采用综合手段和方法解决危机矿山接替资源问题

高殿松，蒲含勇

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 100083；2.河南省地质博物馆，河南 郑州 450016)

危机矿山是指在矿区范围内可供开采的保有储量濒临枯竭、后备资源严重不足、面临闭坑或破产的矿山，根据保有可采储量的服务年限可将矿山分为严重危机矿山(不足5年)、中度危机矿山(不足10年)和轻度危机矿山(不足15年)。危机矿山是一个涉及矿产资源勘查与开发政策、矿业发展战略、国家资源安全和社会经济可持续发展的复杂系统；也是一项涉及范围广、影响因素多, 专业性、地域性、前瞻性和政策性都很强,需要从国家层次通盘谋划、从长计议、超前统筹的系统工程[1]。

在我国的各级各类矿山企业当中，均不同程度地存在后备资源不足的状况，不同程度的影响了企业的生存和发展，有的矿山甚至因此而难以为继。据统计，我国大部分非油气矿山建成于20世纪50～60年代,经过几十年的开采,除油气矿山外,全国现有47个矿业城市和400多个矿山的探明储量已面临枯竭,直接涉及300多万矿工和1000余万家属的工作和生活。20世纪末，我国25种主要金属的415个大中型矿山中，目前已关闭38个，占大中型矿山总数的9%；严重危机矿山54个，约占13%；中度危机矿山35个，约占8%；轻度危机矿山82个,约占20%[2]。目前,我国很多大-中型有色金属矿山，经多年开采,资源严重不足,关闭和拟关闭的矿山日益增多。矿山关闭不仅仅是经济问题,而且带来众多人员的失业、就业的社会稳定问题。因此，解决危机矿山接替资源问题，已成为当前矿业工作的重点，也是保证我国矿业可持续发展的重大战略举措。自20世纪90年代末，特别是进入21世纪后，国家愈来愈重视危机矿山接替资源问题的解决，开展了一系列危机矿山专项找矿工作，在一些矿山外围和深部取得了找矿突破。

1 我国矿产资源的形势

新中国成立以来, 经过广大地矿工作者的努力奋斗，我国矿业获得了蓬勃发展，已经建立起比较完善的矿业开发体系。矿产资源开发利用,不仅为国民经济建设提供了大量的能源和原材料,而且提供了重要的财政收入来源,解决了大量的劳动力就业,推动了区域经济的发展。已建有国有矿山8000多座, 非国有矿山十多万座, 年采掘矿石量近40亿t, 矿石量采掘与主要矿产品总量均居世界第三位。

经过半个多世纪大规模、强度和超强度的矿业开发，我国的许多大中型矿山，特别是国有金属矿山, 长期处于“低产、高耗、低效”状态, 中国已有相当比例的大中型矿山已不同程度地处于矿产储量枯竭或资源危机状态；加上近年来矿产地质勘查投入严重不足，可采储量和矿石品位急剧下降, 不少矿山资源枯竭、后备基地匮乏，生产陷入困境、经济效益滑坡，因无力自筹资金、自主勘查，致使矿山保有服务年限不断缩短，面临关闭破产，严重威胁的危机矿山与日俱增。目前, 中国92%以上的一次能源、80%的工业原材料、70%以上的农业生产资料来自于矿产资源。我国已形成矿业城镇390多个,吸纳人口3亿多人。

随着我国经济的持续平稳高速发展,对矿产资源的需求量大幅度增加，我国的矿产生产、消费快速增长，尤其是石油、铁、铜、铝等大宗矿产。而近年来，国内矿产勘查很少有重大突破，可提供大宗矿产的规模矿山企业几近消耗殆尽，危机矿山的资源问题日益突出。石油、铁、铜、铝是我国短缺矿产，每年从国外大量进口以满足国内的旺盛需求。矿产品的大量进口，使我国重要矿产的对外依存度居高不下。2000年以来，铜、铝的对外依存度均超过60%，铁矿石对外依存度超过50%，石油对外依存度呈快速增长的趋势。2008年，石油、铁矿石、铜、铝的对外依存度分别为50.9%、51.9%、63.5%、65.7%[3]。

我国已成为矿产品消费大国、生产大国、进口大国，相关矿产资源的生产和需求，对世界矿产品的价格变动起着重要的影响作用，但同时我国的经济发展也容易受到国际矿产品市场变动的影响。

