矿产资源研究所“三稀”矿产研究与找矿实践70年历程--回顾与启示

稀有、稀土和稀散元素(三稀)目前已成为世界各国经济发展中的关键矿产。中华人民共和国成立以来,中国地质科学院矿产资源研究所作为中国矿床地质工作者大家庭中的成员,一直致力于三稀资源的研究和探索。一代又一代人,为国家做出了贡献。其中,对世界闻名的新疆可可托海3号脉和内蒙古白云鄂博稀有稀土矿床较早就投入了工作,他们为此付出了毕生精力;在湖南香花岭含铍条纹岩中发现了中国第一个新矿物——香花石;1970年后,在内蒙古巴尔哲、福建南平和四川大水沟稀土、稀有和分散元素等矿床发现后,也开展了深入系统的研究,特别是在中国首次发现风化壳离子吸附型稀土矿床后,对稀土元素赋存状态的确定和分布规律做出了重要贡献。进入21世纪,三稀资源被确定为关键矿产后,矿产资源研究所进一步加强了这方面的工作,不但取得了理论上的创新,而且发现了一批新的三稀矿产地,尤其是在川西甲基卡和可尔因等地投入了大量的地质、地球物理、地球化学、遥感、钻探等工作,其中钻探工作量就达11818.96 m,为把川西花岗伟晶岩型稀有金属矿集区建设成为国家大型锂矿基地作出了新贡献。对于卤水型锂及其他稀有金属矿产资源的调查研究和开发利用也一直是矿产资源研究所的重点,几十年来从未间断,在柴达木盆地西部、四川盆地东北部及江汉盆地等地近年来不断取得新进展。

上下求索 传道授业--记中国地质科学院矿产资源研究所研究员王登红

人物简介王登红,中国地质科学院矿产资源研究所副所长、二级研究员,战略性新兴产业矿产调查工程首席科学家,《中国矿产地质志》总主编,李四光地质科学奖获得者。主持项目达40余项,提出并创新锂矿、稀土矿等“三稀”矿产成矿理论,研发系列创新技术,在四川甲基卡、广东大宝山、江西九龙脑等地取得十几处找矿新突破;主编《中国矿产地质志》十余卷志书,填补我国矿产资源领域大型专业志书空白。获国家科技进步奖二等奖1项,省部级一等奖5项、二等奖1项,中国地质学会十大科技进展2项,以及侯德封奖等多个奖项。公开发表论文500余篇,出版专著35部,培养硕/博士研究生40余名。其所带领的团队获自然资源部高层次科技创新人才工程科技创新团队。

玢岩型铁矿床尾矿中磷、稀土战略性矿产资源调查与综合利用研究:以安徽凹山矿田为例

玢岩型铁矿床是铁矿石的重要来源,其除了赋存巨量铁矿资源外,还以产出大量磷灰石为特征,伴生大量的磷、稀土、钒等资源。20世纪,矿业开发大多只回收主要矿种铁,对伴生资源的评价和综合利用较少。文章以凹山玢岩型铁矿田尾矿库为研究对象,开展伴生资源调查评价和综合利用示范研究。通过系统钻探采样、矿物组合分析、元素赋存状态和综合利用实验等研究,文章揭示出尾矿库中经济矿物为磷灰石,可综合利用资源为磷和稀土,并估算尾矿库中磷储量超过115万t、稀土5万t,社会和经济效益巨大,可作为范例进一步研究并推广应用。

中国地质科学院矿产资源研究所新一轮找矿突破战略行动成果卓著

新一轮找矿突破战略行动实施以来,中国地质科学院矿产资源研究所立足基础性、公益性、战略性工作定位,紧密围绕国家需求,聚焦铜、钾盐、三稀、铁等战略性矿产,以推动建设大型矿产资源基地为目标,产学研融通创新,不断创新成矿理论,完善勘查技术方法,组织了柴达木盆地钾盐保供、青藏高原铜矿会战、三稀矿产勘查和南疆铁矿勘查等系列工作,部署实施野外地质调查、地球物理勘探、钻探验证和开发利用实验,获得了柴达木盆地钾盐、青藏高原铜、阿尔金三稀、南疆铁多金属等重要找矿突破,引领和带动了商业性勘查取得重大成果。

