全国新一轮找矿突破战略行动成果井喷式涌现原因分析
◎ 周敖日格勒 张健 张志斌 张宝松 崔森 张玙 韩小锋
编者按:总结经验是为了更好地前行。本文作者从成矿条件优越、工作程度提升、科技进步赋能、央-地-企协同攻关等4个方面,对全国新一轮找矿突破战略行动成果井喷式涌现的原因进行了细致分析,总结好的经验和做法,为打好新一轮找矿突破战略行动“十四五”收官战、谋划好“十五五”良好开局提供参考借鉴。
成矿条件优越是找矿行动重大突破的基石
全球矿产资源主要分布在环太平洋成矿域、特提斯成矿域、古亚洲洋成矿域以及冈瓦纳成矿域。我国大地构造位置极为优越,分布在全球四大成矿域之环太平洋成矿域、特提斯成矿域、古亚洲洋成矿域交汇部位。从板块构造观点看,重要成矿区带多处于大地构造的交界部位,地质构造复杂,岩浆作用、变质作用强烈,成矿构造环境、成矿作用类型、成矿物质来源、成矿时代等呈现多样性,以至于我国不管是能源矿产还是金属非金属矿产,种类齐全且资源潜力巨大。
地跨中国的全球三大成矿域,在地质历史上经历了不同的演化过程。受其影响,我国不同地区的成矿特征存在显著差异,形成了具有区域特色的矿床类型,资源规模、品质等均有显著差异。古亚洲成矿域的成矿与古亚洲洋在加里东期、华力西期的构造演化过程密切相关,形成了多种类型的矿床,如与中奥陶世岛弧型基性火山岩相关的铜、金矿床,与中酸性侵入岩有关的铁、铜、钼矿床等。特提斯构造域则与喜马拉雅期、印支期的构造活动有关,成矿作用主要包括与中-中酸性、基性-超基性有关的岩浆型矿床,以及与海底火山喷发有关的块状硫化物型矿床等。太平洋构造域则主要控制了我国东部的成矿作用,特别是燕山期和喜马拉雅期的成矿作用,矿床类型以斑岩型、矽卡岩型、浅成低温热液型等为主,同时还包括了与沉积作用有关的矿床等。
中国矿产分布范围极广,在全国各省(自治区、直辖市)乃至绝大多数县级行政区均分布有不同种类的矿产。从宏观上看,某些矿产资源具有明显的地区分布特征,如煤炭资源主要分布在华北和西北地区,而石油和天然气则相对集中在东北、华北和西北等地。具体来看,中国矿产的成矿差异性主要表现为:一是在某些地区,如南岭、横断山脉、长江中下游等地,各类矿产或某类矿产丰度极高,构成矿产富集区(带);而大部分地区矿产丰度一般,或仅某矿种比较富集。二是不同矿种集中分布于某些地区。例如50%的铁矿集中在辽宁、河北、四川三省,铜矿探明储量集中于西藏冈底斯、玉龙,以及江西德兴、长江中下游、甘肃白银厂、山西中条山及黑龙江多宝山等地;80%的磷矿分布在云南、贵州、四川、湖北、湖南五省;钨、锡矿集中分布于南岭;煤矿主要产于华北与西北,而山西、陕西、内蒙古、新疆四省(区)的探明储量占全国总储量的2/3以上。三是不同类型的成矿构造单元中分布有不同类型的矿产。石油、天然气及其他一些沉积矿产主要赋存于各个时代、各种类型的沉积盆地中;在古老变质杂岩分布区分布有沉积变质类型铁矿及其他变质矿产;在造山带或地台边缘,往往分布有各类内生矿产等。四是不同时代的矿产聚集于不同类型的地质构造单元。从全国范围看,西北一些造山带主要为古生代形成的内生矿床;滨太平洋构造带矿产多形成于燕山期;青藏高原及滇西内生矿产主要形成于喜马拉雅期。五是我国前寒武纪变质岩系中赋存有丰富的石墨、菱镁矿、滑石等矿产,但尚未发现国外常见且规模较大的风化淋滤型富铁富锰矿、砾岩型金铀矿、层控型铀铜金矿等。
我国成矿时代跨度极大,几乎涵盖了地球地质历史的各个时期,从太古宙到新生代,各个时代均有重要矿床形成,不同时代的矿床具有不同的成矿条件和禀赋特征,这是我国矿产资源丰富、多样的重要原因之一。例如,太古宙形成的矿床往往与古老的变质岩系有关,主要形成变质成因铁矿床,如鞍山铁矿;元古宙是海相沉积矿床和变质矿床的重要成矿期,形成了许多大型、超大型矿床,如白云鄂博稀土-铁-铌矿床;古生代是海相沉积型块状硫化物铜多金属矿床和与岩浆活动有关的热液矿床的重要成矿期,如云南东川铜矿、甘肃金川镍矿等;中生代是陆相火山岩型、斑岩型、矽卡岩型等多种类型矿床的重要成矿期,如江西德兴铜矿、安徽铜陵铜矿等;新生代主要形成与沉积作用有关的矿床,如石油、天然气等,与岩浆活动有关的有色、贵金属矿床也很发育。
