价值最昂贵的现代“藏宝图”
2007年11月
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来自:《国企》
中国28年来新发现矿藏的80%以上,都是通过特定区域化学探测计划发现的。有一家国内公司开始投资该计划,并圈定了一个大型白金矿的位置
从人类将黄金当成财富标志的时候起,找金矿的故事里总是充满传奇。谁能掌握金矿的线索,谁就掌握了财富的密码。在古代,人们发现金矿的线索是“露头”:隐伏的矿床显露到地表的部分。到了近代,欧洲学者创立了“点源理论”,根据矿藏点向外散布的规律,由面找点。这两种方法有一个共同的特征——眼见为实。一直要等到找矿者找到含金的矿石,事情才算确定。
如今,一种20世纪后半期发展起来的技术,改变了人们寻找黄金等贵重矿藏的规则。
地球化学探测,这一技术在中国突出体现为由中科院院士谢学锦提出的“区域化探全国扫面计划”,至今已经推行了28年,成为中国国土资源部最大的科研计划之一。通过这一计划发现了全国28年来新发现矿藏的80%以上。
现代“藏宝图”
想象一下,绘制一张图,上面标明了地下所有的宝藏。金矿、银矿、铜矿……这将是人类历史上价值最昂贵的藏宝图。谢学锦提出的“区域化探全国扫面计划”,要绘制的就是这样一张藏宝图。
“化学探测”,简单地说,就是通过化学分析,了解地球表面元素分布。通过分析地面各种元素分布的情况和变化的趋势,各种类型矿藏分布的可能性一目了然。“区域化探全国扫面计划”1979年由谢学锦正式向当时的地质部提出,建议用地球化学方法对全国进行一次普查,这一计划如今已经推行了28年,并先后在河南、贵州等地发现了大型金矿。
一个故事说明了这一技术的传奇。
20世纪末,国家制定了新疆开发战略。当时国家从全国各地征集了大量科研工作者会战。谢学锦也参加了新疆大会战。谢学锦说,当时很多科研单位都到新疆找研究项目,他对新疆的领导说,“你给我2000万元,我给你找出100吨黄金”。结果,谢学锦说到做到,新疆目前最大的“巴西”金矿,就是通过谢学锦制订的找矿规则和操作规则找到的。
“用我们的方法找金矿非常有效。新疆上宫,几百吨;贵州烂泥构,七八十吨;还有塔林金矿,都是肉眼看不见的。”他说。
化学填图:找矿新技术
“地质化学那时候被别的学科牵着鼻子走。而我一生的志向是让其他学科跟着地质化学走。” 谢学锦说。
20世纪后半叶,在矿物勘探领域,“点源理论”的经典地位被一种新的地球化学方法动摇了。作为一种详察工具,“点源理论”只能确定几十平方公里范围内是否有矿藏,这种理论先天不足,必须依赖地质学研究指出大概的方位才行。
当时,欧洲的一些找矿公司为了在更大工作区域内采集更少样品,以便节省资金,创造更多成功的机会,将地球化学勘查扩大至数百平方公里的区域尺度。这种做法尽管与点源分散理论有违,但却取得很大的找矿成效。
一些欧洲的学者发现,“将元素的变化来制图,将是研究地球的一种方法,与制作土壤图、岩石类型图、构造图和变质作用图一样”。
谢学锦说:“地球的最小单位是元素。元素在地质学中的地位就像基因在生物学中的地位,地球化学填图研究应运而生。”
中国能够领先于世界的应用科学屈指可数,但是有一个应用科学领域,中国人领先于世界已经20多年,这正是谢学锦院士领导、用地球化学填图的方法搞清全球资源分布的科学计划。这项计划在中国矿产资源勘查中取得的效果,没有一个国家可以相比,谢学锦院士一直有个梦想:只要让他抽取全球5000个样本,他就能分析出各种化学元素在地球上分布的详情,就能为和平合理利用全球资源探明家底。
新一轮地质化学调查
30年前,谢学锦还是南京一家矿物勘探所化学分析室的分析员,那时,出野外的地质学者们要将他们发现的矿石样本,送到谢学锦的分析室。对于国家来说,这些样本也许就是打开一座金矿的钥匙。
分析矿石的化学成分,谢学锦完成得非常成功。早在1951年,他和合作者就在《科学通报》上提出了“大规模操作快速分析的流水作业法”。参照美国福特汽车公司创造的流水线作业法,把矿石化学分析的工作分解成不同的工序,流水作业。这种方法在地质部系统推广后,取得非常好的效果。直到今天,中国的地球化学分析能力在全世界都是快速、高质和廉价的代表。
