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煤下找铁的故事 ——泛亚电竞齐河—禹城富铁矿勘查工作纪实

2021-03-25 16:27

在刚刚闭幕的全国“两会”上,战略矿产资源安全再次成为代表委员们热议的话题。国际铁矿石价格“开年看涨”,一路飙升,对于依赖国外铁矿石程度达80%的我国钢铁企业来说,无疑是难以承受之重。

建设平安中国,能源资源安全不能缺位。破解“铁矿石之冏”,“保障能源和战略性矿产资源安全”,人们把期待的目光投向地勘行业。

山东煤田地质人践行地质报国神圣使命,在黄河岸边深勘细探,揭示了煤、铁以及煤层气、页岩气共生共存的地质画卷,讲述了一段煤下找铁的故事。

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跨界突破 煤下找铁勇担当

2013年4月,一个春光明媚的四月天,省自然资源资料档案馆来了几个煤田地质人,他们要查找半个世纪以前黄河北煤田的地质资料。

从上世纪五十年代开始,我省地勘队伍就在黄河北岸开展矿产资源勘查工作,一个单位接着一个单位干,一代人接着一代人找,发现大量煤炭资源,圈划出一个东西长约150公里、南北宽约11—37公里、面积约2268平方公里的区域。这就是“黄河北煤田”。

然而,这里不仅仅有煤。1958年到1975年之间,地勘单位在这里发现大面积重力异常和航磁异常区,这是预示着铁矿赋存的可能性。在当时,寻找铁矿主要从两个方面入手,一是铁矿露头及地下延伸部位,二是强磁异常区。但黄河北煤田的重力和地磁信号非常微弱,属于低缓异常区,未能取得重大发现。从此,有关地质资料也被封存进档案中。

但山东煤田人长期在这一区域开展煤炭资源勘查,积累了丰富的地质工作资料,对于重力和航磁异常始终难以释怀。

2011年国家实施为期10年的“358”找矿突破战略行动,黄河北航磁异常查证又被重新提起,并在潘店煤田区划出铁矿最小预测区开展异常查证。泛亚电竞凭借着长期“深耕”黄河北煤田的底气,主动请缨,揭了“皇榜”。

他们拿到的这个项目是“山东省齐河县潘店地区铁矿调查评价”。以局总工程师王怀洪为首的科研攻关团队,确立了“煤铁兼探、突出深部”的技术路线,在已掌握资料的基础上又搜集了上百份资料,对数百个钻孔的勘查资料进行深入研究,重新厘定该区构造格架、地层结构和岩浆岩侵入体分布情况,开展高精度磁测、重磁剖面测量、重磁异常反演、综合物探信息融合研究,锁定了齐河—禹城地区富铁矿勘查第一钻——ZK1钻孔的位置。

在山东煤田地质人破解低缓航磁异常密码的同时,他们也打破了地质行业分矿种勘查的“壁垒”。原冶金工业部中南地质勘查局总工程师、李四光地质科学奖获得者王永基先生评价这件事时说,山东煤田地质人开展的铁煤多矿种联合勘查,解决了以往“找煤的不找铁、找铁的不管煤”的问题,为煤铁联合开发提供了条件。山东煤田地质人多矿种协同勘查的做法,体现了勘查工作的集约、节约化的发展趋势,在矿业界具有重要的推广意义。

一钻成名 点燃找矿新希望

2016年4月9日,“最美人间四月天”里的一个周末,时任国土资源部地质勘查司司长王昆专程从北京匆匆赶到我局。《中国国土资源报》上一则“山东德州发现富铁矿”的消息引起国土资源部领导的关注,委派王昆前往调研,一探究竟。毕竟,“富铁矿”在中国具有非同寻常的意义,更是不可轻下的结论。

局办公楼前,明媚的阳光洒满大地,一箱箱岩心整齐排列。王昆拿起磁铁靠近岩心,“吧嗒”一声吸在了上面,他心里的疑问也应声落地。

这些岩心来自ZK1钻孔,是首次在该地区发现富铁矿矿体,累计厚度达119米,全铁平均品位达56.75%,最高达69%,实现了富铁矿的重大发现。

王昆说,从报纸上得到在德州发现富铁矿消息后,我感到非常振奋;今天看了岩心,以前没见过含铁量如此高的矿体,感觉非常震憾。这个成果来之不易,这一重大发现为地勘行业注入了一针强大的兴奋剂,让人们看到了在中国寻找富铁矿的希望!

