王世称 王微 许亚明
(吉林大学)
摘 要 本文通过举例,对“就矿找矿”的内涵进行了阐述,并说明了从“就矿找矿”视角如何看待危机矿山问题。
关键词 就矿找矿 内涵 危机矿山
一、深化理解“就矿找矿”的内涵
“就矿找矿”是辩证的找矿指导思想,已被地质界公认为是行之有效的、重要的找矿途径和方法之一。
从哲学角度认识,“就矿找矿”就是“找矿哲学”的具体应用与体现。
在50多年的生产实践中,“就矿找矿”的思想是不断向前发展的,今后在深入贯彻“就矿找矿”过程中,内容会更丰富、内涵会更深刻、成果会更加丰硕。
“就矿找矿”和“找矿哲学”的关系十分清楚,“就矿找矿”理论是“找矿哲学”理论的核心内容之一。
“就矿找矿”和“找矿哲学”是研究找矿、勘探、开发领域的哲学问题。从找矿、勘查、开发工作的总体上研究矿产勘查活动的诸多问题(个性)和一般规律(共性)。因此“找矿哲学”也称为矿产勘探哲学。
“找矿哲学”是反映自然界和社会界本质关系的科学,找矿哲学是马克思主义哲学和矿产勘查理论方法及勘查实践相关联的纽带和桥梁。
“就矿找矿”和“找矿哲学”通过地质科学理论、综合信息找矿方法反映到找矿实践中,还通过找矿实践的理论总结指导找矿、勘查实践工作。
“找矿哲学”和“就矿找矿”理论研究的作用不仅仅是认识地质找矿勘查的规律,更重要的是应用这些规律为人类找出更多的矿产资源,在保护环境条件下,落实科学发展观,合理应用开发矿产资源,为人民服务。
二、“就矿找矿”的实践,丰富了“找矿哲学”的内容
“就矿找矿”是地质学界通常的说法,地质学界和社会各界好理解,好推广应用。几十年来广大地质学界将“就矿找矿”应用于找矿实践,证明它是有效的找矿途径,在广大地质工作者找矿实践的工作成果的基础上,上升到“找矿哲学”理论高度去总结和认识是十分必要的。现在从以下四个方面进行总结与思考。
(一)找矿、勘查、开发的不同阶段运用“就矿找矿”的经验
1.在找矿阶段运用“就矿找矿”的经验总结
第一,从检查各类异常入手,评价已知矿点。德兴铜厂铜矿床根据“铜厂”这个地名及县志,有关于古代在铜厂采铜的记载,经过一段曲折找到铜厂,继而找到了古采坑,又发现了铜矿露头。经过与国内外铜矿床类型对比分析,认为属于细脉浸染型铜矿。经过10年的普查勘探,到1979年证实德兴铜矿床为拥有近1000万吨的超大型铜矿床。
第二,在已知成矿远景区(带)或已知具有工业价值的矿床周围,寻找同类型的“姐妹”新矿床。江西省地质矿产局派江西铜矿地质大队在勘探德兴铜厂铜矿期间,派出普查组在附近开展就矿找矿。地质人员利用类比方法和地球化学的方法,成功地在铜厂矿区的东南侧发现了富镓、钨大型铜矿,在西北侧发现了朱砂红大型铜矿床,它们与铜厂铜矿床共同组成了铜矿田和铜矿床密集区。
第三,通过在老矿区追索已知矿体在空间上的延展来扩大矿产资源远景。如德兴铜厂铜矿床,20世纪50年代只勘探控至-165米标高,70年代中期进行了第二次勘探空间追索,控制到-650米标高,资源远景扩大。
第四,在已知矿床、矿田范围内找寻隐伏新矿体、新含矿层位和新矿化类型。20世纪50年代赣西北地质大队在城门山铜矿床首先发现了似层状铜矿体,规模达到中型铜矿床,20世纪60年代通过进一步研究发现了火成岩与碳酸盐岩的接触带矽卡岩型铜矿床,形成不同类型矿床组成的矿床密集区,形成了大型铜矿床密集区。