新质生产力与矿产资源新格局

根据矿产资源安全巨系统理论,科技子系统是原始动力,驱动经济子系统变化,经济子系统变化又会驱动地缘政治子系统变化,同时,自然子系统的变化也会引起其他子系统变化,各子系统变化均会对矿产资源子系统产生重大影响。本文以矿产资源安全巨系统理论为指导,分析了新质生产力、气候变化、地缘政治等对全球矿产资源格局的影响,认为:新质生产力发展正改变工业化发展模式,后发国家承接产业转移的难度加大,现有矿产资源消费中心地位或将巩固,新的消费中心出现难度加大;新质生产力将改变人类矿产资源使用的终极形态,化石能源不再作为能源而是作为材料利用,金属成为能源之母;人工智能对能源的需求将大幅增长,各国对能源的争夺会愈演愈烈;美国脱钩断链正在破坏全球矿产资源安全,现有矿产资源储量难以满足未来需求,资源问题将成为制约各国生产力发展的重要约束。建议世界各国采取措施保障供应:一是加强国际间资源合作;二是加大勘查力度;三是加强矿产资源循环利用;四是加大低品位、共伴生资源的开发利用;五是大力加强资源节约利用。

全球矿产资源战略研究——“战略性关键矿产研究”专辑特邀主编寄语

关键矿产是指对国家经济发展、国防安全至关重要、对战略新兴产业发展不可或缺,同时又存在供应风险的一类矿产资源。不同国家关键矿产的种类因国家和经济发展阶段不同而存在差异。21世纪以来,美、欧、日、澳、加等发达国家相继发布了其关键矿产目录,而中国多年来一直将这类矿产统称为战略性矿产,迄今尚未发布相关关键矿产目录。本专辑讨论了中国战略性关键矿产目录厘定,需求分析,供应风险评估和战略性关键矿产全球治理问题。

广西贵金属矿产资源特征、成矿规律与找矿方向

广西贵金属矿产以金、银和铂为主,资源较为丰富,共发现金矿产地283处,累计查明资源量621.01539 t;银矿产地184处,累计查明资源量23347.64 t;伴生铂矿产地1处。矿床类型复杂多样,独立金矿以浅成中-低温热液型为主,岩浆热液型和陆相火山岩型次之;银矿以共伴生矿床为主,常与铅锌金同体共伴生;铂矿以微细粒浸染型金伴生铂为主。成矿时代上,金银矿既有成矿期次多、时间跨度长的特点,又有集中爆发成矿的特征,均以燕山期最为主,形成了广西主要的大、中型金银矿床。空间分布上,金银矿以地域性集中分布为特征,且明显受构造和岩浆岩控制,常沿区域性断裂/褶皱成群、成带分布或沿岩体与围岩的内外接触带分布,寒武系和三叠系是主要的赋矿层位。通过对广西贵金属区域成矿地质条件和资源潜力分析,圈定了成矿远景区,其中,金矿划分出13个成矿远景区,银矿划分出8个成矿远景区,预测资源量分别为1033 t和77655 t,表明金银矿仍有较大的找矿潜力。广西具有铂高背景值,成矿条件良好,应注意基性-超基性岩的评价,以及微细粒浸染型金矿种伴生铂的评价,同时也要注意新类型铂矿的查找,如与黑色岩系有关的铂矿床。

