以礦找礦
1976年,加拿大有一位名叫斯圖爾特的地質(zhì)工作者,在野外趕路時(shí)來(lái)到一條新開的砂石公路上。
走著走著,地質(zhì)工作者把目光從遠(yuǎn)處的山林轉(zhuǎn)移到腳下的路面上,看到幾塊閃閃發(fā)亮的碎石,一陣驚喜,停往腳步,彎下身軀,撿起細(xì)看,他突然驚叫起來(lái):“呵!這里有不少含有銅、鋅、鉬的石頭!這是礦化的石頭!”好在旁邊沒(méi)有其他行人,不然,也許會(huì)被人誤解為瘋子。他馬上意識(shí)到,從這幾塊非同尋常的石頭,也許會(huì)找到一個(gè)礦體。當(dāng)時(shí),他竟忘記趕路,只是雙眼盯著發(fā)亮的“礦石”沿途追索,慢慢地離開了公路,在山區(qū)的小道上行進(jìn),終于在新斯科舍普利第斯一帶找到更多的同樣的礦石,有些石塊還相當(dāng)大。最后,在一個(gè)采石坑中見到許多這些石頭的單礦體,大小混雜,沒(méi)有次序,石頭的表面還見到縱橫交錯(cuò)的釘頭形刻痕。他憑著幾年來(lái)的野外地質(zhì)工作的經(jīng)驗(yàn),判斷這些礫石應(yīng)該屬于“漂礫”。也就是說(shuō),幾十萬(wàn)年以前,這里曾經(jīng)發(fā)生過(guò)冰川,由于冰凍作用和冰的流動(dòng)力量,將附近礦體的石頭崩裂和撞擊崩碎,隨冰河的移動(dòng)來(lái)到這里,冰融化了,礫石就停留下來(lái),所以這些大大小小的礫石就好像遠(yuǎn)處漂來(lái)一樣,稱為“漂礫”了。
斯圖爾特在堆滿漂礫的采石坑的凝望良久,他意識(shí)到,如果花些時(shí)間,沿著滿山遍野的漂礫再跟蹤追跡下去、肯定會(huì)在某處山上找到原生的礦石露頭。可是時(shí)間不允許他這樣做,他只好觀察了一下附近的地物特色,找尋能幫助他再次回來(lái)的景物標(biāo)志,做了簡(jiǎn)單的紀(jì)錄,就離開了。
斯圖爾特發(fā)現(xiàn)“礦苗”的消息不徑而走,很快傳到加拿大殼牌公司,公司領(lǐng)導(dǎo)很想開發(fā)這個(gè)尚未著落的礦床。可是這一帶,山高林密,坡陡谷深,地形條件極為惡劣,要用人的雙腿去找礦,十分費(fèi)勁,而且不一定有什么效果。于是公司領(lǐng)導(dǎo)決定采用航空磁性測(cè)量——用飛機(jī)作地磁方法勘探,果然獲得可喜的結(jié)果,在地圖上圈出礦區(qū)的大致范圍。后來(lái),又在圈定的地域內(nèi)進(jìn)行地球化學(xué)勘探,證明在花崗巖與石英巖的接觸帶上有錫礦異常。直到1982年,終于探明當(dāng)?shù)厥且粋(gè)儲(chǔ)量達(dá)5600萬(wàn)噸的大型錫礦床,即稱為肯普特錫礦床,為加拿大的資源寶庫(kù)增添了一個(gè)新的財(cái)富。
在找礦的故事中可以看到,最后的成功往往需要不懈的努力。
1959年有天,芬蘭潛水員馬蒂萊寧從深水湖的邊岸上撿到一塊巖石,放在手上掂掂重量,感到比重比較大,他想,也許這是一塊頗有價(jià)值的礦石,于是就把它送到芬蘭地質(zhì)研究所,請(qǐng)求鑒定。研究所的地質(zhì)學(xué)家埃爾瓦馬認(rèn)定這是一塊含有黃鐵礦的石頭,但有什么價(jià)值,還要根據(jù)這塊礦石追查一下來(lái)龍去脈,于是埃爾瓦馬決定親自前往調(diào)查,他來(lái)到標(biāo)本產(chǎn)地蓋密,縱橫穿越了好幾天,只發(fā)現(xiàn)一些含黃鐵礦或磁鐵礦的輝長(zhǎng)巖類巖石,從經(jīng)濟(jì)意義考慮,似乎沒(méi)有什么價(jià)值,再進(jìn)一步找尋,也無(wú)必要。
