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赵文津院士谈深部找矿与未来20年矿产勘查

2019-04-11 06:09:58 | 来源: 旅游

在 科技创新引领下精细勘查、加深勘查

---谈未来20年矿产勘查战略

赵文津院士

中国工程院能源矿业学部

中国工程院2007年立项,研究未来年我国矿产勘查战略问题。报告已于2010年提交。项目负责人:陈毓川;深部找矿勘查战略研究由赵文津负责;深部采矿的绿色矿山发展战略由于润仓院士负责;何凯涛同志任学术秘书。

本报告即以上述报告为基础,联系近年来国内外的新情况,作了一些补充。在去年11月矿业产业链大会上本人就如何振兴我国矿业作了发言,已初步介绍了上述报告的主要观点和建议。那次大会共安排了10个大会报告,包括有:干勇院士作的新材料发展战略与我国优势矿产的利用;蔡美峰、于润沧院士关于深部矿产开采与绿色矿山建设发展战略。此外,张洪涛、王瑞江、刘益康,中国五矿、中铝集团、西南能矿集团的领导,以及秘鲁大使均在会上做了精彩报告。(编者按:该大会即《矿业界》发起并联合8家单位举办的中国矿业全产业链大会)

本文将分7个部分论述这一认识。

一、矿产是一个技术经济概念

勘查的矿产是为了开采, 采出的矿产,是供市场交易的。采出的矿石经济上有无利润可图?这是矿业能否持续发展的前提。这里,市场的需要是位的。采矿和选冶技术有可能改善矿产的价值。运输条件具备不具备,也影响整个产业链的发展。

这里,找到一个适销对路优质资源,理想,有利于矿业发展与国家建设。因此,找国家紧缺矿产,找大、浅、富矿,以及大、浅、贫(通过选冶可提高品位,提高效益的)是找矿勘查的始终要抓紧目标和战术安排的中心问题。

二、抓我国当前和未来紧缺矿产,改进供给侧工作

1) 我国矿产资源的基础储量居世界、二位的有 钨、钼、锑、钛、锡、铋、石墨、硅灰石、硅藻土、稀土、石膏、菱镁矿、重晶石、萤石等。

2) 20世纪90年代以来,我国已成为世界诸多矿产资源生产和消费大国。如 富铁、铜、铝、镍、钾、铬、锰等 都已成为我国的紧缺资源,对外依存度均在50%以上,有的甚至高达70%~80%。黄金是具特殊性质商品, 从储备角度也要不断发现大金矿。

3) 我们要着眼 于现在紧缺的矿产 和未来紧缺的矿产。同时也要大力推动经济结构转型, 改变资源消耗型的,要节约资源,以保持经济可持续发展之路。抓紧缺矿产找矿,特别是我国长期找矿未突破的矿种难度是很大的,更要依靠科技创新与突破。

中国列入战略性矿产目录的24种矿产是:能源矿产:石油、天然气、页岩气、煤炭、煤层气、铀等6种。金属矿产:富铁、铬、铜、铝、金、镍、钨、锡、钼、锑、钴、锂、稀土、锆等14种。

非金属矿产: 磷、钾盐、晶质石墨、萤石等 4种。

战略性的矿产不等于紧缺的,同样的,紧缺的不等于是战略性的. 国家建设发展和安全保证对矿物原料的需求是多方面的.各省市地区及企业发展对矿产的需求又有所不同。

人类生存和经济社会发展,都离不开矿产, 矿产需求是长远的。地质勘查的供给应当很好改善。

1) 人类的衣、食、住、行、生、老、病、死都直接或间接需要矿产资源;一个人一生要1700多吨的矿产资源。不同的人要补不同的元素。

2)今后,我国将大力开发新能源,新汽车产业,高铁交通;自动化及机器人无人机等新兴产业, 及新材料业发展,都需要许多特种矿物原料,如稀土、稀有、非金属材料;

3)国家增强国防,大建船舶军舰,推进海岛开发,海洋开发战略, 深空战略, 又将需要大量的特种钢铁等材料。等等。

4)国家城镇化、城市地下建设,新农村建设,发展新型农业化,保证人民良好的生活条件, 都需要大量的矿产,包括新能源开发,建筑材料,农业矿产等;

5)各国大抓生态环境建设,减少全球气候变化影响等。许多城市为改善生态环境,下令不许开矿,可是必需的矿产也是要解决的。

6) 一带一路建设,发展中的国家都离不开修桥、铺路、三通、以及沿线的经济社会发展的需求;