镍钴战略性硫化矿产资源选冶研究现状及展望

基于“双碳”发展背景、镍钴资源概况,对镍、钴硫化矿选冶研究现状进行总结与展望。概述了国内外镍钴资源的分布、储量情况以及我国镍钴硫化矿资源在选冶过程中存在的难点;分别总结了我国镍、钴硫化矿传统选冶工艺和改进情况。研究表明:硫化镍矿的选矿方式主要有浮选、重选、化学选矿、生物选矿;硫化钴矿的选矿方式主要有浮选、重选。其中,浮选具有适用性强、处理效率快的优点,仍是处理镍、钴硫化矿最有效的选矿工艺,混合浮选是目前国内绝大部分镍、钴硫化矿选矿厂采用的工艺;阶段磨矿—阶段选别工艺具有科学性,可以有效解决过粉碎问题;浮选药剂的研究重点主要集中在捕收剂组合使用和新型绿色分散剂、抑制剂的研发;生物选矿的研究也取得相应进展。重选在硫化钴矿中主要是用来预富集,可以提高入选品位和选厂处理量,常用的有重介质选矿、螺旋选矿和摇床选矿。硫化镍矿的冶金方式包括火法冶金、湿法冶金、生物冶金;硫化钴矿冶金方式主要有火法-湿法结合和全湿法冶金。其中,火法冶金具有效率高、工艺成熟的优点,仍然是硫化镍矿的主要冶金工艺,但具有高能耗高排放的缺点,相关改进措施的研究是近些年的重点;火法冶金正在逐步向低能耗低碳排放的湿法冶金转型,焙烧—水浸是火法冶金与湿法冶金的结合,其中,氯化焙烧—水浸具有较好的应用前景。硫化钴矿的冶金工艺通常需经过焙烧—浸出—电解过程。最后指出了镍钴硫化矿选冶技术具有研究前景的重点发展方向。

中国“新能源矿产目录”厘定研究

全球能源体系正在加速从传统能源向新能源转变,新能源产业发展需要的矿产资源已成为大国博弈的焦点。科学厘定我国“新能源矿产目录”,对于保障国家能源安全和经济安全意义重大。首先,界定了新能源、新能源“产-储-运-用”体系、新能源矿产的概念,据此进一步提出了涵盖重要性、关键性及新能源领域对矿产需求影响程度3个维度的中国“新能源矿产目录”评价体系和评价方法;然后,按照“产-储-运-用”的4大环节梳理出新能源领域主要使用的43种矿产作为备选矿产清单,并通过系统评价确定了涵盖锂、铜、钒、硅(高纯石英)、钕、镝、镨、铽、铀、铂等19种矿产的中国“新能源矿产目录”;最后,分析了我国新能源矿产的供应保障情况,指出我国8种新能源矿产高度紧缺、依赖进口,另外11种矿产目前能够保障需求,未来极有可能面临供不应求、依赖进口的局面,亟需提前布局,加大勘查开发和投资力度,确保国家新能源矿产资源稳定供应。

矿产资源安全巨系统理论方法与实践

矿产资源的自然属性、经济属性和社会属性,决定了矿产资源安全涉及众多资源类型、宏大空间分布、超长产业链条、巨大产业规模、跨越时空配置、复杂因素影响、层次纷繁多样。矿产资源安全规模之大、层次之多、影响因素之复杂难以穷尽,是一个复杂巨系统。如何使矿产资源安全巨系统高效运转以服务经济社会发展,是一项复杂性科学难题。本文引入系统科学的研究思路,提出了矿产资源安全巨系统概念,刻画了矿产资源安全巨系统的结构和组成,揭示了自然资源、经济、社会等因素对矿产资源安全巨系统的驱动机理,形成了矿产资源安全巨系统理论。在此基础上,建立了涵盖以系统思维研究构建矿产资源安全保障的理论知识模型、构建基于大数据平台的仿真实验系统、积极推动政府决策与反馈三大环节的矿产资源安全系统工程学研究新方向,提出了建立矿产资源安全的总体设计部的战略思想。研究成果已应用于国家资源安全保障工作实践,有效支撑了国家矿产资源安全保障工作。

锂铍等战略性金属矿产资源成矿规律与预测评价:前言

锂、铍、铌钽是重要的战略性关键金属矿产资源。依托国家重点研发计划项目“锂、铍等战略性金属矿产资源成矿规律与预测评价”,本专辑收录19篇锂铍铌钽矿产资源领域的论文,主要涉及三方面的研究成果。(1)揭示出锂辉石、绿柱石等锂铍矿物的形成经历了岩浆和热液两阶段,其组成可以指示伟晶岩熔体的演化过程和成矿条件。(2)从典型矿床、重要矿集区和成矿带三个层次剖析了锂铍矿床的成矿规律,发现了硬岩型和粘土型、卤水型锂资源存在内-外生循环关系。(3)基于大岩基式“体中体”型花岗岩-伟晶岩成矿模型,建立了高植被覆盖区稀有金属伟晶岩找矿的方法组合,在幕阜山东南缘发现了黄柏山锂辉石矿床;厘定出包括工艺矿物学指标的锂铍铌钽资源综合评价指标体系。

