孔令杰,楊 波
1.廣州市城市規劃勘測設計研究院,廣東 廣州 510060;2.包鋼集團礦山研究院(有限責任公司),內蒙古 包頭 014010
實物地質資料是指在地質勘查、礦產資源地質調查等地質科學研究工作過程中,按一定規范采集或經加工制取的的巖石標本、巖礦芯、光薄片、水系沉積物等相關資料[1],也包含了在地質工作中形成的文字、圖表、影像、電磁介質等(國務院令第349 號)。實物地質資料管理工作(包括樣品庫、文字圖表、影像等的收集整理、信息加工)可以實現如下功能:(一)向社會提供公益性服務,如輔助教學、科普教育(如博物館、科技館等);(二)系統性地開展科學研究,做到對某些地質問題(地質歷史、成礦機制等)的再認識和再研究。因此,實物地質資料管理是一個地區地質學相關研究的基礎性工作。
一般來講,實物地質資料具有以下特點:(1)客觀性;(2)不可再生性;(3)重復利用性;(4)易毀性。近年來,實物地質資料因其獨特的屬性,受到愈來愈多國家的廣泛重視[2-3]。
自20 世紀90 年代以來,我國的地勘工作得到發展,大量實物地質資料產生,實物地質資料的管理與服務工作逐漸受到重視。2000 年,中國地質調查局實物地質資料中心成立,進行國家實物地質資料庫建設。2002 年,國務院印發《地質資料管理條例》,2008 年國土資源部制訂了《實物地質資料管理辦法》,在2016 年第21 次部長辦公會議上審議并通過的《實物地質資料管理辦法》,進一步凸顯了實物地質資料管理工作的重要地位,表明國家在政策層面對實物地質資料的重視。
與此同時,我國實物地質資料的管理和研究工作不斷深入,眾多學者及管理人員對實物地質的資料的管理和服務進行了立體化的研究,提出了以國家、以省為單位對實物資料建立科學的管理體系并提供社會化的服務目標[4]。實物資料數據庫系統廣泛建立,如各省市的地質鉆孔數據庫平臺、巖芯圖像服務系統、國家館藏實物資料目錄系統、數字實物地質資料展廳等。
白云鄂博礦床是我國華北區域最大的礦床之一,已有大量學者對其中的礦石做了做了較為詳細的收集和測試,并對其成礦時代、成因等做了較多的研究,實物地質資料管理工作也相對完善,在本文中對實物地質資料做簡要整理和分析。
白云鄂博礦區位于華北古大陸板塊北緣與內蒙海西古大洋板塊碰撞帶附近,北枕興蒙造山帶,南與華北陸塊相接,東靠額爾古納旗-興安成礦帶,西鄰北山-天山成礦帶。白云鄂博礦床位于內蒙地臺北緣的狼山—白云鄂博裂谷系,出露地層包括中元古界都拉哈拉組、尖山組、中新元古界白云鄂博群、中生界白堊系固陽組及第四系。
白云鄂博礦床共有元素71 種,礦物175 種,產出的新礦物眾多,說明該礦床類型在同一礦床中發現諸多新礦物實屬罕見[5]。主要涉及的礦物有鐵礦物、鈮礦物、稀土礦物、鋯礦物、硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物、氧化物礦物等。由于該礦床礦物種類眾多,成礦條件復雜,因此以元古界下部的硅質、泥質和碳酸鹽質地層為基礎,在經歷加里東期的巖漿活動和隨后的鈉氟熱液強烈交代作用后,形成了多種奇特的礦物共生組合。
成礦時代方面,前人對之前的年代學研究進行了總結[6],認為白云鄂博礦床的成礦年齡可分為三期:第一期為中元古代,是最早期最主要的成礦年齡;之后的加里東期和華力西期,被認為是后期熱液改造的成礦年齡。
有學者通過在對白云鄂博礦床地質實物資料的收集和整理的基礎上,做了大量的巖石學、礦物學和地球化學研究工作,但對礦床成因類型的認識仍有很大分歧,可將其簡要歸納為4類[7]:(1)火成碳酸巖型,可再細分為侵入碳酸巖型和海相火山碳酸巖型,其基本觀點是成礦圍巖H8 是火成碳酸巖;(2)沉積型或沉積-熱液疊加型,基本觀點是礦床圍巖H8 是沉積成因的,成礦物質主要通過沉積作用富集。可進一步細分為沉積型和熱水沉積型(微晶丘成因);(3)后生熱液交代型,基本觀點是圍巖形成于中元古代,在后期熱液(加里東期)交代作用后形成該礦床;(4)地幔-原巖混合型,即礦床部分(如鐵礦和圍巖等)是沉積成因的,而部分元素(如稀土、鈮等)則源于地幔,礦床是沉積巖與地幔流體交代作用的產物。
白云鄂博鐵、鈮、稀土礦床資源儲量豐富,在國家建設中起到了重大作用,稀土資源約占國內外稀土總和的36%,世界影響力大,其實物地質資料的價值十分重要[2]。從白云鄂博礦床的基本研究現狀可以看出,該礦床的實物地質資料具有很高的重復利用價值。隨著科學技術及研究手段的深入,實物地質資料的研究可以進一步深化我們對于白云鄂博的礦物認識,同時對于解決礦床的成礦時代問題、礦床成因問題等各方面有很大幫助,對于進一步的地質勘查與找礦有一定的參考意義。
但目前白云鄂博礦床的地質實物資料工作仍存在一下問題:
(1)白云鄂博作為世界級礦床,暫時沒有一套完備的具有典型性、重要性、代表性的實物地質資料;(2)白云鄂博礦床自發現開采以來,前人進行了大量工作,但部分實物地質資料由于年代久遠失去了配套描述信息,部分在搬運途中遺失,部分因存放條件不理想而遭到破壞,因而資料不夠系統化和規模化。這些問題都嚴重影響了白云鄂博礦床全面研究工作的開展。
地質資料是地質工作中必不可少的珍貴的基礎性成果之一,具有極高的收藏和研究意義,隨著交通運輸水平和科技研究的提高,實物地質資料收集工作也相對便捷,以實物地質資料為基礎的信息數據庫等也將更好地為后續的地質工作服務。
現階段我國的實物地質資料工作主要以省份為單位,收集范圍廣,工作量巨大,應首先對國家級別的實物地質資料進行重點籌劃,將實物地質資料工作落實到重點研究區域,促進不同省份地質資料中心之間的交流與合作,使相關地區的實物地質資料更加系統化、專業化。
如白云鄂博礦床,破解有用礦物(元素)的賦存狀態始終是國內外地質學者的研究熱點,這對白云鄂博地區的實物地質資料產生了巨大需求。可以通過對礦區典型礦石、典型巖石和典型礦物的收集,完成對其拍照、鑒定、測試及保管,完善標本留存制度,并利用電子計算機自動數字化技術,初步建立白云鄂博部分標本、光薄片電子數據庫,不僅能強化對實物地質資料管理,充分發揮其科普教學和宣傳作用,而且能更直觀更全面地展示白云鄂博礦區的地質地貌等特征。此外,對有用礦物(元素)等地質資源的利用也會有很好的推動和助力作用。
實物地質資料作為解密地質歷史、重演板塊運動過程、模擬地質條件最原始、最基礎的證據,是研究地質歷史、保護和合理利用礦產等地質資源基礎,對于地球科學研究、礦產資源勘查開發、工程建設等均能有重要的參考價值。