立足国内，发现和探明一批大型富铁矿，提高铁矿资源保障程度，是我国目前一项迫在眉睫的重大任务。近日，中国地质科学院矿产资源研究所组织申请的国家“973”计划《我国富铁矿形成机制与预测研究》项目启动会上，首席科学家张招崇教授表示，研究表明，我国中东部已知铁矿床的深部、边部和空白区，以及西部地区具有巨大的找矿潜力。利用最新的成矿理论和勘查技术，一定能实现地质找矿突破。
立足国内寻找富铁矿迫在眉睫
随着我国工业化和城镇化的迅猛发展，国产铁矿石特别是富铁矿石远远不能满足需求，大量依赖进口，铁矿石对外依存度已达60%以上，对国家经济安全构成了严重威胁。
“立足国内，加速开展我国富铁矿成矿规律研究，促进找矿勘查和开发，提高铁矿资源保障程度，发现和探明一批大型富铁矿，是一项迫在眉睫的重大任务。”张招崇说。
据他介绍，我国铁矿成矿地质条件有利，矿床类型齐全，铁矿资源比较丰富，但严重短缺富铁矿。目前，已知的6种铁矿床类型在我国均有发现。其中，沉积变质型铁矿占铁矿石总量的48%，岩浆型占16%，矽卡岩型占15%，火山岩型占8%，沉积型占12%，风化淋滤型占不足1%。
“沉积变质型、矽卡岩型、火山岩型和岩浆型铁矿床的矿石多为易选的磁铁矿石和钒钛磁铁矿石，部分为富矿石，工业意义重大。”张招崇说，“因此，加强沉积变质型、矽卡岩型、火山岩型和岩浆型大型富铁矿的寻找，对提高我国铁矿资源的保障程度具有重大的现实意义。”
我国寻找富铁矿仍有很大潜力
张招崇表示，近年来陆续开展的找矿工作实践表明，我国寻找富铁矿仍有很大潜力，尤其是在中东部老矿山深部以及西部低勘探程度区域有望取得重大突破。
张招崇介绍，我国东部和中东部虽已探明大量铁矿床，但勘查深度普遍较浅，通常不超过500米。近年来，在一些已知矿床的深部、边部找矿不断取得进展。如，海南石碌铁矿深部、边部，净增1亿多吨富铁矿;辽宁弓长岭铁矿深部新发现大矿体，新增铁矿石量7000万吨，其中5000万吨是富矿;湖北大冶矽卡岩型铁矿深部发现新矿体，新增富铁矿石量2000多万吨。
虽然我国中东部地质工作程度较高，但近年来在成矿理论的指导下，在空白区找矿也相继取得突破。如新发现安徽泥河铁矿床，品位大于40%的铁矿石资源量超过2亿吨。
我国西部地区地域辽阔，地质历史漫长，构造演化复杂，岩浆活动强烈，铁矿成矿地质条件有利，形成了不同时代、不同类型的铁矿床。尽管总体研究和勘查程度较低，但近年来的勘查成果显示出巨大的找矿潜力。如，在新疆阿尔泰蒙库铁矿深部和外围新增富铁矿石达上亿吨，西天山阿吾拉勒铁矿带的资源潜力有望达15亿吨，西藏冈底斯成矿带的尼雄铁矿床的资源潜力有望超过10亿吨。
成矿理论和找矿方法创新，是快速探明富铁矿的重要途径
张招崇表示，虽然前人在我国铁矿的成因及成矿规律等方面开展了大量的研究，并取得许多重要成果，但是对于富铁矿的形成机制及其控制因素的研究还相当薄弱，认识还存在很大分歧，如，沉积变质型磁铁富矿是混合岩化热液还是其他成因热液改造而成?我国东部矽卡岩型富铁矿为什么呈矿集区产出?矽卡岩型、火山岩型、岩浆型富铁矿是否存在铁矿浆?高温热液蚀变对海相火山岩型富铁矿的贡献如何?富铁矿成矿流体形成、演化与铁质超常富集的关键控制因素是什么?上述问题已成为制约富铁矿找矿勘查取得突破的瓶颈。
另一方面，尽管富铁矿找矿潜力巨大，但找矿难度日益增大，迫切需要在新的成矿理论和找矿模型指导下，集成有效技术方法，开展综合信息找矿预测。国内外研究证明，合理的成矿模式与有效的技术方法相结合，是快速探明铁矿资源的有效途径。如，过去30年来，斑岩型铜矿、浅成低温热液型金矿和海底喷流型铜铅锌矿等成矿模式的提出，引领全球陆续发现和探明一大批大型矿集区和大型—超大型矿床。在我国，近年来，大冶铁矿深部找到的大矿体，就是根据接触带控矿理论并结合大比例尺高精度磁测研究发现的;安徽泥河铁矿也是在玢岩铁矿模式的指导下，对低缓磁异常的综合解释研究发现的。
“低缓磁异常和弱信息的评价以及矿致异常的判别是当前隐伏铁矿找矿勘查的重点和前沿。”张招崇说，“航磁在我国20世纪50～70年代的铁矿普查中取得很好的效果。目前我国已经完成了大部分航磁强异常的查证，因此对那些特征不明显的低缓磁异常的查证是下一步铁矿找矿工作的重点。”
