理论教育 世纪大发现!地质矿产勘查揭示惊人宝藏

世纪大发现!地质矿产勘查揭示惊人宝藏

时间:2023-05-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:考察人类历史上资源勘查的大发现,20世纪无疑是主角。与此同时,地质学渐趋成熟,勘查不仅有了理论指导,而且在勘查手段上也有了长足的进步。尽管对勘查历史进行了阶段的划分,但有意思的是“科学找矿”并没有使矿床的发现超过以往。无论是从哪个角度统计,地质勘查的重大发现都是在20世纪实现的。国土资源部信息中心戴自希和王家枢在2004年编著的《矿产勘查百年》一书中列出了20世纪发现的超巨型矿床,可以参阅。

世纪大发现!地质矿产勘查揭示惊人宝藏

考察人类历史上资源勘查的大发现,20世纪无疑是主角。

19世纪末,继英国之后,美国、法国、德国等许多国家实现了工业化,建立了以重工业为主导的工业体系,煤炭取代木柴成为主要能源。20世纪初内燃机的问世,汽车、飞机制造业的兴起,刺激了石油有色金属消费的增加。

由于大工业的兴起和大发展,世界交通运输结构发生了根本上的改变,铁路公路运输逐渐主宰了我们的社会。1870—1913年,全球铁路长度从21万千米增加到110万千米,同时,德国和美国的汽车工业发展如火如荼。经济和工业发展对矿产资源的强烈需求,为石油、煤、铁、铜、铅、锌等各种矿产资源勘查创造了驱动力。

与此同时,地质学渐趋成熟,勘查不仅有了理论指导,而且在勘查手段上也有了长足的进步。

19世纪中后叶,在1841—1900年,找矿人主要依据地表矿化露头进行找矿,地表氧化带是当时矿产勘查的主要目标,发现可供开发的矿床具有很大的偶然性,该阶段又称为“找矿人”时代。

进入20世纪,在1901—1945年,找矿依据经验和地表露头,地表地质填图得到相当程度的重视,地质填图成为此阶段矿产勘查的主要手段,该阶段又称为“传统找矿”时代。

第二次世界大战后,也就是在1945—1972年,由于各国普遍加强了矿产勘查活动,矿床理论影响着同类矿床的发现和勘查,出现了类比找矿的新局面。最主要的成矿理论有花岗岩成矿理论、层控矿床理论等。此时,原子吸收技术的发展促使地球化学找矿方法得到较为广泛的应用,地球物理方法尤其是电法、磁法和电磁法测量系统的发明和应用,使得矿床类比的参数增多,可以在已知的矿床上建立找矿勘查模型,大大地提高了找矿效率。该阶段又称为“模式找矿”时代。

1973年到现在,由于地表露头矿找得差不多了,勘查者面临着寻找隐伏矿的新任务,它既需要现代高新技术,又需要多学科的综合研究。在这一阶段,随着全球构造和大陆岩石圈研究的发展,以及地球体系概念的增强,越来越多的研究者注意将成矿作用置于全球构造体系的演化过程中来考虑。该阶段又称为“科学找矿”时代。

尽管对勘查历史进行了阶段的划分,但有意思的是“科学找矿”并没有使矿床的发现超过以往。

加拿大地质学家拉兹尼卡(P.Laznicaka)在1997年对1636—1995年期间全球337个巨型和超巨型矿床的发现时间做了统计,1800年前只有38个;1800—1900年有60个;1900—1995年有239个,占到历史上巨型和超巨型矿床的71%,如果加上1995—1999年发现的,则超过了这个比例。

有意思的是,他所选取的12种巨型和超巨型金属矿床中包括66个金矿、33个银矿、69个铜矿、64个铅矿、29个钼矿、26个锌矿、21个镍矿、20个锡矿、8个汞矿、8个铀矿、6个铝土矿和5个铍矿,1945年以前发现的169个,之后发现的168个,显然,模式找矿提高了效率。遗憾的是,这些矿床中1985年以后发现的数目明显减少,使得“科学找矿”显得有些尴尬。

无论是从哪个角度统计,地质勘查的重大发现都是在20世纪实现的。国土资源部信息中心戴自希和王家枢在2004年编著的《矿产勘查百年》一书中列出了20世纪发现的超巨型矿床,可以参阅。

