稀土元素是元素周期表中15種鑭系元素以及鈧、釔等17種元素的總稱。它們在材料、冶金等行業具有難以替代的作用,因而有“工業維生素”之稱,是具有戰略意義的優勢礦產資源之一。

  鉆石的名稱源于古希臘語“Adamant”, 意為堅不可摧。

  其實,鉆石是寶石級金剛石經過加工后的制成品,是和王權、財富、圣潔、愛情及神秘的傳奇故事聯系在一起的。

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點石成金,“硅業報國”或不僅是理念

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編輯:KYJC ????????來源:國土資源部門戶網站????????時間:2017-05-24

  硅資源在地殼中極為豐富,僅次于氧,占地殼總重的1/4還多,以二氧化硅或硅酸鹽形式存在。硅具有良好特性,有“點石成金”之效,廣泛應用于精密鑄造、硅橡膠、超大規模集成電路、航空航天等生產領域。

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  中國是全球主要的金屬硅(又稱結晶硅或工業硅)產地。隨著國家節能減排和生態文明建設步伐的加快,很多新興的能源企業建設了金屬硅、多晶硅、單晶硅、太陽能電池等一系列的循環產業鏈條。

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  多晶硅,很多人對它并不陌生。太陽能電池板、集成電路芯片等都是由其生產制作而成。在行業內,多晶硅有著“上帝賜給人類的寶石”的美稱。當太陽光照射到硅晶體上時,就會產生電勢。據此人們成功地研制出了太陽能電池,并開始了太陽能發電。20世紀70年代以后,隨著人們對全球性能源危機和環境惡化問題認識的深化,太陽能這一可再生潔凈能源的利用受到了普遍重視,光伏產業應運而生。作為光伏產業的基礎材料——多晶硅的制備技術及其發展因此而備受矚目。目前,國際上98%以上的太陽能電池是利用硅材料制備的。硅的純度越高,光電轉換效率也越高。因此,多晶硅成為全球電子工業和光伏產業的基石。

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  短短十多年時間里,多晶硅在中國太陽能領域迅速得以應用和發展。如今,中國太陽能多晶硅的總產量已經占到世界總量的50%以上。

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  然而,我國多晶硅產業的發展卻不是一帆風順。

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  雖然我國擁有豐富的硅礦資源,但在2005年以前,美、日、德等國家都將多晶硅作為戰略材料,對我國實施技術封鎖和市場壟斷,多晶硅需求幾乎全部依賴進口。

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  2007年堪稱中國“多晶硅元年”,當年,中國多晶硅產量首超千噸。2008年,國外媒體針對我國多晶硅生產造成污染進行了不實報道,打壓剛剛興起的中國多晶硅產業。在技術受制于人的情況下,國內多晶硅行業的生產水平、規模、成本、能耗、污染等問題備受詬病。2010年,我國光伏產業遭遇美、韓多晶硅低價傾銷。2012年又遭到了歐美對光伏終端產品的“雙反”制裁。

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  愈挫愈勇。經過多年努力,如今,單就光伏產業而言,我國目前市場規模已達到3600億元,很多中國企業的光伏發電產品遠銷海外。

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奮力彎道超車

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  隨著全球多晶硅需求的增長,其用量和價格也快速增加和上漲,硅礦產業的開發利用前景良好。

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  我國多晶硅的老牌生產企業——中國恩菲工程技術有限公司(下稱“中國恩菲”)子公司洛陽中硅高科技有限公司(以下簡稱“中硅高科”)是一家高新技術型多晶硅生產企業,其用“以技術帶動研發,研發帶動產業,產業形成技術提升的研發與生產雙螺旋上升”的方式,踐行“硅業報國”的理念。

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  實際上,我國多晶硅產業在發展初期曾經歷過一段“末端治理”成本高而效果不理想的“高能耗、高污染”階段。而今,不少企業已經做到近“零”排放。中國恩菲不僅能夠使幾乎100%的四氯化硅和三氯氫硅循環利用,還能夠“廢物利用”,衍生價值。“我們高新技術企業就是這樣,不斷研發,別人都做得很好的領域,我們就退出,轉而研發國內技術欠缺的領域。”洛陽中硅高科董事長李愛民說。

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  就在我國多晶硅產業快速發展時,2012年,歐美國家對我國光伏產業進行了“雙反”調查,使我國的光伏產品被攔在了歐美國家的國門之外。據介紹,歐美國家的多晶硅企業通過簽訂長單合同鎖定大量客戶,保障利潤長期化,再通過簽訂短單合同低價打壓中國的新興產業。幾番打壓下來,到2012年,我國多晶硅行業全產業虧損,40多家企業停產,大批從國外進口的價值數十億元的設備打了水漂。

