大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程进展与主要成果

王登红， 郑绵平， 王成辉， 高树学， 商朋强， 杨献忠， 樊兴涛， 孙艳

(1.自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037； 2.中国建筑材料工业地质勘查中心，济南 250100； 3.中化地质矿山总局，涿州 072750; 4.中国地质调查局南京地质调查中心,南京 210016; 5.国家地质实验测试中心，北京 100037)

0 引言

“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程”由中国地质调查局2015年设立，2016—2018年间完成了第一个阶段工作，取得了一批新成果，起到了“基金跟进，引领商业性勘查”的积极作用。在2019年1月22日的中国地质调查局年度工作会议上，工程首席专家就工程的阶段成果及其产生的效益作了典型发言。2019年1月23日中央电视台新闻直播间栏目也以“2018年战略性新兴矿产调查获进展”为题作了报道。

大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程下设有6个二级项目，即“西部地区钾盐矿产远景调查评价”“川西甲基卡大型锂矿资源基地综合调查评价”“华南重点矿集区稀有稀土和稀散矿产调查”“中西部地区晶质石墨等特种非金属矿产调查”“华北和扬子地区金刚石矿产调查”“东部地区硼磷萤石等重要非金属矿产调查”。3年间，工程提交了四川甲基卡东部外围稀有金属矿、江西宁都东家排稀有金属、福建清流县芹溪萤石矿、辽宁宽甸和平村硼矿、江苏省徐州市铜山区柳泉镇西村金刚石等找矿靶区40多处，川西九龙洛莫稀有金属、湖南浏阳白沙窝稀有金属、河北康保后大兴德晶质石墨、山东临朐邵家峪脉石英矿、辽宁瓦房店大李屯金刚石等矿产地14处，大型资源基地2处(川西甲基卡、新疆黄羊山)。具体成果如下： 钾盐调查取得了重大突破，柴西新增KCl资源量3.5亿t，川西杂卤石型K2SO4远景资源量10.59亿t，并在塔里木盆地预测KCl资源量4.8亿t； 川西甲基卡锂矿和新疆黄羊山2个大型资源基地重点调查评价工作稳步推进，新增锂资源量31.75万t(公益性地质调查累计新增114.41万t，相当于11个大型锂辉石矿床)； 新增石墨资源量7 378万t(100万吨为大型)、脉石英56万t、萤石1 159万t(100万t为大型)、金刚石资源量2.29万克拉； 华南“三稀”(稀土、稀有、稀散)矿产资源调查取得重大突破，新增重稀土资源量12万t、含磷锂铝石岩体型锂资源量38万t、铍资源量1.6万t。这些资源量均为带钻资源量，部分达到了333(资源量级别)工作程度和控制级别。

1 主要进展与成果

1.1 钾盐找矿取得重大突破

钾盐找矿工作分别在陆相地层区和海相地层区进行。陆相找钾的重大突破主要是在柴达木盆地大浪滩、黑北凹地及马海等地均发现了深部大孔隙卤水型钾盐。这类钾盐属于深层松散岩类孔隙卤水，矿层颗粒粗，厚度达几百米，水量大，具有工业开采价值[1-4]。具体成果如下： 2018年在马海地区新增孔隙型卤水KCl(334)资源量1 458万t，使得柴西大浪滩—黑北凹地深层含钾卤水KCl资源量累计达到3.56亿t(333)； 在黑北凹地取得了地下卤水提钾实验成功，在5 000 m2的盐田内，将4.5 t光卤石混盐通过冷分解-磨矿-浮选工艺扩大试验，获得精矿产品50 kg，KCl品位为91.25%，钾回收率为61.71%，指标达到GB6549—86氯化钾产品农业用三级品要求。在海相钾盐找矿方面，通过建立四川盆地东北部新型杂卤石钾盐成矿的“三层楼”模式(上为富钾卤水层→中为新型杂卤石钾盐矿层→下为天然气产层)，在达州宣汉地区取得实质性进展，带动了四川恒成公司成功实现了含杂卤石岩盐对接井溶采实验。同时，对四川盆地三叠系富钾卤水的资源潜力进行了评价，获得雷一、嘉陵江四-五段储层富钾卤水氯化钾(KCl)资源量5 585万t、氯化锂(LiCl)资源量240万t(大型规模)、碘(I)6.99万t和溴(Br)288.64万t。如果将预测区的范围外推至中石化21口钻井及三维地震工作范围，硫酸钾(K2SO4)的测算远景资源量可以达到10.52亿t[5]。

