申萍：為我國礦山企業(yè)“走出去”開展風(fēng)險(xiǎn)勘探 —— 文章正文2016-04-21

 為我國礦山企業(yè)“走出去”開展風(fēng)險(xiǎn)勘探

——“十二五”科技支撐計(jì)劃“環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦帶礦產(chǎn)資源預(yù)測和靶區(qū)評價(jià)”紀(jì)實(shí)

申 萍

環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦帶橫跨中國新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)和哈薩克斯坦環(huán)巴爾喀什地區(qū)，東西長約1000公里、南北寬約400公里，面積約40萬平方公里，是礦產(chǎn)資源巨量賦存地區(qū)，主要發(fā)育斑巖型銅礦床、斑巖型鉬鎢礦床、與火山巖有關(guān)的金多金屬礦床、矽卡巖型銅多金屬礦床、造山帶型金礦床和斑巖-淺成低溫?zé)嵋航鸬V床等。因此，環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦帶找礦潛力巨大，是中亞礦產(chǎn)資源預(yù)測與評價(jià)研究的首選地段。

對環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦帶發(fā)育的典型礦床解剖和大型礦集區(qū)進(jìn)行研究，可以實(shí)現(xiàn)該成礦帶乃至中亞成礦域成礦理論的創(chuàng)新，并能推動新疆找礦勘探的突破。此外，對該跨境成礦帶進(jìn)行整體研究和礦產(chǎn)資源評價(jià)，深化境外大型礦床的研究程度，可為我國礦山企業(yè)“走出去”開展風(fēng)險(xiǎn)勘探，利用兩種資源提供科學(xué)先導(dǎo)，從而為國家戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源接替基地建設(shè)提供理論依據(jù)和科技支撐。基于此，新疆維吾爾自治區(qū)人民政府國家“305”項(xiàng)目辦公室組織實(shí)施了“十二五”國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“新疆重要成礦帶戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源預(yù)測與靶區(qū)評價(jià)”的“環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦帶礦產(chǎn)資源預(yù)測和靶區(qū)評價(jià)”課題(編號: 2011BAB06B01)。

本課題由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所承擔(dān)，合作單位是合肥工業(yè)大學(xué)和西北大學(xué)。課題分解為三個(gè)專題：專題1環(huán)巴爾喀什–西準(zhǔn)噶爾大型礦集區(qū)成礦系統(tǒng)研究及典型礦床解剖，由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所承擔(dān)，負(fù)責(zé)人申萍;專題2塔爾巴哈臺-薩吾爾大型礦床找礦靶區(qū)優(yōu)選與評價(jià)，由合肥工業(yè)大學(xué)承擔(dān)，負(fù)責(zé)人：周濤發(fā);專題3巴爾魯克-謝米斯臺大型礦床找礦靶區(qū)優(yōu)選與評價(jià)，由西北大學(xué)承擔(dān)，負(fù)責(zé)人：王居里。

課題深入研究環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾跨境成礦帶成礦動力學(xué)背景、大型礦集區(qū)成礦系統(tǒng)和典型礦床，構(gòu)建大型礦集區(qū)成礦系統(tǒng)的四維結(jié)構(gòu)模型和大型礦床的成礦模式和找礦模型，進(jìn)行靶區(qū)預(yù)測和評價(jià)，實(shí)現(xiàn)中亞成礦域成礦理論和勘查技術(shù)方法的創(chuàng)新，推動新疆大型礦床找礦勘探的突破;進(jìn)行境外大型礦集區(qū)和典型礦床研究，為企業(yè)“走出去”開展風(fēng)險(xiǎn)勘探提供科學(xué)先導(dǎo)，從而為國家戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源接替基地建設(shè)提供理論依據(jù)和科技支撐。

課題總經(jīng)費(fèi)901萬元，研究工作歷時(shí)5年(2011年1月- 2015年12月)，在新疆從事野外工作每年2-3個(gè)月，在哈薩克斯坦開展野外工作2次。參加本課題研究工作的科研人員累計(jì)53人，行程20余萬公里，采集各類樣品6000余件，進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)測試分析3000余件。本課題對環(huán)巴爾喀什–西準(zhǔn)噶爾地區(qū)的重要成礦帶、大型礦集區(qū)及典型礦床進(jìn)行了綜合研究，開展了綜合找礦方法技術(shù)組合研究，并進(jìn)行了礦集區(qū)預(yù)測、靶區(qū)優(yōu)選及資源量估算，取得了一些新認(rèn)識。

