采用綜合手段和方法解決危機礦山接替資源問題

高殿松，蒲含勇

(1.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083；2.河南省地質博物館，河南 鄭州 450016)

危機礦山是指在礦區范圍內可供開采的保有儲量瀕臨枯竭、后備資源嚴重不足、面臨閉坑或破產的礦山，根據保有可采儲量的服務年限可將礦山分為嚴重危機礦山(不足5年)、中度危機礦山(不足10年)和輕度危機礦山(不足15年)。危機礦山是一個涉及礦產資源勘查與開發政策、礦業發展戰略、國家資源安全和社會經濟可持續發展的復雜系統；也是一項涉及范圍廣、影響因素多, 專業性、地域性、前瞻性和政策性都很強,需要從國家層次通盤謀劃、從長計議、超前統籌的系統工程[1]。

在我國的各級各類礦山企業當中，均不同程度地存在后備資源不足的狀況，不同程度的影響了企業的生存和發展，有的礦山甚至因此而難以為繼。據統計，我國大部分非油氣礦山建成于20世紀50～60年代,經過幾十年的開采,除油氣礦山外,全國現有47個礦業城市和400多個礦山的探明儲量已面臨枯竭,直接涉及300多萬礦工和1000余萬家屬的工作和生活。20世紀末，我國25種主要金屬的415個大中型礦山中，目前已關閉38個，占大中型礦山總數的9%；嚴重危機礦山54個，約占13%；中度危機礦山35個，約占8%；輕度危機礦山82個,約占20%[2]。目前,我國很多大-中型有色金屬礦山，經多年開采,資源嚴重不足,關閉和擬關閉的礦山日益增多。礦山關閉不僅僅是經濟問題,而且帶來眾多人員的失業、就業的社會穩定問題。因此，解決危機礦山接替資源問題，已成為當前礦業工作的重點，也是保證我國礦業可持續發展的重大戰略舉措。自20世紀90年代末，特別是進入21世紀后，國家愈來愈重視危機礦山接替資源問題的解決，開展了一系列危機礦山專項找礦工作，在一些礦山外圍和深部取得了找礦突破。

1 我國礦產資源的形勢

新中國成立以來, 經過廣大地礦工作者的努力奮斗，我國礦業獲得了蓬勃發展，已經建立起比較完善的礦業開發體系。礦產資源開發利用,不僅為國民經濟建設提供了大量的能源和原材料,而且提供了重要的財政收入來源,解決了大量的勞動力就業,推動了區域經濟的發展。已建有國有礦山8000多座, 非國有礦山十多萬座, 年采掘礦石量近40億t, 礦石量采掘與主要礦產品總量均居世界第三位。

經過半個多世紀大規模、強度和超強度的礦業開發，我國的許多大中型礦山，特別是國有金屬礦山, 長期處于“低產、高耗、低效”狀態, 中國已有相當比例的大中型礦山已不同程度地處于礦產儲量枯竭或資源危機狀態；加上近年來礦產地質勘查投入嚴重不足，可采儲量和礦石品位急劇下降, 不少礦山資源枯竭、后備基地匱乏，生產陷入困境、經濟效益滑坡，因無力自籌資金、自主勘查，致使礦山保有服務年限不斷縮短，面臨關閉破產，嚴重威脅的危機礦山與日俱增。目前, 中國92%以上的一次能源、80%的工業原材料、70%以上的農業生產資料來自于礦產資源。我國已形成礦業城鎮390多個,吸納人口3億多人。

隨著我國經濟的持續平穩高速發展,對礦產資源的需求量大幅度增加，我國的礦產生產、消費快速增長，尤其是石油、鐵、銅、鋁等大宗礦產。而近年來，國內礦產勘查很少有重大突破，可提供大宗礦產的規模礦山企業幾近消耗殆盡，危機礦山的資源問題日益突出。石油、鐵、銅、鋁是我國短缺礦產，每年從國外大量進口以滿足國內的旺盛需求。礦產品的大量進口，使我國重要礦產的對外依存度居高不下。2000年以來，銅、鋁的對外依存度均超過60%，鐵礦石對外依存度超過50%，石油對外依存度呈快速增長的趨勢。2008年，石油、鐵礦石、銅、鋁的對外依存度分別為50.9%、51.9%、63.5%、65.7%[3]。

我國已成為礦產品消費大國、生產大國、進口大國，相關礦產資源的生產和需求，對世界礦產品的價格變動起著重要的影響作用，但同時我國的經濟發展也容易受到國際礦產品市場變動的影響。