2 危机矿山接替资源问题解决的方法与途径

2.1 重视基础地质研究工作和现有资料的二次开发

随着矿山的开采, 许多新的地质现象被揭露出来，矿山地质勘查程度和矿床地质的研究程度也随之提高。矿山开发程度，是检验地质勘探成果的重要标准，是进一步指导矿山补充地质勘探、生产勘探的重要依据。对于一个矿山，从勘探到开发利用，是一个连续认知、不断探索、深入研究、综合评价、科学决策的过程。因此，正在开发的矿山，特别是地质勘查程度不高和矿产资源危机矿山，更需要高度重视“以矿找矿”、“倚矿扩矿”，扩大矿产资源的工作。如果将所获新认识对已有资料进行二次开发，就往往能以较少的投入获得找矿突破。首先，根据所获新认识，有目的、有针对性地重新编制地质图。这些新的图件是找矿扎实的基础资料。其二, 系统整理矿区地质资料, 在已经做过物化探工作的基础上，择优开展找矿工作。其三，对矿区原有的钻孔资料进行检查，对岩心或者矿心部分重新取样，加强矿床地球化学研究工作，往往可以发现新的矿种和被遗漏的矿体。

2.2 运用新理论、新技术、新方法拓宽思路

地学研究新成果和成矿新理论，源于以往地学实践工作基础上的研究总结，反过来它们又指导地学研究和地质找矿工作的开展。各种新成果、新理论，使我们有可能从不同的角度，对危机矿山的成矿条件、成矿规律、成矿环境进行重新认识，用以指导危机矿山的二次找矿；各种新技术、新方法，使我们有可能从危机矿山的深度、广度上进行深入调查，提高找矿的效果和效率，有效延长危机矿山的服务年限。

例如，澳大利亚格罗夫斯等人在总结前人工作的基础上，提出了“太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿模式”， 该模式认为，从绿片岩相到麻粒岩相的变质岩中都有脉状金矿床产出!，至少在15km 以上的地壳剖面中，产在不同变质岩中的金矿床，属于一组连续的同成因的矿床组合[4]。“太古宙脉状金矿床地壳连续成矿模式”的提出，打破了以往认为金矿不能在麻粒岩相中形成的认识，丰富了金在变质岩地区的成矿理论。这个模式在世界上具有普遍意义，为前寒武纪深变质岩区金矿找矿勘查提供了新的思路。

另外，随着科学技术的不断发展，一大批先进新技术和新方法广泛应用到了找矿领域，比如利用时间域电磁法可以发现隐伏的、埋藏较深的金属矿床；井中瞬变电磁法工作深度可达2500～3000m，可探测井中半径为200～300m范围内的良导体，是西方国家使用较多且找矿效果较好的一种方法；高精度重力法，可以分辨出矿体与围岩的密度差异，在矿山深部找矿过程中所受影响小，并具有经济、方便等诸多优点；还有活动态金属法和酶浸析法等深穿透地球化学方法，已广泛应用于隐伏区的矿产勘查中。

2.3 危机矿山空间内具有较大的找矿潜力

1)深部资源找矿潜力巨大。我国过去的勘探深度一般为500m左右, 而现在的采矿深度可达1000多m, 因此在500～1000m深度范围内尚存在第二找矿空间。近年来，危机矿山深部找矿新发现已经屡见不鲜。从地质学角度看，0～500m的第一空间与500～1000m的第二空间，具有相同的成矿潜力。在生产矿山深部找到大矿的例子不少, 如我国安徽铜陵冬瓜山大型铜矿床的产出深度在1000m左右；凡口铅锌矿在500m以下找到了100万t以上的可采金属储量；江西银山九区铜矿及铜官山铜矿山延深部找到的特大型冬瓜山铜矿等, 矿床埋深均在1000m左右。国外许多矿山勘探开采深度已超过1000m，例如,南非的兰德金矿开采深度已达4000m、巴伯顿金矿也达3800m[5]。

2)外围资源找矿潜力巨大。生产矿山周围一直是矿产资源勘查的重点，除其有利的找矿条件外，开发利用成本低、效益高是其又一特点。国内外矿业实践表明，已开发矿山的外围，是发现新矿床、扩大资源储量的重要区域。资料表明，20世纪70年代以来，国外发现的100个贵重有色金属大型-超大型矿床，有至少58座是在已知矿床周围发现的。例如，北美39个巨型斑岩铜矿床中的90%，是在已知矿区附近发现的；智利的楚基卡马塔铜矿,在其矿区的南、北两侧均发现了巨型铜矿床,使铜储量达到5838 万t,成为世界最大的铜矿床；俄罗斯诺里尔斯克超大型铜镍矿床, 经过勘探开发几十年后，又在外围找到几处新的大型-超大型隐伏矿床, 从而成为世界第一大镍矿田。

我国多数矿山是在20世纪70年代以前勘探的, 受当时地质认识，找矿理论、勘查方法与资金投入的局限，对矿山周边的一些远景区缺乏认识，因此，在矿山周边及外围找矿更易出成果。如云南个旧矿田50年来, 平均3～5年提交一个大、中型矿床；湖南水口山矿田继发现康家湾大型铅锌矿后，又发现了龙王山、老鸦巢、仙人岩等金矿, 基本上是5年发现一个大中型矿床, 以至这两个百年老矿仍然生机勃勃[6]。