確定了哈薩克斯坦三條成礦帶與新疆西準(zhǔn)成礦帶對接，構(gòu)成了北、中、南三條巨型跨境成礦帶，提出了新疆西準(zhǔn)地區(qū)具有尋找大型-超大型礦床的前景的認(rèn)識，為新疆找礦勘探的突破提供了理論依據(jù)和科技支撐。具體如下：新疆西準(zhǔn)噶爾北部的薩吾爾成礦帶與哈薩克斯坦的扎爾瑪-薩吾爾成礦帶具有相同的成巖成礦時(shí)代(晚古生代)、構(gòu)造環(huán)境(島弧)和礦化類型(斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒?、斑巖型、銅鎳硫化物型)，是哈薩克斯坦的扎爾瑪-薩吾爾成礦帶的東延部分，構(gòu)成研究區(qū)北部東西長約500公里晚古生代銅金成礦帶，因此，新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)北部具有形成大型斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒偷V床的前景。新疆西準(zhǔn)噶爾北部的謝米斯臺-沙爾布提地區(qū)與哈薩克斯坦的波謝庫爾-麥卡因地區(qū)具有相同的成巖成礦時(shí)代(早古生代)、構(gòu)造環(huán)境(島弧)和礦化類型(斑巖型和VSM型)，是哈薩克斯坦的波謝庫爾-成吉思成礦帶的東延部分，構(gòu)成研究區(qū)中部東西長約1000公里早古生代銅多金屬成礦帶，因此，新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)中部具有形成大型斑巖型和VMS型礦床的條件。新疆西準(zhǔn)噶爾的巴爾魯克和包古圖地區(qū)和哈薩克斯坦的巴爾喀什地區(qū)發(fā)育兩個(gè)時(shí)代兩種類型的含礦巖體(石炭世中酸性巖和早二疊世花崗巖)、兩種礦化類型(斑巖型銅礦和斑巖型鉬礦)，新疆西準(zhǔn)噶爾的巴爾魯克-包古圖成礦帶是哈薩克斯坦巴爾喀什成礦帶的東延部分，構(gòu)成南部東西長約800公里晚古生代Cu-Mo-W-Au成礦帶，因此，新疆西準(zhǔn)地區(qū)南部具有形成大型斑巖型礦床的條件。

查明了跨境成礦帶大型礦集區(qū)氧化和還原兩種流體成礦系統(tǒng)，揭示大型礦集區(qū)時(shí)空結(jié)構(gòu)及其演化，構(gòu)建了礦集區(qū)成礦系統(tǒng)模式，實(shí)現(xiàn)中亞成礦域礦集區(qū)成礦系統(tǒng)模式研究的理論創(chuàng)新。具體如下：礦床地質(zhì)、含礦巖體和成礦流體研究表明，哈薩克斯坦的科翁臘德礦集區(qū)發(fā)育斑巖型銅礦(科翁臘德、博爾雷等)、斑巖型鎢鉬礦(東科翁臘德、扎涅特等)，礦床形成與高氧逸度鈣堿性中酸性巖和花崗巖有關(guān)，成礦流體為NaCl-H2O-CO2體系。同位素年代學(xué)和巖石地球化學(xué)研究表明，斑巖型銅礦形成于石炭世俯沖環(huán)境，而斑巖鉬鎢礦形成于早二疊紀(jì)碰撞環(huán)境。基于此，我們構(gòu)建了科翁臘德礦集區(qū)石炭世陸緣弧斑巖型銅礦-早二疊世碰撞環(huán)境斑巖型鉬礦的氧化流體Cu-Mo-W成礦系統(tǒng)模式。礦床地質(zhì)、含礦巖體和成礦流體研究表明，新疆西準(zhǔn)噶爾的哈圖-包古圖礦集區(qū)發(fā)育斑巖型銅礦(包古圖、吐克等)、斑巖型鉬礦(宏遠(yuǎn)等)、造山帶型金礦(哈圖)，礦床形成與高氧逸度鈣堿性中酸性巖和花崗巖以及韌性剪切帶有關(guān)，成礦流體為NaCl-H2O-CH4-C2H6體系。同位素年代學(xué)和巖石地球化學(xué)研究表明，斑巖型銅礦形成于晚石炭世俯沖環(huán)境，而斑巖型鉬銅礦和造山帶型金礦形成于早二疊紀(jì)碰撞環(huán)境?；诖耍覀儤?gòu)建了哈圖-包古圖礦集區(qū)晚石炭世洋內(nèi)弧斑巖型銅礦-早二疊世碰撞環(huán)境斑巖型鉬銅礦和造山帶型金礦的還原流體Au-Cu-Mo成礦系統(tǒng)模式。