2 危機礦山接替資源問題解決的方法與途徑

2.1 重視基礎地質研究工作和現有資料的二次開發

隨著礦山的開采, 許多新的地質現象被揭露出來，礦山地質勘查程度和礦床地質的研究程度也隨之提高。礦山開發程度，是檢驗地質勘探成果的重要標準，是進一步指導礦山補充地質勘探、生產勘探的重要依據。對于一個礦山，從勘探到開發利用，是一個連續認知、不斷探索、深入研究、綜合評價、科學決策的過程。因此，正在開發的礦山，特別是地質勘查程度不高和礦產資源危機礦山，更需要高度重視“以礦找礦”、“倚礦擴礦”，擴大礦產資源的工作。如果將所獲新認識對已有資料進行二次開發，就往往能以較少的投入獲得找礦突破。首先，根據所獲新認識，有目的、有針對性地重新編制地質圖。這些新的圖件是找礦扎實的基礎資料。其二, 系統整理礦區地質資料, 在已經做過物化探工作的基礎上，擇優開展找礦工作。其三，對礦區原有的鉆孔資料進行檢查，對巖心或者礦心部分重新取樣，加強礦床地球化學研究工作，往往可以發現新的礦種和被遺漏的礦體。

2.2 運用新理論、新技術、新方法拓寬思路

地學研究新成果和成礦新理論，源于以往地學實踐工作基礎上的研究總結，反過來它們又指導地學研究和地質找礦工作的開展。各種新成果、新理論，使我們有可能從不同的角度，對危機礦山的成礦條件、成礦規律、成礦環境進行重新認識，用以指導危機礦山的二次找礦；各種新技術、新方法，使我們有可能從危機礦山的深度、廣度上進行深入調查，提高找礦的效果和效率，有效延長危機礦山的服務年限。

例如，澳大利亞格羅夫斯等人在總結前人工作的基礎上，提出了“太古宙脈狀金礦床的地殼連續成礦模式”， 該模式認為，從綠片巖相到麻粒巖相的變質巖中都有脈狀金礦床產出!，至少在15km 以上的地殼剖面中，產在不同變質巖中的金礦床，屬于一組連續的同成因的礦床組合[4]。“太古宙脈狀金礦床地殼連續成礦模式”的提出，打破了以往認為金礦不能在麻粒巖相中形成的認識，豐富了金在變質巖地區的成礦理論。這個模式在世界上具有普遍意義，為前寒武紀深變質巖區金礦找礦勘查提供了新的思路。

另外，隨著科學技術的不斷發展，一大批先進新技術和新方法廣泛應用到了找礦領域，比如利用時間域電磁法可以發現隱伏的、埋藏較深的金屬礦床；井中瞬變電磁法工作深度可達2500～3000m，可探測井中半徑為200～300m范圍內的良導體，是西方國家使用較多且找礦效果較好的一種方法；高精度重力法，可以分辨出礦體與圍巖的密度差異，在礦山深部找礦過程中所受影響小，并具有經濟、方便等諸多優點；還有活動態金屬法和酶浸析法等深穿透地球化學方法，已廣泛應用于隱伏區的礦產勘查中。

2.3 危機礦山空間內具有較大的找礦潛力

1)深部資源找礦潛力巨大。我國過去的勘探深度一般為500m左右, 而現在的采礦深度可達1000多m, 因此在500～1000m深度范圍內尚存在第二找礦空間。近年來，危機礦山深部找礦新發現已經屢見不鮮。從地質學角度看，0～500m的第一空間與500～1000m的第二空間，具有相同的成礦潛力。在生產礦山深部找到大礦的例子不少, 如我國安徽銅陵冬瓜山大型銅礦床的產出深度在1000m左右；凡口鉛鋅礦在500m以下找到了100萬t以上的可采金屬儲量；江西銀山九區銅礦及銅官山銅礦山延深部找到的特大型冬瓜山銅礦等, 礦床埋深均在1000m左右。國外許多礦山勘探開采深度已超過1000m，例如,南非的蘭德金礦開采深度已達4000m、巴伯頓金礦也達3800m[5]。

2)外圍資源找礦潛力巨大。生產礦山周圍一直是礦產資源勘查的重點，除其有利的找礦條件外，開發利用成本低、效益高是其又一特點。國內外礦業實踐表明，已開發礦山的外圍，是發現新礦床、擴大資源儲量的重要區域。資料表明，20世紀70年代以來，國外發現的100個貴重有色金屬大型-超大型礦床，有至少58座是在已知礦床周圍發現的。例如，北美39個巨型斑巖銅礦床中的90%，是在已知礦區附近發現的；智利的楚基卡馬塔銅礦,在其礦區的南、北兩側均發現了巨型銅礦床,使銅儲量達到5838 萬t,成為世界最大的銅礦床；俄羅斯諾里爾斯克超大型銅鎳礦床, 經過勘探開發幾十年后，又在外圍找到幾處新的大型-超大型隱伏礦床, 從而成為世界第一大鎳礦田。

