隨著淺部礦產(chǎn)資源的日益減少， 深部尚未發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源將是21 世紀(jì)滿足人類日益增長(zhǎng)的礦產(chǎn)需求的主要來(lái)源之一， 因而深部找礦已成為全球礦產(chǎn)勘查的一個(gè)主要方向[1-4]。俄羅斯的烏拉爾成礦區(qū)、加拿大的Sudbury 礦集區(qū)、美國(guó)的Carlin 成礦區(qū)[8]，中國(guó)青海錫鐵山礦區(qū)、云南會(huì)澤麒麟廠鉛鋅礦區(qū)[10]、安徽銅山銅礦、安徽安慶銅礦[12]等著名的成礦區(qū)帶和礦床深部的引人矚目的找礦發(fā)現(xiàn)無(wú)疑也表明了深部找礦的巨大潛力。

 

  但是， 深部找礦勘查的巨大潛力與巨大困難是并存的[2]。正是因?yàn)闈摿εc困難并存，研究組織和學(xué)術(shù)團(tuán)體才越來(lái)越重視深部找礦理論和技術(shù)難題的研究，以期促進(jìn)深部礦產(chǎn)資源的預(yù)測(cè)性發(fā)現(xiàn)（predictivediscovery）、提高深部找礦勘查的效率。作為礦業(yè)大國(guó)的澳大利亞對(duì)深部找礦理論和技術(shù)的研究尤為重視， 澳聯(lián)邦政府最高研究機(jī)構(gòu)CSIRO（CommonwealthScience and Industry Research Organization）2000 年在聯(lián)邦政府的支持下發(fā)起目前仍在進(jìn)行的前緣性研究計(jì)劃———“Glass Earth”；2007 年聯(lián)邦政府以3200 萬(wàn)澳元支持以CSIRO 為主開(kāi)展另一前緣性引導(dǎo)（澳稱flagship）項(xiàng)目———“Minerals DownUnder”。在這2 個(gè)重大研究計(jì)劃中，深部找礦的理論和技術(shù)都是主要內(nèi)容。國(guó)際礦床地質(zhì)協(xié)會(huì)（Societyof Geology Applied to Mineral Deposits, 簡(jiǎn)稱SGA）于2007 年8 月在Dublin 召開(kāi)的第九屆礦床地質(zhì)會(huì)議將會(huì)議的主題定為“Mineral Exploration andResearch: Digging Deeper”。中國(guó)國(guó)土資源部也于2007 年9 月在合肥組織召開(kāi)了“全國(guó)深部找礦工作研討會(huì)”，并于2008 年1 月正式發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)深部找礦工作指導(dǎo)意見(jiàn)》，將深部找礦作為中國(guó)今后找礦勘查的主要方向之一[13]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也有眾多學(xué)者對(duì)深部找礦的一些基礎(chǔ)問(wèn)題進(jìn)行研究， 取得了不少有益的成果[1-3, 14-17]。本文在綜合分析國(guó)內(nèi)外深部找礦勘查典型實(shí)例與相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上， 就深部找礦的特殊性及其對(duì)地質(zhì)理論、勘查技術(shù)與投資決策方面的挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析， 并就如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)進(jìn)行了探討。

 

  1 深部找礦與淺部找礦的差異

 

  隨著找礦的目標(biāo)由淺部向深部（國(guó)內(nèi)常以地下

 

  500 m 深度為界）的轉(zhuǎn)變，勘查目標(biāo)的地質(zhì)環(huán)境、工程環(huán)境和經(jīng)濟(jì)屬性都要發(fā)生巨大的變化， 對(duì)勘查技術(shù)的要求和管理都必須進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的調(diào)整， 否則就不可能順利推動(dòng)深部找礦勘查的進(jìn)行， 也難以取得深部礦體的發(fā)現(xiàn)。所以深部找礦勘查并不只是勘探深度的簡(jiǎn)單增加，實(shí)際上深部找礦與淺部找礦勘查相比，在勘查目標(biāo)、勘查模型，對(duì)勘查技術(shù)、工作方法及勘查主體的要求等方面都存在巨大的差異。

 

  正是深部找礦勘查的這些特殊性， 使得現(xiàn)有的地質(zhì)理論、勘查技術(shù)和投資決策管理機(jī)制在用于深部找礦勘查時(shí)都會(huì)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

 

  2 地質(zhì)理論、勘查技術(shù)和投資決策管理對(duì)深部找礦的重要性2.1 地質(zhì)理論和勘查技術(shù)對(duì)深部找礦的重要性

 

  現(xiàn)代找礦勘查項(xiàng)目， 特別是深部找礦勘查項(xiàng)目都是預(yù)測(cè)性的勘查項(xiàng)目[18]，其基本流程如圖1 所示。

 

