近日，全省科技大會(huì)召開，山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì)主持完成的“焦家式金礦成礦理論、找礦技術(shù)再創(chuàng)新及其突出應(yīng)用效果”榮獲山東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。這項(xiàng)榮譽(yù)意義非凡，是自2022年收到習(xí)近平總書記的回信后，“英雄地質(zhì)隊(duì)”取得的一項(xiàng)重大突破，為我國深部礦產(chǎn)勘查提供了科技引領(lǐng)和典型示范。
地下3000米，接近阿爾泰山脈主脊的高度，是前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)，地質(zhì)六隊(duì)為何要在這么深的地下找礦？
原來，由于淺、表部礦床多已被發(fā)現(xiàn)，尋找深部和隱伏礦床成為解決資源危機(jī)的必然選擇。圍繞深部找礦關(guān)鍵理論技術(shù)問題，該項(xiàng)目以創(chuàng)新地質(zhì)勘查理論認(rèn)識(shí)、攻克深部和隱伏區(qū)找礦方法、實(shí)現(xiàn)找礦突破為目標(biāo)，歷時(shí)十年，邁過了理論、技術(shù)、裝備三道坎，實(shí)現(xiàn)了膠東深部脈狀金礦找礦重大突破，證明了深部找礦的可能性和潛力。
十年磨一劍，理論技術(shù)雙突破
回顧這十年“尋金路”，地質(zhì)六隊(duì)邁出的第一步是先確定“哪兒有礦、能找到什么礦”的問題。為此，地質(zhì)六隊(duì)專注于成礦規(guī)律和成礦模型研究，在大量野外調(diào)查研究和總結(jié)的基礎(chǔ)上，建立了膠東中生代六期成巖成礦動(dòng)力學(xué)演化模式，提出脈狀金礦形成于早白堊世構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換背景下，焦家式蝕變巖型礦體定位于斷裂構(gòu)造半封閉擴(kuò)容部位的新認(rèn)識(shí)，為深部礦體定位奠定了理論基礎(chǔ)。
當(dāng)理論照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，如何“看清”深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)成為擺在大家面前的又一難題。“跟著構(gòu)造走、圍著異常轉(zhuǎn)”是膠東地區(qū)淺表部金礦找礦的傳統(tǒng)方法，但是，傳統(tǒng)技術(shù)方法面臨著深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)看不到、深部礦體定位及識(shí)別不清楚等難題。
為了“看清”深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地質(zhì)六隊(duì)建立了膠東區(qū)域、礦集區(qū)、礦床等不同尺度的三維地質(zhì)模型，實(shí)現(xiàn)了深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)透明化。
“就像給礦區(qū)做核磁共振，可以精準(zhǔn)掌握深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)和礦體形態(tài)。”研發(fā)團(tuán)隊(duì)組員張琪彬說，在三維可視化的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)提取各種識(shí)別控礦斷裂和成礦結(jié)構(gòu)面特征的預(yù)測要素，發(fā)展完善了集成各類地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)構(gòu)建三維地質(zhì)模型的技術(shù)方法和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為深部找礦和礦業(yè)開發(fā)提供了三維可視化應(yīng)用平臺(tái)。
與此同時(shí)，基于礦體賦存規(guī)律，團(tuán)隊(duì)破解了深部礦體定位技術(shù)瓶頸，突破用時(shí)間域直流電法圈定礦化異常的傳統(tǒng)找礦思路束縛，提出用頻率域電磁法探測賦礦構(gòu)造傾角變化的深部找礦新方法，實(shí)現(xiàn)焦家式蝕變巖型金礦體的精準(zhǔn)定位。
裝備再升級(jí)，助力深礦探查
地下溫度隨著深度的增加而增高，一般來說，每增深100米，溫度增高2.5℃，地下3000米溫度大概高達(dá)70℃左右，在高溫高壓下，3000米深處的鉆桿就像“面條”一樣軟。同時(shí)，越深鉆孔越小，最小鉆桿直徑甚至只有75毫米，還沒有成人的拳頭大，這對(duì)鉆探設(shè)備和操作人員都是極大的挑戰(zhàn)。
只有“金剛鉆”，才能攬下“找礦活”。歷經(jīng)5年時(shí)間，地質(zhì)六隊(duì)自主研發(fā)出了3000米深孔鉆探技術(shù)裝備，集成創(chuàng)新了“堵漏增壓+自動(dòng)計(jì)數(shù)+并聯(lián)增大泵量+硬巖孕鑲金剛石鉆頭及配套擴(kuò)孔器”技術(shù)組合，不僅能鉆得更深，鉆探效率也大大提高。
采用這一鉆探技術(shù)，地質(zhì)六隊(duì)探明了招平斷裂帶北段地下2200米深度以內(nèi)的金礦資源，在水旺莊-李家莊礦區(qū)深部施工超過3000米的科研深鉆，打破全國小口徑取芯鉆探的施工記錄，并在地下2800米深度鉆獲了金礦體，揭示了這一區(qū)域巨大的金資源潛力。
而水旺莊礦區(qū)在地質(zhì)六隊(duì)接手前，由國外一家礦業(yè)公司勘查數(shù)年，一直毫無收獲，最終以1美元的價(jià)格轉(zhuǎn)手給地質(zhì)六隊(duì)。
截至目前，通過應(yīng)用上述理論技術(shù)創(chuàng)新成果，團(tuán)隊(duì)直接在膠東地區(qū)發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)了6個(gè)大型超大型礦床，新增金資源量400余噸。期間，高區(qū)科創(chuàng)局積極指導(dǎo)地質(zhì)六隊(duì)建設(shè)創(chuàng)新平臺(tái)，申報(bào)科技項(xiàng)目，其承擔(dān)的“威海市能源資源調(diào)查評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”獲批組建威海市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，“金屬深部協(xié)同探測技術(shù)裝備”項(xiàng)目，獲山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（重大科技創(chuàng)新工程）立項(xiàng)支持。
眼下，在萊州市三山島附近海域，地礦六隊(duì)新承擔(dān)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“濱海地區(qū)金礦勘查評(píng)價(jià)技術(shù)與增儲(chǔ)示范”正有序推進(jìn)。這次，地質(zhì)六隊(duì)將聚力突破海上金礦找礦的理論技術(shù)難題，為保障國家能源資源安全貢獻(xiàn)力量，奮力書寫“英雄地質(zhì)隊(duì)”新篇章。
