四川秦巴山区矿产资源概况及优势矿产开发建议

王挽琼，郗爱华，冯明友，葛玉辉

(西南石油大学 地球科学与技术学院，四川 成都 610500)

四川秦巴山区矿产资源概况及优势矿产开发建议

王挽琼，郗爱华，冯明友，葛玉辉

(西南石油大学 地球科学与技术学院，四川 成都 610500)

四川秦巴山区位于龙门山造山带北段、米仓山褶皱推覆带和大巴山推覆构造带的交汇部位，经受了复杂的地质演化过程，蕴藏了丰富的矿产资源。其中的锰、金、铅-锌、钼、铀、铜、石墨、磷和页岩气等矿产的储量在全国占有举足轻重的地位，石墨和页岩气为该区的优势矿产资源。如何充分发挥资源优势，立足资源型产业的同时，注重环境保护、积极倡导绿色开发，同时增强资源转型能力，积极带动相关产业的发展，最终实现四川秦巴山区的脱贫致富及绿色循环发展，这对于生态绿色转型、丝绸之路经济带建设和西部大开发战略具有重要意义。

石墨烯；页岩气；绿色开发；秦巴山区

秦巴山区横跨甘肃、陕西、四川、重庆、河南及湖北六省市，四川秦巴山区地处秦巴山区西南部，是其重要组成部分。四川秦巴山区覆盖绵阳、广元、南充、达州和巴中5市25县区，面积6.18×104km2，大地构造位置位于龙门山造山带北段、米仓山褶皱推覆带和大巴山推覆构造带的交汇部位。受扬子地块、华北地块及松潘—甘孜地块构造应力场作用，先后经历了加里东、华力西、印支、燕山和喜马拉雅运动的改造，复杂的地质条件造就了现今丰富的地质特征及矿产资源。

1 成矿区带划分

四川秦巴山区隶属于滨太平洋成矿域，扬子成矿省[1]，根据区域构造演化过程及矿产发育特点，将研究区划分为龙门山成矿带、米仓山-大巴山成矿带和川北油气成矿带3个成矿区带(图1)。

龙门山成矿带位于研究区西部，沿北东向龙门山断裂带展布。成矿带内矿产丰富，矿种较多但规模不等，大、中、小型矿床及矿点均有出露。主要矿种有Au、Fe、Mn、Pb、Zn、S、Ag、P、铝土矿、蛇纹石和花岗岩等。

米仓山-大巴山成矿带位于研究区北部，沿扬子地块北缘分布，成矿带内矿产丰富且矿种较多，米仓山山区矿种主要有Fe、Cu、Pb、Zn、Au、石墨及霞石铝矿，大巴山山区矿种主要有Fe、煤、毒重石、石灰岩及高岭土。

川北油气成矿带主要分布于龙门山前带、米仓山前带及大巴山前带。各油气成矿带所处构造位置、沉积环境及成藏幕式具有较大差别，导致其成矿带分布复杂。

图1 四川秦巴山区成矿带划分

2 矿产资源种类

据“十二五矿产资源规划”的统计资料，研究区已探明有储量的矿种46种[2-6]，矿产类型有：

(1)能源矿产：煤、天然气、油砂、沥青、地热和铀。

(2)金属矿产：包括黑色金属、有色金属、贵金属和稀有金属等类型。①黑色金属矿产：铁、锰、钒和钛；②有色金属矿产：铜、铅、锌、钴和钼；③贵金属矿产：金；④稀有金属：锶。

(3)非金属矿产：包括工业矿物和工业岩石两类。①工业矿物：硫铁矿、石墨、磷、毒重石、重晶石、透闪石、方解石、长石、霞石、滑石、盐、卤石和石膏；②工业岩石：板岩、白云岩、辉绿岩、页岩、花岗岩、大理岩、灰岩、砂岩、粘土、高岭土、膨润土、蛇纹岩、纹化石、硅石、脉石英和铝土矿。

