漫谈如何找大矿和矿业可持续发展
腾讯科技讯 2008年6月11日上午11时,中国工程裴荣富院士做客腾讯网,漫谈找大矿与矿业可持续发展。
以下为此次访谈实录:
郭桐兴:各位观众,大家上午好!欢迎大家来到院士访谈,我们今天非常荣幸地请到了中国工程院院士,中国地质科学院矿床地质研究所前所长,中国地质学会矿床专业委员会主任,矿产勘查专业委员会副主任,国际矿床成因协会主席,世界地质图委员会、全球大—超大型矿床成因图和世界海洋矿业资源图、全球成矿项目首席科学家,矿床地质与矿产勘查学著名专家,为了表彰其贡献,国际矿床协会授予终身荣誉称号的裴荣富院士,您好。
裴荣富:你好。
郭桐兴:今天我们想请您就如何找大矿和矿产开发以及矿业发展这样一话题,谈一下您的看法。首先想请您介绍一下为什么找大矿?
裴荣富:刚才介绍了我的情况,我今天很高兴,也很荣幸到腾讯网站谈谈我的成就和找矿的事情。今天我要谈这么几个问题,一个就是为什么要大矿,另外如何找大矿,再有一个如何合理地勘查和开发矿产,以及矿业可持续发展。
我是从事矿产资源的合理开发和寻找大矿的工作,我从事这些工业以后近半个世纪了。我的成就,发表文章近二百篇,SCI已经引证我的文章达几十篇之上,另外我出版著作达到十部之多。我在这个基础上,首先我谈谈大矿的问题。今天我要谈大矿,出版了一个著作,就是《1:2500万,世界大型、超大型成矿图》,根据全球研究和评价,这本书很快就要出版了,我这里有一个多媒体,如果详细讲起来,至少得要一个上午才能讲完。今天我不能这么讲,只能大致地介绍一下。我还写了一个著作,就是如何找大矿跟固体矿产合理勘查与开发。这个要讲起来,说不定得讲一天,我今天我不能这么讲,简明扼要地介绍一下。
首先我要谈为什么要找超大矿,我们这是一个国际合作项目,有五六个国家,美国、俄罗斯、南非,还有南美,很多国家参加的,我收集了矿床、大矿,包括五大洲,120个国家,包括25个矿种,选择出了1280多个大矿。我做了统计,统计以后,在全球我们要找到大型、超大矿,它的总数在5到15%,提供全球矿产资源的30%到60%或者更多,可见它的重要意义很大了。我在研究超大矿床过程当中,如果发现一个矿种的矿床达到15到50%就可以提供这个矿产资源的60%以上,所以超大型矿床,大型,包括超大型,它的经济意义非常大。就是一顶十,十顶百,找到一个就顶十个,找到十个就顶一百个,所以找到大矿,它的经济意义非常大,效益很好。所以找大矿、超大矿,它的意义非常大,而且在世界上作为勘查或者是找这个大矿、超大矿是久盛不衰的,在世界地质大会,这是我们地质的“奥林匹克”,每四年召开一次,从30届开始,31届、32届,今年八月要开33届,四年一次,久盛不衰,每次都作为一个专题,讨论大矿、超大矿。我是这几届讨论超大型矿的郭桐兴,今年我也是郭桐兴,还是找超大矿。看来找超大矿的意义,不但在经济效益上重要,在科学意义上也大,每一届世界地质大会都
作为重点来讨论它,所以意义非常重大。
郭桐兴:为什么找大矿,因为它的意义重大,而且可以给我们人类带来很好的效益。
裴荣富:不但经济意义大,科学意义也很大。
郭桐兴:对科研专业人员来讲也非常重要。于是就产生了下面这个问题,就是怎么样找大矿?
裴荣富:大矿经济意义大,科学意义也很大,但是非常难找。
郭桐兴:它有没有方法或者是规律?
裴荣富:我下面谈谈怎么找大矿。因为发现的几率非常小,是难找的。我们找矿产资源、解决矿产资源,大矿是瓶颈,就是卡脖子,发现的几率小。这是大矿,我现在还做小矿,小矿是漏斗。
郭桐兴:怎么理解您这个“小矿漏斗的概率”呢?