第五,在已知矿床、矿田、矿床密集区找寻共生和伴生的矿床,进行综合评价。在矿床、矿田和矿床密集区内,通过综合信息对伴生和共生矿床、矿田、矿床密集区的研究,往往会出现伴生和共生的矿床,特别是多金属矿床密集区和贵金属矿床密集区常常会出现的规律。如德兴铜矿床密集区,研究除铜、钼矿种外,还有金、银、硫、镍等10种有益元素资源。结果表明铜矿床区金矿储量213.7吨(C2级),平均品位0.195克/吨,是一个特大型金矿床。此外,银、镍、硫等矿产资源也达到大型。
2.在勘查阶段运用“就矿找矿”的经验总结
即矿床、矿田、矿床密集区在勘查阶段运用“就矿找矿”的经验总结。
找矿、勘查,再找矿、再勘查,是一个反复认识矿产资源体的过程。找矿工作要贯彻勘探的始终,而不能一次就算完成勘查阶段的工作。这是符合找矿哲学认识论的思维。
以中国第一大金矿省山东省找寻金矿和勘查金矿床、矿田、矿床密集区为例。山东省历史上就是著名的黄金产地,采金、淘金具有悠久的历史。
从鸦片战争以后,帝国主义纷纷派遣很多地质人员来胶东进行调查黄金。20世纪30年代我国地学老前辈聂振庚、国本荣、冯景兰等来调查过。1949～1956年郭文魁、刘国昌、王宪文、严坤元等也进行了调查,当时的认识是玲珑石英脉型为主,找矿、勘查、开发的对象是石英脉型金矿床。
20世纪60年代中期在胶东发现了“三山岛”“破碎带蚀变岩型金矿床”是大型金矿床,被称为“焦家式”金矿床,扩大了金矿的找矿领域,使山东省金矿储量大幅度增加。
随着找矿、勘查、开发的不断向前发展,20世纪80年代开展鲁西地区金矿勘查,在泰山群柳杭组绢云石英片岩中也发现了“绿岩带型”金矿。鲁西地区发现了奥陶系朱砂洞组“层控金矿”。
胶东地区在中生代胶莱盆地内缘隐伏前寒武系基底之上的中生代地层发现了“云夼式”砾岩型金矿。给找金矿床带来了新的思路。
第一点,提出了前震旦纪出露基底变质岩系和隐伏基底是金矿的矿源层。老基底是基底金矿矿源层在山东有成矿专属性。在不同地区不同时代形成不同类型的金矿床,组成了金矿床密集区。如鲁东胶莱盆地的蚀变砾岩金矿和鲁西归来庄式金矿床均属于与隐伏基底相关联的金矿床。
第二点,金矿床以金矿床密集区形式分布,超大型、大型、中型、小型金矿床的空间分布是有机关联的整体。具有“鹤立鸡群”的分布形式,这里“鹤”是指超大型、大型矿床。这里的“鸡群”是指中型、小型金矿床。从金矿地质演化角度分析,它们是不同时代、不同类型金矿床组成的金矿金属省;从金矿床预测角度分析,是金矿床密集区、金异常密集区信息之间转换关系;从统计观点分析,超大型、大型、中型、小型矿床是上升有序变量的关系;从金矿床“就矿找矿”角度分析,是先找寻勘探与发现的“鸡群”,再认识鸡群中的“鹤”,而“鹤”不只是一只。
已知大型矿床外围是找寻、勘查“姐妹”大型矿床的最佳位置。
通过对金矿区的找矿勘查,深化了对金矿床控矿因素的认识。提出了中酸性岩体金矿找矿的关系是金矿床以交代型岩体为主。提出了金矿床密集区同构造的关系,一般分布于莫霍面陡度带上,分布在环型和线型构造交汇处。
3.在矿床开发阶段运用“就矿找矿”的经验总结