  這種項(xiàng)目的成功與否關(guān)鍵取決于預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確和詳細(xì)程度。由于探測(cè)技術(shù)是獲取預(yù)測(cè)推理依據(jù)的主要手段，而地質(zhì)理論，特別是地質(zhì)構(gòu)造理論及成礦理論，是進(jìn)行預(yù)測(cè)推理的主要理論工具，因此，探測(cè)技術(shù)和地質(zhì)理論是決定成礦預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性和詳細(xì)程度的兩大法碼。對(duì)深部找礦而言，勘查技術(shù)（包括探測(cè)技術(shù)和鉆探技術(shù)） 和地質(zhì)理論的重要性更加突出， 原因在于：①對(duì)深部地質(zhì)信息的了解基本依賴于“遙測(cè)”的探測(cè)技術(shù)；②以“遙測(cè)”技術(shù)探獲的有關(guān)深部地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)的信息都是具有多解性的間接信息， 因此對(duì)深部構(gòu)造特征的解譯和深部礦體的預(yù)測(cè)更加依靠推測(cè)的理論依據(jù)（即地質(zhì)構(gòu)造演化理論和成礦理論）；③鉆探技術(shù)不僅能提供地下深部準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，更是最終證實(shí)礦體的必不可少的手段，其鉆進(jìn)的控制精度、效率和成本對(duì)最終探獲儲(chǔ)量的精度和成本會(huì)起著決定性的作用。

 

  2.2 投資決策管理對(duì)深部找礦的重要性

 

  找礦勘查中雖然涉及到大量的研究工作， 但找礦勘查的投資是不同于一般意義的研究與發(fā)展（即R&D）投資，其根本目標(biāo)并不是發(fā)展技術(shù)和創(chuàng)造知識(shí)，而是通過(guò)找到有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦體獲取投資回報(bào)。

 

  找礦勘查本來(lái)就是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的投資[18]，深部找礦勘查的風(fēng)險(xiǎn)更高，其原因在于：①深部的礦體更難預(yù)測(cè)，選準(zhǔn)勘查目標(biāo)的難度更大；②深部找礦勘查的成本更高； ③深部找礦中影響勘查工程和成果的不確定因素更多。面對(duì)深部找礦勘查的高風(fēng)險(xiǎn)性，沒(méi)有正確的投資決策管理支持， 就不可能取得高回報(bào)的找礦成果。正確的投資決策管理對(duì)深部找礦的作用主要表現(xiàn)在： ①對(duì)正確的勘查方向給予足夠的資金支持，使其不會(huì)因資金不足而功虧一簣；②促使勘查方向不正確的項(xiàng)目盡早調(diào)整勘查方向， 避免不正確的項(xiàng)目造成不必要的浪費(fèi)。

 

  事實(shí)上，對(duì)于找礦勘查而言，即使從地質(zhì)上得出正確的預(yù)測(cè)分析，如果沒(méi)有正確的投資決策的支持，項(xiàng)目想成功也是不可能的。Hemlo 金礦和OlympicDam 銅金鈾礦的發(fā)現(xiàn)史就充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。

 

  Hemlo 金礦是加拿大的一個(gè)超大型礦床（760 t Au、142.5 t Ag、9.5×104t Mo 和1273×104t 重晶石）。早在David Bell 發(fā)現(xiàn)Hemlo 的20 年前，在該區(qū)進(jìn)行找礦勘查的Lake Supper 金礦聘請(qǐng)的地質(zhì)專家TrevorPage 就做出了基本正確的推測(cè)，只因幾次鉆探見(jiàn)礦不佳，Lake Supper 便放棄了該項(xiàng)目的投資， 使之成為一個(gè)失敗的項(xiàng)目。而David Bell 替Corona 公司負(fù)責(zé)Hemlo 地區(qū)的金礦勘查后，并沒(méi)有任何認(rèn)識(shí)上的創(chuàng)新，也沒(méi)有使用任何先進(jìn)技術(shù)，卻堅(jiān)持不懈地按已有的思路施工鉆孔，在連續(xù)75 個(gè)鉆孔見(jiàn)礦不好的情況下，Corona 的老板Murray Peizim 還繼續(xù)該項(xiàng)目的投資， 終于在第76 個(gè)鉆孔打到了厚而富的主礦體，使之成為最成功的勘查項(xiàng)目[19]。同一個(gè)地區(qū)，基于相同的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，只因投資決策管理不一樣，出現(xiàn)了2 種截然不同的結(jié)果。澳大利亞的Olympic Dam是一個(gè)隱伏在地下300 m 以下的巨型銅金鈾多金屬礦床（約3000×104t 銅，93×104t 氧化鈾、1200 t 金、6700 t 銀和約1000×104t 稀土金屬）， 其發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了20 年（1957—1976 年），找遍了大半個(gè)澳大利亞國(guó)土。當(dāng)在Olympic Dam 地區(qū)的第1 個(gè)見(jiàn)礦鉆孔完成時(shí)，其投資已達(dá)3000 萬(wàn)澳元，而此后1 年多的時(shí)間內(nèi)又花費(fèi)了近300 萬(wàn)澳元，施工了8 個(gè)鉆孔，未打到有價(jià)值的礦體， 項(xiàng)目面臨下馬， 只因地質(zhì)人員的堅(jiān)持，才繼續(xù)施工第10 個(gè)鉆孔，終于打到主礦體，使之成為找礦巨大成功的實(shí)例[20]。如果在施工完第9 個(gè)孔時(shí)就不再投資， 該項(xiàng)目無(wú)疑會(huì)是一個(gè)損失巨大的投資失敗的項(xiàng)目。巨大的成功和失敗之間實(shí)際上只是一念之差。