(4)水气矿产：矿泉水和温泉。区内矿床规模以中小型为主，但其中的锰、金、铅-锌、钼、铀、铜、石墨、磷和页岩气(天然气)等矿产的储量在全国占有举足轻重的地位。

3 优势矿产资源概况

优势矿产资源是指既有巨大储量，又有充分的市场优势，且对当地经济和国民经济具有重要作用的矿产资源[7]。区内符合该特点的矿产主要有石墨和页岩气(天然气)。

3.1 石墨

2004年，英国物理学家成功从石墨中分离出了石墨烯。石墨烯具有独特的结构和极薄、韧性强和导电导热性强等特点，在物理、化学、材料科学及生物医学等领域快速掀起了研究热潮[8]。它是目前世界上最薄、最坚硬、最强韧的纳米材料，可被广泛应用于场致发射、传感器、场效应晶体管、透明电极、电池、药物控制释放、组织工程和能量储存等。故石墨烯被称为“黑金”，是新材料之王。

石墨烯的制备方法目前有两种，分别以石墨为直接原料和以非石墨物质为直接原料。前者是利用机械力或化学力将石墨层剥离以制备石墨烯，石墨烯的结构和性质与石墨原料的晶体结构和性质紧密相关；后者是由非石墨物质提供碳源，通过晶体生长的方式形成石墨烯，但产量小、技术要求高，难以达到生产规模[9]。显然，大规模生产石墨烯的首要任务之一是勘查优质天然石墨，即晶质石墨。同时，石墨因其特殊的结构和性质，也有众多其他用途，例如制作耐火材料、导电材料、耐磨润滑材料、热交换器、原子能工业和国防工业、电极、铅笔芯、颜料、抛光剂及膨胀石墨等。

全球石墨矿产主要集中分布于中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等少数几个国家，矿床规模以中、小型居多。其中，马达加斯加盛产大鳞片石墨，斯里兰卡盛产高品位的致密块状石墨；隐晶质石墨矿主要分布于印度、韩国、墨西哥、奥地利和中国等，只有在中国等四五个国家，晶质和隐晶质石墨均有产出。据美国地质调查局数据统计，截至2013年底，全球天然石墨累计探明储量为1.3×108t，其中，巴西是全球石墨资源最丰富的国家，累计探明储量为5 800×104t，中国储量居全球第二位，达到5 500×104t，其中晶质石墨4 650×104t。中国晶质石墨主要产地为黑龙江，储量占52.71%，山西省次之，储量占8.40%，四川省居第三位，储量占7.71%[10]。

我国石墨矿床据成因可分为区域变质型、接触变质型和岩浆热液型[10]，晶质石墨多为区域变质和接触变质型，原岩建造为中基性火山岩、碳质粘土岩和碳酸盐岩，多分布在古老地台边缘的元古代地层中，具有分布广和规模大的特征[11-12]。四川秦巴山区的米仓山-大巴山成矿带位于扬子板块北缘，发育有大量中元古代区域变质岩及古、中生代侵入岩。原岩为碳酸盐岩夹富含碳质细碎屑岩的麻窝子组中发现了大量石墨，集中产于南江县和旺苍县，代表矿床有南江县坪河乡石墨矿(大型)、南江县坪河乡向阳坡石墨矿(中型)、南江县坪河乡肖家湾石墨矿(中型)、旺苍县大河石墨矿(中型)、旺苍县坪河石墨矿(中型)和旺苍县大河乡唐家河石墨矿(中型)等。

旺苍县石墨保有资源378.13×104t，南江县已探明部分石墨矿石储量为6 360.5×104t，其中，坪河石墨矿石储量为325.5×104t，尖山在0.82 km2范围内石墨矿石储量为5 035×104t，上两庙坪石墨储量初步测算在1 000×104t以上[13]。这使四川秦巴山区的石墨资源在国内外占有举足轻重的地位。因此，顺应新科技潮流实现矿产资源合理开发利用具有十分重要的现实意义和深远的战略意义。

3.2 页岩气(天然气)

页岩气是以吸附和游离状态同时赋存在具有生烃能力的泥岩和页岩中的天然气，具有自生自储、吸附成藏和隐蔽聚集等特征[14]。四川盆地经历了克拉通化和前陆盆地演化过程，构造作用复杂，其中的古、中生界页岩不仅是常规气藏的烃源岩，也是页岩气成藏及勘探的重要对象[15]。四川秦巴山区页岩气集中分布在造山带前带，产气层位为二叠系-侏罗系。代表性矿床有普光大型气田、罗家寨大型气田、五百梯大型气田及渡口河中型气田等，天然气储量可观。全球严峻的能源紧缺趋势使得页岩气这一新兴资源受到了国内外学者的广泛关注。目前页岩气开发成功的主要是美国和加拿大，我国还处在探索研究阶段。全球页岩气可开采量为2.2×1014m3，以北美最为丰富，其次为中国，可采量为3.16×1013m3，主要蕴藏在四川盆地。

