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新一(yī)輪找礦突破大(dà)讨論 | 國内找礦突破大(dà)有可爲

礦産資(zī)源是經濟社會發展的重要物(wù)質基礎,礦産資(zī)源勘查開(kāi)發事關國計民生(shēng)和國家安全。近年來,我(wǒ)國能源資(zī)源供需環境和安全環境發生(shēng)了重大(dà)變化,保障國家能源資(zī)源安全的重要性越發凸顯。今年的全國自然資(zī)源工(gōng)作會議提出,圍繞加強重要能源礦産資(zī)源國内勘探開(kāi)發和增儲上産,全面啓動新一(yī)輪找礦突破戰略行動。《中(zhōng)國自然資(zī)源報》開(kāi)設“新一(yī)輪找礦突破大(dà)讨論”專欄,旨在引導地勘行業廣泛參與讨論,積極建言獻策,凝聚行業共識,推動新一(yī)輪找礦突破戰略行動紮實開(kāi)展。

國内找礦突破大(dà)有可爲

中(zhōng)國工(gōng)程院院士 陳毓川 毛景文

近年來,礦業界存在一(yī)股思潮,認爲我(wǒ)國境内礦産資(zī)源禀賦不好,2000米以淺的礦産資(zī)源已經基本摸清。但從數十年的找礦實踐來看,我(wǒ)們認爲國内找礦突破實是大(dà)有可爲。

什麽是礦?界定要素随着科學技術進步、市場需求變化、政策改變等因素影響不斷變化

談找礦首先要把礦的概念搞清楚。

礦石是指從礦山中(zhōng)采出來的含有某種有價值礦物(wù)質的岩石,經過破碎、粉磨等逐級加工(gōng)後可以應用在金屬礦山、冶金工(gōng)業、化學工(gōng)業、建築工(gōng)業、鐵(公)路基建、水泥工(gōng)業及砂石行業等工(gōng)程領域中(zhōng)。其定義包含4個關鍵要素:可采出、有價值、可加工(gōng)、可利用。這4個要素是區别礦石與普通石頭的标準,缺一(yī)不可。值得注意的是,這4個界定要素并不是一(yī)成不變的,而是會随着科學技術進步、市場需求變動、政策改變等因素不斷發生(shēng)變化。

——開(kāi)采技術對找礦的影響。開(kāi)采技術可行性和開(kāi)采成本可行性是礦山開(kāi)采中(zhōng)的雙重制約因素。從技術可行性角度上看,随着開(kāi)采技術的不斷進步,以前受開(kāi)采技術限制無法開(kāi)采的地域成爲可以被開(kāi)發利用的礦山。以采礦深度爲例,目前我(wǒ)國金屬礦山開(kāi)采深度一(yī)般達到600米~900米即爲深部開(kāi)采,而吉林夾皮溝金礦應用先進的探采技術,開(kāi)采作業深度已經達到了1600米。

那麽,開(kāi)采深度對于找礦意味着什麽?目前我(wǒ)國礦床勘探深度多集中(zhōng)在400米~600米,這并不是因爲我(wǒ)們的鑽探技術無法達到更大(dà)的深度,而是受開(kāi)采技術的制約。這樣的礦就叫作“呆礦”或者就不能稱之爲“礦”。因此,開(kāi)采技術能夠達到的深度決定着找礦的深度。

——選礦技術對找礦的影響。選礦技術可行性和選礦成本也是選礦環節的制約因素。礦石中(zhōng)的有用組分(fēn)能否從礦石中(zhōng)提取出來進行富集是選冶的先決條件。以我(wǒ)國特有的離(lí)子吸附型稀土礦爲例,由于以往缺乏從風化殼型稀土礦中(zhōng)提取有用組分(fēn)的選礦技術,20世紀80年代該類型礦并不是工(gōng)業性礦産,直到1996年離(lí)子吸附型稀土第二代提取工(gōng)藝“原地浸礦工(gōng)藝”出現,才真正意義上形成了我(wǒ)國的新型稀土礦種。