鄂尔多斯盆地特大型铀矿野外现场交流。 中国地质调查局天津地质调查中心 供图
工作程度提升是找矿突破新成果涌现的前提
数十年来,我国共发现重要固体矿产各类异常几万处,目前检查异常数仅占34.92%,验证异常数占检查异常数的29.06%,大部分有找矿前景的异常有待进一步检查和验证。2006~2013年开展的全国矿产资源潜力评价成果显示,我国重要固体矿产的资源查明率分别为:铁31.03%、铝19.78%、金30.52%、铜28.06%、铅锌27.78%、钨24.01%、稀土33.77%、锑28.33%、钾35.06%、磷28.39%、镍32.21%、锰28.6%、银33.32%、钼23.56%、锡30.27%、铬25.79%、菱镁矿18.94%、硬岩锂36.62%、卤水锂18.78%、重晶石22.99%、硼矿33.27%、萤石25.4%、硫铁矿25.29%、煤炭28.68%。上述矿产资源查明程度平均为28%。与查明资源储量相比较,在未查明资源中,铁、金等矿产仍有1倍以上的找矿潜力,铜、铅锌、铝土矿等约有2~3倍的找矿潜力。
与世界矿业发达国家相比,我国大中型矿山的开采深度和勘查深度相对较浅。我国铁、铜、金、煤等主要固体矿产的开采深度在300 米以浅、300~500米和大于500米的矿山各占1/3左右,开采深度超过1000米的矿山不足20座。勘查深度在400~1000米,平均约500米,明显小于加拿大、南非、美国、澳大利亚等矿业发达国家平均勘查深度。尽管我国矿山探采深度不大,但根据全国资源潜力评价报告(2014年),我国矿产资源2000米以浅的预测资源量巨大,重要矿产资源2000米以浅的预测资源量都在已探明资源量的两倍以上。例如,2000米以浅预测资源量与查明资源储量相比,锑是查明资源储量的5.3倍;铅锌、金为4.3~4.5倍;钨、菱镁矿、铬铁矿、锰、钼、重晶石为3.5~3.8倍;硬岩锂、稀土、煤炭、银、硫铁矿为3~3.2倍;硼、磷、铁、铜、锡为2.6~2.7倍;镍、钾盐分别为2、2.2倍。以上事实表明,我国深部矿产资源潜力依然巨大,矿山深部仍有很大的找矿空间。
新一轮找矿突破战略行动实施以来,中国地质调查局统一部署,央-地-企协同攻关,围绕全国26个重要成矿区带、85个战略性矿产资源保障区和136个大型资源基地开展了区域矿产地质调查、区块优选和重要矿山深边部找矿等基础性、公益性、战略性地质调查工作,全国重要区带基础地质工作程度、异常查证率和重要矿山勘探深度均有所提升,夯实了多个大型-超大型铜、金、铝土矿、锰、铬、钒钛铁、钨锡、稀土等战略性矿产资源基地的资源基础,形成了一批新的油气、铀、镍钴、铌钽、锆铪、高纯石英和氦气等战略性矿产地,圈定了一大批重要的战略性矿产找矿靶区。
科技进步赋能找矿突破促进了新成果涌现
科技创新推进新一轮找矿突破战略行动成效显著。一是卫星遥感技术在青藏高原和新疆等裸露地区斑岩-浅成低温热液型铜金找矿中提供了有效指导作用。二是取得中重稀土找矿评价理论创新,提出轻重稀土地球化学基线比值3.5作为寻找中重稀土矿的重要找矿标志;研发了离子吸附型稀土矿地球化学勘查方法技术系列,攻克了红土植被覆盖区难以发现中重稀土矿找矿难题。三是创新提出了鄂尔多斯盆地泾川地区砂岩型铀矿新构造流体耦合成矿的认识,建立砂岩型铀矿“跌宕”成矿模式,开辟了新类型找矿空间。四是创新研发出低品位难选冶铌资源的“磁重协同预富集-正反浮选-选择性矿相重构焙烧-磁选”等新技术,实现了铌资源的高效利用,直接盘活鄂西北竹山-竹溪地区铌资源92.9万吨。