7 gương mặt vàng trong câu lạc bộ khai khoáng 100 tỷ USD

Giá vàng hôm nay 10/9: Vàng thế giới vượt 4.400 USD/ounce

Trong cuộc đua ấy, trí tuệ nhân tạo đang trở thành công cụ giúp các nhà địa chất lựa chọn chính xác hơn nơi hạ những mũi khoan đầu tiên.

Phần mềm mô hình hóa ngầm định (implicit modelling) 3D dành cho ngành khai khoáng, giúp các nhà địa chất diễn giải dữ liệu một cách nhanh chóng, trực quan và chính xác. Nguồn: Seequent

Tại sao phải mất gần 20 năm mới có một mỏ vàng?

Trong nhiều thế kỷ, hình ảnh người đi tìm vàng luôn gắn với chiếc cuốc, cái xẻng, tấm bản đồ cũ và một chút may mắn. Nhưng nếu bước vào trung tâm điều hành thăm dò của Newmont, Barrick hay Rio Tinto ngày nay, bạn sẽ không nhìn thấy bất kỳ chiếc cuốc nào. Thay vào đó là những màn hình phủ kín dữ liệu địa chất ba chiều, ảnh vệ tinh độ phân giải cao, kết quả phân tích địa hóa, tín hiệu từ máy bay không người lái, dữ liệu địa vật lý và các mô hình trí tuệ nhân tạo đang tính toán vị trí đặt mũi khoan tiếp theo.

Cuộc đua tìm vàng của thế kỷ XXI đã thay đổi tận gốc. Đó không còn là cuộc cạnh tranh của sức người, mà là cuộc cạnh tranh của dữ liệu, thuật toán và năng lực xử lý hàng triệu điểm thông tin địa chất. Nhiều người hình dung việc phát hiện một mỏ vàng khá đơn giản: tìm thấy vàng rồi khai thác. Nhưng thực tế hoàn toàn khác.

Một mỏ vàng thương mại phải đi qua cả một chuỗi công việc kéo dài nhiều năm. Mọi thứ thường bắt đầu từ những dấu hiệu rất nhỏ: vài hạt vàng trong lòng suối, một dị thường từ trường, tín hiệu địa hóa bất thường hay một điểm đáng chú ý trên ảnh vệ tinh. Từ những manh mối ban đầu ấy, doanh nghiệp triển khai hàng chục, hàng trăm, thậm chí hàng nghìn mét khoan để xác định xem dưới lòng đất có thực sự tồn tại thân quặng hay không.

Nếu kết quả khoan cho thấy triển vọng, các nhà địa chất sẽ sử dụng toàn bộ dữ liệu thu thập được để ước tính lượng vàng đang nằm dưới lòng đất theo những bộ tiêu chuẩn quốc tế được áp dụng rộng rãi như JORC (Australia), NI 43-101 (Canada) hay SAMREC (Nam Phi).

Ở giai đoạn này, doanh nghiệp mới chỉ có thể khẳng định dưới lòng đất có bao nhiêu vàng và mức độ tin cậy của các số liệu ấy. Trong ngành khai khoáng, phần vàng đã được xác định về mặt địa chất này được gọi là tài nguyên khoáng sản (Mineral Resource).

Tuy nhiên, có vàng dưới lòng đất không đồng nghĩa với việc có thể mở mỏ để khai thác. Muốn tiến thêm một bước, doanh nghiệp phải chứng minh rằng lượng vàng đó có thể khai thác bằng công nghệ hiện có, với chi phí hợp lý, bảo đảm an toàn và mang lại hiệu quả kinh tế. Khi đáp ứng được những điều kiện này, phần tài nguyên đủ điều kiện khai thác sẽ được gọi là trữ lượng khai thác (Mineral Reserve).

