吕志成:找矿突破战略行动以来中国主要金属矿产勘查进展及未来勘查规划
摘要
Abstract
矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础,2011—2019年,中国实施找矿突破战略行动,新发现一批超大型矿床,查明资源储量大幅增加,重塑了国内战略性矿产勘查开发格局。本文在找矿突破战略行动总结评估的基础上,优选铁、锰、铜、铅锌、铝土、钨、锡、钼、金和“三稀”等战略性矿产,系统总结10年勘查进展、典型案例。在评估基础上,分析认为中国矿产资源目前面临资源供需突出矛盾仍将长期存在、对外依存度与国际供应风险不断攀升、地质找矿面临新的机遇和挑战等形势,并认为存在地质勘查投入持续下滑,地质找矿难度加大、科技支撑亟待加强,可供后续商业性勘查区块不足等3方面问题。进而提出 2021—2035年中国矿产勘查规划建议,深入开展基础地质调查,加快实施战略性矿产勘查,加强矿产资源开发利用,强化科技创新引领和支撑。
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0 引言
矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础。21 世纪以来,随着工业化、城镇化和农业现代化的加快推进,中国石油、天然气、铀、铁、铜等重要矿产资源需求呈刚性上升态势,国内供应保障能力不足,对外依存度不断攀升。2011年10月19日,原国土资源部、国家发展和改革委员会、科学技术部、财政部四部委提出的《找矿突破战略行动纲要 (2011—2020 年)》,以石油、天然气、铀、铁、铜、铝、钾盐等重要矿产为重点,开展重点成矿区带地质找矿工作,力争用 8~10 a的时间新建一批矿产勘查开发基地,为中国经济社会可持续发展提供有力支撑。
2011 年以来,全国重要固体矿产勘查确立了铀、铁、铜、铝、钾盐、铅、锌、金等19个重点矿种为目标矿种,兼顾银、稀土、萤石、石墨、磷、硅藻土等重要矿产,围绕 26 个重点成矿区带,先后部署了 141 片国家级整装勘查区、老矿产和地勘基金找矿工作,深入推进矿产勘查,实现了铀、锰、钨、钼、金、铅锌、石墨、锂等矿种找矿重大突破,发现一批超大型矿床,查明资源储量大幅增加,重塑了国内战略性矿产勘查开发格局(图1)。
本文通过系统总结 2011—2020 年中国地质找矿工作的主要研究进展、典型案例,客观分析当前形势,梳理存在的主要问题,提出下一步开展全国地质找矿工作的规划建议。
1 主要进展
2011—2020年,中国晶质石墨10年新增资源量为3.36亿t,约占新中国成立以来查明总量的65%,锰12亿t、钼1874 万 t、钨612万t、金8085 t,约占总量50%,铅锌1.37亿t、铝土矿18亿t、钾盐5.23亿t,约占总量35%,煤炭5268亿t、铜3711万t、镍349万t、萤石9062万t,约占总量25%,新形成32处矿产资源基地。
1.1 铁矿
铁矿石是钢铁工业的主要原料,钢铁工业为其他工业部门提供原材料,在国民经济发展中占有重要地位。2022年底,中国铁矿累计查明资源储量为811.4亿t,主要分布在辽宁、四川、河北、安徽、山西、云南、内蒙古等省区(自然资源部,2023)。沉积变质型铁矿查明资源储量占总量的 48%,接触交代型(占15%)和火山岩型(占8%)铁矿是中国富铁矿石的主要来源。据中国矿产资源潜力评价结果,2000 m 以浅预测资源储量1927亿t(李厚民等,2022)。
过去 10 年,勘查新增查明铁矿石资源储量167.6亿t,相当于以往60年查明总量的21%。新发现矿产地186处,其中,大型15处、中型73处。勘查增储主要围绕辽宁鞍本、四川攀枝花等已有矿区的深边部,同时围绕天山—北山、西昆仑、冈底斯等重点成矿区带,在新疆西天山和静、新疆喀什—克州等新区取得了重要进展。此外,张招崇等(2021)通过对中国不同类型铁矿床成矿地质背景的研究,发现条带状铁建造型铁矿是全球性的太古宙晚期的缺氧环境下,铁质在层化海洋的浅海环境巨量堆积的产物;东部矽卡岩型和陆相火山岩型铁矿爆发性巨量堆积成矿与岩石圈快速伸展减薄有关;地幔柱背景下岩石圈地幔中存在早期俯冲成因的榴辉岩是攀西地区钒钛磁铁矿巨量堆积成矿的关键因素;热幔-冷壳背景下的高角度俯冲是海相火山岩型铁矿巨量堆积成矿的关键。
