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近年来,矿业界存在一股思潮,认为我国境内矿产资源禀赋不好,2000米以浅的矿产资源已经找的查不多了,看衰找矿前景,建议放弃国内找矿,投入转向境外找矿。作为长期从事地质工作的地质人员,我们从以下几个方面来分析我国国内找矿的前景。 一、什么是矿 谈找矿首先要把矿的概念搞清楚。矿石是指从经过矿山中采下来含有某种有价值的矿物质的石块,经过破碎、粉磨等逐级加工后可以应用在金属矿山、冶金工业、化学工业、建筑工业、铁(公)路施工单位、 水泥 工业及 砂石 行业等工程领域中。定义包含四个关键要素,即:可采出、有价值、可加工、可利用。这四个要素是区别矿石与普通石头的标准,缺一不可。而这四个界定要素不是一成不变的,它们随着科学技术的发展、市场需求的变化、政策影响等因素的影响会不断发生变化。 1.开采技术对找矿的影响 开采技术可行性和开采成本可行性是矿山开采中的双重制约。从技术可行性角度上看,矿山开采就是一部人类战胜恶劣的开采环境,挑战开采技术条件极限的科技发展史,以前受开采技术限制无法开采的地域随着开采技术的不断进步,现在成为可以被开发利用的矿山。仅以采矿深度而言,目前我国金属矿山开采深度为600~900m即为深部开采,而夹皮沟金矿开采作业深度已经达到了1600m。国外开采超2000米深度的矿山有22座(其中5座已经关闭),例如,南非Witwatersrand金矿开采深度已经达到4000m,印度科拉尔金矿区采深超过3200m(已经关闭)。国外这些大深度矿山毫不例外地分布于过去25亿年以来一直稳定的克拉通内,深部地热灾害、高压变形和岩爆明显弱于其他地区。 开采深度对于找矿意味着什么呢?目前我国矿床勘探深度多在400~600m,这并不是因为我们的钻探技术无法达到更大的深度,而是受开采技术的制约。例如,如果我们的开采技术只能达到600m,那么我们找到600m以下的矿就无法开采,或者开采矿产没有经济价值,那么这样的矿就叫做“呆矿”或者就不能称之为“矿”。因此,开采技术能够达到的深度决定着找矿的深度。 规模化开采是降低成本、高效利用资源的重要途径,例如,福建省紫金山金铜矿勘探时提交铜储量64万吨和金5.5吨,改为露天开采后,铜的边界品位降低到0.25%,金边界品位到0.2g/t,由此铜和金资源量分别提高到350万吨和350吨。山西省铜矿峪斑岩铜矿由于品位太低,长期难以开发利用,后来使用崩落法大规模地下开采,日处理25000多万吨(900万吨/年),不仅能开发,而且效益相当可观。 2.选矿技术对找矿的影响 与开采技术相类似,选矿技术可行性和选矿成本也是选矿环节的制约因素。矿石中的有用组分能否从矿石中提取出来进行富集是选冶先决条件。由于矿石种类不同,有用组分在矿石中的赋存状态、含量都不同。根据矿石中不同矿物的物理、化学性质,把矿石破碎磨细以后,采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等,将有用矿物与其他伴生 矿物 分开,并使各种共生的有用矿物尽可能相互分离,除去或降低有害杂质,以获得冶炼或其他工业所需原料。以我国特有的离子吸附型稀土矿为例,由于以往缺乏从风化壳型稀土矿中提取有用成分的选矿技术,20世纪80年代该类型矿并不是工业性矿产,直到1996年离子型稀土第二代提取工艺——“原地浸矿工艺”的推出才真正意义上形成了我国的新型稀土矿种。在金矿领域,由于“堆浸选矿工艺”的采用,使得以往不能利用的低品位矿石得到利用,也使得找矿过程中圈定矿的边界品位大幅度下降,矿体规模得到极大提升。 选矿技术的发展,对于找矿工作而言,意味着以前不是矿的岩石类型可以作为矿物去寻找,以前由于品位低而不能称之为矿的石头也可以圈定为矿体。