7)战争与天灾破坏带来特定的需求。中国地震、滑坡泥石流频发,每年损失巨大。破坏后的重建也是离不开大量矿产的。

抓供给侧改革 , 就是要改变找矿与市场需求脱离的现象。我们长期存在着找矿的、开矿的工作脱节现象。给钱的只管找矿,找到矿一报成绩就结束了,这对国家经费的有效使用上带来许多问题。抓好供给侧改革,在矿产方面就是要解决供需脱节问题。多花些力气去攻紧缺又难找的矿产。特别是希望国家公益性地质部门,国家科技管理部门多投入力量来攻关,以为矿业发展创造好的前提。

今天,虽然可以从两个市场、两种资源的角度思考我国矿产资源的保证问题相思豆批发
。但是国际形势变化多多,人们并不能控制它。所以,立足国内是基础,争取和某些少数友好国家建立稳定的关系,自立更生求发展的思想是绝不能丢。世界就是矿产分布很不均匀,我国有许多的特色矿产,如上所述已有很多发现。但是,一些矿产在我国找矿难度很大,要下决心攻关,科技先行,指导找矿,改进供给侧工作。

三、找大、浅、富矿产与加深勘探问题

1.大、浅、富是相对的概念,中心是力求资源综合评价能有利于矿业发展,有经济效益;大、浅、贫的矿体,通过选冶技术提高,可转化为开采有利的矿体投入开发。要重视发展选冶技术。

2.中国几十年勘查已发现很多矿产,其中东部地区勘查程度高一些,而西部广大地区的地质勘查程度并不高。

3.东部地区虽然地质工作程度高, 但是在危机矿山进一步找矿中,仍然还可以取得大量的新发现,延长了矿山寿命。东部勘探程度高的地区找矿还是大有可为。西部地区,工作程度低,找矿远景当更可期待。

这里, 危机矿山找矿试验是很成功的!取得一系列找矿突破。

从2004年以来,在230个资源危机矿山找矿成果统计,已发现了大型、超大型矿产资源有35处,中型的62处,小型的40处。新增的储量超过矿山原勘探储量的有32个矿山,发现新矿种的有15个。表明 过去详细勘探过的矿山浅部也还是有很大的找矿潜力的。不是没有必要再作勘查工作。

应指出在这些危机矿山内深度超过1000米的钻井仅173个,其中大于1500米深的钻井仅仅13个,总进尺为23000米。230个危机矿山仅打了13个1500米深的钻井,这个数量也太少了,怎么能知道深部还有没有矿?有什么样的矿呢?

近3月28道,山东在三山岛附近又发现一个大型单体金矿西岭金矿,1000多米深,550多吨,使用找矿方法是化探原生晕的构造叠加晕法,是冶金地质总局化探专家的拿手绝活! 这个大矿正是在开采了几十年老矿区附近发现的,正是说明老矿山附近的找矿潜力!

矿化现象到处都可以看到,但形成大量矿物堆积成矿体则要有条件。

4. 找矿、采矿,都是由浅入深的

(1)找矿、采矿都是从浅到深,一是投资相对要小;投资风险也小;二是技术上是可行的。大、浅、富矿体当然会是人们追求的目标。

(2) 随着浅处矿产采完,深部矿产评价远景大,以及技术经济条件许可,人们将逐步向深部开拓,采出深部矿产。南非太古代含金砾岩型金矿山已开拓到4000米深,但当前这类矿山还是极少数;中国少数矿山深采,也是限于2000米以内。

(3)因为技术经济条件限制,过去长期以来我国探矿、采矿都限于米深,再深就被批搞呆矿;

现在采矿技术进步已可开采更深部的矿,大家自然就转向深部找矿和采矿,我国许多老矿山早已开采米深的矿产了。

我们建议今后找矿、采矿深度

2020年以前以探索1500米深为目标;

2030年前以2000米~3000米深的目标。

四、中国的地质矿产有自己的特点,需要自己创新发展来找矿

1.中国地质构造条件是复杂多样的,形成了许多中国特色的矿产,这是需要中国人自己去开拓创新来发现。

2.而我国国土调查程度高,但是研究的程度还不高,人们对我国构造条件、成矿条件和成矿分布规律的认识还很有限。实例多多。进一步找矿还是大有前景的。深部情况更是如此。

3.实例:

---陆相盆地的油气田;

---长江中下游包括夕卡岩型铁、铜、金矿和陆相火山岩型铁矿床;

---中国大陆碰撞带斑岩铜钼矿床;

---金川铜-镍硫化物矿床;

---大陆边缘裂谷型攀枝花的钒钛铁及多种金属矿床等。

---以鄂尔多斯能源基地为例:找矿突破的战略指导是关键:

---地质理论;油、气、煤、铀、钾盐等共生;

