海外矿产资源快速勘查评价体系集成与应用

朱思才，张庆海，甘凤伟，秦秀峰，陈德稳，马林霄

（1.中色地科矿产勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中资环钻探有限公司，北京 100012；3.鹏欣环球资源股份有限公司，上海 200336；4.中国地质矿产有限公司，北京 100083）

0 引言

近年来，我国经济一直保持中高速增长，伴随而来的是对矿产资源的大量消耗。而我国的资源储备特别是矿产资源储备并不充裕，资源的匮乏一方面限制了我国经济的进一步发展，更重要的是威胁到国民经济安全。于是越来越越多的中国企业“走出去”，在海外进行绿色勘查项目投资及海外矿业项目并购。早在2000 年，党中央和国务院根据国内外形势变化明确提出“走出去”战略，2001 年，实施“走出去”战略写入了《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》。发展跨国性的矿业企业，无论是国家的战略层面，还是企业的战略层面，都已经成为一个重要方向。2005 年，中色地科矿产勘查股份有限公司（以下简称“中色地科公司”）成为第一批“走出去”的地勘企业，积极开展境外矿产资源风险勘查，先后在老挝、坦桑尼亚、埃塞俄比亚、智利、加拿大、美国和澳大利亚进行找矿，并在矿产勘查实践中创建了一套根据目标矿种的境外资源勘查快速评价体系，取得了良好的找矿效果，实现了境外风险勘查升值、矿权投资变现良好的经济效益。

矿业项目周期一般由绿地勘查→找矿勘探→预可研和可行性研究→申请采矿证许可→矿山建设及运营→闭坑和复垦→矿山监测等阶段组成。目前，西方矿产资源勘查主体主要是初级矿产勘查公司，少部分大型矿业公司也进行勘探。近10 年来大型跨国矿业公司发展战略发生了很大的变化，以并购成熟的勘探项目为主，勘查预算大大减少，基本退出风险勘查领域。

初级矿产勘查公司精干的组织结构、灵活快速的运作和多样化的筹资方式，适应草根勘查和新区风险找矿。近年来，全球大多数重大发现都是初级矿产勘查公司做出的，逐步取代大型跨国矿业公司的勘探部，成为找矿的主力，在风险矿产勘查中居于主导地位。初级矿产勘查公司的勘查不受矿种、规模和地域的限制，能以多种方式在矿产勘查的任何阶段转让矿权；初级矿产勘查公司启动资金少，作为风险投资的一种，资本成长性好；初级矿产勘查公司决策灵活，运营成本低廉，激励机制与风险找矿一致，具有冒险精神的勘探文化，更符合草根勘查的要求。

矿产勘查阶段投资属于高风险投资领域，投资蕴藏着极大的风险，矿产勘查项目只有1%～2%可以最终成长为矿山项目，绝大多数项目在矿产勘查阶段终止，少量项目在预可行研究和可行性研究阶段终止。矿产勘查阶段投资的特征和运作方式是属于风险投资的。在市场经济国家，商业性矿产勘查投资的主体部分就是风险投资。矿产勘查的风险投资，主要来源于证券市场和独立的风险投资公司、风险投资基金，或者是一些大型企业附属的风险投资机构。

因此西方初级资源勘查公司主要集中在申请采矿证许可前的项目投资，项目现金流一直为负，一旦找矿有突破，市场估值会快速拉升，这正是初级资源勘查公司最大的魅力所在。因此，矿产勘查阶段是一项高风险、长周期和高回报率的投资过程。对于那些“走出去”进行资源勘探投资的企业来说，风险特高。因此创建和应用快速有效的勘查方法组合是项目获得成功的关键，由此可降低勘查投资风险，同时尽可能的减少环境扰动，达到绿色勘查的要求。

