摘要
鉀鹽是關(guān)乎國計民生的大宗急缺礦產(chǎn); 稀有金屬、稀土金屬、稀散金屬、螢石、晶質(zhì)石墨、金剛石等礦產(chǎn)是國內(nèi)外公認的戰(zhàn)略性新興礦產(chǎn)。根據(jù)國家建設(shè)的需求，2015 年中國地質(zhì)調(diào)查局設(shè)立了“大宗急缺礦產(chǎn)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)調(diào)查工程”。該工程以查明重要礦種的資源潛力，取得找礦突破為目標，以礦調(diào)為手段，以“五位一體”為部署原則，進行了全國重點地區(qū)大型資源基地和重要礦集區(qū)相關(guān)礦種的成礦規(guī)律和找礦方法創(chuàng)新研究，同時開展了礦產(chǎn)資源的綜合利用研究。經(jīng)過 3 年的努力已取得了一批找礦成果，豐富了成礦理論，創(chuàng)新了找礦方法，支撐了贛南、閩西等革命老區(qū)脫貧攻堅，帶動了川西等地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，對保障國家農(nóng)業(yè)安全和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)順利發(fā)展發(fā)揮了積極作用。概要介紹了在鉀鹽找礦、華南“三稀”金屬礦產(chǎn)調(diào)查、川西大型鋰礦資源基地建設(shè)、新疆奇臺超大型晶質(zhì)石墨礦找礦等方面取得的新進展; 介紹了在華南、華北、中西部等主要成礦帶“三稀”礦產(chǎn)、晶質(zhì)石墨、螢石等關(guān)鍵礦種成礦規(guī)律研究、成礦模式構(gòu)建、資源潛力評價、重點靶區(qū)優(yōu)選、技術(shù)方法組合等方面取得的成果; 介紹了在公益性基礎(chǔ)性調(diào)查研究中所起到的示范引領(lǐng)作用。鉀鹽“二層樓”成礦模式和鋰礦“五層樓 +地下室層脈組合”成礦理論和找礦模型得以完善，新發(fā)現(xiàn)靶區(qū) 40 處，礦產(chǎn)地 14 處，大型資源基地 2 處，新增 KCl資源量 3． 5 億 t，偉晶巖型鋰資源量 31． 75 萬 t，鈹資源量 1． 6 萬 t，石墨資源量 7 378 萬 t，脈石英 56 萬 t，螢石1 159 萬 t，金剛石資源量 2． 29 萬克拉，新增重稀土資源量 12 萬 t，含磷鋰鋁石巖體型鋰資源量 38 萬 t。該工程取得的進展與成果對保障國家資源安全和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
關(guān)鍵詞: 戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn); 三稀礦產(chǎn); 鉀鹽; 螢石; 晶質(zhì)石墨; 脈石英; 金剛石; 礦產(chǎn)調(diào)查
0 引言
“大宗急缺礦產(chǎn)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)調(diào)查工程”由中國地質(zhì)調(diào)查局 2015 年設(shè)立，2016—2018 年間完成了第一個階段工作，取得了一批新成果，起到了“基金跟進，引領(lǐng)商業(yè)性勘查”的積極作用。在2019 年 1 月 22 日的中國地質(zhì)調(diào)查局年度工作會議上，工程首席專家就工程的階段成果及其產(chǎn)生的效益作了典型發(fā)言。2019 年 1 月 23 日中央電視臺新聞直播間欄目也以“2018 年戰(zhàn)略性新興礦產(chǎn)調(diào)查獲進展”為題作了報道。
大宗急缺礦產(chǎn)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)調(diào)查工程下設(shè)有 6 個二級項目，即“西部地區(qū)鉀鹽礦產(chǎn)遠景調(diào)查評價”“川西甲基卡大型鋰礦資源基地綜合調(diào)查評價”“華南重點礦集區(qū)稀有稀土和稀散礦產(chǎn)調(diào)查”“中西部地區(qū)晶質(zhì)石墨等特種非金屬礦產(chǎn)調(diào)查”“華北和揚子地區(qū)金剛石礦產(chǎn)調(diào)查”“東部地區(qū)硼磷螢石等重要非金屬礦產(chǎn)調(diào)查”。3 年間，工程提交了四川甲基卡東部外圍稀有金屬礦、江西寧都東家排稀有金屬、福建清流縣芹溪螢石礦、遼寧寬甸和平村硼礦、江蘇省徐州市銅山區(qū)柳泉鎮(zhèn)西村金剛石等找礦靶區(qū) 40 多處，川西九龍洛莫稀有金屬、湖南瀏陽白沙窩稀有金屬、河北康保后大興德晶質(zhì)石墨、山東臨朐邵家峪脈石英礦、遼寧瓦房店大李屯金剛石等礦產(chǎn)地 14 處，大型資源基地 2 處( 川西甲基卡、新疆黃羊山) 。具體成果如下: 鉀鹽調(diào)查取得了重大突破，柴西新增 KCl 資源量 3． 5 億 t，川西雜鹵石型 K2SO4遠景資源量 10． 59 億 t，并在塔里木盆地預(yù)測 KCl 資源量 4． 8 億 t; 川西甲基卡鋰礦和新疆黃羊山 2 個大型資源基地重點調(diào)查評價工作穩(wěn)步推進，新增鋰資源量 31． 75 萬 t( 公益性地質(zhì)調(diào)查累計新增 114． 41 萬 t，相當于 11 個大型鋰輝石礦床) ; 新增石墨資源量 7 378 萬 t( 100 萬噸為大型) 、脈石英 56 萬 t、螢石 1 159 萬 t( 100 萬 t 為大型) 、金剛石資源量 2． 29 萬克拉; 華南“三稀”( 稀土、稀有、稀散) 礦產(chǎn)資源調(diào)查取得重大突破，新增重稀土資源量 12 萬 t、含磷鋰鋁石巖體型鋰資源量38 萬 t、鈹資源量 1． 6 萬 t。這些資源量均為帶鉆資源量，部分達到了 333( 資源量級別) 工作程度和控制級別。
