
矿产资源远景评价及预测
2020-01-18 · 技术研发知识服务融合发展。

一、经济发展对矿产资源的需求预测
矿业对山东全省及山东半岛城市群地区的国民经济发展具有举足轻重的地位,可以说当地经济的发展是靠矿业的发展来支撑的。从某种意义上说,工业化的进程就是矿产资源开发利用不断向纵深发展的过程。最近十多年是山东半岛城市群地区经济腾飞的时期,同时也是能源和其他矿产资源高消费的时期。目前,山东半岛城市群地区以矿产品为原料的基础工业和相关产业的产值都占全地区总产值的70%以上。按照战略规划,到2010年山东全省的钢铁、煤炭、黄金等的产量都要比现在提高20%以上,建材等矿产品则更需要大幅度地提高。为此,山东省国土资源厅曾组织有关专家对山东全省矿产资源供需形势进行了深入细致的分析和预测。
根据近年来矿产资源论证成果,山东半岛城市群地区矿产资源对山东全省矿产资源的保证程度占有相当大的比重。从“能保证的矿种”一栏来看,10个矿产中有5个矿种大都发育在本区,其中玻璃用砂、石灰岩、花岗岩和膨润土等是本区丰富的优势矿种。从“基本保证但有一定缺口的矿种”一栏来看,可以说基本上都是本区特有的优势矿种,其中石油、天然气和金更是山东省支柱性矿产,缺口若不能补充,将影响全省经济发展的全局。从“不能保证的矿种”一栏来看,其中大部分矿种如硫铁矿、重晶石、滑石、铁、铜、铅锌、银、耐火黏土、自然硫在本区都有分布。
通过进一步勘查,增加储量,将会逐步解决或缓解供需上的矛盾。当然,表4-4的预测结果也充分说明山东省及山东半岛城市群地区的矿产资源形势是非常严峻而不容乐观的,开采几十年的老矿山有些资源也逐渐枯竭,后备资源严重不足,特别是一些重要支柱性矿产开发量大,储量不足,面临严重的缺口和危机,必须引起足够的重视。必须加大勘查力度,以增加矿产资源勘查的储备。
二、主要矿产的远景评价及预测
1.主要矿产资源的远景评价
从山东省及山东半岛城市群地区矿产开发情况看,尽管存在部分矿山资源枯竭、后续资源不足等问题,应当引起足够的重视,但从科学的资料分析和原始区域地质调查及矿产普查情况看,山东半岛城市群地区成矿条件优越,找矿的潜力还很大,对成矿远景评价和预测前景相当看好。从纵深上看,以往矿产资源勘查和开发的深度大多在500m以内,深部找矿尚未全面展开。从地域上说,勘查程度也不够均衡,如在鲁东的南部、鲁中南地区和鲁北地区尚有较多的找矿空间。从矿种上说,一些主要矿种如石油、金矿、铁矿、硫铁矿、煤矿尚有待继续勘查发现,前景看好。
特别是三大支柱性矿产勘查潜力很大,根据矿产形成和地质探明规律,矿产资源勘查具有较长的周期性,近10年来,资源勘探滞后,新增储量较少,在一定意义上,也为现在和今后的勘查扭转被动局面积蓄了后发优势。只要抓住有利时机,加大矿产资源勘查力度,极有可能实现矿产储量大幅“反弹增长”,有助于尽快解决矿产资源的供需矛盾。
当然,矿产资源的远景评价和预测,是一个变数较大、带有一定推断性的量值,它会随着对矿床勘探和认识程度的提高、各种地质资料的不断丰富,以及评价技术和方法的进步而变化,从而使预测工作能越来越接近于客观实际。
2.成矿预测区的划分
成矿区(带)划分是从地质作用角度认识矿床与地质构造单元的关系,并在此基础上,全面总结各类矿床的地质特征、分布规律,分析控矿因素,进行成矿预测,圈定成矿远景区,这是区域成矿学及资源勘查工作的重要内容之一。在1994年第二轮成矿区划的基础上,结合近年来勘查成果,进行了全面系统的新的定性、定位、定量成矿预测,圈出了新的成矿远景区,确定了找矿靶区。典型矿床勘查模型的总结,对在找矿靶区中进行有效的勘查有重要指导作用。
成矿区(带)的划分充分考虑了区域成矿地质条件的统一性和成矿背景的差异性,并以全国矿产资源规划方案为基础,将成矿区(带)划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级与全国编号一致,Ⅳ、Ⅴ级为省内编号。
Ⅰ级:为全球性成矿区(带),如我国所处的滨(西)太平洋成矿域。
Ⅱ级:为全球性成矿区(带),以一级大地构造单元为基础进行划分,如华北各省所处的华北地台成矿区。
Ⅲ级:为区域性成矿区(带),按二级大地构造单元进行划分,如鲁西成矿区。
