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中国地质科学院支撑新一轮找矿突破战略行动纪实

发表时间 :2023-05-10 10:33:00 来源:中国矿业网

  保障国家能源资源安全,实施新一轮找矿突破战略行动,必须把科技创新摆在最核心的位置。
  成立于1956年的中国地质科学院(以下简称地科院),是我国地质专业齐全、规模最大、技术力量雄厚的地学科研机构。随着新一轮找矿突破战略行动全面推进,地科院快速行动,依托各单位科技优势,围绕制约找矿突破的成矿理论、“卡脖子”难题、关键技术攻关破题,为找矿突破、增储上产提供了有力支撑。
  强化战略导向,为资源勘查开发布局和找矿部署提供支撑
  战略性矿产资源是国家能源资源安全的核心和关键,对国家经济、国防和战略性新兴产业发展至关重要。近年来,美国、欧盟、英国等相继发布了关键矿产战略或清单。放眼国内,国家重大战略的实施,急需大量关键矿产资源;实现第二个百年奋斗目标,未来会有更大的能源与矿产资源需求。目前,我国许多重要矿产巨大的供需缺口依旧,战略性矿产资源安全问题仍令人担忧。
  作为我国地质事业的高水平战略性研究智库,地科院对此进行了一系列前瞻性、战略性、系统性的研究。
  中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称资源所),正以保障国家资源安全为根本目标,结合新一轮找矿突破战略行动的实践需求,全力支撑自然资源部、中国地质调查局开展战略性矿产资源安全底线研究——以国情调查数据为基础,客观分析我国矿产资源安全保障形势。
  地科院资源所南疆铁矿项目组在沙漠边缘进行地质填图。
  针对当前矿产资源供给存在的安全隐患,结合矿产资源勘查开发面临的各类问题,资源所围绕新一轮找矿突破战略行动的总目标,对如何尽快实现找矿重大突破,推进紧缺战略性矿产增储上产进行了研究。研究提出,新一轮找矿突破战略行动可分为三个层次:第一层次主要是新区找矿,2023年实现找矿重大突破,2025年形成矿产资源基地雏形;第二层次是已有大型矿山深边部找矿,支撑增储上产;第三层次是重点调查区矿产远景调查,提交后备勘查选区。
  基于此,资源所目前正组织相关专家,充分利用国情调查和潜力评价成果,发挥依托矿山建立的系列产学研科学研究基地优势,分矿种研究提出全国矿产资源勘查开发布局的建议方案。
  新一轮找矿突破战略行动需要科技的强力支撑。资源所正在按照“强化战略导向、突出使命担当”的基本原则,重塑全国矿产资源领域的科技创新领军地位,力争在新一轮找矿突破战略行动中发挥科技创新引领作用,推进找矿重大突破。
  强化基础研究,解决制约资源能源成矿的关键地质问题
  3月27日,一场聚焦地球深部的学术报告会在自然资源部深地科学与探测技术实验室召开。朱日祥、侯增谦等22位院士专家围绕结构探测与深部过程、物质探测与成矿体系、深部矿产勘查理论与技术、深部成矿预测与潜力评价等新一轮找矿突破战略行动中核心关键深地基础理论,进行了深入探讨。
  基础研究是科技创新的源头和总开关,是实现高水平科技自立自强的基石和发动机。地科院作为新中国成立初期我国最早建立的少数科学研究院之一,曾以地质科技理论为国家能源矿产资源的勘探开发建立了卓越功勋。地科院科学家们创造性地提出并丰富发展了地质力学、陆相生油、多旋回大地构造等重要地质科学理论,指导发现了大庆等油田以及粤北铀矿、白银厂铜矿等一大批大型、超大型矿床,为国家的矿业开发及国民经济发展立下了汗马功劳。
  当前,随着找矿难度的增加,无论是在空白区发现新矿产,还是在已有矿区深部和外围发现矿体,都需要成矿理论和找矿技术的创新,尤其需要对大型矿集区和找矿预测、成矿动力学背景以及成矿过程开展深入探索。
  中国地质科学院地质研究所(以下简称地质所)充分发挥在成矿理论创新、成矿规律研究和微、宏观尺度技术方法手段攻关等基础研究方面的优势,以陆块聚散过程中的资源环境响应研究为主线,以专题地质填图为抓手,着力解决制约资源能源成矿成藏中的关键基础地质问题。
