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中国最能挖黄金的地方你未必猜得到

今年以来,国内外金价持续上涨。黄金成了很多人的心头好,大家涌入金店,买金、卖金。黄金因其不易发生化学变质而带来…

今年以来,国内外金价持续上涨。黄金成了很多人的心头好,大家涌入金店,买金、卖金。黄金因其不易发生化学变质而带来的价值稳定性,以及天然储量的稀缺性,成为了许多人资产配置中的优选。

很多人可能不知道的是,中国是目前全球黄金开采量最大的国家,也是最大的买家。据统计,国内的黄金产量自 2016 年以来一直维持在 300 吨以上,2023 年的年产量超 370 吨,约占全球总产量的 12%。

那么,中国黄金出自哪里呢?大多数人可能会选择南方,因为咱们国家的有色金属分布主要集中分布在南方。但让人吃惊的是,中国的黄金储量和产量最高的省份竟然是山东!

根据自然资源部发布的《2022 年全国矿产资源储量统计表》,2022 年全国黄金总储量为 3127.46 吨,其中山东省(967.93 吨)几乎占全国总储量的 30%,且远远超过第二名甘肃(283.36吨)、第三名云南(218.26 吨)。

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图源:《2022 年全国矿产资源储量统计表》

根据中国黄金协会发布《中国黄金年鉴 2023》,山东的黄金产量也遥遥领先,达到 147.39 吨,把第二名河南省远远甩在后面。

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图源:《中国黄金年鉴 2023》

为什么山东会有这么多黄金矿产资源?还能开采出这么多黄金?

它背后不仅有得天独厚的金矿资源加持,更是几代人勘探、开采、加工技术的创新与应用所积累的成果。

山东金矿为什么那么多?

金元素的起源要追溯到宇宙的深处,它是超新星爆炸后的产物,大爆炸过程中恒星内部大部分物质被抛射到宇宙中,并进一步形成更重的元素,这其中就诞生了金。

这些更新、更重的元素随后又参与到新的恒星或行星的成形过程中,这里面便有了我们的地球。也就是说,在地球诞生之初,金元素就参与了我们星球的建构。

不过,大部分金元素深藏于地核之中,被开采的可能性极低。只有一部分金元素在特定地质构造及地质作用下,不断富集,进而演变成后来可被人工开采的矿床,随后被人类开采,并转化为了黄金。这个过程相当不容易,不仅需要地壳中有金元素富集,还需要特定的地质作用。

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黄金的矿床被分为很多类型,有学者将其分为岩浆型金矿床、与构造有关的金矿床、沉积型金矿床、变质金矿床四个大类,在这几个大类之下又细分出众多子类。

中国虽不是全球黄金资源最多的国家,但金矿丰富且类型多样。它们分布于国内多个省份和地区,不同区域可能以某一种或者几种类型的金矿为主。如此分散的分布特征与中国所处的板块位置和所经历的地质时代密切相关。

我国位于欧亚板块东南部,黄金矿床的形成受到板块构造运动的影响——板块间的碰撞、俯冲而形成特殊地质构造为金矿的形成提供了基础的动力来源。

以断裂带为例,这些大地的裂痕反而成为金矿形成的温床。地球表面在构造活动所产生的巨大力量之下,撕裂了岩石,也创造出一条条断裂带,它们成为矿物富集的起点。

这些断裂带就像通道,源源不断地引导富含矿物质的热液向上迁移。伴随热液的上升,压力和温度的变化进一步促使像金这样的矿物质沉淀,形成矿脉。

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受断裂控制的金矿化与构造位置关系,图源:参考文献 [2]

中生代时期,中国岩浆活动广泛分布,这为金矿的形成提供了必要的热量物质来源,也造就了今天国内金矿分布的特征。

而山东如今成为全国黄金资源储量最多的省份,得益于其地表之下的构造-岩浆运动,形成了“郯城-庐江断裂带”等深度大、范围广的断裂带,它们是山东地区金矿成形的温床。

尤其是,目前世界第三大金矿富集地——山东胶东地区,其黄金资源的开采历史可追溯到春秋战国时期。

有史可考的招远采金活动,可追溯至宋景德四年(公元 1007 年),宋真宗派大臣潘美到招远督采黄金,从此招远的黄金文化开始繁荣发展。当时的招远更是留下“金穴数百处,岁溢数千两”的记载。

深部找矿的理论突破让“山东黄金”脱颖而出

然而,单是金矿资源丰富,并不足以让山东金矿在全国脱颖而出。毕竟,“我有”并不代表“我知道在哪”“我能开采出来”。

尤其是,金矿往往存在于地壳深处,地下地质构造复杂,存在高温、高压、地下水等不利条件,开采难度非常之大,存在巨大风险。

真正让“山东金矿”脱颖而出,离不开我国地质工作者在“金矿成矿”理论上的突破。

作为中国的重要黄金产地,上世纪 90 年代到本世纪初,山东金矿的找矿进展一度非常缓慢。彼时已勘查且已开发的矿山多以浅部矿居多,这些矿床面临资源枯竭,部分矿山可采年限不 5 年等问题。

为解决这一资源危机,山东省地质矿产勘查开发局、省第六地质矿产勘查院联合中国地质科学院及北京大学等科研单位和高校,共同研究、探索深部找矿理论,这在世界上也还是一个大难题。当时,科研人员将深部找矿的重点放在三山岛带、焦家带、招平带和海阳牟平带。