Để đi đến kết luận này, doanh nghiệp còn phải thực hiện hàng loạt công việc như nghiên cứu phương án khai thác, tính toán hiệu quả đầu tư, đánh giá tác động môi trường, xin cấp phép, đồng thời chuẩn bị toàn bộ hạ tầng gồm nhà máy tuyển, đường vận chuyển, hệ thống điện, nước và khu chứa chất thải. Chỉ khi toàn bộ chuỗi công việc ấy hoàn thành, những ounce vàng đầu tiên mới có thể được đưa ra khỏi lòng đất.

Theo nhiều thống kê của ngành khai khoáng, từ khi phát hiện dấu hiệu khoáng hóa đến khi mỏ đi vào sản xuất thường mất khoảng 15 - 20 năm; với các dự án quy mô lớn hoặc nằm ở vùng hẻo lánh, thời gian này có thể vượt quá 25 năm. Không ít dự án còn dừng lại giữa chừng vì giá vàng giảm, chi phí tăng, không được cấp phép hoặc không chứng minh được hiệu quả kinh tế.

Tự động sắp xếp và tối ưu hóa ảnh lõi khoan trong Imago. Nguồn: Seequent

Điều đó lý giải vì sao mỗi phát hiện lớn luôn được thị trường đặc biệt quan tâm. Một mỏ vàng mới không chỉ là kết quả của một mũi khoan, mà là thành quả của hàng nghìn ngày khảo sát, hàng triệu USD đầu tư và hàng chục năm kiên trì.

Nhà đầu tư kỳ cựu trong ngành khai khoáng Pierre Lassonde từng đúc kết một câu nói nổi tiếng: Những khu vực quanh mỏ đang khai thác thường là nơi doanh nghiệp ưu tiên tìm kiếm thân quặng mới.

Câu nói này phản ánh một thực tế địa chất: nhiều mỏ lớn trên thế giới không được phát hiện ở những vùng hoàn toàn mới, mà từ việc tiếp tục mở rộng nghiên cứu quanh các mỏ đã biết.

Với các doanh nghiệp khai khoáng, thời gian là yếu tố không thể rút ngắn bằng ý chí. Một mũi khoan có thể chỉ mất vài ngày để hoàn thành, nhưng để biến kết quả của mũi khoan ấy thành một mỏ vàng đang hoạt động có thể cần tới gần một phần tư thế kỷ.

Một lỗ khoan có giá hàng chục nghìn USD

Nếu coi một mỏ vàng là một cuốn sách thì lõi khoan chính là những trang đầu tiên. Mọi quyết định đầu tư hàng trăm triệu, thậm chí hàng tỷ USD của một dự án khai khoáng sau này đều bắt đầu từ những mẫu đá đường kính chỉ vài centimet được đưa lên từ lòng đất.

Ngày nay, ngành khai khoáng chủ yếu sử dụng hai phương pháp khoan thăm dò. Khoan tuần hoàn ngược (Reverse Circulation - RC) là phương pháp có tốc độ nhanh và chi phí thấp. Mũi khoan nghiền đá thành các mảnh vụn nhỏ, sau đó khí nén đưa mẫu đá lên mặt đất để phân tích. RC thường được sử dụng trong giai đoạn đầu nhằm xác định nhanh khu vực có dấu hiệu khoáng hóa hay không.

Nếu ví việc tìm vàng giống như khám bệnh, thì RC tương tự một cuộc khám sức khỏe tổng quát: nhanh, tiết kiệm và đủ để phát hiện những dấu hiệu bất thường cần được kiểm tra sâu hơn. Khi triển vọng địa chất trở nên rõ ràng hơn, các doanh nghiệp sẽ chuyển sang khoan lõi bằng kim cương (Diamond Drilling). Đây là phương pháp đắt hơn đáng kể nhưng cũng mang lại giá trị khoa học cao nhất. Thay vì nghiền đá, mũi khoan sử dụng đầu cắt gắn kim cương công nghiệp để lấy lên một lõi đá hình trụ gần như nguyên vẹn.