因此,选矿技术的进步不仅拓展了矿石的种类,而且降低了圈矿品位的门槛。 3.价值因素对找矿的影响 在通常情况下,市场供需关系决定着矿产品的价格,西方矿业理论总是在暗示我们只有能够获利的矿石才能叫做“矿”,他们进行储量估算的时候做出一条矿产品价格与矿山可采储量的曲线,来显示每一个价格所对应的可称之为“矿”的储量。当一个矿床即使开采技术、选矿技术都可以将其开采出来、有用组分选出来,只要不能盈利,那么这个矿床就没有市场价值,市场价值成为了衡量是否是“矿”的唯一价值标准。 然而,西方的这种理论总是让人觉得不太对劲,那么到底是哪里不对劲呢?这就是“非市场价值”。我们还是按照西方矿业理论去推导,一个矿山,只要现有开采技术和选矿技术能够把我们需要的有用组分提取出来,那么它必定会对应一个成本,在一个商品可以正常流通的市场里,没有人会愿意低于成本价格去开采矿山,不开采并不意味着这个矿山不可采,这个矿山的矿产品不可利用,只不过是它无法作为商品体现其价值。但是,如果这个市场规则被破坏的时候,我们将会遇到两种情况,即:一种是矿产品价格暴涨,一种是断供。我们拿铁矿石作为例子,我们国家不缺乏铁矿,但是我们国家的铁矿以贫矿为主,铁矿平均的开采成本在60~80美元/吨左右,而澳大利亚的铁矿开采成本在20美元/吨,如果澳大利亚铁矿石的出售价格在50美元以内,那么我们国家的铁矿企业就会处于亏损状态,按照市场运行规则,我们的钢铁企业自然会购买澳大利亚的铁矿,这就会导致国内的铁矿企业破产倒闭,国内的铁矿失去了商品价值,那么国内的勘查企业也就没有积极性去找铁矿。按照这个逻辑去推演,国内的铁矿产业就会被彻底消灭,这时候澳大利亚的铁矿石可以肆无忌惮的开始涨价,2020年疯狂的铁矿石就是这么发生的。涨价还是比较好的一种情况,最危险的情况是断供,这次俄乌冲突期间西方国家对俄罗斯毫无底线的制裁,可以让我们清醒的认识到这种情形是完全可以发生在我们自己身上的。而这个时候,那些被定义为没有市场价值的矿此刻才会真正体现出它们真正的价值。 价值因素对找矿的影响是,找矿工作最底层的意义是保障一个国家的矿产资源供应安全,让我们自己手里永远拥有与市场谈判的筹码。这就是党中央为什么多次强调“把饭碗牢牢端在自己手上”的原因,因为矿产资源就是工业的粮食。 4.下游应用对找矿的影响 矿产资源支撑着整个工业体系,是工业体系的基础。然而下游需求的变化也在时刻影响着矿产资源。以锂矿为例,今天炙手可热的锂矿,以前并不像现在这么风光。在20世纪90年代以前,锂的主要用途是用于核武器制造和玻璃制造领域,使用量十分有限,是一种默默无闻的小矿种。随着电子产业迅速发展,锂电池的消费大幅上涨,锂在电池中的应用已经成了 锂的主要消费领域 ,特别是在当下能源革命的大背景下,清洁能源替代化石能源已成为大趋势,锂的需求量成指数型上升,下游市场对锂的需求,极大的刺激了上游的锂矿资源领域,全球现有的锂矿资源难以满足下游的需求,于是大量的资本涌入找矿领域,去寻找潜在的锂矿资源。根据自然资源部的统计,我国“十三五”期间锂矿的勘查投入增长了195.6%。与此相反,化石能源的代表性矿种煤炭就没有这么幸运了,随着人类环保意识的加强,在全球范围内,煤炭的开采量、使用量大幅下降,欧洲更是叫停了煤炭发电,关闭了大量煤矿。这就导致了资本从煤炭领域大量出逃,根据自然资源部的统计我国“十三五”期间煤炭勘查投入减少了83.5%。从以上实例可以看出,下游产业对矿产资源的需求将直接影响上游的找矿投入。既决定了找矿的投资规模,也决定了找矿的矿种方向。找矿不能只关注眼前,不能只关注自己的专业,要紧盯下游产业的需求和发展趋势,关注下游材料科技的研究动态,对矿产资源的需求进行前瞻性研究,这样才能快速调整找矿方向,获得矿产资源的先发优势。 