页岩气作为我省新确立的五大高端成长型产业之一，其健康发展将对我省经济“稳增长”、“调结构”带来深远影响。采取切实有效措施，加快推进四川秦巴山区非常规天然气的勘探开发，对扩大油气资源新突破、增加能源储备，同样具有十分重要的现实意义和深远的战略意义。

4 优势矿产资源绿色开发建议

4.1 石墨绿色开发建议

目前，受国际经济金融危机的影响，全球范围内矿产品市场普遍低迷，矿产品产能过剩，包括南美洲一些国际顶级的矿业公司都面临着裁员、停产的困境，国内矿业也受到前所未有的冲击。石墨烯作为21世纪新型能源已经受到全球的广泛关注，石墨资源的开发利用势在必行。为发展石墨优势资源战略产业，加快推进四川秦巴山区优势资源开发，并带动相关产业发展，提出以下建议：

(1)进行集约化资源勘查。建议资源勘查部门制定合理勘查指导方案，查清楚与石墨相伴生的其他矿产资源种类(如硫、钛和钒等)及规模。例如南江县坪河石墨矿，产于白云质大理岩、片岩与碱性岩体外接触带，矿床先经区域变质，后经接触变质富集成矿。位于古老地块边缘且经历了复杂的地质演化，那么该矿床有无其他伴生有用元素呢？在可能的情况下，开采石墨资源的同时对其他矿产资源共同开发，避免资源浪费，打造资源优势区域，做到矿产资源可持续绿色循环开发利用。

(2)发展集约化绿色资源产业。围绕新形势下石墨优势资源展开认真调研，打破传统矿业开发的模式，制定出合理的措施，保证四川秦巴山区的石墨矿产开发从勘查、开采、选矿到各种矿产品的加工，摒弃旧的开采、开发技术手段，实现绿色集约化资源开发模式。

(3)实施石墨资源为主导的产业群。要把石墨产业当做四川秦巴山区未来主导产业来规划。除了矿业开发，还应注重石墨产品的深加工，使石墨产品系列化、精品化，形成石墨产业园区或者高技术深加工产业基地，促进就业并带动地方经济发展。

(4)拉动下游高科技应用产业市场。优质的晶质石墨是石墨烯的原材料，石墨烯具有独特的物理和化学性能，它能够有效地提升涂料、树脂、橡胶、电池材料等大宗产品的性能，运用于新能源、新能源汽车、节能环保、电子信息等多个领域。充分考虑到石墨资源的下游高科技应用市场，可以制定相应的政策吸引下游高科技企业，能够提升秦巴山区乃至四川省整体的科技研发和生产能力。

4.2 页岩气(天然气)绿色开发建议

世界经济乏力导致国际油价持续降低，我国常规油气勘探成本过高，页岩气勘探和开发也面临着严峻挑战。但如果能抓住机遇，在低油价期有计划地将部分常规天然气科研能力转移到非常规油气勘探开发及创新上来，在高油价期运用常规-非常规油气“双刃剑”，是我国能源结构调整的一个重要方向。

为提高我国页岩气勘探开发能力，实现非常规油气资源可持续发展及能源结构的优化。提出3点建议：

(1)强化基础地质研究。建议相关资源勘查部门结合四川盆地自身的地质特点，进一步深化泥页岩基础地质研究，分步部署探井及评价井，理清秦巴山区页岩气赋存机理及主控因素，细化富有机质页岩勘探开发参数，以实现客观、准确地评价资源量。

(2)大力发展勘探开发配套系列技术。建议各级政府根据实际情况，与相关单位和企业密切配合、协调，在加强基础研究的同时，借鉴美国等页岩气发展的一些经验和我国煤层气开发实验的经验教训，利用先导实验区探索页岩气开发的关键技术，科学、有序、高效、可持续地引入系列配套技术并自主创新攻关，实现页岩气自研配套系列技术的全面应用。

