中國最能挖黃金的地方你未必猜得到

來源：科普中國編輯：非小米時(shí)間：2024-07-06 11:50人閱讀

今年以來，國內(nèi)外金價(jià)持續(xù)上漲。黃金成了很多人的心頭好，大家涌入金店，買金、賣金。黃金因其不易發(fā)生化學(xué)變質(zhì)而帶來的價(jià)值穩(wěn)定性，以及天然儲量的稀缺性，成為了許多人資產(chǎn)配置中的優(yōu)選。

很多人可能不知道的是，中國是目前全球黃金開采量最大的國家，也是最大的買家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)的黃金產(chǎn)量自 2016 年以來一直維持在 300 噸以上，2023 年的年產(chǎn)量超 370 噸，約占全球總產(chǎn)量的 12%。

那么，中國黃金出自哪里呢？大多數(shù)人可能會選擇南方，因?yàn)樵蹅儑业挠猩饘俜植贾饕蟹植荚谀戏健５屓顺泽@的是，中國的黃金儲量和產(chǎn)量最高的省份竟然是山東！

根據(jù)自然資源部發(fā)布的《2022 年全國礦產(chǎn)資源儲量統(tǒng)計(jì)表》，2022 年全國黃金總儲量為 3127.46 噸，其中山東省（967.93 噸）幾乎占全國總儲量的 30%，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過第二名甘肅（283.36噸）、第三名云南（218.26 噸）。

圖源：《2022 年全國礦產(chǎn)資源儲量統(tǒng)計(jì)表》

根據(jù)中國黃金協(xié)會發(fā)布《中國黃金年鑒 2023》，山東的黃金產(chǎn)量也遙遙領(lǐng)先，達(dá)到 147.39 噸，把第二名河南省遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在后面。

圖源：《中國黃金年鑒 2023》

為什么山東會有這么多黃金礦產(chǎn)資源？還能開采出這么多黃金？

它背后不僅有得天獨(dú)厚的金礦資源加持，更是幾代人勘探、開采、加工技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用所積累的成果。

山東金礦為什么那么多？

金元素的起源要追溯到宇宙的深處，它是超新星爆炸后的產(chǎn)物，大爆炸過程中恒星內(nèi)部大部分物質(zhì)被拋射到宇宙中，并進(jìn)一步形成更重的元素，這其中就誕生了金。

這些更新、更重的元素隨后又參與到新的恒星或行星的成形過程中，這里面便有了我們的地球。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(gòu)。

不過，大部分金元素深藏于地核之中，被開采的可能性極低。只有一部分金元素在特定地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)作用下，不斷富集，進(jìn)而演變成后來可被人工開采的礦床，隨后被人類開采，并轉(zhuǎn)化為了黃金。這個(gè)過程相當(dāng)不容易，不僅需要地殼中有金元素富集，還需要特定的地質(zhì)作用。

黃金的礦床被分為很多類型，有學(xué)者將其分為巖漿型金礦床、與構(gòu)造有關(guān)的金礦床、沉積型金礦床、變質(zhì)金礦床四個(gè)大類，在這幾個(gè)大類之下又細(xì)分出眾多子類。

中國雖不是全球黃金資源最多的國家，但金礦豐富且類型多樣。它們分布于國內(nèi)多個(gè)省份和地區(qū)，不同區(qū)域可能以某一種或者幾種類型的金礦為主。如此分散的分布特征與中國所處的板塊位置和所經(jīng)歷的地質(zhì)時(shí)代密切相關(guān)。

我國位于歐亞板塊東南部，黃金礦床的形成受到板塊構(gòu)造運(yùn)動的影響——板塊間的碰撞、俯沖而形成特殊地質(zhì)構(gòu)造為金礦的形成提供了基礎(chǔ)的動力來源。

以斷裂帶為例，這些大地的裂痕反而成為金礦形成的溫床。地球表面在構(gòu)造活動所產(chǎn)生的巨大力量之下，撕裂了巖石，也創(chuàng)造出一條條斷裂帶，它們成為礦物富集的起點(diǎn)。