地質(zhì)學(xué)家的否定語(yǔ)言,無(wú)疑對(duì)馬蒂萊寧當(dāng)頭潑了一瓢冷水,但馬蒂萊寧并不甘心,要求埃爾瓦馬再耐心看一看,埃爾瓦馬見他態(tài)度懇切,深受感動(dòng),于是答應(yīng)再沿湖岸走一趟,說(shuō)來(lái)也巧,無(wú)意中在一條水渠的邊緣上采到一塊特別沉重的深灰色巖石,埃爾瓦馬仔細(xì)地觀察一番以后,認(rèn)定這是一種超基性的巖石,隨后又采了一些,帶回研究所作進(jìn)一步鑒定,不久,確認(rèn)這些巖石內(nèi)含有鉻鐵礦。如果含礦量到達(dá)可采標(biāo)準(zhǔn),那將是一處十分有價(jià)值的礦床,因?yàn)殂t是合成不銹鋼的重要原料,很多國(guó)家都在孜孜以求,列為緊缺的礦種。
這個(gè)信息傳到芬蘭政府的有關(guān)部門,極為重視,就在當(dāng)年組織了一批有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)勘探人員,包括地球物理探礦等,沿著深湖之濱展開野外調(diào)查研究工作。接著,又調(diào)來(lái)幾臺(tái)鉆機(jī),向地層深處打鉆,到1960年5月,傳來(lái)喜訊,有29個(gè)鉆孔都見到鉻鐵礦。于是乘勝追擊,繼續(xù)擴(kuò)大勘探地區(qū),并著手部份開采。到1985年,終于探明礦區(qū)內(nèi)的鉻鐵礦儲(chǔ)量竟高達(dá)1.1億噸,其中三分之一可以進(jìn)行露天開采。這在世界鉻鐵礦礦山中,也是極難得的。
如果說(shuō)這些礦是偶然巧遇的話,但它們的“礦苗”暴露卻與成礦的地質(zhì)條件有著密切的聯(lián)系,由表及里,從現(xiàn)象看本質(zhì),正是地質(zhì)找礦科學(xué)的重要依據(jù)。
就化石找礦的故事
那是40多年以前的事了。著名地質(zhì)學(xué)家謝家榮帶領(lǐng)一個(gè)小分隊(duì)地質(zhì)人員在安徽省淮河南岸八公山附近進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查。原先,他們被那里豐富多樣的三葉蟲化石吸引住了,幾大以來(lái),從這些化石的特點(diǎn)和類別上認(rèn)識(shí)到這里的寒武系可以進(jìn)一步劃分為若干組,因而比較順利地繪制了地質(zhì)圖。
一天,他們走完了山地,來(lái)到平原上,感到有些疲勞,打算找一處合適的地方暫時(shí)休息一下,山麓下有幾株大樹,樹下有幾塊比較平整的巖石,周圍綠草如茵,相當(dāng)幽靜,他們就各自找到位置,有的坐下,有的躺下。謝家榮也選了一處巖石,放下背包,也許是地質(zhì)人員習(xí)慣性的動(dòng)作,提起鐵錘,順手向旁邊的石灰?guī)r露頭敲去,剝下一個(gè)小石片,隨手掏出口袋里的放大鏡,觀察石片上剛打開的新鮮面,慢慢地順著視線找尋著。
“呵! 呀!”他驚奇地喊叫起來(lái)。原先,他以為這些石灰?guī)r地層也都屬于早期古生代的,沒(méi)有什么再研究的必要了。而眼前,在他手上的那塊標(biāo)本,卻突然出現(xiàn)一個(gè)石炭紀(jì)的“標(biāo)準(zhǔn)化石”,屬晚期古生代的,怎么不驚駭這個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)呢!
而這個(gè)發(fā)現(xiàn),并不在于化石本身有什么特殊的價(jià)值,只是在這大片的沖積平原底下將有可能埋藏著豐富的、諸如相鄰的蘇魯豫地區(qū)內(nèi)常見的二疊紀(jì)煤層,并為今后在這里尋找煤炭資源提供了更有把握的線索。這個(gè)意外的收獲,怎不使人喜出望外而驚叫起來(lái)呢?