1 海外矿产资源快速勘查评价体系现状

自2005 年以来，对外矿业投资成为广大学者关注的一个焦点领域，相关文献也不断丰富。这些文献对于海外投资的分析主要集中在3 个方面：一是海外矿产资源供应安全评价与形势分析（李锋等，2016；蒋屹，2015）；二是对海外投资环境及风险进行评价分析（张华，2010；贺立辉，2011；王礼，2012；周智勇等，2014；周扬明，2014；李锋，2016；彭齐鸣，2017；范凤岩等，2018）；三是海外矿业项目并购（李京，2012；朱宁宁等，2012；孙传起，2013；张东明，2017）。而对海外矿产资源快速评价体系的研究及应用鲜有，有关境外资源勘查的绝大部分研究侧重于单一找矿勘查手段的原理及应用，如利用遥感影像解译对境外勘查项目地质特征解译及找矿信息筛选（杨日红等，2013；钱志奇等，2014；付长亮等，2015；彭玺等，2017），利用XRF 快速分析仪进行岩石样品、钻孔样品及土壤样品进行快速分析测定进而圈定异常靶区（戴汉斌等，2009；唐爱雄等，2010；景亮兵等，2011；Sarala et al.，2015），利用低空航磁（王庆乙等，2010，2016；张津伟等，2014）、TDEM 及IP 及3D IP（White et al.，2001；Yoshioka and Zhdanov，2005；Dusabemariya and Qian，2020；高勇等，2020）进行地下矿化体物探异常圈定；利用三维矿山软件对矿体进行三维地质模型创建及资源量估算（张宝一等，2007；汪德文等，2008；胡建明，2008，2010；余飞燕等，2011；褚娜娜，2012；郭强，2012；覃鹏等，2016；谭钢等，2018），为下一步的预可研及可行性研究报告提供可靠的资源量基础。

海外矿产资源快速勘查评价体系最早是2008—2009 年，中色地科公司在埃塞俄比亚北部努比亚地盾区进行VMS 型铜锌金银矿床勘查时候初步提出的，通过1∶5 万LANDSAT 图像解译，1∶1万土壤测量，XRF 快速分析仪及物探IP、地面磁测及地表槽探及深部钻探验证等勘探手段组合，新发现了特拉喀密提等3 个VMS 型铜锌多金属矿床。后经境外矿产资源勘查不断实践和完善，形成了一套遥感－物探航磁＋IP 测量＋大比例露头岩性填图＋地表槽探＋深部钻探验证快速勘查评价体系。先后在老挝、坦桑尼亚、美国南加州、塞拉利昂等国家的勘查项目中得到示范应用，取得了良好的找矿效果，大大的缩短了勘查时间，找矿经济效益十分显著。

2 海外矿产资源快速勘查评价体系构建

矿产资源快速勘查体系由从勘查阶段看，分为远景区圈定及靶区优选、矿区勘查和矿体勘探；从空间上可以划分为高空－ 低空－ 地表－ 深部勘探，从而构成天地空一体化的综合快速评价体系（图1）。

图1 海外矿产资源快速评价体系示意图（以埃塞北部VMS 型铜锌多金属矿找矿为例）

在进行海外矿权项目勘查前，室内地质资料综合分析是海外快速勘查方法体系中前期最基础的研究工作，其目的是要明晰矿权区的成矿地质背景、控矿因素和找矿标志，然后才能选择快速、高效的勘查方法组合，从而实现四阶段找矿的成功即：从远景区的圈定－靶区选择－矿区勘查，最后完成矿区的勘探。

2.1 高空－低空勘查手段

所谓的高空勘查手段，通常是指小比例尺的遥感地质勘查工作，即在正式出野外之前，针对区域成矿地质特征，选择合适的卫星影像进行地质解译，提取遥感地质信息特征诸如地质体界限、线性构造、侵入体构造，火山机构及与矿化有关的热液蚀变特征等，为矿权区的远景区优选提供有力支撑。20 年前，地质找矿工作者通常选取国外的LANDSAT（NASA），IKONOS（分辨率达0.8 m）、ESA（欧洲）、SPOT（分辨率达2.5 m），QUICK BIRD（分辨率达0.6 m），WORLD VIEW（分辨率达0.5 m）、GeoeEye（分辨率达0.41 m）及ALOS（日本）等。目前在矿产勘查领域通常采用的是QUICK BIRD 和WORLD VIEW。近年来随着中国资源2 号、3 号（分辨率达2.1 m）及高分一号（分辨率达2 m）、二号等卫星升空，覆盖中亚，东南亚等国家，由于分辨率高，因此现在利用国产遥感影像进行地质解译的研究也越来越多。

低空勘查手段主要是指低空航磁测量方法，传统上多依靠小型飞机（直升机）外挂物探磁测仪及放射性测量仪等；近年来随着找矿勘查设备研发，动力滑翔三角翼、无人机搭载磁测仪及放射性测量仪越来越多应用于区域矿产勘查中。这些低空物探测量技术可解决矿区尺度上穿越条件不好，避免地面噪音干扰，从而能取得地下很好的物探属性效果，因此可以很好的查清矿区地质单元格架和主要构造分布，对比地面磁法和放射性测量工作，更加快速、高效、经济，进而为下一步的靶区优选提供强有力的物探异常依据。