Đối với các nhà địa chất, lõi khoan giống như "hồ sơ bệnh án" của lòng đất.

Từ một lõi đá chỉ dài vài mét, họ có thể đọc được lịch sử hình thành của thân quặng: cấu tạo đá, hệ thống khe nứt, các mạch thạch anh, khoáng vật sulfide, dấu hiệu biến đổi nhiệt dịch, tuổi địa chất và đặc biệt là sự phân bố của vàng cùng nhiều nguyên tố đi kèm.

Sau khi được đưa lên mặt đất, mỗi đoạn lõi đều được chụp ảnh, đo đạc, ghi chép và mô tả chi tiết trong quy trình gọi là core logging. Đây là công việc đòi hỏi nhiều kinh nghiệm và có thể kéo dài hàng tuần hoặc hàng tháng đối với một chương trình khoan lớn.

Những chương trình thăm dò quy mô của các tập đoàn như Newmont, Barrick hay Agnico Eagle thường tạo ra hàng chục nghìn, thậm chí hàng trăm nghìn mét lõi khoan. Các lõi đá được xếp ngay ngắn trong những khay chuyên dụng và lưu giữ nhiều năm, thậm chí nhiều thập kỷ, bởi khi công nghệ phân tích phát triển hơn hoặc mô hình địa chất được cập nhật, chúng vẫn có thể mang lại những phát hiện hoàn toàn mới.

Theo các nhà thầu khoan quốc tế, chi phí khoan lõi bằng kim cương thường dao động từ khoảng 100 đến hơn 300 USD cho mỗi mét khoan, tùy điều kiện địa chất, độ sâu và vị trí dự án. Vì vậy, một lỗ khoan sâu vài trăm mét đã có thể tiêu tốn hàng chục nghìn USD, còn một chương trình khoan kéo dài nhiều chục nghìn mét thường đòi hỏi ngân sách lên tới hàng triệu USD.

Đó là lý do vì sao mỗi mét lõi khoan đều được các nhà địa chất xem như một "dòng dữ liệu" quý giá. Một quyết định đặt sai vị trí mũi khoan có thể khiến doanh nghiệp mất hàng trăm nghìn USD, nhưng một mũi khoan đúng chỗ lại có thể mở ra cả một mỏ vàng mới.

Nếu cuộc cách mạng đầu tiên của ngành khai khoáng là máy khoan cơ giới, cuộc cách mạng thứ hai là công nghệ địa vật lý, thì trong khoảng 5 năm trở lại đây, trí tuệ nhân tạo (AI) đang mở ra một bước ngoặt mới.

Tuy nhiên, việc dữ liệu làm thay đổi cách tìm vàng thực ra đã bắt đầu từ trước khi AI bùng nổ.

Năm 2000, Goldcorp (Canada) gây chấn động ngành khai khoáng khi công khai toàn bộ dữ liệu địa chất của mỏ Red Lake và tổ chức cuộc thi Goldcorp Challenge với tổng giải thưởng 575.000 USD. Hơn 1.000 nhà địa chất, nhà toán học và chuyên gia xử lý dữ liệu từ khắp thế giới tham gia phân tích. Kết quả, họ đề xuất hơn 100 vị trí khoan mới, trong đó nhiều vị trí sau này dẫn tới những phát hiện quan trọng và góp phần mở rộng đáng kể trữ lượng của mỏ Red Lake.

Câu chuyện này được xem là một trong những cột mốc đầu tiên cho thấy sức mạnh của việc khai thác dữ liệu trong ngành khai khoáng. Hai thập niên sau, AI đang đưa quá trình phân tích ấy lên một quy mô hoàn toàn mới.

