國內(nèi)找礦突破大有可為

中國工程院院士 陳毓川 毛景文

近年來，礦業(yè)界存在一股思潮，認(rèn)為我國境內(nèi)礦產(chǎn)資源稟賦不好，2000米以淺的礦產(chǎn)資源已經(jīng)基本摸清。但從數(shù)十年的找礦實踐來看，我們認(rèn)為國內(nèi)找礦突破實是大有可為。

什么是礦？界定要素隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、市場需求變化、政策改變等因素影響不斷變化

談?wù)业V首先要把礦的概念搞清楚。

礦石是指從礦山中采出來的含有某種有價值礦物質(zhì)的巖石，經(jīng)過破碎、粉磨等逐級加工后可以應(yīng)用在金屬礦山、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑工業(yè)、鐵（公）路基建、水泥工業(yè)及砂石行業(yè)等工程領(lǐng)域中。其定義包含4個關(guān)鍵要素：可采出、有價值、可加工、可利用。這4個要素是區(qū)別礦石與普通石頭的標(biāo)準(zhǔn)，缺一不可。值得注意的是，這4個界定要素并不是一成不變的，而是會隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、市場需求變動、政策改變等因素不斷發(fā)生變化。

——開采技術(shù)對找礦的影響。開采技術(shù)可行性和開采成本可行性是礦山開采中的雙重制約因素。從技術(shù)可行性角度上看，隨著開采技術(shù)的不斷進(jìn)步，以前受開采技術(shù)限制無法開采的地域成為可以被開發(fā)利用的礦山。以采礦深度為例，目前我國金屬礦山開采深度一般達(dá)到600米～900米即為深部開采，而吉林夾皮溝金礦應(yīng)用先進(jìn)的探采技術(shù)，開采作業(yè)深度已經(jīng)達(dá)到了1600米。

那么，開采深度對于找礦意味著什么？目前我國礦床勘探深度多集中在400米～600米，這并不是因為我們的鉆探技術(shù)無法達(dá)到更大的深度，而是受開采技術(shù)的制約。這樣的礦就叫作“呆礦”或者就不能稱之為“礦”。因此，開采技術(shù)能夠達(dá)到的深度決定著找礦的深度。

——選礦技術(shù)對找礦的影響。選礦技術(shù)可行性和選礦成本也是選礦環(huán)節(jié)的制約因素。礦石中的有用組分能否從礦石中提取出來進(jìn)行富集是選冶的先決條件。以我國特有的離子吸附型稀土礦為例，由于以往缺乏從風(fēng)化殼型稀土礦中提取有用組分的選礦技術(shù)，20世紀(jì)80年代該類型礦并不是工業(yè)性礦產(chǎn)，直到1996年離子吸附型稀土第二代提取工藝“原地浸礦工藝”出現(xiàn)，才真正意義上形成了我國的新型稀土礦種。

選礦技術(shù)的發(fā)展，對于找礦工作而言，意味著以前不是礦的巖石類型現(xiàn)在可以作為有用礦物去尋找，以前由于品位低而不能稱之為礦的石頭現(xiàn)在也可以圈定為礦體。因此，選礦技術(shù)的進(jìn)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，市場供需關(guān)系決定著礦產(chǎn)品的價格，西方礦業(yè)理論總是在暗示我們只有能夠獲利的礦石才能叫作“礦”，并在進(jìn)行儲量估算時給出一條礦產(chǎn)品價格與礦山可采儲量的曲線，來顯示每一個價格所對應(yīng)的可稱之為“礦”的儲量。當(dāng)一個礦床即使開采技術(shù)、選礦技術(shù)都可以將其有用組分開采、分選出來，但只要不能盈利，那么這個礦床就沒有市場價值，就不能稱之為“礦”。市場價值成為了衡量礦石是否是“礦”的唯一價值標(biāo)準(zhǔn)。

然而，西方的這種理論總是讓人覺得不太對勁，那么到底是哪里不對勁呢？這就是“非市場價值”。我們還是按照西方礦業(yè)理論去推導(dǎo)，一個礦山，只要現(xiàn)有開采技術(shù)和選礦技術(shù)能夠把我們需要的有用組分提取出來，那么它必定會對應(yīng)一個成本，在一個商品可以正常流通的市場里，沒有人會愿意以低于成本價格去開采礦山，但不開采并不意味著這個礦山不可采、其礦產(chǎn)品不可利用，只不過是它無法作為商品體現(xiàn)其價值。當(dāng)這個市場規(guī)則被破壞的時候，我們將會遇到兩種情況，即礦產(chǎn)品價格暴漲或是斷供。這個時候，那些被定義為沒有市場價值的礦才會真正體現(xiàn)出它們的價值。因此，價值因素對找礦的影響不是絕對的，找礦工作最底層的意義是保障國家的礦產(chǎn)資源供應(yīng)安全，“把飯碗牢牢端在自己手上”，因為礦產(chǎn)資源就是工業(yè)的糧食。

