前言矿产资源是人类生产和生活资料的基本源泉,作为人类社会发展的重要物质基础,它具有不可再生性、耗竭性和分布不均匀性等特点。
新世纪伊始,我国将进入加快推进社会主义现代化的新阶段,对矿产资源的需求必将大幅加。虽然我国是资源大国,己探明的矿产资源总量约占世界的12%,居世界第3位。
但是必须清醒地看到,我国人口众多,人均资源占有量不足,仅为世界水平的58%居世界第53位。某些矿产资源的供给短缺,己成为制约我国经济可持续发展的瓶颈。尤其是近年来一大批矿山,由于各种原因,如超量开采,矿山服务年限将至,综合利用与找矿工作滞后等,导致资源迅速减少,较早地进入到危机矿山的行列。同时,这些矿山又具有一定的找矿潜力。如何利用新的技术与方法在己建矿山的深部及外围发现新的、近期可开发利用的矿体(床),获取更多的后备储量,延长矿山的寿命,是地质工作者及矿山管理部门必须共同解决的一个关键问题,也是新世纪矿山地质工作的重点。
1危机矿山的基本概念及我国矿山资源的发展现状1.1危机矿山的基本概念所谓危机矿山是指供应矿山正常生产的矿产资源较为紧张的矿山,简称危机矿山。一般来讲,保有工业储量加远景储量不能满足5年正常生产的矿山即为危机矿山,它是一个动态的概念,矿山的资源是否出现危机可通过矿产储量的减而相互转换。
就危机矿山的类型而言,有真危机和假危机两种。真危机矿山是指在现有的技术条件下,在矿山附近的立体空间范围内,确实没有可供近期利用的矿产资源存在的矿山;假危机矿山是指在矿山附近的立体空间范围内,尚有某几种可供近期利用的、通过地质勘查能被发-),男,河北省河间市人,博士生,主要从事综合信息矿产预测理论应用研宄。71994-2015ChinaAcademicJournalElectronic世界地质现的矿产资源存在的矿山。
1.2我国矿山资源的发展现状我国的矿山多数是20世纪50 ~60年代发现的,由于当时的地质工作程度较低,加之长期以来的采、探利用脱节,一批大中型国有金属矿山进入到开发的中晚期,可采储量减少,开采深度加大,生产成本高,矿产资源的保证程度呈明显下降的趋势。由国家计委等有关单位对21世纪初期我国45种主要矿产的供需形势进行了详细分析(表1)。这一研究成果表明,2010年我国矿产资源形势将更加严峻,虽然大部分矿产可以基本满足要求,但关系到国计民生的大宗矿产的保证程度越来越低;部分优势矿产由于只顾眼前利益,过度开发,使资源耗竭速度加快,到2010年前将转为短缺矿产,如钨、锡和锑矿。另外,我国大部分矿山现在正处在地勘工作管理体制改革的过程中,企业化进程加快,直接投入找矿的费用降低;同时,随着地质找矿难度的加大,主要矿产的探明储量幅减缓。这些因素使得许多矿山都有面临着“等米下锅”的局面,急需在先进的成矿理论和有效的找矿技术的帮助下进一步加储量。
表1我国45种主要矿产资源保证程度矿种保证程度/%矿种保证程度/%石油膨润土天然气娃灰石铁石墨金高岭土铜重晶石铬滑石钾盐锌钴锡铂族钨金刚石萤石银娃藻土锰石膏镍煤硼石材硫玻璃磷水泥铀钛石棉菱镁矿铝土钼耐火材料稀土锑芒硝铅盐汞资料来源:陈毓川院士关于我国矿产资源形势及对策的报告内容赵震宇,等:综合信息矿产预测理论在危机矿山资源预测中的应用思考另一方面,由于受当时地质理论和勘探手段的限制,这些矿山的深部及外围可能具有较大的找矿潜力,即这些矿山绝大部分有可能是假危机矿山。因此,危机矿山预测工作是大有可为的,预测搞好了,不仅能延长矿山寿命,而且是珍惜和保护矿产资源的一项最现实的重要措施。
2综合信息矿产预测理论及其在危机矿山资源预测中的思路中国地质找矿技术及预测理论经过近50年来的不断完善和发展,己形成了一套系统的地质找矿预测理论与方法,尤其是综合信息矿产预测理论得到了进一步完善。王世称教授等提出的“鹤立鸡群”和矿床密集区的新的找矿理论,不仅吸收了先进的物化探找矿手段,而且将计算机技术及“3S*技术作为其定量分析的手段,把定量预测方法与传统的预测方法有机地结合起来,为找矿勘探工作提供了一条科学的途径。
2.1综合信息矿产预测的理论要点综合信息矿产预测是指应用能够反映矿床形成、分布规律和控矿因素的地质、地球物理、地球化学、遥感地质等一系列方法所获得的有关信息,对矿产资源体所作的预测工作!3.其基本出发点是力图从矿产勘查的成矿预测宏观结构和每个研究环节上,优化预测系统,提高矿产预测的成功概率。其核心思想是,通过合理地进行地质、物探、化探、遥感等综合信息解译,揭示成矿规律,用间接成矿信息代替直接成矿信息,指导找矿工作。其理论方法要点是,强调通过综合信息解译和编制矿产预测图,提取控矿信息,排除单一信息资料的多解性;从具体控矿条件出发,建立实用的找矿模型去预测找矿靶区;强调以地质体为单元,定性研究与定量分析相结合,通过直接成矿信息与间接找矿信息相关联和合理转换,达到矿产预测的目的。
