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2021-04-26
程哲整理
專(zhuān)家信息：王瑞，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）教授
研究方向：碰撞帶巖漿作用和斑巖成礦作用、找礦勘查
教育背景：2008年北京大學(xué)地質(zhì)學(xué)學(xué)士學(xué)位；2010年北京大學(xué)礦床地球化學(xué)碩士學(xué)位；2014年加拿大阿爾伯塔大學(xué)地質(zhì)學(xué)博士學(xué)位
研究項(xiàng)目：岡底斯帶碰撞型斑巖礦床成因和短波紅外光譜找礦指針礦物
孫老師：
大家好，我們現(xiàn)在開(kāi)始上課。在上一節(jié)課專(zhuān)家走課堂的系列里，我們邀請(qǐng)到了一位地球物理的專(zhuān)家。他講到深地項(xiàng)目一個(gè)非常重要的任務(wù)就是深部找礦。
那我們今天特別榮幸的有請(qǐng)到了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）的王瑞教授。他是“雪域高原的逐礦人”。我要特別介紹一下我們的青年才俊——王瑞教授。他本科跟碩士都畢業(yè)于北京大學(xué)。博士畢業(yè)于加拿大阿爾伯塔大學(xué)。他的簡(jiǎn)歷是非常的漂亮，是我們所有青年學(xué)者學(xué)習(xí)的榜樣。
那我們今天就有請(qǐng)王瑞教授來(lái)分享深地項(xiàng)目找礦到底有哪些進(jìn)展。
王老師，您好！
王老師：
您好，孫老師！
孫老師：
王老師，我之前把您的簡(jiǎn)歷放在了網(wǎng)站上，然后有一個(gè)網(wǎng)友表示您做的項(xiàng)目所有的字他都認(rèn)識(shí)，連在一起就不知道是什么意思，您能先幫我們科普一下嗎？
王老師：
好的，好的。我覺(jué)得這個(gè)問(wèn)題挺好的。說(shuō)到研究方向的意義呢，我覺(jué)得我們可能要從威爾遜旋回來(lái)說(shuō)起。所以，對(duì)于一些不是本專(zhuān)業(yè)的同學(xué)或是老師們可能是比較生僻的。所以我給大家簡(jiǎn)介一下。大家可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)威爾遜旋回，就是滄海桑田的變化有一個(gè)威爾遜旋回。那么這個(gè)旋回呢，就包括裂谷的產(chǎn)生和打開(kāi)。大洋俯沖，這時(shí)候就是洋—陸俯沖。然后呢，是大洋的消亡。最終就是陸—陸的碰撞。那么我們說(shuō)的大陸碰撞帶或者是碰撞型斑巖成礦作用。這個(gè)“碰撞”呢就指的是陸—陸碰撞帶。那么我們所熟知的就是青藏高原，也就是印度——?dú)W亞板塊的碰撞所形成的青藏高原—喜馬拉雅碰撞帶。那么這個(gè)斑巖礦床呢，我相信對(duì)很多非專(zhuān)業(yè)的也比較生疏。那么它特指一類(lèi)跟中酸性的、淺成的侵入巖相關(guān)的一類(lèi)成礦作用。它是具有斑狀結(jié)構(gòu)的。它不是噴出巖，它是侵入巖。然后因?yàn)槭歉@種斑狀結(jié)構(gòu)的侵入巖密切共生的礦床，我們叫做斑巖礦床。那么傳統(tǒng)的斑巖礦床主要是產(chǎn)在俯沖帶，比如說(shuō)智利啊、秘魯啊。近20年，一些深地項(xiàng)目的開(kāi)展，在青藏高原發(fā)現(xiàn)了一些碰撞帶內(nèi)產(chǎn)的斑巖成礦作用，這是一種很獨(dú)特的成礦類(lèi)型。所以，有的網(wǎng)友表示很陌生，我也可以理解。因?yàn)榇_實(shí)是一個(gè)比較時(shí)新的概念。
孫老師：
好的，好的王老師。那您剛才一直強(qiáng)調(diào)的是青藏高原，但是其實(shí)我們深地項(xiàng)目的目標(biāo)是在深部空間去找礦。那這個(gè)深部跟青藏高原的高是不是會(huì)相互矛盾呢？