在滇西南勐野井地区通过前期基础地质调查工作，提出了勐野井钾盐成矿新认识，建立了 “二层楼”成矿模式。通过钻探验证，在勐野井钾盐矿外围新发现厚层含钾石盐层——MK-1井深部2 253 m处与勐ZK3井浅部179 m处均钻遇70 m以上的含钾石盐层，拓展了滇西南钾盐找矿新层系。另外，根据三维地震解译判断，MK-3井钻址的深部有可能钻遇勐野井深部侏罗系含钾盐丘[6]。

在新疆塔里木盆地库车坳陷，预测钾盐资源量4.8亿t，并新发现高溴岩盐。其中，在克深208井4 950～5 380 m(视厚度430 m)、6 110～6 630 m(视厚度520 m)井深范围内的(膏)泥质盐岩-盐质(膏)泥岩中，均测得石盐岩屑溴含量为0.6%以上，局部达到2.0%以上； 在乌泊1井6 430～6 676 m(视厚度246 m)含膏(膏质)岩盐-盐质膏岩中，石盐岩屑的溴含量多在0.5%以上，局部达到1.0%以上[7]。

1.2 川西大型锂矿资源基地取得新突破

(1)甲基卡工作区。2016—2018年间共施工钻孔12个，总进尺2 800 m，共获Li2O资源量257 659 t、伴生BeO(334)资源量8 978 t、Ta2O5(334)资源量2 015 t、Nb2O5(334)资源量3 017 t。3年新增锂资源量相当于发现了3个大型矿床； 另外还圈定了7个找矿靶区，落实了2个矿产地。在甲基卡大型锂矿资源基地，自2011年以来由国家出资，中国地质调查局项目累计施工38个钻孔，除了2个钻孔未见矿、8个钻孔见到了伟晶岩但锂不够品位之外，其余28个钻孔均钻遇矿体，验证了靶区的找矿潜力，为国家提交了相当于11个大型锂辉石矿床的资源储量(表1)，为川西大型锂矿基地的建设提供了资源保障，同时也带动了四川省地方财政以及民营企业的投入，形成了一个川西找锂的高潮。

表1 川西大型锂矿资源基地甲基卡工作区国家出资探获的锂资源储量

(2)可尔因工作区。通过总结以往工作经验，建立了γ总量与高密度电法联合找矿新方法，并对木尔宗19号矿体等进行了钻探验证，共探获3.5万t氧化锂资源量(表2)，不但验证了靶区找矿潜力，而且发现了盲矿体(图1)，为今后勘查工作部署提供了依据，也进一步坚定了在极其艰苦条件下继续找矿的信心。

表2 川西大型锂矿资源基地可尔因工作区国家出资探获的锂资源储量

(3)九龙工作区。2018年在三岔河新发现伟晶岩脉4条，其中在一条大脉中明显可见绿柱石矿物晶体，初步估算资源储量铍已达大型规模，将作为2019年度的工作重点。需要指出的是，九龙工作区的工作是根据成矿规律研究、结合遥感资料解译结果部署的。2017年，首先开展成矿规律研究并通过野外踏勘选定靶区，部署少量的化探和填图工作，圈定了异常区。2018年，在野外对异常进行查证的过程中发现了含锂辉石的转石(图2)，并通过高分辨率遥感图像解译“溯源追踪”，在黄牛坪花岗岩体与三叠系浅变质碎屑岩的接触带发现了含铍伟晶岩脉。但在该脉中未见锂辉石，推测含锂辉石的转石应该来自于海拔更高的位置，这有待于今后进一步查证。

图1 四川阿坝州木尔宗稀有金属矿区ZK001钻孔剖面

图2 四川九龙工作区发现的含锂辉石转石

(4)平武工作区。2017年圈定了红石坝和山神包等靶区，通过2018年的查证，新发现含锂铍伟晶岩脉6条，估算Li2O资源量0.03万t、BeO资源量0.66万t(334)。虽然规模还不大，也未经钻探验证，但类型比较特殊，且含钨铍石英脉中铍的品位是目前已知中国铍矿中最高的，因此值得进一步研究。

