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资源潜力巨大、更具开发优势,这一找矿方向成为热门

一、国家长期重视资源工作

矿产资源是国民经济建设和国防建设的基础原料,地质矿产勘查工作具有基础性、战略性和先行性。

新中国成立初期,百业待兴,党和国家高度重视地质矿产勘查工作,大力发展矿业经济,逐步建立了钢铁、能源、化工、有色、核工业体系,为我国建立完整的工业经济体系、国防安全保障提供了矿产资源和能源资源保障,为国民经济的发展作出了巨大贡献(李万亨等,2011)。

21世纪以来,国民经济高速发展,矿产资源供需矛盾突出,保障供给任务艰巨。2006年国家颁布了〔2006〕4号文件,指明了地质工作方向,加快了矿产资源勘查步伐,促进了我国经济和国防的发展,为全面建成小康社会作出了突出贡献。

二、资源保障形势与覆盖区找矿意义

一、矿产资源保障形势严峻

1、保持经济中高速增长,需要矿产资源作长期保障

提出了“决胜全面建成小康社会,开启全面建设社会主义现代化国家新征程”口号。要求2020年全面建成小康社会,到2035年基本实现现代化,到2050年把我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国。

坚持我国仍是最大发展中国家的定位。我国经济发展还需要长期保持稳定增长。长期经济增长,需要资源作长期保障(李万亨等,2011)。为此,十三届人大组建了中华人民共和国自然资源部。

据国土资源部门户网站2016年11月29日报道,“十三五”及今后一个时期,我国基本资源国情没有变,资源在发展大局中的地位和作用没有变,资源环境约束趋紧的总体态势没有变。

在安徽省,马钢集团、铜陵有色集团是安徽省工作发展的领头羊,是该省重点支持的企业,是省政府要率先打造的“千亿级”龙头企业。然而,它们的原材料供应在省内均得不到保障。马钢集团所需的80%铁矿石和铜陵有色集团所需的83%铜精砂需要依赖进口。据统计,安徽省主要金属矿铁、铜、铅锌和金银对外依存度达60%以上。由于安徽省矿业开发起步早,开发程度高,目前铜、铅、锌、金、银、富铁等老矿山资源濒临枯竭,已成为安徽省矿业发展的瓶颈。

矿产资源安全问题依然严峻。我国资源总量大,人均少,资源禀赋不佳。多数大宗矿产储采比较低,石油、天然气、铁、铜、铝等矿产人均可采资源储量远低于世界平均水平,资源基础相对薄弱。当前,我国仍处于工业化中期阶段,尽管能源资源需求增速放缓,但需求总量仍将维持高位运行。

新浪财经2017年7月12日报道:“中国地质调查局发展研究中心副总工程师吕志成认为,尽管经过努力,国内重要矿产资源储量大幅增长,但依靠国内资源无法满足需求的局面不会根本性改变,重要矿产对外依存度仍会在较长时期内维持在较高水平。预计2020年石油、铁矿石、铜、铝等矿产的对外依存度分别为60%、80%、70%、50%以上,到2030年对外依存仍将高企或增加,预计为70%、85%、80%、60%左右,资源供应风险仍将在较长一段时期内存在。与此同时,石油、铁矿石、铜、铝、金等重要矿产资源静态保障年限呈下降态势,预计2020年总体保障年限在10年左右,2030年将进一步下降至10年以下,能源资源安全保障受到严峻挑战。”

2、坚持生态环境保护,探明矿床被压覆,资源保障难度加大

报告指出:“坚持人与自然和谐共生。建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,坚持节约资源和保护环境的基本国策,像对待生命一样对待生态环境,统筹山水林田湖草系统治理,实行最严格的生态环境保护制度,形成绿色发展方式和生活方式,坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路,建设美丽中国,为人民创造良好生产生活环境,为全球生态安全作出贡献。”

“坚持节约资源和保护环境的基本国策”,既是表明我国资源不足,又是对资源开发提出了更高的要求。随着十九大报告提出的“实行最严格的生态环境保护制度”的实施和“以共抓大保护、不搞大开发为导向推动长江经济带发展”政策的落地,大量已探明的矿产资源将因生态环境保护需要而被压覆不能开发,资源保障形势更加严峻。

