中國鎳礦資源現(xiàn)狀與國家級鎳礦床實(shí)物地質(zhì)資料篩選

孔令湖，鄧文兵，2，尚 磊

(1.自然資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河 065201；2.中國地質(zhì)科學(xué)院，北京 100037)

鎳是一種重要的有色金屬，以其優(yōu)良的延展性、可塑性和耐腐蝕性，在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用廣泛。中國鎳礦儲量水平中等，截至2018年底，中國鎳礦(金屬)查明儲量為1 187.88萬t，其中，新增儲量6.2萬t，位居世界第9[1-2]。但與國外鎳礦相比，國內(nèi)鎳礦資源主要表現(xiàn)出分布集中、類型單一、人均資源量少等特點(diǎn)。改革開放后，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，中國鎳消費(fèi)量逐年遞增，自2005年起已成為鎳礦最大消費(fèi)國[3]。但與之相對的是，中國鎳金屬產(chǎn)量嚴(yán)重不足，80%以上鎳資源依賴進(jìn)口，其中90%以上為紅土型鎳礦[4]，面臨較為嚴(yán)重的鎳資源危機(jī)。

中國對鎳礦資源的勘探開發(fā)始于20世紀(jì)50、60年代，歷經(jīng)多年發(fā)展，探明和開采了為數(shù)眾多的礦床，取得了舉世矚目的成果。但實(shí)物地質(zhì)資料管理相對落后，傳統(tǒng)觀念導(dǎo)致對實(shí)物地質(zhì)資料重視不夠，造成許多資料遺失。因此，應(yīng)在全國范圍內(nèi)篩選一批具有重要性、典型性、代表性的鎳礦實(shí)物地質(zhì)資料，作為國家實(shí)物地質(zhì)資料館I類實(shí)物地質(zhì)資料，永久保存，以便于后續(xù)地質(zhì)科研工作，省館以此目錄為參考，劃定Ⅱ類實(shí)物地質(zhì)資料目錄，構(gòu)建完整的鎳礦實(shí)物體系，既能及時、有效地保存鎳礦地質(zhì)資料，展示找礦成果，又能發(fā)揮實(shí)物資料信息社會科學(xué)化、系統(tǒng)化服務(wù)的作用，同時為制定相應(yīng)的地質(zhì)找礦政策提供支撐。從這個目的出發(fā)，筆者總結(jié)前人資料，綜合考慮中國鎳礦資源特點(diǎn)、分布規(guī)律和成因類型，初步篩選出國家級鎳礦床實(shí)物資料目錄。

1 中國鎳礦資源特點(diǎn)

中國鎳礦資源呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：1)儲量高度集中，但開采條件不利。中國已探明的鎳礦資源分布高度集中，全國約90% 以上的保有儲量集中于甘肅、新疆、青海、云南、四川，其中可采儲量的90% 集中在甘肅金川。這同澳大利亞82% 的鎳資源集中于卡爾古利、俄羅斯70% 的鎳資源集中于諾里爾斯克的情況十分相似。但從開采條件看，卡爾古利、諾里爾斯克等礦床大大優(yōu)于我國金川鎳礦；2)礦床類型以硫化物型為主，儲量約占國內(nèi)總量的85%，多年來開采強(qiáng)度過大；紅土型鎳礦分布局限，儲量不多，且品位偏低(含鎳0.91%)；3)單一礦種少，伴生礦種多。鎳礦床物質(zhì)組成復(fù)雜，往往伴生有鉑、鈷、金、銀、硒、碲等多種稀貴金屬，對選冶技術(shù)條件要求較高，工藝較復(fù)雜[5]。

綜上，中國鎳礦資源總體呈現(xiàn)分布高度集中、以硫化物型為主且伴生礦種多、難于開采的特點(diǎn)，導(dǎo)致近年來中國鎳礦產(chǎn)量與社會發(fā)展高需求不匹配，國內(nèi)鎳礦自給率不足，每年需要從國外進(jìn)口大量鎳礦原礦石，原料對外依存度常年超過80%，長期處于供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。

2 中國鎳礦資源的分布

2.1 地理分布

中國31個省(市、區(qū))中，已有19個省(市、區(qū))探明存在鎳礦床，但主要集中于甘肅、新疆、青海和吉林，合計(jì)占全國資源量79%。甘肅鎳礦儲量位列全國之首，占全國鎳礦總儲量的62%，其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)[6]。從區(qū)域上看，中國鎳資源主要分布在西北、西南和東北，其保有儲量占全國總儲量的比例分別為76.8%、12.1%、4.9%。