 

  3 深部找礦地質(zhì)理論、勘查技術(shù)與投資決策管理之不足雖然現(xiàn)代地質(zhì)理論、勘查技術(shù)與投資決策管理體制都在迅速發(fā)展， 但卻并不足以應(yīng)對(duì)深部找礦勘查面臨的巨大困難， 這種不足主要表現(xiàn)在以下6 個(gè)方面。

 

  （1）成礦理論缺乏足夠的預(yù)測(cè)能力

 

  成礦理論從數(shù)量上來(lái)看并不稀缺， 全世界現(xiàn)

 

  已發(fā)現(xiàn)的所有礦床不管開(kāi)發(fā)與否， 可能都被研究過(guò)，都總結(jié)出了成礦模式并發(fā)表了論文，但大多數(shù)的成礦理論都屬于“事后諸葛亮式”的，是對(duì)已發(fā)現(xiàn)的事實(shí)進(jìn)行解釋的假說(shuō)， 缺乏科學(xué)理論所必備的預(yù)測(cè)能力[21]。

 

  成礦模式本是成礦理論成果的高度概括， 也是指導(dǎo)勘查目標(biāo)（區(qū)）選擇和礦床（體）預(yù)測(cè)的主要標(biāo)準(zhǔn)。由于現(xiàn)在的大多數(shù)模式只滿足于對(duì)已有事實(shí)的解釋， 對(duì)控制礦床形成和定位的關(guān)鍵地質(zhì)過(guò)程缺乏足夠詳細(xì)準(zhǔn)確的了解，除了預(yù)測(cè)“克隆”型礦床（體）外，對(duì)未發(fā)現(xiàn)礦床（體）的預(yù)測(cè)能力并不令人滿意[22]。

 

  預(yù)測(cè)能力的不足使這些模式難以在深部找礦勘查中發(fā)揮有效的作用，原因在于：①大多成礦模式對(duì)礦床的預(yù)測(cè)都是經(jīng)驗(yàn)式的，有賴于足夠的地質(zhì)信息，而深部找礦最缺乏的正是有關(guān)深部的地質(zhì)信息； ②在目前的技術(shù)條件下， 對(duì)深部的三維構(gòu)造格架演化歷程都不可能有準(zhǔn)確而詳細(xì)的結(jié)論， 這恰是理論模式預(yù)測(cè)的必要前提； ③深部鉆探可以為深部礦體預(yù)測(cè)提供非常有用的信息， 但其高成本不容許以增加嘗試鉆孔的數(shù)量詳細(xì)解剖深部地質(zhì)； ④目前成礦研究主要依靠對(duì)揭露礦體及地質(zhì)環(huán)境發(fā)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的積累和類比分析， 這種方法對(duì)了解地質(zhì)過(guò)程及相關(guān)的成礦作用并非完全有效。

 

  缺乏足夠預(yù)測(cè)能力的成礦理論用于指導(dǎo)深部找礦勘查時(shí)，必然結(jié)果是：①預(yù)測(cè)不正確或者不準(zhǔn)確，從而大大增加了無(wú)效的工程量，增加了勘查的成本。

 

  ②每一次預(yù)測(cè)的失敗都會(huì)在投資者心里留下陰影，從而降低投資者的信心， 使之面對(duì)可能成功的項(xiàng)目時(shí)也不敢再投資。這2 個(gè)方面的結(jié)果都是使項(xiàng)目走向失敗。

 

  （2）根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造理論推斷深部構(gòu)造格架及其演化歷程帶有比較大的不確定性地質(zhì)構(gòu)造理論是推斷地質(zhì)構(gòu)造格架及其演化歷程的主要工具， 對(duì)一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造格架及其時(shí)空演化歷程了解的準(zhǔn)確和詳細(xì)程度是推斷深部成礦作用、進(jìn)行礦床預(yù)測(cè)的關(guān)鍵性前提條件。面對(duì)深部找礦勘查的特殊環(huán)境， 特別是經(jīng)歷了多次地殼構(gòu)造活動(dòng)的復(fù)雜環(huán)境， 應(yīng)用地質(zhì)構(gòu)造理論推斷其地質(zhì)構(gòu)造格架及時(shí)空演化歷程時(shí)，帶有比較大的不確定性，即不同的人得出的結(jié)論會(huì)有較大的差異， 原因主要在于： ①有關(guān)地質(zhì)構(gòu)造演化的理論基本都停留在假說(shuō)階段，對(duì)相同現(xiàn)象的解釋會(huì)存在多種假說(shuō)，目前地球科學(xué)研究和探測(cè)技術(shù)還難以提供充分的事實(shí)或設(shè)計(jì)可操作的實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)和評(píng)判這些假說(shuō)； ②由于缺乏充分的事實(shí)和實(shí)驗(yàn)支持， 地質(zhì)構(gòu)造理論對(duì)地質(zhì)演化歷史的推斷也只能是模糊的和籠統(tǒng)的； ③深部信息探測(cè)面臨的困難降低了根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造演化理論推測(cè)深部構(gòu)造格架及其演化歷程的可靠程度。對(duì)深部地質(zhì)了解的不確定性必然會(huì)導(dǎo)致深部成礦預(yù)測(cè)的不確定性。

