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中国战略性矿产资源地图关乎中国发展

来源:中国非金属网  日期:2020年03月04日  文字:【 加粗】【高亮】【还原
http://www.nmm365.cn  发布时间: 2020-3-4 中国非金属矿网

随着全球多领域新技术融合创新步伐的加快及国家对新兴产业发展支持力度的加大,战略性矿产资源在抢占新一轮经济制高点过程中的战略地位也愈发突出。不久前,由自然资源部中国地质调查局组织实施的《全国矿产资源潜力动态评价》项目(2016~2018)成果在京通过专家评审,包括多种战略性矿产在内的6种重要矿产资源潜力评价完成。得益于这一基础性公益性地质矿产调查项目,石墨、铟、镓、锂等重要战略性矿产资源在我国的赋存、分布状况和未来找矿方向正在渐渐清晰。
01石墨:7省15个成矿带孕育“黑金”
物精于材,品源于料。当前,新材料正在为世界工业带来颠覆性的变革。新年前夕,华为宣布将成为全球首发石墨烯电池手机的厂商,随即其他手机品牌企业表示也攻克了石墨烯电池技术。可以想见,一场有关石墨烯等材料革命的科技比拼还将继续。
被誉为“新材料之王”的石墨烯是从石墨材料中剥离出来的,因而近年来石墨资源越来越受到社会和市场的广泛关注。为了解答我国的石墨资源潜力问题,由自然资源部中国地质调查局矿产资源研究所《全国矿产资源潜力动态评价》项目组,联合中国建材地质勘查中心、黑龙江省地质调查院、内蒙古自治区地质调查院等单位,通过对全国10多个省(区、市)的矿产野外调查与室内综合分析,重点对我国石墨资源潜力、经济价值及开发环境进行了联合评价。
项目负责人、资源所研究员肖克炎介绍说,石墨矿床类型分为区域变质型、接触变质型和岩浆岩型,区域变质型和接触变质型是石墨矿床的主要成矿类型,因而项目采用成矿地质参数法对全国石墨资源量进行了预测。研究显示,我国石墨资源成矿地质条件优越,资源潜力巨大,资源储量居世界首位,500米以浅资源量约为17.63亿吨;目前已查明资源量仅占预测资源量17.02%,还有相当大的资源潜力,黑龙江省仍是我国石墨资源最有潜力的地区。
丰厚的资源是产业发展的基础。这几年,许多地方都把发展石墨产业作为振兴经济和高质量发展的重要突破口。来自黑龙江省自然资源厅的最新统计显示,黑龙江石墨资源储量为2.33亿吨,占全国储量的53%。如今,“黑老大”正积极科学布局“黑金”产业,做大鸡西、鹤岗2个大型石墨生产加工基地,培育壮大牡丹江、七台河、双鸭山3个石墨新兴产业基地,打造矿产资源开发及精深加工万亿级产业,加快推动探采加一体化,全力打造创新驱动引领的石墨新材料全产业链。
黑龙江的“黑金”产业如此诱人,那么全国还有哪些地方具有石墨探矿潜力?
“我们在全国分省分地区系统完成了我国石墨资源潜力评价,建立了石墨预测模型,总结成矿规律,划分了成矿区带,定量预测了资源量。”肖克炎告诉记者,我国的石墨资源分布具有空间不平衡性,主要在黑龙江、内蒙古、四川、山西、山东5省(区),具有“一老一新、东多西少”的分布特点,同时,新疆新发现的岩浆热液改造型石墨矿产资源潜力较大、开发条件好,可继续予以关注。不仅如此,项目还根据成矿规律及已知矿床(点)分布情况,结合成矿时代及变质相,将中国石墨矿分成了7个成矿省和15个成矿区带。
有了清晰的资源地图,我国未来的石墨开发基地也逐渐明了。
“考虑到勘查区未来的勘查成果,同时兼顾已探明的资源量及已形成的开发能力,我们认为有两个基地可以重点考虑和开发,一是鹤岗—鸡西—吉林,二是阿拉善—呼和浩特—张家口。这两个未来开发基地可加大科技投入,强化深加工,增加产品的附加值,真正发挥出大鳞片优质石墨的价值。”肖克炎说。
为什么说石墨烯是“新材料之王”?