2.2 時代分布

中國鎳礦成礦時代延續(xù)性較強(qiáng)，自中-新元古代至新生代，均有代表性鎳礦床產(chǎn)出。但成礦期主要集中于中-新元古代和晚古生代。山東桃科鎳礦是中元古代典型礦床，其形成時代為長城系，是中國目前已知的形成時代最早的鎳礦床，同時代的鎳礦床還有河北杏樹臺、新疆秦布拉克與吉林新安鎳礦等；而聞名遐邇的甘肅金川鎳礦則是新元古代代表性鎳礦床，同時代的鎳礦還包括陜西煎茶嶺、廣西大坡嶺、河南周庵以及新疆興地塔格鎳礦。雖然中-新元古代礦床眾多，但成礦類型全為巖漿型鎳礦床。而中國海相沉積型鎳礦床的形成時期為早古生代寒武紀(jì)，含礦巖系為黑色頁巖，與鎳伴生的礦種有鉬與釩，沉積相為碳酸鹽臺地相，以貴州遵義陳家灣、湖南大坪鎳礦等為代表。而寒武紀(jì)還產(chǎn)出風(fēng)化殼型鎳礦床，但僅發(fā)育在青海拉脊山地區(qū)，為元石山鎳礦床。之后的奧陶紀(jì)，在國內(nèi)未發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦床產(chǎn)出。志留紀(jì)鎳礦以青海拉水峽與湖北銀山寨鎳礦為代表。晚古生代是中國鎳礦床形成的另一個高峰，礦床類型以巖漿型為主，而二疊紀(jì)是晚古生代鎳礦形成的高峰，產(chǎn)出了國內(nèi)很多著名的鎳礦床，有新疆坡十、坡一、喀拉通克、黃山、黃山東、云南力馬河、白馬寨。中生代國內(nèi)鎳礦形成環(huán)境均為造山帶，代表性礦床為吉林紅旗嶺、赤柏松、西藏玉古拉鎳礦床。新生代是風(fēng)化殼型鎳礦形成的主要時期，主要集中于中國南方地區(qū)，代表性礦床有云南墨江—金廠、邦滇寨鎳礦床[7]。

2.3 空間分布

在空間上，我國鎳礦床分布相對集中，往往具有成群分布的特征，但不同地區(qū)在疏密上有區(qū)別；從地理位置看，在我國北方和南方均有分布，北方地區(qū)相對南方較為發(fā)育；在大地構(gòu)造位置上，除海相沉積型鎳鉬釩礦床產(chǎn)在揚(yáng)子克拉通內(nèi)部外，其余礦床均產(chǎn)在造山帶或克拉通邊緣等相對活動的構(gòu)造單元，如天山造山帶、興蒙—吉黑造山帶、秦祁昆造山帶、華北板塊、揚(yáng)子板塊和塔里木板塊邊緣[8]。

3 中國鎳礦床的主要成因類型

全球已探明陸基鎳資源中，硫化鎳成因的鎳資源量為1.05億t，占比為27.4%，而紅土型鎳礦資源量為1.26億t，占比達(dá)72.6%。而由于紅土型鎳礦埋藏深度淺、開采難度低的特點(diǎn)，隨著紅土型鎳礦工藝技術(shù)進(jìn)步與全球鎳需求總量持續(xù)增加，紅土型鎳礦鎳產(chǎn)量自1950年的15%增至2010年比例超過50%[4]。而與世界不同，中國鎳礦在儲量和開采量上都以巖漿型銅-鎳礦為主，且伴生礦種多、綜合利用價值高。而風(fēng)化殼型鎳礦只占總量的5%，數(shù)量較少，礦床規(guī)模通常也都不大，以云南墨江—金廠鎳礦床為代表。海相沉積型鎳礦則數(shù)量更少，只占總數(shù)的2%，代表性礦床為湖南天門山鎳礦床。