Ⅳ级:为二级构造单元内部的次级成矿区,包括若干个矿田分布区,本项研究以三级大地构造单元为基础进行划分。
V级:为以矿田为单位的成矿预测单元,个别地段相当于矿集区,考虑了后面论述的定位、定量靶区预测结果。
在全省Ⅳ级成矿区中有7个成矿区在山东半岛城市群地区内,7个成矿远景区内有44个成矿远景区在山东半岛城市群地区内(石油、天然气及盐类的矿产预测区未计算在内)。如果加上石油、天然气矿产预测区,则山东半岛成矿预测区将拥有全省2/3以上区域范围。
三、石油、天然气矿产远景评价及预测
东营胜利油田是我国北方主要的产油气基地,是渤海湾盆地中油气最丰富的地区之一。该盆地是复式油气聚集区,具有生烃层系多、含油气层系多、油气藏类型多、油气藏空间广和保存条件好的特点。济阳坳陷是胜利油田最主要的产油气基地,到目前为止,已经发现油气田69个,探明石油地质储量45×108t,剩余可采储量不足3×108t,累计生产原油7.18×108t、天然气88.5×108m3。2004年原油产量2674×104t,占全国总产量的15.8%,居全国第二位。已探明石油储量集中分布在新生界内,其中67.71%又集中分布在古近系内,已发现的天然气储量则2/3集中分布在新近系内。
根据预测,目前最为有利的油气勘探地区有以下几个。
1.济阳坳陷
济阳坳陷仍然是近期增加石油、天然气储量和产量最为现实的地区。有利勘探地区包括以下地区:
1)滩海地区:由于受勘探范围的限制,目前看来埕北-桩西-五号桩-孤东-垦东北西向大型潜山披覆构造带的东北部即黄河口凹陷的西南部,以及青东凹陷是今后勘探的重点地区。主要勘探披覆构造、滚动背斜构造油气藏,其次是岩性油气藏。
2)东营、沾化、车镇、惠民4个凹陷:对这4个凹陷应以沙河街组一段、三段、四段和东营组生油层中各类砂体油气藏为主要勘探目标,并深入开展老含油气区带的滚动勘探开发工作,不断挖掘油气资源潜力,继续探索深部孔店组油气藏及古潜山油气藏。
2.外围盆地
外围盆地有以下3个凹陷可供进一步勘探。
1)昌潍坳陷:重点勘探潍北凹陷孔店组二段生油层中与砂层岩体有关的岩性油气藏和构造-岩性油气藏,并开展潍北凹陷北部潜山披覆构造带的勘探与评价工作。
2)临清坳陷:除继续扩大莘县、德州等沙河街组有利生油凹陷出油点的勘探成果外,今后勘探工作应重点加强孔店组含油气远景评价,选择有利构造进行参数井或预探井钻探,一旦发现有孔店组生油层分布,即可开展勘探,争取发展新油气田。
3)胶莱坳陷:继续开展该坳陷上侏罗统莱阳组的含油气远景评价,力争有所发现、有所突破。现已证明蓬莱近海地区是非常有望发现新油田的地区。
济阳坳陷仍有发现古近系煤、石油和孔店组以油型气为气源的中等气田的可能性。因此对沾化凹陷的孤北低隆起区、东营凹陷的大芦湖深层构造、中央隆起带深层和林樊家构造应积极进行勘查和探测。滩北地区孔店组发育有大型盆地底扇储集体,预测有可能含有并形成中型气田,其东翼斜坡勘探已发现了薄层天然气藏并获得日产1×104m3左右工业气流,从而为该区的勘探提供了依据。
四、金矿的远景评价及预测
胶东地区是山东省,也是我国金矿的重要分布区和重要产区。区内的金矿床(点)呈EW向带状分布在莱州至威海之间,在东西长280km、南北宽70km的近2×104km2范围内,分布着数百个金矿床(点),形成著名的胶东金矿化集中区。在这个金矿化集中区内,金矿床沿着几条NNE—NE向控矿断裂带分布,自西向东为三山岛-仓上、龙口-莱州、招远-平度、西林-陡崖、桃村、金牛山-乳山及威海-文登7条金矿化带。在这7条金矿化带内,金矿床主要围绕着NNE向主干断裂与近EW向基底构造(韧性剪切带)的交会(复合)区段集中分布,在区内形成多个金矿田,在区域上构成了矿床(点)东西成带、南北成串、集中成片的分布格局。
通过研究得知,鲁东地区有3个东西向金矿密集区成矿带、3个北东向金矿密集区成矿带和两个近南北方向的成矿带(图4-4),尚未验证的靶区有5处。胶莱盆地是鲁东地区走向隐伏基底金矿预测的新方向,存在较大的金矿资源潜力。