接著,小分隊(duì)的隊(duì)員們也忘掉休息,圍繞在這片不大的石灰?guī)r露頭上敲打起來(lái),終于找到了更多的類化石。這時(shí),驟起的興奮把疲勞也驅(qū)散了,大家立即又投入到一場(chǎng)新的緊張的戰(zhàn)斗。
經(jīng)過(guò)兩個(gè)多小時(shí)的緊張的工作,終于在謝家榮的腦子里產(chǎn)生了一個(gè)比較肯定的結(jié)論——向北延伸的大平原底下,非常有可能掩埋著巨大的煤田,應(yīng)該建議有關(guān)部門進(jìn)行鉆探。
后來(lái),調(diào)運(yùn)來(lái)鉆機(jī),果然在平原底下鉆到了煤層,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步勘探,認(rèn)為這里的煤層具有開采價(jià)值。隨后,建立起淮南煤礦。1950年以后,在此基礎(chǔ)上,在淮河兩岸開展大規(guī)模的勘探,摸清了地下煤層的分布規(guī)律、范圍和儲(chǔ)量,并建立了許多新的礦井,如今已成為聞名全國(guó)的兩淮(淮南和淮北)煤田。當(dāng)人們走到哪里,無(wú)不懷念謝家榮的貢獻(xiàn),無(wú)不肯定一塊小小化石竟為國(guó)家立下如此偉大的功勞!
在70年代中國(guó)科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察隊(duì)的地質(zhì)工一作者深入到藏北無(wú)人區(qū)腹地,在昆侖山脈東部、西部和可可西里山麓,先后找到了二疊紀(jì)時(shí)期的類化石,陸上的單網(wǎng)羊齒與蕉葉羊齒植物群,從而證實(shí)了這里的晚期古生代地層與華南廣大地區(qū),包括江蘇、浙江、福建、江西、湖北、湖南至四川等省的同期地層同屬于一個(gè)類型,均是含煤沉積。因此,今后在藏北地區(qū)尋找煤炭資源是很有希望的。
人們所熟悉的石油,其埋藏的地方,也都和一定的地層層位有關(guān),例如大慶油田,形成于白堊紀(jì);勝利、大港、下遼河油田,形成于第三紀(jì)早期;其他油田,也都有自己的成油時(shí)期。要尋找石油,必須先找出這些含油的地層,而確定地層的時(shí)代,必須從研究和找尋化石開始。比如上述各第三紀(jì)早期含油地層中,產(chǎn)有豐富的介形類、輪藻、小型螺類等多門類化石。
以渤海灣各油田為例,最先在勝利油田就以化石找油獲得成功后,然后擴(kuò)大到大港、下遼河。如今,整個(gè)渤海地區(qū)的油田,都屬于同一種類型,化石的功勞可不!
實(shí)際的例子太多了,不需在此多舉。
間接找礦的故事
前面提到異常的地球化學(xué)環(huán)境會(huì)使人體或牲畜也反映出不正常的病態(tài)。地質(zhì)學(xué)家則利用這些“病態(tài)”進(jìn)行找礦呢!
李耀西,南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所的研究員,他談起50年代時(shí),在秦嶺山區(qū)工作,遇到過(guò)好幾個(gè)“麻風(fēng)病村”,村民們的主要癥狀是頭發(fā)和眉毛脫落,有的臉上還有紅斑,甚至糜爛。
人們常說(shuō),患了麻風(fēng)病,等于宣判“無(wú)期徒刑”,因?yàn)檫@是一種惡性傳染病,什么人見到都怕,對(duì)患者必須進(jìn)行嚴(yán)格的隔離。為此,當(dāng)?shù)卣畬?duì)這些“麻風(fēng)病村”施行若干的特殊政策,比如可以免交公糧,也不征購(gòu)禽蛋、家畜;非特別重大的事情,外界人一般也不進(jìn)村,村里人也不允許隨便出來(lái),于是形成幾個(gè)半封閉情況的社會(huì)群體,真有點(diǎn)像“世外桃源”。
后來(lái),政府派了一支麻風(fēng)病普查隊(duì)到這幾個(gè)村上進(jìn)行深入的檢查。檢查中出現(xiàn)了奇事,除少數(shù)幾個(gè)曾經(jīng)遣送到縣麻風(fēng)病醫(yī)院里進(jìn)行“治療”時(shí)偷跑回家有輕微的麻風(fēng)病癥狀外,其他的病人,無(wú)一是真正的麻風(fēng)病患者。
