焦点 | 四川青川上演“寻锰传奇”
一平方公里内探获六百零六万吨锰矿,帮助全省提前完成“十四五”锰矿找矿目标——
四川青川上演“寻锰传奇”
◎ 赵 蕾
阅读提示:3月11日,由四川省地质局承担的四川省青川县毛湾里锰矿普查项目顺利通过四川省矿产资源储量评审中心的评审:毛湾里锰矿普查项目在普查区内探获锰矿石推断资源量462.8万吨,同时在该普查区与南邻采矿权区之间空白区估算锰矿石推断资源量143.9万吨。这标志着四川省地质找矿再出重要成果,也为四川省“十四五”锰矿找矿目标任务提前完成起到了重要支撑作用。这是一场有准备之仗。项目组对普查区内已有各类地质资料以及相关最新地质成果的综合分析、系统研究。这是一次对传统理论的颠覆。四川省自然资源厅等部门联合印发方案明确提出,破解一批制约全省战略性矿产资源勘查、开发与保护领域重大科技难题,隐伏矿、深部矿、新类型矿和新用途矿成矿理论和勘查技术方法研究取得重大进展。四川省地质局坚定实施科技创新首位战略,加快培育和形成地质新质生产力。这是一场认知的革命。四川省地质局通过在该地区多个锰矿勘查现场布设深孔,经过综合研究及典型矿床分析认为,矿山深边部及空白区还有巨大找矿前景。同时,找矿发现为当地立足矿产资源禀赋,发展锰系新材料产业奠定资源基础。
这个春天,对四川省青川县这座小城来说,注定有着非比寻常的意义。在诗与画的盛宴中,一场来自大自然深处的交响曲一鸣惊人:3月11日,由四川省地质局承担的四川省青川县毛湾里锰矿普查项目顺利通过四川省矿产资源储量评审中心的评审。评审结论显示,毛湾里锰矿普查项目在普查区内探获锰矿石推断资源量462.8万吨,同时在该普查区与南邻采矿权区之间空白区估算锰矿石推断资源量143.9万吨。对于这一重大找矿成果的取得,四川省地质局党委书记、局长伍定说,作为全国队伍规模最大的地勘单位,近年来,四川省地质局在四川省委、省政府的坚强领导下,在四川省自然资源厅的直接指导下,牢记“地质报国”初心使命,坚决扛起地质找矿主力军责任,将新一轮找矿突破战略行动作为全局“一号工程”持续用力攻坚,以“查缺、找量、强优、增产”为目标,聚焦重点找矿区域,强化科技赋能,在青川地区取得了找锰重大突破,为四川省“十四五”期间锰矿找矿目标任务提前完成起到了重要支撑作用,有力有效发挥了保障国家重要初级产品供给战略基地的作用。
四川省地质局局长伍定到青川毛湾里锰矿项目现场调研。
成绩属于有准备的人
“全省锰矿量的完成成败就看毛湾里了。”2023年夏,这句话就像一块沉甸甸的巨石压在四川省地质局第五地质大队人的肩头。彼时的四川省,正面临着一场关乎国家资源安全的倒计时战役——“十四五”规划要求四川省提交800万吨锰矿资源量。
“无锰不成钢”。锰矿,是一种非常重要的战略性矿产资源。作为钢铁、新能源、新材料等产业的基本原料,其市场需求持续增长。特别是在新能源汽车和储能领域,据统计,生产一辆新能源汽车平均需要24.5千克的锰。锰矿在全球分布广泛,主要集中在南非、澳大利亚、巴西、乌克兰、加蓬、中国等国家。自然资源部发布的《2024年中国自然资源公报》显示,2023年中国的锰矿储量为2.61亿吨。但中国的锰矿产量较低,进口量仍然较大。2024年,中国锰矿进口量为2928.68万吨。
就在2023年6月四川省自然资源厅正式下达四川省青川县毛湾里锰矿普查项目前的一个月,四川省经过一年多的调查论证和周密筹备,全面启动实施新一轮找矿突破战略行动。作为全国能源资源大省,四川省成矿条件优越,战略性矿产资源丰富,分布相对集中,四川省现已发现矿产136种,占全国已发现矿种的78.6%,其中天然气、页岩气、天然沥青、钛矿、钒矿、硫铁矿、芒硝、盐矿等8种矿产查明资源量位居全国第一。在此前找矿基础上,聚焦新一轮找矿突破战略行动,四川省自然资源厅明确提出,围绕国家紧缺、四川有优势的28种重要矿种,四川省将按照“新区突破、老区增储”的思路,加快推进战略性矿产增产保供。
