李伦炯 重庆市非传统矿产资源开发利用浅思考

重庆市非传统矿产资源开发利用浅思考（李伦炯重庆市地勘局205地质队）摘要：非传统矿产资源是指目前技术经济及环境因素限制而尚未被有效地认识、勘查和开发利用的矿产资源。

非传统矿产资源体系包括非传统矿产、非传统勘查技术方法、非传统矿业及非传统矿业经济，是传统地质矿业的创新命题。

启动重庆市非传统矿产资源的开发利用研究，不仅作为解决矿产资源匮乏的可靠途径，而且提供资源保障重要的研究领域，更是找矿突破战略行动的的必然要求。

1 非传统矿产资源基本概念矿产资源是人类赖以生存和发展的物质基础，生态环境则是人类生存和发展不可缺少的外部条件，人类社会的发展可以看作就是一部矿产资源开发利用的历史。

石器时代，原始人类利用天然石头制作工具；青铜器时代，标志着人类开发利用金属矿产；蒸汽机时代，煤炭及钢铁原料矿产得到开发利用；新技术革命时代，稀有稀土及放射性矿产开发利用达到空前的规模。

二十一世纪，知识经济时代已经展现在人们面前，更加广泛地开发利用非金属矿产及多种稀散元素，制作半导体材料及粉体材料，尤其是纳米级材料的广泛应用，必将使传统矿业产生一场重大革命。

为此非传统矿产资源的概念应运而生，赵鹏大[1]院士提出：非传统矿产资源是指由于当今技术经济原因尚未进行工业利用的资源和尚未被看作矿产的未发现用途的潜在资源，或虽为传统矿产资源但因地质地理原因极难发现的矿产资源。

非传统矿产资源体系包括非传统矿产—非传统勘查技术方法—非传统矿业—非传统矿产经济四个方面。

作为地质矿产领域的创新命题，非传统矿产资源概念的提出主要着眼于未来矿产资源的可持续供应和讨论传统矿产资源的接替问题，具有十分重要的科学价值和社会经济意义。

2 非传统矿产资源与可持续发展社会经济可持续发展认识和分析的侧重点是有所不同的，但目前已达成共识的是“满足当代人类的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展”。

对于可持续发展起到基础作用的矿产资源，在作为社会物质资料基本生产要素的生产和消费过程中，一方面矿产资源供给状况，影响和制约一个国家和地区的经济发展、产业结构与工业布局。

另一方面，国民经济和地区经济的发展要反作用于矿产资源的开发利用与消费水平。

矿产资源具有特殊的耗竭性、稀缺性、不可再生性及国际大市场的关联性，矿产资源的短缺，供给形势不容乐观，具有普遍意义和明显的趋势。

传统矿产资源对于可持续发展面临诸多问题①社会经济可持续发展所需求的资源日益紧缺，不少矿种大有“坐吃山空”之势；②资源内部可持续利用结构上的不合理，从蒸汽机时代对能源和钢铁的大量需求，到电子时代对非金属的需求，并没有使供需结构得到改善，能源与钢铁等矿产品的需求仍然旺盛；③矿产资源开发利用难度不断增大，勘查经费投入与经济发展水平不匹配，导致资源供给后备不足；④从环境需求审视可持续发展，环境污染与地质灾害问题，严重影响社会经济可持续发展。

因此，非传统矿产资源与可持续发展的提出，是社会经济持续发展和矿产资源形势的必然要求。

3 非传统矿产资源研究亟待加强非传统矿产资源的发现与开发具有重大的经济、社会、环境与资源效应, 是经济社会可持续发展和缓解传统矿产资源供给紧缺局面的重要基础之一。

因此,采用新理论、新技术和新方法勘查开发新类型、新领域、新深度、新工艺、新用途非传统矿产资源的基础研究是十分重要的地质学科前沿领域。

随着经济技术和社会的不断发展，矿产资源种类是在不断发生变化的，2011年12月31日，国土资源部把页岩气正式列为新发现矿种，确定为我国第172个独立矿种，传统矿产资源将会被新的非传统的矿产资源所代替[2]。

未来矿产资源消费弹性系数（矿产资源消费增长率÷国民收入增长率）、相应矿产资源的超越系数（矿产品产值增长率÷社会总产值增长率－1）以及需要发现非传统矿产资源超越系数研究表明（表1），社会经济的可持续发展，要求非传统矿产资源有一个迅速的发展。