 

  （3）傳統(tǒng)地質(zhì)思維難以適應(yīng)非線性的復(fù)雜系統(tǒng)成礦預(yù)測(cè)和關(guān)于地質(zhì)過(guò)程的推測(cè)是思維的結(jié)果，地質(zhì)資料中有很大一部分也屬于思維的記錄（圖1），所以思維方式是地質(zhì)理論應(yīng)用的核心。傳統(tǒng)的地質(zhì)思維是一種基于均變論的定性的線性推理， 基本定式是：大致相同的原因產(chǎn)生大致相同的結(jié)果，大致相同的結(jié)果也會(huì)存在大致相同的原因， 原因因素的線性相加會(huì)造成結(jié)果的線性相加。這種思維方式對(duì)于簡(jiǎn)單的線性系統(tǒng)是適用的， 但對(duì)于復(fù)雜的非線性系統(tǒng)則是不適用的。包括成礦系統(tǒng)在內(nèi)的地質(zhì)系統(tǒng)大多是復(fù)雜的非線性系統(tǒng)， 深部地質(zhì)構(gòu)造系統(tǒng)和深部成礦系統(tǒng)更是復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，原因在于：①中國(guó)大部分的成礦區(qū)帶都是經(jīng)歷了多個(gè)大地構(gòu)造活動(dòng)階段的“地洼區(qū)”，其深部地質(zhì)構(gòu)造系統(tǒng)是多次構(gòu)造活動(dòng)疊加作用的結(jié)果，這種疊加不可能是線性的，其結(jié)果必然是使系統(tǒng)復(fù)雜化； ②通?？雌饋?lái)相似的地質(zhì)環(huán)境成礦結(jié)果卻有極大的差異， 有的能形成大型礦床，有的卻什么都沒(méi)有，這實(shí)際上就是成礦作用的非線性效應(yīng)， 原因的細(xì)微差異能導(dǎo)致結(jié)果的極大差異；③與淺部地質(zhì)系統(tǒng)相比，深部地質(zhì)系統(tǒng)可能經(jīng)歷了更加久遠(yuǎn)的演化歷史， 各種地質(zhì)要素之間的關(guān)系也就更加復(fù)雜。對(duì)于這種復(fù)雜的地質(zhì)系統(tǒng)，簡(jiǎn)單的線性定性思維方式顯然難以推導(dǎo)出可靠的結(jié)論。

 

  （4）遙測(cè)信息的多解性制約對(duì)深部地質(zhì)的了解地表遙測(cè)的信息不管是地球物理的還是地球化學(xué)的，多解性一直是制約其應(yīng)用的主要難題，這對(duì)深部找礦的影響更甚，原因在于：①對(duì)于深部地質(zhì)構(gòu)造和成礦因素的了解主要依靠于地表遙測(cè)的各種信息，在鉆孔施工前，基本沒(méi)有其他來(lái)源的信息可以糾正對(duì)遙測(cè)信息解譯的錯(cuò)誤； ②地球物理信息探測(cè)技術(shù)本身就在識(shí)別和分離方面存在先天性不足， 有關(guān)深部信息在地表又往往表現(xiàn)為有用信息弱、干擾背景強(qiáng)的特點(diǎn)，更增加了識(shí)別和分離的難度；③地表遙測(cè)信息與深部地質(zhì)要素之間的關(guān)系是非常復(fù)雜的非線性關(guān)系，探測(cè)深度越大，地質(zhì)背景越復(fù)雜，其關(guān)系越復(fù)雜，信息反演的難度增加，根據(jù)探測(cè)到的信息推測(cè)深部地質(zhì)情況的難度越大； ④地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)在分離多源疊加異常及確定異常的深度方面還沒(méi)有成熟的對(duì)策； ⑤深部地球物理信息的三維反演是牽涉到眾多學(xué)科的前緣性科學(xué)難題， 不同的反演方法得出的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大的差異。由于遙測(cè)信息的多解性， 對(duì)深部地質(zhì)情況的解譯必然產(chǎn)生較大的不確定性，不僅不同的遙測(cè)信息會(huì)解譯出不同的結(jié)果，同一套遙測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)不同的人解譯也可能得出不同的結(jié)果，這就勢(shì)必降低了深部成礦預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。

 

  （5）鉆探仍是控制勘查成本的關(guān)鍵性因素

 

  深部鉆探是最終探明深部礦產(chǎn)儲(chǔ)量及其要素的必不可少的手段， 而且也是深部找礦勘查的最大投資所在。從純技術(shù)的角度來(lái)看，深部鉆探技術(shù)是相對(duì)成熟的。但由于找礦勘查不僅僅是一種技術(shù)活動(dòng)，更是一種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)， 任何一種技術(shù)的投入都需要考慮其成本。隨著勘探目標(biāo)體深度的加大，不僅鉆探的單位成本會(huì)增加，鉆探的增儲(chǔ)效率也會(huì)大大降低，對(duì)安慶銅礦勘探數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果就充分證明了這一點(diǎn)（表2）。所以深部鉆探面臨的主要挑戰(zhàn)主要是如何降低鉆探的成本，提高鉆探的效率。

