中國最能挖黃金的地方你一定猜不到
今年以來,國內外金價持續上漲。黃金成了很多人的心頭好,大家湧入金店,買金、賣金。黃金因其不易發生化學變質而帶來的價值穩定性,以及天然儲量的稀缺性,成為了許多人資產配置中的優選。
很多人可能不知道的是,中國是目前全球黃金開採量最大的國家,也是最大的買家。根據統計,國內的黃金產量自2016 年以來一直維持在300 噸以上,2023 年的年產量超370 噸,約佔全球總產量的12%。
那麼,中國黃金出自哪裡呢?大多數人可能會選擇南方,因為咱們國家的有色金屬分佈主要集中分佈在南方。但讓人吃驚的是,中國的黃金儲量和產量最高的省份竟然是山東!
根據自然資源部發布的《2022 年全國礦產資源儲量統計表》,2022 年全國黃金總儲量為3127.46 噸,其中山東省(967.93 噸)幾乎佔全國總儲量的30%,且遠超過第二名甘肅(283.36噸)、第三位雲南(218.26 噸)。
圖源:《2022 年全國礦產資源儲量統計表》
根據中國黃金協會發布《中國黃金年鑑2023》,山東的黃金產量也遙遙領先,達到147.39 噸,把第二名河南省遠遠甩在後面。
圖源:《中國黃金年鑑2023》
為什麼山東會有這麼多黃金礦產資源?還能開採出這麼多黃金?
它背後不僅有得天獨厚的金礦資源加持,更是幾代人勘探、開採、加工技術的創新與應用所累積的成果。
山東金礦為什麼那麼多?
金元素的起源要追溯到宇宙的深處,它是超新星爆炸後的產物,大爆炸過程中恆星內部大部分物質被拋射到宇宙中,並進一步形成更重的元素,這其中就誕生了金。
這些更新、更重的元素隨後又參與新的恆星或行星的成形過程中,這裡面有了我們的地球。也就是說,在地球誕生之初,金元素就參與了我們星球的建構。
不過,大部分金元素深藏於地核之中,被開採的可能性極低。只有一部分金元素在特定地質構造及地質作用下,不斷富集,進而演變成後來可被人工開採的礦床,隨後被人類開採,並轉化為了黃金。這個過程相當不容易,不僅需要地殼中有金元素富集,還需要特定的地質作用。
黃金的礦床被分為許多類型,有學者將其分為岩漿型金礦床、與構造有關的金礦床、沉積型金礦床、變質金礦床四個大類,在這幾個大類之下又細分出眾多子類。
中國雖不是全球黃金資源最多的國家,但金礦豐富且種類多元。它們分佈在國內多個省份和地區,不同區域可能以某一種或幾種類型的金礦為主。如此分散的分佈特徵與中國所處的板塊位置和所經歷的地質時代密切相關。
我國位於歐亞板塊東南部,黃金礦床的形成受到板塊構造運動的影響——板塊間的碰撞、俯衝而形成特殊地質構造為金礦的形成提供了基礎的動力來源。
以斷層帶為例,這些大地的裂痕反而成為金礦形成的溫床。地球表面在構造活動所產生的巨大力量之下,撕裂了岩石,也創造出一條斷層帶,它們成為礦物富集的起點。
這些斷裂帶就像是通道,源源不斷地引導富含礦物質的熱液向上遷移。伴隨熱液的上升,壓力和溫度的變化進一步促使像金這樣的礦物質沉澱,形成礦脈。
受斷裂控制的金礦化與構造位置關係,圖源:參考文獻[2]
中生代時期,中國岩漿活動廣泛分佈,這為金礦的形成提供了必要的熱量物質來源,也造就了現今國內金礦分佈的特徵。
而山東如今成為全國黃金資源儲量最多的省份,得益於其地表之下的構造-岩漿運動,形成了「郯城-廬江斷層帶」等深度大、範圍廣的斷裂帶,它們是山東地區金礦成形的溫床。
尤其是,目前世界第三大金礦富集地──山東膠東地區,其黃金資源的開採歷史可追溯到春秋戰國時期。
有史可考的招遠採金活動,可追溯至宋景德四年(公元1007 年),宋真宗派大臣潘美到招遠督採黃金,從此招遠的黃金文化開始繁榮發展。當時的招遠更是留下「金穴數百處,歲溢數千兩」的記載。
深部找礦的理論突破讓「山東黃金」脫穎而出
然而,光是金礦資源豐富,並不足以讓山東金礦在全國脫穎而出。畢竟,「我有」並不代表「我知道在哪裡」「我能開採出來」。
尤其是,金礦往往存在於地殼深處,地下地質構造複雜,有高溫、高壓、地下水等不利條件,開採難度非常之大,有巨大風險。
真正讓「山東金礦」脫穎而出,離不開我國地質工作者在「金礦成礦」理論上的突破。
作為中國的重要黃金產地,90 年代到本世紀初,山東金礦的找礦進展一度非常緩慢。彼時已勘查且已開發的礦山多以淺部礦居多,這些礦床面臨資源枯竭,部分礦山可採年限不5 年等問題。
為解決此資源危機,山東省地質礦產勘查開發局、省第六地質礦產勘查院聯合中國地質科學院及北京大學等科研單位和高校,共同研究、探索深部找礦理論,這在世界上也還是一個大難題。當時,科學研究人員將深部找礦的重點放在三山島帶、焦家帶、招平帶和海陽牟平帶。
經過十多年的聯合攻關,科學研究人員逐步突破難題,摸清了深部成礦的規律,建構出新的理論,為找礦施工提供指導。
總結起來,在深部找礦問題上有三大理論突破:
首先,科研人員對斷層帶的特徵有了更明確的認知。透過探查與研究,他們確認膠東地區主要的斷層帶呈現出上陡下緩的鏟式斷裂。
