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多学科合作找矿成功率高且费用更低

谈谈信息主导下的深地资源勘查

发布时间:2021年03月25日
来源:中国矿业报网(2021-03-25)作者:王庆乙

地质学家伍德尔(R.Woodall)团队通过对找矿效果和成本调查分析发现,一个隐伏区找金属矿的成本是出露矿找矿成本的10倍。在油气勘查中,较之传统勘查队伍,多学科综合方法和信息协作的勘查队伍,5年间后者发现的储量是前者的2.8倍,而费用仅为前者的一半。

他们从找矿全局出发,研究了隐伏矿、深部矿如何依靠间接信息找矿,开展对世界成功找矿实例进行调查与总结。以信息主导找矿,组建多学科合作找矿的队伍,创建多学科相融合(打破学科界线)的信息交流机制,将间接信息转化为找矿信息,形成了强大的找矿实力。

大庆油田和奥林匹克坝矿床的发现也是有着异曲同工之效,因此其方法至今对我国深部找矿仍具有借鉴意义。

地质学仍发挥主导作用

我国金属资源进入隐伏矿、深部矿找矿阶段,已有半个多世纪的历史了,找矿难度大、效果差已是不争的事实。隐伏矿、深部矿找矿的特异性,在于直接信息几乎完全丧失,找矿必须依赖间接信息。当信息发生重大的转变,乃是找矿变革的起因,必须在体制和机制上作出相应的调整。地质学仍是找矿的领导者,其他学科要在地质需求与指挥下进行工作,并与之配合,发挥服务与支撑的作用。主导观点有“地质指方向、物化探定位、钻探验证”“深部找矿应以地质研究为找矿基础,物探化探为技术支撑,钻掘工程为实现条件。”地质学仍发挥着主导作用。

根据我国重点研发计划“深地资源勘查开发”重点专项实施方案,将形成3000米以浅的矿产资源勘探的成套技术能力,2000米以浅深部矿产资源开采成套技术能力,储备一批5000米勘查前沿技术,油气要扩展到6500-1000米。个人判断,从硬件方面弥补与国外间的差距会有较好的进展,但深地资源勘查尚存在一些问题。

地质学和地球物理学家B.J.斯金纳在一次演讲时说:“如果地质学家、地球物理学家、地球化学家以及有关科学家能够通力合作,发挥寻找深部矿产资源的潜力,那么发现的多类矿产资源可满足下个世纪(21世纪)的需要。”

两例大矿发现的实践

1949年新中国成立,当时中国是一个贫油国家,中央领导就此咨询地质学家李四光,李四光以科学的态度回答:“中国有没有石油,要等地球物理勘查后,才能下结论。”地球物理学家顾功叙欣然接受了勘查任务。当时国内无地球物理学人才,顾功叙从大学物理系抽调应届毕业学生,自己培训人才,随后,经他多方努力,带上拼凑的一些仪器设备,奔赴华北、新疆、四川等地进行找油实习。顾功叙以其渊博的地质学知识,认定东北松辽平原,覆盖很厚、地层稳定(无出露岩层)且地形平坦,应该是油气藏储存的理想地方,也具有地球物理最佳的地质、地形探测条件。此设想经批准后,组织了第二石油物探普查队伍(简称“二物”)开赴松辽,展开了野外地球物理探测,先后完成了磁法、重力和电测深等工作,穿越松辽平原进行长剖面的观测,获得了大量多方法的数据,进行综合研究后,发现深部存有油气的地质条件。顾功叙考虑发现油气构造,人工地震法最为有效,为此他不远千里来到鄂尔多斯中匈地震合作队,劝说他们来松辽探测油气,当时中匈地震合作队并无松辽探测任务,不少人不愿意长距离搬家到松辽,经顾功叙苦口婆心多次劝说后终于同意到松辽平原,而且就在大同一长恒部位发现多个圈闭。地震法板上钉钉证实松辽存在油田构造。根据探测成果并听取多方不同专业人士的意见后,不同专业的参会人员有40余人,最后确定了7个钻井的井位,1958年下半年首钻见了油沙,第三钻就见工业油喷。到此,松辽大地开展了地质、物探和钻探大会战,证实了松辽平原下蕴藏着世界最大的陆相油田。

奥林匹克坝矿床(以下简称“奥坝矿”)的发现也是多学科合作找矿的成就。伍德尔(R.Wood all)认为,隐伏矿、深部矿找矿要想获得最大的成功,一定要多学科合作。他总结成功发现奥坝矿时表示,这是上世纪70年代世界上最重要、最激动人心的一次发现,组建了多学科合作找矿的队伍与管理模式,倡导创新、冒险、协作,由四位具有创新精神的科学家组成,分别是队长F.Evans、源岩地球化学家D.Haynes、构造地质学家E.O’Driscoll,地球物理学家H.Rutter。

奥坝矿的发现,首先由年轻的源岩地球化学家提出的玄武岩淋滤成矿模式,构造学家通过地质填图,得出变形剪切带是控制因素,地球物理学家开展重、磁测量证实深部构造的存在,队长组织各科学家进行信息交流,这种交流打破了学科界线,地球物理学家与构造地质学家合作共同解释异常,地质构造、构造单元、岩性、倾角、走向在共同交流后,在计算机上建立奥坝矿的成矿模型。

首钻只见蚀变矿物,连打8钻均未能见矿,但从公司领导到科学家都坚定信念,直至第9钻岩心发现近矿围岩,第10钻才见到奥坝大矿。

找矿经验总结

在出露矿、浅表矿的找矿中,信息虽然也重要,但不起主导作用,发挥作用是槽探与钻探,工程量越大,找矿越多。在隐伏矿、深部矿中,信息找矿应置于主导地位。

组建多学科合作找矿的体制,创建多学科信息交流的机制,多学科根据整体找矿需要,想方设法获得信息,信息在多学科交换、交流中,获得互补与验证,这样可去伪存真获得更有价值的信息,从而更有利于找矿。

地球物理学在找矿中具有制空、制深能力,在未来找矿中,将起关键作用,但其数据处理、异常解释必须与其他学科,尤其是地质学家,在构造、岩性、倾角、走向等地质特性方面进行深入的信息交流。

未来找矿需要多学科的综合人才,大学应培养多学科综合找矿知识和勇于实践创新人才,培养矿产资源勘查学家。

[责任编辑:kyb]

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