王老師：
我覺(jué)得這個(gè)問(wèn)題也非常的有趣。青藏高原確實(shí)是海拔比較高的，有些礦床的海拔甚至是在5000m以上，所以大家去青藏高原開(kāi)展工作的話(huà)，身體首先就會(huì)非常的不適。這個(gè)是指海拔比較高。那我們所謂的深地、深海、深空，特別是指深地呢，是指你所研究的對(duì)象距離地表的深度是比較深的。其實(shí)我們知道許多礦床、礦產(chǎn)我們都是可以看得見(jiàn)的，比如說(shuō)有一些高嶺土礦啊，或者一些銅礦、金礦啊，我們都可以明顯的看到一些礦體。那么這是一些裸露在地表的，其實(shí)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)差不多的一些礦床了。那么我們所謂的深地呢，是指的那些距離地表比較遠(yuǎn)，沒(méi)有裸露在地表的礦床。那么這類(lèi)礦床的研究呢，對(duì)我們來(lái)說(shuō)吸引力很大，因?yàn)檫€有很多礦床沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。然后淺表的礦床已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的差不多了，所以這些礦床將會(huì)成為我們研究的重點(diǎn)。
另外一個(gè)，深地的內(nèi)涵呢，其實(shí)就是要研究深部的一些構(gòu)造、巖漿作用對(duì)礦床的影響。那么所謂的一些巖漿作用啊，構(gòu)造過(guò)程啊，可能都是在距離地表的2km以下，5km以下，甚至有一些我們沒(méi)法打鉆鉆到，但是它通過(guò)一些巖石的捕虜體的形式，被一些火山巖所帶上來(lái)，那么他可以反映一些深部的過(guò)程，比如殼幔相互作用，陸—陸的俯沖，那么我們所謂的這些深部過(guò)程，這也是深地的一個(gè)重要內(nèi)涵。所以一個(gè)是距離地表比較深，另外一些就是深部的過(guò)程，巖漿構(gòu)造過(guò)程。
孫老師：
好的，那看我們的同學(xué)今天有什么問(wèn)題向王老師請(qǐng)教。
王老師：
好的，歡迎大家提問(wèn)。
同學(xué)：
王老師，您好，我們?cè)趲r石里面也經(jīng)常會(huì)看到一些輝鉬礦啊，或者是黃銅礦啊，那我們?cè)趺茨苤牢覀兛吹降膸r石能不能形成一種工業(yè)礦床呢？
王老師：
這個(gè)問(wèn)題挺好的。說(shuō)到工業(yè)礦床，肯定要說(shuō)一下工業(yè)礦床的定義。我在網(wǎng)上找到了一個(gè)定義，但是我一會(huì)再給大家解釋一下什么樣的礦化規(guī)?？梢赃_(dá)到工業(yè)礦床的級(jí)別。根據(jù)網(wǎng)上的釋義，就是根據(jù)礦山的地理、地質(zhì)和經(jīng)濟(jì)條件，在現(xiàn)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，有開(kāi)采價(jià)值的礦床叫做工業(yè)礦床。那么這個(gè)代表什么呢，也就是說(shuō)這個(gè)礦床能不能叫做工業(yè)礦床，和當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，這個(gè)礦床開(kāi)采的成本、提煉的成本、運(yùn)輸成本都是有密切相關(guān)的。那傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō)，一個(gè)銅礦要想達(dá)到工業(yè)品位呢，它的銅的礦石品位要達(dá)到0.5%。也就是100公斤的礦石里面應(yīng)該有0.5公斤的銅。