图1 2011—2019年全国固体矿产勘查新发现大中型矿产地分布图
新疆阿吾拉勒铁矿带,位于西天山的阿吾拉勒山,长约380 km,南北宽20~30 km,面积约7430 km2。构造上位于中亚造山带西段南缘,哈萨克斯坦山弯构造南翼的伊犁地块内。铁矿带早石炭世火山岩浆作用较为强烈,岩石组合以安山岩-英安岩-流纹岩为主,次为玄武岩-安山岩-流纹岩,有工业意义的铁、铜、金矿产的形成,均与该期岩浆岩关系密切。铁矿带共出露铁矿床点14处,其中5处大型(备战、智博、查岗诺尔、敦德、尼新塔格—阿克萨依)、4处中型(塔尔塔格、松湖、式可布台、苏洛)(图2)。主要矿床类型有海相火山沉积型、海相火山气液交代充填型和海相次火山岩型3类(李凤鸣,2013)。
诺尔湖铁矿位于阿吾拉勒铁铜国家级整装勘查区(首批)内,为海相火山岩型铁矿,铁矿带东西长5.5 km,根据矿区地形地貌、构造及矿体的集中分布程度,又进一步分为目前的东、中、西3个矿段,在该区共圈定了76个铁矿体,保有资源储量 (111b+122b+333)为3.36亿t。
诺尔湖铁矿均产于下石炭统大哈拉军山组第三亚组(C1dc),主要岩性为灰褐色、灰绿色玄武岩、玄武质凝灰岩、玄武粗面安山岩、粗面安山岩、安山岩和粗面岩。矿体围岩主要是灰色、浅灰绿色绿帘石化—绿泥石化玄武质安山岩。矿石矿物主要有磁铁矿,次为黄铁矿及少量褐铁矿、赤铁矿、菱铁矿、磁黄铁矿,偶见黄铜矿。脉石矿物中,脉石矿物以单斜辉石为主,还有绿帘石、绿泥石、阳起石和钾长石等(图3)。
图2 新疆阿吾拉勒整装勘查区地质矿产图
图3 新疆诺尔湖铁矿区地质图
矿床成因为海相火山岩型,与火山活动直接有关,受基底断裂及火山机构所控制。其成矿机制是:早石炭世拉张期间,火山喷发中心形成多个火山喷发旋回,在喷发间歇期,从岩浆房熔离出的铁质矿浆析出,上升过程中与地下水发生氧化反应,形成磁铁矿浆并喷出或贯入,于海盆中溢流成矿,或沿火山机构的断裂破碎带、层间虚脱带、层间破碎带贯入成矿;后期火山热液叠加与改造,使部分铁矿石加富,同时亦形成新矿体。
1.2 锰矿
“无锰不成钢”,锰是钢铁工业的基本原料,是支撑新能源、新材料等新兴产业发展的重要原料。主要用于钢铁冶金领域,化学工业(制造各种含锰盐类)、轻工业(电池、印漆、制皂等)、建材工业(玻璃、陶瓷的着色剂和褪色剂)、电子工业、国防工业及环保、医药、农牧业等。2022年,中国锰金属资源量为3.56亿t,约占全球总量的6.8%(自然资源部, 2023),主要分布在湖南、贵州、重庆交界的锰三角地区及广西、河北、云南等省区。据中国矿产资源潜力评价结果,2000 m以浅预测资源储量为33亿t。
过去10年,中国主攻海相沉积型碳酸锰矿,兼顾淋积-迁聚型氧化锰矿,在湘西—黔东南成矿区带,兼顾南盘江—右江成矿带,以贵州铜仁松桃等6个整装勘查区为主,勘查新增查明资源储量12.45亿t,新发现矿产地21处,其中大型及以上4处、中型11 处。此外,周琦和杜远生(2019)依据华南成冰纪“大塘坡式”锰矿的研究建立了裂谷盆地气液喷溢为主导的沉积型菱锰矿的成矿模式。还有学者依据“大塘坡式”锰矿的锰质热液来源、生物成矿特征,建立了裂谷盆地热液喷溢聚锰—生物成矿的综合模式,丰富了对沉积型菱锰矿的认识(Yu et al., 2016,2019)。杜远生等(2023)发现中国沉积型菱锰矿主要形成于陆间或陆内裂谷、坳拉槽、大陆边缘裂谷等裂谷型盆地背景,形成于全球超大陆旋回的裂解阶段,与全球超大陆旋回具有明显的耦合关系
贵州铜仁锰成矿带,位于上扬子东缘成矿带,主要为沉积型锰矿。研究区内构造发育,以北北东向、北东向断裂和褶皱为主,大致呈等间距分布的北东向沉积盆地控制着区内南华系锰矿床的形成和分布,各沉积盆地具有相似的构造地质特征,为南华系形成的锰矿床提供了条件(图4)。
图4 黔渝湘毗邻区锰矿床分布图(据周琦等,2016修改)