1 主要進展與成果
1．1 鉀鹽找礦取得重大突破
鉀鹽找礦工作分別在陸相地層區(qū)和海相地層區(qū)進行。陸相找鉀的重大突破主要是在柴達木盆地大浪灘、黑北凹地及馬海等地均發(fā)現(xiàn)了深部大孔隙鹵水型鉀鹽。這類鉀鹽屬于深層松散巖類孔隙鹵水，礦層顆粒粗，厚度達幾百米，水量大，具有工業(yè)開采價值。具體成果如下: 2018 年在馬海地區(qū)新增孔隙型鹵水 KCl( 334) 資源量 1 458 萬 t，使得柴西大浪灘—黑北凹地深層含鉀鹵水 KCl 資源量累計達到 3． 56 億 t( 333) ; 在黑北凹地取得了地下鹵水提鉀實驗成功，在5000m2的鹽田內(nèi)，將4． 5 t 光鹵石混鹽通過冷分解 － 磨礦 － 浮選工藝擴大試驗，獲得精礦產(chǎn)品 50 kg，KCl 品位為 91． 25% ，鉀回收率為 61． 71% ，指標達到 GB6549—86 氯化鉀產(chǎn)品農(nóng)業(yè)用三級品要求。在海相鉀鹽找礦方面，通過建立四川盆地東北部新型雜鹵石鉀鹽成礦的“三層樓”模式( 上為富鉀鹵水層→中為新型雜鹵石鉀鹽礦層→下為天然氣產(chǎn)層) ，在達州宣漢地區(qū)取得實質(zhì)性進展，帶動了四川恒成公司成功實現(xiàn)了含雜鹵石巖鹽對接井溶采實驗。同時，對四川盆地三疊系富鉀鹵水的資源潛力進行了評價，獲得雷一、嘉陵江四 － 五段儲層富鉀鹵水氯化鉀( KCl) 資源量5 585 萬 t、氯化鋰 ( Li Cl) 資源量 240 萬 t ( 大型規(guī)模) 、碘( I) 6． 99 萬 t 和溴( Br) 288． 64 萬 t。如果將預(yù)測區(qū)的范圍外推至中石化 21 口鉆井及三維地震工作范圍，硫酸鉀( K2SO4) 的測算遠景資源量可以達到 10． 52 億 t。
在滇西南勐野井地區(qū)通過前期基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作，提出了勐野井鉀鹽成礦新認識，建立了 “二層樓”成礦模式。通過鉆探驗證，在勐野井鉀鹽礦外圍新發(fā)現(xiàn)厚層含鉀石鹽層———MK － 1 井深部2 253 m 處與勐 ZK3 井淺部 179 m 處均鉆遇 70 m以上的含鉀石鹽層，拓展了滇西南鉀鹽找礦新層系。另外，根據(jù)三維地震解譯判斷，MK － 3 井鉆址的深部有可能鉆遇勐野井深部侏羅系含鉀鹽丘。在新疆塔里木盆地庫車坳陷，預(yù)測鉀鹽資源量4． 8 億 t，并新發(fā)現(xiàn)高溴巖鹽。其中，在克深 208 井4 950 ～ 5 380 m ( 視厚度 430 m) 、6 110 ～ 6 630 m( 視厚度 520 m) 井深范圍內(nèi)的( 膏) 泥質(zhì)鹽巖 － 鹽質(zhì)( 膏) 泥巖中，均測得石鹽巖屑溴含量為 0． 6% 以上，局部達到 2．0%以上; 在烏泊 1 井 6 430 ～6 676 m( 視厚度 246 m) 含膏( 膏質(zhì)) 巖鹽 － 鹽質(zhì)膏巖中，石鹽巖屑的溴含量多在 0． 5% 以上，局部達到 1． 0%以上。
1．2 川西大型鋰礦資源基地取得新突破
( 1) 甲基卡工作區(qū)。2016—2018 年間共施工鉆孔 12 個，總進尺 2 800 m，共獲 Li2O 資源量 257 659 t、伴生 Be O( 334) 資源量 8 978 t、Ta2O5( 334) 資源量2 015 t、Nb2O5( 334) 資源量 3 017 t。3 年新增鋰資源量相當于發(fā)現(xiàn)了 3 個大型礦床; 另外還圈定了 7個找礦靶區(qū)，落實了 2 個礦產(chǎn)地。在甲基卡大型鋰礦資源基地，自 2011 年以來由國家出資，中國地質(zhì)調(diào)查局項目累計施工 38 個鉆孔，除了 2 個鉆孔未見礦、8 個鉆孔見到了偉晶巖但鋰不夠品位之外，其余 28 個鉆孔均鉆遇礦體，驗證了靶區(qū)的找礦潛力，為國家提交了相當于 11 個大型鋰輝石礦床的資源儲量( 表 1) ，為川西大型鋰礦基地的建設(shè)提供了資源保障，同時也帶動了四川省地方財政以及民營企業(yè)的投入，形成了一個川西找鋰的高潮。
表 1 川西大型鋰礦資源基地甲基卡工作區(qū)國家出資探獲的鋰資源儲量
( 2) 可爾因工作區(qū)。通過總結(jié)以往工作經(jīng)驗，建立了 γ 總量與高密度電法聯(lián)合找礦新方法，并對木爾宗 19 號礦體等進行了鉆探驗證，共探獲 3． 5 萬 t氧化鋰資源量( 表 2) ，不但驗證了靶區(qū)找礦潛力，而且發(fā)現(xiàn)了盲礦體( 圖 1) ，為今后勘查工作部署提供了依據(jù)，也進一步堅定了在極其艱苦條件下繼續(xù)找礦的信心。