---勘查技术。水压致裂-康世恩提出。

以基性超基性岩体为例:我国有46个岩带,12543个岩体,出露面积达14164平方千米,深入勘查研究工作的点是有限的。近罗布莎矿区深部又有了找矿突破,找到450万吨储量,还有很大的远景。昆仑山内夏日哈布大镍矿的发现很有启发。这些岩带大部分又与大陆碰撞带有关,又可能有岩浆弧并行发展,这将又是找斑岩铜矿的远景地带。此外,还可能成为地热温泉出露地带,这将有利于发现一系列金矿床。

4.对中国优势矿产资源仍然要加强利用的开发,以充分挖掘其潜力;同时也要适当加强普查工作,保持自己的资源优势。

五、关于找深部矿问题

地球上的成矿元素分布在地球内部各层圈,地表800米以浅的成矿作用与成矿情况随车吊价格
,我们已有多年勘探开采的积累与总结。今天,我们已有可能找到和开采超过800米深的矿产(油气资源除外),及时提出找深部矿,解禁了800米的采矿深度界限是必要的,及时的,有利于扩大资源来源。

但是,要注意不能简单化,不能将浅部得到的经验简单地推向深部,因为深处的温度、压力、围岩岩石化学力学性质,以及大气降水等 条件都变了。可能以变质岩、岩浆岩为主。

1. 对找千米深的矿床要注意3个问题需要解决

(1) 千米深度范围内会有什么矿?产出情况?分布规律是

什么?因为我们过去打的深钻井太少,人们知道的并不多。需要加强实际数据的收集与综合研究,以便在初步地成矿规律和理论的准备下指导找矿。

(2)找矿方法,物探、化探、钻探、遥感等都没有深入研究,特别是千米深处成像分辨率较低;

(3)千米深固体矿产的绿色开采技术工程准备。

2. 找深部矿,向深部进军,每深入一步都是很困难的,要解决的科技问题都是带有前沿性的。向地下深部进军比向深空进军难度一点也不小,所以,同样也是前沿性质的。深空是越走向深空,环境的压力和温度就越低;而向地下进军则相反,越深地下压力和温度就越高。所以,对深部找矿与开采决不能掉以轻心,简单化。它与深空探测是两个领域。因此,要加强科技攻关,以科技进步引领找矿突破。建议:

(1) 为加强深部矿的找矿理论和成矿规律研究,建议多收集与研究国内外各金属矿区深钻的结果。深入研究深部的成矿条件和实例。前苏联的科拉太古代地层打的超深钻及各地打的深钻结果,和德国的KTB深钻,以及过去中国在金属矿区打的较深孔的数据,研究深部矿化与成矿条件。形成新的认识。必要时还应打些科研钻井;

(2)特别是需要能精细描绘千米以内的成像技术与找矿方法。现有的方法不能胜任找矿要求青岛扎把机公司
。我系统地研究了铜陵、宁芜及庐枞三个矿集区的物探调查结果,我认为已用的这套办法不能有效地指导找深部矿的问题,有关深部地质解释也应商榷。需要加强科技研究的内容。化探原生晕方法将是很有效的找深部矿的方法,特别是对热液成因的矿体。岩浆型的矿床如何应用化探还是要加强研发的,也已有一些苗头。山东金矿总结认为构造叠加晕的原生晕方法对突破大金矿起了作用。

(3) 过去在几个矿集区进行的深地震方法找矿试验是不成功的,找不到矿!如以下3例。矿体在哪里?岩体在哪里?盆地结构是什么?看不出来。

宁芜陆相火山岩盆地找矿试验:

庐枞陆相火山岩盆地找矿试验:

铜陵矿集区找矿试验:

六、建议:以富铁、铜、铬、镍、锰、金等为重点研究对象

开展找矿战略选区研究。特别是从区域成矿构造、岩石学、地球化学角度开展研究。当前特别要重视对超过1000米深的钻井结果的研究,建立起数据库,供社会共享,将深部成矿作用的理论认识水平提高一步。

七、在科技引领下, 实施精细勘查,加深勘查---我们建议的勘查战略

1)探测深度不管是1000米,2000米 或3000米都要在加强科技研究攻关的基础上,破解难题,指导找矿勘探。

2)要在认真收集深部实际情况的基础上,深入研究总结并提出创新认识。特别是, 对深钻井资料的收集与研究。找矿观念上的突破是重要的。

3)鉴于找深部矿时,深部矿体产生的地质构造特征,蚀变矿化现象、微弱和含糊的地球物理与地球化学异常等,在环境噪声较强的干扰下,如何分辨噪声发现弱异常,要知微见著。所以必须实施精细勘查战略。改变粗放式的工作方式。

4)大力加强钻井+井中物化探工作,查清浅层地质构造与矿化情况。

5)对地震勘查技术方法,应结合陆相火山岩区、岩浆岩地区、变质岩地区的特点摸索一套数据加工与解释方法;改进与开发新的方法技术。

6) 推动深部找矿,不是少数人的事。是个大家参与的事,数据要共享,成果要讨论。

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