近年来,在研究区新发现矿产地9处,新增资源储量6.57亿t,发现了道坨、高地(富锰矿)、普觉、桃子坪 4个超大型锰矿床(周琦等,2016;Zhou et al., 2022)。其中贵州高地锰矿受南华古裂谷中的武陵次级裂谷、石阡—松桃—古丈地堑盆地控制,矿床位于南华纪早期李家湾—高地—道坨(Ⅳ级)地堑盆地中心,属沉积型矿床,矿石类型为碳酸锰,矿体中均出现以块状构造夹被沥青充填的气泡状富菱锰矿石。新增资源储量1.61亿t(其中富锰矿0.72亿 t,富锰矿体平均厚度4.31 m。平均品位 25.75%),达超大型规模。矿体埋深1400~1950 m,矿体平均厚度 7.35 m,矿床平均品位21.82%。贵州道坨锰矿新增资源储量1.42亿t,矿体埋深773~1499 m,平均厚度为4.54 m,平均品位19.92%。
新疆西昆仑成矿带,以沉积型锰矿为主,新发现矿穆呼锰矿、奥尔托喀讷什锰矿、托吾恰克锰矿、玛尔坎土锰矿等矿床(图5),区内锰矿层位在40 km 范围内延伸稳定,见矿深度达到475 m,锰矿已查明资源储量1091万t。新疆穆呼锰矿位于新疆阿克陶县玛尔坎苏地区,为海相沉积型锰矿,主要矿石矿物为菱锰矿。新增项目评审资源储量818万t,钻孔控制矿体斜深 25~768 m,深部矿体厚 0.62~9.03 m,锰品位10.63%~42.9%。
图5 西昆仑造山带构造单元简图(a)及其西北部玛尔坎苏大型碳酸锰矿带地质简图(b)
1.3 铜矿
铜以纯铜、铜合金、铜化合物等形式广泛应用于电力、家用电器(15%)、交通运输、建筑、机械电子及其他领域。2023 年底,中国保有铜资源储量 4064.79万 t,主要分布在西藏、云南、新疆、江西、安徽和内蒙古等,6 省(区)资源量之和占全国总量的 76%(自然资源部,2023)。
过去 10 年,中国以斑岩型铜矿为主,兼顾 VMS 型、矽卡岩型,在冈底斯、班公湖—怒江、西南三江、东昆仑、西昆仑、天山—北山、长江中下游、钦杭、大兴安岭等重点成矿区带开展工作。新增查明铜矿资源储量3711万t,新发现矿产地81处,其中大型及以上 6 处、中型 20 处。此外,侯增谦等(2020)系统总结了中国斑岩型矿床的成矿特征,发现中国斑岩型矿床除少量产于岩浆弧外,主要产于碰撞造山环境的构造转换和地壳伸展阶段、陆内造山环境的岩石圈伸展和崩塌阶段以及活化克拉通的边缘及内部,并创新性提出了大陆碰撞成矿作用(侯增谦等, 2012),并在西藏地区取得重大找矿突破(唐菊兴, 2019)。
斑公—怒江多龙矿集区,班公湖—怒江洋盆被认为是特提斯大洋的组成部分,新发现铁格隆南、拿若、波龙、多不杂、多不杂西 5 个大型—超大型矿床。
西藏铁格隆南铜矿,位于西藏阿里地区改则县西北约110 km的多龙矿集区中部,是近年来在班公湖—怒江成矿带西段发现的首例具有典型高硫化型浅成低温热液矿化成矿特征的超大型Cu(Au、Ag)矿床。新增铜金属资源储量940.38万t(项目评审),其中,工业矿体铜金属资源储量747.68万t,平均品位 0.62%;低品位铜金属资源量 192.7万t,平均品位 0.31%。该矿床的深部及外围具有较大的成矿潜力,预测其远景资源储量可达1800万t。
西藏甲玛铜矿,位于西藏拉萨市墨竹工卡县,随着勘探工作的深入取得重大成果,已成为冈底斯斑岩铜矿带内最重要的超大型斑岩-矽卡岩铜多金属矿床。新增查明铜矿资源储量达544万t(备案),大多为 700 m 以浅。其中,工业矿体铜金属量 349.53 万 t,平均品位 0.89%;低品位铜金属量194.47万t,平均品位0.31%(图6)。
图6 特提斯缝合带构造格架图(a)和冈底斯成矿带构造和矿床分布图(b,据Song et al.,2023)
1.4 铅锌矿
铅锌矿是重要的有色金属原料,主要用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。2023年底,中国铅锌资源储量 8480万t(自然资源部,2024),主要集中在云南、内蒙古、甘肃、青海、广东、湖南和广西等省区。
2011—2019年,以密西西比河谷型(MVT型)和喷流-沉积型等层控型铅锌矿为主,兼顾其他类型,中国重点在冈底斯、天山、柴达木周缘、川滇黔相邻区、滇西、湘西—鄂西、豫西、西秦岭等地区开展勘查,以新疆西昆仑火烧云整装勘查区等14片整装勘查区为主,结合重点勘查区,新发现矿产地 126 处,其中大型9处、中型46处。