 

  （6）避免投資決策管理的失誤不容易

 

  深部找礦勘查是一項(xiàng)投資花費(fèi)大、回報(bào)周期長(zhǎng)的復(fù)雜的系統(tǒng)工程， 正確的投資決策管理是保證項(xiàng)目順利進(jìn)行并最終取得高回報(bào)找礦成果的必要條件。然而，要做到正確的投資決策管理并不容易，原因是找礦勘查本來(lái)就是不確定因素多的高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)[18]，深部找礦勘查的不確定因素更多、風(fēng)險(xiǎn)更大，主要表現(xiàn)在：①由于深部地質(zhì)信息探測(cè)和地質(zhì)理論的局限性（如前述），深部成礦預(yù)測(cè)更加不準(zhǔn)；②深部成礦預(yù)測(cè)的不準(zhǔn)必然會(huì)導(dǎo)致勘查技術(shù)路線和工作量的偏差； ③技術(shù)路線和工作量的偏差必然會(huì)導(dǎo)致勘查成本難以確定； ④項(xiàng)目周期長(zhǎng)會(huì)增加影響項(xiàng)目的不可預(yù)見(jiàn)的因素。正是這些不確定的因素使得投資者極不容易判斷項(xiàng)目的前景， 因而也就難以做出正確的投資決策。

 

  面對(duì)找礦勘查的高風(fēng)險(xiǎn)性，Slichter[23]作過(guò)精辟的分析，認(rèn)為找礦勘查適合于賭博定律，避免勘查者像賭徒一樣走向毀滅的唯一方法就是有足夠的資金進(jìn)行足夠多的嘗試，這樣最終總會(huì)成功。事實(shí)上，任何投資者容忍失敗的耐心都是有限的， 在鉆探驗(yàn)證失敗以后，肯定都會(huì)面臨“堅(jiān)持或放棄”的抉擇，目前還沒(méi)有成熟的方法可以幫助決策者判別哪些項(xiàng)目值得堅(jiān)持，哪些項(xiàng)目應(yīng)盡早放棄。正是由于投資決策的困難，不可避免地會(huì)出現(xiàn)因過(guò)早放棄而與像OlympicDam、Hemlo 一樣的巨大發(fā)現(xiàn)失之交臂，或因非理性的堅(jiān)持而造成更大的投資損失。

 

  4 應(yīng)對(duì)深部找礦挑戰(zhàn)的對(duì)策探討

 

  針對(duì)深部找礦的困難， 要真正提高深部找礦勘查的成功率，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)科學(xué)、勘查技術(shù)水平和勘查投資的管理體制現(xiàn)狀尋找對(duì)策， 目前應(yīng)該從如下5 個(gè)方面開(kāi)展工作。

 

  （1）切實(shí)提高成礦理論的預(yù)測(cè)能力

 

  成礦理論的預(yù)測(cè)能力不高是制約深部找礦的核心難題。要切實(shí)提高成礦理論的預(yù)測(cè)能力，必須針對(duì)當(dāng)前科學(xué)界和工業(yè)界在創(chuàng)造和應(yīng)用成礦理論時(shí)的種種弊病采取切實(shí)可行的措施， 有效的措施應(yīng)包括如下5 個(gè)方面：①不受已有礦床經(jīng)驗(yàn)的約束，從成礦動(dòng)力學(xué)角度分析成礦的可能性，構(gòu)建成礦理論模式，基于動(dòng)力學(xué)的成礦理論模式更能揭示成礦的本質(zhì)[2, 12, 21]，對(duì)成礦動(dòng)力學(xué)模型的計(jì)算模擬不僅可以檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降目煽啃?，?jì)算所得的流場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和化學(xué)場(chǎng)等結(jié)果，還可以定量地約束預(yù)測(cè)結(jié)論[24-27]。②構(gòu)建成礦模式和地質(zhì)構(gòu)造演化理論模式都不應(yīng)放大單因素的作用，應(yīng)重視系統(tǒng)的非線性效應(yīng)。③不能單純地將預(yù)測(cè)結(jié)論基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ降亩ㄐ灶惐韧评恚?應(yīng)重視計(jì)算，定性類比推理有較大的隨意性，即類比條件對(duì)結(jié)論的約束不嚴(yán)格。利用地理信息系統(tǒng)(GIS)平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和知識(shí)驅(qū)動(dòng)計(jì)算方法在三維空間內(nèi)定量確定成礦的最有利部位， 能從推理機(jī)制上提高成礦預(yù)測(cè)的合理性和嚴(yán)格性， 從而提高成礦預(yù)測(cè)成功的概率[28-29]。④準(zhǔn)確詳細(xì)的野外調(diào)查、鉆孔編錄和地質(zhì)填圖是創(chuàng)造出有實(shí)用成礦理論的基礎(chǔ)， 單純依靠“高新技術(shù)”的高成本測(cè)試數(shù)據(jù)或依靠新名詞和流行概念的炒作只會(huì)產(chǎn)生華而不實(shí)的“玄論”和“空論”，而非實(shí)用的理論[21]。⑤去掉多余的假設(shè)，使理論的內(nèi)核盡量簡(jiǎn)單化，真正的科學(xué)理論是簡(jiǎn)單的，不需要過(guò)多的假設(shè)條件， 如果需要附加很多假設(shè)才能解釋已發(fā)現(xiàn)的事實(shí)，那就是偽科學(xué)，如托勒密的“地心學(xué)說(shuō)”[21]。