在上述鲁东3种不同的成矿带中共圈出50个矿田单元,用特征分析法定位预测判定有矿的单元共计36个,其中包括11个模型单元和25个有矿预测单元。在这个前提下,选用M=T·G概率模型(其中,M=金属量;T=矿石量;G=品位)进行随机抽样。随机抽样共进行两次,每次抽样都是1965个,结果十分相近。资源总量最大抽样值分别是9936.646t和9902.284t,最小值分别是2750.662t和2743.891t。36个有矿矿田预测单元预测资源总量为3026.4948t。
五、铁矿资源预测及远景评价
山东半岛城市群地区铁矿资源较丰富,分布较广泛,除东营地区外,其他7个城市群地区都有铁矿分布,共有5个铁矿类型(图4-3)。累计探明储量6.9×108t,约占全省探明储量19.75×108t的34.94%。
山东半岛城市群地区铁矿有较大潜在开发利用的类型主要为接触交代型铁矿、中-低温热液交代型铁矿和变质型铁矿,现分类型简述如下:
1.接触交代型铁矿
主要分布在济南附近的张马屯、黄台、农科所、农场果园及东风矿十里河段等地区。
图4-3 山东半岛城市群地区各类型铁矿床分布略图
根据济南附近有3个资源远景区,即王舍人庄、黄台山北和历城张家庄远景区,确定济南市附近作为A级预测工作区。预测单元具有良好的成矿条件,现已进行钻探验证共获得E级资源量4处,F级资源量6处,E、F级资源量的分布范围可作为铁矿普查勘探的靶区和靶位。
2.中-低温热液交代型铁矿
即朱崖式铁矿,主要分布在淄博、博山沂源、淄河河谷、潍坊青州及日照高旺等地。已知大中型矿床集中在淄河中北段黑旺-辛店段,河床及其两侧共有矿床(点)69处。沿淄河断裂带已探明3个大型矿床(朱崖、店子、文登)。淄博南仇远景区,正好位于淄河断裂带北部,其成矿条件与文登矿区很相似,钻孔揭露已见铁矿层,因此是个预测有利的地区,另一远景区为淄博曹王庄远景区,验证钻孔已见多层铁矿。
3.变质沉积型铁矿
主要分布在鲁西淄博沂源、潍坊的安丘、昌邑、鲁东的栖霞、招远、莱州、青岛、平度、威海乳山及日照高旺等地。除沂源韩旺为大型矿床外,其他均为中小型矿床。
沂源韩旺铁矿位于沂源县东南端,跨沂源、沂水两县,已探明资源储量1.9667×108t,保有储量1.7962×108t,共有5个矿段,其中西北矿段、专耿矿段尚未开采。
六、煤炭资源的远景评价及预测
山东半岛城市群地区煤炭资源较丰富,储量和分布较集中,全省90%以上探明储量都分布在沂沭断裂带以西地区。
除鲁西南地区有大型煤矿外,胶济铁路沿线的济北(济南北部黄河北)、章丘、淄博、潍坊及昌乐五图等地煤层埋藏较浅,储量较大,多为大、中型煤矿,是山东省主要产煤地区之一,探明资源储量为29.1990×108t,约占山东省总累计探明储量305×108t的9.6%。
鲁东地区只有烟台的龙口—黄县一带为大型煤矿产地,其他都为小型煤矿,探明资源储量为11.36×108t,约占山东总储量的3.7%。本区煤炭资源的种类较齐全,煤质较好,以气煤、肥煤为主。大、中型煤田地质构造简单,煤层平缓,煤层厚度较大,储量较大,产区集中,井下瓦斯少,很有利于大规模开发利用。中小型煤田则煤层埋藏浅,地质构造和水文地质条件一般也较简单,也有利于开发利用。
对本区煤矿预测的重点层位首先是石炭-二叠系煤矿,其次是下中侏罗统和古近系煤矿;以沂沭断裂带以西为主要地区,预测煤田主要为黄河北煤田、章丘煤田、淄博煤田、五图煤田、潍坊坊子煤田、肖云寺煤田、潍坊煤田及鲁东地区的黄县煤田。
通过上述八大煤田勘查,预测总面积为4705.3km2,预测资源储量为1152.26×108t,其中-1200m以浅预测资源总量为71.599×108t,可靠的预测储量为48.499×108t,可能的预测储量为18.644×108t,推断的预测储量为4.456×108t。
七、地热资源开发利用评价及前景预测
1.地热资源的分布
地热资源是指埋藏在地壳内的岩石和流体中能被经济合理地开发出来的热能,本书所述地热主要指热水型地热,山东半岛城市群地区地热为以低温(25~90℃)为主的中低温类地热,资源分布广泛,热储类型多样,储量比较丰富,利用价值高,是清洁无污染且可再生的能源,潜力很大,具有广阔的开发前景。但在不同的地质-地理单元内地热资源的分布不很均匀,且各有其特点:①在沂沭断裂带以东的鲁东山地丘陵区内(特别是胶北山地丘陵亚区内)是地热天然露头———温泉出露较密集的地区,出露温泉14处;②在鲁西山地丘陵区内有4处温泉出露,人工揭露地热点(地热钻孔)20余处;③在鲁西北平原区内有巨厚第四系覆盖及发育古近-新近纪沉积岩系,是山东地热资源分布最广的地区,已有人工揭露地热点(地热钻孔)50余处(图4-4)。