4 國家級鎳礦床實(shí)物資料目錄篩選

4.1 入選條件

國家實(shí)物地質(zhì)資料館(以下簡稱國家館)，是國家級實(shí)物地質(zhì)資料館藏機(jī)構(gòu)，承擔(dān)國家重要實(shí)物地質(zhì)資料采集、管理、開發(fā)研究和利用等職責(zé)[9-10]。國家級礦產(chǎn)實(shí)物地質(zhì)資料反映中國礦產(chǎn)資源成礦特點(diǎn)，是展現(xiàn)全國礦產(chǎn)勘查與科技工作水平的實(shí)物地質(zhì)資料[11]。中國鎳礦開采歷史悠久，礦床數(shù)量眾多，實(shí)物地質(zhì)資料類型與數(shù)目龐大，不可能均作為國家級實(shí)物地質(zhì)資料永久保存。因此，需要依據(jù)國家級實(shí)物地質(zhì)資料篩選的重要性、典型性與代表性原則，將全國范圍內(nèi)最具收藏價值的鎳礦實(shí)物地質(zhì)資料篩選進(jìn)入國家館。依據(jù)當(dāng)前中國鎳礦資源的特點(diǎn)、類型與分布特點(diǎn)等因素，對鎳礦實(shí)物地質(zhì)資料篩選主要考慮成因類型、成礦區(qū)帶、成礦時代與規(guī)模等條件。

4.1.1 成因類型

中國鎳礦成因類型有三大類，為巖漿型銅—鎳硫化物礦、風(fēng)化殼型鎳礦和海相沉積型鎳礦床。巖漿型銅—鎳硫化物礦，因其常與基性—超基性巖有關(guān)，故又稱基性—超基性鎳—銅硫化物型礦床，這類礦床具有品位高、易選冶的特點(diǎn)，是中國鎳礦的主要資源類型和來源[9]。近年來，在青海夏日哈木、新疆坡北地區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦床，級別也已達(dá)超大型。風(fēng)化殼型鎳礦，又稱紅土型鎳礦，根據(jù)其資源特點(diǎn)，將成為世界鎳資源開發(fā)的重點(diǎn)。隨著硫化物型鎳資源的枯竭，中國必然參與國外紅土型鎳礦資源的勘探開發(fā)。由于紅土鎳礦一般都伴生有鈷、鐵、鉻等多種有價金屬，其綜合利用的必要性顯而易見[12]。而海相沉積型鎳礦床，由于其多金屬難處理的特點(diǎn)，以往在中國利用較少，不過隨著近年來硫化物型鎳礦的過度開采與海相沉積型鎳礦的選礦工藝的技術(shù)成熟，初步展現(xiàn)出一定的發(fā)展?jié)摿?。綜上，篩選國家級鎳礦實(shí)物資料，系統(tǒng)地篩選中國鎳礦三大類的典型礦產(chǎn)，并應(yīng)按各類型鎳礦床儲量占比有所側(cè)重，同時兼顧各亞類中代表性礦床。

4.1.2 成鎳帶

陳毓川等[7]以徐志剛等[13]劃分的全國多礦種成礦區(qū)帶為基準(zhǔn)，以鎳礦的空間分布特點(diǎn)為基礎(chǔ)，并根據(jù)鎳礦的成因類型、成礦規(guī)律與成礦地質(zhì)條件，在全國范圍內(nèi)劃分出30個成鎳帶，其中重要成鎳帶13個，一般成鎳帶17個。13個重要成鎳帶中含12個巖漿作用成鎳帶與1個風(fēng)化殼作用成鎳帶，分別為：南阿爾泰成鎳帶、東天山成鎳帶，內(nèi)蒙古北山成鎳帶、甘—新北山成鎳帶、龍首山成鎳帶、東昆侖成鎳帶、丹巴成鎳帶、吉中—延邊成鎳帶、東秦嶺成鎳帶、揚(yáng)子北緣成鎳帶、揚(yáng)子南緣成鎳帶、峨眉山成鎳帶、墨江—綠春成鎳帶(表1)。此13個成鎳帶中典型礦床應(yīng)為國家館收藏的重點(diǎn)，其余成礦帶中代表性礦床也應(yīng)有所反映。

表1 中國主要的成鎳帶及代表性礦床

(續(xù)表1)

4.1.3 成礦時代

針對中國鎳礦成礦期主要集中于中—新元古代、晚古生代和新生代，而新生代是風(fēng)化殼型鎳礦形成的主要時期，在篩選國家級鎳礦床實(shí)物資料目錄時，重點(diǎn)收藏中—新元古代、晚古生代與新生代鎳礦，兼顧其他時代的典型礦床。