我国铁矿禀赋先天不足。原国土资源部总工程师、国务院参事、国家科技进步奖特等奖获得者张洪涛说,早期国内开展富铁矿找矿大会战,结论为国内基本无富铁矿。中国地质调查局地学文献中心党委书记薛迎喜介绍,目前我国铁矿99%属于品位30%—35%的贫铁矿。全国目前已探明的铁矿石量达800多亿吨,但铁含量超过50%的富铁矿资源不到20亿吨,且大多零散分布。富铁矿被确定为我国紧缺的战略性矿产资源。这也就不难理解,为什么王昆对这一重大发现给予如此之高的评价。

省委、省政府领导高度重视这一发现,时任省委副书记、省长郭树清等省领导相继作出批示。我省与自然资源部联合设立“山东省齐河-禹城富铁矿国家级整装勘查区”,共同推进勘查工作。

国家级整装勘查区的设立,开启了我省富铁矿找矿的新时代。2016年以来,我省又在黄河北地区开展了一系列物探调查和钻探验证工作,泛亚电竞2019年又在禹城市李屯地区实施两个钻孔,分别揭露富磁铁矿体厚度达64米和95米,全铁平均品位超过55%,取得富铁矿找矿重大突破。

理论创新 开辟勘探新方向

实现找矿突破,根本在于理论技术的创新。

薛迎喜介绍,长期以来,我国主流铁矿找矿手段就是对原有矿体延伸部和强磁异常进行查证发现铁矿体,寻找铁矿的手段趋于简单化,建立在此基础上对中国铁矿找矿前景的分析判断也就不太乐观,因为在以往多年的多轮找矿中,主要磁异常大都已进行了查证。

泛亚电竞联合中国地质调查局航遥中心、发展研究中心以及中科院、中南大学、中国矿业大学、中国地质大学、长安大学、山东科技大学等国内知名科研院所,聚力科技攻关,进一步拓展了对“共伴生矿产”的认知,丰富和发展了协同勘查理论与技术体系,提出“煤铁共盆”成矿模式、“巨厚覆盖区找矿协同勘查理论和方法”等新理论,实现了富铁矿成矿理论创新和综合找矿技术方法突破。

对于这一理论体系,王永基认为实现了三个创新。一是首次厘定了山东富铁矿成矿大地构造环境,提出了富铁矿共轭隆陷控矿机理,建立了断隆与断陷区富铁矿形成的理论体系,创新了“煤铁共盆”的成矿新认识。二是构建了富铁矿从“找矿选区”到“矿田确定”再到“矿床定位”的找矿预测技术体系,确定了富铁矿找矿的地质-地球物理预测模型,解决了中生代断陷盆地内煤焦寻铁的找矿靶区优选难题。三是研发了深覆盖条件下微弱地学异常信息的有效提取和增强技术,建立了基于重—磁—电—震多元地球物理探测方法的“空—地—井”协同立体勘查关键技术体系,解决了深覆盖下富铁矿体的精准识别难题,提升了找矿成功率。

理论创新犹如点亮了一盏智慧明灯,为人们探索未知领域指明了方向。2020年11月28日,张洪涛主持对《山东省齐河-禹城整装勘查区富铁矿勘查成果报告》进行了评审,他说,该区煤下找矿难度大,富铁矿找矿成果突出,创新了厚覆盖区煤下富铁矿成矿理论和综合找矿技术方法,打开了鲁西地区富铁矿找矿新空间,开拓了我国北方地区找矿新方向,对于提升我国战略资源保障能力具有重要意义。

地质报国 汇聚发展新动能

站在国家战略层面看待富铁矿找矿绝非危言耸听。日前《中国矿业报》报道,权威机构数据显示,2020年我国累计进口铁矿石11.7亿吨,同比增加9674.6万吨,增幅达9.5%,超过了2017年的最高纪录;金额达8228.7亿元,同比增加17.4%,创历史新高;进口均价为101.7美元/吨,同比上升了7.3%。2016至2020年,我国铁矿石进口量连续5年超过10亿吨,并且,铁矿石进口来源高度集中。

只有“手握储量”,才能“心中不慌”。经初步估算,齐河—禹城矿集区已控制的富铁矿资源量达6000万吨,区内具有形成数亿吨规模富铁矿的巨大潜力,有望成为我国新的重要的富铁矿资源战略储备基地。

黄河流域是我国重要的经济地带,其生态保护和高质量发展被确定为重大国家战略。习近平总书记多次考察黄河流域生态保护和发展情况,擘画了“黄河流域高质量发展”的宏伟蓝图。我省黄河北煤田是国内少有的煤、煤层气、页岩气、富铁矿多矿种集中产出的典型示范区,除富铁矿之外,还发现煤炭资源量50.5亿吨,推断、预测煤层气资源13.47亿立方、页岩气2100亿立方。自然资源部原总工程师彭齐鸣说:“富铁矿即使埋深较大,仍然可以有较好的经济效益,国外有这种深度井下开采加工的经验,可以很好地保护地表生态环境不受影响。”对该地区实行科学规划,实现多矿种“兼探联采”,集约开发利用,必将展开一幅绿色环保、可持续发展的生动画卷。

  凡是过往,皆为序章。齐鲁大地、黄河北岸,这片古老的土地上流传着大禹治水的美丽传说,传承着探索发现的创新精神。如今,站在两个“一百年”奋斗目标的历史交汇点上,山东煤田地质人将秉持光荣传统,继往开来,抒写更加辉煌的篇章。(党群和人力资源部 穆宏)