(3)出台扶持政策及规范。建议国家及政府出台相关页岩气招标扶持政策，吸引一批民营企业和电力公司等非石油企业进入页岩气行业，以实现高效、可持续地引入有意进入该领域的各类资本；另一方面政府须尽快建立一套规范的监管程序，进一步加大对风险的防控。作为高投入的资本密集型产业，页岩气发展需长远考虑，不能因暂时性油价下跌就搁浅计划，以全面的战略规划稳步推进，才能实现四川经济及能源结构的合理调整。

5 结语

四川秦巴山区矿产资源丰富，科学发挥区内的优势矿产资源，立足资源型产业的同时，注重保护环境、积极倡导绿色开发，同时增强资源转型能力，注重石墨和天然气精细化开发，带动相关产业发展，最终实现四川秦巴山区的脱贫致富、绿色发展，这对于丝绸之路经济带建设和西部大开发战略具有重要意义。

[1]曾云，贺金良，王秀京，等.四川省成矿区带划分及区域成矿规律[M].北京：科学出版社，2015.

[2]四川省国土资源厅.四川省矿产资源总体规划[Z].2014.

[3]巴中市发展和改革委员会.巴中市“十二五”能源发展规划[Z].2011.

[4]达州市国土资源局.达州市矿产资源总体规划[Z].2009.

[5]绵阳市人民政府.绵阳市矿产资源总体规划[Z].2009.

[6]广元市人民政府.四川省广元市矿产资源总体规划[Z].2010.

[7]马杰，王玲玲.江西省优势矿产资源可持续发展研究[J].东华理工大学学报：社会科学版，2014，33(3)：221-225.

[8]王玉姣，田明伟，曲丽君.石墨烯的研究现状与发展趋势[J].成都纺织高等专科学校学报，2016，33(1)：1-18.

[9]鲜海洋.不同成因石墨的晶体化学特征及对石墨烯的影响[D].绵阳：西南科技大学，2015.

[10]李超，王登红，赵鸿，等.中国石墨矿床成矿规律概要[J].矿床地质，2015，34(6)：1223-1236.

[11]余仕军.江西金溪地区石墨矿床地质特征及找矿方向[J].非金属矿，2012，35(3)：74-77.

[12]李寒滨，张冰.黑龙江云山石墨矿床变质作用及其意义[J].中国非金属矿工业导刊，2014，(1)：45-46.

[13]苗志勇.四川巴中新发现千万吨石墨资源[N].中国矿业报，2015-10-28(002).

[14]张金川，汪宗余，聂海宽，等.页岩气及其勘探研究意义[J].现代地质，2008，22(4)：640-646.

[15]张金川，聂海宽，徐波，等.四川盆地页岩气成藏地质条件[J].天然气工业，2008，28(2)：151-156.

The Introduction of Mineral Resources and Development Proposal for Superior Resources in Sichuan Qinba Mountain Areas

WANGWan-qiong,XIAi-hua,FENGMing-you,GEYu-hui

(School of Geoscience and Technology,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China)

Qinba Mountain Areas are located in the intersection part of the northern Longmenshan Orogenic Belt,Micangshan Fold Thrust Belt and Dabashan Fold Thrust Belt,suffering from complex geological evolution and rich in various mineral resources.Reserves of minerals,such as Mn,Au,Pb-Zn,Mo,U,Cu,P,Graphite,shale gas,play a critical role nationally,and graphite and shale gas are superior mineral resources in this area.It’s very important to emphasize the protection of environment and advocate green development while taking advantage of superior minerals based on resource-type industries.Also,prosperity and green development could be realized by enhancing the ability of resource transformation and bringing along development of related industries,which is important for the green transformation of ecology,economic construction of Silk Road and strategy of Western Development.

graphene;shale gas;green development；Qinba Mountain Areas

10.3969/j.issn.1009-4210.2016.02.003

2016-03-10

中国工程院重大咨询项目(2015-ZD-05-09-05)；四川省发改委重点课题项目(ZH2015038)

王挽琼(1986—)，女，博士，从事区域地质调查研究。

郗爱华(1963—)，女，教授，从事矿物岩石矿床方面研究。E-mail：aihuaxi@163.com

F205(271)

A

1009-4210-(2016)02-013-05