表 2 川西大型鋰礦資源基地可爾因工作區(qū)國家出資探獲的鋰資源儲量
圖 1 四川阿壩州木爾宗稀有金屬礦區(qū) ZK001 鉆孔剖面
( 3) 九龍工作區(qū)。2018 年在三岔河新發(fā)現(xiàn)偉晶巖脈 4 條，其中在一條大脈中明顯可見綠柱石礦物晶體，初步估算資源儲量鈹已達大型規(guī)模，將作為2019 年度的工作重點。需要指出的是，九龍工作區(qū)的工作是根據(jù)成礦規(guī)律研究、結(jié)合遙感資料解譯結(jié)果部署的。2017 年，首先開展成礦規(guī)律研究并通過野外踏勘選定靶區(qū)，部署少量的化探和填圖工作，圈定了異常區(qū)。2018 年，在野外對異常進行查證的過程中發(fā)現(xiàn)了含鋰輝石的轉(zhuǎn)石( 圖 2) ，并通過高分辨率遙感圖像解譯“溯源追蹤”，在黃牛坪花崗巖體與三疊系淺變質(zhì)碎屑巖的接觸帶發(fā)現(xiàn)了含鈹偉晶巖脈。但在該脈中未見鋰輝石，推測含鋰輝石的轉(zhuǎn)石應(yīng)該來自于海拔更高的位置，這有待于今后進一步查證。
圖 2 四川九龍工作區(qū)發(fā)現(xiàn)的含鋰輝石轉(zhuǎn)石
( 4) 平武工作區(qū)。2017 年圈定了紅石壩和山神包等靶區(qū)，通過 2018 年的查證，新發(fā)現(xiàn)含鋰鈹偉晶巖脈 6 條，估算 Li2O 資源量 0．03 萬 t、Be O 資源量 0．66 萬 t( 334) 。雖然規(guī)模還不大，也未經(jīng)鉆探驗證，但類型比較特殊，且含鎢鈹石英脈中鈹?shù)钠肺皇悄壳耙阎袊數(shù)V中最高的，因此值得進一步研究。
1．3 幕阜山大型稀有金屬基地基本成型
幕阜山大型稀有金屬基地位于湖北、湖南和江西三省交界處。該區(qū)是革命老區(qū)，也是稀有金屬、有色金屬、貴金屬、放射性鈾以及螢石等非金屬礦產(chǎn)資源非常豐富的礦集區(qū)，在 20 世紀 80 年代就發(fā)現(xiàn)了斷峰山、傳梓源等大中型稀有金屬礦床，但一直沒有正規(guī)開發(fā)。而周邊地區(qū)的武漢、長沙、南昌及九江、宜春等大中小城市工業(yè)發(fā)達，對稀有金屬的需求十分旺盛。目前，宜春四一四礦是我國最重要的生產(chǎn)基地，但因探明資源消耗過快，生產(chǎn)出現(xiàn)危機。因此，近年來，項目組通過對 140 多條礦脈的野外調(diào)查研究，查明了偉晶巖的區(qū)域分帶性( 微斜長石型→微斜長石 + 鈉長石型→鈉長石型→鈉長石鋰輝石型) ，建立了“大型構(gòu)造控制大型礦脈”的找礦模型，在距離幕阜山巖體 8． 5 km 的外帶發(fā)現(xiàn)了鋰輝石偉晶巖，大大拓展了偉晶巖型鋰礦的找礦空間，也助力湖南核工業(yè) 311 地質(zhì)隊在仁里取得特大型鈮鉭礦的找礦突破。與此同時，項目組在連云山地區(qū)通過鉆探( 圖 3) 探獲的資源量估算( 334) 分別為 Be O 1． 616 萬 t、Li2O 1．128 萬 t、( Ta，Nb)2O50． 345 萬 t，均達到了大中型規(guī)模。
圖 3 湖南連云山稀有金屬礦區(qū)鉆探驗證結(jié)果
實際上，幕阜山與江西境內(nèi)的九嶺和武功山地區(qū)都是以花崗巖類大面積出露為特點的稀有金屬找礦遠景區(qū)，但不同地段的成礦條件不同，找礦方向也不一樣。仁里大型層狀鉭礦的發(fā)現(xiàn)，對江西和湖北的找礦具有啟發(fā)意義; 而江西九嶺含磷鋰鋁石淺色花崗巖型稀有金屬礦床的發(fā)現(xiàn)，對湖北和湖南有指導作用。在江西九嶺同安等地的淺色花崗巖中，磷鋰鋁石的含量可達 4% ～ 5% ，已經(jīng)是造巖礦物了，同時還含有綠柱石、錫石、鈮鉭礦物等金屬有用礦物。巖體的巖相分帶性也與宜春四一四礦床有一定的相似性。2017 年對 7 個區(qū)塊進行了系統(tǒng)采樣，2018 年估算 Li2O 資源量達 38． 26 萬 t。更有意義的是，此類巖體型稀有金屬礦床，類似于銅礦中的“斑巖銅礦”，雖然品位不是很高但規(guī)模很大，具有“低品位、大噸位”的特點，對改變鋰礦資源格局具有潛在的、但十分重要的意義。目前正在開展選礦研究工作，一旦經(jīng)濟可行，此類礦床將是一種新的工業(yè)類型。這些成果的取得也為湘鄂贛革命老區(qū)脫貧攻堅作出了貢獻( 表 3) 。
表 3 江西九嶺含磷鋰鋁石巖體型稀有金屬礦區(qū)資源儲量估算表
除幕阜山大型稀有金屬基地外，我國華南和西南地區(qū)近 3 年在稀有金屬找礦方面也有很多亮點，如: 在江西谷寨( 位于武夷山稀有金屬成礦帶的南段) ，通過鉆探探獲 334 類 Li2O 資源量 5 188 t、伴生 Nb2O5資源量 328 t、Ta2O5資源量 262 t，預(yù)測主攻礦種 100 m 以淺可達中型; 在云南黑媽( 位于西南三江成礦帶) 通過槽探等淺部工程揭露，也發(fā)現(xiàn)以鋰云母為工業(yè)礦物的偉晶巖型鋰礦脈，Li2O 最高含量達 1．73% ，最低為 0． 13% ，平均達 0． 95% ; 在貴州與云南交界處、二疊紀峨眉山玄武巖分布區(qū)發(fā)現(xiàn)富含鋯鉿鈦和稀土的古風化殼型稀有金屬稀土礦化新類型，雖然未經(jīng)鉆探驗證，但類型特殊，分布范圍廣，是否具有開展價值，需進一步探索。
