初论矿产勘查系统理论：热液矿床控制-映射勘查系统架构

摘要

随着全球矿产资源需求的持续增长，高效勘查已成为保障资源安全的必然选择。当前，矿产资源需求不断攀升，深地探测和物化探技术快速进步，人工智能与信息技术迅猛发展，亟待建立高效的矿产勘查系统理论，尤其是对于广泛分布但难以定位的热液型矿床。热液型矿床具有构造控制显著、流体来源多元、成矿过程复杂、矿体形态多样、热液蚀变明显、经济价值突出和找矿难度大等特点，其形成与构造作用、岩浆活动或地热系统密切相关，明显受构造环境、流体性质及其物理化学条件控制，在本质上是热液运移-沉淀的动力学过程，是构造驱动矿质活化、流体运移和构造“末端”与流体“末端”耦合成矿作用的产物。数十年来，矿床模型在找矿实践中发挥着重要作用，但以此驱动的矿产勘查理论和技术在满足深部找矿勘查需求方面仍面临挑战。为此，本研究综合国内外矿产勘查研究成果和团队大量找矿实践，从矿产勘查系统的内涵出发，引入“映射”(mapping)概念，探讨了成矿构造系统(MTS)、热液成矿系统(HMS)和勘查信息系统(EIS)之间的控制-映射关系，初建了热液矿床三元协同的控制-映射勘查系统论的基本架构(HD-CMSA)。从时间-空间-物质-能量4个维度，论证了其理论(TFCMS)和技术框架(MFCMS)中需解决的关键科学技术问题和研究内容，以阐明成矿构造系统对热液成矿系统多层次成矿空间的控制作用，勘查信息系统对成矿构造系统和热液成矿系统的多尺度映射关系，并通过实例验证多尺度(矿集区、矿田和矿床)找矿勘查技术方法组合“三部曲”的有效性。本研究为深部隐伏矿床(体)预测和矿产勘查提供了新的理论视角，有望推动矿产资源高效勘查与评价，助力新一轮找矿突破行动。

关键词

控制-映射勘查系统论架构 / 成矿构造系统 / 热液成矿系统 / 勘查信息系统 / 找矿勘查技术组合“三部曲”

基金资助

国家自然科学基金项目(42172086,42472127); 云南省矿产资源预测与评价工程研究中心项目(2011); 云南省昆明理工大学创新团队项目(2012)