 

  具有預(yù)測(cè)能力的成礦理論模式的創(chuàng)造并不一定非要大量高成本的測(cè)試數(shù)據(jù)， 只要在扎實(shí)的野外地質(zhì)基礎(chǔ)上抓住成礦的主要控制因素， 就可以創(chuàng)造出促成突破性找礦成果的理論模式。安徽銅山銅礦深部找礦實(shí)踐就很好地證明了這一點(diǎn)。始建于1959 年的銅山銅礦是一個(gè)淺部礦體已基本開(kāi)采殆盡的老礦山。2001 年劉亮明①在分析銅山礦田的找礦前景時(shí)，發(fā)現(xiàn)銅山銅礦的礦體受與接觸帶套合的斷層的控制，而且礦體的膨大部位是陡傾斜的部位，礦體變小并趨于尖滅的部位是緩傾斜的部位， 考慮到成礦區(qū)域的地質(zhì)背景和地殼演化特征， 提出了接觸帶波狀斷裂的伸展剪切擴(kuò)容構(gòu)造控礦模式（圖2）。2005 年筆者在進(jìn)行銅山銅礦接替資源勘查項(xiàng)目的論證和設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用這一模式進(jìn)行礦體預(yù)測(cè)分析，認(rèn)為現(xiàn)有的4 號(hào)、29 號(hào)等主礦體沿傾向尖滅后，在深部還會(huì)尖滅再現(xiàn)。對(duì)于這一預(yù)測(cè)結(jié)論，在未進(jìn)行任何物化探工作時(shí)（物探工作是在鉆探見(jiàn)礦后才進(jìn)行的），就直接設(shè)計(jì)了鉆探工程進(jìn)行驗(yàn)證和勘探。鉆探工程的見(jiàn)礦效果非常好，基本與預(yù)測(cè)一致，初步控制的銅金屬儲(chǔ)量在13.6×104t 以上，挽救了一個(gè)關(guān)閉的礦山[11]。

 

  （2）發(fā)展信息探測(cè)技術(shù)的同時(shí)重視信息應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新要克服當(dāng)前地球信息探測(cè)技術(shù)在探測(cè)深部地質(zhì)方面的不足， 理論上可行的途徑是發(fā)展地球信息探測(cè)技術(shù)，特別是地球物理信息探測(cè)技術(shù)。地球信息探測(cè)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該包括2 個(gè)方面：①?gòu)脑砩蟿?chuàng)新，發(fā)展新的探測(cè)技術(shù)，包括改進(jìn)和完善已有的技術(shù)；②從應(yīng)用方法上創(chuàng)新， 使根據(jù)已有技術(shù)探獲的結(jié)果能得到更加可靠的解釋和應(yīng)用。長(zhǎng)期以來(lái)，在礦產(chǎn)勘查界有比較強(qiáng)的迷信“高新技術(shù)”的傾向，希望能發(fā)明“萬(wàn)靈藥式”的技術(shù)“一勞永逸”地解決找礦勘查的所有難題。事實(shí)上，要?jiǎng)?chuàng)造一種實(shí)用的探測(cè)新技術(shù)并不容易，創(chuàng)造“萬(wàn)靈藥式”的技術(shù)更不可能。所以從科學(xué)技術(shù)和礦產(chǎn)勘查的現(xiàn)狀分析， 要推動(dòng)深部找礦的進(jìn)展，更應(yīng)該重視應(yīng)用方法的創(chuàng)新，因?yàn)椋孩購(gòu)牡厍蛭锢砑夹g(shù)的發(fā)展歷史來(lái)看， 新技術(shù)的創(chuàng)造要比應(yīng)用方法的創(chuàng)新難得多， 而且新技術(shù)不可能馬上帶來(lái)找礦發(fā)現(xiàn)，相反，應(yīng)用方法的創(chuàng)新卻能馬上帶來(lái)新的找礦發(fā)現(xiàn)（圖3）；②地表遙測(cè)的深部信息與深部礦體之間的關(guān)系往往是非線性的，同樣的信息，不同的應(yīng)用方法會(huì)得到截然不同的結(jié)果， 好的應(yīng)用會(huì)帶來(lái)找礦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用得不當(dāng)就會(huì)斷送本應(yīng)取得的發(fā)現(xiàn)。Century鉛鋅的發(fā)現(xiàn)就很好地說(shuō)明了這一點(diǎn)。Century 是澳大利亞的一個(gè)超大型鉛鋅銀隱伏礦床（1380×104t鉛鋅、4248 t 銀）。CARE 公司進(jìn)入Century 地區(qū)時(shí)，由于目標(biāo)選擇正確， 迅速發(fā)現(xiàn)了高強(qiáng)度的Zn、Pb、Ag 土壤地球化學(xué)異常，但隨后的電磁測(cè)量卻未發(fā)現(xiàn)大的低阻異常存在，項(xiàng)目面臨著下馬的危險(xiǎn)，只因地質(zhì)學(xué)家堅(jiān)持才使項(xiàng)目繼續(xù)維持。1989 年，CARE 的地質(zhì)師在其西南約8 km 的Watsons 的古采空區(qū)上發(fā)現(xiàn)了類似的地球化學(xué)異常， 并且在其延伸方向用淺鉆打到了隱伏的鉛鋅礦體， 這才下決心在地球化學(xué)異常上打鉆， 迅速打到埋深并不大的大規(guī)模隱伏礦體[18, 30]?？梢?jiàn)高新勘查技術(shù)在使用不當(dāng)時(shí)不僅不會(huì)促進(jìn)找礦發(fā)現(xiàn)，還會(huì)起相反的作用?？梢?jiàn)技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新對(duì)深部找礦是多么的重要。