——下游應(yīng)用對找礦的影響。礦產(chǎn)資源支撐著整個工業(yè)體系，但下游需求的變化也時刻影響著找礦勘查。以鋰礦為例，今天大熱的鋰礦，以前并不如此風(fēng)光。20世紀(jì)90年代以前，鋰的使用量十分有限，是一個默默無聞的小礦種。但到“十三五”期間，我國鋰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隨著人類環(huán)保意識的加強，在全球范圍內(nèi)開采量、使用量大幅下降。這就導(dǎo)致了資本從煤炭領(lǐng)域大量撤出，我國“十三五”期間煤炭勘查投入也減少了83.5%。由此可見，下游產(chǎn)業(yè)對礦產(chǎn)資源的需求將直接影響上游的找礦投入，既決定了找礦的投資規(guī)模，也決定了找礦的目標(biāo)礦種。因此，找礦不能只關(guān)注眼前和找礦工作本身，同時要緊盯下游產(chǎn)業(yè)的需求和發(fā)展趨勢，對礦產(chǎn)資源的需求進(jìn)行前瞻性研究，才能快速調(diào)整找礦方向，獲得礦產(chǎn)資源的先發(fā)優(yōu)勢。

如何找礦？重視找礦理論，勘查技術(shù)與現(xiàn)代科技相結(jié)合，自主研發(fā)找礦勘查裝備

找礦是一個專業(yè)性極強的領(lǐng)域，需要理論的指導(dǎo)。而找礦理論是通過對地質(zhì)環(huán)境的研究、對以往勘查工作的總結(jié)、對礦山開采實際情況的對比，從大量生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的。一個找礦理論的形成，往往會改變一個國家的礦產(chǎn)資源格局，大慶油田的發(fā)現(xiàn)就是個很好的例子。沒有一種找礦理論是萬能的，地下世界千變?nèi)f化，人類能夠探知到的僅僅是冰山一角，這就需要廣大地質(zhì)工作者對已經(jīng)揭露出來的地下世界認(rèn)真研究、細(xì)致歸納、總結(jié)規(guī)律、敢于創(chuàng)新，不斷提出新的找礦理論。在找礦生產(chǎn)實踐中要充分重視找礦理論的指導(dǎo)作用，提升找礦成功率。

找礦勘查在國際上通常分為兩種，即在圈定的找礦遠(yuǎn)景區(qū)找礦（綠地找礦）和在已有礦區(qū)的深部和外圍找礦（棕地找礦）。

過去30年來，找礦勘查科學(xué)技術(shù)正在發(fā)生重大變革。地質(zhì)找礦已從尋找露頭礦、淺表礦轉(zhuǎn)到隱伏礦，從低山區(qū)轉(zhuǎn)到人跡罕至的中高山區(qū)—深切割區(qū)。針對淺覆蓋區(qū)（包括森林、草原和沙漠等）以及中高山區(qū)—深切割區(qū)，西方礦業(yè)大國紛紛實施研發(fā)計劃。例如，加拿大實施了為期20年的隱伏礦找礦計劃、美國開展了新一輪全球礦產(chǎn)資源潛力評價、澳大利亞持續(xù)實施覆蓋區(qū)找礦計劃，主要目的都是通過科技創(chuàng)新圈定找礦靶區(qū)，引導(dǎo)企業(yè)風(fēng)險投資，開展找礦勘查。

找礦勘查是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，國內(nèi)外通常是以成礦理論為指導(dǎo)，以勘查技術(shù)方法為輔助，以工程驗證為準(zhǔn)繩。在西方國家，從事找礦勘查單位的主體是上市公司以及極個別私有公司，以追求利益最大化為目標(biāo)，因此找礦目標(biāo)是“找大礦、找富礦、找淺礦”。但從國家整體利益考慮，我國有必要探獲一些低品位和深度較大的礦產(chǎn)資源作為戰(zhàn)略儲備。

找礦技術(shù)方法是實現(xiàn)找礦突破的重要手段，將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)運用到找礦勘查是全球大趨勢。目前，國外現(xiàn)代找礦勘查技術(shù)發(fā)展迅速，主要體現(xiàn)在衛(wèi)星遙感多光譜、機載、地面和巖心紅外光譜技術(shù)，航空地球物理電、磁、重、放技術(shù)，地面高精度、大深度地球物理激電技術(shù)，地氣、生物和納米級固體穿透性地球化學(xué)技術(shù)，模塊化、自動化、智能化鉆探技術(shù)，以及智慧勘查技術(shù)，即進(jìn)行大數(shù)據(jù)地質(zhì)信息的深度處理挖掘，圈定靶區(qū)。

多年來，我國地質(zhì)工作者在找礦技術(shù)和方法應(yīng)用方面持續(xù)探索，取得了一系列進(jìn)展，但找礦勘查設(shè)備和裝備嚴(yán)重依賴國外，形勢堪憂。目前來看，我國研發(fā)裝備、設(shè)備和儀器的關(guān)鍵難點是芯片、軟件和精密元器件。