中国矿产资源国情调查评价历史回顾及对推动国民经济发展的作用

矿产资源储量家底是一个国家的基础根基,矿产资源及矿产品(含重要工业产品)是一个国家实施工业化及促进现代化建设的物质基础,是一个国家综合国力的体现。要以科学的精神,评价矿产资源。有多少家底,办多大事情,一步一个脚印地支撑国家经济建设。本文在回顾1949年新中国建立以来70余年地质矿产资源勘查、矿产资源开发利用及工业化取得了举世瞩目的成就的基础上,对自1952年以来中国矿产资源国情调查与评价历史进行系统评价,经综合集成研究,总结提出中国矿产资源国情调查与评价的发展演变规律,所得出的研究结论与认识对于推进我国矿产资源国情调查与评价工作具有一定的现实意义。研究认为:矿产资源在我国工业化与经济社会发展中发挥着重要作用,基于中国矿产资源储量管理体制及职能的变化,以矿产资源储量管理为核心,将中国矿产资源国情调查与评价的发展演变阶段划分为5个时期:启动期(1952~1965年)、规范期(1966~1993年)、改革期(1994~2006年)、发展期(2007~2017年)与深化期(2018年-),阐述了各时期的特点与发展演变规律,以及查明资源储量和矿产品的变化规律。在每个时期,我国均依靠国家力量,组织开展全国性的矿产资源储量调查、核查、核实,资源潜力评价及资源保障程度论证(可供性)等国情国力调查与评价工作。通过对我国第四轮矿产资源国情调查与评价工作进展与现状进行的回顾,我国矿产资源国情调查与评价顶层设计的科学性、系统性越来越强,调查与评价的技术体系日益完善,覆盖的矿种数和矿区数不断增加,不断突出重要能源和战略性新兴产业矿产,重视资源战略、安全及供需形势等国情的分析与研判,妥善处理矿产资源开发与生态环境保护的关系。同时认为:我国矿产资源国情调查与评价是适应国家重大资源战略与规划而开展的,所形成的大量系列宏观成果为国家矿产资源战略、供需形势、资源保证程度论证提供了基础支撑,对于国家制定中长期矿产资源战略、规划、政策,以及开展国家重大资源战略研究等具有重要意义。回顾历史,矿业人始终以科学的精神评价矿产资源,从不冒进、夸大事实,也未给国家造成损失。进入改革开放的新时代,又审时度势地提出利用好“两个市场”、“两种资源”,使我国稳步进入工业化大国行列。矿产资源国情调查与评价在此过程中发挥了重要的作用。

矿产资源国情调查数据库设计实现与大数据集成平台建设

矿产资源国情调查数据库建设工作贯穿整个矿产资源实地调查、测量、核实、三维建模、报告编制等流程,需要实现国情调查工作全程信息化、智能化,制定国情调查数据库技术要求,建立一套先进的多维时空数据采集入库、实时校验、人机交互质检、汇交、集成管理、动态更新的技术体系。开发国情调查时空数据管理云平台,实现地学时空数据等结构化数据、非结构化数据集成管理、知识图谱构建、智能分析等功能。研究成果为全面掌握我国矿产资源家底、保障国家矿产资源安全供应与经济可持续发展、对矿产资源有效实施保护监督与合理利用提供了坚实的数据基础。

中国三稀矿产资源战略调查研究进展综述

三稀资源是稀土、稀有和稀散资源的统称。"三稀矿产资源战略调查研究"项目启动以来,研究了全球三稀资源的分布、产出特征及其开发现状、选冶技术与市场供需状况;发现中国重稀土资源消耗过快,关键性稀散金属的利用水平有待提高,部分稀有金属亟待发现新的矿产地;同时,中国三稀资源利用的质量不高,高附加值产品少,采选回收率低;现场实地调研也表明中国离子吸附型稀土矿区还存在证外采矿和环境污染问题。在地质理论研究方面,通过成矿规律研究发现离子吸附型稀土矿的母岩体可以扩展到燕山晚期花岗岩以外的地区,内生稀有稀土资源的形成具有时空分离的趋势。在技术方面,项目组把高分辨率遥感技术应用到三稀资源的监管工作,并全面更新了三稀元素的分析测试技术,取得了显著成效。此外,所提出的分单矿种评价、管理稀土资源、修改三稀资源勘查规范、设立复合型三稀资源矿种以及水化学技术调查监测三稀矿山的生产状况和环境污染等建议和新思路,都具有现实意义。在找矿部署方面,项目组根据三稀资源的综合特点,认为应建立稀有资源的整装勘查区、稀土资源的规划区、稀散资源的综合利用示范区,甘肃、四川、福建等地已取得初步找矿进展。