综合信息矿产预测以找矿模型为基础,以计算机技术为工具,以各种数学模型为手段,充分开发各类矿产地质资料蕴含的成矿信息,有利于实现矿产资源立体化预测,提高矿产预测的科学性。
综合信息矿产预测侧重于定位预测,因此能够提供普查勘探靶区,便于及时开展靶区查证工作,尤其是综合信息矿产预测在开展隐伏矿或难识别矿资源预测中的优势,对危机矿山预测具有较大的实用价值。
2.2我国危机矿山资源预测中要解决的问题危机矿山资源预测是指在危机矿山附近的立体空间范围内开展的成矿预测工作。其特点是探矿和采矿有机地结合,目的是发现新的矿产资源,以延长矿山生产年限或解决接替矿山。在危机矿山资源预测工作中,主要解决以下几个问题:发现新的矿床类型或新的矿种不同类型的矿床或不同矿种往往是共生的,但进行勘探的可能只是其中某种矿床类型或矿种之一。在危机矿山附近的立体空间范围内发现新的矿床类型或矿种也是完全可能的。如辽宁省某金矿,原勘探的矿床类型为石英脉型,通过工作发现了盖县组片岩中的韧性剪切带型金;又如辽宁省某铅锌矿,原来只勘探了铅锌矿,通过工作发现了规模较大的金银矿。
圈定新的矿体矿床勘探阶段对矿体的追索和圈定多在地表矿床地质研究基础上进行,因此带有很大的局限性。如某铅锌矿,通过矿床勘探和开采资料的对比,发现了新的矿体形态和产状,并确定了矿体和矿床的走向、咖分带,并建立了地质地球化学模型。
世界地质在此基础上开展了地下物探工作,找到了数条新矿种和新矿体延长了矿山寿命。
加大对深部隐伏矿和难识别矿的预测危机矿山资源预测工作的范围较小,其研究、勘探和开发程度较高。地表和浅部易于发现的矿产资源己基本被开发完毕,因此预测对象要以深部隐伏矿和难识别矿为主,这就加大了勘探与开发的难度。深部隐伏矿和难识别矿往往只有微弱的地表显示,甚至没有地表显示,可供直接利用和找矿的信息少。因此,危机矿山资源预测必须进行立体预测,使用新的具有穿透力的物探和化探等技术方法,以获取一切可能获得的找矿信息;危机矿山资源预测工作的比例尺较大,使各种成矿、控矿条件变得较为复杂,共性的东西减少,特殊性突出,因此,必须要对微观标志进行研究。同时,危机矿山资源预测区地质研究的不平衡,致使我们要探、采结合,深化找矿规律研究,建立新的三维化的地质找矿模型。
综上所述,危机矿山资源预测工作要应用矿床成矿系列理论,研究矿床和矿体的分布规律和成因联系,依据综合信息矿产预测方法建立矿床和矿体的空间位置,为矿床或矿体勘探工程的验证提供依据。
2.3综合信息矿产预测理论应用于危机矿山资源预测的一般思路危机矿山资源预测不同于其它各种尺度的成矿预测,有其独特的工作内容和方法。危机矿山资源预测是从三维空间角度认识矿床和矿体的空间分布规律,开展综合信息立体预测。利用地质、物探、化探等新技术手段找寻隐伏矿和难识别矿是通过各种具体地质作业实现的。
首先,编制危机矿山地质图。矿山地质图是矿山企业设计的总图,必须防止隐伏矿和难识别矿的漏失。该图的质量不高将会出现对隐伏矿和难识别矿的漏失,必然形成矿山企业设计的不合理现象出现,造成矿产资源的浪费。为此,我们强调矿床勘探和开采资料的对比,尤其是矿床和矿体的分布规律对比,深入研究隐伏矿和难识别矿的分布规律。在此基础上,在GIS平台上编制如坑内外地质联系图等。
其次,编制大比例尺地表矿床地质图。开展高精度磁测和构造化探工作,重新建立控矿构造格架,加强矿床异常分析,注意找寻难识别矿床和矿体,进一步深化大比例尺矿床、矿田的坑内外联系图的预测水平。
再次,系统开展坑道地质编录工作,作好各个阶段的地质平面图,并着重研究矿床、矿体的围岩蚀变情况以及控矿构造。在地质先验前提下,开展原生晕和地下物探工作,建立矿床、矿体的综合信息找矿模型并划分矿床异常类型,指导隐伏矿和难识别矿的找寻,并进行必要的钻孔验证或坑道探矿工作。
综合以上信息,建立基于地理信息系统的空间数据库和属性数据库,形成危机矿山的三维立体的空间分布特征,并利用地理信息系统强大的数据管理和空间分析运算功能,计算危机矿山的储量并形成动态管理。同时,运用多种定量分析手段及地质、采矿等多学科知识,将资源条件评价与预测、开发开采决策连为有机整体为矿山资源的潜力开发提供依据。
以上分析表明,假危机矿山的找矿工作不但没有终结,反而具有巨大的的资源潜力,利用综合信息矿产预测理论能够较好地解决危机矿山资源预测问题,这对延长我国危机矿山的服务年限,同时为矿山资源的再利用提出了一条新的思路。
(下转299页)杨红霞,高林:复杂地表地区地震勘探静校正方法应用研宄(上接286页)
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