以安徽省为例,省内沿江地区、皖南山区和大别山区,均位于重要成矿带上,是我国重要矿产资源分布区,实施找矿突破战略以来,取得了一大批重要找矿成果。为了落实“最严格的生态环境保护制度”和“以共抓大保护、不搞大开发为导向推动长江经济带发展”政策,这些区域已成为生态保护重点区。新矿山建设开工报告难以通过审批。如著名的安徽省金寨县沙平沟钼矿,规模大,品位高,开采条件好,投资效益高,是金寨县革命老区最好的扶贫项目,矿山开发预留区面积200km2,矿山开采防污方案设计周密。一座完全可以开发的矿山,因位于大别山区,预留区外围有生态保护区,担心发生环境污染,至今还未获得批准。

大量已探明的矿产资源被压覆,得不到开发,必然增加了安徽省实施“工业强省”战略资源保障难度。同样,其他地区也面临环保压覆矿产资源问题。全国矿产资源保障形势也将随之更加严峻。

二、矿产资源保障对策

在全面建设社会主义现代化国家新征程中,报告指出,“坚持总体国家安全观”“建设现代化经济体系”“坚持走中国特色强军之路,全面推进国防和军队现代化”,都必须有矿产资源和能源资源安全作保障,资源保障是我国长期存在的战略安全问题。

2016年5月31日,一号首长在全国科技创新大会上强调:“从理论上讲,地球内部可利用的成矿空间分布在从地表到地下10000m,目前世界先进水平勘探开采深度已达2500m至4000m,而我国大多小于500m,向地球深部进军是一个必须解决的战略科技问题。”

国家高度重视资源安全,正在实施“深地资源勘查开采”重点研发计划,为资源保障提供科技支撑。原国土资源部积极响应,正在实施“三深一土”科技创新战略,保障国家资源安全。

安徽省结合省情特点,开展覆盖区找矿方法研究,积极拓展找矿空间,为本省经济发展和国家资源保障安全作出自己的贡献、

三、覆盖区矿产资源潜力巨大

1、覆盖区矿床与深部矿床关系

通常将矿体埋藏深度为500~1000m的矿床称之为深部矿床。当矿体及控矿地质体被与成矿作用无关的地层覆盖时则称之为覆盖区矿床。

图1-1 安徽省覆盖区分布图

覆盖区矿床与深度无关,深部矿床与深度有关,覆盖区矿床可以包含深部矿床,很多深部矿床也属于覆盖区矿床。

覆盖区找矿与深部找矿在空间上没有本质区别,只是找矿难度更大。覆盖层具有遮挡和低阻屏蔽作用,存在厚覆盖层下地质信息探测科学难题,覆盖区找矿方法同样适合深部找矿。

2、覆盖区矿产资源潜力巨大

覆盖区分布范围大、发现矿床少,覆盖层下大量矿藏未被发现。

控矿地质体被与成矿作用无关的地层覆盖的地区称之为覆盖区。覆盖区具有广阔的找矿空间。据统计,全国中新生界覆盖区面积占总面积的48.2%;安徽省中新生界覆盖区占总面积的66.1%,其中厚度小于100m的覆盖区面积5.6×104km2,占全省总面积的40.0%(图1-1)。

目前,覆盖区发现的矿床较少。以往,地质找矿主要是利用地质填图方法,在基岩出露区开展工作。经过近70年的勘探与开发,出露区地质调查工作程度已很高,大部分矿产资源已被发现。而在松散层覆盖区,地质找矿方法手段有限,主要是依靠航磁方法,仅能发现磁性铁矿及其共伴生矿床,大量铜金矿、铅锌矿等无磁性矿床难以发现。依据安徽省矿产资源储量表(截至2014年底),安徽省在覆盖区已发现的矿床不足出露区的10%(图1-2)。由图1-3可知,大部分覆盖层下矿床属于深部矿床,大部分深部矿床也属于覆盖区矿床,覆盖层下大量矿藏未被发现。

图1-2 安徽省覆盖区与出露区发现资源量对比图(截至2014年底)

图1-3 覆盖层下矿藏分布示意图

3、覆盖区矿床具有资源开发优势

在矿床开发方面,覆盖区矿床具有更多的经济和环保优势。在覆盖区,500m以浅勘查程度低,大量浅部矿床没有发现,开采成本低,经济优势明显(李万亨等,2011)。覆盖区矿床多位于平原区,矿山开采只能采用坑道采掘方式,不破坏地表生态环境,采用充填法开采,不存在地面塌陷问题,对地表生态环境不会造成破坏,具有环保优势。

