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1、地壳内部金属矿产聚集的深 层动力过程与兴、蒙成矿域 找矿探查的战略意义 滕吉文 中国科学院地质与地球物理研 究所，北京，100029 吉林大学，长春，130026地球物理学在本质上是一门 观测的科学，必须采集大量的有 效信息。因此，可靠信息与信息 量的缺乏或不足则是任何数学技 巧和图像显示所无法弥补的。何谓地球物理学？赵九章先生对地球物理学 有一个“科学与艺术”并缔的精辟 概括，即 上穷碧落下黄泉， 两处茫茫皆不见。上穷碧落下黄泉1.上联：地球物理学的宗旨是要 为资源勘查，灾害预防和深化认 识地球本体做出贡献，要达此目 的则必须穿越地平线，深入到地 球内部探索其奥秘层、圈结 构，物质组成和成山
2、、成盆、成 岩、成矿和成灾的深层动力过程 。两处茫茫皆不见。2.下联：要深化认识到地球本体，并为 资源，灾害和和环境给出深部要素与动 力学响应，则必须在地面为取得系列深 部信息而进行观测，然后将观测资料（ 数据）进行反演以刻划出深部的精细结 构、探索其物质和能量的交换及状态。 在这一基础上；即集成各学科的深化认 识和深层机制响应，进行综合析，以构 建地球内部物质与结构的运动学和动力 学的基本模式。第二深度空间找矿、勘探理论 的提出与时代背景人类社会的存在和发展基础是物质生 产，而人类科学与技术进步、社会与经 济发展都必须以矿产资源的消耗为前提 。我国正处于快速工业化和经济腾飞的 进程之中，强化
3、第二深度空间（500- 2000m）的找矿勘探，延长老矿山的生 产寿命，在深部发现更多的大型，超大 型矿床和多金属矿集区乃是摆在我们面 前的一大历史重任。为此，加速兴、蒙 地域金属矿产资源的深部探查，迅速建 立起我国北方金属矿产资源的战略后备 基地，已是振兴东北的神圣使命！n 在20世纪的百年里，地球已为人类提 供了海量的金属矿产资源。毫不夸张地 说，没有这些矿产资源的投入，就没有 今天的世界文明，离开矿业开发与利用 ，就谈不上人类社会的发展与科学和技 术的进步及飞跃，即使是在当今的信息 时代也必然是如此。这是因为一个国家 工业化的进程，也就是人类大量消耗矿 产资源、快速积累社会财富、高速经济
4、 发展、国家富强、人民生活水平不断提 高的过程，也是人类发展历史不可逾越 的必然阶段。n 在进入21世纪以来的科学和经济大潮 中，不论是发达国家，还是正在掘起的 第三世界国家都在发展或快速发展，而 矿产资源的供给已成为各国发展与腾飞 的制约。基于地球内部物质与能量的交 换和其深层动力过程，不论在理论上， 还是在实践上均迫使我们必须开拓第二 深度空间的找矿勘探。因此，兴蒙地域 的深部矿产资源探查便具有极为主要的 战略内涵。n 人们必须清楚地认识到；突破已有的 找矿勘探和开发的框架与理念，并深入 的仔细思考、研究，以资全方位的去揭 示地球内部的奥秘，并深化认识。为此 必须对我国金属矿产的紧缺格局、
5、对外 依存度与共享世界资源，强化第二深度 空间的找矿、勘查和加速兴、蒙地域战 略后备基地的建设有着深刻认识和战略 视野。为此本文主要讨论在下四个方面 的问题。1 当今我国金属矿产资源严重紧缺的基本 格局与对外依有度正在不断扩大； 2 在多元化共享世界矿产资源的同时，必 须立足本土； 3 加速兴、蒙多金属矿产资源深部找矿勘 探和战略后备基地的建设； 4 必须强化开展第二深度空间金属矿产资 源的找矿、勘探； 5 大型、超大型金属矿床与成矿机制研究 和典型成矿带的壳、幔精细结构刻划。一、当今我国金属矿产资源严 重紧缺的基本格局 和对外依存 度的不断扩大1. 1 当今我国金属矿产资源的需求 与其基本势