(1)矿床一般的开发规律。矿山是人类开发矿产资源而建立起来的企业。矿山生产的对象是不可再生的。矿产资源开采一点必然少一点。以矿床为单元的矿山到一定服务年限必然老化成为老矿山和危机矿山。以矿床为单元的矿山一般是地质勘探队负责找矿、勘查、提交储量报告,经过评审批准矿产资源量。矿山企业设计是以勘探储量报告为依据,进行矿山企业设计、施工建设,企业方能生产。矿山企业设计对矿山生产量、矿山服务年限均有规定。矿山企业根据设计施工生产,到一定服务年限必然闭坑。我国大量矿山均是新中国成立初期建设的,大多数已经服务了半个世纪。危机矿山和危机城市必然出现。
(2)运用“就矿找矿”的辩证思维看矿山。应用反复分析的方法在辽宁省猫岭发现了大型金矿床。重新认识了五龙和四道沟石英脉型金矿床。石英脉型金矿床是群众最容易发现的金矿床类型。与石英脉型金矿床相伴随的各种类型的金矿床,往往被忽视。矿床往往是以矿田、矿床密集区形式分布,矿山地质工作和矿山企业设计均没有此概念。这是国内矿山地质工作普遍存在的问题。辽宁省鸭绿江边有五龙和四道沟石英脉型金矿床,五龙金矿床规模比较大,而四道沟金矿床规模比较小,勘查储量只有1吨。四道沟金矿床提交金矿勘探报告已有十几年,但金矿床资源不紧张,不知原因何在。我们建议进一步研究四道沟金矿床,通过研究和再认识,结果表明:四道沟金矿床不仅有石英脉型金矿床,而且还有韧性剪切带金矿床。我们提出了辽宁省盖县组片岩可能是金矿矿源层的重要新认识。建议原辽宁省地质局局长郑惠平同志和原辽宁省地质局总工程师马元韬同志对辽宁省盖县组片岩分布范围全面开展1:5万金元素为主的次生晕研究工作。运用综合信息理论与方法检查金异常,得到原辽宁省地质局第五地质大队齐玉兴同志的大力支持。具体化探异常检查是冯一多同志进行的,通过认真研究发现金矿赋存在毒砂和磁黄铁矿中,我们通过磁法电法和化探异常综合分析,找到了超大型金矿床。辽宁局五队为地质矿产部三面红旗之一。原地质矿产部在猫岭金矿现场举办了学习班全国推广。
(二)从矿床形成、找矿、勘查、开发不同阶段,建立不同成矿系列综合信息找矿模型,通过信息之间的转换规律研究,类比推广应用
1.“找矿哲学”总的指导原则
找矿哲学的唯物论认为,矿产是自然界的客观存在,其形成、分布与变化均有客观规律。从客观地质条件实际出发确定找矿方针和方法。
找矿哲学的认识论认为,发现矿产、认识矿产特别是矿产的全貌要有一个相当长的过程,而且必须要多种方法和多种工程检验。在这个过程中认识矿产普查勘探开发运动的形成是阶梯发展。
找矿哲学的辩证法认为,在找矿、勘查、开发过程中运用系统、协调、联系和发展变化的观点来部署和指导找矿勘查、开发工作。
找矿哲学的矛盾论认为,研究矿产找矿勘查开发过程中各种矛盾关系。找什么矿的矛盾关系;到什么地方找的矛盾关系;用什么方法找的矛盾关系;怎样才能找到矿的矛盾关系。找矿是找矿、勘查、开发均要贯彻始终的主要矛盾。
找矿哲学的主体观认为,如何发挥找矿勘查开发工作存在找矿勘查开发过程中的主观能动作用。也就是说如何充分发挥人的积极性和创造性。
2.从“找矿哲学”角度学习成矿系列的作用
(1)1979年,初论矿床成矿系列等的专著发表。程裕淇院士为研究矿产预测指明方向。陈毓川院士在程裕淇院士领导下,广泛开展了矿床成矿系列研究,应用该理论指导全国成矿规划工作。出版了《中国主要成矿区带矿产主远景区评价》,为全国找矿指明了方向。