四川省是中国锰矿石主要产区之一,地质条件适宜,锰资源储量丰富,四川省查明的锰矿资源量居全国第七。1954年,四川省首次在汉源轿顶山发现锰矿以来,通过广大地质工作者的艰苦努力,共探获资源储量4840.3万吨,主要有虎牙式、石坎式、高燕式、轿顶山式、大白岩式、东巴湾式等6个矿床式。其中虎牙式和石坎式锰矿集中分布于川西北部的黑水、平武、松潘、青川等地区,约占全省锰矿资源储量的80%以上。
对于平武-青川锰矿的地质调查则始于1956年,那一年,原冶金川鄂分局606队(四川省第五地质大队前身)对该区进行路线地质调查,发现了石坎、马家山、平溪、箭竹垭等锰矿点。20世纪60-70年代,四川省地质局第二区域地质测量大队等先后开展了该区域的1∶20万区域地质调查,对测区地层、构造、岩浆活动及矿产分布作了较系统的论述,指出该区的寒武系下统邱家河组是锰矿的赋存层位。20世纪90年代左右,四川省地质局川西北地质大队完成了该区域1∶5万区域地质调查,合理建立了区内岩石地层单位,完成了地层层序;基本查明了测区主要的构造形态、规模、组合特征,建立了区域构造框架,为普查区找矿提供了基本地质条件。2016年,杨先光等编著的《四川省锰矿成矿规律及资源评价》,对石坎式典型锰矿床特征进行总结,研究其成矿规划,编制成矿模式示意图,为寻找同类锰矿床提供了理论基础。2022年,《四川省平武-青川锰矿勘查选区研究报告》总结分析了区内邱家河组含锰地层特征、锰矿体地质特征,以及“石坎式”沉积型锰矿成矿规律。同时,圈定了4个找矿远景区,青川县毛湾里靶区被认为有找矿远景的重点区域。
时间来到2023年6月,这一次接力棒传到了以“95后”地质队员为主要组成人员的年轻团队手中。作为四川省政府性投资地质勘查项目,该项目工作期限两年,目标是在综合分析、系统研究普查区内已有各类地质资料以及青川县马公锰矿最新地质成果的基础上,采用地质测量、槽探、钻探工程等勘查手段,初步查明锰矿体(床)地质特征,初步查明普查区地层、构造、岩浆岩的地质特征;初步查明锰矿体的数量、形状、规模、产状;初步查明矿石的物质组成及质量特征,类比研究矿石加工选冶技术性能,初步查明矿床开采技术条件,进行概略研究,估算锰矿推断资源量,作出是否有必要转入详查的评价,提出可供详查的范围。
项目人员在野外开展地质剖面测量工作,完成每一分层的详细观察和数据记录。
创新理念成为制胜关键
2023年7月,当“95后”技术员王川怀揣梦想带队踏上青川毛湾里的土地时,却发现这里的现场踏勘远比他想象的困难得多。
普查区域所在的石坝乡、房石镇曾是“5·12”汶川特大地震的重灾区,石坝乡马公村窝前滑坡-碎屑流形成了长达3公里左右碎屑流,总体量达1亿立方米左右。石坝乡青龙村滑坡最终形成长约200米、宽约300米的滑坡堆积物。该滑坡还堵塞河流,形成位于红石河源头附近的堰塞体,但堰塞体的空隙很多导致河水渗流严重,形成了很多小型堰塞湖。
“普查区地处龙门山后山带,是我国地形地质条件最复杂的地区之一,地震活动相当强烈。特别是汶川大地震后,普查区内滑坡增多,地裂缝多,踏勘时需要特别注意落石和陡崖,难以开展地表矿体的追索,大大增加了找矿难度。每一个点位都需要远距离绕行、大量攀爬,需要比原定计划多花3-5倍的时间才能完成。”吴春章说。但更让他苦恼的是,原本区域地质测量出的10平方公里含锰层位,经实地调查竟缩水至不足1平方公里。首轮钻探更是雪上加霜,东部钻扎ZK4401仅见零星矿化,ZK4409干脆“交了白卷”。
