矿产预测的基本理论——区域成矿学向矿产勘查延伸的理论体系

矿产预测理论研究始于20世纪50年代，在近60年的预测实践中，始终是研究的热门课题。中国学者在全国第一、二轮区划的实践和相关研究成果基础上，完善了矿产预测理论的基本内容，形成矿产预测的理论体系，推动了区域成矿学向矿产勘查延伸新领域的探索。矿产预测理论概括为：矿床成矿作用“异相定位”预测理论；矿床成矿系列“缺位”预测理论；多元信息“类比-求同”预测理论和地质体“对等求异”预测理论。认为成矿作用的“异相定位和矿床成矿系列”缺位预测理论是矿产预测的地质理论依据，又是对成矿学理论的补充；多元信息“类比-求同”理论是传统的预测理论，本文赋以新的内含；地质体“对等求异”理论补充了“类比-求同”理论的不足，是前三项理论内容无可比拟的。矿产预测理论已受矿产勘查实践的检验，证明是有效的，在当前已经成为提高矿产预测成果的准确性和勘查效益的科学依据。     

矿产区划——地质科学研究与矿产勘查结合的新形式

矿产区划是"研究成矿规律、进行矿产预测、提出选区和地质工作部署建议"的工作,属基础性、公益性、科研性、先导性融合一体的矿产勘查前期工作。矿产区划工作在我国已实施了三轮,每一轮矿产区划工作都是由国土资源部领导直接部署,即由政府提出、政府下属的地勘单位、科研单位实施。矿产区划成果是部署矿产勘查,编制地质矿产保证工程和地质工作中、长期发展规划的资料基础及科学依据;矿产区划成果直接引领地质找矿突破和大型、超大型矿床的勘查。矿产区划的指导理论是区域成矿学,特别是矿床成矿系列理论最有效。三轮矿产区划的成果证实:矿产区划工作成果促进我国矿产勘查工作的发展,实现了地质找矿的突破;创建了我国独有的矿产预测新理论,发展和充实了矿床成矿系列理论;带动了计算机技术在矿产勘查中的应用;实现了地质矿产理论研究与矿产勘查的一体化。     

科学找矿工作的探索——兼述战略性矿产找矿工程

科学找矿是发现矿床和矿产勘查过程的总称, 在我国已探索了四十余年。它是应用当代有效的成矿学理论, 从各类资料和数据(地、物、化、遥)中提取信息, 研究区域成矿规律, 圈定不同级别的成矿区带(I—V级), 在成矿信息浓集区带或地段, 述明潜在矿床的地质条件, 判定矿床类型, 指明寻找未发现矿床的标志, 部署矿产勘查后进而发现了矿床, 公认它是矿产勘查学科各环节有机联系的系统流程。科学找矿引领地质找矿的重大突破, 促进矿产勘查工作的现代化。我国已通过矿产区划构建了科学找矿内容的基本格架, 在“新一轮固体矿产普查”、“矿产勘查跨世纪工程”、“矿产资源调查评价”和“找矿突破战略行动纲要”(又称“三五八”行动纲要)的实践中进行探索。获取的找矿成果证明, 科学找矿要以矿床成矿系列、矿产预测理论和成矿信息为指导; 矿产远景区划、地质资料的数据处理和提取成矿信息、编制矿产预测和矿床勘探系列图件是手段; 研究典型矿床, 建立区域的和矿床的成矿模式、总结区域成矿规律、圈定矿产预测远景区和找矿靶区、部署矿产勘查工作是发现矿床的科学支撑; 矿产勘查有效机制将科学找矿各个环节的内容实现有机联接, 组成获取找矿和矿床勘探成果的基本段, 概括为“三项理论”、“二个系统”、“二项技术”, 直至今日, 探索工作已获得很好的找矿效果。在未来的“战略性矿产找矿行动(2021—2035年)”实施过程中, 用科学找矿的思路构建矿产勘查新格局。     