1．4 晶質(zhì)石墨找礦取得重大進展
中國是石墨資源比較豐富的國家，石墨礦產(chǎn)分布廣泛，尤其是在山東、黑龍江、山西、內(nèi)蒙古等地已形成了產(chǎn)業(yè)基地。但是，新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，尤其是以石墨烯為標志的新材料異軍突起，對石墨礦的地質(zhì)找礦提出了新的要求，即已將晶質(zhì)石墨作為主攻類型而不再強調(diào)隱晶質(zhì)石墨的評價。通過 3年工作，本工程已在新疆黃羊山、河北張家口、陜西商洛等地取得了一系列找礦新突破，提交預(yù)測晶質(zhì)石墨礦物量約 1． 06 億 t( 表 4) 、晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)26 處、礦產(chǎn)地 7 處( 表 5 ) ，有力支撐了“十三五”晶質(zhì)石墨找礦目標的提前實現(xiàn)。
表 4 晶質(zhì)石墨調(diào)查成果一覽表
表 5 新發(fā)現(xiàn)晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地一覽表
其中，在新疆準噶爾—唐巴勒—卡拉麥里石墨成礦帶奇臺縣境內(nèi)的黃羊山一帶提交晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地 4 處、找礦靶區(qū) 3 處。通過鉆探驗證，估算晶質(zhì)石墨礦物資源量達 8 376 萬 t，形成了一處大型石墨資源基地。2017 年 11 月 14 日，該成果通過了中國地質(zhì)調(diào)查局專家組的認定; 《中國礦業(yè)報》、《中國國土資源報》、中國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站均作了相應(yīng)報道。另外，在中祁連石墨成礦帶甘肅肅北縣鷹咀山一帶，圈定找礦靶區(qū) 3 處，提交晶質(zhì)石墨礦物資源量 507 萬 t; 在康滇隆起石墨成礦帶攀枝花調(diào)查區(qū)，圈定找礦靶區(qū) 3 處，提交晶質(zhì)石墨礦物資源量 123 萬 t; 在華北陸塊北緣中段石墨成礦帶河北張家口，提交礦產(chǎn)地 2 處、找礦靶區(qū) 6 處，提交晶質(zhì)石墨礦物資源量 1 953 萬 t，也形成了一處大型石墨資源基地; 在華北陸塊南緣—秦嶺石墨成礦帶的陜西商洛、河南魯山一帶，提交礦產(chǎn)地 1 處、找礦靶區(qū) 6 處，提交晶質(zhì)石墨礦物資源量 555 萬 t; 在桐柏—大別石墨成礦帶的湖北大別山西段，提交晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū) 5 處，提交晶質(zhì)石墨礦物資源量 54 萬 t。
在新疆黃羊山Ⅰ － 1 號靶區(qū)內(nèi)圈定的①號( 圖4) 、②號( 圖 5) 2 個石墨礦體，均賦存在晚石炭世黃羊山堿性巖體第三次侵入的中細粒角閃石堿性花崗巖中，預(yù)測晶質(zhì)石墨礦物資源量共 7 264 萬 t。其中，①號礦體為一隱伏礦體，地表呈弱石墨礦化，礦體長 2 100 m，寬 250 ～ 730 m，平均寬 455 m，埋深在 125 ～ 481 m 之間，平均厚度 310 m，整體呈中部膨大、南北兩端尖滅的透鏡狀、“厚板狀”，固定碳平均含量 6． 14% ，石墨片徑 + 0． 15 mm 的平均占 10%左右。預(yù)測晶質(zhì)石墨礦物資源量 4 704 萬 t，為超大型規(guī)模。②號礦體直接出露地表，整體呈“馬蹄形”( 圖5) ，礦體長1 100 m，寬200 ～580 m，平均寬380 m，控制 礦 體 平 均 厚 度 383． 2 m，平 均 固 定 碳 含 量7． 04% 。石墨片徑 + 0．15 mm 的一般占 30% ～35% 之間，孔內(nèi)未見非礦夾層，整體空間形態(tài)為一近似直立的不規(guī)則的“半封閉筒狀”。預(yù)測晶質(zhì)石墨礦物資源量 2 560 萬 t，為超大型規(guī)模。通過激電測深反演和鉆探驗證，石墨礦體與物探異常對應(yīng)良好。視極化率在 8． 87% ～ 11． 14% 之間，電阻率在 40 ～ 600 Ω·m 之間，含石墨混染花崗巖為引起此深部低阻高極化異常的主要賦礦巖石。
圖 4新疆黃羊山①號石墨礦體地質(zhì)簡圖
圖 5 新疆黃羊山②號石墨礦體地質(zhì)簡圖
此外，對新疆黃羊山礦區(qū)的晶質(zhì)石墨礦進行了選礦實驗。對原礦固定碳含量 6． 15% 的礦石，通過浮選，精礦固定碳含量可達高碳石墨品級( ＞ 90% ) ，證明 晶 質(zhì) 石墨 礦 可 選 性 好，精 礦 回 收 率 可 達94． 87% 。其中粒徑 ＞ 0． 15mm ( + 100 目) 的產(chǎn)品占 23% ，固定碳含量為 90． 17% ; 粒徑 ＜ 0． 15 mm( －100 目) 的產(chǎn)品占 77% ，固定碳含量為 95． 15% 。