裴荣富:损失率太大,乱开乱采,回采率70%都没有,这是不合理的,大矿的回采率高,矿床类型比较简单,不是那么复杂,小矿复杂,当然这个也要研究。现在我们把小矿是采取堵的政策,关闭。我正在采取疏导的政策,大矿、小矿都是合理的勘查。如何找到超大矿,它难找,怎么找呢?必须研究大和超大型矿床的成矿规律。这个成矿规律要研究它,除了一般的规律,一个成矿都是源、运、储。源就是得有物源,得看看这个超大型矿的源,没有源哪儿来东西呢,所以得源,勘它的物源。还有运,有了源以后,还得有转运,转运有一个流体,把这个物源的东西携带出来。这个流体发生了变化,带着金属就卸载,把它卸下来,到什么地方卸呢,这里有一个储,就是一些构造场地来控制它。因而研究超大型矿床,大矿、小矿,什么矿都得先探到源、运、储。源在哪里头,什么来运载它,在什么空旷条件把它卸载,来成矿。这是成矿的三部曲。第一步源,第二步运,第三步储。当然还有一个最后的,得保存下来。还有一个改变它,地壳是动的,还得要改变它,改变它分成两个,一个改变它让它再附基。另外一个改变它,给它风化掉,原来有,又小了,或者是剥蚀掉了,就没了。所以源、运储和如何再附基、保存。
郭桐兴:您给我们介绍一下这几个之间的关系好吗?
裴荣富:源在我们矿床学界,研究物质的源基本上分成这么两大类。一个是内生来的源,深部构造岩浆的源,地球演化,在形成地球演化过程中先由地核、地幔、地壳,是慢慢演化的,物质由地幔演化成地壳,地壳有一些沉积岩石,有些物质就在沉积岩里面附基了,有些物质又让沉积物质变成热的岩浆了,这个岩浆又含矿,再分异,这是内生的源。源是分成内生源和外生源。
转运也有两种,一种就是岩浆热液,有一个流体,把它物源汲取到了流体里把它运载,运走它了,转移。另外一种就是外生的,外源,有了物源,经过天水、海水,给它冲击,携带着这些东西,这个源给得运走了。这个叫做运。储存,地质形成一个构造背景。除了有构造,还有岩性,和种种的其他的东西,物质源来了以后,跟这个物质构造控制它,或者跟围岩发生交待,然后卸载它。
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郭桐兴:储就是成矿了?
裴荣富:对,在那儿储存,成了矿了了。
郭桐兴:固定下来了?
裴荣富:固定下来。大矿、小矿,甚至超大矿都是这样。说的简单,其实相当复杂。
郭桐兴:矿的形成大约需要多长时间?
裴荣富:形成的时间有长有短,形成时间要长,甚至是几十个百万年,几个百万年,几十个百万年,内生成矿,我们统计的,内生和构造岩浆,一般都达到十个甚至二十个百万年,很长的时间。沉积的也一样,都不是那么简单。如果它有一个事件激发它,它要短时间一下子超巨量的堆积就形成大矿。
郭桐兴:有这种可能吗?
裴荣富:完全有这个可能。
郭桐兴:您给我们打个比方吗?
裴荣富:我做了统计,世界上五大洲,二十多个国家,我选出来1280多个大矿,做了线性趋势分析,就是把矿排序,有25个矿种,每一个矿种都做了顺序的排序,由小变大。比如金矿,我们拿出世界上的300多个金矿,由小变大,做了排序。排序的过程中,我们做线性趋势分析,用它回归的方程来统计,回归方程发生变化,这个系数一变,每一个变化的位置上就是界限。我们通过这个界限划分出来的大矿、超大矿,好比说大矿、超大矿是我们大矿的五至十倍,这个我们还可以照用,我用线性趋势分析是研究它的变化规律。我发现了大矿和超大矿的界限,超大矿又发现一个界限,异常超大型矿床,特别大。这个异常超大型矿床比我们大矿不是大五倍十倍,甚至是上百倍。我们根据量变,使一般控矿因素的函数,就是量变了,控矿因素也得跟着变,可是变一百倍,异常超大变成一百倍就不是普通的变了,源、运、储,这些因素就不是一般的变了,就是特殊的变,我管它叫异常了。
郭桐兴:变化发生异常?