這些斷裂帶就像通道，源源不斷地引導(dǎo)富含礦物質(zhì)的熱液向上遷移。伴隨熱液的上升，壓力和溫度的變化進(jìn)一步促使像金這樣的礦物質(zhì)沉淀，形成礦脈。

受斷裂控制的金礦化與構(gòu)造位置關(guān)系，圖源：參考文獻(xiàn) [2]

中生代時(shí)期，中國巖漿活動廣泛分布，這為金礦的形成提供了必要的熱量物質(zhì)來源，也造就了今天國內(nèi)金礦分布的特征。

而山東如今成為全國黃金資源儲量最多的省份，得益于其地表之下的構(gòu)造-巖漿運(yùn)動，形成了“郯城-廬江斷裂帶”等深度大、范圍廣的斷裂帶，它們是山東地區(qū)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(qū)，其黃金資源的開采歷史可追溯到春秋戰(zhàn)國時(shí)期。

有史可考的招遠(yuǎn)采金活動，可追溯至宋景德四年（公元 1007 年），宋真宗派大臣潘美到招遠(yuǎn)督采黃金，從此招遠(yuǎn)的黃金文化開始繁榮發(fā)展。當(dāng)時(shí)的招遠(yuǎn)更是留下“金穴數(shù)百處，歲溢數(shù)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，單是金礦資源豐富，并不足以讓山東金礦在全國脫穎而出。畢竟，“我有”并不代表“我知道在哪”“我能開采出來”。

尤其是，金礦往往存在于地殼深處，地下地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，存在高溫、高壓、地下水等不利條件，開采難度非常之大，存在巨大風(fēng)險(xiǎn)。

真正讓“山東金礦”脫穎而出，離不開我國地質(zhì)工作者在“金礦成礦”理論上的突破。

作為中國的重要黃金產(chǎn)地，上世紀(jì) 90 年代到本世紀(jì)初，山東金礦的找礦進(jìn)展一度非常緩慢。彼時(shí)已勘查且已開發(fā)的礦山多以淺部礦居多，這些礦床面臨資源枯竭，部分礦山可采年限不 5 年等問題。

為解決這一資源危機(jī)，山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局、省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院聯(lián)合中國地質(zhì)科學(xué)院及北京大學(xué)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(gè)大難題。當(dāng)時(shí)，科研人員將深部找礦的重點(diǎn)放在三山島帶、焦家?guī)А⒄衅綆Ш秃ｊ柲财綆А?/p>

經(jīng)過十多年的聯(lián)合攻關(guān)，科研人員逐步突破難題，摸清了深部成礦的規(guī)律，并構(gòu)建出新的理論，為找礦施工提供指導(dǎo)。

總結(jié)起來，在深部找礦問題上有三大理論突破：

首先，科研人員對斷裂帶的特征有了更明確的認(rèn)識。通過探查與研究，他們確認(rèn)膠東地區(qū)主要的斷裂帶呈現(xiàn)出上陡下緩的鏟式斷裂。

這種鏟式斷裂沿走向和傾向往往呈舒緩波狀展布，沿傾向傾角的陡、緩交替形成臺階型式。這一新的認(rèn)識突破傳統(tǒng)視角，擴(kuò)充了找礦的空間。

其次，他們總結(jié)出膠東地區(qū)礦床的富集特征——呈階梯式分布。這是由于成礦流體沿?cái)嗔堰\(yùn)移時(shí)，斷裂緩傾地段頂部壓力大，流體橫向逸散速度慢，因而更容易沉淀成礦。

該成礦模型的建立，解決了深部成礦空間、賦礦位置、找礦方向的問題，并解釋了陡傾段無礦規(guī)律，及深部無礦段的成因。

最后，建構(gòu)了焦家式“熱隆—伸展”成礦理論模型。中國東部地幔在白堊紀(jì)時(shí)期隆起，殼幔的相互作用導(dǎo)致膠東地區(qū)產(chǎn)生殼幔同熔型花崗巖。

