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2021-04-26
程哲整理
專家信息：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)在開始上課。在上一節(jié)課專家走課堂的系列里,，我們邀請(qǐng)到了一位地球物理的專家,。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,。我覺得這個(gè)問題挺好的,。說到研究方向的意義呢，我覺得我們可能要從威爾遜旋回來說起,。所以,，對(duì)于一些不是本專業(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,。大家可能聽說過威爾遜旋回,，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,。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)很多非專業(yè)的也比較生疏,。那么它特指一類跟中酸性的,、淺成的侵入巖相關(guān)的一類成礦作用。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，比如說智利啊,、秘魯啊,。近20年，一些深地項(xiàng)目的開展,，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：
我覺得這個(gè)問題也非常的有趣。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展工作的話，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的，比如說有一些高嶺土礦啊,，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),，沒有裸露在地表的礦床。那么這類礦床的研究呢,，對(duì)我們來說吸引力很大，因?yàn)檫€有很多礦床沒有被發(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,，甚至有一些我們沒法打鉆鉆到,，但是它通過一些巖石的捕虜體的形式，被一些火山巖所帶上來,，那么他可以反映一些深部的過程,，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程,，巖漿構(gòu)造過程。
孫老師：
好的,，那看我們的同學(xué)今天有什么問題向王老師請(qǐng)教,。
王老師：
好的，歡迎大家提問,。
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)問題挺好的,。說到工業(yè)礦床,，肯定要說一下工業(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)上來說,，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_采過程中,，應(yīng)該是可以賺上錢的,。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,，比如說近年來,，金價(jià)從原來的1g一兩百塊錢現(xiàn)在已經(jīng)變成了600塊錢。所以原來界定為2克/噸,，也就是說一噸礦石里面有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。但是普遍來說,，只要你能賺錢的,，有一定開采規(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，還沒有學(xué)過這個(gè)詞,，你能稍微解釋一下嗎,？因?yàn)槟鷦偛耪f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,，怪不得看起來這么朝氣蓬勃,。這里面也說到了礦石，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)來表示。那我當(dāng)時(shí)的百分含量就是10-2,，那如果說的是克/噸或者是ppm(10-6)這些,。也就是說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)友的提問是他認(rèn)為說在尋找礦床的時(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)外的詞匯音譯過來的,。它的全英文叫“mineral indicator”。mineral indicator就是說如果你看到了這個(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,，你來找到這根針,。因?yàn)榫褪沁@個(gè)礦體，比如說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)這么大的一座山來說，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)帶來周圍的一些變化,。也就是說如果我們拿一個(gè)很強(qiáng)的磁鐵，在旁邊一吸,，就可以把針吸出來,，對(duì)吧。那如果我們這里是有一個(gè)礦床,，一個(gè)礦化的話呢,，這個(gè)礦化形成過程中呢，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它會(huì)像我們吃過的甜甜圈,，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)模可以達(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,。那么我說的這個(gè)“mineral indicator”其實(shí)就是說我們?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啵俏铱梢源蟾盘嵋幌?。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,！