選礦技術的發展,對于找礦工(gōng)作而言,意味着以前不是礦的岩石類型現在可以作爲有用礦物(wù)去(qù)尋找,以前由于品位低而不能稱之爲礦的石頭現在也可以圈定爲礦體(tǐ)。因此,選礦技術的進步不僅拓展了礦石的種類,而且降低了圈礦品位的門檻。

——價值因素對找礦的影響。在通常情況下(xià),市場供需關系決定着礦産品的價格,西方礦業理論總是在暗示我(wǒ)們隻有能夠獲利的礦石才能叫作“礦”,并在進行儲量估算時給出一(yī)條礦産品價格與礦山可采儲量的曲線,來顯示每一(yī)個價格所對應的可稱之爲“礦”的儲量。當一(yī)個礦床即使開(kāi)采技術、選礦技術都可以将其有用組分(fēn)開(kāi)采、分(fēn)選出來,但隻要不能盈利,那麽這個礦床就沒有市場價值,就不能稱之爲“礦”。市場價值成爲了衡量礦石是否是“礦”的唯一(yī)價值标準。

然而,西方的這種理論總是讓人覺得不太對勁,那麽到底是哪裏不對勁呢?這就是“非市場價值”。我(wǒ)們還是按照西方礦業理論去(qù)推導,一(yī)個礦山,隻要現有開(kāi)采技術和選礦技術能夠把我(wǒ)們需要的有用組分(fēn)提取出來,那麽它必定會對應一(yī)個成本,在一(yī)個商(shāng)品可以正常流通的市場裏,沒有人會願意以低于成本價格去(qù)開(kāi)采礦山,但不開(kāi)采并不意味着這個礦山不可采、其礦産品不可利用,隻不過是它無法作爲商(shāng)品體(tǐ)現其價值。當這個市場規則被破壞的時候,我(wǒ)們将會遇到兩種情況,即礦産品價格暴漲或是斷供。這個時候,那些被定義爲沒有市場價值的礦才會真正體(tǐ)現出它們的價值。因此,價值因素對找礦的影響不是絕對的,找礦工(gōng)作最底層的意義是保障國家的礦産資(zī)源供應安全,“把飯碗牢牢端在自己手上”,因爲礦産資(zī)源就是工(gōng)業的糧食。

——下(xià)遊應用對找礦的影響。礦産資(zī)源支撐着整個工(gōng)業體(tǐ)系,但下(xià)遊需求的變化也時刻影響着找礦勘查。以锂礦爲例,今天大(dà)熱的锂礦,以前并不如此風光。20世紀90年代以前,锂的使用量十分(fēn)有限,是一(yī)個默默無聞的小(xiǎo)礦種。但到“十三五”期間,我(wǒ)國锂礦的勘查投入增長了195.6%。與此相反,化石能源的代表性礦種煤炭則随着人類環保意識的加強,在全球範圍内開(kāi)采量、使用量大(dà)幅下(xià)降。這就導緻了資(zī)本從煤炭領域大(dà)量撤出,我(wǒ)國“十三五”期間煤炭勘查投入也減少了83.5%。由此可見,下(xià)遊産業對礦産資(zī)源的需求将直接影響上遊的找礦投入,既決定了找礦的投資(zī)規模,也決定了找礦的目标礦種。因此,找礦不能隻關注眼前和找礦工(gōng)作本身,同時要緊盯下(xià)遊産業的需求和發展趨勢,對礦産資(zī)源的需求進行前瞻性研究,才能快速調整找礦方向,獲得礦産資(zī)源的先發優勢。