新疆和田火烧云地区,发现了中国目前资源储量最大的铅锌矿(图7),矿区勘查新增资源储量1704万t,还在火烧云外围发现萨岔口、元宝岭、牛郎山等多个铅锌矿,全区估算新增可达2411万t。新疆火烧云铅锌矿,位于新疆和田县以南300 km 处,处于喀喇昆仑成矿带。主矿化层产于侏罗系龙山组上段灰岩段泥晶灰岩层中,矿体与碳酸盐岩围岩整合产出,为喷流沉积型铅锌矿。矿区共圈出11条矿体,总体形态呈近水平层状产出,最大的Ⅲ1矿体倾向长2280 m,走向宽 306~1397 m,分布约 1.30 km3,见矿厚度最大64.31 m,平均厚度15.25 m,铅、锌平均品位分别为4.86%、25.82%。自2011年发现以来,通过持续勘查投入,火烧云铅锌矿勘查新增资源储量1704万t,是目前国内最大的铅锌矿床。
图7 萨岔口—火烧云构造位置(a)和甜水海—火烧云地区地质矿产图(b)(据任广利等,2024)
1—第四系;2—古近—新近系松西组—蚂蝗山组;3—白垩系铁龙滩组;4—侏罗系红其拉甫组;5—侏罗系龙山组;6—三叠系巴颜喀拉山群;7—三叠系克勒青河组;8—三叠系河尾滩组;9—三叠系空喀山口组;10—三叠系加温达坂组;11—三叠系神仙湾组;12—三叠系红山湖组;13—三叠系曲地组;14—石炭系展金组;15—石灰系恰提尔组;16—志留系温泉沟组;17—肖尔谷地岩组;18—白垩系黑云母二长花岗岩;19— 白垩系花岗闪长岩;20—玄武岩或玄武质火山碎屑岩;21—高原湖泊区;22—泉水沟—郭扎错断裂(二级构造单元界线);23—龙木错—双湖断裂(三级构造单元界线);24—乔尔天山断裂(四级构造单元界线);25—空喀山口断裂(四级构造单元界线);26—河尾滩大断裂;27—一般断裂;28—地质界线;29—角度不整合界线;30—超大型铅锌矿床;31—铅锌矿床/铅锌矿点;32—大型石膏矿床/矿点;33—多金属矿点/褐铁矿点;34—省界/国界;35—国道219线
大兴安岭成矿带,主要位于内蒙古西乌珠穆沁旗、巴林左旗、巴林右旗、翁牛特旗、克什克腾旗等,处于大兴安岭成矿带,矿床类型主要为中低温火山热液型,主攻矿种为铅锌矿。2011—2019年,勘查新增铅锌资源储量468万t,主要在老矿山周边及外围实现勘查增储:巴林左旗双尖子山矿区新增铅锌资源储量174万t,扎兰屯市二道河矿区新增铅锌资源储量 170 万 t,巴林左旗红岭矿区新增 64 万 t。内蒙古赤峰北铅锌矿基地已查明铅锌矿资源储量 1275万t,矿山产能1300万t/a。
图8 大兴安岭地区矿床分布(据吕新彪等,2020修改)
1.5 铝土矿
铝土矿是自然界中提取铝的最主要矿石原料, 90% 以上的铝土矿最终冶炼成原铝,其他直接用于制作耐火材料、研磨材料及高铝水泥等。截至2023 年底,中国铝土矿矿石资源储量70752.22万t(自然资源部,2024),集中分布在山西、河南、广西、贵州等省区,四省区资源储量占全国总储量的 90% 以上。
2011—2019年,以沉积型铝土矿和堆积型一水铝土矿为主,中国重点在山西、河南、广西、贵州、重庆等省(区、市)的资源分布区开展勘查,以贵州务正道铝土矿整装勘查区等 6 片整装勘查区为主,勘查新增查明铝土矿资源储量18亿t,相当于以往60 a 查明总量的46%。铝土矿新发现矿产地50个,其中大型18处、中型19处。
河南偃龙煤田深部铝(黏)土矿:矿区位于河南渑池礼庄寨—平顶山地区铝土矿整装勘查区偃师—禹州分区,矿区处于洛阳盆地东南侧,嵩山背斜北翼。成矿区带属于嵩山—箕山铝土矿成矿区之偃(师)巩(县)荥(阳)Ⅳ级铝土矿分区。矿体赋存于石炭系本溪组中,以铝土矿为主,共生耐火黏土、铁矾土、硫铁矿、菱铁矿,伴生镓元素亦可供综合利用的超大型沉积矿床。圈定铝土矿体16个,新增铝土矿资源储量 1.14 亿 t,大部埋深 500 m 以浅,平均品位63.18%。
贵州务正道铝土矿整装勘查区,以沉积型铝土矿为主。2011—2019年,勘查新增资源储量3.81亿t,新发现大型矿产地 9 处、中型矿产地 10 处,其中正安县旦坪铝土矿普查提交 0.57 亿 t,道真县大塘铝土矿详查提交0.46亿t。区内代表性矿床有大塘铝土矿、旦坪铝土矿、大竹园铝土矿、瓦厂坪铝土矿、大佛岩—川洞湾铝土矿等,已查明矿产地 31 个,其中大型 10 个、中型 11 个,已查明铝土矿资源储量 4.6 亿 t,伴生镓 2.37 万 t、钪 0.41 万 t,目前,大型铝土矿山2座,设计产能375万t/a。
1.6 钨矿