作为一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,也被誉为“新材料之王”。科学家预言石墨烯将“彻底改变21世纪”,极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
石墨烯是一种由碳原子组成的六角形二维碳纳米材料,具有优异的光学、电学、力学特性。它是目前世界上最薄却最坚硬的纳米材料,强度比世界上最好的钢铁还要高100倍,比钻石还坚硬;它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高于碳纳米管和金刚石;常温下其电子迁移率比纳米碳管或矽晶体还高,而电阻率比铜和银更低,是当前电阻率最小的材料。
石墨烯的应用范围非常广泛,从电子产品到防弹衣和造纸,甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。可以预见,目前我们看到的石墨烯相关产品只是“黑科技”背景下的冰山一角。
02镓、铟:从矿业开发“配角”变“主角”
在2013年完成的《全国矿产资源潜力评价》项目中,并没有镓和铟的影子。但随着世界各国对战略性新兴产业的重视,中国具有资源优势的稀土、钨、钛、镓、铟也越来越受到关注。2010年12月,美国能源部出台“关键矿产战略”,分析了与铟、镓有关的太阳能电池技术等4种关键能源技术。据美国地质调查局数据,中国的镓和铟的储量均为世界第一,占比均在50%以上。
“原生镓的年产量极少,全球年产量不足450吨,约为原生铟产量的一半。如果这种状况不能得到改善,未来20~30年这些重要的新兴矿产资源将会出现严重短缺。”据肖克炎介绍,关键矿产资源的典型特点在于:独特的物化性能,全球市场容量小;缺乏供应多元性;矿业开发中常作为副产品而具不确定性。而镓与铟都属于稀散金属,主要共伴生于铝土矿和锡铅锌矿之中。这一次,通过《全国矿产资源潜力动态评价》项目,我国系统完成了共伴生矿产镓、铟的潜力评价,使它们实现了从“配角”到“主角”的转变。
当前,世界90%以上的原生镓都是在生产氧化铝过程中提取的。“由于从铝土矿中提取伴生镓的生产工艺最为成熟,环境副作用也较小。因此,本项目将铝土矿中伴生镓作为主要预测对象。”肖克炎说。
据他介绍,此次镓的预测评价以铝土矿资源潜力评价成果为基础,通过不同预测工作区定量分析,分析镓与主矿种铝土矿的资源量定量关系,进行资源量估算。铟矿潜力评价则是以锡铅锌矿的预测成果为基础,建立铟的定量预测模型,开展资源量估算。项目成果显示,镓主要分布在广西、河南、贵州、陕西等省区,铟矿主要分布于广西、云南、内蒙古、湖南等省区。
认识一下“稀散金属”镓和铟
镓发现于1875年,是从闪锌矿矿石(ZnS)中提取并提纯的。镓在地壳中的浓度很低,含量只占0.0015%。自然界中的镓分布比较分散,多以伴生矿存在,主要赋存在铝土矿中,少量存在于锡矿、钨矿和铅锌矿中。根据美国地质调查局2015年发布的数据,全球铝土矿中镓的储量超过100万吨,锌矿中还有一定储量的镓资源。由于技术等原因,虽然铝土矿和锌矿中所含的镓资源相对较多,但目前能从中开发回收的镓资源量却很少。