五是创新提出“承袭式”成钾理论新认识,为柴北地区新区、新层系深层卤水钾盐找矿指明方向,实现大浪滩-黑北洼地深层钾盐重大突破;创立了锂矿“多旋回深循环内外生一体化”成矿理论,提出成矿预测准则,形成锂能源金属大型资源基地调查评价的方法体系;建立了硬岩型锂矿“五层楼+地下室层脉组合”勘查模型,效果显著;提出四川盆地卤水型锂矿深部成矿构造模式,拓展了深部找矿前景。六是利用矿产资源采选冶新技术,通过资源储量再评价,钒矿新增资源量超过1200万吨,相当于发现了12个大型矿床。七是创新高纯石英4N8级提纯加工技术,利用河南、新疆高纯石英原料实现可制备坩埚中外层级工艺突破,有望实现坩埚内层级原料提纯技术突破。八是整合地质、地球物理、化学分析数据,通过大数据技术优化找矿靶区,通过机器学习分析历史地质数据和勘查成果,快速识别成矿潜力区域,大幅缩短了找矿周期。
央-地-企协同攻关为找矿突破提供了制度保障
在自然资源部党组的统一领导下,中国地质调查局统筹推进新一轮找矿突破战略行动各项工作落实落地。一是强化顶层设计,统筹工作部署。组织召开多次局找矿领导小组全体会议,明确全局找矿行动工作重点。编制局新一轮找矿突破战略行动重点工作并下发相关局属单位,统筹推进找矿各项工作。二是强化实施保障,做好技术支撑。调整局新一轮找矿突破战略行动领导小组及下设机构,实现全国、大区和各省(区)三级支撑体系技术专家各司其职,协调联动,为找矿行动做好全方位技术支撑。三是坚持问题导向,研究制定“十四五”找矿目标完成难度大矿种的“一矿一策”方案。综合分析勘查进展、找矿难度、后备选区等因素,厘定资源量目标完成各类矿种,从“找、评、攻”3个方面制定“一矿一策”落实方案并由自然资源部办公厅印发。四是组织编制“一基地一方案”。围绕136个大型资源基地建设,按照“一基地一方案”推进要求,全面梳理工作基础,细化分解找矿目标,明确央地企责任分工,科学测算经费需求,针对性强化条件保障,确保大型资源基地建设目标落实落地。五是统筹全局钻探工作。围绕大型资源基地建设,聚焦紧缺战略性矿产,特别是对目标任务完成难度较大的矿种进行重点部署。统筹指挥中心等11家单位钻探工作支撑六大区中心等9家单位,形成钻探统筹方案。六是推进矿产地储备勘查,支撑自然资源部出台《矿产地储备管理办法》,编制《矿产地储备2024年工作方案》,通过梳理1.4万个已有政策性退出矿产地和大中型未利用矿区等,遴选出222个符合储备条件的矿区提交自然资源部。积极申请超长期特别国债支持矿产地储备勘查。七是推进深地专项与找矿行动有效衔接,优选辽东、青藏高原等30个资源基地纳入深地专项指南。
地方政府为新一轮找矿突破战略行动提供了新活力。一是通过出台相关政策,为找矿行动提供支持。全国各省(自治区、直辖市)通过地方性立法,出台了推动矿业发展的相关政策,着力解决了新形势下地质找矿领域的突出问题。二是积极投入资金,支持找矿行动。地方政府通过降低企业成本、加强对探矿权的监管等措施,调动企业参与矿产资源勘查的积极性。三是鼓励科技创新,推动找矿技术进步。积极响应自然资源部和中国地质调查局部署,推动绿色勘查开发,建立健全绿色矿山建设标准体系,推动新建矿山全面按照绿色矿山标准建设。四是通过市场机制引导社会资本投入找矿行动。通过招标投标竞争择优的方式出让探矿权,调动企业参与矿产资源勘查的积极性。
矿业企业在新一轮找矿突破战略行动中扮演了至关重要的角色。一是加大勘查力度在重要矿山深边部开展了勘探工作,夯实了多个大型-超大型战略性矿产资源基地的资源基础。二是重视科技攻关,通过采选冶技术改造提升矿产资源回收率和利用率,使一批难采、难选矿产变为经济矿产,促使形成了一批新的找矿成果。三是响应部局统一部署,持续推动共伴生、低品位资源再评价工作,助力全国镓、锗、铟、镍、钴、钒、稀土、铼、钾盐、金等储量显著提升。四是积极通过商业跟进新设探矿权,接力中央和地方政府找矿成果落地生花。
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