钨是金属元素中熔点最高、膨胀系数和蒸气压最低的元素,是密度最高的金属元素之一,主要应用于金属加工、机械、电子、矿业、重型制造业、石油化工等领域,应用达到总消费量的 85%;军事、核能和航空航天工业等应用占15%。截至2023年底,中国钨矿资源储量285.11万t(自然资源部,2024),主要集中在江西、湖南、河南、甘肃、广西、内蒙古和安徽等省区。
2011—2019年,以云英岩型、石英脉型为主,兼顾矽卡岩型和构造蚀变岩型,中国重点在南岭、东昆仑、祁连、大兴安岭等重点成矿区带开展工作。新发现矿产地 37 个,其中大型 11 处、中型 18 处,新增查明钨矿资源储量612万t。
江西朱溪钨铜多金属矿,处于位于钦杭结合带萍乐坳陷带东端,属塔前—清华铜金多金属成矿远景区。矿体主要产于燕山期中酸性岩体与晚古生代碳酸盐岩接触带中,主要为矽卡岩型矿床。矿区内圈定 47 条矿体均为隐伏矿体,矿体总体为似层状,走向为北东—南西,沿走向已控制长1200 m,沿倾向控制斜长近2000 m,矿区内最主要的 1 号矿体平均厚度146,埋深140~1918 m,钨平均品位0.55%、铜平均品位 0.57%。全区探获资源储量钨 236.14 万 t,预期可达344 万 t,成为世界最大的钨矿床。
江西大湖塘钨(铜)多金属矿,处于扬子板块东南缘江南古陆中段,钦杭成矿带中段北侧,主要为一细脉浸染型钨矿。石门寺矿床矿体主要产在燕山期似斑状黑云母花岗岩和晋宁期黑云母花岗闪长岩侵入接触面附近,最主要的I1矿体走向最大延伸1800 m,沿倾向最大延深1200 m,平均厚度143 m,平均品位0.18%,共生铜平均品位 0.54%。江西省修水县大湖塘钨(铜)多金属矿已评审认定的333 及以上类资源储量为氧化钨106.4 万 t,共伴生铜、钼、锡、银分别为61.83 万 t、5.97 万 t、2.89万 t 和1144 t。
1.7 锡矿
锡是最具广泛工业用途的金属之一,主要用于制造锡焊料(占比44.14%)、锡化工品(19.41%)、镀锡板(13.82%)、酸蓄电池(8.17%)、铜合金(5.12%)等。锡产品被广泛应用于电子、电器、化工、冶金、建材、机械、食品包装等领域。截至 2023 年底,中国锡矿资源储量117.44万t(自然资源部, 2024),主要集中在云南、内蒙古、广东、湖南和广西等省区。
2011—2019年,以云英岩型、石英脉型为主,兼顾矽卡岩型和构造蚀变岩型,重点在南岭、东昆仑、祁连、大兴安岭等重点成矿区带开展勘查。新发现矿产地10个,其中大型1处、中型3处(图8)。
内蒙古白音查干东山锡矿:为内蒙古新发现的超大型锡矿,属于断裂构造控制的中低温热液型矿床(图9)。Sn 品位为 0.755%,赋矿标高 1015~-131 m,新增锡金属资源储量 22.34 万 t,另有铅锌矿勘查新增资源储量90.4万t。
内蒙古维拉斯托锡多金属矿:矿床处于大兴安岭南段西坡(图9)。矿区北西部深部发育的隐伏早白垩世石英斑岩与成矿关系密切,整体构成“下体上脉”的中高温岩浆热液型锡矿二元结构。矿区由 248 条矿(化)体组成,各矿(化)体规模大小不等。Sn0号矿体最大倾斜延深1329 m,走向延长1407 m,矿体平均 2.53 m,锡、锌、钼、钨平均品位分别为 0.89%、2.54%、0.093%、0.58%,为大脉状向南东倾的缓倾斜矿体。新增锡矿资源储量5.77万t。
图9 内蒙古黄岗梁—甘珠尔庙成矿带大地构造位置(a)矿床分布图(b,据Mi et al.,2020修改)
1.8 钼矿
钼矿是钢铁工业不可缺少的添加剂,是中国战略性优势矿产之一,主要用于制造不锈钢(34%)、合金钢(29%)、工具钢(8%)、铸铁铸钢(6%)、化学工业(15%)和钼制品(8%),广泛应用于冶金、化工、农业和航天航空等领域。截至2023年底,中国钼矿资源储量780.56万t(自然资源部,2024),主要集中在河南、内蒙古、吉林、黑龙江和安徽等省区。
2011—2019 年,以斑岩型钼矿为主,主要在豫西、大兴安岭、南岭、东昆仑、天山—北山、长江中下游等重点成矿区带开展勘查,新发现矿产地 45 处,其中大型5处、中型25处。
安徽沙坪沟钼矿:位于秦岭—大别造山带北淮阳构造带东段南溪白垩纪断隆及断陷盆地,为斑岩型钼矿。与钼矿成矿有关的沙坪沟隐伏花岗斑岩体赋存于矿区中部,矿石矿物主要为辉钼矿、黄铁矿,控制矿体长度已近 1000 m,宽度 600 m,厚度 500~800 m,平均品位 0.17%,探明 333以上钼金属资源储量234万t,预测潜在钼资源储量144万t。