矿床成矿系列与成矿预测研究新进展——“《中国矿产地质志》‘成矿系列与找矿方向’”专辑特邀主编寄语

《中国矿产地质志》系列志书由全国600多家单位、4000多名地质工作者, 历时十多年编纂而成, 计划出版200多套志书、150余套附图, 全面记录我国180余种矿产、7万余处矿产地的矿产勘查成果和成矿规律, 实现我国已发现矿种、矿产地和国域面积的三个全覆盖。该志书填补了历史空白, 具有划时代的里程碑意义。该套志书是在“矿床的成矿系列”(简称“成矿系列”)理论思想指导下开展研编的, 厘定了地球系统演化各个时空域中矿种全覆盖的矿床成矿系列, 构建了全国94个成矿带和31个省区市的区域成矿谱系, 在此基础上构建了时间域、空间域及成矿作用紧密结合的成矿体系, 并进一步应用成矿系列的“全位成矿、缺位找矿”的预测思维开展了全矿种的成矿预测。在《地球学报》编辑部的大力支持下, 主动服务于新一轮找矿突破战略行动, 我们从全国、省域、成矿区带等不同尺度, 选取12篇论文, 组成“《中国矿产地质志》‘成矿系列与找矿方向’”专辑, 对铁、金、稀有、稀土、稀散、磷等战略性矿产等进行了系统总结和分析, 旨在为新一轮找矿突破战略行动中找矿工作选区和部署提供科技支撑, 促进国内重要矿产资源的勘查开发, 增储上产。     

成矿地质体找矿预测理论与方法

在大量典型矿床剖析的基础上,以矿物学、岩石学、矿床学、构造地质学、地球化学等基础理论为指导,以大量实地观察和实验数据为支撑,通过总结矿山深部和外围找矿实践和典型矿床研究成果,按照成矿作用内因和外因相结合的辩证思维,成矿作用时间、空间、物质能量相统一的综合思维,以及元素地球化学分类和找矿预测矿床分类的比较思维,提出成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等概念。成矿地质体是形成矿床主要矿产、决定主成矿阶段空间位置的成矿地质作用的实物载体,划分为沉积作用、火山作用、岩浆作用、变质作用和大型变形作用形成的5类成矿地质体。成矿结构面是赋存矿体的各类界面,包括构造界面、岩性界面、物理化学转换界面;成矿作用特征标志是能够直接指示矿体赋存位置和对找矿预测具有特殊意义的标志。依据成矿地质作用对中国主要矿床类型进行梳理划分,归纳总结了主要矿床类型的地质特征,构建了反映矿体赋存位置的成矿地质体-成矿结构面-成矿作用特征标志“三位一体”找矿预测地质模型。在此基础上,提出勘查区找矿预测的工作方法,对矿床学研究、找矿预测、矿产勘查工作具有重要的指导意义。     

成矿地质体找矿预测理论与方法在矿产勘查中的应用

成矿地质体找矿预测理论与方法的创建为中国勘查区找矿工作提供了理论指导和方法遵循,已广泛应用于矿集区、老矿山深部与外围的找矿预测和矿产勘查中。在河南省银洞坡金银矿集区、甘肃省早子沟金矿、四川省拉拉铜矿集区等83个矿集区和168座矿山取得了良好的找矿效果。该理论方法的核心是构建成矿地质体-成矿构造和成矿结构面-成矿作用特征标志“三位一体”找矿预测地质模型。总结了应用成矿地质体找矿预测理论与方法开展找矿预测工作的流程和要点：开展预研究提出找矿思路,研究典型矿床确定主攻矿床类型;研究成矿地质体确定找矿方向,研究成矿构造与成矿结构面确定矿体赋存位置,研究成矿作用特征标志提供矿体赋存依据,构建找矿预测地质模型确定成矿作用中心;综合地质、物探、化探方法,预测深部矿体空间位置;探矿工程验证实现找矿突破。本次研究为找矿预测工作提供了思路和示范,为新一轮找矿突破战略行动提供了支撑服务。     

论提高矿产预测研究水平的主要途径

矿产预测已成为矿产勘查一个不可缺少的先行步骤,笔者结合自己的工作,认为提高矿产预测的研究水平要重视下列7个问题的研究:1.矿产分布的不均匀性;2.成矿理论的假说性;3.控矿因素的非单一性;4.预测标志的多解性;5.成矿作用的区域性;6.勘查技术方法组合的合理性;7.勘查范围的有限性.     

区域多目标矿产预测评价理论与实践探讨——以滇西北地区喜马拉雅期富碱斑岩相关矿产为例

以矿产系统勘查为目的,提出了"多目标矿产预测评价"新理念,根据矿产勘查不同阶段、不同比例尺的任务要求,划分出成矿区(带)、矿区(带)、矿田、矿床和矿体5类多目标矿产预测评价。前三者统称为区域多目标矿产预测评价。以滇西北地区喜马拉雅期富碱斑岩相关矿产预测评价为例,在"三联式"成矿预测理论指导下,较系统地开展了区域多目标矿产预测评价的理论探索与方法实践。研究认为,在区域多目标矿产预测评价中的关键问题是致矿地质异常解析、成矿多样性及其与地质多样性的关联分析、成矿谱系建立以及多目标矿产(矿床)定量预测评价模型研究。     

