立足國內(nèi)，發(fā)現(xiàn)和探明一批大型富鐵礦，提高鐵礦資源保障程度，是我國目前一項迫在眉睫的重大任務。近日，中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所組織申請的國家“973”計劃《我國富鐵礦形成機制與預測研究》項目啟動會上，首席科學家張招崇教授表示，研究表明，我國中東部已知鐵礦床的深部、邊部和空白區(qū)，以及西部地區(qū)具有巨大的找礦潛力。利用最新的成礦理論和勘查技術(shù)，一定能實現(xiàn)地質(zhì)找礦突破。
立足國內(nèi)尋找富鐵礦迫在眉睫
隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的迅猛發(fā)展，國產(chǎn)鐵礦石特別是富鐵礦石遠遠不能滿足需求，大量依賴進口，鐵礦石對外依存度已達60%以上，對國家經(jīng)濟安全構(gòu)成了嚴重威脅。
“立足國內(nèi)，加速開展我國富鐵礦成礦規(guī)律研究，促進找礦勘查和開發(fā)，提高鐵礦資源保障程度，發(fā)現(xiàn)和探明一批大型富鐵礦，是一項迫在眉睫的重大任務?！睆堈谐缯f。
據(jù)他介紹，我國鐵礦成礦地質(zhì)條件有利，礦床類型齊全，鐵礦資源比較豐富，但嚴重短缺富鐵礦。目前，已知的6種鐵礦床類型在我國均有發(fā)現(xiàn)。其中，沉積變質(zhì)型鐵礦占鐵礦石總量的48%，巖漿型占16%，矽卡巖型占15%，火山巖型占8%，沉積型占12%，風化淋濾型占不足1%。
“沉積變質(zhì)型、矽卡巖型、火山巖型和巖漿型鐵礦床的礦石多為易選的磁鐵礦石和釩鈦磁鐵礦石，部分為富礦石，工業(yè)意義重大。”張招崇說，“因此，加強沉積變質(zhì)型、矽卡巖型、火山巖型和巖漿型大型富鐵礦的尋找，對提高我國鐵礦資源的保障程度具有重大的現(xiàn)實意義?！?/P>
我國尋找富鐵礦仍有很大潛力
張招崇表示，近年來陸續(xù)開展的找礦工作實踐表明，我國尋找富鐵礦仍有很大潛力，尤其是在中東部老礦山深部以及西部低勘探程度區(qū)域有望取得重大突破。
張招崇介紹，我國東部和中東部雖已探明大量鐵礦床，但勘查深度普遍較淺，通常不超過500米。近年來，在一些已知礦床的深部、邊部找礦不斷取得進展。如，海南石碌鐵礦深部、邊部，凈增1億多噸富鐵礦;遼寧弓長嶺鐵礦深部新發(fā)現(xiàn)大礦體，新增鐵礦石量7000萬噸，其中5000萬噸是富礦;湖北大冶矽卡巖型鐵礦深部發(fā)現(xiàn)新礦體，新增富鐵礦石量2000多萬噸。
雖然我國中東部地質(zhì)工作程度較高，但近年來在成礦理論的指導下，在空白區(qū)找礦也相繼取得突破。如新發(fā)現(xiàn)安徽泥河鐵礦床，品位大于40%的鐵礦石資源量超過2億噸。
我國西部地區(qū)地域遼闊，地質(zhì)歷史漫長，構(gòu)造演化復雜，巖漿活動強烈，鐵礦成礦地質(zhì)條件有利，形成了不同時代、不同類型的鐵礦床。盡管總體研究和勘查程度較低，但近年來的勘查成果顯示出巨大的找礦潛力。如，在新疆阿爾泰蒙庫鐵礦深部和外圍新增富鐵礦石達上億噸，西天山阿吾拉勒鐵礦帶的資源潛力有望達15億噸，西藏岡底斯成礦帶的尼雄鐵礦床的資源潛力有望超過10億噸。
成礦理論和找礦方法創(chuàng)新，是快速探明富鐵礦的重要途徑