内蒙古曹四夭钼矿:位于内蒙古乌兰察布市兴和县,处于华北克拉通北缘孔兹岩带最东端,矿体主要产于晚侏罗世正长花岗斑岩与集宁群变质岩的外接触带变质岩中,赋矿围岩主要为斜长浅粒岩和黑云石榴斜长片麻岩,为一斑岩型钼矿。矿区内最主要的Mo1矿体长 1606 m,宽 1307 m,平均厚度530 m,平均品位 0.10%。项目新增Mo资源量 133 万t,平均品位0.078%,是华北克拉通北缘最大的钼矿床。
1.9 金矿
金作为一种特殊的大宗商品,具有商品、货币和投资避险等多重属性,在应对金融危机、保障国家经济安全中具有不可替代的作用,是饰品业、金条及金币、工业和现代高新技术产业(如电子、通讯、宇航、化工、医疗等领域)的重要原材料。截至 2022 年底,中国已发现金矿床(点)共计 5349 处,累计探明金矿资源储量超过 2.1×104 t,在中国各省均有产出,金矿床数量较多的省份依次是新疆、西藏、青海、黑龙江、四川、山东、甘肃、内蒙古等(王登红等,2024b)。
2011—2019 年,以构造蚀变岩型、石英脉型金矿为主,重点在晋冀、秦岭、阿尔泰、西南三江、东昆仑、大兴安岭等重点成矿区带开展勘查找矿工作,新发现矿产地199处,其中大型11处、中型60处。
山东三山岛北部海域金矿:位于胶东西北部三山岛成矿带内(图10,图11)。胶东是中国最大的金矿集区,2011 年以来,在胶东地区开展了大规模深部找矿工作,完成了3个深度大于3000 m 的钻孔,新增深部金资源量约 2958 t,新发现 12个大型及以上金矿床(宋明春等,2022)。其中,山东三山岛北部海域金矿为一受断裂构造控制的超大型蚀变岩型金矿床。新增金资源量470.5 t,平均品位4.3 g/t。
图10 三山岛北部海域大地构造位置简图及区域地质矿产简图(据于晓飞等,2019)
1—第四系;2—郭家岭序列似斑状中粒花岗闪长岩;3—玲珑序列郭家店单元中粗粒二长花岗岩;4—玲珑序列崔召单元中粒二长花岗岩;5— 栖霞序列新庄单元片麻状中细粒含角闪黑云英云闪长岩;6—栖霞序列回龙夼单元条带状细粒含角闪黑云英云闪长岩;7—马连庄序列栾家寨单元中细粒变辉长岩(斜长角闪岩);8—蚀变带;9—地质界线;10—实测及推测断裂;11—海域;12—超大型、大型金矿床;13—莱州—招远整装勘查区;14—矿区范围
图11 三山岛北部海域金矿矿区基岩地质简图(据于晓飞等,2019)
贵州簸箕田金矿,位于贵州贞丰—普安金矿整装勘查区内,自 2011 年以来,整装勘查区内新增金资源量 274 t(刘建中等,2017),其中簸箕田金矿为区内新发现的一个超大型全隐伏厚大金矿床(埋深 350~700 m),探获资源量 135 t,矿体赋存于灰家堡背斜东段轴部附近龙潭组与茅口组不整合界面间,以及龙潭组夹的生物碎屑灰岩中(图12)。
图12 灰家堡金矿田区域地质矿产图(据于晓飞等,2019)
1.10 “三稀”矿产
“三稀矿产”是稀土、稀有金属和稀散元素矿产的统称。稀有金属主要包括铌、钽、锂、铍、锆、铪、锶、铷、铯等元素。稀散元素主要包括镓、锗、铟、铊、铼、镉、硒、碲等元素。2011—2019年,中国地质科学院王登红团队,通过开展“三稀金属矿产战略调查”“战略新兴产业矿产地质调查工程”等项目或工程,在四川的甲基卡和加达、新疆砂锂沟以及攀西等地发现了一批以锂、稀土为主的战略性矿产资源基地,构建了离子吸附型稀土矿山环境评价模型和 SMAIMA 工作方法体系,创新了中国独特的离子吸附型稀土矿产的“八多两高一深”成矿理论和大型伟晶岩型锂矿“多旋回深循环内外生一体化”成矿理论(王登红等,2024a)。
四川甘孜州甲基卡锂矿,构造上位于松潘—甘孜造山带中部的雅江被动陆缘中央褶皱-推覆带中段的雅江构造-岩浆穹状变质体群内。区内已发现矿产地20余个,其中大型4个,代表性矿床有甲基卡、措拉、德扯弄巴等锂矿,是中国稀有金属最大的富集区。2011—2019年,区内勘查新增锂资源储量 232万t(含项目评审),新发现矿产地 4 处。其中, 134号矿脉新增锂资源储量76万t,Li2O品位总体为 1.4%。并共伴铌、钽、铍生等金属元素,是中国最大的伟晶岩型锂辉石矿床(图13)。