此外，在河北省張北縣發(fā)現(xiàn)的義哈德晶質(zhì)石墨礦，石墨產(chǎn)于紅旗營子巖群太平莊巖組含石墨淺粒巖、石墨變粒巖中; 圈定 5 個石墨礦體，固定碳品位4． 40% 。其中，大于 100 目 ( 0． 147 mm) 者占石墨鱗片的 65% ，屬于大鱗片石墨，預(yù)測晶質(zhì)石墨礦物量 661 萬 t。在康保縣后大興德晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)地，石墨產(chǎn)于紅旗營子巖群東井子巖段第二巖段中下部，圈定 3 個礦體，固定碳含量為 3．01% ，屬于變粒巖型，少量為大理巖型，也屬大鱗片石墨礦，預(yù)測晶質(zhì)石墨礦物量 122． 86 萬 t。在秦嶺石墨帶，圈定晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū) 6 處、礦產(chǎn)地 1 處，提交晶質(zhì)石墨礦物資源量 555 萬 t。在陜西商洛沙河子—巒莊，預(yù)測晶質(zhì)石墨資源量 390 萬 t。在陜西丹鳳清水溝—塔兒 坪 也 發(fā) 現(xiàn) 了 大 鱗 片 石 墨 礦，平 均 品 位6． 25% ，預(yù)測晶質(zhì)石墨礦物量 111 萬 t。在河南魯山調(diào)查區(qū)圈定 B 類找礦靶區(qū) 3 處，礦體產(chǎn)于太古宇太華群水底溝組，呈層狀、似層狀; 礦石類型主要為各類含石墨片麻巖，提交預(yù)測晶質(zhì)石墨( 礦物) 資源量約 164． 7 萬 t。
在康滇隆起石墨成礦帶四川攀枝花調(diào)查區(qū)，在仁和區(qū)發(fā)現(xiàn)晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū)3 處，共探獲123 萬 t。其中 A 類 2 處，即三大灣石墨礦找礦靶區(qū)( 40 萬 t)和天寶山石墨礦找礦靶區(qū)( 59 萬 t) ; B 類 1 處，即阿喇村石墨礦找礦靶區(qū)( 24 萬 t) 。
在中祁連石墨成礦帶甘肅肅北調(diào)查區(qū)，共圈定 B 類晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū) 3 處，即甘肅肅北掉石溝找礦靶區(qū)( 293 萬 t) 、甘肅肅北白臺溝找礦靶區(qū)( 112 萬 t) 和甘肅肅北干溝找礦靶區(qū)( 102 萬 t) ，合計探獲晶質(zhì)石墨礦物資源量 507 萬 t。
在桐柏—大別石墨成礦帶的湖北大別山調(diào)查區(qū)，圈定 B 類晶質(zhì)石墨找礦靶區(qū) 5 處，礦物資源量53 萬 t。
1．5 脈石英、螢石、硼礦找礦取得新進展
高純石英是制造高端電子產(chǎn)品，尤其是 CPU等的核心材料，主要通過脈石英等礦物原料提取，在我國屬于急缺關(guān)鍵資源。通過 3 年工作，發(fā)現(xiàn)脈石英礦產(chǎn)地 1 處、找礦靶區(qū) 6 處，提交預(yù)測資源量239 萬 t( 表 6) 。其中，在魯西斷壟高純石英成礦帶臨沂中北部調(diào)查區(qū)，提交脈石英礦產(chǎn)地 1 處、B 類找礦靶區(qū) 3 處，提交預(yù)測的脈石英資源量 127 萬 t;在安徽大別山東段高純石英成礦帶安徽大別山東段地區(qū)提交 B 類找礦靶區(qū) 1 處、C 類找礦靶區(qū) 2處，提交資源量 112 萬 t。山東省臨朐縣邵家峪含水晶脈石英礦產(chǎn)地共出露有含水晶脈石英礦體 4個，主礦體呈中間局部膨大，兩端尖滅的透鏡狀、扁豆狀，最寬處約 2． 0 m，地表出露長度約 980 m，脈體走向 30°，傾向 NW，傾角 70°，Si O2含量 99． 90% ，F(xiàn)e2O3含量 0． 02% ，Al2O3含量 0． 04% 。礦石類型為含晶脈石英、乳白色脈石英、水晶，巖漿熱液成因。預(yù)測資源量為 56 萬 t。
表 6 脈石英找礦靶區(qū)統(tǒng)計表
螢石是我國的重要戰(zhàn)略性化工礦產(chǎn)，尤其它作為氟化工的基本原材料是不可或缺的。通過 3 年調(diào)查工作，在閩西螢石礦集區(qū)新發(fā)現(xiàn) 19 處螢石礦點，圈定了16處螢石礦找礦靶區(qū)( 表7) ，提交了5處礦 產(chǎn) 地，預(yù) 測 區(qū) 域 螢 石 資 源 潛 力 2 600 萬 t( Ca F2) ，取得了螢石找礦重要突破。其中，在白蓮山大型螢石礦帶，通過工程揭露和鉆探驗證，探明了礦體的產(chǎn)狀和規(guī)模，采樣品位在 36． 38% ～ 76． 76%之間，平均 55% ，礦體厚 2． 24 ～ 7． 15 m，估算資源量 188． 1 萬 t( Ca F2) ，礦帶遠景資源量 1 363 萬 t，達到大型螢石礦的規(guī)模，為閩西氟化工基地的建設(shè)提供了資源保障。
表 7 贛南、閩西革命老區(qū)螢石找礦成果