我国三稀矿产资源的基本特征与研究现状

2011年以来,'三稀资源'、'三稀金属'、'三稀矿产资源'等词汇逐渐进入大众视野。实际上,'三稀'所指的稀有金属、稀土金属和稀散元素对公众并不陌生,尤其邓小平同志'中东有石油,中国有稀土'的名言。

南岭地区矿产资源形势分析和找矿方向研究

南岭地区地质工作程度较高,但近20年来地质找矿与科研工作投入不足,导致南岭地区一些优势矿产储量消耗过快,影响到矿业的可持续发展。近年来,南岭地区芙蓉锡矿等一批新矿产地和八仙脑式破碎带蚀变岩型钨矿等一批新矿床类型的发现,充分说明,只要认真开展成矿预测研究,配合地质找矿实践,在南岭地区取得找矿突破的可能性并不亚于西部地区。因此,目前迫切需要加强对南岭地区成矿规律的深入研究,尤其是加强矿床成矿系列、成矿体系、成矿物质来源及其超常规富集成矿机制、大型超大型矿床与矿集区、常规优势矿产与非优势矿产之间相关关系等方面的创新性研究与探索,为危机矿山“探边摸底”和新矿产地的发现提供理论指导和科学依据。

我国三稀(稀有稀土稀散)矿产资源调查研究成果综述

三稀资源是稀土、稀有和稀散资源的统称,是新一代尖端武器、信息技术、节能环保、医药和医疗设备、高端装备制造、新材料、新能源汽车等所需要的功能材料、结构材料和关键性原料。在国土资源部和中国地质调查局的统一领导和部署下,中国地质科学院矿产资源研究所自2011年组织全国33个单位220余人开展了我国三稀金属资源战略调查工作。在五年时间里,初步建立了全国三稀调查研究的专业队伍,研究分析了国内外三稀资源的分布、产出特征及其开发现状、选冶技术与市场供需状况,编制了稀土矿产地、价格等多项数据库(涵盖全球);在稀土矿山开采和建设用地压覆资源调查等多方面为矿政管理提供了技术支撑和专业服务;在南方离子吸附型稀土开发监管和储量动态估算等技术方面取得了重要进展;在四川甲基卡、福建永定大坪等多个地区取得了重要找矿突破;在三稀成矿规律和赋存状态研究尤其是离子吸附型稀土成矿规律和勘查技术等方面取得了重要的理论创新和方法创新。该项工作提升了我国三稀矿产资源的理论、技术研究水平,为通过矿产地质供给侧调查研究引导我国新兴产业的发展提供了示范。

中南地区三稀矿产资源调查研究及开发利用进展综述

稀土、稀有和稀散金属资源(简称三稀)是中南地区的优势矿产资源,区内以往探明的典型矿床占全国的一半,但近年地质科学的研究工作以及地质找矿的勘查活动近乎停顿,严重影响到中南地区三稀矿产资源开发的可持续发展。通过对中南地区三稀矿产资源成矿特征的分析,认为今后一方面要深化理论研究,根据共伴生规律,加强综合评价;另一方面要加大地质找矿的力度,特别是要注意老矿山的探边摸底和遗漏矿产的排查,不同矿种可互为找矿标志;再者是要加强尾矿资源及建设用地压覆资源的综合利用、多次利用。

西部优势矿产资源潜力评价成矿系列综合信息评价方法研究

文章介绍了对中国西部优势矿产资源潜力评价示范技术总体框架的研究思路。将较成熟的成矿理论模型与区域综合勘查信息资源评价技术结合,可能使未发现矿产资源潜力评价既有可靠的地质依据,又能代表目前勘查资料信息利用水平。文章最后还论述了"三三"西部矿产资源潜力评价的方法体系。