我國多數礦山是在20世紀70年代以前勘探的, 受當時地質認識，找礦理論、勘查方法與資金投入的局限，對礦山周邊的一些遠景區缺乏認識，因此，在礦山周邊及外圍找礦更易出成果。如云南個舊礦田50年來, 平均3～5年提交一個大、中型礦床；湖南水口山礦田繼發現康家灣大型鉛鋅礦后，又發現了龍王山、老鴉巢、仙人巖等金礦, 基本上是5年發現一個大中型礦床, 以至這兩個百年老礦仍然生機勃勃[6]。

3)新類型資源找礦潛力巨大。20世紀50～60年代,人們對成礦系統的復雜性和多樣性理解不夠全面，缺乏對礦床類型、成礦系列、礦化分帶與組合的深刻認識，以單一找礦為主，對新類型、新礦種的尋找與評價重視不夠。而有色金屬成礦往往有礦種上的序列演化與時空上的遞進演化特點， 因此在老礦區開展新礦種、新類型的找礦具有很大的前景。如遼寧青城子鉛鋅礦在硐老山空之時，經過綜合研究和勘查，在其外圍相繼發現了高家堡子大型銀礦、桃源、白云金礦等；江西德興銅礦外圍，也相繼發現金山大型金礦和銀山大型銅多金屬礦床[7]。

2.4 礦產資源的綜合利用

礦山企業的生存根本是礦產資源，對于危機礦山來講，隨著礦產資源的迅速衰減,為了礦山企業的生存和可持續發展，首先，應重視和珍惜礦產資源的合理開發利用。挖掘老礦山潛力，主要通過以下幾個方面開展工作：

1)礦山開采初期，由于經濟等因素影響，邊界品位定得較高，通過經濟評價，對原修改探礦剖面邊界品位降低，增加了地質儲量，緩解了礦源不足狀況。例如福建紫金山金礦，在1994年，設計的詳查金儲量為5.45t，平均品位4.24g/t。2001年，經重新審定降低了品位指標，邊界品位降至0.5g/t，工業品位降至1g/t，全礦床平均品位降至1.5，儲量規模上升為123.46t。由于降低了邊界品位指標，增加了地質儲量，所以合理優化邊界品位指標，正確的圈定礦體，以提高資源儲量應引起高度重視。

2)開展對老礦山現有資源提高回收率綜合研究，通過如下手段開展工作。對于礦區保有資源，以提高回收率為中心進行優化設計；主要通過加強開拓、采準和備采工程質量管理，加強二次爆破中深孔管理，改進爆破工藝和技術等輔助以提高資源回收率；針對不同類型礦體賦存條件，采用不同采礦方法并舉的方法，進行提高回釆率；并對選礦工藝進行改進，提高回收率。

3)加強礦床共伴生礦產的綜合利用, 提高礦山效益[7]。共生伴生礦多，是我國資源的一大特點。我國有色金屬礦床伴生金、銀的儲量，分別占到全國金、銀總儲量的一半和90%。大部分伴生元素與稀散元素，在選礦產品的精礦中得以富集，可以綜合回收利用。目前, 有色金屬礦山中，可綜合回收的共伴生元素40余種, 綜合利用獲得的金屬量占同期金屬總產量的15%以上，最大限度的利用礦產資源。通過掌握伴生組分的賦存特征、分布規律、儲量規模，綜合回收, 使一礦變多礦，加強礦山資源的綜合開發利用，有利于節約使用礦產資源和延長礦山壽命，明顯提高礦山企業的經濟效益。

4)充分利用尾礦資源。礦石選礦產生的尾礦，除了近年有部分用于充填采空區外，長時間內大部分尾礦未得到合理利用，僅僅堆存于尾礦庫內。這類尾礦既含有可回收利用的共伴生資源，又含有可大宗利用的非金屬資源。據初步統計，目前堆存的尾礦量已超過60億t,而且每年新增尾礦量將達2億t以上。這些尾礦中，有的主金屬有回收可能，有的共伴生組分有回收可能，有的主金屬和共伴生組分均有回收可能，但也有不少主金屬和共伴生組分均達不到可回收要求。我國礦業尾礦排放數量很大，分布范圍廣，性質復雜。目前綜合利用率很低，僅達7.4 %，是不可忽視的二次資源。因此，充分利用尾礦資源，不僅對礦山安全和環境有利，而且是解決危機礦山資源問題的又一條途徑。

3 結語

我國礦產資源面臨的形勢嚴峻，在綜合分析我國危機礦山現狀和形勢的基礎上，根據各礦山基本情況，有方向、有目標、有針對性地開展危機礦山接替資源找礦工作，增加危機礦山的資源量和基礎儲量，提高資源保障程度，增加礦山經濟效益，延長礦山服務年限。在新的歷史發展時期，以提高資源對社會、經濟可持續發展的保障能力為出發點，不斷拓展新的接替資源，加強勘查關鍵技術應用研究，提高礦業科技含量，促進礦山找礦技術發展，注入科學管理理念，為實現我國國民經濟和社會可持續發展奠定良好的基礎。

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