2.2 地表勘查手段

地表勘查工作包括矿权区不同比例尺的地质填图、地球化学测量（水系沉积物测量及土壤测量）、地球物理测量（地面磁测、IP、3D IP、TEM、TDEM、放射性测量及重力测量等）及地表槽探工程揭露。

鉴于境外资源勘查属于商业性的投资，因此在设计矿区地质填图时，一定要要抓住填图重点，而不是公益性的地质填图。快速的地质填图通常是在第一阶段遥感解译的基础上，对所圈定的远景区开展大比例尺（1∶500～1∶2000）的露头填图（outcrop mapping），以便尽快的锁定矿权区内主要岩性单元及界线、岩相变化、控矿构造及蚀变带的空间展布，进而快速锁定赋矿层位、蚀变分带和控矿构造等重要单元（图2）。

传统的地球化学测量手段在圈定找矿异常区中起到了非常好的作用，但无论是区域上水系沉积物测量，还是土壤测量，由于涉及很多人力物力，加上很多工作地区通行条件差，加之许多欠发达国家没有合格的实验室进行土壤及水系沉积物样品分析，因此大大影响了勘查项目的进度。自2005 年以来，随着X 荧光分析仪技术的研发及应用，越来越多的海外资源勘查项目实施过程中，开始使用便携式多元素快速分析仪（Portable XRF）开展原位地球化学测量，为勘查提供了低成本、高效率、低扰动的勘查手段。荧光XRF 分析仪不仅对水系沉积物、土壤样品适用，同时通过应用模式的设置，还可以对地表岩石样品、槽探工程样品及后期工程验证的岩芯样品及RC 岩粉样品进行初步分析，同时开展部分数据与实验室测试数据对比校正分析，确保野外测试XRF 数据的有效性。在便携式多元素快速分析仪在使用的过程中要根据仪器进行标样测定，以便适用于不同的勘查介质。图3 显示了在埃塞北部地区利用便携式XRF 分析仪对特拉喀密提矿权区的原位土壤，按照5 m×5 m 的网度进行现场测定的结果。从XRF 原位测量的铜、锌元素含量分布图中可以看出，铜元素具有2 个浓集中心，中间明显被断开。而锌元素则在东北方位与铜一致，由于锌是比较活泼的元素，因此距离铜矿化富集中心比较远，异常范围也大。

图2 埃塞北部特拉喀密提矿权区露头填图

图3 埃塞俄比亚特拉喀密提矿权区便携式XRF 分析仪原位土壤测量成果图

地表地球物理测量方法的选择，要根据区域综合研究的成果，针对勘查矿种及成矿类型进行方法组合，以便能迅速的圈定矿致物探异常。当前针对硫化物矿体（斑岩型、VMS 型，层状硫化物等隐伏矿体等）的物探测量技术，3D IP 物探测量应用越来越深入，研究的也很多。其主要的作用是能反应深部达1000 m 的矿致异常。

鉴于绿色勘查的要求及境外项目所在国家及社区环保的要求，目前地表槽探工程施工逐步减少，只有在那些项目所在地政府对槽探施工环保要求不是很严格及地质露头比较好的情况下，可以开展槽探施工，以便对地质填图所圈定的蚀变带、矿化带及物化探异常进行工程揭露验证。

2.3 地下勘查手段

在上述遥感地质解译、物化探测量异常圈定及地表露头填图成果的基础上，如果发现很好的矿化带及蚀变带，那么下一步就要实施固体岩芯钻探验证，以便获得深部矿化信息。通常前期几个验证钻孔要部署在物化探异常特别强烈的地段，地表有很好的矿致蚀变带或已经初步圈定的矿化带上。一旦在深部获得很好的矿化信息，那么下一步就根据找矿矿种及成矿类型，按照工程网度进行深部钻探评价，控制矿体在空间上的展布，获得有关矿体的长度、厚度及品位等相关信息。