(2)1972～1976年翟裕生院士、陈毓川院士和李文达老师共同组织了“宁芜火山岩区铁铜矿成矿规律和找矿方向”科研项目。对我国火山岩成矿研究起到推动作用。翟裕生院士发表了成矿系列研究专著。
(3)20世纪80年代初,两院院士常印佛提出了“层控(或)矽卡岩型矿床的概念。划分了三个亚类,提出了矽卡岩成矿系列,不仅丰富了矽卡岩理论,而且取得了明显的实际找矿效果。
(4)对成矿系列理论与综合信息矿产预测理论相结合,我们提出了矿化系列的理论,其目的是通过信息之间转换规律,预测隐伏矿床、矿田和矿床密集区。包括:①变质岩发育区、变质成矿系列、变质矿化系列研究。变质岩发育区主要指太古宇和元古宇的区域变质岩系。广泛发育变质岩系和混合岩分布。一般在矿化系列的前提下,变质岩的比重大于沉积岩、火山岩和侵入岩。变质岩系是以富铁、铁质岩系为标志层,一般以重力剩余异常和磁异常为特点,富Ni、Cr、Co、V、Ti区域性异常。因此,应用综合信息可以推断变质岩系的原始层理展布趋势方向为近东西向。现在变质岩系的地质体分布是基底构造切割的磁体。目前所见的变质岩系是变质岩系出露的露头,必须应用重、磁和地球化学信息方能推断其隐伏基底,推断其分布规律。前震旦系变质岩系的基底有成矿专属性,出露基底和隐伏基底的空间分布同谢学锦院士地球化学模型相结合,证实了基底成矿专属性的新理论问题。如山东前震旦基底赋金,伴随成矿作用的演化形成不同时代、不同成因金矿床成矿系列。又如辽宁、吉林前震旦系基底赋硼形成变质硼矿床、沉积硼矿床和矽卡岩硼矿床。②侵入岩发育区、岩浆成矿系列、岩浆矿化系列研究。一般因为围岩和岩体之间有地质、地球物理和地球化学信息之间的差异,通过信息之间的转换,可以推断隐伏岩体及隐伏接触带。岩体的成分有超基性橄榄岩、基性辉长岩、中生闪长岩、酸性花岗岩;磁性有规律降低;比重有规律降低;而放射性有规律升高。应用综合信息可以推断隐伏岩体及其接触带。不同成分的岩体有地球化学信息的成矿专属性,通过信息间转换推断隐伏岩体及其接触带。目前地质图所反映的岩体是出露岩体的露头,而没有反映隐伏岩体。隐伏岩体推断后,特别是综合信息导岩构造的重磁环型和线型构造推断后才能反映全貌,这一点对矿床、矿田、矿床密集区分布规律研究十分必要。这是全国普遍要探索研究的岩体问题。③火山岩发育区、火山成矿系列、火山矿化系列研究。陈毓川院士在研究“宁芜铁矿”的基础上,发展了火山成矿系列模型。应用综合信息对火山矿化系列有进一步认识。火山岩区的磁场特征十分典型,是火山跳跃磁场。一般比基底变质岩系比重低,为重力负剩余异常。根据磁场和重力场特征可以推断隐伏火山盆地。因此,可以应用综合信息、通过四维化(时间和三维空间称之为四维),达到研究火山盆地的目的。地质信息反映的火山盆地是出露火山盆地,重、磁推断是隐伏火山盆地,方能了解全貌。火山岩和侵入岩一样,由基性至酸性火山岩跳跃场强度有规律降低。不同岩性的成矿专属性,同侵入岩体成矿专属性。火山成矿系列最主要是研究次火山岩体的分布规律。一般大型和超大型多金属矿床、矿田、矿床密集区同次火山岩体关系密切。