矿床：透视地球演变的窗口（续一）_刘继顺

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矿床：透视地球演变的窗口（续一）

(2007-07-18 01:03:07)

标签：

矿业开发

矿产资源

刘继顺

分类：矿业论道

矿床：透视地球演变的窗口（续一）

刘继顺

2007-07-18

二、矿床勘查开发促进了地球科学的发展

1、矿床成因的“水-火”之争，诱发了地球科学的第一次革命

在早期人类历史中，地质学是贵族的事业，因为无休止的旅行、探险和探宝是要有经济支撑的。徐霞客决不是一个贫民。

人们为了生存及发展的需要，自觉与不自觉地去寻找可供开发利用的矿物资源（找矿、开采、冶炼），自然而然地去探求矿物资源的形成与分布规律（矿床学），进而试图去厘清矿物资源形成与地球演变的关系（地球科学）。最初在找矿实践与矿业开发过程中，逐渐积累了大量的感性认识，从而孕育了早期的矿床理论，进而促进了地球科学的发展。

地球科学史上的第一次革命，正是从矿床的形成争论开始的。德人维尔纳（1749-1817）根据沉积岩中矿床的采掘现象的总结归纳，认为所有的矿床包括岩石和矿脉，都是在大洋水体中沉积形成的（侧分泌说），即“水成论”；而英人赫顿（1726-1797）则从火成岩内及其周边的矿床采掘现象总结出发，认为地球外营力与矿床的形成无关，矿床只能是地球深部火成的溶液或溶化物质注入地壳裂隙中形成的，即“火成论”。两派为了证实证明自己的正确，千方百计地收集地质证据，进行各种测试分析与模拟实验，其中著名的有鲍温的玄武岩熔融实验（鲍温反应系列）。最终以“火成论”胜利而告终，“岩浆一元论”及“岩浆热液成矿论”诞生并一统天下为标志。

“水-火”之争暂时告一段落，但两派的继承者并没有完全放弃自己的主张，而是在前人的基础上进一步深化与升华。20世纪60-70年代，随着矿床的大量开发，特别是海洋地质调查的进行，海底硫化物层及“黑烟囱”硫化物的发现，“水成论”演变为“层控理论及喷流沉积成矿理论”。而“火成论”则进一步发展成为了“与岩浆作用有关的矿床成矿理论”。

2、矿床勘查提供了大量研究地球表层以下的样品

人们最初研究地球都是从地表直接观察开始的，主要开展地表的地质现象的剖面观察与填图。地质学者根据地表剖画观察与填图，发现了大量的地表地质现象，通过这些资料的总结，深化与研究，提出了关于地质作用、地质构造、岩石组成、洋陆变迁、地球演化等方面的各种假设。

由于地表地质现象常常受到出露条件的制约及表生地质作用（包括表生构造）的干扰，使得观察资料的可得性、真实性与可用性大打折扣。

为了更好地了解地球的演化，人们便借助一些间接的手段如地球化学测量、地球物理测量、卫星遥感资料解译等推测地质构造、地球物质组成及地球演化的模式。由于这些方法理论本身的缺陷及地质体的复杂性，常常出现不同的研究者得出的结论大相径庭。因此，人们迫切希望能够观察到地表以下真实的地质现象。要了解地下的真实地质情况与我们的推测是否相同，就需要工程取样，而且需要大量地取样观察。而要实施工程就需要有庞大的资金，这笔资金目前没有任何一个机构或国家能够提供。

　　即使如此，某些国家还是咬牙拿出了经费为了科学而去打科学探索钻（超深钻），国际地科联曾实施大洋钻探计划（DSDP、ODP、IODP三个计划）和大陆科学钻探计划。目前有13个国家实施了近100口深浅不一的大陆科学钻，其中4000米以上的只有20口。已经实施的大陆钻探的结果与人们早先提出的假说，相去甚远。

　　天然地震资料反演表明：地球具有层圈构造，中心部位为内地核、外地核，再是下地幔、上地幔，最外为下地壳（硅镁层）和上地壳（硅铝层），上下地壳之间为康拉德不连续面。苏联人想验证这个康拉德不连续面的存在，选择了地壳厚度最薄的科拉半岛打钻，其中一个为SG-3井，钻至12262米（目前全球最深井,1970-1989实施），原来设想的康拉德面却是一个滑动面，在深达9500米处还有可以利用的金属，1万米深处还存在天然气和含矿物的地下水（参见架起通往“地心”的望远镜，一窥“地心”究竟）。又如德国上法耳次地区的KTB超深钻（9101米深，1987-1994实施），原来地震反射层为近水平状态，而岩心却表明岩层陡倾，近水平的反射层是一组密集的面理所致。

　　即使这样，所打的钻孔极为有限，对于广袤的地球表面而言，真是“九牛一毛”也！

　　但与经济结合在一起的矿床勘查，每个大型矿床的钻探进尺均在十万米以上，1989－2003年塔里木石油会战，总进尺达470万米（102口井，平均井深4700米），那么，全球年钻探进尺呢？更何况还有数不清的探槽、浅井、坑道工程。正是这些矿产勘查工程为我们了解地壳变动与地球演化，提供了大量的原始资料和地质现象。

　　因此，正是矿产勘查为我们揭露了大量的地质现象，使得我们能够纠正过去错误的认识，孕育新的地质理论和成矿理论，促进了地球科学的进步！

（待续）

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