Mô hình khối BlockSync trong Leapfrog hiển thị sự biến động ước tính về hàm lượng vàng dọc theo kết quả khoan. Nguồn: Seequent

Nếu trước kia một nhà địa chất phải mất nhiều tuần, thậm chí nhiều tháng để đọc từng mét lõi khoan, đối chiếu bản đồ địa chất, ảnh vệ tinh và kết quả phân tích hóa học, thì ngày nay AI có thể xử lý đồng thời hàng triệu điểm dữ liệu chỉ trong thời gian rất ngắn.

Các mô hình học máy (Machine Learning) được huấn luyện từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau như địa hóa, địa vật lý, kết quả khoan tích lũy nhiều năm, ảnh vệ tinh, bản đồ cấu trúc địa chất và dữ liệu của các mỏ đã khai thác thành công. Từ đó, AI tìm kiếm những quy luật mà mắt người rất khó nhận ra.

Tuy nhiên, AI không thay thế nhà địa chất. Nó cũng không thể khẳng định dưới lòng đất có vàng hay không. Điều AI làm tốt nhất là giảm mức độ bất định trong quyết định đầu tư.

Theo hãng tư vấn McKinsey & Company, việc kết hợp dữ liệu số, tự động hóa và AI đang giúp nhiều doanh nghiệp khai khoáng nâng cao đáng kể hiệu quả thăm dò, rút ngắn thời gian phân tích và cải thiện tỷ lệ thành công của các chương trình khoan.

Có một nghịch lý khá thú vị trong ngành khai khoáng: Người phát hiện ra mỏ vàng nhiều khi không phải là người khai thác mỏ vàng. Ở giai đoạn đầu thường là các Junior Exploration Companies - những doanh nghiệp chuyên về thăm dò. Họ có quy mô nhỏ, doanh thu hạn chế, chấp nhận mức độ rủi ro rất cao và gần như chỉ có một mục tiêu duy nhất: tìm ra một phát hiện đủ lớn để chứng minh giá trị địa chất.

Khi tài nguyên đã được xác định và dự án đủ sức hấp dẫn, các doanh nghiệp này thường bán lại, sáp nhập hoặc liên doanh với các tập đoàn khai khoáng lớn. Đó là thời điểm những Major Mining Companies như Newmont, Barrick, Agnico Eagle hay AngloGold Ashanti bước vào.

Với nguồn vốn hàng tỷ USD cùng kinh nghiệm phát triển dự án trên toàn cầu, họ có khả năng xây dựng nhà máy tuyển, hệ thống điện, đường vận tải, hồ chứa chất thải và vận hành mỏ trong nhiều thập kỷ.

Bên cạnh đó, ngành khai khoáng còn hình thành những mô hình tài chính rất đặc thù như Royalty và Streaming. Thay vì trực tiếp sở hữu mỏ, các nhà đầu tư cung cấp vốn cho dự án để đổi lấy quyền hưởng một phần doanh thu hoặc quyền mua vàng trong tương lai với mức giá đã được thỏa thuận từ trước.

Theo Hội đồng Vàng Thế giới (World Gold Council), chính sự kết hợp giữa vốn đầu tư mạo hiểm, các tập đoàn khai khoáng lớn và những mô hình tài chính chuyên biệt đã tạo nên một hệ sinh thái giúp ngành vàng có thể theo đuổi các dự án kéo dài hàng chục năm trước khi tạo ra ounce vàng đầu tiên.

Có thể AI sẽ không bao giờ thay thế được những nhà địa chất giàu kinh nghiệm. Nhưng AI đang giúp họ đặt những mũi khoan chính xác hơn, nhanh hơn và tiết kiệm hơn. Cuộc cách mạng lớn nhất của ngành khai khoáng vì thế không nằm ở việc máy móc đào sâu hơn, mà ở việc con người hiểu lòng đất nhiều hơn trước khi mũi khoan đầu tiên được hạ xuống. Và biết đâu, chính những mũi khoan được AI hỗ trợ lựa chọn hôm nay sẽ mở ra những mỏ vàng cung cấp nguồn nguyên liệu cho thế giới trong hai hoặc ba thập niên tới.

Thiên Hương