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地球深部金属矿资源探测国际发展态势分析

出版日期:2018-11  ISBN:978-7-03-058834-0  中图法分类:N1 
内容提要

目前全球开采的金属矿主要来自地壳浅层(深度500m以内)。研究表明,地球第二深度空间(500~2000m)及以下区域是金属矿的富集区,将成为未来金属矿开发的接替区。自20世纪60年代以来,国际深部探测研究持续展开,如加拿大岩石圈探测计划(1984年)、澳大利亚玻璃地球计划(2001年)和美国地球透镜计划(2003年)等,在这些研究计划的推动下,开辟了成矿学研究和深部找矿的新思路,并取得了重大进展。

近年来,国际上越来越关注已知矿区的深部找矿工作和未知矿区的隐伏矿寻找。当前,南非、加拿大、美国、澳大利亚等矿业强国已有很多深部金属矿勘探开采的成功案列,包括兰德金矿,萨德伯里(Sudbury)铜、镍矿,奥林匹克坝(Olympic dam)铜、铀和金矿等。长期以来,上述各国启动了相应的战略规划与项目,以持续推进深部开采基础性问题和相关技术的深入研究,包括较早的加拿大岩石圈探测计划、澳大利亚四维地球动力学计划以及最新的澳大利亚“为未来勘探”计划等。

从深部金属矿探测的科学引文索引(science citation index,SCI)论文发表来看,加拿大、南非、美国等矿业强国在该领域的研究起步较早,中国从2012年起成为该领域年发文量最多的国家。该领域的研究表明深部金属矿勘探中常应用的勘探技术是数值模拟、地球化学、地球物理等,同时注重勘探开采活动对土壤和地下水的污染等。专利分析结果与论文分析结果几乎一致,虽然日本、俄罗斯和美国一直有专利授权,但自21世纪以后,中国在该领域的专利授权开始大量出现并呈现急剧上升的趋势,明显高于其他国家。

目前,我国金属矿探采深度大多数仅为300~500m,而国外普遍超过1000m。因此,加大对地球深部金属矿探测技术研发力度,是降低我国未来金属矿产资源供给风险、应对战略性资源国际竞争、保障经济发展需求和国家安全的必由之路。近年来,我国相继启动了多个地球深部资源探测重大项目,如2009年国土资源部的深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe),2012年中国科学院的战略性先导专项“深部资源探测核心技术研发与应用示范”和2014年科学技术部的863项目“深部矿产资源勘探技术”等。由科学技术部联合教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会共同制定的《“十三五”国家基础研究专项规划》中,将深地资源探测列为加强目标导向的基础研究和变革性技术科学研究的方向之一。同时,深部资源探测亦是中国科学院“十三五”规划提出的60个有望实现创新跨越的重大突破之一。依托上述研究任务,我国正在建立适应全国地质特征的深部精细结构探测技术体系,并按照国际标准建立一个覆盖全国的地球化学基准网。另外,在地球物理探测数据的处理与分析和地应力测量技术等方面也取得了重要进展。

通过对当前国际上深部金属矿勘探开采的成功案例的梳理和相关战略规划以及相关领域的SCI发文和专利比较分析,得出以下几点建议:首先,加强成矿理论的基础研究,提升影响力;其次,发布旨在深部勘探的刺激计划,提升相关研究机构与相关企业的积极性;最后,需发展大探测深度精细地球物理、深部找矿地球化学、三维地质建模、三维立体填图和深部成矿预测等关键技术方法。

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