张招崇介绍，异常查证过程中，在圈定隐伏矿体方面，要重视高精度地面磁测数据处理和精细定量反演解释方法的使用。目前，可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法和激电法技术等多种方法技术的有机结合为识别隐伏的大型铁矿体提供了有力工具。
“没有一种方法可以‘包打天下’。有机地运用成矿理论，针对弱磁异常，结合重力、电法、地球化学方法及遥感等辅助手段，开展矿致异常的识别，是大型铁矿和富铁矿找矿预测的关键。”张招崇说，“今后的发展趋势是，在区域上，以低缓异常为目标，结合各类地质要素及其他方法，开展矿致异常的筛选和战略性靶区的圈定;在矿集区内，尤其是矿山的深部和外围，在矿田构造研究和控矿要素准确厘定的基础上，开展大比例尺高精度地球物理探测，采用重磁联合定量精细解释等新技术对深部富矿大矿的弱异常进行准确识别。”
目前各类地学数据的获取手段日益多样化，精度越来越高，信息量越来越大，这就需要引入新理论和新思维，研发先进有效的多源数据信息挖掘、融合、综合和提取技术。如，空间独立成分分析、非负矩阵分解、整数小波、人工神经网络、证据加权和粗糙集理论等成功用于矿产综合预测，已成为矿产预测的新方法和新技术。地质模型、低缓航磁异常和其他技术的有效集成，将是提高铁矿找矿预测效率的重要途径。
立足4种重要类型，重点研究铁的巨量聚集、超常富集与富铁矿形成机制
与国内外同类研究相比，本项目的特色在哪里?张招崇说，国外大型—超大型富铁矿主要形成于稳定的克拉通环境，且以赤铁矿石为主。本项目将针对我国陆壳演化的多期性和复杂性背景下形成的沉积变质型磁铁富矿，对铁的巨量聚集、超常富集与富铁矿形成机制展开研究，推动富铁矿成矿理论创新和找矿重大突破。通过对典型矿床和矿集区的系统解剖，探讨不同地质历史时期和不同地质背景中铁矿的富集机理，特别是大型富铁矿的形成条件和形成过程，创新和完善富铁矿成矿理论。
张招崇介绍，瞄准国家急需的大型富铁矿，立足4种重要铁矿床类型——沉积变质型、矽卡岩型、火山岩型和岩浆型，选择大型矿集区及其典型矿床为重点解剖对象，本项目共设置6个课题。
《沉积变质型铁矿成矿环境与富矿形成机制》，将选择鞍本、冀东和吕梁典型矿集区，以辽宁弓长岭、河北杏山富铁矿和山西袁家村铁矿为主要对象进行重点解剖和对比研究，阐明地球早期大气、海洋和地质环境对铁大规模聚集的控制;查明不同类型硅铁建造的时空分布规律和形成过程;研究后期变质变形和热液活动对硅铁建造的叠加改造富化机制，揭示沉积变质型富铁矿的形成机理及关键控制因素，建立我国沉积变质型磁铁富矿成矿模式。
《矽卡岩型富铁矿成矿机制及控制因素》，将以湖北大冶矿集区的典型矿床为重点，并与邯邢矿集区对比，探讨大型矿集区形成的地球动力学背景，研究含矿岩体成因，阐明岩浆成矿专属性的控制因素;揭示高浓度富铁流体的形成机理;建立矿集区尺度和矿床尺度的成矿模式。
《火山岩型富铁矿成矿规律和成矿机理》，选择宁芜矿集区玢岩铁矿、西天山和阿尔泰地区典型矿床为重点进行解剖研究，揭示火山作用的深部地质过程与大型矿集区形成的耦合关系，阐明铁矿浆和富铁流体的形成条件和关键控制因素以及高温热液蚀变叠加作用与富铁矿形成的关系。
《岩浆型大型铁矿成矿过程和控矿因素》，选择峨眉大火成岩省攀西矿集区典型钒钛磁铁矿床进行解剖，并与河北大庙等地区钒钛磁铁矿床以及国外典型含矿岩体进行对比，总结成矿规律;探讨大型矿集区形成的深部地质过程，揭示基性—超基性岩浆起源和演化对钒钛磁铁矿床特别是富铁矿形成的约束机制。
《铁矿综合信息找矿预测体系及三维立体找矿示范研究》，以不同类型铁矿成矿模式为基础，选择弓长岭、大冶、查岗诺尔、攀枝花等典型铁矿床，开展多元含矿信息评价，建立和完善相应找矿模型，创新铁矿找矿预测理论和方法体系，开展三维立体找矿示范研究。
《富铁矿成矿背景与成矿作用综合研究》，从地质历史演化角度，揭示富铁矿形成的特殊地质背景和时空分布规律;通过不同类型富铁矿形成机制研究成果的凝练总结，结合对海南石碌赤铁矿富矿的研究，并通过国际对比，重点阐明富铁矿形成的主要控制因素以及铁的超常富集过程和机制，发展和完善富铁矿成矿理论。
< 完 >
