铜镍找矿远景区,钻探验证取得重大找矿突破。

  积极开展科技成果转化,实现经济效益与社会效益“双赢”

  本项目实施的过程中,并非只停留在理论研究阶段,而是与生产单位产学研紧密相结合,把理论应用于指导实践。

  项目组与新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队和第一地质大队、西藏华泰龙矿业开发有限公司等生产单位密切合作。在资源所唐菊兴研究员提出的“斑岩+矽卡岩+角岩+推滑覆构造控岩控矿模式”的基础上,指导了甲玛铜多金属矿床深部厚大矽卡岩型钼(铜)矿体和深部斑岩型钼(铜)矿体的重大发现。此外,在新疆彩霞山铅锌矿、陕西马元铅锌矿、西藏雄村铜金矿等的找矿突破中,项目组也成功地实现了研究成果科技转化,促进了西部地区的地质找矿重大突破,为国家调整西部地区矿业经济产业布局、推动民族地区的社会经济跨越式发展作出了贡献。

  项目圈定的预测区,成功引导了社会资金投入,增强了示范区的地质找矿成功率,间接产生了巨大的经济效益。研发的三套预测软件系统被全国地质、煤炭、核工业、有色、冶金、化工等行业近两千家用户广为使用。形成的成矿系列综合信息矿产预测方法为全国重要矿产资源潜力评价、国土资源部勘查技术指导中心、危机矿产办等项目提供了理论及方法技术支撑,保证了国家、部门矿产资源评价、勘查工程的顺利实施,产生了巨大的社会经济效益。

  项目组还培训了一大批一线矿产勘查技术人员,举办各类培训班40余次,受课人员达2000余人次。培养了博士后2名,博士12名,硕士20余名,国家八部委百千万人才3名,全国先进工作者1名,省部级先进工作者2名,中国地质科学院新华联地质科技奖2名。