這個(gè)品位代表著如果有這個(gè)礦床的品位，那么我們?cè)陂_(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)該是可以賺上錢(qián)的。所以我們叫做有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。但是這非常取決于礦石的價(jià)格，比如說(shuō)近年來(lái)，金價(jià)從原來(lái)的1g一兩百塊錢(qián)現(xiàn)在已經(jīng)變成了600塊錢(qián)。所以原來(lái)界定為2克/噸，也就是說(shuō)一噸礦石里面有2g黃金的品位呢，就可以作為工業(yè)礦床。那么現(xiàn)在金價(jià)這么高，那么1克/噸的有礦化規(guī)模的這種礦床也可以叫做工業(yè)礦床。所以它取決于金價(jià)以及很復(fù)雜的各種社會(huì)因素所決定的。但是普遍來(lái)說(shuō)，只要你能賺錢(qián)的，有一定開(kāi)采規(guī)模的礦都叫做工業(yè)礦床。
孫老師：
好的，王老師您剛才提到了一個(gè)詞叫做品位。因?yàn)槲覀儗W(xué)生現(xiàn)在是大一的，還沒(méi)有學(xué)過(guò)這個(gè)詞，你能稍微解釋一下嗎？因?yàn)槟鷦偛耪f(shuō)的是礦石中某一種元素的含量，這個(gè)礦石指的是巖石嗎，還是礦物？
王老師：
好的，大家都是大一的孩子，怪不得看起來(lái)這么朝氣蓬勃。這里面也說(shuō)到了礦石，礦石其實(shí)也是巖石的一種。那么礦石呢，就是我們認(rèn)為比較有用的巖石。當(dāng)然，什么是有用就跟我剛剛舉的例子一樣，就比如剛剛我說(shuō)的金價(jià)啊，還有我們現(xiàn)在國(guó)家更需要什么元素，更需要什么金屬。就是那種有用的巖石，我們叫做礦石。品位就是我們所需要的有用的，我們所需要的那種元素，所占的這個(gè)整個(gè)礦石量的一個(gè)含量，應(yīng)該是一個(gè)重量的百分比。當(dāng)然，它是根據(jù)我們的一個(gè)平常的對(duì)于單位的熟悉程度那可以選擇克/噸、也可以選擇百分含量，我們甚至可以用ppm或者是ppb這種量級(jí)來(lái)表示。那我當(dāng)時(shí)的百分含量就是10-2，那如果說(shuō)的是克/噸或者是ppm(10-6)這些。也就是說(shuō)我們有用的元素在礦石中它所占的百分比就是品位。
孫老師：
好的，那王老師，還有一個(gè)網(wǎng)友的提問(wèn)是他認(rèn)為說(shuō)在尋找礦床的時(shí)候是不是有一些特殊的構(gòu)造，特殊的指示性的礦物能夠幫助我們?nèi)ふ业V床呢？比如您研究的斑巖型銅礦，它是不是有一些什么特殊的礦物說(shuō)您看到了之后它就應(yīng)該叫這種礦床?；蛘哂惺裁刺厥獾臉?gòu)造或其他的東西？
王老師：
是的，因?yàn)槲乙粋€(gè)重要研究方向就是叫指針礦物。其實(shí)這個(gè)指針礦物是從國(guó)外的詞匯音譯過(guò)來(lái)的。它的全英文叫“mineral indicator”。mineral indicator就是說(shuō)如果你看到了這個(gè)mineral，mineral是礦物，我們看到了這個(gè)礦物呢，我們就可能推測(cè)這個(gè)底下有沒(méi)有礦，或者我們可能進(jìn)一步縮小找礦的靶區(qū)的范圍。那么我們知道找礦其實(shí)有多難啊，相當(dāng)于你在草垛里面插了一根針，你來(lái)找到這根針。因?yàn)榫褪沁@個(gè)礦體，比如說(shuō)金礦的礦體可能是非常小的，它可能才幾十厘米或者是幾厘米，那么我們相當(dāng)于一個(gè)這么大的一座山來(lái)說(shuō)，那它其實(shí)是微乎其微，所以想找到這個(gè)礦其實(shí)是挺難的。我們有時(shí)候不是看到了黃銅礦，看到了金，我們才能找到這個(gè)礦，當(dāng)然你能看到黃銅礦，看到金，你就離礦體非常近了。