图13 甲基卡稀有伟晶矿田地质略图(于晓飞等,2019)
1—二云母花岗岩;2—微斜长石型伟晶岩;3—微斜长石钠长石型伟晶岩;4—钠长石型伟晶岩;5—钠长石锂辉石型伟晶岩;6—钠长石锂云母型伟晶岩;7—伟晶岩脉编号及采样位置;8—类型分带线;9—类型分带编号(Ⅰ—微斜长石伟晶岩带;Ⅱ—微斜长石—钠长石带;Ⅲ—钠长石带;Ⅳ—锂辉石带;Ⅴ—锂(白)云母带);10—本项新发现的锂辉石矿脉及编号
内蒙古赵井沟铌钽矿(图14)。赵井沟铌钽矿位于华北克拉通北缘中段乌拉山—大青山的东部地区,临河—集宁断裂带的南缘。矿区共圈定铌钽矿体1个,钨矿体1个,铌钽矿体主要赋存在含天河石钠长花岗岩中,其次为花岗细晶岩、云英岩及天河石花岗伟晶岩,矿体呈脉状贯穿于栓马庄组浅变质含砾砂岩的北东向构造裂隙中。矿体走向长 406~750 m,延伸大于770 m,最厚达211 m,(Nb2O5+Ta2O5)品位为0.020%~0.032%,平均为0.0249%,矿化均匀,矿体上部呈脉状,下部呈岩株状(李志丹等,2019)。共探求(Nb2O5+Ta2O5)资源量(331+ 332+333)矿石量3823.36万t,金属量 9331.28 t,矿床(Nb2O5+Ta2O5)平均品位 0.0244%;伴生有益组分 Rb2O金属量37300.21 t(于晓飞等,2019)。
图14 武川县赵井沟矿区地质图(据于晓飞等,2019)
2 当前面临的形势及主要存在问题
2.1 当前形势分析与判断
(1)资源供需突出矛盾仍将长期存在
预计未来15年,中国石油、天然气、铜、镍等需求保持增长态势,煤、铁、铝、锌等需求增速放缓,锂、钴、镍等矿产需求旺盛。尽管10年找矿突破战略行动取得了一系列重大成果,但资源储量增长赶不上产量增长的步伐,在所探获的资源量中,90% 是推断资源量,新增资源量和质量不能满足国家高质量发展的要求。
(2)对外依存度与国际供应风险不断攀升
随着全球产业结构和国际体系和国际秩序的深度调整,经济去全球化的趋势加剧,全球产业链供应链布局面临巨大调整的可能,在能源等战略性矿产资源和矿产资源上全球控制权争夺趋烈。中国是战略性矿产资源全球第一消费大国和贸易大国,石油、铁、铜、镍、钴等紧缺战略性矿产品供应风险不断攀升。
(3)地质找矿面临新的机遇和挑战
中国矿产资源有着巨大的找矿潜力,据统计目前中国铁、铜、铝等25种固体矿产探明率约30%,石油资源潜力1206亿t,探明率约35%;天然气资源潜力147万亿 m3,探明率约12%;页岩气资源潜力 106 万亿 m3,探明率仅2%;煤层气潜力 28 万亿 m3,探明率仅3%。国内深部资源潜力巨大,深层—超深层石油、天然气资源分别占其总量的 21.2%、54.2%;找矿成果拓展到地下2000 m和一些新区及老矿山边部盲区地带时,固体矿产资源潜力可在现有基础上翻一番。
2.2 主要存在问题
(1)国内地质勘查投入持续下滑
找矿突破战略行动实施10年来,国内重要矿产勘查投入(不包括港澳台、无油气)持续下降,由2012年峰值414.1 亿元下跌至2019年的 88.03 亿元,下跌幅度高达-78.74%,其中商业性勘查投入由 281.39 亿元下跌至 44.09 亿元,下跌幅度高达-84.33%,2019年在地质勘查总投入的占比降至 34%,是《国务院关于加强地质工作的决定》发布以来的最低点,而且这一趋势短期内难见好转,导致矿产勘查市场呈现萧条局面。
(2)地质找矿难度加大,科技支撑亟待加强
随着地质工作程度逐步提高,可供勘查开采的浅部矿产资源越来越少,找矿突破的主战场向西部、深部转移,矿产勘查目标是由浅部转向覆盖区和深部的隐伏矿,现有的技术方法尚不能满足深部和覆盖区的找矿突破,亟待解决物探技术方法的突破。
(3)可供后续商业性勘查区块不足
2019年12月,自然资源部印发《关于推进矿产资源管理改革若干事项的意见(试行)》(自然资规〔2019〕7号),对建立和实施矿权出让制度、优化石油天然气矿权管理、改革矿产资源储量分类和管理方式等做出了一系列制度创新。当前国家出资开展的基础性、公益性矿产调查评价工作,难以筛选出找矿前景较明朗、风险较小的、能满足社会对矿产勘查信心和期望的、可供政府出让的区块,难以拉动后续商业性勘查投入。
3 未来勘查规划