1.3 幕阜山大型稀有金属基地基本成型

幕阜山大型稀有金属基地位于湖北、湖南和江西三省交界处。该区是革命老区，也是稀有金属、有色金属、贵金属、放射性铀以及萤石等非金属矿产资源非常丰富的矿集区，在20世纪80年代就发现了断峰山、传梓源等大中型稀有金属矿床，但一直没有正规开发。而周边地区的武汉、长沙、南昌及九江、宜春等大中小城市工业发达，对稀有金属的需求十分旺盛。目前，宜春四一四矿是我国最重要的生产基地，但因探明资源消耗过快，生产出现危机。因此，近年来，项目组通过对140多条矿脉的野外调查研究，查明了伟晶岩的区域分带性(微斜长石型→微斜长石+钠长石型→钠长石型→钠长石锂辉石型)，建立了“大型构造控制大型矿脉”的找矿模型，在距离幕阜山岩体8.5 km的外带发现了锂辉石伟晶岩，大大拓展了伟晶岩型锂矿的找矿空间，也助力湖南核工业311地质队在仁里取得特大型铌钽矿的找矿突破[8-9]。与此同时，项目组在连云山地区通过钻探(图3)探获的资源量估算(334)分别为BeO 1.616万t、Li2O 1.128万t、(Ta,Nb)2O50.345万t，均达到了大中型规模。

图3 湖南连云山稀有金属矿区钻探验证结果

实际上，幕阜山与江西境内的九岭和武功山地区都是以花岗岩类大面积出露为特点的稀有金属找矿远景区，但不同地段的成矿条件不同，找矿方向也不一样。仁里大型层状钽矿的发现，对江西和湖北的找矿具有启发意义； 而江西九岭含磷锂铝石浅色花岗岩型稀有金属矿床的发现，对湖北和湖南有指导作用。在江西九岭同安等地的浅色花岗岩中，磷锂铝石的含量可达4%～5%，已经是造岩矿物了，同时还含有绿柱石、锡石、铌钽矿物等金属有用矿物。岩体的岩相分带性也与宜春四一四矿床有一定的相似性。2017年对7个区块进行了系统采样，2018年估算Li2O资源量达38.26万t。更有意义的是，此类岩体型稀有金属矿床，类似于铜矿中的“斑岩铜矿”，虽然品位不是很高但规模很大，具有“低品位、大吨位”的特点，对改变锂矿资源格局具有潜在的、但十分重要的意义。目前正在开展选矿研究工作，一旦经济可行，此类矿床将是一种新的工业类型[10]。这些成果的取得也为湘鄂赣革命老区脱贫攻坚作出了贡献(表3)。

表3 江西九岭含磷锂铝石岩体型稀有金属矿区资源储量估算表

除幕阜山大型稀有金属基地外，我国华南和西南地区近3年在稀有金属找矿方面也有很多亮点，如： 在江西谷寨(位于武夷山稀有金属成矿带的南段)，通过钻探探获334类Li2O资源量5 188 t、伴生Nb2O5资源量328 t、Ta2O5资源量262 t，预测主攻矿种100 m以浅可达中型； 在云南黑妈(位于西南三江成矿带)通过槽探等浅部工程揭露，也发现以锂云母为工业矿物的伟晶岩型锂矿脉，Li2O最高含量达1.73%，最低为0.13%，平均达0.95%； 在贵州与云南交界处、二叠纪峨眉山玄武岩分布区发现富含锆铪钛和稀土的古风化壳型稀有金属稀土矿化新类型，虽然未经钻探验证，但类型特殊，分布范围广，是否具有开展价值，需进一步探索。

1.4 晶质石墨找矿取得重大进展

中国是石墨资源比较丰富的国家，石墨矿产分布广泛，尤其是在山东、黑龙江、山西、内蒙古等地已形成了产业基地。但是，新兴产业的快速发展，尤其是以石墨烯为标志的新材料异军突起，对石墨矿的地质找矿提出了新的要求，即已将晶质石墨作为主攻类型而不再强调隐晶质石墨的评价。通过3年工作，本工程已在新疆黄羊山、河北张家口、陕西商洛等地取得了一系列找矿新突破，提交预测晶质石墨矿物量约1.06亿t(表4)、晶质石墨找矿靶区26处、矿产地7处(表5)，有力支撑了“十三五”晶质石墨找矿目标的提前实现。