经过十多年的联合攻关,科研人员逐步突破难题,摸清了深部成矿的规律,并构建出新的理论,为找矿施工提供指导。

总结起来,在深部找矿问题上有三大理论突破:

首先,科研人员对断裂带的特征有了更明确的认识。通过探查与研究,他们确认胶东地区主要的断裂带呈现出上陡下缓的铲式断裂。

这种铲式断裂沿走向和倾向往往呈舒缓波状展布,沿倾向倾角的陡、缓交替形成台阶型式。这一新的认识突破传统视角,扩充了找矿的空间。

其次,他们总结出胶东地区矿床的富集特征——呈阶梯式分布。这是由于成矿流体沿断裂运移时,断裂缓倾地段顶部压力大,流体横向逸散速度慢,因而更容易沉淀成矿。

该成矿模型的建立,解决了深部成矿空间、赋矿位置、找矿方向的问题,并解释了陡倾段无矿规律,及深部无矿段的成因。

最后,建构了焦家式“热隆—伸展”成矿理论模型。中国东部地幔在白垩纪时期隆起,壳幔的相互作用导致胶东地区产生壳幔同熔型花岗岩。

这种花岗岩的特点是,在地质过程中,地壳和地幔的物质在部分熔融状态下混合而形成。它进而又驱动流体循环、萃取壳源花岗岩中的成矿物质,形成花岗岩穹窿—伸展构造。

在主构造带中,流体交代构造岩形成蚀变岩型矿体;在花岗岩穹窿边缘,流体沿张裂隙充填成矿,即石英脉型金矿。这一成矿理论的建构,在解释胶东金矿成矿规律,及蚀变岩型金矿和石英脉型金矿的时空关系同时,也揭示出当地深部找矿的巨大潜力。

伴随着深部找矿的理论突破,山东探明的黄金储量数字不断增长。

2023 年,山东黄金集团在济南召开新闻发布会,宣布西岭金矿是目前已探明的国内资源量规模最大的巨型单体金矿床,该金矿探明的新增“金”金属量近 200 吨,累计“金”金属量达 580 吨,潜在经济价值 2000 多亿元。西岭金矿同时也被认为是属于世界级巨型单体金矿床。

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三山岛金矿,西岭金矿位于正在开采的三山岛金矿深部,图源:山东省自然资源厅

黄金开采技术的研发、创新让“山东黄金”坐稳第一

如此庞大的资源储量,奠定了山东在全国黄金产地中的地位。与此同时,他们不断在开采技术上的研发投入,这使得山东稳坐全国黄金产业的领先地位。

在深部开采方面,一项项专利技术不断走向实践、创新。

例如在西岭金矿,自主研发出适合深部钻探的“钻杆柱深度极限使用”“抗盐抗高温钻井液”“小口径绳索取心定向钻进”三合一集成关键技术,在确保深部钻探成功实施地同时,也有效提高了深部资源的勘查开采效率。

此外,在深井采矿技术方面,山东的作业能力也不断向更深处延伸。

比如三山岛金矿内的三山岛副井,目前已突破千米大关,成为亚洲第一深矿井,井深达 1915 米,其井架采用的是国内最大的 Ⅷ 型井架。该井架历时 3 个多月研制生产,可以经受住 1436 吨载荷的考验,具备满足井深 1800-2500 米、净直径 11 米的立井施工能力。

开采技术之外,智能化技术的研发与应用,也极大提升了山东金矿的开采能力与效率。

比如,焦家金矿目前已完成基于 WiFi6Mesh 组网环境下的无轨设备,远程操控井下实操基地的试验。该试验也是全国首例矿山大型无轨设备基于 WiFi6Mesh 组网的远程操控,目前已在部分智能采区试投用,它的投用开创了国内该项技术的先河。

物联网、大数据、人工智能、5G 等前沿技术在山东矿山的广泛应用。这些智能化技术推动了山东在采矿工艺、选冶技术等方面的优化与进步,并在此基础上带来矿山面向机械化、规模化、智能化的方向不断改进。

智能化技术的应用、融合,在提高效率的同时,也逐步减少对人力的依赖,提升了矿井作业的安全性和准确性。

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5G 远程控制智能铲运机,图源:山东黄金集团公众号

总之,理论层面的创新与开采、管理技术的创新与数字化,让山东的淘金故事自宋延续至今,并书写出一个数智化的现代版本。

消费市场黄金热的背后,不仅折射出的是一个时代社会情绪,还反映出了我国不断成长起来的地质采矿业的成长与发展。

参考文献

[1]《山东两座“黄金城”,撑起中国黄金产量半壁江山》https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_26801613

[2]《全球金矿床类型划分》https://www.cgsjournals.com/zgdzdcqkw-data/dztb/2015/06/PDF/20150622.pdf

[3]《山东地矿局创新胶东金矿找矿理论》https://www.cgs.gov.cn/xwl/cgkx/201603/t20160309_279986.html

[4]《极为罕见!山东发现世界级大金矿!》https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_23147173

[5]《千米“掘”战 探地先锋——在建亚洲第一深井突破千米》https://www.coalchina.org.cn/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=16&id=148463

[6]《山东黄金集团:科技赋能 “中国式创新”加快形成新质生产力》http://ccpd.china.com.cn/2024-01/31/content_42688868.html

策划制作

作者丨逸骁 北京大学 传播学 硕士

审核丨张玉韩 自然资源部信息中心副研究员

策划丨林林

责编丨林林

审校丨徐来

(来源:快科技)

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作者: useredtyjetj

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