根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》,未来 15 年,中国将实施新一轮找矿突破战略行动,突出紧缺能源矿产、紧缺金属矿产、优势矿产。以重要含油气盆地和重点成矿区带为重点,聚焦基础调查区、重点调查区、重点勘查区、重要矿山深部“四区”,主要开展以下地质找矿工作:
(1)深入开展基础地质调查
2021—2035年,建议围绕全国12个重要含油气盆地和 26 个重点成矿区带,通过开展区域地质调查、矿产地质调查和有关技术方法应用,提高基础地质调查程度,提升地质认识水平。进而通过对区内已有矿床、矿(化)点、蚀变和物化探异常等信息反映有较大找矿潜力的地区,开展必要的物化探和钻探验证,提交找矿远景区、找矿靶区和油气有利区。最终,提交探矿权出让区块建议。
(2)加快实施战略性矿产勘查
2021—2035 年,建议坚持急用先行,突出铁铜铝锂钴镍等紧缺战略性矿产,着重在山东齐河—禹城、新疆富蕴一带等富铁探矿权集中区,西藏玉龙、多龙等铜矿矿集区,通过部署大比例尺矿产检查和钻探验证,加大勘查力度,提交一批资源量和油气探明地质储量。同时,优选具有较好资源潜力的已设采矿权区,攻深找盲,探获新增资源储量,稳定和扩大矿山产能。
(3)加强矿产资源开发利用
2021—2035年,通过开展战略性矿产资源开发水平调查评价,动态掌握资源利用情况。通过支持民营企业投资战略性矿产开发利用。支持符合条件的共伴生矿、低品位矿和尾矿综合利用,引导企业提升开采回采率、选矿回收率、综合利用率,实现优矿用好、呆矿用活、劣矿用足。
(4)强化科技创新引领和支撑
2021—2035年,要瞄准国际国内学科发展前沿和新的生长点,开展地球深部结构与组成探测、成矿(藏)规律与找矿预测、重要含油气盆地和重点成矿区带战略选区等科学问题研究,推动形成更多符合中国地质特点的成矿理论、找矿理论,攻克一批重大核心共性的勘查开发技术。推动高精尖勘探开发装备国产化,研发大深度、高精度、快速立体矿产资源探测装备。
4 结论
(1)在找矿突破战略行动总结评估的基础上,优选铁、锰、铜、铅锌、铝土、钨、锡、钼、金和“三稀” 等战略性矿产,系统总结10年勘查进展、典型案例。
(2)中国矿产资源目前面临资源供需突出矛盾仍将长期存在、对外依存度与国际供应风险不断攀升、地质找矿面临新的机遇和挑战等形势,并认为存在地质勘查投入持续下滑,地质找矿难度加大、科技支撑亟待加强,可供后续商业性勘查区块不足等3方面问题。
(3)2021—2035年中国矿产勘查主要开展以下工作:深入开展基础地质调查,加快实施战略性矿产勘查,加强矿产资源开发利用,强化科技创新引领和支撑。
致谢
审稿人提出了建设性意见,致以真诚的感谢。另外裴荣富院士为我国地质找矿事业奋斗了几十年,今年恰逢裴荣富院士百岁华诞,谨以此文献给裴荣富院士百岁大寿,祝裴院士健康长寿,继续见证和指导我国地质科学的发展!
本文受国家自然科学基金(92162323, 41802115)和中国地质调查局地质调查项目“全国海陆矿产资源图件编制更新”(DD20221696)联合资助。
文章刊登于《矿产勘查》第15卷第11期
引用格式:吕志成,龙宝林,庞振山,王宗起,于晓飞,李永胜,颜廷杰,孙海瑞,甄世民. 2024. 找矿突破战略行动以来中国主要金属矿产勘查进展及未来勘查规划[J]. 矿产勘查, 15(11): 1974-1990.
Citation: Lyu Zhicheng, Long Baolin, Pang Zhenshan, Wang Zongqi, Yu Xiaofei, Li Yongsheng,Yan Tingjie, Sun Hairui, Zhen Shimin. 2024. Exploration progress of major metal mineral resources in China and future exploration plan[J]. Mineral Exploration, 15(11): 1974-1990.
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编辑:贺昕宇
审核:王学明
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