在哪里找礦？推動現(xiàn)有礦山深邊部找礦，構(gòu)建立足國內(nèi)、放眼世界的資源保障體系

總體來講，我國廣袤的國土面積上還存在著巨大的找礦潛力，為了保障我國礦產(chǎn)資源安全，應(yīng)大幅開放可用于地質(zhì)勘查的區(qū)塊面積，積極鼓勵社會資本投入找礦工作。

為什么說我國找礦潛力很大？首先，我國具有較好的成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境。顯生宙（近6億年來）全球三大成礦域：古亞洲成礦域、環(huán)太平洋成礦域、特提斯成礦域均聚焦我國，且均大量成礦。其次，2006年~2013年中國地質(zhì)調(diào)查局組織礦產(chǎn)資源研究，對全國25種重要礦產(chǎn)進(jìn)行了潛力評價，得到的結(jié)論是尚有2/3資源潛力有待探測，特別是2000米以淺蘊藏著巨量礦產(chǎn)資源，關(guān)鍵是要進(jìn)行有效勘查。

21世紀(jì)之前，由于鉆探和開采能力的限制，我國大多數(shù)礦產(chǎn)勘查深度不足500米。21世紀(jì)初，我國開展了一輪老礦山深邊部找礦勘查，國家出資幫助危機礦山探明新資源，取得了重要成效。實踐證明，通過科技創(chuàng)新，是實現(xiàn)老礦山找礦突破和快速增儲的最佳路徑。圍繞我國現(xiàn)有礦山的深部及邊部開展找礦活動，是5年內(nèi)快速緩解我國礦產(chǎn)資源危機的主要措施。

從可預(yù)見的開采技術(shù)發(fā)展水平上看，未來20年內(nèi)，我國找礦工作從深度上應(yīng)主要集中在500米~2000米以淺的范圍。在政策上，應(yīng)繼續(xù)調(diào)整現(xiàn)行礦業(yè)權(quán)管理制度，讓制度能夠積極推動現(xiàn)有礦山深部、邊部找礦工作。同時，國家應(yīng)盡快設(shè)立化解礦產(chǎn)資源危機的專項資金，用于500米~2000米以淺的深部找礦研究工作，加大500米~2000米礦產(chǎn)資源開采技術(shù)裝備的研發(fā)投入，在地下支撐起一柄維護(hù)我國未來幾十年礦產(chǎn)資源安全的“保護(hù)傘”。

針對目前的情況，建議進(jìn)一步加大政策扶持力度，引導(dǎo)企業(yè)和社會資金投入風(fēng)險勘查；設(shè)立重大科技專項，切實解決我國找礦勘查的重大科學(xué)問題和技術(shù)難題；產(chǎn)學(xué)研深度融合，以企業(yè)為主體針對難題開展創(chuàng)新研究；自主研發(fā)一系列找礦勘查儀器、設(shè)備和裝備，助推我國從礦業(yè)大國邁向礦業(yè)強國；健全人才培養(yǎng)機制和評價體系，職業(yè)本科、普通本科甚至碩士研究生教育應(yīng)強化實踐，提高職業(yè)技能，有效服務(wù)國家建設(shè)和社會發(fā)展。

世界上沒有一個國家擁有足夠可利用的所有類型礦產(chǎn)，因此，構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的礦產(chǎn)資源保障新格局，是我國現(xiàn)階段的一項迫切任務(wù)。以科學(xué)研究為先導(dǎo)，充分理解全球成礦規(guī)律和礦床成礦系列，以大數(shù)據(jù)和多源信息處理為依托，引導(dǎo)國內(nèi)企業(yè)積極融入國際礦業(yè)體系，不僅能有效發(fā)現(xiàn)和探明新礦產(chǎn)資源，而且可以采取獨資、合資和股份制的形式，加大緊缺大宗和新能源礦產(chǎn)的開發(fā)，以提高我國資源保障程度，助推當(dāng)?shù)厣鐣l(fā)展。

我國是全球最大的礦產(chǎn)資源消費國、生產(chǎn)國、進(jìn)口國和貿(mào)易國，更是全球產(chǎn)業(yè)門類最齊全的工業(yè)大國。不能讓礦產(chǎn)資源供給扼住我國工業(yè)體系的咽喉。黨中央、國務(wù)院已經(jīng)充分認(rèn)識到礦產(chǎn)資源安全的重要性，將礦產(chǎn)資源安全提升到國家安全高度。當(dāng)前，新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動的號角已經(jīng)吹響，在黨中央正確領(lǐng)導(dǎo)下，通過礦業(yè)政策的及時調(diào)整以及產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，我們有信心、有能力解決好國家礦產(chǎn)資源安全保障問題，國內(nèi)找礦大有可為。

來源：中國自然資源報

作者：陳毓川 毛景文（均為中國工程院院士）

新媒體編輯：杜瀟詣

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