根据勘查区勘探工作的要求，西方矿业国家通常采用RC 钻探（空气反循环）对上部的矿体进行勘探，一般控制深度在100 m 左右。在海外进行深部钻探验证手段选择的时候，通常海外上市公司信息披露NI－43－101 和JORC 等标准都能接受RC 钻探成果，少部分用于露天开采品位控制。目前国内勘探规范还没有普及RC 钻探技术。RC 钻探的最大优点是施工成本低、钻探效率高，可实现连续岩芯粉样品的采集，从而大大提高了钻探验证效率。通过岩屑样品采集，提高编录质量。引入国际通用的代码编录，提高现场编录效率，尤其在干旱、缺水地区，RC 钻探更具效率高、成本低的优势。

最后，在地表和深部勘探数据的基础上，建立以地质填图、工程测量和钻孔数据库为主的三维数据库，利用Micromine、Datamine 和Surpec 等矿山软件开展三维地质模型和矿体模型的创建，进行资源量和品位估算，为下一步预可研和可行性研究设计提供可靠的地质依据。

海外矿产资源快速找矿评价体系周期一般是1～2a，该体系有效融合了我国传统勘查技术手段和西方先进找矿手段，多次交叉运用，以实现找矿突破，探获资源量，为下一步的矿业开发提供详实、可靠的资源基础依据。

3 应用案例分析

本文以埃塞俄比亚北部特拉喀密提矿权区VMS 型铜锌多金属矿找矿成功案例说明海外矿产资源快速评价体系的应用效果。特拉喀密提矿区最早是中色地科公司于2009 年11—12 月通过野外1∶1 万地质填图发现地表含铁帽的硫化物蚀变带，2010 年通过系统物探磁测、IP 测量及50 m 间距地表槽探控制，推测深部存在隐伏原生硫化物矿体，2011 年3—5 月实施12 个钻孔工程验证，见矿率90%，从而实现该地区找矿新突破。2010 年5 月份，中色地科公司将该项目转让到加拿大提格雷资源上市公司，之后，提格雷资源公司在该矿区继续勘探，先后实施了大比例尺的XRF 原位地球化学测量，物探TEM 和重力测量，在物化探异常圈定的基础上，分别实施了RC 钻探和岩芯钻探，2015 年提交了加拿大NI－43－101 技术报告，估算该矿区的铜锌金银金属资源量，2017 年完成了预可研报告，获得采矿证，等待下一步的矿山开发。

3.1 特拉喀密提矿权区地质特征

区域上看，埃塞特拉喀密提矿区位于厄立特里亚中部阿斯马拉海底火山块状硫化物多金属矿成矿带西南延伸端，属于阿斯马拉—施瑞成矿带的主体部分（图4）。近年来在厄立特里亚境内的阿斯马拉VMS 成矿带已经发现4 处大—中型VMS 型铜锌（金）矿床，如Debarwa、Adi Nefas、EMBA Derho 和Adi Rassi 等铜锌（金－银）多金属矿床。

特拉喀密提矿区的成矿地质条件和矿化特征与上述已知铜锌矿床类似，含矿围岩主要是新元古代中基性—中酸性火山岩（流纹岩—粗面安山岩），铜锌矿体主要分布在中基性火山岩向中酸性火山岩过渡的层位中，大部位于中酸性火山岩中。铜锌矿体埋藏浅，通常在地表存在块状硫化物氧化形成的铁帽。矿体下盘围岩蚀变强烈，主要是绿泥石化和绿帘石化。在VMS 型铜锌矿体形成之后，该区经历了低级区域变质作用和多期构造作用，尤其后者导致矿区内地层经受了反复的褶皱，形成了一系列的向、背斜构造及显微褶皱，在一定程度上破坏了原生矿体的完整性。

图4 阿斯马拉—施瑞VMS 型铜锌成矿带

3.2 快速勘查评价方法组合及应用

根据区带上已知VMS 型铜锌多金属成矿地质背景、找矿特征及标志，确立勘查区VMS 型铜锌多金属矿的快速找矿评价体系。按照找矿范围缩小程度和勘探程度增加顺序，该快速勘查评价体系由以下几部分组成。

（1）1∶10 万～1∶5 万中小比例尺遥感影像解译：用以解译和判读研究区区域成矿地质背景。在该区勘查过程中，我们利用TM 和ASTER 遥感影像进行了蚀变信息的提取，包括TM 铁染、TM 羟基、ASTER 铁帽（铁氧化物）、ASTER 的Al－OH、Mg－OH、高岭土化、伊利石化、明矾石化、绢云母＋蒙脱石化、硅化、碳酸盐化共11 种蚀变信息，并大致解译出了含矿层位、硫化物蚀变带（铁帽带）的分布范围，以及线性构造、环形构造的地质特征，在总结分析区域成矿地质特征的基础上，对提取的遥感异常信息进行综合分析，为研究区开展下一步矿产远景评价提供了有效依据。