這種鏟式斷裂沿走向和傾嚮往往呈現舒緩波狀展佈,沿著傾向傾角的陡、緩交替形成台階型式。這新的認識突破傳統視角,擴充了找礦場的空間。
其次,他們總結出膠東地區礦床的富集特徵──呈現階梯式分佈。這是由於成礦流體沿著斷裂運移時,斷裂緩傾地段頂部壓力大,流體橫向逸散速度慢,因而更容易沉澱成礦。
此成礦模型的建立,解決了深部成礦空間、賦礦位置、找礦方向的問題,並解釋了陡傾段無礦規律,及深部無礦段的成因。
最後,建構了焦家式「熱隆—伸展」成礦理論模型。中國東部地函在白堊紀時期隆起,殼函的相互作用導致膠東地區產生殼函同熔型花崗岩。
這種花崗岩的特徵是,在地質過程中,地殼和地函的物質在部分熔融狀態下混合而形成。它進而驅動流體循環、萃取殼源花崗岩中的成礦物質,形成花崗岩穹窿—伸展構造。
在主構造帶中,流體交代構造岩形成蝕變岩型礦體;在花崗岩穹窿邊緣,流體沿著張裂隙充填成礦,即石英脈型金礦。這個成礦理論的建構,在解釋膠東金礦成礦規律,及蝕變岩型金礦和石英脈型金礦的時空關係同時,也揭示出當地深部找礦的巨大潛力。
伴隨著深部找礦的理論突破,山東探明的黃金儲量數字不斷成長。
2023 年,山東黃金集團在濟南召開記者會,宣布西嶺金礦是目前已探明的國內資源量規模最大的巨型單體金礦床,該金礦探明的新增「金」金屬量近200 噸,累計「金」金屬量達580 噸,潛在經濟價值2,000 多億元。西嶺金礦同時也被認為是屬於世界級巨型單體金礦床。
三山島金礦,西嶺金礦位於正在開採的三山島金礦深部,圖源:山東省自然資源廳
黃金開採技術的研發、創新讓「山東黃金」坐穩第一
如此龐大的資源儲量,奠定了山東在全國黃金產地的地位。同時,他們不斷在開採技術上的研發投入,這使得山東穩坐全國黃金產業的領先地位。
在深部開採方面,一項項專利技術不斷走向實務、創新。
例如在西嶺金礦,自主研發出適合深部鑽探的「鑽桿柱深度極限使用」「抗鹽抗高溫鑽井液」「小口徑繩索取心定向鑽進」三合一整合關鍵技術,在確保深部鑽探成功實施地同時,也有效提升了深部資源的勘查開採效率。
此外,在深井採礦技術方面,山東的作業能力也持續向更深處延伸。
例如三山島金礦內的三山島副井,目前已突破千米大關,成為亞洲第一深礦井,井深達1915 米,其井架採用的是國內最大的Ⅷ 型井架。該井架歷時3 個多月研製生產,可經得起1436 噸載重的考驗,具備滿足井深1800-2500 公尺、淨直徑11 公尺的立井施工能力。
開採技術之外,智慧化技術的研發與應用,也大幅提升了山東金礦的開採能力與效率。
例如,焦家金礦目前已完成基於WiFi6Mesh 網絡環境下的無軌設備,遠端操控井下實操基地的試驗。該試驗也是全國首例礦山大型無軌設備基於WiFi6Mesh 組網的遠程操控,目前已在部分智能採區試投用,它的投用開創了國內該項技術的先河。
物聯網、大數據、人工智慧、5G 等尖端技術在山東礦場的廣泛應用。這些智慧化技術推動了山東在採礦製程、選冶技術等方面的最佳化與進步,並在此基礎上帶來礦山面向機械化、規模化、智慧化的方向不斷改進。
智慧化技術的應用、融合,在提高效率的同時,也逐步減少對人力的依賴,提升了礦井作業的安全性與準確性。
5G 遠端控制智慧鏟運機,圖源:山東黃金集團公眾號
總之,理論層面的創新與開採、管理技術的創新與數位化,讓山東的淘金故事自宋延續至今,並書寫出一個數智化的現代版本。
消費市場黃金熱的背後,不僅折射出的是一個時代社會情緒,也反映出了我國不斷成長的地質採礦業的成長與發展。
參考文獻
[1]《山東兩座“黃金城”,撐起中國黃金產量半壁江山》https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_26801613
[2]《全球金礦床類型劃分》https://www.cgsjournals.com/zgdzdcqkw-data/dztb/2015/06/PDF/20150622.pdf
[3]《山東地礦場創新膠東金礦找礦理論》https://www.cgs.gov.cn/xwl/cgkx/201603/t20160309_279986.html
[4]《極為罕見!山東發現世界級大金礦! 》https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_23147173
[5]《千米「掘」戰探地先鋒-在建亞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]《山東黃金集團:科技賦能「中國式創新」加速形成新質生產力》http://ccpd.china.com.cn/2024-01/31/content_42688868.html
企劃製作
作者丨逸驍北京大學傳播學碩士
審核丨張玉韓自然資源部資訊中心副研究員
策劃丨林林
責編丨林林
審校丨徐來
責任編輯:落木