裴荣富:这跟我们气象界的天气变化一样,1933年、1945年、1978年,长江发大水,1998年的大水大家知道,一定的年限,结果就发了大水,气象界叫做异常天气。有一个异常的时间,叫厄尔尼诺和拉尼娜,这是大家都知道了,什么叫厄尔尼诺,东太平洋有一个生断链,海水发生了变化,结果天气就异常了,气象界叫做异常事件激发我们这个天气异常。厄尔尼诺拉尼娜造成的异常。这是近代天气的。古代这么大的变化,是不是也有异常事件造成的呢,我做了大量的统计,按照时代来做的。从太古代,晚太古到原古代我做了大量的统计,比如超大型铁矿,世界叫做BFF型,就是铁建造,这是我们世界铁矿重要的资源,大家都熟悉。中国的铁矿也是不小的,但外国的铁矿比我们还大,现在正在铁矿资源短缺,我们尽量大量铁矿,进BFF型铁矿,我们从澳大利亚进,从印度进,从委内瑞拉进,俄罗斯也很大,但我们没从他们那儿进口。俄罗斯的库尔斯特铁矿,储量可以达到一千亿,上千亿吨,这么大的矿,什么事件造成的?怎么源、运、储,怎么形成的,我做了统计。都是氧化铁,成铁矿这么大,我管它叫过氧事件,氧大气变态。就是氧巨量出现,在这个时代出现大量的氧,我起了一个英文名字,你查字典是查不到的,因为这是我编的,英语术语名词可以自己造的,国际每次会议我都做了报告。
郭桐兴:确认了?
裴荣富:国际上已经知道这个了。晚太古,太古,古生代出现这个。还有SEDE矿床,像朝鲜的可以达到七千万吨,加拿大的沙利文,澳大利亚的,这都是大型矿,沉积岩流矿的喷流矿床。都是流矿矿床,什么事件造成的?我做了统计,是缺氧事件。
郭桐兴:缺少氧造成了这么一个结果?
裴荣富:我也起了一个英文名。
郭桐兴:完全是相反的起因?
裴荣富:缺氧事件,在历史上曾经发生过这样。另外还有一个特别大的矿床,叫斑岩铜矿,铜矿产在斑岩里面。斑岩铜矿并不是成因类型是工业类型,这个矿是低品位,大储量,容易开采。它产在斑岩里面,我们叫做斑岩铜矿。这个铜矿在南美洲,南美的智利一带分布。
郭桐兴:智利这个国家产铜储量是非常丰富的?
裴荣富:有一个铜矿,连着有四五个铜矿,每一个铜矿储量都很大。我可以举一个,一个铜矿就可以达到七千万吨,我们全国的铜矿加起来也抵不上他们一个。他们怎么形成的,也是源、运、储,为什么他们这个大呢?是有一个事件地质。我叫做构造圈侵蚀,地壳跟地幔的中间,这个过渡带叫做构造圈,岩石圈跟软流圈,中间过渡带叫做构造圈。岩石圈很薄,等于一个被单放在我们床上,只要地球一动,就发生变化,这个变化发生的不同步,因为质量不一样,下面质量重,上面质量薄,只要一动,构造就发生了运动,这个运动是不协调的,或者是不头部的,这个地方最容易发生变化,这个变化因而就有一个深部的地幔热侵式。所以也有一个时间,有过氧事件、缺氧事件,还有构造圈侵蚀。发生异常,才形成相对大的,或者是超大的矿床。这是我从规律上掌握的。我说的这个规律,当然地质是一个认识成果,也不一定我说的就准对,但是在世界上我已经发表了论文,在大会上都做了讨论。起码在国际上已经在关注我的研究成果了。
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这是先掌握了它的规律,掌握了规律以后怎么找它呢?当然我们用了很多手段,地球物理、地球化学、钻探、勘探,可是这些手段必须在一个地质认识的基础上,指出一些方向以后,手段再上去,我们才能找到它。我既然掌握了这种异常事件激发正常成矿来形成大型、超大型矿床,这个规律的认识的基础上,在地质上如何来做呢,我有一个做法,首先在矿区,一个成矿带里面的矿区里面,我做矿床、矿化点这些东西的巨类路径分析,用这么多矿床、矿床点进行巨类。