（2）1∶5 万～1∶2.5 万水系沉积物测量和航磁测量，圈定区域成矿元素地球化学异常背景和地球物理异常背景；同时借助第一阶段的遥感解译成果，进行野外验证，以便厘定勘查区的蚀变带及矿化带。

（3）在所圈定的找矿远景区内，开展大比例尺遥感数据解译（1∶10000～1∶500）、露头地质填图（1∶10000～1∶500，图2）、1∶10000 比例尺土壤和岩石化探测量；大比例尺Niton 荧光快速分析评价（1∶500，图3），地面磁测和IP（图5）、EM（TEM）和重力等物探测量。根据圈定的物化探异常，在地表施工槽探进行蚀变带及矿化带的揭露。最终圈定了1 条长800 m，宽8～40 m 的含铁帽的硫化物蚀变带，地表含金平均达4 g/t。该阶段的勘查手段是矿权区勘查重点，也是锁定目标靶区最有效的勘查手段。

图5 埃塞特拉喀密提矿区IP 测量异常分布图

图6 埃塞特拉喀密提矿区第一期钻孔验证分布图

（4）在上述圈定的含铁帽的硫化物蚀变带范围内，根据IP 异常、磁异常分布范围，迅速开展12 个钻孔的工程验证，见矿率达90%，其中第一个钻孔（10HTD001）钻 孔 穿矿 厚 度52.1 m，平 均 含 铜4.1%，锌0.13%，金1.55 g/t，银26 g/t（图6），一举打破了该区找矿新局面。

随后，根据矿体控制工程网度，先后施工了固体岩芯钻探31000 m，RC 钻探11000 m，及相关矿石的选冶试验工作，完成了该区的勘探工作。

（5）根据上述第四阶段的勘探工作，在MI⁃CROMINE 平台上，创建特拉喀密提矿区三维地质模型和VMS 铜锌矿体模型，估算铜锌多金属资源量，为下一步矿床开发提供可靠资源量基础。截至2015 年3 月，根据加拿大EAM 上市公司公布的勘探结果，该区累计探获铜金属量7.5 万t，锌9.7 万t，金8.7 t，银125 t。由于钻探控制深部不到300 m，因此深部增储潜力很大。

（6）利用MAPINFO 或ARCGIS 平台，将上述勘查阶段形成的多源地学信息构建勘查区数据库，通过证据加权等方法，在矿区深部及外围预测新的找矿靶区，从而实现找矿勘查上的更大进展。

该快速勘查评价体系有效融合了我国传统的勘查技术手段和西方先进的找矿手段（遥感快鸟数据、Niton 化探快速评价、三维模型在不同勘查阶段中的应用和资源量估算等），其中第3 至第6 方法手段可以多次交叉运用，以便实现找矿迅速突破。

4 讨论

尽管海外矿产资源快速勘查评价体系已经创建，并在不同的国家绿色勘查应用取得了良好的找矿效果，但鉴于目前深部隐伏矿找矿难度的加大，因此要不断研发新的找矿技术，这样找矿理论与有效的勘查手段相结合才能取得最佳的找矿效果。

此外，由于海外项目所在国的社会环境因素差异及目标矿种的不同，在具体执行绿地勘查项目的过程中，一定要结合项目所在地的背景、区域成矿地质条件制订一套有效的勘查方法组合，这样才能达到快速、低成本、高效的勘探成果。

5 结论

随着我国对国外矿产资源依存度的不断提高，加强海外矿产资源快速勘查与评价体系的研究及应用具有非常重要的理论和现实意义。中色地科公司创建的海外矿产资源快速评价体系先后在坦桑尼亚、埃塞俄比亚取得了找矿成功，同时在老挝、美国南加州等多个勘查项目也获得了非常好的找矿效果，因此该套体系值得推荐应用。同时在海外勘查实践过程中，根据项目所在国的文化背景和社会政治环境，及所要的勘查目标矿种不同，要及时丰富和发展海外矿产资源评价体系，以期达到快速、低成本及高效的勘查效果，从而减少绿地勘查项目的投资风险，最大程度的回报股东。