進(jìn)行典型礦床解剖，闡明大型礦床的成礦過程，建立了新疆西準(zhǔn)噶爾斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒徒疸~礦、斑巖型銅礦、斑巖型鉬礦和造山帶型礦床的成礦模式，實(shí)現(xiàn)中亞成礦域成礦模式研究的理論創(chuàng)新，并為區(qū)域找礦提供了新思路。具體如下：礦床地質(zhì)特征顯示闊爾真闊臘礦床具有斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒偷V床特征，同時(shí)具有明顯的深部銅礦化、淺部金礦化及其有關(guān)蝕變的分布特征，這一新認(rèn)識對西準(zhǔn)噶爾地區(qū)區(qū)域找礦提供了重要的理論依據(jù)。西準(zhǔn)噶爾發(fā)育的斑巖型礦床具有還原成礦特點(diǎn)，原始巖漿為氧化巖漿，該巖漿侵位后發(fā)生了圍巖混染，含碳質(zhì)圍巖混入導(dǎo)致巖漿氧逸度降低及還原流體的形成和成礦作用的發(fā)生，具有氧化巖漿-圍巖混染-還原流體成礦的機(jī)理，構(gòu)成淺部就位圍巖混染模式成礦模式，這一認(rèn)識對巖漿弧環(huán)境斑巖成礦模式進(jìn)行了補(bǔ)充。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為大型斑巖鉬礦的形成與古老地殼基底有關(guān)，然而，蘇云河大型斑巖型鉬礦床含礦巖漿源于新生的地殼，與早二疊世碰撞有關(guān)，新生地殼是蘇云河大型斑巖鉬礦的主要鉬金屬來源，這一認(rèn)識豐富了世界斑巖鉬礦的成礦理論。礦床地質(zhì)特征(剪切構(gòu)造控礦)和成礦流體來源(變質(zhì)熱液和殼源流體)顯示哈圖具有造山帶型金礦床特征，礦床形成受早石炭世玄武巖、早二疊世韌性剪切構(gòu)造和花崗質(zhì)巖漿熱動力和流體控制，這一新認(rèn)識對西準(zhǔn)噶爾地區(qū)區(qū)域找礦提供了新思路。

課題還建立了評價(jià)斑巖銅礦規(guī)模的新的氧逸度指標(biāo)，可用于評價(jià)斑巖銅礦的規(guī)模。中亞成礦域發(fā)育許多大型和超大型斑巖銅礦床，巖漿氧逸度達(dá)到多高就能形成大型-超大型斑巖銅礦是人們高度關(guān)注的問題。我們進(jìn)行了中亞成礦域9個(gè)斑巖銅礦床含礦巖漿氧逸度研究，提出了巖漿氧逸度>NNO+2形成大型銅礦(>200萬噸銅)，為評價(jià)斑巖銅礦規(guī)模提供一種新指標(biāo)，即氧逸度指標(biāo)。

課題確定了多維分形化探數(shù)據(jù)處理及異常提取+近紅外蝕變礦物分析(PIMA)礦化識別+遙感異常提取的綜合找礦方法技術(shù)組合，并進(jìn)行了實(shí)踐，取得了很好的效果。圈定了西準(zhǔn)噶爾巴爾魯克大型斑巖型Mo-Cu-Au礦集區(qū)一處。新發(fā)現(xiàn)或新圈定的異?；虻V點(diǎn)13處。圈定找礦靶區(qū)8處(阿依德、塔塑克、錫伯、巴汗、喀因德、勞根納呼都格南、勞根納呼都格南東、布拉特)。提交資源量銅30.5萬噸和金14.9噸。獲得國家支撐計(jì)劃項(xiàng)目滾動立項(xiàng)“塔爾巴哈臺-薩吾爾地區(qū)塔塑克、錫伯及烏圖布拉克銅金找礦靶區(qū)評價(jià)”及“新疆塔城地區(qū)塔塑克-巴汗一帶金銅找礦靶區(qū)評價(jià)”。

課題實(shí)施過程中開展了廣泛的國際合作和學(xué)術(shù)交流，比如，開展了與哈薩克斯坦薩特巴耶夫地質(zhì)研究所的跨境成礦帶的合作研究，深化了境外大型礦床(科翁臘德、波謝庫爾、努爾卡斯甘、邁卡因等)的研究程度，為企業(yè)“走出去”開展風(fēng)險(xiǎn)勘探提供科學(xué)先導(dǎo);課題組人員多次參加國際學(xué)術(shù)研討會，并進(jìn)行專題報(bào)告，受到了國際同行的高度關(guān)注，提升了環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦帶在國內(nèi)外礦產(chǎn)資源研究和開發(fā)領(lǐng)域的影響力;

課題實(shí)施過程中培養(yǎng)和造就一批具有國際地學(xué)視野的中青年人才，如4名碩士生獲得碩士學(xué)位(2人獲得國家獎學(xué)金)，3名博士研究生獲得博士學(xué)位并完成國家留學(xué)基金資助的赴澳大利亞著名大學(xué)的聯(lián)合培養(yǎng)，1名青年老師晉升為教授，3名青年老師晉升為副教授;這為實(shí)施國家礦產(chǎn)資源保障工程做出貢獻(xiàn);

課題發(fā)表論文56篇，其中，SCI論文43篇(國外SCI論文25篇，國內(nèi)SCI論文18篇)，核心期刊論文13篇，受到了國內(nèi)外同行的高度關(guān)注。

作者系中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員