谢学锦说:“最近,有几个大型国际地球化学研究项目,都希望把化学分析部分的工作放到中国来。”
谢学锦发现,地球化学如果能提出全国的资料,就能从一个工具上升为一个战略的方法。通过分析地球化学异常,各种类型矿藏分布的可能性一目了然。1979年,谢学锦正式向当时的地质部提出“区域化探全国扫面计划”,建议用地球化学方法对全国进行一次普查。
“我听到不同意见我就兴奋。有些时候意见很好,可以迅速对我的意见修正。别人提了反对意见,我要考虑怎么去对付,用什么样的证据和方法把反对意见消除。这样使我的意见更完善。”他说。
“我就到各省去周游,去作报告。往往是到了一个省,这个省原先反对声音很强烈,我去了以后,作了报告,跟他们讨论以后,这个省就支持这个计划了。所以一个省一个省地说服,反对的声音一年比一年微弱。到了4年以后,就开始没有反对声音了,就开始是一片颂扬声了。”他说。
事实证明了这项建议的价值。自1979年开始直到今天,这项计划一直在进行。去年,还被评选为国土资源部当年最重大的科研成果。在计划推行的28年里,全国扫面计划覆盖了670万平方公里的国土,全国新发现矿藏,有80%都是通过这个计划发现的。
在完成了670万平方公里的扫面计划后,还有290万平方公里都是很困难的地区。据了解,“中国困难地区新一轮地质化学大调查”最近要推出。
资金问题是当务之急
近年来,中国地质勘查投入一直被认为不足,如何将资金用在刀刃上,以及如何系统性地解决资金问题,成为当务之急。
早在几年前,谢学锦院士就提到勘查经费严重不足,必须争取增加,而且需要增加几倍才行;而增加的经费不能沿袭老一套做法,只是再增加几个勘查项目,而是要把一部分资金用于使用新的找矿思路和方法技术去找大矿,而更大部分资金则须用于打普查钻,以验证用新的找矿思路和方法技术指出的靶区。
他认为,在化探方面,西方不如中国的思路与技术先进。但中国圈出的许多非常有远景的地区,或者没有认真地、锲而不舍地去工作及打钻验证,或者找到矿也被一些企业、地质队分割了,而且都不愿出资打普查钻和深钻,所以就很难找到大矿。
掌握了中国大半地面化学元素分布规律的谢学锦,目前已经开始了和企业的合作。他说,现在已经有两家国内公司投资进行特定区域的化学探测。一家国内公司先期投入资金用于化学探测,通过研究,课题组已经圈定了一个大型白金矿的位置。目前,进一步的钻探已经开始。谢学锦说,企业投资化学填图研究,在发现矿藏后设立的开采企业中占有股份,是目前比较成熟的科研与企业合作方式。
谢学锦说,“把地球化学方法从其他地球科学的工具变成一个独立的战略方法,这是我的梦想”。谢学锦已经成为中国地球化学填图领域毫无争议的领军人物。今年,国际应用化学学会已经决定将今年的金奖颁给谢学锦,表彰他在地球化学填图领域的卓越贡献。他说,我相信,一旦我们能绘制出地球的“基因图谱”,人类对环境的认识,人类对各种元素与生命的关系认识将获得极大的提升。
谢学锦简历
中国科学院院士(1980年当选),勘查地球化学家。中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研究员、名誉所长。曾任中国地质学会理事、中国地质学会勘查地球化学专业委员会主任委员、联合国科教文组织国际地质对比计划(IGCP)执行局委员;现任国际地球化学勘查杂志副主编,国际地科联全球地球化学填图式作组指导委员会委员、分析技术委员会主席等职务。
20世纪50年代,他对矿床原生晕进行了开拓性研究。60年代开始研究地球化学填图的理论与方法。1979年提出“区域化探全国扫面计划”,指导全国许多单位,据此发现百余个工业矿床,特别是金矿。1988年开始推动国际地球化学填图的标准化,担任国际地球化学填图项目指导委员会委员、分析方法委员会主席。后来又致力于探索中国隐伏巨型矿床的新理论、新方法、新战略及全球大陆环境地球化学监控的研究。
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