表4 晶质石墨调查成果一览表

表5 新发现晶质石墨矿产地一览表

其中，在新疆准噶尔—唐巴勒—卡拉麦里石墨成矿带奇台县境内的黄羊山一带提交晶质石墨矿产地4处、找矿靶区3处。通过钻探验证，估算晶质石墨矿物资源量达8 376万t，形成了一处大型石墨资源基地[11]。2017年11月14日，该成果通过了中国地质调查局专家组的认定； 《中国矿业报》、《中国国土资源报》、中国地质调查局网站均作了相应报道。另外，在中祁连石墨成矿带甘肃肃北县鹰咀山一带，圈定找矿靶区3处，提交晶质石墨矿物资源量507万t； 在康滇隆起石墨成矿带攀枝花调查区，圈定找矿靶区3处，提交晶质石墨矿物资源量123万t； 在华北陆块北缘中段石墨成矿带河北张家口，提交矿产地2处、找矿靶区6处，提交晶质石墨矿物资源量1 953万t，也形成了一处大型石墨资源基地； 在华北陆块南缘—秦岭石墨成矿带的陕西商洛、河南鲁山一带，提交矿产地1处、找矿靶区6处，提交晶质石墨矿物资源量555万t； 在桐柏—大别石墨成矿带的湖北大别山西段，提交晶质石墨找矿靶区5处，提交晶质石墨矿物资源量54万t。

在新疆黄羊山Ⅰ-1号靶区内圈定的①号(图4)、②号(图5)2个石墨矿体，均赋存在晚石炭世黄羊山碱性岩体第三次侵入的中细粒角闪石碱性花岗岩中，预测晶质石墨矿物资源量共7 264万t。其中，①号矿体为一隐伏矿体，地表呈弱石墨矿化，矿体长2 100 m，宽250～730 m，平均宽455 m，埋深在125～481 m之间，平均厚度310 m，整体呈中部膨大、南北两端尖灭的透镜状、“厚板状”，固定碳平均含量6.14%，石墨片径+0.15 mm的平均占10%左右。预测晶质石墨矿物资源量4 704万t，为超大型规模。②号矿体直接出露地表，整体呈“马蹄形”(图5)，矿体长1 100 m，宽200～580 m，平均宽380 m，控制矿体平均厚度383.2 m，平均固定碳含量7.04%。石墨片径+0.15 mm的一般占30%～35%之间，孔内未见非矿夹层，整体空间形态为一近似直立的不规则的“半封闭筒状”。预测晶质石墨矿物资源量2 560万t，为超大型规模[12-13]。通过激电测深反演和钻探验证，石墨矿体与物探异常对应良好。视极化率在8.87%～11.14%之间，电阻率在40～600 Ω·m之间，含石墨混染花岗岩为引起此深部低阻高极化异常的主要赋矿岩石[14]。

图4 新疆黄羊山①号石墨矿体地质简图

图5 新疆黄羊山②号石墨矿体地质简图

此外，对新疆黄羊山矿区的晶质石墨矿进行了选矿实验。对原矿固定碳含量6.15%的矿石，通过浮选，精矿固定碳含量可达高碳石墨品级(>90%)，证明晶质石墨矿可选性好，精矿回收率可达94.87%。其中粒径>0.15mm(+100目)的产品占23%，固定碳含量为90.17%； 粒径<0.15 mm(-100目)的产品占77%，固定碳含量为95.15%。

此外，在河北省张北县发现的义哈德晶质石墨矿，石墨产于红旗营子岩群太平庄岩组含石墨浅粒岩、石墨变粒岩中； 圈定5个石墨矿体，固定碳品位4.40%。其中，大于100目(0.147 mm)者占石墨鳞片的65%，属于大鳞片石墨，预测晶质石墨矿物量661万t。在康保县后大兴德晶质石墨矿产地，石墨产于红旗营子岩群东井子岩段第二岩段中下部，圈定3个矿体，固定碳含量为3.01%，属于变粒岩型，少量为大理岩型，也属大鳞片石墨矿，预测晶质石墨矿物量122.86万t。在秦岭石墨带，圈定晶质石墨找矿靶区6处、矿产地1处，提交晶质石墨矿物资源量555万t。在陕西商洛沙河子—峦庄，预测晶质石墨资源量390万t。在陕西丹凤清水沟—塔儿坪也发现了大鳞片石墨矿，平均品位6.25%，预测晶质石墨矿物量111万t。在河南鲁山调查区圈定B类找矿靶区3处，矿体产于太古宇太华群水底沟组，呈层状、似层状； 矿石类型主要为各类含石墨片麻岩，提交预测晶质石墨(矿物)资源量约164.7万t。