張招崇表示，雖然前人在我國鐵礦的成因及成礦規(guī)律等方面開展了大量的研究，并取得許多重要成果，但是對于富鐵礦的形成機制及其控制因素的研究還相當薄弱，認識還存在很大分歧，如，沉積變質(zhì)型磁鐵富礦是混合巖化熱液還是其他成因熱液改造而成?我國東部矽卡巖型富鐵礦為什么呈礦集區(qū)產(chǎn)出?矽卡巖型、火山巖型、巖漿型富鐵礦是否存在鐵礦漿?高溫熱液蝕變對海相火山巖型富鐵礦的貢獻如何?富鐵礦成礦流體形成、演化與鐵質(zhì)超常富集的關(guān)鍵控制因素是什么?上述問題已成為制約富鐵礦找礦勘查取得突破的瓶頸。
另一方面，盡管富鐵礦找礦潛力巨大，但找礦難度日益增大，迫切需要在新的成礦理論和找礦模型指導下，集成有效技術(shù)方法，開展綜合信息找礦預測。國內(nèi)外研究證明，合理的成礦模式與有效的技術(shù)方法相結(jié)合，是快速探明鐵礦資源的有效途徑。如，過去30年來，斑巖型銅礦、淺成低溫熱液型金礦和海底噴流型銅鉛鋅礦等成礦模式的提出，引領(lǐng)全球陸續(xù)發(fā)現(xiàn)和探明一大批大型礦集區(qū)和大型—超大型礦床。在我國，近年來，大冶鐵礦深部找到的大礦體，就是根據(jù)接觸帶控礦理論并結(jié)合大比例尺高精度磁測研究發(fā)現(xiàn)的;安徽泥河鐵礦也是在玢巖鐵礦模式的指導下，對低緩磁異常的綜合解釋研究發(fā)現(xiàn)的。
“低緩磁異常和弱信息的評價以及礦致異常的判別是當前隱伏鐵礦找礦勘查的重點和前沿?！睆堈谐缯f，“航磁在我國20世紀50～70年代的鐵礦普查中取得很好的效果。目前我國已經(jīng)完成了大部分航磁強異常的查證，因此對那些特征不明顯的低緩磁異常的查證是下一步鐵礦找礦工作的重點。”
張招崇介紹，異常查證過程中，在圈定隱伏礦體方面，要重視高精度地面磁測數(shù)據(jù)處理和精細定量反演解釋方法的使用。目前，可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁法和激電法技術(shù)等多種方法技術(shù)的有機結(jié)合為識別隱伏的大型鐵礦體提供了有力工具。
“沒有一種方法可以‘包打天下’。有機地運用成礦理論，針對弱磁異常，結(jié)合重力、電法、地球化學方法及遙感等輔助手段，開展礦致異常的識別，是大型鐵礦和富鐵礦找礦預測的關(guān)鍵?！睆堈谐缯f，“今后的發(fā)展趨勢是，在區(qū)域上，以低緩異常為目標，結(jié)合各類地質(zhì)要素及其他方法，開展礦致異常的篩選和戰(zhàn)略性靶區(qū)的圈定;在礦集區(qū)內(nèi)，尤其是礦山的深部和外圍，在礦田構(gòu)造研究和控礦要素準確厘定的基礎(chǔ)上，開展大比例尺高精度地球物理探測，采用重磁聯(lián)合定量精細解釋等新技術(shù)對深部富礦大礦的弱異常進行準確識別?！?BR> 目前各類地學數(shù)據(jù)的獲取手段日益多樣化，精度越來越高，信息量越來越大，這就需要引入新理論和新思維，研發(fā)先進有效的多源數(shù)據(jù)信息挖掘、融合、綜合和提取技術(shù)。如，空間獨立成分分析、非負矩陣分解、整數(shù)小波、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、證據(jù)加權(quán)和粗糙集理論等成功用于礦產(chǎn)綜合預測，已成為礦產(chǎn)預測的新方法和新技術(shù)。地質(zhì)模型、低緩航磁異常和其他技術(shù)的有效集成，將是提高鐵礦找礦預測效率的重要途徑。