6、态（1）紧缺概况我国自全国解放以后,经全国地球科 学与技术工作者们的共同奋发努力,并 在古人矿迹的基础上已发现矿产资源 171 种,探明158 种有储量的矿产。根据 经济可采储量和其对2020 年需求的保 障程度,可将我国45 种主要矿产资源划 分为4 个级次:可以保证供给的有: 稀土、菱镁矿、彭润 土等8 种矿产;不足的有:天然气、钨、钼、磷、钛等10 种矿产;短缺的有: 石油、煤、铀、铁、铝土矿 、铅、锌等21 种矿产; 严重短缺的有:铜、铬、钾盐等6 种矿产 (据王安建、王高尚,等人资料,2003) .（2）大、中型金属矿山资源枯竭程度 与日俱增在20 世纪末我国25 种主要金属矿产 产
7、出的415 个大中型矿山中,目前已关闭 了38 个,占大、中型矿山总数的9 %;严 重危机的矿山54 个,约占13 %;中度危机 的矿山35 个,约占8 %;轻度危机的矿山 82个,约占20 %左右（图1）。主要金属大中型矿山资源危机程度l l暂无危暂无危 机矿山机矿山l l潜在危潜在危 机矿山机矿山l l中度危中度危 机矿山机矿山l l严重危严重危 机矿山机矿山l l危机程危机程 度不明度不明 矿山矿山a. 近年来,我国大、中型矿山资源枯 竭程度与日俱增,其中严重危机及闭 坑的矿山总数已由2001 年的191 座( 占46 %) ,上升为2003 年的230 座( 占55.4 %) ,再上升
8、为2005 年的252 座(占60. 7 %) ;潜在危机矿山则由 2001 年的99 座(占23. 9 %) ,下降为 2003 年的98 座(占23. 6 %) ,再下降 为2005 年的82座(仅占19. 8 %) ; b. 中度危机以上矿山由2001 年的92 座(占 22. 2 %) ,上升为2003 年的132 座(占31.8 %) ,再上升为2005 年的167 座(占40. 2 %) ;尚无危机的矿山由2001 年的188 座(占 45. 3 %) ,下降为2003 年的149 座(占35. 9 %) ,再下降为2005 年的130 座(仅占31. 3 %) . 如果不能尽早采
9、取有效措施,预计在 未来10 年间,我国大、中型金属矿产矿山 的年产矿石将要减少近达7700 万吨。 我 国当今矿山保有储量面临严重危机,急需 加强矿山深部和外围(即第二轮的) 的找 矿、勘探和开发,以达发现或扩大后备资 源,延长已有矿山的产出寿命。由以上分析可见,金属矿产资源的 供、需矛盾日益尖锐,摆在地球科学 工作者面前的任务是:急国家之所急, 急民族发展之所需,必须从战略需求 出发,突破已有找矿,勘探和开发的理 念和框架,在为多元化利用世界资源 的同时,坚实地立足于本国. 为此, 向 深部“进军”已为必然!1.2我国金属矿产资源对外依存 度正在不断扩大 (1) 近年来我国金属矿产资源的需
10、求与 对外依存度增长概况近十年来,中国重要金属矿产的国 内自主供应能力与消费需求之间的 差距逐年扩大。现以2003年和2004 年为例。a. 2003 年我国铁矿需求量的对外依存 度已达到52 % ,铝对外依存度接近于 40 % ,铜接近于70 %,钾盐却超过了 80 % 。2003 年我国消耗矿产资源量 已超过50 亿吨,并成为世界上矿产资 源第二大消费国家。b. 2004 年的金属矿产对外依存度为:铁 矿石进口量为2. 08 亿吨,对外依存度 为45 %; 铜进口量为270 万吨,对外依 存度为80 %;氧化铝进口量为588万 吨,对外依存度为57 %; 铝精矿进口 量为83 万吨,对外依
11、存度为44 %. (2)2010 年和2020 年及以后, 我国对重 要的、大宗的矿产资源需求与缺口形 势分析和预测 2020 年我国重要矿产资源累计缺 口为:铁矿石约40 亿吨(成品矿) ,相当 于我国现有储量的2/ 3 ;铜约6000 万 吨,相当于我国现有铜矿储量的3 倍 多;铝约8000 万吨,相当于我国现有储 量的2/3(表1)。表2 2010年和2020年矿产需求及供需门预测(据王安建等人资料，2003) 2010 年和2020 年我国对金属矿产 资源量需求可见，在2010 年和2020 年期间, 我国矿产资源如此巨大的缺口,而其 对外的依存度当必日益增大。二、在多元化共享世界资源