石油天然气:20世纪探明的石油储量超过50亿桶的油田有55个,其中美国2个、墨西哥5个、沙特阿拉伯11个、科威特2个、伊拉克5个、伊朗7个、哈萨克斯坦2个、中国6个、俄罗斯3个、利比亚2个。大于500亿桶的超巨型油田有沙特阿拉伯的纳伊姆700亿桶、加瓦尔838亿桶,科威特布尔甘766.5亿桶,哈萨克斯坦卡沙甘500亿桶。

与油田大部分伴生的,储量超过1万亿立方米的超巨型天然气田有27个,其中位于俄罗斯西伯利亚盆地的有13个,位于波斯湾盆地的有8个。最大的气田要数俄罗斯的鲁萨洛夫和乌连戈伊,达到8万亿立方米。

煤炭:煤炭在20世纪也有重大发现,70年代在印度古吉拉特邦北部的卡罗尔和朱萨纳的油田下部发现了估计储量超过1 000亿吨的巨大煤田;80年代巴基斯坦在执行“煤炭资源勘查与评价项目”后获知,在信德省南部塔尔地区一些煤矿床是彼此相连的,其分布面积达1万平方米,蕴藏的煤炭资源达1 750亿吨;我国特大型鄂尔多斯煤盆地(含神府—东胜巨大煤田)也是在20世纪60~80年代发现和评价的。鄂尔多斯煤盆地面积达40万平方米,跨越我国陕西、甘肃、宁夏、内蒙古和山西5个省区,已探明的神府—东胜煤田储量达2 236亿吨,远景储量达6 000亿~10 000亿吨,位列世界八大煤田之一。

铁矿:20世纪发现和勘查的铁矿床有9个的储量超过100亿吨,各国发现和勘查的20亿~100亿吨的铁矿床还有11个。这些巨型铁矿床为人类提供了近3 000亿吨的矿石,它们的开发也为世界钢铁工业的发展做出了巨大的贡献。(www.daowen.com)

铝土矿:铝被称为“20世纪的金属”,在20世纪被大规模地开发利用,推动了航空工业的发展,并为建筑业、包装业提供了新材料。在20世纪发现和勘查的矿石储量超过5亿吨的铝土矿矿床就达20个,主要分布在巴西、印度、澳大利亚、几内亚、越南、老挝和喀麦隆。

铜矿:铜矿的勘查在20世纪成绩斐然,这个突破得益于在20世纪五六十年代成功地解决了低品位铜矿的采、选、冶问题,掀起了全球寻找大而贫的斑岩铜矿的热潮,开创了“斑岩铜矿时代”。20世纪全球范围内发现和勘查的超过500万吨金属量的铜矿床共有76个,为人类提供了总储量超过8亿吨的铜金属,其中超过1 000万吨金属的铜矿床就达25个之多。极为重要的铜矿当属斑岩铜矿和砂页岩型铜矿,在所探明的储量中这两种类型占到将近90%。前者主要是沿环太平洋分布的一系列储量极大但品位低的斑岩型铜矿带,后者则主要是指赞比亚—刚果(金)品位高储量大的砂页岩型铜矿带。

图2-2 全球探明的主要铁、铜和铝土矿矿床

铅锌矿:在大宗金属铅和锌矿的勘查方面,20世纪重大的勘查成果有32个,其单个矿床的储量都超过500万吨铅锌金属,为人类提供了超过3.5亿吨的铅锌金属。

贵金属矿:自古以来,黄金都是人们追求的财富目标,20世纪对黄金的寻找达到了顶峰。据初步统计,在20世纪百年勘查中发现,金储量在200吨以上的原生金矿达85个之多,这些矿床为人类提供的黄金超过4.46万吨。人类发现的迄今为止最大的金矿床,当属20世纪50年代前苏联在乌兹别克斯坦南天山发现的超巨型的穆龙套(Muruntau)金矿,金储量达5 000吨左右。一系列的勘查发现使全球的金储量大大增多,世界上金的可采储量已从20世纪60年代中期的3.11万吨增加到2002年的4.25万吨。

20世纪银矿勘查取得的巨大成就得益于伴生矿的开发,与铜、铅锌伴、共生的银矿占银总储量的85%以上,超大型银矿床莫不如此,如在澳大利亚勘查发现的芒特艾萨铅锌矿的共生银矿达到2.4万吨银金属量,是世界上最大的银矿床之一。20世纪以来勘探的银矿床金属储量超过1万吨的就有12个,5 000~10 000吨的有20多个。