怎么办?项目负责人陈浩向分管领导、第五地质大队副队长万平益进行汇报。作为地质工作者,万平益从1989年大学毕业便与锰矿结下了不解之缘,为国找锰矿是他的毕生追求。他非常明白,这个普查项目的来之不易。此前,先辈们利用传统的成矿理论分析认为,“石坎式”锰矿规模较小,几乎不可能找到200吨以上的中型锰矿床。新一轮找矿就要在不可能中去创造可能。根据《四川省矿产资源潜力评价成果报告》中锰矿资源潜力评价成果、2022年矿产资源国情调查成果和近年来四川省地勘队伍勘查成果,川西北锰矿资源潜力区面积为9735.89平方公里。正是基于此,四川省自然资源厅顶住多方面压力支持了四川青川毛湾里锰矿普查项目申报。能否找到矿直接关系着“十四五”目标能否顺利完成。
翻阅着半个世纪以来的勘查档案,指尖划过泛黄的地质图,万平益陷入了沉思。传统的成矿理论认为属于浅海相沉积矿床,并经过后期轻微变质作用,形成了板状、千枚状构造。矿石及围岩经历了重结晶和变质改造作用,伴有石英、碳酸盐岩脉的生成,因此被认为是沉积受变质矿床。先辈们数十年踏勘构建的“石坎式锰矿”理论,没有在该区域取得突破性的找矿成果。
万平益说,地质找矿具有很强的探索性,没有强大的理论支撑,无异于盲人摸象。他们经历过太多次满怀希望,最后却落空的情形。要找到锰矿,首先要解决理论支撑问题。
第五地质大队大队长王晓辉迅速召集全体技术力量,联合成都理工大学等科研力量组成专家团队,再次前往毛湾里项目现场进行调查和研讨。万平益地质找矿创新工作室连同成都理工大学郎兴海教授研究团队更是入驻项目组,接连数月驻扎于此。
“经过多次探索、实践、认识,我们发现了很多与传统成矿理论不相符的地质现象。作为地质构造特殊的地区,含锰地层是否被隐藏起来了呢?2024年3月,ZK3609孔传回捷报,至地下560米处连续穿透5层锰矿(化)体,单层最大厚度达3.75米,单样锰品位最高可达19.18%。经过数月的努力,毛湾里的神秘面纱终于被揭开。
“这也证实了我们最初的判断,在漫长的时代中,最初按由老到新的时代一层一层沉积形成的地层,一般新(后)形成的地层会覆盖老(先形成的)地层。在地质构造活动十分频繁的龙门山构造带,含矿层位有可能会被老地层所掩盖。一是在逆冲推覆构造作用的影响下,深部的老地层被推覆到新地层之上。二是造山带内发生不同形态的褶皱,尤其是倒转褶皱的倒转翼也会存在老地层覆盖新地层的情况;这时含锰的目标层位被上面的岩层给隐藏起来,含锰地层发生了顶底的倒转。”万平益进一步解释说,“这就像我们读一本书,封面和封底发生了彻底的倒换。根据这个原理,我们也可以十分肯定地说,这里含锰层的面积绝对不止1平方公里。”
果然,随着研究的深入,专家还发现这个区域内锰矿不是单层分布,而是呈现出多层、多次交互式的特点,这里至少有两层具有工业开发价值的含锰层。
在万平益看来,毛湾里锰矿的发现是一次对传统理论的颠覆。2024年8月,四川省自然资源厅、省经济和信息化厅、省科学技术厅、省生态环境厅联合印发《四川省科技支撑新一轮找矿突破战略行动实施方案》,明确进一步强化新一轮找矿突破战略科技支撑,破解制约找矿增储的关键科技问题,推动四川省矿产资源勘查开发高质量发展。该方案提出,到2027年,破解一批制约全省战略性矿产资源勘查、开发与保护领域重大科技难题,隐伏矿、深部矿、新类型矿和新用途矿成矿理论和勘查技术方法研究取得重大进展。而毛湾里的发现,正是实施方案的运用。
事实上,从新一轮找矿突破战略行动启动以来,四川省地质局就始终坚定实施科技创新首位战略,加快培育和形成地质新质生产力。2024年,该局新建14个劳模(专家)创新工作室,获得11项国家和部省重大科技项目,获省部级以上和全国学会、协会科技奖励6项,参与项目入选2023年度地质调查十大进展、地质科技十大进展。
技术人员在项目驻地进行详细的钻孔编录和分层布样工作。
建立锰矿可持续发展新机制