在贛南螢石礦集區(qū)，發(fā)現(xiàn)礦( 化) 點 15 處，提交礦產(chǎn)地 3 處，圈定找礦靶區(qū) 4 處，圈定 3 個螢石成礦帶( 興國城崗—良村—黃陂、興國興江—寧都蔡江、寧 都—石 上—湛 田) ，預(yù) 測 Ca F2遠 景 資 源 量800 萬 t，也為贛南革命老區(qū)精準扶貧提供了資源支撐。在石上、坎田、良村、筠村 4 處找礦靶區(qū)，經(jīng)鉆探驗證后估算 333 + 334 螢石礦石量達 265． 83 萬 t， Ca F2礦物量 128． 3 萬 t。其中，贛南石上螢石找礦靶區(qū)，螢石礦產(chǎn)于硅化破碎帶中，含礦構(gòu)造帶地表由 TC503、TC505、TC506、TC507、TC510 控制，地表控制礦化帶走向長約 600 m，地表礦體厚度 0． 8 ～6． 2 m。經(jīng)施工 ZK500 孔驗證，在孔深 80 ～ 143．1 m處見礦累計真厚度 7． 7 m，礦石品位( Ca F2) 28． 51% ～67． 62% ，找礦潛力可觀。
在冀北—遼西螢石成礦帶，重點調(diào)查了河北隆化湯頭溝、喀喇沁旗大西溝成礦遠景區(qū)，初步圈定了二道營北溝、轉(zhuǎn)山溝等找礦靶區(qū) 12 處，新發(fā)現(xiàn)沙金溝等螢石礦點 30 余處，估算資源量 381 萬 t( Ca F2) 。
硼礦是我國的優(yōu)勢礦種，但隨著以往過度開采，資源量告急。本次工作在遼寧寬甸縣發(fā)現(xiàn)了和平村硼礦，礦化帶走向長 4． 8 km，寬大于 9 m，主礦體走向長 600 m，地表寬度 5 m 左右，由 PD1、TC13、TC14、TC16 控制，B2O3平均品位達 3． 38% ，厚度穩(wěn)定，礦石類型屬于硼鎂石 + 硼鎂鐵礦型。礦體產(chǎn)于里爾峪組二段( Pt1lr2) 蛇紋石化大理巖帶內(nèi)，與已知大石橋等世界級硼礦的成礦特征類似，具有良好的找礦前景。
1．6 金剛石找礦取得新成果
金剛石尤其是Ⅱ型金剛石長期以來是我國急缺戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。本工程通過在華北克拉通遼東、魯西南—蘇北及揚子克拉通西北緣等地完成 6個 1∶ 5 萬比例尺圖幅的礦產(chǎn)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)次生金剛石15 顆，圈定自然重砂異常 22 處、水系沉積物綜合異常 3 處、有意義的磁異常 23 處; 提交江蘇省徐州市銅山區(qū)柳泉鎮(zhèn)西村、山東省費縣大井頭村、湖南桃源縣理公港鎮(zhèn)、湖南省黔陽縣安江鎮(zhèn)斗湯田村和安江鎮(zhèn)林家盤村等金剛石找礦靶區(qū) 5 處; 在遼寧嵐崮山新發(fā)現(xiàn)金伯利巖脈 1 處( 命名為 kb113 號) ，提交遼寧瓦房店大李屯地區(qū) 38 ～ 111 號巖管 + 110 號巖管金剛石 333 資源量 2． 29 萬克拉; 在蘇北白露山隱爆角礫巖筒中選獲原生金剛石并在銅山北村新發(fā)現(xiàn)金伯利巖體 1 處、鉀鎂煌斑巖脈多處，對西村金伯利巖體進一步解剖表明，蘇北地區(qū)具有良好的金剛石成礦條件和找礦潛力; 在貴州鎮(zhèn)遠馬坪東方 1 號巖體東側(cè)圈定隱伏巖體 1 處，推測為東方 1號巖體的“根部相”，并可望取得貴州鎮(zhèn)遠地區(qū)原生金剛石的找礦突破; 山東費縣大井頭鉀鎂煌斑巖研究取得新進展，并再次選獲原生金剛石 5 顆。在魯西隆起區(qū)圈定山東沂源縣東唐莊、柳子—小東峪金剛石原生礦找礦遠景區(qū) 2 處，圈定自然重砂異常10 處，發(fā)現(xiàn)金伯利巖管 1 處。
2 理論和方法創(chuàng)新成果
本工程涉及到的礦種繁多、類型復雜、成礦條件各異，在實施過程中采用的技術(shù)手段和找礦方法也各有特色，取得的主要創(chuàng)新成果舉例如下。
2．1 扎實開展基礎(chǔ)地質(zhì)研究，不斷完善鉀、鋰礦產(chǎn)成礦理論和找礦模型
雖然近年來地質(zhì)學界和找礦勘查學界建立了各式各樣具有理論意義的成礦模式和勘查模型，但在實際找礦中的應(yīng)用無論是廣度還是深度都有很大的差距。本工程無論是在鉀鹽找礦的突破，還是硬巖型鋰礦找礦的突破，都離不開理論指導和模式、模型的應(yīng)用。例如，世界上關(guān)于鋰礦的分類，主要有鹵水型和偉晶巖型兩大類，但本工程通過對四川甲基卡和可爾因等地硬巖型鋰礦的系統(tǒng)巖礦鑒定，發(fā)現(xiàn)鋰輝石除了顆粒粗大的( 10 cm 以上) 真正偉晶狀礦石之外，經(jīng)常出現(xiàn)粒度細小甚至只有在顯微鏡下才能辨識的細粒狀、毛發(fā)狀鋰輝石、鋰云母、磷鋰鋁石等鋰礦物，從而在野外特別注意對未見到粗晶鋰輝石的長英質(zhì)脈巖的調(diào)查評價和采樣工作。事實上，近年來發(fā)現(xiàn)的甲基卡新三號脈、鴨柯柯及可爾因 19 號礦體等，都以細粒狀、毛發(fā)狀鋰礦物占主體，明顯不同于前人在 20 世紀 70 年代發(fā)現(xiàn)的由偉晶狀鋰輝石組成的礦脈。這可能意味著，前人由于囿于對“偉晶巖型鋰礦”概念的局限性，未把細晶狀鋰輝石作為勘查重點。
2．2 提出多因素、多目標找礦新概念，拓展了離子吸附型稀土礦找礦前景
離子吸附型稀土礦是我國的優(yōu)勢礦產(chǎn)，某種程度上也成了華南地區(qū)的特色礦產(chǎn)。前人的大量研究認為，離子吸附型稀土礦主要形成于華南氣候條件有利地區(qū)且由燕山期花崗巖風化形成的“饅頭山”型風化殼中。本工程華南項目組對浙江大柘、貴州赫章、福建南陽、江西磧肚山、云南勐海、廣東大路邊、廣西靈山等不同地區(qū)、不同類型、不同表生條件的離子吸附型稀土礦區(qū)進行了廣泛調(diào)查，明確提出了“8 多( 多類型、多巖性、多時代、多層位、多模式、多標志、多因繼承、多相復合) 、3 突破( 高緯度、高海拔、深勘探) ”的新認識，從而大大拓展了離子吸附型稀土礦的找礦前景，也指出了新的找礦方向。通過在云南臨滄巖體的實地檢驗，新發(fā)現(xiàn)了海拔將近 2 000 m 的云貴高原型離子吸附型稀土礦，真正打破了高海拔地區(qū)稀土礦找礦的禁錮，取得了新突破。