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  海外市場受阻刺激了光伏內需市場的快速發展,進而促進了我國能源結構的調整。隨著光伏內需市場的快速啟動,我國多晶硅產業肩負起了發展新能源的重任。

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唯有技術降本

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  對于多晶硅產業而言,用電成本占據了其總成本的約30%~50%,因而降低成本成為多晶硅生產企業考慮的重要因素之一。

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  瞄準新疆、內蒙古等西部地區的低電價優勢,國內知名多晶硅生產企業紛紛將產能向西部轉移。在眾多的多晶硅生產企業中,中國恩菲顯得有些特立獨行:其多晶硅生產基地地處洛陽,這里電價超過0.5元/千瓦時,遠高于新疆地區0.2元/千瓦時。但企業仍然能夠保證正常的盈利水平,秘訣就是堅持將技術研發和應用有機融合,降低能耗量。

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  高純多晶硅的生產過程是將高純三氯氫硅用高純氫氣還原成高純多晶硅的過程,其能耗占總能耗超過50%,是實現多晶硅生產環節節能降耗的重點。中國恩菲多晶硅研發團隊創新工藝技術,持續大幅提高多晶硅節能還原爐單爐年產量,為萬噸級多晶硅生產線和節能技改提供了技術支撐。同時他們將整個多晶硅工廠及周邊的各種能源要素通盤考慮,冷熱綜合利用,為多晶硅低成本、低能耗經濟運行創造條件。

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  目前,中國恩菲生產電耗為75千瓦時/千克以下,業內領先。“多晶硅這個產業太朝陽了,硅產業鏈的延伸還很廣,還要繼續研發。”李愛民表示。也正因為如此,多晶硅產業的創新研究就極為重要。中國恩菲擁有我國唯一的多晶硅制備技術國家工程實驗室,公司2016年投入研發的費用約占其銷售收入的4.7%。

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  持續研發與提升多晶硅工藝技術及裝備水平,進一步節能、減耗、降本,是多晶硅行業生存和發展的不二選擇,也是獨立自主發展我國光伏產業的必經之路。經過8年的不懈努力和技術研發,如今我國多晶硅綜合能耗大大降低,市場價格由10年前的每噸325萬元降低到如今的每噸9萬元至12萬元,自主知識產權為我國光伏產業發展奠定了基礎。

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  如今,以多晶硅為原料制造的光伏發電在農村電氣化、通信行業、大型地面電站、光伏精準扶貧等方面實現快速發展。據媒體披露,在我國騰格里沙漠的邊緣有一處60兆瓦光伏電站。起初建站時,這些太陽能電池板下方還是一片沙漠。漸漸地,由于電池板遮擋日照,減少了地面水分蒸發,沙化嚴重的土地上慢慢長出了草。后來,電站管理部門養了二十幾只羊吃草,到如今羊群已繁殖到上百只。光伏電站的建設,除了進行發電外,還幫助當地實現了生態修復,綠色養殖。

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過剩還是不足?

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  無論是在國家發改委等政府部門,還是在投資界,抑或光伏產業內部,提到我國的多晶硅市場,普遍的觀感是產能過剩。真的是這樣的嗎?有業內分析人士認為,其實問題癥結在于,我國的絕大多數多晶硅的產能并不是有效產能。

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  數據顯示,如果將在20萬元/噸的價格水平下還能生產的產能稱為有效產能的話,2014年,我國多晶硅的有效產能僅為8萬噸,只占我國多晶硅需求量的40%出頭,進口多晶硅數量大約占了57%。其余的約10萬噸產能已經成為無效產能,不少多晶硅工廠的裝置已經永久報廢并拆除。

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  另有數據顯示,2015年國內多晶硅廠家僅生產了約7.4萬噸多晶硅。但與此同時,國內的2015年的光伏組件產量比上年有約16%的增長,組件的增加必然代表多晶硅用量的增加。因此,2015年多晶硅的需求中的增量部分全部是由進口多晶硅滿足的。

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  數據無言,但最具有說服力。由此可見,多晶硅產業并不是過剩,而是正如李愛民所說“這個產業太朝陽了”。

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  國家能源局發布的《太陽能發展“十三五”規劃》 提出,到2020年,光伏發電電價水平在2015年基礎上下降50%以上,在用電側實現平價上網目標。李愛民認為,多晶硅價格的下降有助于推進光伏平價上網的進程。這對于多晶硅品質的提升提出了更高的要求,而不僅僅是生產重復的過程。他希望技術創新型企業能夠得到更多的關注,并呼吁多晶硅生產企業在看到西部低電價機遇的同時,能夠關注技術的創新和提升。“這樣,產業才能得到健康有序的發展。”李愛民說。(趙臘平 吳啟華)

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  展會背景:中國國際礦業大會(CHINA?MINING)

  中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

  2017(第十九屆)中國國際礦業大會將于2017年9月23-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.sptsxe.icu)

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干熱巖開發,能否改寫傳統能源版圖?