在康滇隆起石墨成矿带四川攀枝花调查区，在仁和区发现晶质石墨找矿靶区3处，共探获123万t。其中A类2处，即三大湾石墨矿找矿靶区(40万t)和天宝山石墨矿找矿靶区(59万t)； B类1处，即阿喇村石墨矿找矿靶区(24万t)。

在中祁连石墨成矿带甘肃肃北调查区，共圈定B类晶质石墨找矿靶区3处，即甘肃肃北掉石沟找矿靶区(293万t)、甘肃肃北白台沟找矿靶区(112万t)和甘肃肃北干沟找矿靶区(102万t)，合计探获晶质石墨矿物资源量507万t。

在桐柏—大别石墨成矿带的湖北大别山调查区，圈定B类晶质石墨找矿靶区5处，矿物资源量53万t。

1.5 脉石英、萤石、硼矿找矿取得新进展

高纯石英是制造高端电子产品，尤其是CPU等的核心材料，主要通过脉石英等矿物原料提取，在我国属于急缺关键资源。通过3年工作，发现脉石英矿产地1处、找矿靶区6处，提交预测资源量239万t(表6)。其中，在鲁西断垄高纯石英成矿带临沂中北部调查区，提交脉石英矿产地1处、B类找矿靶区3处，提交预测的脉石英资源量127万t； 在安徽大别山东段高纯石英成矿带安徽大别山东段地区提交B类找矿靶区1处、C类找矿靶区2处，提交资源量112万t。山东省临朐县邵家峪含水晶脉石英矿产地共出露有含水晶脉石英矿体4个，主矿体呈中间局部膨大，两端尖灭的透镜状、扁豆状，最宽处约2.0 m，地表出露长度约980 m，脉体走向30°，倾向NW，倾角70°，SiO2含量99.90%，Fe2O3含量0.02%，Al2O3含量0.04%。矿石类型为含晶脉石英、乳白色脉石英、水晶，岩浆热液成因。预测资源量为56万t。

表6 脉石英找矿靶区统计表

萤石是我国的重要战略性化工矿产，尤其它作为氟化工的基本原材料是不可或缺的。通过3年调查工作，在闽西萤石矿集区新发现19处萤石矿点，圈定了16处萤石矿找矿靶区(表7)，提交了5处矿产地，预测区域萤石资源潜力2 600万t(CaF2)，取得了萤石找矿重要突破。其中，在白莲山大型萤石矿带，通过工程揭露和钻探验证，探明了矿体的产状和规模，采样品位在36.38%～76.76%之间，平均55%，矿体厚2.24～7.15 m，估算资源量188.1万t(CaF2)，矿带远景资源量1 363万t，达到大型萤石矿的规模，为闽西氟化工基地的建设提供了资源保障[15]。

表7 赣南、闽西革命老区萤石找矿成果

在赣南萤石矿集区，发现矿(化)点15处，提交矿产地3处，圈定找矿靶区4处，圈定3个萤石成矿带(兴国城岗—良村—黄陂、兴国兴江—宁都蔡江、宁都—石上—湛田)，预测CaF2远景资源量800万t，也为赣南革命老区精准扶贫提供了资源支撑。在石上、坎田、良村、筠村4处找矿靶区，经钻探验证后估算333+334萤石矿石量达265.83万t，CaF2矿物量128.3万t。其中，赣南石上萤石找矿靶区，萤石矿产于硅化破碎带中，含矿构造带地表由TC503、TC505、TC506、TC507、TC510控制，地表控制矿化带走向长约600 m，地表矿体厚度0.8～6.2 m。经施工ZK500孔验证，在孔深80～143.1 m处见矿累计真厚度7.7 m，矿石品位(CaF2)28.51%～67.62%，找矿潜力可观。

