奥林匹克坝归来谈创新与找矿

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奥林匹克坝归来谈创新与找矿

刘亮明

(中南大学计算地球科学研究中心)

2009年4月14至18日，到南澳大利亚洲首府Adelaide市参加第六届国际地质流体大会，会后考察了慕名已久的奥林匹克坝(Olympic Dam)矿床。还是在1989年时，曾听过一位澳大利亚地质学家对这个矿床的介绍，我就深深地被这个矿床所吸引，2002年在澳大利亚科学院进行访问研究时我又系统收集过这个矿床的资料，但一直没有机会到现场看看这个世界第一大矿床的真实面貌，这次总算了却了这个心愿。一天的考察，对奥林匹克坝而言只能算是“跑马观花”，但我也深深感受到了这个矿床的独特和魅力，更引起了更深层次的思考，于是乎产生了不少的感想。


感想一：科学探索真的不同于体育运动

    奥林匹克坝矿床现为全球最大的矿业公司必和必拓(BHP Billiton)所有，已探明的储量有5790万吨铜、170万吨氧化铀和2100吨金，为全球第四大铜矿、第一大铀矿和第四大金矿，总规模无疑是全球最大的矿床。为什么这个世界最大的矿床要取名为奥林匹克坝？难道这个举世无双的找矿发现也是在奥运精神鼓舞下取得的？

    1956年11月22日至12月8日，第16届夏季奥林匹克运动会在澳大利亚的Melbourne市举行，这是奥运会第一次在澳大利亚大陆举行，澳大利亚人民当然异常高兴，以至于远在Melbourne西北1300公里的Roxby Downs牧场主将这期间所修建一个用于拦积雨水喂养牲畜的小水坝也取名为奥林匹克坝。也就是在这届奥运会后几个月，澳大利亚西部矿业公司(WMC)启动了一个旨在元古代变质岩中寻找大型铜矿床的找矿勘查项目。Roxby Downs的牧场主做梦也没有想到，19年后，就在他所修的这个坝附近，WMC公司发现了全球最大的矿床，他所取的这个响亮的名字也就正也传给了这个矿床。由此可见，奥林匹克坝的发现其实与奥运会没有任何实际性联系，但对比奥运会举办和奥林匹克矿床的发现，可能会给我们更多的有意启示。

    奥林匹克坝矿床的成功发现比成功举办一次奥运会要漫长和复杂的多，1956年Melbourne奥运会之后，澳大利亚又于2000年成功地在悉尼举办了第27届奥运会。而奥林匹克坝矿床之后，在澳大利亚，乃至全世界范围至今还没发现第二个可以与奥林匹克坝相媲美的矿床。奥林匹克坝的发现经历了漫长而曲折的过程，这个过程远比申请和举办一届奥运会要艰难得多。就在Melbourne奥运会稍后几个月，WMC公司启动了寻找元古代变质岩中的大型铜矿床的找矿勘查项目，1975年才在奥林匹克坝附近完成了第一个见矿钻孔RD1，1976年才完成第一个打到主矿体的钻孔RD10，前后经历了20年，项目工作区域遍及了大半个澳大利亚，期间多次面临下马的局面，只因地质人员的力争才将项目坚持了下来。更加艰难是的，项目拖的时间越长，投资决策者所面临的风险和压力就越大，到RD1钻孔施工前，整个项目的投资已达2700万澳元以上，从投资总额上看肯定比举办一次奥运会要低，但奥运会的投资不管最后举办的奥运会成功与否，总会留下一批“场馆”，而找矿投资如果没有找到矿，其投资的收益就是零。当投资已超过2000万澳元，时间已拖了近20年，还未见到希望的成果时，投资决策者所面临的压力和风险是常人难以想象的。

    当然，这种漫长而艰难的过程是非常值得的，奥林匹克坝带给澳大利亚人民的财富远不是举办一两次奥运会所能比的，所增加的财富足以使澳大利亚的人均富裕程度在全世界的排名前进1位。

    国人历来习惯于以运动会的方式来突击开展各项活动，谓之“集中力量办大事”，这种方式可以实现奥运会的成功举办，而用之于科学研究和地质找矿就未必能取得相应的效果。“富铁会战”并未找到任何富铁矿床，“超大型矿床攻关”也未找到任何超大型矿床，因为找矿和科学研究其实与开运动会相差甚远，找矿和科学研究都是逐渐接近真理的过程，是需要积累的，要想通过运动会式的突击取得“立竿见影”的成果是不现实的，试想，在牛顿时代，无论集中多少个“牛顿”去突击，能创造出“相对论”吗？迄今为止的538位诺贝尔科学奖获得者中又有哪一位的成果是通过运动会式的突击取得的？


