我国非金属矿产资源现状及勘查技术特点

　　我国非金属矿产资源现状及勘查技术特点

　　     我国非金属矿产种类多，应用领域广，市场潜力大。随着新技术的不断突破，非金属矿产资源在新一轮科技革命及国际产业竞争格局中发挥着重要支撑作用，资源保障尤为重要。新的勘查技术、绿色勘查理念对非金属矿产勘查技术方法提出了更高要求。目前，我国非金属矿产勘查规范还没有覆盖所有非金属矿种，非金属地质矿产技术方法还不能够完全满足我国非金属矿产勘查需求，勘查效率还有待提升。加强非金属矿产地质勘查技术和方法研究十分必要，通过对比分析先进勘查手段、方法的应用效果以及目前矿产勘查中存在的问题，将有效提升非金属矿产勘查效率，最大限度减少勘查投入，满足新时代对非金属矿产资源日益增长的需要。

　　    1.非金属矿产资源勘查现状及在国民经济中的地位

　　    1.1 我国非金属矿产资源勘查现状

　　    我国非金属矿产分类齐全，资源丰富，全国现已探明资源量的非金属矿产地有5000多处。已发现的非金属矿产资源种类94种，其中，查明资源储量的有93种，亚类164种，其中工业矿物非金属矿产40种，工业岩石非金属矿产49种，宝玉石矿产、观赏石4种。

　　    截至2019年底，我国探明资源量居世界前列的非金属矿产有石墨(5.31亿t)、普通萤石（氟化钙2.27亿t）、滑石(2.98亿t)、石膏(825.11亿t)、高岭土(35.37亿t)、重晶石(3.78亿t)、硅灰石(2.25亿t)、水泥用灰岩(1493.16亿t)、菱镁矿(35.02亿t)、膨润土(30.05亿t)、岩盐（14701.26亿t）等。非金属总体资源储量保持增长态势，其中晶质石墨查明资源量比2011年增长177.41%;普通萤石查明资源量则比2011年增长24.04%，其他如硅藻土、高岭土等主要非金属矿种查明资源量也保持较好增长，但高纯石英原料、金刚石、叶蜡石等查明资源量增长缓慢，资源保障程度较低。

　　    1.2 非金属矿产在国民经济中及战略新兴产业中的地位

　　    非金属矿产广泛应用于建材、化工、冶金等工业领域，在国民经济建设中具有重要作用，随着新产业、新技术的发展，不断有新的用途被开发出来，非金属矿产以优异的性能，在战略性新兴产业中发挥重要作用，如石墨用于汽车动力电池，对发展我国新能源汽车，实现弯道超车，提供关键原料；石墨也是核工业、航空航天的关键原料；萤石是氟化工的基础材料，广泛应用于新能源、环保、生物医药等领域；石英是新型材料、新能源的基础性关键材料（硅产业、半导体产业、光伏产业等功能材料和关键基础材料），是功能陶瓷、绿色新型耐火材料、高性能玻璃纤维材料。2016年，我国发布的《全国矿产资源规划(2016～2020年)》中，将晶质石墨、萤石、钾盐、磷等24个矿种（组）列为战略性矿产。目前非金属矿产开发利用进展主要体现在新材料方面，如精细陶瓷、光导纤维、激光材料、复合材料、超细和纳米材料等；同时随着科学技术和社会的发展，在节能、环保、生态等方面有了新的进展；另外，用于传统工业中的非金属矿种范围在不断扩大，同一非金属矿种的应用领域在不断拓宽。非金属矿产工业在保障关键材料安全供给，促进新能源、新技术产业革命中发挥重要作用。

　　    我国非金属矿业发展迅猛，2019年，非金属矿业主营业务收入己达约9000亿元，各类矿山开发及深加工企业数量约10万家，绿色矿山472家。已形成了萤石、石墨、重晶石、硅灰石、硅质原料、膨润土、碳酸钙、凹凸棒石等产业集群区，在新能源、电子信息、节能环保、绿色建材等市场需求的带动下，非金属矿物功能材料、锂离子电池负极材、高性能电子封装材、环保助剂材料、土壤改良剂等深加工及矿物功能材料产品不断开发，主要非金属矿种的深加工产品产值比例已接近60%。资源利用效率大幅提升，已成为名副其实的非金属矿产生产和消费大国。

　　    2.我国非金属矿产资源特点

　　    2.1 矿床成因类型的多样性

　　    我国非金属矿产资源的特点之一是矿床成因类型多而齐全、部分矿种成因复杂，基本涵盖了岩浆型、沉积型、变质型、伟晶岩型、热液型和风化型等6种主要成因类型，且各主类型中又分为26种亚类型。