除日照外,本区有7个城市区发现有地热资源,尤以烟台、威海、东营、济南、淄博地区分布较广泛,青岛、潍坊地区分布较稀少。
2.地热资源远景评价及预测
(1)地热水需求增长趋势预测
本区对地热资源的开发利用主要通过开采地下热水实现。以1999年山东省人均占有地热水为起点,如每年人均增加0.02~0.03m3地热水(按全国平均计算),则可计算出2005年和2010年地热水需求量及预测资源量(表4-4)。
图4-4 山东半岛城市群地区主要地热点分布
表4-4 山东省地热水开发利用需求量预测
(据田廷山等,2006)
从表4-4可看出,1999年开采量为684.3×104m3,至2005年开采量为1124.8×104m3,其平均年增长率为66.6×104m3。如此推算,则2010年预测资源量为1456.5×104m3,比表中预测资源储量尚低305.5×104m3。
(2)地热资源的远景评价及预测
众所周知,地球内部储存有巨大的热能,可以说地球就是一个取之不竭的巨大的热库,但是这些热能需要一定的地质条件和深部钻探才能开发利用。山东半岛地区,地热资源丰富,地质条件优越,地热异常,分布广泛,开发利用程度较低,潜力很大。特别是有大批油气深钻,因此,具有广阔的地热开发前景。
从地质构造条件分析,地热田资源主要分布在构造断裂活动地区和大型盆地中,前者资源相对集中。如鲁东的胶莱地区,为中国东部温泉地热资源最丰富的地区,温泉密集,共有14个大温泉,由于深部断裂发育,特别是交叉断裂部位,成为地下热水上涌的良好通道。14个温泉日产量都在40m3以上,其中有10个日产量在100m3以上,5个温泉日产量在400m3以上。大部分温泉都有较大的储量或允许开采量,如即墨温泉热水允许可采量达1755m3/d,单井最大涌水量达1019m3/d,地热资源储量达68.55×1012m3。威海宝泉温泉有地热水井9口,合计日允许开采量达735~945m3。招远汤东泉已建成深井十几口,日允许开采量达8200m3。文登七里温泉日产热水量可达99m3。蓬莱温石温泉日产也达到400m3。如果按14个温泉日产3.7×104m3计算,则一年产量为1350.5×104m3,这个产量已超过山东全省2010年的探明储量和控制储量,比预测储量仅仅少了约400m3。特别是胶东地区温泉水温很高,一般都超过60℃,与地下第四系潜水混合可形成很大的开采量,将超过2010年山东省预测的储量。鲁西地区资源相对集中区为济南和淄博地区,在700km2范围内共有5处大井,单井涌水量485.5~2585.5m3/d,平均每个井涌水量都超过1000m3/d以上,按最低10口井、最低生产量计算,每年热水量为365×104m3,与温泉年产量之和为1715.5×104m3,基本相当于2010年山东省预测的资源量。
分布面积广泛的大型盆地区,如东营三角洲地区,由于其地壳与地幔分界面(莫霍面)埋藏浅,具有较高的热源值和富水性较强的热储量,加之又具有多层叠加的热储层,因而成为我国东部和山东省内地热资源开发潜力最大的地区。在7400km2范围和2000m深度内,地热水储量为6460×108m3,平均每1km2内约有0.9m3热水,单井涌水量一般在1000~2000m3/d。东营地区的胜利油田,同时也是深井地热田,而且其储热层位及分布面积远远超过油田范围,油气资源以水为载体,开采油气的同时也开采大量地下热水,经初步圈定有9个热田,初步开发有20多个地热水井,平均每个单井涌水量最少都大于1000m3/d,预计年产量将近400×104m3。仅就山东半岛城市群3个地区产量就超过2115.5×104m3/a,早已超过2010年预测的资源量。东营地区地热水井是油气勘探的副产品,随着油气勘探的深入和扩大,地热水资源量也会不断增加和扩大。
除上述区域外,沂沭断裂带是一个长期复杂活动的巨大深断裂区,4条主干断裂构成了“二堑一垒”的构造格局。由于该断裂带切割了莫霍面下的岩石圈,故形成独具特色的高热流值带,目前温泉露头还较少,但这是个很有远景开发利用的预测区,值得今后进一步深入勘查。