3)新类型资源找矿潜力巨大。20世纪50～60年代,人们对成矿系统的复杂性和多样性理解不够全面，缺乏对矿床类型、成矿系列、矿化分带与组合的深刻认识，以单一找矿为主，对新类型、新矿种的寻找与评价重视不够。而有色金属成矿往往有矿种上的序列演化与时空上的递进演化特点， 因此在老矿区开展新矿种、新类型的找矿具有很大的前景。如辽宁青城子铅锌矿在硐老山空之时，经过综合研究和勘查，在其外围相继发现了高家堡子大型银矿、桃源、白云金矿等；江西德兴铜矿外围，也相继发现金山大型金矿和银山大型铜多金属矿床[7]。

2.4 矿产资源的综合利用

矿山企业的生存根本是矿产资源，对于危机矿山来讲，随着矿产资源的迅速衰减,为了矿山企业的生存和可持续发展，首先，应重视和珍惜矿产资源的合理开发利用。挖掘老矿山潜力，主要通过以下几个方面开展工作：

1)矿山开采初期，由于经济等因素影响，边界品位定得较高，通过经济评价，对原修改探矿剖面边界品位降低，增加了地质储量，缓解了矿源不足状况。例如福建紫金山金矿，在1994年，设计的详查金储量为5.45t，平均品位4.24g/t。2001年，经重新审定降低了品位指标，边界品位降至0.5g/t，工业品位降至1g/t，全矿床平均品位降至1.5，储量规模上升为123.46t。由于降低了边界品位指标，增加了地质储量，所以合理优化边界品位指标，正确的圈定矿体，以提高资源储量应引起高度重视。

2)开展对老矿山现有资源提高回收率综合研究，通过如下手段开展工作。对于矿区保有资源，以提高回收率为中心进行优化设计；主要通过加强开拓、采准和备采工程质量管理，加强二次爆破中深孔管理，改进爆破工艺和技术等辅助以提高资源回收率；针对不同类型矿体赋存条件，采用不同采矿方法并举的方法，进行提高回釆率；并对选矿工艺进行改进，提高回收率。

3)加强矿床共伴生矿产的综合利用, 提高矿山效益[7]。共生伴生矿多，是我国资源的一大特点。我国有色金属矿床伴生金、银的储量，分别占到全国金、银总储量的一半和90%。大部分伴生元素与稀散元素，在选矿产品的精矿中得以富集，可以综合回收利用。目前, 有色金属矿山中，可综合回收的共伴生元素40余种, 综合利用获得的金属量占同期金属总产量的15%以上，最大限度的利用矿产资源。通过掌握伴生组分的赋存特征、分布规律、储量规模，综合回收, 使一矿变多矿，加强矿山资源的综合开发利用，有利于节约使用矿产资源和延长矿山寿命，明显提高矿山企业的经济效益。

4)充分利用尾矿资源。矿石选矿产生的尾矿，除了近年有部分用于充填采空区外，长时间内大部分尾矿未得到合理利用，仅仅堆存于尾矿库内。这类尾矿既含有可回收利用的共伴生资源，又含有可大宗利用的非金属资源。据初步统计，目前堆存的尾矿量已超过60亿t,而且每年新增尾矿量将达2亿t以上。这些尾矿中，有的主金属有回收可能，有的共伴生组分有回收可能，有的主金属和共伴生组分均有回收可能，但也有不少主金属和共伴生组分均达不到可回收要求。我国矿业尾矿排放数量很大，分布范围广，性质复杂。目前综合利用率很低，仅达7.4 %，是不可忽视的二次资源。因此，充分利用尾矿资源，不仅对矿山安全和环境有利，而且是解决危机矿山资源问题的又一条途径。

3 结语

我国矿产资源面临的形势严峻，在综合分析我国危机矿山现状和形势的基础上，根据各矿山基本情况，有方向、有目标、有针对性地开展危机矿山接替资源找矿工作，增加危机矿山的资源量和基础储量，提高资源保障程度，增加矿山经济效益，延长矿山服务年限。在新的历史发展时期，以提高资源对社会、经济可持续发展的保障能力为出发点，不断拓展新的接替资源，加强勘查关键技术应用研究，提高矿业科技含量，促进矿山找矿技术发展，注入科学管理理念，为实现我国国民经济和社会可持续发展奠定良好的基础。

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[7] 韦昌山，曾绍金，郑大瑜，等.资源危机型矿山还有潜力可挖[J].资源·产业，2004，6(4) ：46-48.

[8] 丁其光，汪镜亮，朱昌洛，等.共伴生矿产和尾矿综合利用是危机矿山解困的途径之——部分危机矿山调查研究记述 [J].矿产综合利用，2009(6)：31-34.