其他金属矿:20世纪在全球范围内还发现了许多其他重要的金属矿床,包括铬、镍、钨、钼和稀有金属矿等。

全球铬铁矿资源分布较有局限,许多大矿均是在20世纪被发现的,包括于20世纪初在南非发现的布什维尔德(Bushveld)铬铁矿,储量4.31亿吨;在津巴布韦发现的“大岩墙”(GreatDyke)铬铁矿,储量3.53亿吨。20世纪百年间发现的铬铁矿矿石储量超过1 000万吨的矿床有10个,它们为人类提供了超过13亿吨的铬铁矿。

世界上已经发现的巨型原生镍矿基本上都与铜共生。20世纪发现的超过200万吨金属的镍矿共有20个,地质储量仅为7 500万吨。最值得提及的是于20世纪50年代在我国甘肃金川发现的超巨型铜—镍矿——金川镍矿,为世界所瞩目,镍储量达548万吨,铜储量达347万吨,为世界第二大原生镍矿。而世界上最大的原生镍矿为于1856年发现的加拿大萨德伯里(Sudbury)铜—镍矿,镍储量达1 070万吨。之后发现了很多红土型的巨型镍矿,有古巴的莫亚湾(MoaBay)镍矿,储量为611万吨;菲律宾的苏里高(Surigao)镍矿,储量达500万吨;新喀里多尼亚的戈罗(Goro)镍矿,储量达592万吨;科特迪瓦的锡皮卢(Sipilou)镍矿,储量达1 172万吨等。

20世纪发现的超巨型钨矿大部分在我国境内,且多是在20世纪50年代被发现的。有湖南柿竹园钨矿,WO3储量为70.13万吨;湖南新田岭钨矿,WO3储量为30.31万吨;福建行洛坑钨矿,WO3储量为30.43万吨;河南三道庄钨矿,WO3储量为50.24万吨;等等。

20世纪发现的巨型钼矿大部分也在我国。20世纪50年代在中国吉林发现的大黑山钼矿,钼金属储量达109万吨;河南栾川钼矿,钼金属储量达200万吨;陕西金堆城钼矿,钼金属储量达97万吨。20世纪60~70年代在美国发现的“石英山”(QuartzHill)钼矿,钼金属储量达153万吨;亨德森(Henderson)钼矿,钼金属储量达150万吨;等等。

20世纪还在我国发现了许多规模巨大的稀有、稀土金属矿床。20世纪30年代在新疆发现的可可托海伟晶岩型大型锂—铍—铌—钽—铯矿,累计探明储量为:锂(Li2O)15.5万吨、铍(BeO)6.5万吨、铌钽((TaNb)2O5)1 314吨。20世纪50年代在我国内蒙古发现的白云鄂博岩浆型铌—稀土—铁矿,该矿床举世无双,占国内稀土储量的90%以上,占世界稀土总储量的77%,还含有14亿吨铁矿石。20世纪60年代在俄罗斯发现托姆托尔巨大的稀土—铌矿床为碳酸盐风化壳型,稀土储量达4 000万吨,钇储量达300万吨,是目前国外最大的稀土矿床和钇矿床。

20世纪70年代报道的在巴西发现的莫鲁杜斯塞斯拉古什铌矿床为碱性岩型,铌(Nb2O5)的储量达8 100万吨,可能是世界已知最大的铌矿床。20世纪80年代在澳大利亚发现的韦尔德稀土,稀有矿床为碳酸岩风化壳型,其储量为:稀土740万吨、钇610万吨、Nb2O5 2 280万吨、Ta2O5 220万吨。

20世纪令人瞩目的还有现代深海海底金属的发现,包括太平洋、大西洋印度洋富含铜、钴、镍的多金属结核、钴结壳、红海含金属软泥和现代大洋中脊上正在形成的许多热液硫化物矿床,这些都是20世纪乃至人类找矿史上最耀眼的成果。

总之,20世纪所发现的矿产资源都是空前的。这些枯燥的数据意义深远,一方面把世界的财富集中呈现在世人面前,同时也催生了工业经济的爆发式增长;另一方面也催生了世界财富再分配过程中所发生的战争以及全球化进程。在21世纪的今天,我们将怀着深深的敬意,永远铭记20世纪地质工作者卓有成效的劳动和他们对世界经济发展最快的100年所做出的巨大的历史性贡献。

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