情況匯報(bào)到縣衛(wèi)生機(jī)構(gòu)以后,領(lǐng)導(dǎo)也感到犯難,正在此時(shí),遇到地質(zhì)隊(duì),就請(qǐng)教他們,地質(zhì)隊(duì)員說(shuō):“恐怕是放射性污染人體而得的病!”隨后,地質(zhì)隊(duì)員帶著檢查放射性的儀器到這些村落的附近,進(jìn)行放射性礦物普查,事情果然不出所料,村落附近的溪水中就含有嚴(yán)重超標(biāo)準(zhǔn)劑量的放射性物質(zhì),村民們長(zhǎng)期飲用這些水,經(jīng)受內(nèi)外輻射的作用,哪能沒(méi)反應(yīng)?此時(shí),地質(zhì)隊(duì)員的興趣卻轉(zhuǎn)移到尋找放射性礦床上去了。最后,終于在這些村落的上方山石間,找到原生的鈾礦,山水流過(guò)鈾礦區(qū),村民們喝了這些水,以致釀成“麻風(fēng)病”的禍害。
這樣,“麻風(fēng)病村”就成為找尋鈾礦的主要標(biāo)志,終于在秦嶺山區(qū)找到儲(chǔ)量豐富的鈾礦,為我國(guó)和平利用原子能做了重要的基礎(chǔ)工作。
對(duì)“麻風(fēng)病村”來(lái)說(shuō),由于病因查清楚后,根據(jù)地質(zhì)隊(duì)提供的安全地區(qū),進(jìn)行必要的移居工作,人們的健康也就有了保障。
受此啟迪,人們才意識(shí)到那些出現(xiàn)怪病的地方,也許是某種重要礦產(chǎn)資源的埋藏地。
從地名、古籍中找礦故事
我國(guó)是世界文明古國(guó)之一,我們的祖先在與自然界的斗爭(zhēng)中,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),其中有不乏記載,或流傳在民間的故事。特別如地名之類,往往能反映出古人在這里開過(guò)什么樣的礦。
例如湖北大冶鐵山,果然名不虛傳,整座山都是高品位的鐵礦石,從鐵山開始,1952年以后,經(jīng)過(guò)大力勘探,在地下發(fā)現(xiàn)更大的鐵礦,為武漢鋼鐵公司提供了數(shù)以千萬(wàn)噸的鐵礦原料。
以銅字命名的地名更多,如江西德興銅廠、安徽銅陵銅官山、湖北大冶銅錄山、山西中條山銅礦峪,南京附近的銅井、銅山等等。這些地方,確實(shí)都是銅的產(chǎn)地,并且自古以來(lái)就已開采,但由于古代采礦技術(shù)與打洞條件的限制,往往只能開采表面露頭不深的小部分銅礦,無(wú)法向地下縱深處延伸,F(xiàn)在,我們就在這些古老銅礦或廢棄不開的老礦基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步地質(zhì)調(diào)查、勘探,都擴(kuò)大了它們的儲(chǔ)量或礦區(qū)的范圍,取得了很高的經(jīng)濟(jì)效益,就在這些銅字輩的地方,如今建立起規(guī)?捎^的銅礦山。
有些地名,非銅非鐵,卻有其他金屬礦字眼,例如甘肅白銀市,原名白銀廠,50年代勘探后發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)厥且惶庮H具規(guī)模的黃鐵礦型銅礦。老百姓為何稱為白銀?不叫銅呢?原來(lái),這種類型的銅礦床表面確實(shí)存在一些銀礦。比如祁連山地區(qū)的一些銅礦,一般每噸也含銀幾克、幾十克、幾百克不等,當(dāng)達(dá)到100克以上的,夠銀礦的工業(yè)品位,可成為銀礦山了。也許最早從這種黃鐵礦型的銅礦表面上先認(rèn)識(shí)銀,名字就這樣叫開了。
湖南新化錫礦山,也是個(gè)以礦命名的,早在明代洪武元年(1368年)當(dāng)?shù)鼐用窬桶l(fā)現(xiàn)礦了,由于當(dāng)時(shí)不認(rèn)識(shí)銻,而且銻與錫的外貌特征又很像,于是就叫起錫礦山了。直到近代,經(jīng)地質(zhì)學(xué)家糾正,才知道這里是世界上儲(chǔ)藏銻礦最豐富的礦山,素有“世界銻都”之稱,但舊有的錫礦山之名卻留下了。