 

  （3）充分利用好每一個(gè)深部鉆孔

 

  深部鉆孔不僅是證實(shí)深部礦體必不可少的手段，也是探查深部地質(zhì)情況的最佳工具。由于鉆探是深部找礦中最主要的成本因素， 為實(shí)現(xiàn)以盡可能低的成本查明深部礦產(chǎn)資源的目標(biāo)， 能采取的技術(shù)措施包括2 個(gè)方面： ①發(fā)展鉆探技術(shù)， 提高鉆進(jìn)的速度，降低鉆探的成本；②充分利用好每一個(gè)鉆孔，盡可能從單個(gè)鉆孔中獲取更多的信息， 減少施工鉆孔的總量。受材料技術(shù)、制造工藝和控制技術(shù)的制約，鉆探技術(shù)本身的發(fā)展難以在短時(shí)間內(nèi)取得重大進(jìn)展。而從目前的勘查現(xiàn)狀來(lái)分析，充分利用好每一個(gè)鉆孔在中國(guó)還有相當(dāng)大的潛力， 主要表現(xiàn)在2 個(gè)方面：①分枝定向鉆探，可以減少鉆探工作量，安徽冬瓜山銅礦（大于100×104t 銅，埋深約1000 m）的勘查過(guò)程中就充分采用了這種技術(shù)， 但目前中國(guó)很多勘查公司缺乏實(shí)施這類技術(shù)的人才； ②利用深部鉆孔進(jìn)行物化探測(cè)量， 可以大大提高深部探測(cè)信息的精度，增加礦體預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，減少后續(xù)的無(wú)效鉆探。

 

  加拿大Sudbery 鎳礦田近年在深部找礦中取得了重大突破， 其中一個(gè)重要的技術(shù)手段就是利用深部鉆進(jìn)行孔中TEM 測(cè)量。

 

  （4）建立基于長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的科學(xué)支持的投資決策機(jī)制針對(duì)深部找礦勘查的高風(fēng)險(xiǎn)性， 要最大限度地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)又不至于錯(cuò)失巨大發(fā)現(xiàn)， 正確的對(duì)策應(yīng)該是建立基于長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的科學(xué)支持的投資決策管理機(jī)制， 這種投資決策管理機(jī)制應(yīng)該具有如下4 個(gè)方面的特征： ①支持的項(xiàng)目應(yīng)該是一個(gè)具有科學(xué)依據(jù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃，Olympic Dam 項(xiàng)目的科學(xué)依據(jù)是元古宙基性和超基性火山巖變質(zhì)能形成大規(guī)模的銅礦床。項(xiàng)目歷時(shí)達(dá)20 年[20]，一般巨大的找礦發(fā)現(xiàn)不可能在短時(shí)間內(nèi)取得。②支持的項(xiàng)目應(yīng)該是以尋找大規(guī)模、高品質(zhì)的礦床為目標(biāo)，其前提是能在大范圍區(qū)域內(nèi)選擇勘查目標(biāo)區(qū)，并且具有強(qiáng)大的財(cái)力為后盾。

 

  ③投資決策不能簡(jiǎn)單地由行政人員或資金運(yùn)作人員來(lái)決定， 要充分尊重一線技術(shù)人員的意見(jiàn)，Hemlo、Olympic Dam 和Century 都是由于地質(zhì)技術(shù)人員的堅(jiān)持才沒(méi)有夭折。④決策應(yīng)建立在可靠的勘查模型和勘查數(shù)據(jù)的充分利用的基礎(chǔ)上， 由于深部找礦積累的勘查數(shù)據(jù)（資料）是龐雜的，決策不是由某一個(gè)人就能簡(jiǎn)單地確定的， 在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息平臺(tái)（GIS 等）的基礎(chǔ)上建立高效的決策支持系統(tǒng)將會(huì)大大有助于正確決策的取得。