表1 矿产资源消费弹性系数与相应替代矿产资源超越系数对比一览表0.283 -0.833 0.833天然气0.098 -0.553 0.553 需要替代资源铁矿石0.543 -0.447 0.447铜矿石0.570 -0.132 0.132水泥 1.253 0.798 无需替代资源玻璃 1.488 -0.298 0.2984 重庆市非传统矿产资源开发利用思路世界权威机构统计资料表明，95％的能源和80％的工业原料都来自于矿产资源，资源匮乏将严重制约社会经济的可持续发展。

我国既是矿产资源大国（资源储量潜在总值居世界第三位，仅次于美国、俄罗斯），又是人均矿产资源贫国（居世界第53位，为世界人均水平的58％）[3]。

截止2012年5月，重庆市已发现矿产69种，占全国172种的40﹪，查明有矿产资源储量的60种，占全国159种的38﹪，探获大型矿床58处、中型矿床141处、小型矿床近300处，潜在经济价值约8万亿元（人均矿产资源潜在总值24万元）。

保有资源储量居全国前10位的有毒重石、陶瓷砂岩、水泥灰岩、砖瓦砂岩、汞矿、锶矿、天然气、滑石、锰、铸型砂岩、玻璃砂岩、铝土矿、砖瓦粘土、重晶石等17种，具有丰富的地热温泉及优质矿泉水资源，2011年4月22日，国土资源部汪民副部长向重庆市政府授牌“中国温泉之都”。

目前开发利用的矿产39种，建设各类矿山3877个（不含天然气）。

金属矿产勘查程度较低，仅开发利用锶、锰、铝、铁、镁及铅锌等矿种，锰矿石年开采达250万吨，用于锰粉、硅锰合金及电解金属锰等。

非金属矿产主要开发利用水泥灰岩、建筑碎石灰岩、砖瓦页岩、玻璃陶瓷砂岩、岩盐及熔剂灰岩等。

地热温泉及饮用矿泉水资源的开发利用，对提高人民生活质量和促进旅游产业发展起到了积极作用。

但是，重庆市矿产资源供给形势不容乐观，非传统矿产资源的开发利用研究，对解决矿产资源匮乏问题具有开拓作用，随着找矿理论和勘查技术水平的进一步提升，加之中央财政、地方政府及社会资金的投入，助推重庆市找矿突破战略行动的实施，矿产资源总量将会不断扩大，前景应当是一遍光明。

4.1 突破传统地勘模式，开拓新的找矿领域川西地区发现的微晶白云母岩，就是突破了白云母资源过去只有岩浆作用及变质成因的观点，在沉积地层中找到非传统的白云母资源[4]。

石棉大水沟独立碲矿床的发现，也开创了分散元素只在特定条件下可以富集独立成矿的先例。

重庆市大巴山地区成矿控矿地质条件较好，但目前找矿效果不太理想，不妨在上述事例中得以启示，例如传统的铂族元素矿床，专属于基性超基性岩浆成矿系列，而现在认为沉积建造和变质建造中也可以寻找到新型铂族元素矿床，这在俄罗斯、澳大利亚等国家已经取得突破，无疑在渝东北城巴断裂带黑色岩系中寻找稀有贵金属元素矿产成为可能。

我国第172个独立矿种的页岩气作为新型非传统矿产资源，重庆市资源潜力得天独厚，资源潜力＞12万亿立方米，可开采资源2万亿立方米，是重庆宝贵的资源财富。

建议①充分利用重庆优势，积极关注并开展页岩气研究，②建立多单位联动机制，加强学术交流与人员培训，③长期准备，分步实施，促进形成特色产业，④从小规模先期研究到实质性的钻探实施，⑤综合摸排、掌握家底，实施长中短期规划。