这里特别强调,前震旦系基底构造格架控制火山岩盆地的分布,特别是重力和航磁,是环型构造和线型构造交汇处,控制火山盆地的分布。火山盆地的空间分布同地球化学块体相关联是控制矿产资源体总体分布规律的关键环节。基底成矿专属性和火山岩成矿专属性有继承性的关系。④沉积岩发育区、沉积成矿系列、沉积矿化系列的研究。沉积岩发育区研究沉积矿床系列,主要研究地层层位控矿、古地理环境控矿、岩相控矿、研究不同矿种、不同类型矿床的分布规律。层控矿床和层状矿床均有地球化学成矿专属性和地球物理场的特征,研究它们矿化系列的分布规律,研究基底成矿专属性对沉积矿化系列的影响。基底构造控制沉积盆地的分布规律,如山东沂沐断裂以东盆地主要是北东向,而断裂以西盆地主要是北西向分布。沉积矿化系列同基底成矿专属性有继承性关系。
(三)从矿床、矿田、矿床密集区的分布规律,总结认识—实践—再认识的辩证唯物认识的经验
朱训先生认为关于找矿哲学的认识论有以下五点:
1.找矿是对客观矿产的认识过程
从矿体到矿床、从矿床到矿田、从矿田到矿床密集区、从矿床密集区到矿带。
2.客观存在的矿产(资源体)是可以认识的
目前新理论、新技术不断发展,是完全可以认识的。
矿体的组合异常、矿床的组合异常、矿田的组合异常、矿带的组合异常,建立综合信息找矿模型及其信息之间转化。基于转换规律,矿产资源体是完全可以认识的。
3.认识矿产(资源体)要有科学思维的指导
如程裕淇、陈毓川、翟裕生、赵一鸣、李人树等矿床成矿系列理论,赵鹏大地质异常理论,谢学锦地球化学块体理论,涂光炽大型超大型矿床理论,裴荣富大型、超大型矿床理论等。
4.认识矿产(矿产资源体)要有一个反复实践、反复认识的过程
朱训先生在江西找寻德兴铜矿的实践,是典型的实例。
5.认识运动的主要形式呈阶梯式发展
找矿、勘探、开发实践表明,对一个矿体、矿床、矿田、矿床密集区、矿带的认识过程不是直线上升的,而是阶梯式逐步向上发展的。矿产勘查一般分为普查、详查、勘探三个阶段。每个阶段又分野外工作与室内整理、信息综合分析两个阶段。每个阶段的综合分析研究是认识的升华和提高,作为一个认识过程就这样一个阶梯一个阶梯地逐步上升发展。
(四)从技术、经济评价矿产资源角度,逐步认识到矿产是资源,是不可再生的,但人类对矿产资源的认识是无限的。伴随科技进步矿产资源领域会不断扩大,找矿勘查开发的前景无限美好
全国政协副主席李贵鲜在为《全社会都应重视“四矿”问题》一书作序时指出:“矿业是矿业城市发展的起源。人类选择居住地,从经济学观点看,不是选择靠近市场交通要道,就是靠近资源,所谓‘依山傍水’大体就是这个道理。”“谈矿业不能不讲地质工作。我国地质勘探为我国经济建设作出了极其重大的贡献,找到大庆油田就是地质工作的一大功劳。将来地质工作更重要,我国大陆和海域究竟还有多少资源?靠谁去发现?靠地质勘探。”
以祖国锡都——云南个旧锡矿为例,谈谈想法。
个旧是世界上最早生产锡矿地区之一,已有2000多年历史。新中国成立以后,国家为地质勘探投资1.75亿元,投入和产出比为1:8。为国家作出重大贡献。
200多年开采主要是脉状矿床和矽卡岩接触带矿床。地表留下了许多采区。1992年土地详查计算,地表采矿留下的采空区有数万亩。由于长期矿冶生产“三废”造成的严重污染,带来森林、植被、水源、生态、环境等问题,等待综合治理。