在冀北—辽西萤石成矿带，重点调查了河北隆化汤头沟、喀喇沁旗大西沟成矿远景区，初步圈定了二道营北沟、转山沟等找矿靶区12处，新发现沙金沟等萤石矿点30余处，估算资源量381万t(CaF2)。

硼矿是我国的优势矿种，但随着以往过度开采，资源量告急。本次工作在辽宁宽甸县发现了和平村硼矿，矿化带走向长4.8 km，宽大于9 m，主矿体走向长600 m，地表宽度5 m左右，由PD1、TC13、TC14、TC16控制，B2O3平均品位达3.38%，厚度稳定，矿石类型属于硼镁石+硼镁铁矿型。矿体产于里尔峪组二段(Pt1lr2)蛇纹石化大理岩带内，与已知大石桥等世界级硼矿的成矿特征类似，具有良好的找矿前景。

1.6 金刚石找矿取得新成果

金刚石尤其是Ⅱ型金刚石长期以来是我国急缺战略性矿产资源。本工程通过在华北克拉通辽东、鲁西南—苏北及扬子克拉通西北缘等地完成6个1∶5万比例尺图幅的矿产调查，发现次生金刚石15颗，圈定自然重砂异常22处、水系沉积物综合异常3处、有意义的磁异常23处； 提交江苏省徐州市铜山区柳泉镇西村、山东省费县大井头村、湖南桃源县理公港镇、湖南省黔阳县安江镇斗汤田村和安江镇林家盘村等金刚石找矿靶区5处； 在辽宁岚崮山新发现金伯利岩脉1处(命名为kb113号)，提交辽宁瓦房店大李屯地区38～111号岩管+110号岩管金刚石333资源量2.29万克拉； 在苏北白露山隐爆角砾岩筒中选获原生金刚石并在铜山北村新发现金伯利岩体1处、钾镁煌斑岩脉多处，对西村金伯利岩体进一步解剖表明，苏北地区具有良好的金刚石成矿条件和找矿潜力； 在贵州镇远马坪东方1号岩体东侧圈定隐伏岩体1处，推测为东方1号岩体的“根部相”，并可望取得贵州镇远地区原生金刚石的找矿突破； 山东费县大井头钾镁煌斑岩研究取得新进展，并再次选获原生金刚石5颗。在鲁西隆起区圈定山东沂源县东唐庄、柳子—小东峪金刚石原生矿找矿远景区2处，圈定自然重砂异常10处，发现金伯利岩管1处。

2 理论和方法创新成果

本工程涉及到的矿种繁多、类型复杂、成矿条件各异，在实施过程中采用的技术手段和找矿方法也各有特色，取得的主要创新成果举例如下。

2.1 扎实开展基础地质研究，不断完善钾、锂矿产成矿理论和找矿模型

虽然近年来地质学界和找矿勘查学界建立了各式各样具有理论意义的成矿模式和勘查模型，但在实际找矿中的应用无论是广度还是深度都有很大的差距。本工程无论是在钾盐找矿的突破，还是硬岩型锂矿找矿的突破，都离不开理论指导和模式、模型的应用。例如，世界上关于锂矿的分类，主要有卤水型和伟晶岩型两大类，但本工程通过对四川甲基卡和可尔因等地硬岩型锂矿的系统岩矿鉴定，发现锂辉石除了颗粒粗大的(10 cm以上)真正伟晶状矿石之外，经常出现粒度细小甚至只有在显微镜下才能辨识的细粒状、毛发状锂辉石、锂云母、磷锂铝石等锂矿物，从而在野外特别注意对未见到粗晶锂辉石的长英质脉岩的调查评价和采样工作。事实上，近年来发现的甲基卡新三号脉、鸭柯柯及可尔因19号矿体等，都以细粒状、毛发状锂矿物占主体，明显不同于前人在20世纪70年代发现的由伟晶状锂辉石组成的矿脉。这可能意味着，前人由于囿于对“伟晶岩型锂矿”概念的局限性，未把细晶状锂辉石作为勘查重点。