 

  （5）真正重視人的作用

 

  深部找礦勘查不像“種豆得豆、種瓜得瓜”那么簡(jiǎn)單，如何避免“種瓜得豆”這種得不償失的結(jié)果，關(guān)鍵在于負(fù)責(zé)勘查的地質(zhì)技術(shù)人員。因?yàn)椴还軗碛卸嗝聪冗M(jìn)的技術(shù)和理論， 也不管擁有了多么詳細(xì)的地質(zhì)資料， 深部找礦勘查永遠(yuǎn)都需要在地質(zhì)情況不明了的條件下進(jìn)行各種推測(cè)， 推測(cè)的正確與否將對(duì)項(xiàng)目的成功與否起決定性的作用。而這種推測(cè)的可靠性在很大程度上取決于推測(cè)者所具有的知識(shí)水平、思維能力和判斷能力， 因此具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)的地質(zhì)師對(duì)項(xiàng)目有著至關(guān)重要的影響， 高水平的勘查隊(duì)伍是找礦勘查項(xiàng)目成功的最重要保證。

 

  基本上所有著名深部找礦的發(fā)現(xiàn)背后都有杰出的地質(zhì)技術(shù)人員的貢獻(xiàn)， 銅陵地區(qū)深部發(fā)現(xiàn)的冬瓜山銅礦，常印佛院士功不可沒(méi)。錫鐵山礦床深部的找礦成就凝聚了鄧吉牛博士及其所帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)的心血。作為深部找礦最成功的實(shí)例， 即美國(guó)SanManuel 礦田發(fā)現(xiàn)的Kalamazoo 隱伏銅礦床（365×104t 銅儲(chǔ)量）和智利北部發(fā)現(xiàn)的Escondida 超大型隱伏銅礦床（2275×104t 銅儲(chǔ)量） 要?dú)w功于著名的地質(zhì)學(xué)家Lowell，他不僅發(fā)現(xiàn)了眾多的礦床，還是斑巖銅礦成礦理論的創(chuàng)始人。

 

  事實(shí)上， 制約中國(guó)深部找礦發(fā)現(xiàn)的主要瓶頸不是勘查技術(shù)和勘查資金，而是缺少像Lowell 那樣長(zhǎng)期工作在找礦勘查第一線的高水平的地質(zhì)學(xué)家。在中國(guó)，地質(zhì)人才主要集中于政府部門、研究院所和大專院校，從事管理和研究工作，而不是在勘查一線從事實(shí)際的找礦勘查工作； 而在一線工作的地質(zhì)人員大多水平有待提高，更重要的是，他們?nèi)狈?jīng)常性的培訓(xùn)機(jī)會(huì)，也很難參與國(guó)際性的學(xué)術(shù)交流，知識(shí)更新慢[35]。真正重視人的作用就要從機(jī)制上保證真正有水平、有責(zé)任心的地質(zhì)學(xué)家能滿懷熱情、扎扎實(shí)實(shí)地工作在勘查一線， 唯有這樣才有可能使中國(guó)深部找礦達(dá)到世界先進(jìn)水平。

 

  5 結(jié)論

 

  深部找礦是現(xiàn)代找礦勘查的重要方向， 由于勘查目標(biāo)和勘查環(huán)境的特殊性，深部找礦對(duì)地質(zhì)理論、勘查技術(shù)和投資決策有更高的要求， 也面臨著更大的困難。從中國(guó)的現(xiàn)狀分析，制約深部找礦勘查的主要難題是：①成礦理論缺乏足夠的預(yù)測(cè)能力；②地質(zhì)構(gòu)造理論推斷深部地質(zhì)構(gòu)造格架及其演化歷程帶有比較大的不確定性； ③傳統(tǒng)地質(zhì)思維難以適應(yīng)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)； ④遙測(cè)信息的多解性制約了對(duì)深部地質(zhì)的了解； ⑤鉆探仍是控制勘查成本的關(guān)鍵性因素；⑥避免投資決策管理的失誤并不容易。面對(duì)這些難題，可以采取的對(duì)策有：①切實(shí)提高成礦理論的預(yù)測(cè)能力； ②發(fā)展信息探測(cè)技術(shù)的同時(shí)重視信息應(yīng)用的創(chuàng)新；③充分利用好每一個(gè)深部鉆孔；④建立基于長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的科學(xué)支持的投資決策管理機(jī)制； ⑤真正重視人的作用。

 

  致謝：本文是筆者近10 年來(lái)在安徽銅陵地區(qū)進(jìn)行深部找礦研究中思考的有關(guān)問(wèn)題的一個(gè)總結(jié)，部分內(nèi)容在合肥全國(guó)深部找礦工作研討會(huì)上報(bào)告過(guò)，也曾與常印佛院士進(jìn)行過(guò)交流。感謝銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司的一貫支持， 感謝常印佛院士的寶貴意見(jiàn)， 感謝澳大利亞CSIRO、James Cook 大學(xué)的Economic Research Unit 及Nick Oliver 教授提供了非常有用的資料。