　　有相当数量的同—矿种具有不同矿床成因类型，并据此划分为不同的矿石自然类型，如石墨矿床成因类型分为区域变质型、混合岩化型、接触变质型、岩浆同化混染型等；滑石矿床成因类型分为岩浆熔离型、生物化学沉积型、区域变质型、接触变质型等；高岭土矿床成因类型分为机械沉积型、低温热液型、残坡冲积型、残余型、淋积型等；石榴子石矿床成因类型分为岩浆分结型、区域变质型、动力变质型、伟晶岩型、矽卡岩型、残坡冲积型等；金红石矿床成因类型分为区域变质型、动力变质型、热液蚀变和热液充填型、残坡冲积型、滨海沉积型等。

　　    2.2 同一矿种工业用途的多样化

　　    我国非金属矿产资源普遍存在同一矿种具有多种不同工业用途的现象，也根据不同工业用途划分为不同的亚矿种，如石灰岩按工业用途划分为9个亚矿种电石用灰岩、制碱用灰岩、化肥用灰岩、熔剂用灰岩、玻璃用灰岩、水泥用灰岩、建筑用灰岩、制灰用灰岩、饰面用灰岩；天然石英砂按工业用途划分为6个亚矿种：玻璃用砂、铸型用砂、建筑用砂、水泥配料用砂、水泥标准砂、砖瓦用砂。

　　    3.我国非金属矿产勘查技术特点与发展方向

　　    3.1 非金属矿产地质勘查规范现状

　　    我国已发现的93种非金属矿产资源中自然资源部已经发布行业规范39部，其中涵盖了石墨、高岭土、石灰岩、白云岩、石膏等39个主要矿种。各类规范不是简单适用于某矿种，如DZ/T0291-2015《饰面石材矿产地质勘查规范》适用于饰面用花岗岩、饰面用大理岩、饰面用角闪岩、饰面用辉绿岩、饰面用闪长岩、饰面用辉长岩等11个矿种；DZ/T0341-2020《矿产地质勘查规范建筑用石料类》涉及建筑用花岗岩、建筑用玄武岩、建筑用大理岩、建筑用凝灰岩等10个矿种；DZ/T0213-2020《矿产地质勘查规范石灰岩、水泥配料类》主要适用于水泥用粘土质原料和水泥用硅质原料，水泥用粘土质原料包括粘土、黄土、红土、页岩和板岩；水泥用硅质原料包括砂、砂岩、石英岩和脉石英。

　　    在己发布勘查规范中，部分工业用途的亚矿种并未提出相应的评价指标，如云母、化肥用灰岩、化肥用石英岩、砖瓦用砂、陶粒页岩、砖瓦用页岩、建筑用页岩、铸型用粘土、砖瓦用粘土、陶粒用粘土、保温材料用粘土、耐火用橄榄岩、化肥用橄榄岩、化肥用蛇纹岩、熔剂用蛇纹岩、铸石用玄武岩、岩棉用玄武岩、水泥混合材用玄武岩、水泥用辉绿岩、铸石用辉绿岩、水泥混合材用安山玢岩、水泥混合材用闪长玢岩、玻璃用凝灰岩、水泥用凝灰岩、玻璃用大理岩等。

　　    目前尚未发布行业勘查规范的非金属矿种有自然硫、水晶、刚玉、钠硝石、蓝石棉、电气石、石榴子石、蛭石、沸石、明矾石、冰洲石、砷、白垩、天然油石、含钾岩石、含钾砂页岩、陶瓷土、凹凸棒石粘土、海泡石粘土、伊利石粘土、累托石粘土、铁矾土、橄榄岩、蛇纹岩、玄武岩、辉绿岩、珍珠岩、浮石、霞石正长岩、粗面岩、凝灰岩、火山灰、火山渣、片麻岩、麦饭石、颜料矿物、宝玉石矿产和观赏石等54个矿种。目前此类矿种在开展地质勘查工作时一般类比相近矿种或参考已经进行勘查的相同矿种。

　　    3.2 非金属矿产勘查技术方法的多元化

　　    我国非金属矿产资源勘查技术方法的特点是手段多样、测试与评价指标多元化，既包括常规技术方法手段，又包括特殊的技术方法手段。

　　    常规勘查技术方法主要有：地质测量（含地质填图和地质剖面测量）、水工环地质勘查、物探、山地工程、钻探、采样等。

　　    地质测量在矿体出露地表的适用性较好，但在重覆盖区寻找隐伏矿体时效果较差，往往需要其他勘查手段进行，如石膏矿、金刚石原生矿、煤系地层高岭土等。水工环地质勘查针对位于当地侵蚀基准面以上的露天开采矿床勘查投入工作相对较少；但对于开发利用条件复杂的矿床还需进行专项水工环地质勘查工作。山地工程在矿体出露地表或浅覆盖区的适用性较好，但在重覆盖区开展山地工程局限性较大。钻探工程是用于查验隐伏及深部矿体最直接有效的手段，但新形势下需做好绿色勘查工作。