如何找礦?重視找礦理論,勘查技術與現代科技相結合,自主研發找礦勘查裝備

找礦是一(yī)個專業性極強的領域,需要理論的指導。而找礦理論是通過對地質環境的研究、對以往勘查工(gōng)作的總結、對礦山開(kāi)采實際情況的對比,從大(dà)量生(shēng)産實踐中(zhōng)總結出來的。一(yī)個找礦理論的形成,往往會改變一(yī)個國家的礦産資(zī)源格局,大(dà)慶油田的發現就是個很好的例子。沒有一(yī)種找礦理論是萬能的,地下(xià)世界千變萬化,人類能夠探知(zhī)到的僅僅是冰山一(yī)角,這就需要廣大(dà)地質工(gōng)作者對已經揭露出來的地下(xià)世界認真研究、細緻歸納、總結規律、敢于創新,不斷提出新的找礦理論。在找礦生(shēng)産實踐中(zhōng)要充分(fēn)重視找礦理論的指導作用,提升找礦成功率。

找礦勘查在國際上通常分(fēn)爲兩種,即在圈定的找礦遠景區找礦(綠地找礦)和在已有礦區的深部和外(wài)圍找礦(棕地找礦)。

過去(qù)30年來,找礦勘查科學技術正在發生(shēng)重大(dà)變革。地質找礦已從尋找露頭礦、淺表礦轉到隐伏礦,從低山區轉到人迹罕至的中(zhōng)高山區—深切割區。針對淺覆蓋區(包括森(sēn)林、草原和沙漠等)以及中(zhōng)高山區—深切割區,西方礦業大(dà)國紛紛實施研發計劃。例如,加拿大(dà)實施了爲期20年的隐伏礦找礦計劃、美國開(kāi)展了新一(yī)輪全球礦産資(zī)源潛力評價、澳大(dà)利亞持續實施覆蓋區找礦計劃,主要目的都是通過科技創新圈定找礦靶區,引導企業風險投資(zī),開(kāi)展找礦勘查。

找礦勘查是一(yī)項複雜的系統工(gōng)程,國内外(wài)通常是以成礦理論爲指導,以勘查技術方法爲輔助,以工(gōng)程驗證爲準繩。在西方國家,從事找礦勘查單位的主體(tǐ)是上市公司以及極個别私有公司,以追求利益最大(dà)化爲目标,因此找礦目标是“找大(dà)礦、找富礦、找淺礦”。但從國家整體(tǐ)利益考慮,我(wǒ)國有必要探獲一(yī)些低品位和深度較大(dà)的礦産資(zī)源作爲戰略儲備。

找礦技術方法是實現找礦突破的重要手段,将現代科學技術運用到找礦勘查是全球大(dà)趨勢。目前,國外(wài)現代找礦勘查技術發展迅速,主要體(tǐ)現在衛星遙感多光譜、機載、地面和岩心紅外(wài)光譜技術,航空地球物(wù)理電、磁、重、放(fàng)技術,地面高精度、大(dà)深度地球物(wù)理激電技術,地氣、生(shēng)物(wù)和納米級固體(tǐ)穿透性地球化學技術,模塊化、自動化、智能化鑽探技術,以及智慧勘查技術,即進行大(dà)數據地質信息的深度處理挖掘,圈定靶區。

多年來,我(wǒ)國地質工(gōng)作者在找礦技術和方法應用方面持續探索,取得了一(yī)系列進展,但找礦勘查設備和裝備嚴重依賴國外(wài),形勢堪憂。目前來看,我(wǒ)國研發裝備、設備和儀器的關鍵難點是芯片、軟件和精密元器件。

在哪裏找礦?推動現有礦山深邊部找礦,構建立足國内、放(fàng)眼世界的資(zī)源保障體(tǐ)系

總體(tǐ)來講,我(wǒ)國廣袤的國土面積上還存在着巨大(dà)的找礦潛力,爲了保障我(wǒ)國礦産資(zī)源安全,應大(dà)幅開(kāi)放(fàng)可用于地質勘查的區塊面積,積極鼓勵社會資(zī)本投入找礦工(gōng)作。

爲什麽說我(wǒ)國找礦潛力很大(dà)?首先,我(wǒ)國具有較好的成礦地質構造環境。顯生(shēng)宙(近6億年來)全球三大(dà)成礦域:古亞洲成礦域、環太平洋成礦域、特提斯成礦域均聚焦我(wǒ)國,且均大(dà)量成礦。其次,2006年~2013年中(zhōng)國地質調查局組織礦産資(zī)源研究,對全國25種重要礦産進行了潛力評價,得到的結論是尚有2/3資(zī)源潛力有待探測,特别是2000米以淺蘊藏着巨量礦産資(zī)源,關鍵是要進行有效勘查。