用不同量的巨类,不同分布密度的巨类,巨类出来矿汇区,巨类出来更小的地方,也许出来一个矿汇,也许出来好几个矿汇,矿汇就是矿区更小的范围,缩小出来更小的。也许出来一个矿汇区,也许出来两个矿汇区,不会出来很多矿汇区。然后选出代表矿床,有的大,有的小,跟它的成矿实现的相关关系来比较,我一比较,短时限,大风度的地点,我认为这个可能发生了,因为我已经做了已知统计,取得了信息。在未知地区也做相对储量风度和比较。在这个基础上我再用地球物理、地球化学,来综合地看,那么就十拿九稳了。但是它也许不完全弥合,那也没关系,也许我漏掉了一些东西,也许它出现的那些是假的,供给我们探讨。完全弥合,那没问题,不弥合我们只能进一步探讨。如果完全弥合,需问题了。然后用钻探来打它,钻探要动用的钱很大,不能随便的,当然也是风险,打钻打不上也不能说埋怨了。我是有科学依据的,逐步做,地质指数和方向,用物探、化探弥合了,就使用钻探,这一钻也许真正打上去了,没打上,你能取得更多的信息,再挪一个位子也许能打上。
郭桐兴:为以后的继续找矿奠定了基础。下面想请您谈一下怎样合理勘查开发矿产资源?
裴荣富:找出矿来,评价了,并不等于勘查完成了,就万事大吉了,你要满足矿产建设设计的要求,你还要做大量的工作。要做普查勘探,首先要系统地对这个地质做动工程,不是一两个钻了,要钻探网度。因为有风险勘查,我们分阶段,有初步普查,详细普查,然后是勘探,满足矿产建设,要合理的有程序的做。我提出了一个模拟方法,叫做“双控论”和“合理域”。什么叫双控论呢,第一要做地质的研究控制,第二控是要技术经济条件的控,我这个叫双控论。这个控,地质的叫纵坐标,技术经济的叫做横坐标,都有不同程度,还要有一个比例,如果纵坐标指的是A,技术经济的是B,为什么要有技术经济了,你虽然找到矿了,技术经济条件不行,它不能开采,这个也不行。你说在喜马拉雅山找到一个金矿,虽然这个金矿很大,但是能开吗,开不了,不具备开采条件。我举的这个例子是极端例子,就是说在一定条件下,是不是合乎我们这个条件。第一个是A,这是地质有矿,B是技术经济,两个在不同阶段有一个变化,A比B,就看它这个系数的多少,作出一条曲线,A比B不同,就可以看出一条曲线,先是陡的,逐渐是缓的,一开始地质研究程度高,逐渐的技术经济条件研究的多了,由陡变缓,是这么一条曲线。到了开发,地质研究又高了。这是一个躺着的S型的曲线。
郭桐兴:这也是非常有规律的?
裴荣富:“双控论”和“合理域”这是我非常大的理论性成就。“合理域”,因为地质是推断,也得有一个允许误差,达到合理的误差就行了,不能说我一直弄,弄到开采出来了,这个不行,即使开采出来还得有损失,也得有一定的合理误差。双控制以后,还有一个合理域,达到了就行了。我作出这么一条曲线的模拟,这个非常重要,你做的所有工作,也许没到这个曲线,你做的不到位,也许超出我这个,你做的过火了,这个模拟方法是指导你来搞合理勘查的。我这个模拟理论性已经公开发表了,澳大利亚的一些私人公司,他们都引用了。最近国家行政学院在贯彻科学发展观的时候,他们也转载了我的文章。国家行政学院贯彻科学发展观,里面也有矿产资源的问题,他们都引用我这个。我讲的这个双控论、合理域,如何科学地实现我们的矿产,这个很有用。他们行政学院贯彻科学发展观,引用了这个,很好,
郭桐兴:您说的大致原理,我们基本上听清楚了。
裴荣富:这是合理的勘查,还要开发。我也作出了一个模拟,大矿、小矿,还有年限。这是纵坐标,横坐标是不同年限,不同年限,大矿、小矿都要经过一个历程,试产、投产、稳产、萎缩、补偿,最后是闭坑。稳产一段,一定要萎缩,越往深越难开了,这样一定要萎缩。
郭桐兴:难度加大,量也就逐渐的缩小?