项目初步查明了区内地层、构造、变质岩及含锰岩系的分布及特征;划分了2个含锰层位,圈定了4个锰矿体、 5个低品位锰矿体。毛湾里锰矿普查项目在普查区内探获锰矿石推断资源量462.8万吨,同时在该普查区与南邻采矿权区之间空白区估算锰矿石推断资源量143.9万吨。2024年11月,四川省青川县毛湾里锰矿普查项目通过验收。在1平方公里核心区,累计 606.7万吨推断资源量的背后,是地质队员用脚步丈量出的精确数据:他们在这个相当于140个标准足球场大小的区域,布设了超过50个勘探点,仅岩心样品就采集了3.2吨。特别是在与既有采矿权区之间的“空白地带”,143.9万吨新增储量的发现,就像在拼图游戏的缝隙中找到了遗失的碎片,让整片矿区连成有机整体。
该项目单矿体资源规模达到中型,位列当前川内单矿区锰矿累计资源量第二、近十年川内单矿体资源量第一。该项目不仅提前9个月完成工作任务,并且实现四川省“十四五”期间新增锰矿资源量816.62万吨。
更为重要的是,毛湾里普查不仅是一次资源的发现,更是一场认知的革命。根据板块构造学理论,四川省地质局在该地区马公、毛家山、茶树岭、花竹园、王大包等多个锰矿勘查现场布设了深孔,通过综合研究及典型矿床分析,认为矿山深边部及空白区还有巨大找矿前景。其中马公、毛家山、茶树岭矿区,均有望达到中-大型矿床规模。
与此同时,在青川,锰矿开采-电解锰(硫酸锰)-四氧化三锰-锰酸锂-新能源电池(动能和储能电池)链式聚集、上下游企业融通发展的产业链也正在构建当中。根据《中共青川县委关于以创建国家高新区为引领推进青川生态工业高质量发展的决定》,重点打造再生有色金属资源综合利用超200亿元、硅基新材料超100亿元、锰系新材料超50亿元三大工业主导产业集群。2024年12月20日,青川县锰系新材料产业发展座谈会召开。青川县委副书记、县长程远泽提出,立足县域矿产资源禀赋,进一步整合矿产资源,明晰工作举措、细化责任分工,科学制定锰系新材料产业发展的任务书、施工图。该县优化产业布局,持续招引一批投资规模大、产业层次高、创新能力强、带动潜力足的重点项目、重点企业,推动产业链上下游企业的协同发展,构建优势互补、资源共享的产业生态。
值得注意的是,锰矿在开采、洗矿、冶炼、加工过程中,会产生大量的工业废渣及污水。如果缺乏相应的防渗措施,会严重破坏周围环境安全。为此,笔者注意到,同样是锰矿大省的贵州在2022年印发的《贵州省锰产业高质量发展规划(2021-2030年)》中明确建设绿色工厂和绿色工业园区,系统解决锰渣库安全环境风险,大力发展锰渣综合利用产业,强化锰产业科技创新。这值得四川省学习。好在四川省早已认识到,处理好资源开发与生态环境的关系至关重要。在推动锰矿资源开发的同时,四川省地质局始终坚持可持续发展理念,强调对生态环境的保护和恢复,以实现资源的绿色开发。程远泽也提到,要坚守“红线”“底线”,常态化抓好生态环境保护、安全生产等重点工作,扎实推进绿色低碳发展,不断开创锰系新材料产业安全稳定、绿色有序新局面。
另一方面,四川省新一轮找矿突破行动也在如火如荼地推进中。“十四五”以来,四川省已构建多元投入机制,四川省财政累计投入4.21亿元,引导社会资本累计投入20.83亿元实施找矿。四川省坚决扛起“打造保障国家重要初级产品供给战略基地”的重大使命,抢抓新一轮找矿突破战略行动重大机遇,汇聚全省自然资源系统、地勘行业力量,突出急用先行,加大精查力度,优势战略性矿种找矿突破和增储上产成效显著。全省新发现大型石墨矿3处,大、中型磷矿6处,大型铀矿1处,锂、稀土、金、油气等矿种资源储量大幅增加,资源能源安全保障能力显著提升。伟晶岩型锂矿新增资源量257万吨,累计探明资源量超500万吨、占全国的80%,总量居亚洲第一。新增磷资源量16亿吨,增量居全国第二。晶质石墨探获资源量超2300万吨,实现较大幅度增长。稀土矿预期新增资源量496万吨,国家稀土资源基地地位更加巩固。天然气、页岩气累计探明地质储量分别为4.41万亿立方米、1.89万亿立方米,均居全国第一。
四川省地质局供图
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