全国重要矿产预测评价

全国重要矿产预测评价在借鉴国内外矿产预测经验基础上,运用成矿系列理论、成矿动力学理论和综合信息矿产定量预测理论为支撑的矿床模型综合地质信息矿产预测方法,以成矿系列矿产预测类型为纲,在系统编制建造构造预测底图的基础上,建立矿床综合信息预测模型。通过运用成矿地质体参数法,在矿产资源评价系统(MRAS)的辅助下,估算我国铁、铝、铜、铅、锌、金、锑、钨、锰、锡、钼、镍、银、稀土、铬铁矿、菱镁矿、锂、硼、硫、萤石、钾、重晶石、磷23种矿产地下2 km预测资源量,并在此基础上圈定全国层次的3级预测区。科学评价了我国矿产资源的潜力,为国家政府机构和矿产勘查机构提供技术支撑。     

鄂尔多斯地区成矿系列与地质建造的关系探讨

以往成矿系列概念以地质成矿作用为基础,为了使成矿系列理论既便于同成矿地质背景研究相衔接,又容易应用于矿产预测及找矿勘查,按照地质建造与成矿的相对时间,将与各类地质建造有关的成矿系列细化为同生成矿系列、准同生成矿系列、后生成矿系列等类别。借鉴已有的矿床成矿系列,运用新的理念,在鄂尔多斯地区划分的3个成矿区带的基础上,对该地区的矿床成矿系列进行了深化研究,初步确定了18个成矿系列,与11种地质建造有关。     

现代成矿预测若干理论述评

以成矿理论为支撑的现代成矿预测理论取得了长足的进展，对现代矿产勘查与评价实践工作具有重要的指导意义；据成矿预测理论近年来的进展，结合笔者等的研究工作体会，述评地质异常、矿床的成矿系列、矿床模型和超大型矿床勘查等成矿预测理论。     

贵州省瓮福磷矿预测要素研究与矿产预测

瓮福磷矿,根据其矿床特征、成矿作用及控矿因素等,矿产预测类型应定为沉积型磷矿,预测方法宜采用沉积型矿产预测方法.通过地质分析和多元统计分析,并结合本区数据采集条件,最终选择含矿岩系、岩相古地理作为定位预测变量,选取P205、矿系厚、矿体厚作为定量预测变量.进而,利用MapGis地理信息系统和Mras软件,采用地质体积法进行了矿产预测.全区A类、B类、C类最小预测区分别有2个、2个和3个,预测资源总量大于16亿吨,资源潜力约7亿吨.     

矿产预测类型及其在矿产资源潜力评价中的运用

矿产预测类型是从成矿预测和矿产资源潜力评价的角度对矿产资源进行分类的一种方法,具有区域性但也兼顾典型矿床的一般性成矿规律,其理论基础就是成矿系列理论的矿床式。回顾了矿产预测类型概念的提出与演变过程,以阿舍勒式、大厂式和甲玛式为例探讨了作为预测工作第一步骤的重要性及划分矿产预测类型的理论依据,以大冶式铁矿为例阐述了矿产预测类型在成矿预测中的重要性和优越性。矿产预测类型基于典型矿床但又超越典型矿床的具体成矿条件因而体现出预见性,为成矿预测奠定了理论基础;同时,可以根据预测工作尺度的不同而分层次给出矿产预测类型的划分方案,可以满足分级别预测的需要;再者,矿产预测类型具有区域性特点但又不排斥一般性,既有针对性又有可操作性。分析讨论了2006年以来在全国运用矿产预测类型概念开展潜力评价工作中存在的若干问题,指出只有加强成矿规律研究才能科学地评价矿产资源的潜力。     

辽宁省重要矿产成矿系列与成矿谱系

辽宁省是全国重要的矿产资源生产基地,为国家建设提供了大量的矿产资源。运用成矿系列的理论和方法,以辽宁省区域构造演化为基础,充分研究省内在一定的时间和环境中,与一定成矿作用有关的重要矿产的成矿地质背景、成矿环境、成矿时代、成矿作用、成矿演化规律,以及与矿床形成有关的地层、岩浆岩、构造、围岩蚀变等特征。重新厘定了辽宁省重要矿产成矿系列,划分了16个成矿系列、17个成矿亚系列。从成矿环境、成矿时代的横向上与构造单元、矿集区的垂向上,结合成矿作用、矿床组合划分了成矿谱系。最后阐述了成矿系列及成矿谱系的特征。辽宁省重要矿种成矿系列和成矿谱系的划分,对深入研究辽宁省区域成矿规律和指导矿产勘查工作具有深远的意义。     