安徽省大别山区、皖南山区和沿江低山丘陵地区,矿山开采易于破坏地表环境,属于生态环境保护区,开发审批难度大。而皖东皖北平原区,成矿条件优越,生态环境良好,不属于生态保护区,矿业开发审批相对简单。

三、厚覆盖区找矿难点

一、覆盖区分类

依据覆盖层地质特征,可将覆盖区划分为第四系松散层覆盖区、半固结“红层”覆盖区、火山岩覆盖区等不同岩性覆盖区和推覆构造覆盖区等。

依据覆盖层厚度,又可分为浅覆盖区、厚覆盖区和超厚覆盖区等多种类型,目前暂无统一标准。本书划分如下:

浅覆盖区(层):覆盖层厚度≤30m,轻便机械可采集覆盖层下样品。

厚覆盖区(层):覆盖层厚度30~500m,轻便机械不能采集覆盖层下样品。

超厚覆盖区(层):覆盖层厚度>500m,地面物探异常信息微弱,钻探验证难度大。

在厚覆盖区和超厚覆盖区,轻便机械不能采集覆盖层下样品,常规化探方法找矿难以开展,物探成为找矿主要方法。

二、覆盖区找矿难点

众所周知,由于我国自然禀赋条件差,金属矿含量少、品位低、形态复杂,大部分金属矿属于高风险勘查矿种,找矿难度大,覆盖区找矿难度更大,尤其是第四系松散层厚覆盖区。究其原因存在两个方面的因素:

图1-4 覆盖层屏蔽地球物理场、地球化学场示意图

3、综述

覆盖区找矿必须依赖物探方法。近年来,随着科学技术的不断进步,地质勘查技术也随之提高,其中物探技术更是日新月异。不断涌现的新技术、新方法在覆盖区地质找矿过程中发挥了重要作用。

目前国内外覆盖区找矿方法研究成果,多是以浅覆盖区金属矿和厚覆盖区磁铁矿探测技术为主,专门开展厚覆盖区综合找矿模式研究的工作还不多。2010年以后,中国地质调查局才有相关的研究项目。

国内外研究者主要通过典型矿床地质物化探异常特征的研究,进行模式找矿,解决的多是已知矿区及外围找矿问题。

国外主要利用航空物探方法,在覆盖区根据航空物探成果进行查证,很少有研究覆盖区全过程找矿模式。

国内也是利用航空物探方法,发现异常后进行地面查证,发现的多是铁矿。鲜有新区厚覆盖区无磁性金属矿探测方法技术报道。

国外依靠物探技术进步,促进矿产勘查技术进步,物探仪器制造技术和地球物理勘查软件开发技术大幅领先国内。国内现阶段只能依靠地质成矿理论和勘查模式创新,促进矿产勘查技术进步(李守义等,2005)。主要通过典型矿床地质物探异常特征的研究,建立物探异常模式,实现指导找矿的目的(徐善修等,2013)。这些研究成果在地质找矿过程中发挥了重要作用。然而,开展全过程综合找矿模式的研究工作并不多,至于专门开展覆盖区综合找矿理论总结和勘查模式的研究工作更为缺乏,相关研究论文也少见报道。

总结前人研究成果,还有6个方面“多与少”的不足:①在新发现的矿床点上物探异常特征研究较多,矿床发现过程研究较少。②出露区已知矿床方法试验研究多,覆盖区特别是第四系松散层覆盖区找矿难点与对策研究少。即缺乏覆盖层水文地质特征对物化探方法有效性影响分析,缺少克服覆盖层遮挡、隔离和屏蔽作用的相关对策研究。③地质的、物探的或化探的单一学科内容特征研究多,多学科相结合的综合性研究少。缺少综合勘查时多学科融合方法研究,特别是缺少物探与地质紧密结合方法研究。④靶区评价或异常评价研究多,项目选区和重点找矿靶区圈定过程研究少。⑤常规物探方法研究应用多,物探新方法新技术开发研究少。⑥找矿成果方面,覆盖区有磁异常铁矿发现多,无磁异常铜金铅锌多金属矿发现少。

本文节选自《厚覆盖区综合找矿模式研究与实践》

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