2.2 提出多因素、多目标找矿新概念，拓展了离子吸附型稀土矿找矿前景

离子吸附型稀土矿是我国的优势矿产，某种程度上也成了华南地区的特色矿产。前人的大量研究认为，离子吸附型稀土矿主要形成于华南气候条件有利地区且由燕山期花岗岩风化形成的“馒头山”型风化壳中。本工程华南项目组对浙江大柘、贵州赫章、福建南阳、江西碛肚山、云南勐海、广东大路边、广西灵山等不同地区、不同类型、不同表生条件的离子吸附型稀土矿区进行了广泛调查，明确提出了“8多(多类型、多岩性、多时代、多层位、多模式、多标志、多因继承、多相复合)、3突破(高纬度、高海拔、深勘探)”的新认识，从而大大拓展了离子吸附型稀土矿的找矿前景，也指出了新的找矿方向。通过在云南临沧岩体的实地检验，新发现了海拔将近2 000 m的云贵高原型离子吸附型稀土矿，真正打破了高海拔地区稀土矿找矿的禁锢，取得了新突破。

2.3 综合运用传统方法与物探遥感新技术，提高了深部岩浆岩型石墨矿勘查效果

对新疆奇台县黄羊山一带岩浆岩型晶质石墨矿的勘查采用遥感-地质-物探-槽探-钻探综合找矿技术方法，取得了重大找矿突破。石墨矿在ETM遥感影像中呈明显的淡蓝色调，可大致圈定石墨矿的调查范围； 而含石墨地层与围岩相比，具有明显的低电阻率、高极化、低磁(抗磁性)、相对低密度的特征，由此建立了寻找含石墨地层的“低电阻→高极化→低磁(相对负磁)→相对低重力”的地球物理找矿模型。通过对异常与地表石墨矿化特征的综合分析，圈定了与石墨有关的极化率和电阻率异常区； 经激电测深了解异常的深部分布特征，有效指导了各类探矿工作的部署； 通过施工钻孔，控制了石墨矿体。最后得出： 极化率在2.5%～3.0%之间，电阻率在500～1 200 Ω·m之间为非矿； 极化率在6.26%～11.95%之间，电阻率在10～100 Ω·m之间为石墨矿。高精度遥感在找矿过程和追踪混染带分布范围的过程中起到了意想不到的效果，激化法的应用为钻探验证指明了方向，二者结合使得石墨矿体的深部形态以立体的形式呈现出来，对成矿规律的研究起到了重要推进作用。

2.4 总结碱性基性岩型金刚石成矿规律，创建成矿地质模型

南京地质调查中心在某地含金刚石辉绿岩中发现4颗Si(pfu)>3.05的超硅石榴石并具有高钙、缺镁的特点，指示该石榴石可能来源于壳源； 富钙流体是由于钙交代的大洋岩石圈或其上沉积的钙质物俯冲到深部并保存所致。碱性基性岩型金刚石矿床大量分布微粒金刚石，而含铌含铬金红石可能成为重要的指示矿物； 铬尖晶石、铬铁矿等地幔矿物“阶梯状”的表面形貌特征，是岩浆侵位过程中拥有丰富含水流体的具体表现，与优质金刚石有关； 而在富含CO2的流体中，则难以见到类似的表面形态。在大量测试、分析研究且证明碱性基性岩中的金刚石为原生碱性基性岩型金刚石基础上，总结了碱性基性岩型金刚石的成矿规律，认为除金伯利岩型、钾镁煌斑岩型之外还存在一种新型的金刚石矿床类型——碱性基性岩型金刚石矿床，并建立了碱性基性岩型金刚石矿床的成矿地质模式。

2.5 以绿色矿业可持续发展理念为指导，开展了资源开发环境效应综合评价与监测示范

在川西大型锂矿资源基地“三位一体”综合调查过程中，除常规的矿产资源调查和环境评价之外，还专门开展了同位素调查，尤其是6Li的调查。不但建立了“以锂找锂”的方法，而且为锂的高端开发利用提供了科学依据。因为6Li是可控核聚变的关键原料，也是制造氢弹的关键原料，不同于一般的7Li。