成矿系列的缺位问题及其在成矿预测中的应用

文章在燕山地区找矿实践中,应用矿床的成矿系列概念和分析方法开展了成矿预测研究,提出了成矿系列缺位概念,其含义是指在一定的区域内,依据矿床的成矿系列概念,经对该区地质演化历史、矿床形成地质环境、成矿作用、成矿物质、矿床时空分布规律、成矿系列模式、成矿体系的系统研究后,确定的成矿体系中各个序次的成矿系列在空间、时代、矿床类型、成矿元素(矿种)等方面应当存在而尚未被发现的部分。并把成矿系列缺位分出4个类别,即成矿系列空间缺位、成矿系列时代缺位、矿床类型缺位、矿床成矿元素(矿种)缺位。对运用成矿系列缺位概念进行成矿预测时应重点研究的内容进行了初步探讨,列举了成矿系列缺位预测成功范例。     

1∶50 000矿产地质图编制与数据库建设要求

1∶50 000固体矿产地质调查是保障国家能源资源安全的长期的基础性、公益性、战略性地质工作,是矿产勘查的重要基础和先导性工作,是国家地质调查与地球系统科学研究程度的重要指标,目的是摸清国家矿产资源家底、实现重大找矿突破或新发现、引导和拉动后续矿产勘查,在服务国家重大战略、社会发展和生态文明建设中发挥着重要的作用。2019年中国地质调查局正式印发《固体矿产地质调查技术要求(1∶50 000)》(DD2019-02),创建了以成矿作用类型为主线、以成矿要素为对象、以预研究为基础、以矿产地质专项填图为核心、按成矿作用类型填(编)建造构造图的新方式和基于矿床模型综合地质信息预测方法的矿产资源潜力评价技术体系,建立了地质潜力、技术经济可行性和环境影响“三位一体”综合评价工作体系,为固体矿产地质调查及其成果表达指明方向,为支撑固体矿产勘查提供技术保障。其中1∶50 000矿产地质图是固体矿产地质调查核心成果图件,在此结合技术要求简要阐述1∶50 000矿产地质图编制与数据库建设要求。     

区域矿产预测图及综合解释模型

区域矿产预测图的编制过程,也是矿产预测的过程。包括三项主要内容：第一是地质构造专题底图的编制;第二是物化遥多元信息的地质解释;第三是综合信息的统计分析。三项内容相互联系,贯穿始终,共同促进图件成果的完善。以成矿系列为指导,以成矿地质作用及其产物为研究对象,分矿产预测方法类型,分别阐述了区域矿产预测图的编图、解释和统计要点,提出矿产预测图编制的综合解释模型。     

矿产勘查新理论与新方法综述

近十年来，矿产勘查新理论和新方法层出不穷，本文系统地总结了目前矿产勘查的新理论和新方法，并展望其与高新技术相结合的发展前景。介绍了新的成矿理论，主要有地球化学障成矿、陨击成矿、地幔柱成矿、边缘成矿和海底成矿理论；新方法主要有预测沉积矿产的古地磁法、预测铅、铀矿稳定同位素法、气体测量法、预测卡林型金矿的顺磁共振法以及应用于寻找隐伏矿床的元素活态提取法和金属地震法等等。     

贵州外生及内生外成矿产矿床类型与成矿作用

本文以《中国矿产地质志·贵州卷》研编项目为依托,以近年来贵州省外生矿产勘查及研究成果为支撑,遵循《中国矿产地质志·省级矿产地质志研编技术要求》,系统开展了贵州省外生矿产的矿床(成因/工业)类型划分,包含一、二、三级矿床类型。对贵州省主要外生矿产的矿床类型、成矿环境、成矿作用、含矿地质体及矿床式、主要产区等作了进一步综合分析、整理和汇编。对贵州省外生矿产中,矿床类型及成矿作用等认识较模糊或有争议的矿种进行了综合分析和讨论。这些研究成果,对贵州省外生矿产的研究及找矿具有一定的借鉴作用。     

基于成矿系统的三维定量预测研究——以四川拉拉铜矿为例

随着矿产资源预测的发展,三维矿产资源定量预测评价已经成为矿产勘查领域的热点。然而真正决定矿产预测及矿产勘查成败的核心在于:如何构建恰当的预测变量来反映成矿作用过程。本文以四川拉拉铜矿为例,通过成矿系统分析“源-运-储-保”四大要素总结了该区矿产预测的地质找矿要素。基于三维地质建模技术以及成矿信息定量提取技术,构建了区域找矿要素三维地质信息。以找矿信息量为数学模型,确定了拉拉铜矿成矿有利区划,圈定了4个找矿靶区。本次研究将矿床成矿系统分析(知识驱动)与三维定量分析(数据驱动)相结合,将成矿作用过程及关键因素(源、运、储、保等)转化为可预测的具体空间要素,并使用三维可视化技术进行三维空间重构,该方法为今后的三维定量预测工作提供了有利参考。