立足4種重要類型，重點研究鐵的巨量聚集、超常富集與富鐵礦形成機制
與國內(nèi)外同類研究相比，本項目的特色在哪里?張招崇說，國外大型—超大型富鐵礦主要形成于穩(wěn)定的克拉通環(huán)境，且以赤鐵礦石為主。本項目將針對我國陸殼演化的多期性和復雜性背景下形成的沉積變質(zhì)型磁鐵富礦，對鐵的巨量聚集、超常富集與富鐵礦形成機制展開研究，推動富鐵礦成礦理論創(chuàng)新和找礦重大突破。通過對典型礦床和礦集區(qū)的系統(tǒng)解剖，探討不同地質(zhì)歷史時期和不同地質(zhì)背景中鐵礦的富集機理，特別是大型富鐵礦的形成條件和形成過程，創(chuàng)新和完善富鐵礦成礦理論。
張招崇介紹，瞄準國家急需的大型富鐵礦，立足4種重要鐵礦床類型——沉積變質(zhì)型、矽卡巖型、火山巖型和巖漿型，選擇大型礦集區(qū)及其典型礦床為重點解剖對象，本項目共設(shè)置6個課題。
《沉積變質(zhì)型鐵礦成礦環(huán)境與富礦形成機制》，將選擇鞍本、冀東和呂梁典型礦集區(qū)，以遼寧弓長嶺、河北杏山富鐵礦和山西袁家村鐵礦為主要對象進行重點解剖和對比研究，闡明地球早期大氣、海洋和地質(zhì)環(huán)境對鐵大規(guī)模聚集的控制;查明不同類型硅鐵建造的時空分布規(guī)律和形成過程;研究后期變質(zhì)變形和熱液活動對硅鐵建造的疊加改造富化機制，揭示沉積變質(zhì)型富鐵礦的形成機理及關(guān)鍵控制因素，建立我國沉積變質(zhì)型磁鐵富礦成礦模式。
《矽卡巖型富鐵礦成礦機制及控制因素》，將以湖北大冶礦集區(qū)的典型礦床為重點，并與邯邢礦集區(qū)對比，探討大型礦集區(qū)形成的地球動力學背景，研究含礦巖體成因，闡明巖漿成礦專屬性的控制因素;揭示高濃度富鐵流體的形成機理;建立礦集區(qū)尺度和礦床尺度的成礦模式。
《火山巖型富鐵礦成礦規(guī)律和成礦機理》，選擇寧蕪礦集區(qū)玢巖鐵礦、西天山和阿爾泰地區(qū)典型礦床為重點進行解剖研究，揭示火山作用的深部地質(zhì)過程與大型礦集區(qū)形成的耦合關(guān)系，闡明鐵礦漿和富鐵流體的形成條件和關(guān)鍵控制因素以及高溫熱液蝕變疊加作用與富鐵礦形成的關(guān)系。
《巖漿型大型鐵礦成礦過程和控礦因素》，選擇峨眉大火成巖省攀西礦集區(qū)典型釩鈦磁鐵礦床進行解剖，并與河北大廟等地區(qū)釩鈦磁鐵礦床以及國外典型含礦巖體進行對比，總結(jié)成礦規(guī)律;探討大型礦集區(qū)形成的深部地質(zhì)過程，揭示基性—超基性巖漿起源和演化對釩鈦磁鐵礦床特別是富鐵礦形成的約束機制。
《鐵礦綜合信息找礦預測體系及三維立體找礦示范研究》，以不同類型鐵礦成礦模式為基礎(chǔ)，選擇弓長嶺、大冶、查崗諾爾、攀枝花等典型鐵礦床，開展多元含礦信息評價，建立和完善相應找礦模型，創(chuàng)新鐵礦找礦預測理論和方法體系，開展三維立體找礦示范研究。
《富鐵礦成礦背景與成礦作用綜合研究》，從地質(zhì)歷史演化角度，揭示富鐵礦形成的特殊地質(zhì)背景和時空分布規(guī)律;通過不同類型富鐵礦形成機制研究成果的凝練總結(jié)，結(jié)合對海南石碌赤鐵礦富礦的研究，并通過國際對比，重點闡明富鐵礦形成的主要控制因素以及鐵的超常富集過程和機制，發(fā)展和完善富鐵礦成礦理論。