2．3 綜合運用傳統(tǒng)方法與物探遙感新技術(shù)，提高了深部巖漿巖型石墨礦勘查效果
對新疆奇臺縣黃羊山一帶巖漿巖型晶質(zhì)石墨礦的勘查采用遙感 － 地質(zhì) － 物探 － 槽探 － 鉆探綜合找礦技術(shù)方法，取得了重大找礦突破。石墨礦在ETM 遙感影像中呈明顯的淡藍色調(diào)，可大致圈定石墨礦的調(diào)查范圍; 而含石墨地層與圍巖相比，具有明顯的低電阻率、高極化、低磁( 抗磁性) 、相對低密度的特征，由此建立了尋找含石墨地層的“低電阻→高極化→低磁( 相對負磁) →相對低重力”的地球物理找礦模型。通過對異常與地表石墨礦化特征的綜合分析，圈定了與石墨有關(guān)的極化率和電阻率異常區(qū); 經(jīng)激電測深了解異常的深部分布特征，有效指導了各類探礦工作的部署; 通過施工鉆孔，控制了石墨礦體。最后得出: 極化率在 2．5% ～ 3．0%之間，電阻率在 500 ～ 1 200 Ω·m 之間為非礦; 極化率在 6． 26% ～11． 95% 之間，電阻率在 10 ～ 100 Ω·m之間為石墨礦。高精度遙感在找礦過程和追蹤混染帶分布范圍的過程中起到了意想不到的效果，激化法的應(yīng)用為鉆探驗證指明了方向，二者結(jié)合使得石墨礦體的深部形態(tài)以立體的形式呈現(xiàn)出來，對成礦規(guī)律的研究起到了重要推進作用。
2．4 總結(jié)堿性基性巖型金剛石成礦規(guī)律，創(chuàng)建成礦地質(zhì)模型
南京地質(zhì)調(diào)查中心在某地含金剛石輝綠巖中發(fā)現(xiàn) 4 顆 Si( pfu) ＞ 3．05 的超硅石榴石并具有高鈣、缺鎂的特點，指示該石榴石可能來源于殼源;富鈣流體是由于鈣交代的大洋巖石圈或其上沉積的鈣質(zhì)物俯沖到深部并保存所致。堿性基性巖型金剛石礦床大量分布微粒金剛石，而含鈮含鉻金紅石可能成為重要的指示礦物; 鉻尖晶石、鉻鐵礦等地幔礦物“階梯狀”的表面形貌特征，是巖漿侵位過程中擁有豐富含水流體的具體表現(xiàn)，與優(yōu)質(zhì)金剛石有關(guān); 而在富含 CO2的流體中，則難以見到類似的表面形態(tài)。在大量測試、分析研究且證明堿性基性巖中的金剛石為原生堿性基性巖型金剛石基礎(chǔ)上，總結(jié)了堿性基性巖型金剛石的成礦規(guī)律，認為除金伯利巖型、鉀鎂煌斑巖型之外還存在一種新型的金剛石礦床類型———堿性基性巖型金剛石礦床，并建立了堿性基性巖型金剛石礦床的成礦地質(zhì)模式。
2．5 以綠色礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念為指導，開展了資源開發(fā)環(huán)境效應(yīng)綜合評價與監(jiān)測示范
在川西大型鋰礦資源基地“三位一體”綜合調(diào)查過程中，除常規(guī)的礦產(chǎn)資源調(diào)查和環(huán)境評價之外，還專門開展了同位素調(diào)查，尤其是6Li 的調(diào)查。不但建立了“以鋰找鋰”的方法，而且為鋰的高端開發(fā)利用提供了科學依據(jù)。因為6Li 是可控核聚變的關(guān)鍵原料，也是制造氫彈的關(guān)鍵原料，不同于一般的7Li。
此外，即便是常規(guī)的礦區(qū)環(huán)境調(diào)查評價，本工程也以川西甲基卡為新形勢下綠色礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展示范區(qū)，不斷開拓思路，通過對礦區(qū)水體、土壤、植被、動物毛發(fā)甚至牛糞的連續(xù) 3 年的系統(tǒng)調(diào)查、對比，結(jié)果證明: 甲基卡礦區(qū)土壤中重金屬的含量普遍低于土壤環(huán)境質(zhì)量標準( GB 15618—1995) 的一級標準限值 0．2 mg /kg; 礦區(qū)水體 p H 處于 6 ～ 9的正常范圍，總?cè)芙庑怨腆w含量遠低于國家飲用水的標準限值 1 000 mg /L，重金屬、硝酸根等低于國家標準。各種數(shù)據(jù)都證明，甲基卡式鋰輝石礦床的開采并不會造成重金屬污染等環(huán)境破壞。但為了更嚴格地執(zhí)行“在保護中開發(fā)、在開發(fā)中保護”的要求，項目組也通過對鋰輝石資源開發(fā)環(huán)境效應(yīng)的綜合評價與動態(tài)監(jiān)測，建立了基于支持向量機的定量評價模型與鋰輝石礦區(qū)環(huán)境評價和地質(zhì)災(zāi)害評估的量化模型，提出了鋰礦開發(fā)環(huán)境效應(yīng)的預(yù)警機制，為后期開發(fā)提供了決策依據(jù)。
2．6 提升野外現(xiàn)場快速分析測試技術(shù)，為綜合評價和找礦突破提供了技術(shù)支撐