裴荣富:要有一个萎缩。然后还要有一个补偿。
郭桐兴:这个补偿怎么理解?
裴荣富:萎缩的过程中又扩大了,找到新的矿产了,那就补偿。这几个阶段必须要做,每一个阶段我在横坐标上都有一定的年限,模拟出来了。模拟出来以后,这个起到非常重要的指导作用。两年内,或者一年内,试产以后,进行投产,你还没投产,说明你有问题。稳产,我有一定的年限,还没到那个年限就萎缩了,萎缩阶段,到那个阶段应该补偿了,你还没有补偿,简直是坐吃等死,你不找矿。所以我这个曲线非常好。
郭桐兴:这个坐标给矿产资源的开发提供了一个合理的参考依据。
裴荣富:因而上面是合理勘查的模拟,合理开发的模拟,两个联合起来,你这个矿业勘查有解决了。
郭桐兴:何尝不成功。
裴荣富:也不是何尝不成功,(笑)起码起到了作用。还有风险投资决策。
郭桐兴:矿产资源的开发也有风险吗?
裴荣富:也有风险,只是风险小。勘查风险大,但是你在决策的时候,我作出了一个模拟,纵坐标是你回答什么问题,横坐标是你投资的风险的百分比。你回答这个问题,风险可能就是百分之百,逐渐的缩小就小到没有。我做了一个比例。这个也对你合理勘查开发的决策起到一个支持系统。
郭桐兴:也是提供了一个依据?
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裴荣富:对,就是支持你。有的风险太大了,我就可以不支持。这是第三个模拟。最后我还有一个模拟,就是矿业可持续发展。我要谈“5R”循环经济,五个R。国际上的3R,无论美国还是英国,都谈3R,产业都要实行3R。第一个R是少投入,大回报。投资要少,回报要大。矿产也罢,其他产业也罢,不能说投入太大了,第一个必须要少投入,大回报。第二是再利用。第三个是再回收。所有产业都有3R,叫做3R循环经济。结合我们矿产资源的特色,我又加了两个R,第一个R是再发现,第二个R是再复垦。我们地质矿产不是一就即成,要在开发、勘查过程中再发现,这样才能够补偿,这个叫做再发现。同时矿业开发要有这个环境,要绿色矿产,要恢复它的矿山,否则的话不是绿色矿山,是滥砍滥发,野蛮开发不对。因为矿业必须再加上两个R,那三个R在其他产业都可以用。
郭桐兴:您这个提法也是与时俱进的,带有保护环境,环保的理念在里面。
裴荣富:因而我做了5R循环经济的图、表。每一个R都做什么,达到一个什么程度,每一个R都要如何执行,我有一个图,有表。5R循环经济做好了,矿业就可持续发展,合理地可持续发展,因为矿产资源是不可再生的,是有限的,但只要我们合理开发了,那你就做到家了。因而我认为,5R循环经济做好了以后,是我们矿业可持续发展一个很重要的东西,重要的保障。我的5R循环经济在当代危机矿山的工作中,现在我们国家在执行危机矿山的开发问题,已经执行了两年,有一个五年计划,国家给投资了七个亿,已经执行了两百多个矿山,80%,甚至更多,都继续找到了矿。
郭桐兴:看样子这个效果还是不错的。
裴荣富:我们做了一个总结,能够持续发展的都在5R循环经济上做到了工作,当然不是全部的,有的很多还没达到这个要求。我这个是科学研究,提出了这个方向,在我们矿业发展上要贯彻这种做法。我不能详细地说的更多,合理的勘查、开发、风险投资和5R循环经济,我做了这么四个模拟,包括勘查模拟、开发模拟、风险投资模拟和5R循环经济模拟,是我们矿业很重要的一个科学研究的指导方向。
郭桐兴:谢谢您。同时借这个机会我们也预祝我们国家矿业可持续发展工作蒸蒸日上,越来越好,同时也感谢您到我们这个栏目里来,就如何找大矿,还有矿产合理开发、勘查开发、矿业可持续发展等话题做了这么精彩的讲话,向您表示感谢,同时也感谢大家收看院士访谈,我们在下一期院士访谈再见!谢谢。