當(dāng)我們注意這些老礦區(qū)的遺址時(shí),往往還能看到古代開采的痕跡,如冶煉以后的爐渣,廢棄的礦石堆。古人冶煉技術(shù)不高,含礦量稍低的礦石都無(wú)法提取干凈。用現(xiàn)在的科技水平看,這些廢渣,廢石身上往往還能發(fā)現(xiàn)“高品位”的礦石呢!例如剛剛提到過(guò)的江西德興的班巖銅礦,開采歷史恐怕已經(jīng)有1000多年了,而山坡上的老礦硐有好幾處,“廢渣”、“廢石”堆上到處都是有用的礦石。從1954年開始,地質(zhì)隊(duì)在這里工作,連續(xù)幾年的勘探,終于探明這是一處屬于大型的銅礦山,現(xiàn)在已成為我國(guó)重要的銅礦基地。
就拿德興銅礦來(lái)說(shuō),當(dāng)?shù)夭粌H可見“廢渣、廢石”之類的自然證據(jù),而且當(dāng)?shù)氐目h志上還有詳細(xì)的記載:唐、宋以來(lái)就有人在此采銅和提煉硫磺的記錄。德興銅廠祝家的《祝氏宗譜》中也記載有:“明成化年間(1465—1487年)采銅頗盛”之語(yǔ)。清代人顧祖禹所作的《讀史方輿紀(jì)要》中也記述:“銅山(即銅廠)在德興東北三十里,唐置銅場(chǎng)處。山麓有膽泉,亦曰銅泉,土人汲以浸染,數(shù)日,輒類朽木,刮其屑鍛煉成銅”。如果用現(xiàn)代科技語(yǔ)言將這段文字加以注釋:膽泉者,即含有硫酸銅的泉水,鄉(xiāng)民們用硫酸銅溶液浸鐵而刮取銅粉的方法,實(shí)質(zhì)上是應(yīng)用簡(jiǎn)單的化學(xué)上的置換方法提取銅。我們的祖先,是多么聰明并富有首創(chuàng)精神。
北京附近,有一個(gè)地質(zhì)隊(duì)在那里找尋鐵礦,辛辛苦苦地找了好幾年,而且也動(dòng)用了鉆機(jī),結(jié)果還是沒(méi)有找到像樣的礦體,領(lǐng)導(dǎo)決定撤離,另找地方。而有些地質(zhì)隊(duì)員仔細(xì)地研究了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件,認(rèn)為還有希望,只是打鉆的部位沒(méi)有選準(zhǔn)的緣故。正在躊躇之際,他們想到古籍,于是找來(lái)當(dāng)?shù)氐目h志及其他有關(guān)的古書,詳細(xì)地翻閱了資料,最后認(rèn)為,應(yīng)把鉆機(jī)搬到“古礦區(qū)”去鉆,果然在地下深處打出優(yōu)質(zhì)厚層的礦體,使地質(zhì)隊(duì)又安定下來(lái),扎寨勘探、找到新的礦體所在地。
利用人體、動(dòng)物的特異功能找礦
幾百年前,在歐洲流傳著摩西用手杖敲擊巖石能尋找泉水的故事,好像有些神化了。但是,在德國(guó)卻有類似的記載:1550年,有一個(gè)德國(guó)礦工,利用自己的特異功能找尋到中斷的礦脈。
多年前,前蘇聯(lián)的報(bào)刊上報(bào)道了類似“摩西找水”的故事,他們邀請(qǐng)具有特異功能的人確定1462個(gè)找地下水的井位,其命中率高達(dá)92%,也有的還找到有價(jià)值的埋藏礦。
一位名叫奧萊格依瓦斯基的人,在黑海之濱的建筑工地上,以他的“自我感覺(jué)”,曾認(rèn)定平整的地表下有一個(gè)大溶洞。后來(lái),用地球物理勘探和打鉆的方法,果然證明這個(gè)人的預(yù)言,將大溶洞填平以后再施工建廠,消除了隱患。他還憑“自我感覺(jué)”發(fā)現(xiàn)了一處德國(guó)侵蘇期間的一個(gè)秘密地下彈藥庫(kù)。據(jù)他說(shuō),具有強(qiáng)“生物場(chǎng)”的人,都可感覺(jué)到彈藥庫(kù)與周圍環(huán)境之間有強(qiáng)烈的磁性或能量的差異,憑這種差異變化,能大致確定彈藥庫(kù)的范圍。
基于這些原因,前蘇聯(lián)科學(xué)院生物物理研究所(BPM)內(nèi)建立起一個(gè)專門的研究人體特異功能的機(jī)構(gòu),企圖尋找石油、地下水等。只是至今尚未見到他們的研究報(bào)告,據(jù)說(shuō),他們是在極為秘密的情況里進(jìn)行工作的,因?yàn)橐糜谲娛碌哪康摹?SPAN lang=EN-US>