編輯:KYJC ????????來源:國土資源部門戶網站????????時間:2017-03-22

  隨著我國經濟的持續增長,對能源的需求量越來越大。煤、石油、天然氣等常規能源不但面臨剩余儲量不斷減少、嚴重枯竭等問題,還存在環境污染的問題。因而,大力發展新能源勢在必行。專家認為,地熱資源已成為新能源中的佼佼者,而干熱巖又是其中最具應用價值和利用潛力的清潔能源。

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干熱巖資源何處有

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  全球的干熱巖主要分布在美國墨西哥灣、南美太平洋沿岸國家、朝鮮半島、日本北海道,菲律賓、印度、新西蘭、南澳大利亞的部分地區,冰島等歐洲西北部和俄羅斯遠東地區等。全球干熱巖地熱資源量巨大,比蒸汽型、熱水型和地壓型地熱資源量大得多,比煤炭、石油、天然氣的熱能總和還要大。

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  根據我國區域地質背景,高熱流區均處于板塊構造帶或構造活動帶,我國西南部的地熱活動具有南強北弱、西強東弱的規律,東部區的地熱活動呈東強西弱之勢。在滇藏、東南沿海、京津冀、環渤海等地區分布有較大范圍的火山巖體,說明我國具備干熱巖地熱資源形成的區域構造條件。據調查,我國干熱巖主要分布在3個區域:沉積盆地區(東北、華北和蘇中)、近代火山活動地區(包括吉林長白山、山東蓬萊、海南瓊北、臺灣基隆、黑龍江五大連池、云南騰沖、新疆南部和青藏高原西南部等)和高熱流花崗巖地區(福建、廣東、廣西)。我國干熱巖所儲存的熱能約為已探明地熱資源總量的30%。

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  目前,人們對干熱巖的開發利用,主要是發電。利用干熱巖發電技術可大幅降低溫室效應和酸雨對環境的影響,且不受季節、氣候制約。因為干熱巖發電既不像火電那樣向大氣排放大量的二氧化碳等溫室氣體、粉塵等氣溶膠顆粒物,也不像水電那樣因水壩的修建而破壞局部乃至整個河流的生態系統以及在水電廠周圍引起各種程度不一的環境地質災害,所以干熱巖發電幾乎完全擺脫了外界的干擾。

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  同時,干熱巖因其得天獨厚的較高溫度,一旦成功開采出來,將是冬季供暖的良好熱源。干熱巖供暖技術具有普遍適用性、綠色環保、運行成本低、安全可靠等優點。

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美、日等國先到一步

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  目前,全世界有120多個國家在開發利用地熱資源,其中比較典型的有美國、日本、澳大利亞等。2001年,美國能源部開始實施“增強地熱系統”干熱巖開發試驗計劃,預期在2030年實現干熱巖地熱發電的商業化運營,到2050年干熱巖地熱發電量計劃超過10×104兆瓦。2003年,澳大利亞在庫珀盆地開展了干熱巖地熱開發利用試驗項目,該盆地的熱能儲量高達500億桶油當量,井深4500米處干熱巖溫度高達270攝氏度,并進行了水循環與發電試驗。歐洲也在大力開展干熱巖地熱開發技術研究,如德國在法爾肯貝格對巖石的裂隙、壓裂產生裂隙的機制以及水在這些裂隙中的運移機理進行了研究。

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  我國對地熱的開發利用仍處于初級階段,主要集中在中低溫熱資源的研究和利用方面;對干熱巖地熱資源的開發研究尚處于起步階段,在部分地區進行了干熱巖地熱資源調查,僅少數科研單位開展了初步理論研究。我國對干熱巖的接觸始于上世紀90年代,中國國家地震局地殼應力研究所和日本中央電力研究所在北京房山區合作進行了干熱巖發電研究試驗工作。

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  2012年,我國啟動了“863”計劃項目“干熱巖熱能開發與綜合利用關鍵技術研究”。2013年,國土資源部在青海共和盆地中北部鉆成井深2230米、井底溫度達153℃的干熱巖井,對干熱巖地熱開發進行了探索試驗。