那我們?cè)趺礃硬趴梢栽诓荻庵姓业竭@根針呢，那我們不是一定要看到針才能發(fā)現(xiàn)在這個(gè)針，而是如果這根針，它在草垛里它會(huì)帶來(lái)周?chē)囊恍┳兓?。也就是說(shuō)如果我們拿一個(gè)很強(qiáng)的磁鐵，在旁邊一吸，就可以把針吸出來(lái)，對(duì)吧。那如果我們這里是有一個(gè)礦床，一個(gè)礦化的話(huà)呢，這個(gè)礦化形成過(guò)程中呢，它會(huì)引發(fā)一系列的礦物的一些水巖反應(yīng)形成一系列新的礦物，有些礦物的組合。那么以我研究的斑巖型礦床為例，如果它確實(shí)是斑巖礦床，它有礦化，它同時(shí)還應(yīng)該有很強(qiáng)烈的蝕變分帶。這種蝕變分帶就比如說(shuō)它會(huì)像我們吃過(guò)的甜甜圈，同心圓狀的。它最中間的是一個(gè)銅礦體，那它有一個(gè)鉀化帶。在外圍呢，可能有一個(gè)絹巖化帶，就是有絹云母啊，石英啊，非常密集的蝕變分帶。再往外呢，它可能有一個(gè)發(fā)綠的那種叫做青磐巖化帶。這個(gè)青磐巖化帶的規(guī)?？梢赃_(dá)到1-3km，甚至是到5km，那么可以設(shè)想一下，如果我們?cè)谝粋€(gè)大山里面去找那根“針”是不好找的。但是我們?cè)诖笊嚼锩嬲乙粋€(gè)山頭，找一個(gè)非常獨(dú)特的造型的山頭是可以找到的。那么我說(shuō)的這個(gè)“mineral indicator”其實(shí)就是說(shuō)我們?yōu)榱苏业降V，然后這種跟礦化有關(guān)的礦物，它的蝕變規(guī)模會(huì)非常的大，我們通過(guò)這些礦物的共生組合以及礦物成分的一個(gè)獨(dú)特的成分，然后可以給我們指引一個(gè)找礦方向。比如說(shuō)我們是繼續(xù)往東走還是往西走。這就叫做縮小成礦靶區(qū)。進(jìn)而呢，可能我們離礦體非常近的時(shí)候，我們才可以布鉆，因?yàn)榇蜚@畢竟是一個(gè)成本很昂貴的工作，一個(gè)鉆，小的就是幾萬(wàn)，甚至是上百萬(wàn)的一個(gè)數(shù)目。這就是我剛才提到的找礦指示礦物，起到了一個(gè)關(guān)鍵的作用。
剛才孫老師也提到了有利的成礦構(gòu)造，因?yàn)槲业难芯可婕暗牟惶?，但是我可以大概提一下。就像我們知道形成油氣，在座的很多同學(xué)都是做油氣，可能是油氣相關(guān)專(zhuān)業(yè)研究的，那我們知道油氣會(huì)提到蓋層啊，圈閉啊。那我們礦床呢，就是金屬礦床也涉及到一個(gè)源運(yùn)儲(chǔ)的問(wèn)題。那么，特別是一些巖漿熱液礦床，就是富集銅和金的這些熱液流體呢，經(jīng)常是在一些構(gòu)造比較發(fā)育的地方，或者是一些次級(jí)斷裂處，然后減壓或者是有一些耦合的圈閉的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致這個(gè)流體降溫或者是流體遇到了氧化障，還原障，pH值的變化，會(huì)導(dǎo)致銅和金的溶解度改變，進(jìn)而就會(huì)沉淀出一些有用的礦物質(zhì)，包括黃銅礦、黃鐵礦相關(guān)的一些礦物，還有一些金啊、輝鉬礦這些。那么尋找這些次級(jí)斷裂，一些圈閉構(gòu)造，也可以有效的減少我們找礦的成本，縮小靶區(qū)。這樣就讓我們，比如說(shuō)在草垛里找針，變成了我們?nèi)フ夷骋粋€(gè)區(qū)域，這么一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。這就是我舉例這個(gè)礦物和構(gòu)造對(duì)于找礦的指示意義。
孫老師：
好的，謝謝王老師今天的分享。希望王老師在今后的道路上可以走的更高更深。
王老師：
好，謝謝，感謝大家。再見(jiàn)！