只要敢于突破传统找矿理念和思路，必将开拓出更多更新的地质找矿领域。

4.2 加大攻深找盲力度，开发深部矿产资源随着勘查开采技术条件的不断改进，以及就地浸取工艺提取有用元素成为可能，必将加大矿产资源的勘探开发深度。

当前开采技术领先的南非金矿达到5000m，我国大多数矿山开采深度小于1000m，而在重庆境内一般在500m以内。

渝西锶矿、宁乡式铁矿、渝东南萤石重晶石、渝东盐卤及汞铅锌等矿种，需要加大攻深找盲力度，勘探开发深部矿产资源。

值得一提的是，重庆境内碳酸锰矿分布在秀山及城口两地，分别赋存于南华系与震旦系，岩相古地理及沉积建造构造研究表明，很可能在石柱丰都地腹深部存在成锰盆地，建议采用非传统的找矿勘查手段，择机实施深部钻探验证，有望发现新的工业锰矿床。

4.3 探索选冶工艺技术，拓宽矿产资源用途随着采矿选冶工艺技术的快速发展，不仅使过去难选冶的矿石得以利用，而且也使低品位矿石得以利用，进而扩大资源储量。

建议开展①低品位锶矿开发利用工艺研究。

针对渝西＜40%的中低品位锶矿石开展选冶工艺试验研究，提高资源综合利用水平。

②重庆地区SrSO4秀山及城口地区含锰8—12％的低品位碳酸锰矿石开发利用及选冶工艺试验研究，提高资源＜50%的中低品位矿石开利用率。

③巴山钡矿深加工及开发产品方向研究。

对城口巴山BaCO3展深加工及产品开发方向研究，提高资源综合利用水平，同时增加产品附加值。

④城巴断裂带黑色岩系贵金属元素找矿及测试方法研究。

大巴山地区成矿控矿地质条件研究表明，城巴断裂带具有稀有贵金属元素成矿远景，建议开展区域地质构造、矿化岩石地层、成矿物质来源、地质找矿方法、岩矿测试分析及选冶试验研究，有望取得稀有贵金属元素找矿突破。

4.4 基础理论与高新技术协同实现矿产资源价值现代地质科技的重要特征之一是地学理论与高新技术的融合。

要认识新的有用矿物或者是一种有用的岩石，在很大程度上需要发现矿物岩石的新性能，开拓其新的用途，这都有赖于高新技术（勘查技术、测试分析及选冶技术）的开发与应用研究。

例如云阳粉石英矿，可以只作为硅石制造各种玻璃，如果精细加工利用其纳米级微粉，附加值可飓升百倍。

再如渝东南地区优质白云岩, 含MgO达20％以上，且资源储量巨大，仅作为建筑石料开发实在可惜，建议开展炼镁白云岩选冶工艺试验研究，金属镁是传统金属铝的最佳替代产品。

4.5 着力开展非传统农用矿产资源开发利用成都理工大学毛玉元[5]研究表明,传统氮、磷、钾肥及饲料添加剂采用矿产种类相当局限，主要采用煤、石油、天然气及磷灰石、钾盐、铜矿、锌矿、碘矿等矿种。

随着农林牧渔业的规模发展，所需农肥及矿物饲料等日益增加，品种也相应增多，钙、镁、硅、硼、有机稀土复合肥料及各种矿物饲料的不断涌现，于是诸如含钾页岩、方解石、石灰石、石膏、蛇纹石、硅灰石、菱镁矿、膨润土、海泡石、稀土矿、泥炭、石煤、石盐、滑石、珍珠岩等都将成为农用肥料和饲料的原料矿产。

渝东南地区奥陶系底部含钾页岩资源量巨大，重庆市地O含量6.0—12％，开发勘局205地质队调查评价资料表明，含钾页岩矿层厚度大于2m，K2利用前景看好。

重庆境内有近80％土壤改良迫在眉睫，重庆市政府与国土资源管理部门已经启动区县生态地球化学调查及“金土地”工程，为了进一步改善和提高土地肥力，就需要海量的矿物原料，尽快开展非传统农用矿产资源开发应用研究势在必行。

4.6 研讨矿业废渣资源化，促进资源综合利用与环境保护传统矿产资源的开发利用被认为是破坏生态环境的重要原因之一，大部分采矿废弃物确实给环境带来很大危害。

事实上矿业领域面临双重挑战，一是已知矿产资源的枯竭和找矿难度的加大，二是矿产资源综合利用程度低、尾矿体量巨大(我国金属矿山尾矿50亿吨，煤矸石超过500亿吨)、资源浪费与环境恶化问题严峻，矿业废渣（人工堆积的矿物集合体）综合利用已成为十分紧迫的问题。