感想二：博士研究生其实可在科学创新中大有作为

    奥林匹克坝矿床最神奇之处还在于它的规模之巨大，而是在于它的“深”和“新”：整个矿床上面有超过350米厚的覆盖层，地表没有任何矿化显示；之前在世界上还没有发现任何一个相同类型的矿床。很显然，这种矿床的发现是科技创新的巨大成就。在这巨大的科技创新成就中，发挥关键作是两位博士研究生所完成的学位论文。一位是澳大利亚国立大学（Australia National University）的博士研究生——Douglas Haynes，他受WMC公司资助1972完成了博士学位论文，他在论文中创立了“元古代玄武氧化可以形成大型铜矿体”的概念模式。另一位博士研究生则是阿德莱德大学（University of Adelaide）的Tim O’Driscoll，他受包括WMC在内的数家矿业公司资助于1968年完成了博士学位论文，在论文中他总结了大型构造对大型矿床的控制规律，创立了“线型构造交叉控矿”的概念模式。他们两人所创立的模式成为了WMC选择勘查目标的主要理论工具，也是后来将勘查目标区锁定在奥林匹克坝的主要依据。我们今天重温这段历史，在赞赏Haynes和O’Driscoll两位博士研究生的创新能力的同时，更应该赞赏WMC公司之伟大——能如此重视两位博士研究生的研究成果。如果在中国，两位博士研究生难免不会被众多院士和名人所淹没。我们在感叹当今中国博士研究生创新能力不足的同时，是否也应该反思我们的体制和创新环境。


感想三：失败距成功有时只有一步之遥

    虽然我们中国自古就有“失败乃成功之母”的说法，但这只是哲学意义上的，或者只是对失败者的一种劝慰，现实社会对失败者和成功者总是表现出截然不同的态度。事实上，作为探索性的科学研究和找矿而言，其巨大失败和巨大的成功之间并不总是存在天壤之别，相差的有时只是一小步，如果迈过去了，就会是巨大的成功，如果迈不过去，则会是巨大的失败。

    在奥林匹克坝矿床的勘查过程中曾有几次差点因这么一小步而使整个项目沦为巨大的失败。当RD1钻孔在盖层之下打到了矿体时，现场地质人员并没有发现，岩心被描述成“粗粒的赤铁矿的杏仁状基性火山岩”，因为整个勘查战略是基于玄武岩氧化成铜模式的，勘查人员头脑中有很深的玄武岩氧化成铜的思想，强烈地希望发现氧化玄武岩，结果当看到貌似玄武岩的岩石时，就被理所当然地描述成玄武岩。只是由于WMC有严格的技术规范，需要验证所发现的“玄武岩”是不是真的发生了铜的亏损，才对岩心进行测试分析，结果发现是38m长的含Cu达1%以上的岩心，岩石是由石英、绢云母、赤铁矿、长石和辉铜矿组成，决非基性火山岩。如果不是WMC的严格的技术规范，就很可能因为现场地质人员的先入为主的失误而错失Olympic Dam矿床的发现。RD1钻孔的发现无疑大大增加WMC公司找到大型铜矿床的信心，但随后施工的8个钻孔又毫不留情地打击了他们的信心，都未打到有经济价值的矿体，其中5个孔还未见任何矿化，而此时在奥林匹克坝的勘查投资已花费300万澳元，使整个项目的投资已达到3000万澳元以上，项目是否继续又成决策者需面对的难题，只因地质技术人员认识到已发现的大规模角砾岩化和蚀变作用的成矿意义才说服决策者使项目得以继续，终于在第10个钻孔RD10打到了厚度达170米、平均含铜品位达2.1%的主矿体，实现了WMC公司的“元古代变质岩中找铜”项目的巨大成功，投资获得了超额的回报。如果当初现场技术人员在描述RD1岩心时的错误没能及时被更正，如果在RD9之后不再施工RD10，WMC公司很可能就会与这个世界上最大的矿床失之交臂，“元古代变质岩找铜”项目就会成为一个巨大失败。

    WMC公司之所以能在关键时刻迈过这一小步而最终取得巨大的成功，其原因有四个方面：一是它具有长远的规划，能将一个项目坚持20年；二是它具有严格的技术规范，能极时纠正技术人员的个人失误；三是它拥有一批十分优秀的技术专家，而且不是论资排辈的技术专家；四是它具有完善的科学决策机制，决策决非管理者拍脑袋定的，而是充分听取了技术专家的意见。

    自然世界的复杂性决定了科学探索的两个方面的特征：一是科学家在探索自然过程中所创立的理论不可能十全十美，有时离真理可能还有相当大的距离，最终发现的奥林匹克坝矿床与Douglas Haynes当初所创立的玄武岩氧化成铜模式也相差甚远；二是科学家的眼睛常常也会被假象和流行的某种观念所蒙蔽，正WMC专家当初在描述RD1岩心时一样。所以科技创新过程，我们不仅需要容许失误的创新环境，更需要纠正失误的创新机制，这种机制主要应该来自两个方面，一是严格的技规范，二是开放的学术氛围中充分的学术交流，假象可以一时地蒙蔽一些人，但不可能永远地蒙蔽所有的人。


    奥林匹克坝留待我们思考的还有很多很多，何时我们才能在中国的大地上取得一个像奥林匹克坝这样的找矿发现，其难度可能并不亚于中国学者获得诺贝尔奖，这决不是钱和技术的问题。

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真实感受，奥林匹克坝典型的盲区找矿案例