铟发现于1863年,在地壳中的含量为1×10-5%,它虽然也有独立矿物——硫铟铜矿、硫铟铁矿、水铟矿,但量极少,绝大部分铟都分散在其他矿物中,主要是含硫的铅、锌矿物,闪锌矿中铟的含量为0.0001%~0.1%,铅锌冶炼厂和锡冶炼厂也能回收铟。
03锂:储量集中于青藏高原
锂产业被世界公认为未来发展的朝阳产业和世界竞相发展的新兴产业。关键矿产锂,不仅是我国重要的战略性矿产资源,也是我国产业结构、布局战略性调整的基础保障。
锂矿是我国的优势矿产之一,矿床多、规模大。在青海,锂矿资源主要赋存于盐湖之中,丰富的盐湖锂资源为该省大力发展锂产业提供了先决条件。目前,青海盐湖提锂—正负极材料—电解液—隔膜—锂电池制造—新能源汽车制造的上下游一体化完整产业链已经形成,在全国具有一定影响力的千亿元锂电产业基地正在崛起。
其实,我国的锂矿主要矿床类型有两大类——硬岩锂(花岗岩型、伟晶岩型)和卤水锂(盐湖卤水型)。在《全国矿产资源潜力动态评价》项目中,科研人员对我国这两类锂矿进行了资源潜力动态评价和数据更新,重点完成了川西甲基卡矿集区的资源潜力评价,并汇总了全国锂矿成果。
本次工作共统计全国锂矿床(点)151处,其中超大型3处、大型10处、中型15处、小型13处,矿点(矿化点)112处。锂矿床在空间上的分布具有区域性集中的趋向,储量明显集中在青藏高原,所探明的锂矿床分布于青海、西藏、四川、江西、新疆、湖北及湖南等9个省区,其中,青海、西藏、四川、江西4省区的查明资源储量占全国锂查明资源储量的96%。
调查显示,我国锂矿资源较丰富且潜力大。根据重要矿产潜力动态评价结果,预测卤水锂矿资源潜力达(LiCl)9248万吨,以现代盐湖型锂矿为主,主要分布于青藏高原的盐湖中;硬岩锂矿资源潜力(Li2O)为804.29万吨,以四川省甲基卡式花岗伟晶岩型锂矿床为代表,主要分布在四川西部、江西、湖南、河南及新疆北部、陕西等地。
甲基卡位于四川省康定、雅江、道孚三县交界处,为超大型锂矿床。科技人员在资源所研究员王登红等人提出的“多旋回深循环内外生一体化”的成矿理论指导下,基本查明了片区内伟晶岩型稀有金属矿床成矿规律;初步查明锂矿资源储量203万吨,新增113万吨;估算甲基卡式锂矿预测资源量为262万吨,均在500米以浅,为可利用资源。
王登红告诉记者,我国锂矿床的勘查工作虽然取得了显著成绩,但大部分伟晶岩型锂矿勘查工作仅对个别矿脉或地段进行了详查和勘探,大量的矿床(点)仅作了普查或预查,部分矿点矿化点还未开展过任何勘查工作,整体勘查程度比较低。
那么,硬岩锂的找矿突破最有可能出现在哪里?
项目研究认为,中国西部的川西—西昆仑地区的伟晶岩成矿省具有很大锂辉石找矿潜力,特别是川西甲基卡矿区外围、川西可尔因矿田外围,以及西昆仑地区的大红柳滩矿床外围。青藏高原锂资源勘查区,宜重点寻找经济价值更大的碳酸盐型锂矿床;新疆阿尔泰—天山—昆仑山锂资源勘查评价区和松潘—甘孜造山带锂资源勘查评价区,可加强已知矿床外围和深部的找矿工作;东秦岭锂资源勘查评价区和华南锂资源勘查评价区,可加大工作程度较低地区的勘查工作,其中华南地区还应该重视现有锂资源选冶技术的改进和综合利用的研究。
锂矿有哪些类型?分布在哪里?