  一是围绕冈底斯-喜马拉雅、秦岭、祁连、东昆仑、大兴安岭及华南等重要成矿带,塔里木、鄂尔多斯等重要盆地开展1∶5万区域地质调查,持续深化对重点成矿区带、重点含油气盆地整体格架的认识。通过对塔里木盆地、柴达木盆地、华北克拉通北缘等基础调查区的专题地质填图,着力解决陆块聚散过程中岩石、地层、构造等方面的关键基础地质问题,阐明大规模成矿的深部物源、地质过程、流体运移等关键要素。二是加强成矿(藏)规律与找矿预测理论研究。利用岩石圈结构、物质组成及分布的地质-地球物理-地球化学综合探测,查明成矿(藏)系统的地壳精细结构,揭示成矿深部过程与驱动机制,示踪成矿(藏)物质迁移-汇聚途径,查明流体输导作用,跟踪成矿系统演化的物理、化学和物质迁移轨迹,探明成矿(藏)源-运-储系统和成矿过程,创新成矿(藏)系统理论。
  由我国卓越的地质学家李四光先生创立的中国地质科学院地质力学研究所(以下简称地质力学所),不断凝练、提升地质力学理论,创新形成了矿田构造、油气地质力学等理论技术方法。在新一轮找矿突破战略行动中,该所将继承发展地质力学理论和技术方法,强化矿田构造、油气地质力学等在能源资源勘查中应用,解决制约找矿突破的关键地质科学问题。
  不同构造体系的交汇区是我国最重要的战略性关键矿产资源及油气资源的集中区带。针对这一关键点,地质力学所将地质力学理论与现代地球科学研究前沿成果相结合,充分利用大数据、智能化等现代信息技术和微区分析、原位分析等各种探测技术取得的数据和成果,重新划分并建立我国重要构造阶段构造体系及其叠加关系,编制中国构造体系与矿产资源图,为国家战略性资源、能源调查部署提供理论基础。
  碳酸盐岩油气储层研究和岩溶区区域地质调查研究是中国地质科学院岩溶地质研究所(以下简称岩溶所)的核心业务方向。为了支撑我国广大岩溶地区的找矿工作部署,岩溶所针对典型岩溶区内紧缺战略性矿产资源,进行了成矿条件及赋存规律研究;围绕重点成矿区带,开展了基础地质调查工作,进一步提高了岩溶区1∶5万区域地质和矿产地质调查程度。通过对碳酸盐型锰矿、铝土矿及卡林型金矿等典型岩溶矿产资源成矿规律及深部找矿方法的研究,查明了西南岩溶区传统优势矿产的资源潜力和分布情况,为西南岩溶区各省份开展新一轮找矿突破战略行动提供了强有力支撑。
  中国地质科学院水文地质环境地质研究所(以下简称水环所)的技术特点及传统优势在“水”。在新一轮找矿突破战略行动中,该所将重点围绕以水为媒介成生的矿产资源开展调查研究工作,持续攻关富锂地热水、盐湖卤水等矿产资源成矿理论体系,在重点地区查明矿产资源分布特征与赋存规律,构建矿产资源富集机制,系统探索矿产资源勘查与评价技术方法,圈定适合利用的资源勘查靶区,同时提出资源基地开发利用的用水安全保障建议,全力助推找矿突破目标实现。
  强化理论指导,以科技成果转化作为服务找矿突破的重要抓手
  4月底,资源所收到第十一届中国技术市场协会金桥奖的获奖通知,“广东大宝山矿区中南部斑岩型铜矿B11-B4线普查”荣获优秀项目奖。
  大宝山是华南地区的一个典型铜矿,曾因资源枯竭而被列入“危机矿山”。近年来,资源所研究团队与矿山深度合作,依托“广东省大宝山矿外围(深部)地质找矿综合研究”等横向项目,首次提出了“双推双控双成”成矿模式,并由此实现了矿区西部和北部铜矿的重大找矿突破,首次发现经济价值巨大的富铜矿体,仅富铜矿的新增铜金属量就达12.25万吨,快速实现了老矿山的增储上产。
  无论是新中国成立初期,还是在上一轮找矿突破战略行动中,地科院的诸多科技成果都已转化为找矿突破的累累硕果。
  地科院资源所三稀研究团队在川西甲基卡开展伟晶岩型锂矿勘查。
  仅以资源所为例,其科技成果在西藏自治区甲玛铜多金属矿、谢通门县雄村铜(金)矿实现重大找矿突破,在青海、四川等地钾盐、锂、稀土等找矿中取得重要进展……经过长期积累,资源所不但建立了章源研究基地、南岭研究基地、白云鄂博研究基地、攀西研究基地、甲玛研究基地及扎布耶野外观测站等野外工作平台,而且多个科研团队都在成矿理论与技术方法上展现出强大的科技创新能力和成果转化能力。
  《中国矿产地质志》的研编是资源所开展的一项打基础、立长远、具有划时代意义的重大科学工程。经过10年的努力,矿产地质志系列成果成为一套汇集了我国百年矿产勘查和科研成果的典籍。其中,分矿种、分省、分区带的区域性成矿规律及各种矿产地质图、成矿规律图,为找矿工作部署提供了直接依据,4500多个典型矿床、重要矿床的研编成果,特别是成矿模式与勘查模型,可以为新一轮找矿突破战略行动提供现实参考和找矿蓝本。为此,资源所今年重点加大了其成果在新一轮找矿突破战略行动中的应用服务。在4月召开的第十六届全国矿床会议和第五届中国矿业全产业链大会,专门设置了矿产地质志与成矿规律专题和中国矿产地质志与地质找矿论坛,重点聚焦研讨中国矿产地质志成果如何在重点矿种和选区等方面有效服务各地的找矿突破。