12、的 同时，必须立足本土人类社会发展的历史是人类通 过劳动和科学与技术创新，不断将资 源转化为自身生存和发展所需社会财 富的过程。工业化的阶段是一个国家 或地区矿产资源消费增长的飞跃时期 ，而科学与技术的进步和“世界加工 厂”的经济发展模式则可有效的加快 矿产资源消费增长的速度，缩短工业 化进程。当然，人们也应当清晰的看 到，人均矿产资源消费量与经济的发 展是密切相关的。 2.1安全、可靠、可持续矿产资源供给必 须以国内为本 （1）未来中国将成为金属矿产资源世界第 一消费大国已为必然基于当今世界各国经济发展与资源需求基于当今世界各国经济发展与资源需求 的总体框架与格局的总体框架与格局; ;在在2
13、0102010年前后，中国将成年前后，中国将成 为世界上重要矿产资源第一消费大国的趋势为世界上重要矿产资源第一消费大国的趋势 已不可阻挡。为此，从当今世界形势与发展已不可阻挡。为此，从当今世界形势与发展 格局出发，为保证经济发展所必须矿产资源格局出发，为保证经济发展所必须矿产资源 的安全、可靠和稳定的持续供给，则必须立的安全、可靠和稳定的持续供给，则必须立 足于国家战略需求，走自主创新之路。因此足于国家战略需求，走自主创新之路。因此 ，科学地制定中国的全球矿产资源战略，确，科学地制定中国的全球矿产资源战略，确 保国民经济和社会的可持续发展乃是当务之保国民经济和社会的可持续发展乃是当务之 急急。
14、（2）以国内矿产资源供给为本，挖掘潜力， 强化矿产资源后备战略基地的建设。 国内矿产资源是国家处于非常时期国内矿产资源是国家处于非常时期 或特别时期国家安全的基石。在多元化或特别时期国家安全的基石。在多元化 充分利用国外资源的同时，必须加强和充分利用国外资源的同时，必须加强和 加快国内矿产资源的勘查和潜力评价，加快国内矿产资源的勘查和潜力评价， 特别是工作程序低、成矿条件良好地区特别是工作程序低、成矿条件良好地区 的资源评价，力争发现一批具有大型矿的资源评价，力争发现一批具有大型矿 业基地远景的矿产资源地域或远景区。业基地远景的矿产资源地域或远景区。 从而保证国家处于不同时期与状况下的从而保证
15、国家处于不同时期与状况下的 资源安全供给。资源安全供给。 2.2只有立足于本土才能获得更多的可 利用矿产资源我国地处东亚、成矿地质构造条件优越， 全球三大构造成矿域；环太平洋构造域、特提 斯-喜马拉雅构造域和古亚洲洋构造域分别通 过我国东部、西部、南部和北部。又基于周边 各国一系列大型、超大型和多金属矿集区的发 现等，国人必须清晰地认识到，我国边境和境 内矿产资源前景很好，尤其是在工作程度较低 的我国北部和西部，找矿潜力巨大。为此，应 迅速加大探矿投入和加强地球物理勘探新技术 和新方法的支撑，特别是要强化第二深度空间 的找矿、勘探和开发，建立起立足本土的资源 、特别是紧缺矿产资源的战备后备基础
16、。 三、加速兴、蒙多金属矿产资 源深部找矿勘探和战略后备基 地的建设2003年，新一届中央领导集体审时 度势，提出了振兴东北老工业基地的第 三步发展战略，目标是要把东北建成中 国乃至世界的装备制造业和重要原料工 业基础。显然，这两个基地的建设必须 以矿产资源的充分保障为前提。然而， 东北三省的矿产资源现状却十分令人担 忧。作为老工业基地的东北，由于半个 世纪的强力开采，资源短缺形势十分严 峻，“东北三省曾经引以为毫的资源生命 线从未像今天这样脆弱”。因此，急需寻 找和建设对东北老工业基地具有直接辐 射作用的有色金属资源基础。 3.1兴、蒙及周边地域金属矿产资源勘 查与开发现状及存在的问题 （1）勘查与开发现状新中国成立五十多年来，地矿、有色、 钢铁、化工、煤炭、核工业等部门的有关地 质勘探研究院所和大专院校等单位，在东北 及其相邻地域进行了大量工作，获得了大量 的矿产资料，并取得了一定的成果。近年来的工作表明：在兴、蒙和其东部 陆缘地带确存在丰富的矿产