按照矿床成因类型,我国锂矿分为外生型和内生型两种。内生型又可分为花岗岩型(含花岗风化壳型)、花岗伟晶岩型、云英岩型和岩浆热液型,外生型锂矿主要为地下卤水型和盐湖卤水型。目前开采的主要为盐湖型、花岗伟晶岩型和花岗岩型锂矿床。
卤水锂矿主要是盐湖地表卤水和晶间卤水,赋存于上更新统至全新统的地层中。典型矿床有柴达木西台吉乃尔湖锂矿等。
硬岩锂矿主要赋存于花岗伟晶岩、花岗岩矿床中。矿石锂矿物主要有锂辉石、锂云母、透锂长石、磷锂铝石、铁锂云母等。主要分布在四川西部、新疆北部及江西、湖南等地。主要矿床类型为伟晶岩型锂铍矿,有甲基卡式;阿尔泰山南缘成矿带,主要矿床类型为花岗伟晶岩型锂铍铌钽矿床,有可可托海式和柯鲁木特式。
硬岩锂分布省份排名为四川、江西、湖南、新疆、河南及陕西等省,卤水锂主要分布在青海、西藏和四川等省区。
建立矿产资源潜力动态评价新机制:常态化开展滚动式推进
此前,我国尚未开展以战略性矿产为对象的全国性矿产资源潜力评价。
在这一项目中,科研人员首次针对铟、铌、钽、钛、钴、铂族、锶、镓、锗、镉、铍、锆、铼、铷、铯、硒、碲、石墨、高纯石英、金刚石等战略性新兴产业所需矿产,开展了1∶20万尺度为主的资源潜力评价,并在此基础上,遴选出石墨、锂、铀、镓、铟等在我国具资源优势的独立矿种和以共(伴)生状态产出的矿种进行了1∶5万资源潜力评价,优选一批找矿远景区,提出勘查规划部署建议。
“我们的目标是,科学预测未查明资源的位置、类型及规模,评价其技术经济可行性及环境影响,摸清资源家底,为矿产地质调查和矿产勘查指明方向,为战略性矿产资源规划、管理、保护和合理开发利用提供基础支撑。”肖克炎研究团队的博士后隗含涛介绍说。
项目还以矿床模型综合信息矿产预测方法为基础,创立了适应于战略性矿产资源潜力评价的理论和技术方法,形成了我国战略性矿产资源动态评价工作指南,为我国今后矿产资源调查评价提供了技术支撑。
更为重要的是,我国矿产资源潜力动态评价机制正在建立。
据介绍,《全国矿产资源潜力动态评价》项目是《全国矿产资源潜力评价》专项的重要延续。2006~2013年实施的《全国矿产资源潜力评价》专项是我国矿产资源领域的一项重要国情调查工作,项目科学评估了25个重要矿种的资源潜力,为科学部署矿产资源勘查提供了重要依据。然而,专项的完成并不意味着这项工作的结束。为了适应国家对矿产资源保障的新需求,中国地质调查局及时调整工作思路和方法,继续对潜力评价数据进行动态跟踪和更新,以便实时掌握我国矿产资源潜力家底变化,摸清国内资源供应能力和开发利用潜力,为资源国情调查提供更实时的支撑,为矿产资源战略制定提供更科学的依据。
也正因为如此,本次完成的动态评价项目不仅首次对石墨、镓、铟等战略性矿产进行了全国性的资源潜力评价,还针对已完成的全国锰矿、锂矿、铀矿资源潜力评价数据进行了动态更新,编制了中国煤炭、黑色金属、有色金属、贵金属、稀土锂和非金属磷钾盐矿产资源分布图(1∶400万)共19张,总结了我国煤炭、黑色金属、有色金属、贵金属、稀土、锂和非金属磷、钾盐6大类矿产资源查明资源现状、资源潜力,并提出了6大类矿产资源开发利用的对策建议。其中,着重对供需形势严峻的锰矿进行了重点研究、评价和预测。
“我国矿产资源潜力动态评价必须常态化,这是一项关系国情的重要的基础性、公益性和战略性工作。尤其要通过创新工作思路和工作方法,建立起在政府主导下的‘常态化开展、周期性总结、滚动式推进’的矿产资源潜力动态评价新机制。”肖克炎建议。(自然资源报)

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