二、怎么找矿 1.找矿理论的突破与应用 找矿是一个专业性极强的领域,需要理论的指导。而找矿理论是通过对地质环境的研究,对以往勘查工作的总结,对矿山开采实际情况的对比,从大量的生产实践中总结出来的。往往一个找矿理论的形成会改变一个国家的矿产资源格局。大庆油田的发现就是一个非常好的例子。建国初期,我国一直被认为是一个贫油国家,当时西方地质界盛行的是“海相生油理论”,西方学者认为中国主要是以陆相地层为主,不可能出现可供开采的石油资源。然而以李四光先生为代表的中国地质学家通过对我国西部油气地质构造的研究,总结出了我国自己的“陆相生油理论”,并将其运用在建国初期的找油实践中,最终在松辽盆地发现了大油田,也就是我们现在熟悉的大庆油田,可以说,“陆相生油理论”在我国油气勘探中的应用,彻底改变了当年我国石油供给的局面。再以金属矿产找矿为例,20世纪70年代,我国著名的矿床学家程裕淇先生等首次提出了“成矿系列理论”,程先生认为研究成矿系列对指导找矿有实际意义。根据已知的成矿系列理论,针对工作地区的地质构造环境和 岩石建造 特征,可以预测该区可能存在的某一(些)成矿系列。当在一个地区发现某种矿床类型时,也可根据成矿系列理论在该区找寻属于同一系列的其他 矿床 类型,起到举一反三作用。经过几代地质人对该理论的补充完善,“成矿系列理论”已经成为我国地质工作者指导找矿工作的重要理论,为国家找到了大量的矿产资源。没有一种找矿理论是可以包治百病的,地下世界千变万化,人类能够探知到的仅仅是冰山一角,这就需要广大地质工作者对已经揭露出来的地下世界认真研究、细致归纳、总结规律、敢于创新,不断提出新的找矿理论。在找矿生产实践中要充分重视找矿理论的指导作用,提升找矿成功率。 2.找矿勘查领域 找矿勘查在国际上通常分为两种类型,即在圈定的找矿远景区找矿(绿地找矿)和在已有矿区的深部和外围找矿(棕地找矿)。 过去30年以来,找矿勘查科学技术正在发生重大变革。地质找矿已从寻找露头矿、浅表矿到隐伏矿,从低山区到人迹罕至的中高山区-深切割区。针对浅覆盖区(包括森林、草原和沙漠等)及人迹罕至的中高山区-深切割区,西方矿业大国纷纷开展研发计划,加拿大实施了为期20年的隐伏矿(Buried area)找矿计划,美国从全球资源战略出发开展新一轮全球矿产资源潜力评价,澳大利亚持续实施覆盖区(Under cover)找矿计划,包括近期开展的“未来勘查”(Future Exploration)重大研究项目(2017-2021,2020-2024),主要目的都是通过科技创新,圈定找矿靶区,引导企业风险投资,开展找矿勘查。 找矿勘查是一项复杂的系统工程,国内外通常是以成矿理论为指导,以勘查技术方法为辅助,以工程验证为准绳。首先是圈定找矿靶区,逐渐缩小范围;在勘查初期,对矿体范围和深度进行大致控制,圈定资源量;进入开采阶段,加密工程控制,确定储量。开采过程由浅到深,边采边探,达到经济和技术的可预期深度。迄今为止,国内外开采的金属矿床绝大多数在1000米以浅,为人类提供资源量在95%以上;只有极少数的超大型富矿由浅入深,逐渐开拓到2000米至4000米,提供资源量微不足道(全球有16万座矿山)。在已有的22座2000米深的矿山中,20座为金矿,仅加拿大有铜锌矿和镍矿各一处。在西方国家,从事找矿勘查单位的主体是上市公司及极个别私有公司,以追求利益最大化为目标,因此找矿目标是“找大矿、找富矿、找浅矿”。我国从国家整体利益考虑,有必要探获一些低品位和深度较大的矿产资源,作为战略储备。
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