近期对云南锡矿运用“找矿哲学”思想进行了研究。在保护环境的前提下,研究锡矿的找寻,勘查和开发。
第一,云南省的气候条件,易形成广泛风化壳,其最大限度可达200米。这是一个十分重要的地理环境。
第二,广泛分布赋存锡矿的花岗岩体。在岩体内,赋存锡石副矿物和磁铁矿副矿物,岩体构造带赋存含钨矿、锡矿脉,岩体接触带有矽卡岩型锡矿床,它们也形成了风化壳。
第三,部分花岗岩体构造带赋存铌、钽矿脉和铋矿脉,它们也形成了风化壳。
由于上述三项自然地理和地质条件,露天开采岩体的采矿方法形成人工砂矿床。应用重力选矿、磁力选矿和化学方法选矿等综合选矿方法,选出有工业价值的锡矿、钨矿、铌但矿、铋矿及铁矿。尾矿可以用作建筑材料。
保护好腐殖土,采后可以恢复良田。在云南宝山地区形成典型找矿、勘查、开采的试验基地。
三、以“就矿找矿”的视角,观察危机矿山
“四矿”(矿业、矿山、矿工、矿城)问题研究对于推动矿业城市转型发挥了积极作用。2002年朱训在全国政协会上做大会发言时指出,要像重视“三农”问题那样重视“四矿”问题。10年来,由于党中央和国务院的重视,特别是2007年《国务院关于促进资源型城市可持续发展的若干意见》(国发[2007]38号)为矿业城市转型,提供了方针、政策,积累了经验。
朱训先生对矿业城市转型总结以下六点经验。
1.观念创新原则
找矿、勘查、开发一体化,可以延长矿山寿命。矿产普查、评查、勘探和开发脱节,是产生危机矿山原因之一。
地质人员完成普查、详查、勘探,提交勘探报告就算圆满完成了任务;矿山设计院完成矿山企业设计也算圆满完成了任务;矿山企业按矿山企业设计开发,按年产量生产,按服务年限开采矿也算完成了任务。矿山到服务年限必然闭坑。改变这种流程,矿产普查、详查、勘探和开发一体化形成新的流程改革,创新有以下优点:①矿山企业和地质勘探队紧密结合,边开采、边找矿,矿山不会出现采一点、少一点的现状,不断扩大矿山的矿产资源量。勘探队的成果也可以进一步验证,提高找矿的水平,培养了人才。②矿山企业对矿山的勘探深度是有限的,进一步开展深部找矿需要勘探队配合,使勘探队对矿山地质情况充分了解是十分有利的。
2.统筹规划原则
矿山企业的地质、采矿、选矿、冶金不同专业的专家们均是研究矿产资源体同一对象,利用矿产资源体为国民经济服务,他们研究成果是通过综合信息研究分析的。
对矿床的伴生和共生的关系、不同矿种矿产资源体的利用,提出科学的依据,必然形成一个矿床变成多个矿床的功能。
3.量体裁衣的原则
矿产资源体是有不同等级的,矿体、矿床、矿田、矿床密集区、矿带。
矿山企业不能只是研究矿体、矿床,而且要研究矿田、矿床密集区和矿带,从矿产资源体实际情况出发,扩大矿山企业研究对象,扩大矿山企业功能。
4.项目推动原则
危机矿山立项是形成好的局面原因。叶天竺先生为这方面做了大量工作,取得了重大成果,还要继续立项。
5.大力发展的原则
甘肃白银市仅2007～2010年间就引进招商项目500多个,完成提交了118.9亿元效益。
6.未雨绸缪原则
大庆石油“一业独大”,以石油为基础,石化为主导,新材料、新能源、现代农业为支柱产业,“多元”转变。
中国矿业城市转型已经取得经验,但这还是初步的、阶段性的。