21世紀之前,由于鑽探和開(kāi)采能力的限制,我(wǒ)國大(dà)多數礦産勘查深度不足500米。21世紀初,我(wǒ)國開(kāi)展了一(yī)輪老礦山深邊部找礦勘查,國家出資(zī)幫助危機礦山探明新資(zī)源,取得了重要成效。實踐證明,通過科技創新,是實現老礦山找礦突破和快速增儲的最佳路徑。圍繞我(wǒ)國現有礦山的深部及邊部開(kāi)展找礦活動,是5年内快速緩解我(wǒ)國礦産資(zī)源危機的主要措施。

從可預見的開(kāi)采技術發展水平上看,未來20年内,我(wǒ)國找礦工(gōng)作從深度上應主要集中(zhōng)在500米~2000米以淺的範圍。在政策上,應繼續調整現行礦業權管理制度,讓制度能夠積極推動現有礦山深部、邊部找礦工(gōng)作。同時,國家應盡快設立化解礦産資(zī)源危機的專項資(zī)金,用于500米~2000米以淺的深部找礦研究工(gōng)作,加大(dà)500米~2000米礦産資(zī)源開(kāi)采技術裝備的研發投入,在地下(xià)支撐起一(yī)柄維護我(wǒ)國未來幾十年礦産資(zī)源安全的“保護傘”。

針對目前的情況,建議進一(yī)步加大(dà)政策扶持力度,引導企業和社會資(zī)金投入風險勘查;設立重大(dà)科技專項,切實解決我(wǒ)國找礦勘查的重大(dà)科學問題和技術難題;産學研深度融合,以企業爲主體(tǐ)針對難題開(kāi)展創新研究;自主研發一(yī)系列找礦勘查儀器、設備和裝備,助推我(wǒ)國從礦業大(dà)國邁向礦業強國;健全人才培養機制和評價體(tǐ)系,職業本科、普通本科甚至碩士研究生(shēng)教育應強化實踐,提高職業技能,有效服務國家建設和社會發展。

世界上沒有一(yī)個國家擁有足夠可利用的所有類型礦産,因此,構建以國内大(dà)循環爲主體(tǐ)、國内國際雙循環相互促進的礦産資(zī)源保障新格局,是我(wǒ)國現階段的一(yī)項迫切任務。以科學研究爲先導,充分(fēn)理解全球成礦規律和礦床成礦系列,以大(dà)數據和多源信息處理爲依托,引導國内企業積極融入國際礦業體(tǐ)系,不僅能有效發現和探明新礦産資(zī)源,而且可以采取獨資(zī)、合資(zī)和股份制的形式,加大(dà)緊缺大(dà)宗和新能源礦産的開(kāi)發,以提高我(wǒ)國資(zī)源保障程度,助推當地社會發展。

我(wǒ)國是全球最大(dà)的礦産資(zī)源消費國、生(shēng)産國、進口國和貿易國,更是全球産業門類最齊全的工(gōng)業大(dà)國。不能讓礦産資(zī)源供給扼住我(wǒ)國工(gōng)業體(tǐ)系的咽喉。黨中(zhōng)央、國務院已經充分(fēn)認識到礦産資(zī)源安全的重要性,将礦産資(zī)源安全提升到國家安全高度。當前,新一(yī)輪找礦突破戰略行動的号角已經吹響,在黨中(zhōng)央正确領導下(xià),通過礦業政策的及時調整以及産學研用協同創新,我(wǒ)們有信心、有能力解決好國家礦産資(zī)源安全保障問題,國内找礦大(dà)有可爲。


來源:中(zhōng)國自然資(zī)源報

作者:陳毓川 毛景文(均爲中(zhōng)國工(gōng)程院院士)

新媒體(tǐ)編輯:杜潇詣


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