此外，即便是常规的矿区环境调查评价，本工程也以川西甲基卡为新形势下绿色矿业可持续发展示范区，不断开拓思路，通过对矿区水体、土壤、植被、动物毛发甚至牛粪的连续3年的系统调查、对比，结果证明： 甲基卡矿区土壤中重金属的含量普遍低于土壤环境质量标准(GB 15618—1995)的一级标准限值0.2 mg/kg； 矿区水体pH处于6～9的正常范围，总溶解性固体含量远低于国家饮用水的标准限值1 000 mg/L，重金属、硝酸根等低于国家标准。各种数据都证明，甲基卡式锂辉石矿床的开采并不会造成重金属污染等环境破坏。但为了更严格地执行“在保护中开发、在开发中保护”的要求，项目组也通过对锂辉石资源开发环境效应的综合评价与动态监测，建立了基于支持向量机的定量评价模型与锂辉石矿区环境评价和地质灾害评估的量化模型，提出了锂矿开发环境效应的预警机制，为后期开发提供了决策依据。

2.6 提升野外现场快速分析测试技术，为综合评价和找矿突破提供了技术支撑

国家地质实验测试中心的项目组在完成200 km路线调查的基础上，对江西、湖南、四川、山西等地20余处目标区域进行了快速调查，共取得样品3 000余件，测试2 000余件，建立了一系列针对战略性新兴产业矿产的测试方法，重点开发了锂辉石等固体样品中Li元素的分析方法，实现了固体样品Li元素的现场分析，每天分析样品数量可达100多件，大大提高了工作效率； 通过优化仪器实验条件，建立了专门针对川西、青海柴达木盆地等高海拔地区特殊条件的便携式Li-K分析仪测定Li、K含量的分析方法，克服了高海拔地区仪器灵敏度下降的问题； 在研究“双剥蚀池”产生单脉冲剥蚀信号结构的基础上，优化了仪器参数的设置，发挥了线扫描分析的优势，并提出了线扫描定量分析的注意事项； 研发了一套适应于“三稀”矿产矿石LA-ICPMS微区分析的方法，为战略性新兴产业矿产调查提供了技术保障； 在江西、湖南、四川、山西、河南等地获得了大量的实测资料，发现了一批矿化异常线索，为工程目标的实现提供了重要支撑。

3 未来工作部署与展望

21世纪以来，以节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车7大领域为龙头的战略性新兴产业迅速崛起，对以“三稀”矿产为代表的战略性关键矿产的调查提出了新的挑战，也提供了新的机遇[10-21]。2019—2021年将通过重点地区大型资源基地的深入调查评价，全面引领全国的“三稀”矿产调查； 通过打破矿种界线，突出主矿种，兼顾其他矿种，带动大宗矿产和常规矿产的找矿突破； 通过强化战略性新兴矿产基地“三位一体”的综合调查，实现“找大矿、找好矿”的目标。

根据党的“十九大”提出的新要求和自然资源部组建之后的新要求，战略性关键矿产的调查工作将得到进一步的重视，受到社会上更加广泛的关注，但找矿工作的难度也将越来越大。因此，在统筹部署工作时，本工程将考虑到： 从“三位一体”调查扩展到“五位一体”调查； 从“山水林田湖草”综合调查扩展到“山水林田湖草矿”综合调查； 从传统地质调查到战略性新兴产业发展引领矿产资源调查； 从供给侧调查到需求侧与供给侧双向结合的综合调查。信息、新材料、新能源、生物等技术的广泛渗透，将带动资源领域发生以绿色、智能、环保为特征的群体性技术革命，为拓展新兴矿产资源开发和传统产业的转型升级提供重大机遇。

基于此，除了在全国一盘棋的前提下统筹部署之外，建议在华南地区重点对幕阜山—九岭—武功山矿集区开展战略性新兴产业矿产资源的综合调查和集群调查，围绕“找矿突破”、“绿色勘查”和“综合利用”开展研究工作，查明工作区的稀有金属资源成矿潜力，并通过矿调和钻探验证工作，实现高品位花岗伟晶岩型和大资源量花岗岩型锂铍铌钽资源的找矿突破，同时开展共(伴)生稀有、稀散资源的综合利用研究，实现从找矿—综合利用—绿色开发的全链条绿色地质找矿的新突破，为把长江中下游经济带打造成为新兴产业的工业基地提供现实的资源保障。该地区外部工业基础好，距离武汉、南京、合肥、南昌和长沙等中心城市都很近，已有的稀有金属矿山均面临资源危机的困境，而信息产业、高端装备制造业等产业在这些地区高度集中，加上成矿条件有利、资源潜力巨大，要实现上述目标完全是可能的。