這種花崗巖的特點(diǎn)是，在地質(zhì)過程中，地殼和地幔的物質(zhì)在部分熔融狀態(tài)下混合而形成。它進(jìn)而又驅(qū)動流體循環(huán)、萃取殼源花崗巖中的成礦物質(zhì)，形成花崗巖穹窿—伸展構(gòu)造。

在主構(gòu)造帶中，流體交代構(gòu)造巖形成蝕變巖型礦體；在花崗巖穹窿邊緣，流體沿張裂隙充填成礦，即石英脈型金礦。這一成礦理論的建構(gòu)，在解釋膠東金礦成礦規(guī)律，及蝕變巖型金礦和石英脈型金礦的時(shí)空關(guān)系同時(shí)，也揭示出當(dāng)?shù)厣畈空业V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(shù)字不斷增長。

2023 年，山東黃金集團(tuán)在濟(jì)南召開新聞發(fā)布會，宣布西嶺金礦是目前已探明的國內(nèi)資源量規(guī)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(jì)“金”金屬量達(dá) 580 噸，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值 2000 多億元。西嶺金礦同時(shí)也被認(rèn)為是屬于世界級巨型單體金礦床。

三山島金礦，西嶺金礦位于正在開采的三山島金礦深部，圖源：山東省自然資源廳

黃金開采技術(shù)的研發(fā)、創(chuàng)新讓“山東黃金”坐穩(wěn)第一

如此龐大的資源儲量，奠定了山東在全國黃金產(chǎn)地中的地位。與此同時(shí)，他們不斷在開采技術(shù)上的研發(fā)投入，這使得山東穩(wěn)坐全國黃金產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位。

在深部開采方面，一項(xiàng)項(xiàng)專利技術(shù)不斷走向?qū)嵺`、創(chuàng)新。

例如在西嶺金礦，自主研發(fā)出適合深部鉆探的“鉆桿柱深度極限使用”“抗鹽抗高溫鉆井液”“小口徑繩索取心定向鉆進(jìn)”三合一集成關(guān)鍵技術(shù)，在確保深部鉆探成功實(shí)施地同時(shí)，也有效提高了深部資源的勘查開采效率。

此外，在深井采礦技術(shù)方面，山東的作業(yè)能力也不斷向更深處延伸。

比如三山島金礦內(nèi)的三山島副井，目前已突破千米大關(guān)，成為亞洲第一深礦井，井深達(dá) 1915 米，其井架采用的是國內(nèi)最大的 Ⅷ 型井架。該井架歷時(shí) 3 個(gè)多月研制生產(chǎn)，可以經(jīng)受住 1436 噸載荷的考驗(yàn)，具備滿足井深 1800-2500 米、凈直徑 11 米的立井施工能力。

開采技術(shù)之外，智能化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，也極大提升了山東金礦的開采能力與效率。

比如，焦家金礦目前已完成基于 WiFi6Mesh 組網(wǎng)環(huán)境下的無軌設(shè)備，遠(yuǎn)程操控井下實(shí)操基地的試驗(yàn)。該試驗(yàn)也是全國首例礦山大型無軌設(shè)備基于 WiFi6Mesh 組網(wǎng)的遠(yuǎn)程操控，目前已在部分智能采區(qū)試投用，它的投用開創(chuàng)了國內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)的先河。

物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G 等前沿技術(shù)在山東礦山的廣泛應(yīng)用。這些智能化技術(shù)推動了山東在采礦工藝、選冶技術(shù)等方面的優(yōu)化與進(jìn)步，并在此基礎(chǔ)上帶來礦山面向機(jī)械化、規(guī)模化、智能化的方向不斷改進(jìn)。

智能化技術(shù)的應(yīng)用、融合，在提高效率的同時(shí)，也逐步減少對人力的依賴，提升了礦井作業(yè)的安全性和準(zhǔn)確性。

5G 遠(yuǎn)程控制智能鏟運(yùn)機(jī)，圖源：山東黃金集團(tuán)公眾號