國家地質(zhì)實驗測試中心的項目組在完成 200 km路線調(diào)查的基礎(chǔ)上，對江西、湖南、四川、山西等地20 余處目標區(qū)域進行了快速調(diào)查，共取得樣品3 000余件，測試 2 000 余件，建立了一系列針對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)的測試方法，重點開發(fā)了鋰輝石等固體樣品中 Li 元素的分析方法，實現(xiàn)了固體樣品 Li 元素的現(xiàn)場分析，每天分析樣品數(shù)量可達 100多件，大大提高了工作效率; 通過優(yōu)化儀器實驗條件，建立了專門針對川西、青海柴達木盆地等高海拔地區(qū)特殊條件的便攜式 Li － K 分析儀測定 Li、K含量的分析方法，克服了高海拔地區(qū)儀器靈敏度下降的問題; 在研究“雙剝蝕池”產(chǎn)生單脈沖剝蝕信號結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了儀器參數(shù)的設(shè)置，發(fā)揮了線掃描分析的優(yōu)勢，并提出了線掃描定量分析的注意事項; 研發(fā)了一套適應(yīng)于“三稀”礦產(chǎn)礦石 LA －ICPMS 微區(qū)分析的方法，為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)調(diào)查提供了技術(shù)保障; 在江西、湖南、四川、山西、河南等地獲得了大量的實測資料，發(fā)現(xiàn)了一批礦化異常線索，為工程目標的實現(xiàn)提供了重要支撐。
3 未來工作部署與展望
21 世紀以來，以節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料和新能源汽車 7大領(lǐng)域為龍頭的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起，對以“三稀”礦產(chǎn)為代表的戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)的調(diào)查提出了新的挑戰(zhàn)，也提供了新的機遇。2019—2021 年將通過重點地區(qū)大型資源基地的深入調(diào)查評價，全面引領(lǐng)全國的“三稀”礦產(chǎn)調(diào)查; 通過打破礦種界線，突出主礦種，兼顧其他礦種，帶動大宗礦產(chǎn)和常規(guī)礦產(chǎn)的找礦突破; 通過強化戰(zhàn)略性新興礦產(chǎn)基地“三位一體”的綜合調(diào)查，實現(xiàn)“找大礦、找好礦”的目標。
根據(jù)黨的“十九大”提出的新要求和自然資源部組建之后的新要求，戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)的調(diào)查工作將得到進一步的重視，受到社會上更加廣泛的關(guān)注，但找礦工作的難度也將越來越大。因此，在統(tǒng)籌部署工作時，本工程將考慮到: 從“三位一體”調(diào)查擴展到“五位一體”調(diào)查; 從“山水林田湖草”綜合調(diào)查擴展到“山水林田湖草礦”綜合調(diào)查; 從傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查到戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展引領(lǐng)礦產(chǎn)資源調(diào)查; 從供給側(cè)調(diào)查到需求側(cè)與供給側(cè)雙向結(jié)合的綜合調(diào)查。信息、新材料、新能源、生物等技術(shù)的廣泛滲透，將帶動資源領(lǐng)域發(fā)生以綠色、智能、環(huán)保為特征的群體性技術(shù)革命，為拓展新興礦產(chǎn)資源開發(fā)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供重大機遇。
基于此，除了在全國一盤棋的前提下統(tǒng)籌部署之外，建議在華南地區(qū)重點對幕阜山—九嶺—武功山礦集區(qū)開展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)資源的綜合調(diào)查和集群調(diào)查，圍繞“找礦突破”、“綠色勘查”和“綜合利用”開展研究工作，查明工作區(qū)的稀有金屬資源成礦潛力，并通過礦調(diào)和鉆探驗證工作，實現(xiàn)高品位花崗偉晶巖型和大資源量花崗巖型鋰鈹鈮鉭資源的找礦突破，同時開展共( 伴) 生稀有、稀散資源的綜合利用研究，實現(xiàn)從找礦—綜合利用—綠色開發(fā)的全鏈條綠色地質(zhì)找礦的新突破，為把長江中下游經(jīng)濟帶打造成為新興產(chǎn)業(yè)的工業(yè)基地提供現(xiàn)實的資源保障。該地區(qū)外部工業(yè)基礎(chǔ)好，距離武漢、南京、合肥、南昌和長沙等中心城市都很近，已有的稀有金屬礦山均面臨資源危機的困境，而信息產(chǎn)業(yè)、高端裝備制造業(yè)等產(chǎn)業(yè)在這些地區(qū)高度集中，加上成礦條件有利、資源潛力巨大，要實現(xiàn)上述目標完全是可能的。
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