4.1.4 礦床規(guī)模

超大型、大型鎳礦床能較為全面地反映該成鎳帶或成鎳省的成礦規(guī)律，在探究鎳礦的成礦作用，預(yù)測區(qū)域成礦潛力方面，具有中、小型礦床不能替代的價值與意義。如湯中立院士在研究金川鎳礦時提出的著名的“小巖體成大礦”成礦理論，并在其后根據(jù)這個理論勘探發(fā)現(xiàn)了不少大型鎳礦。因而超大型、大型鎳礦實(shí)物地質(zhì)資料是國家館優(yōu)先收藏的目標(biāo)。而匯聚板塊邊緣發(fā)育的中—小型巖漿銅鎳硫化物礦床近年來逐漸成為國際上巖漿型鎳礦床勘查和研究的新熱點(diǎn)，在探究成礦時的殼?；旌献饔煤统傻V機(jī)制方面，具有重大的科研價值。故應(yīng)對典型成礦帶和研究熱點(diǎn)的中—小型巖漿銅鎳硫化物礦床針對性篩選。

4.2 篩選結(jié)果

綜合鎳礦實(shí)物地質(zhì)資料的篩選條件，結(jié)合中國鎳礦資源的特點(diǎn)，初步在全國范圍內(nèi)確定了33個鎳礦床為國家館重點(diǎn)收藏的對象，具體目錄見表2。目前，國家館已少量收藏了其中典型礦床的部分實(shí)物地質(zhì)資料，如吉林省磐石市紅旗嶺鎳礦、云南省元江縣元江鎳礦、甘肅省金昌市白家嘴子礦區(qū)鎳銅礦、青海省格爾木市夏日哈木銅鎳礦、新疆若羌縣坡北—旋窩嶺一帶鎳礦、新疆哈密市黃山東銅鎳礦、四川省丹巴縣楊柳坪鉑鎳礦?？梢钥闯?，國家館鎳礦庫藏體系建設(shè)任重道遠(yuǎn)，未來，隨著找礦成果的發(fā)布，在完善此目錄的基礎(chǔ)上，篩選國家級與省級鎳礦實(shí)物地質(zhì)資料，系統(tǒng)建設(shè)國家館鎳礦庫藏體系。

表2 國家實(shí)物地質(zhì)資料館鎳礦床篩選目錄

(續(xù)表2)

(續(xù)表2)

5 結(jié)論

鎳礦是關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，鎳金屬礦產(chǎn)資源對一個國家安全意義重大。鑒于此，鎳礦也是國家館重點(diǎn)收藏的礦種之一。本文在總結(jié)中國鎳礦的成因類型、分布特征與資源特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為國家級鎳礦實(shí)物資料篩選應(yīng)主要考慮：1)系統(tǒng)篩選中國鎳礦三種類型的典型礦產(chǎn)，同時兼顧各亞類中代表性礦床；2)力求所有成鎳帶典型鎳礦均有反映，以13個重要成鎳帶為重點(diǎn)；3)重點(diǎn)收藏中—新元古代、晚古生代與新生代鎳礦，兼顧其他時代的典型礦床；4)優(yōu)先收藏超大型、大型鎳礦床。本文以以上幾個入選條件為篩選依據(jù)，并結(jié)合鎳礦資源特點(diǎn)和最新找礦成果，初步在全國范圍內(nèi)確定了33個國家館優(yōu)先收藏的典型鎳礦床。

中國鎳礦儲量中等，但鎳礦的開發(fā)利用已經(jīng)歷半個多世紀(jì)，在地質(zhì)前輩們不懈奮斗下，產(chǎn)生了眾多找礦成果，同時也產(chǎn)生了大量實(shí)物地質(zhì)資料。然而，由于國內(nèi)實(shí)物資料統(tǒng)一管理起步晚，發(fā)展慢，造成地質(zhì)工作者匯交意識淡薄，實(shí)物地質(zhì)資料管理落后，導(dǎo)致很多反映地質(zhì)找礦成果的實(shí)物資料遺失和損毀，使國家資源遭到浪費(fèi)，個別鎳礦床業(yè)已閉坑，可能再也無法產(chǎn)生實(shí)物資料。因此，筆者建議國家館與省地質(zhì)資料館，參考本文確定的33個典型鎳礦目錄，及時有效地保存實(shí)物資料。同時建議國家館應(yīng)結(jié)合“走出去”戰(zhàn)略，在“一帶一路”的政策和國內(nèi)企業(yè)積極參與海外礦藏的勘探與開發(fā)的背景下，收集企業(yè)在海外投資的紅土型鎳礦實(shí)物地質(zhì)資料，補(bǔ)充完善構(gòu)建國家?guī)觳伢w系，服務(wù)科研生產(chǎn)。