  提升科技能力、释放创新能量、投身找矿工作是地科院人的职责所在,更是他们的优势所在。
  以国家重点研发计划“锂、铍等战略性金属矿产资源成矿规律与预测评价”项目为例。基于科研团队提出的大花岗岩基地区“体中体”式稀有金属伟晶岩成矿模型,湖南和湖北等省相关地勘单位在华中幕阜山西南缘-湘北平江县黄柏山地区取得了重要的锂矿找矿发现,初步估算锂、钽资源已达中型规模矿床,揭示出我国华中幕阜山地区具有巨大的锂等稀有金属找矿前景。这一科研成果转化不仅使幕阜山地区有望成为长江经济带的大型锂资源基地,而且引领相关新能源企业在湘北投资开展锂资源勘查,有效支撑了我国东部新能源产业的发展。
  强化技术装备,研发适应绿色高效勘查的“新武器”
  当前,地质找矿已从寻找露头矿、浅表矿转到隐伏矿,从低山区转到人迹罕至的中高山区-深切割区,亟待开展多手段、多学科相互交叉的综合研究。为了实现高效找矿突破,以绿色勘查、综合勘查、高效勘查为特色的技术方法革新迫在眉睫。
  在20世纪七八十年代,“区域化探全国扫面计划”的实施解决了金矿勘查地球化学技术突破和理论创新,带动全国近1000处金矿被发现,为我国成为世界第一产金大国作出了重要贡献。如今,地球物理地球化学工作全面进入了以地球系统科学发展为指导、解决能源资源重大问题、实现转型升级的加速期。
  中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(以下简称物化探所)将进一步发挥勘查地球物理和勘查地球化学技术在新一轮找矿突破战略行动中的科技引领和技术支撑作用,从立体勘查技术体系构建、核心技术与装备突破、新方法新技术推广三个方面为新一轮找矿突破战略行动作好技术支撑。
  该所重点开展关键核心技术“卡脖子”问题攻关,推动高精尖勘查技术装备国产化,构建具有自主知识产权的“航空-地面-井中”多维、高分辨率、高精度立体勘查技术体系。同时,针对覆盖区和高山深切割区技术难题以及实验室分析测试和大数据智能化应用方面的短板,加强相关理论与技术关键环节攻关研发,建立覆盖区千米深度立体地球化学探测技术和高山深切割区快速地球化学勘查评价技术体系,形成商业化高压固体进样专用设备和系列野外快速分析技术,并通过“技术+地区+矿种”三位一体应用和地球化学大数据智能化应用实现找矿突破。
  持续升级的还有实验测试技术。国家地质实验测试中心(以下简称测试中心)主要承担地质实验测试分析新技术新方法研究、仪器设备研发及样品实验测试分析等工作。在上一轮找矿突破战略行动中,测试中心着力开展了复杂基体矿石中关键组分的多元素同时分析技术研究,构建了野外现场与室内精确相结合的现代仪器多元素同时测试技术体系。
  现阶段,测试中心将继续加强原创性、引领性分析测试技术攻关,聚焦新一轮找矿突破战略行动的勘查重点——战略性矿产,开展钾盐、萤石、铬铁矿、铷铯铋锶、铂族等矿产分析测试技术,超高精度铼-锇定年等同位素定年等分析技术的攻关和创新,构建关键矿产分析技术研发与质量控制体系,开展野外现场快速分析设备和方法研发,针对锂、钴、金、稀土等矿产,在甘肃、新疆、江西等地开展技术验证和应用示范。
  地质所也在着力攻关矿产勘查新技术方法手段。该所以中亚增生造山带为重点,创新深部找矿技术方法,重视浅覆盖区找矿技术方法研究,研发应用天-空-地-深一体化、立体协同探测技术。地质力学所则创新发展地应力观测技术,研发了适应于3000~5000米、温度超过150摄氏度的深孔水压致裂地应力测试系统,助力深部资源开发利用。
  在上一轮找矿突破战略行动的基础上,隐蔽岩性地层油气藏的勘探开发成为当前油气勘探的主要方向,因该油气藏具有构造复杂、运移路径多样、油气储集分散等特点,迫切需要创新开发应用勘探新技术。当前,水环所正在推广应用隐蔽岩性地层油气藏勘探新技术,形成符合我国地质条件的隐蔽岩性地层油气藏多维勘探技术体系,进一步增强该类型油气藏的勘查力度和精度,切实增强油气资源储量。
  科技创新,就像撬动地球科学认知的杠杆,总能创造令人意想不到的奇迹。而今,在新一轮找矿突破战略行动激扬的号角声中,地科院将以加倍的信心和热情,加快推进国家级科技创新平台建设,强化科技创新引领作用,推进找矿重大突破,并以此为动力,继续前进、铸造辉煌!(中国自然资源报)

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