　　    物探技术在部分非金属矿产找矿与勘查中得到广泛应用：自然电场法、电测深法、联合剖面法、激发极化法、电测井等物探方法在石墨找矿与勘查中效果明显，如新疆黄羊山石墨矿找矿中激发极化法在勘查边界圈定及深部资源推断中得到了很好的运用，取得了重大的找矿成果，成为我国首个超大型规模岩浆同化混染型石墨矿床；针对石墨矿相对于围岩一般具有低阻高极化的特性，运用时间域激电及等距对称四极测深装置测得的视极化率、通过反演计算取得的视电阻率等主要参数，结合石墨矿体的实际产状确定矿体空间位置，准确地圈定矿体的分布范围。四川南江尖山石墨矿采用自然电场法与激电测深法相结合的综合物探方法取得了良好的找矿效果；在自然电位法确定成矿区域的基础上，使用激电测深法确定矿化体的位置、边缘及顶板埋深，为开展地质工作提供了物探依据。视电阻率中梯和测深的成功应用，助力“中西部地区晶质石墨等特种非金属矿产调查”和“东部地区脉石英叶蜡石等特种非金属矿调查评价”二级项目取得石墨、脉石英找矿重大突破。四极对称垂向电测深法在石膏矿找矿与勘查中效果明显，如山东苍山、枣庄两个大型石膏资源基地的发现。高精度磁法测量与视电阻率垂向电测深在寻找隐伏的金刚石原生矿石有良好的效果，如蒙阴常马庄“胜利I号”金伯利岩管的发现。

　　    非金属矿产资源勘查的测试评价指标的多元化、特殊性主要体现在：除根据不同矿种的工业用途所进行的化学组分测试分析外，矿石的物理特性、完整程度等也作为部分矿种重要的评价指标，如：石墨的片度测定，饰面石材的放射性、荒料率测定，碎云母含量、白度、片度测定，金刚石自然重砂、人工重砂、重砂矿物电子探针波谱分析、金刚石单矿物测定（激光拉曼、红外光谱、包裹体测试），粘土矿物的X-衍射分析、白度测定、光泽度，根据不同的工业用途所进行的物理工艺性能测试、加工技术性能测试等。

　　    3.3 非金属矿产勘查技术方法发展方向

　　    随着时代的进步和科学技术的突飞猛进，新技术、新方法在非金属矿产勘查工作中应用的越来越多，大大提升了工作效率和工作质量，如无人机低空摄影测量、数字填图和数据库建设等已广泛应用。但遥感技术、无人机物探、绿色勘查（如浅钻代槽、一基多孔、一孔多支、空气反循环钻探）、野外快速分析测试技术、数字地质调查全流程应用、三维地质建模、综合勘查与综合评价技术等新技术、新方法的应用尚在起步阶段，应继续加强其在非金属矿产勘查中推广与应用的力度，不断探索低耗、高效、环保的新型勘查技术方法组合。如遥感技术的成功运用助推新疆黄羊山石墨找矿取得了重大找矿突破，并建立了一套遥感—地质—物探—探槽—钻探石墨综合找矿技术方法组合。

　　    4.结论与建议

　　    (1)为满足各工业领域和新能源、新技术产业对非金属矿产资源的需求，提高资源保障程度，保障国家资源安全，在新形势下应不断加强非金属矿产地质勘查力度，加大勘查投入，重点加强战略性非金属矿产（石墨、钾盐、萤石、磷等）、新兴产业所需非金属矿产（高纯石英、叶蜡石、硅灰石、金刚石等）和大宗紧缺非金属矿产的地质找矿和勘查工作。

　　    (2)加强新技术、新方法在非金属矿产勘查中推广与应用的力度；大力加强绿色勘查工作，大力推广低耗、高效、环保的方法、技术、工艺和设备开展地质勘查，有效减少对生态环境影响的程度、范围及持续时间，落实绿色发展理念，实现地质勘查、生态环保、社区和谐的多赢效果。

　　    (3)加强矿产地质勘查规范编制和更新工作，以指导地质勘查工作的科学性和系统性；无现行规范可依的矿种适时制定相应的矿产地质勘查规范；针对现有的非金属矿产地质勘查规范定期征集实际应用中存在的问题与意见，并及时修订。   

　　                                          摘自：《中国非金属矿工业导刊》2023年第1期