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  此后,中國地質調查局地熱資源調查研究中心編制了《全國干熱巖勘查與開發示范實施方案》,計劃在掌握全國干熱巖資源與潛力的基礎上,找出優先開發靶區,建立干熱巖勘查示范基地,形成我國干熱巖勘查開發關鍵技術體系,推進我國干熱巖技術商業化。

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前景廣闊但尚待時日

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  我國政府相關部門都出臺了一系列政策措施支持干熱巖開發利用。其中,最近出臺的《地熱能開發利用“十三五”規劃》明確提出,在“十三五”時期,開展干熱巖開發試驗工作,建設干熱巖示范項目,通過示范項目的建設,突破干熱巖資源潛力評價與鉆探靶區優選、干熱巖開發鉆井工程關鍵技術以及干熱巖儲層高效取熱等關鍵技術,突破干熱巖開發與利用的技術瓶頸;開展萬米以淺地熱資源勘查開發工作,積極開展干熱巖發電試驗,在藏南、川西、滇西、福建、華北平原、長白山等資源豐富地區選點,通過建立2個~3個干熱巖勘查開發示范基地,形成技術序列,孵化相關企業,積累建設經驗,在條件成熟后進行推廣。

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  截至目前,我國已初步篩選出干熱巖勘查開發的幾大重點區域:東南沿海地區、藏南地區、大同盆地、松遼平原、環渤海地區、長白山地區、五大連池地區、雷州半島地區、瓊北、川西、滇西、華北平原、蘇北盆地、關中盆地、塔里木盆地、柴達木盆地、準噶爾盆地、阿爾山地區、塔什庫爾干地區。國內部分省市對干熱巖的開發利用也表現出了興趣,如山東、青海、廣東等省在該領域都已經有了投入。

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  有關專家表示,在干熱巖開發利用方面,我國現在面對的是一片空白,所知甚少,實際操作中如何壓裂、如何保證裂隙連通、如何保證流量填充、如何實現可持續,都是必須解決的技術難題。

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  值得欣慰的是,2013年底成立的中國地調局地熱資源調查研究中心為示范工程的開展提供了堅實的團隊支撐。該中心將作為一個平臺,集聚各方人才和力量,共同開展我國地熱勘查開發利用研究。其中,一個團隊是干熱巖資源研究團隊,主要開展地殼熱結構、盆地熱演化、高溫地熱資源形成機理等研究。他們將完成我國干熱巖資源潛力調查評價與研究基地建設的調查計劃,并開展干熱巖資源科學開發利用與試驗研究,建設干熱巖壓裂和熱交換模擬系統,并將其作為未來申報國家重點實驗室或國家工程中心的一項重點內容。

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  干熱巖開發利用,需要借助大量水循環,每次提取地熱資源時,都要給地下巖石水庫注水,在循環過程中還要對流失的水不斷進行補充。因此,充足的水源供應是開發利用熱干巖的一項重要條件。當然,目前也有專家正在研究用超臨界的二氧化碳作為循環液。這種方法可以避免水溶液注入可能產生的一系列問題,同時實現二氧化碳的資源化。不過,這項研究才剛剛起步,仍面臨不少技術難題。

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  他山之石,可以攻玉。我們通過同國外公司合作,不斷積累,一旦有了自主創新的成果,我們就有可能做得比他們更好。此外,干熱巖在社會民眾層面的認知度并不高,還需要輔助更多的宣傳,以取得民眾的理解和支持,便于更好地開展工作,進一步推動國家能源可持續發展戰略。

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  近年來,我國將綠色發展提升到前所未有的高度。干熱巖作為最具應用價值和利用潛力的清潔能源,必將在優化能源結構,防治大氣污染,改善人民生活,促進經濟社會生態環境科學、協調發展等方面發揮更加重要的作用。盡管目前我國干熱巖開發還處于起步階段,技術基礎和理論尚未突破,面臨的困難也很多,但只要我們加大理論研究和技術攻關,積極開展示范工程,終將形成我國干熱巖地熱開發自主化技術體系,并實現大規模高效利用。(吳啟華)

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  展會背景:中國國際礦業大會(CHINA?MINING)

  中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

  2017(第十九屆)中國國際礦業大會將于2017年9月23-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.sptsxe.icu)

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全球黃金行業發展分析

編輯:KYJC ????????來源:國土資源部信息中心????????時間:2017-01-12

  黃金以它的稀缺性、抗腐蝕性強、易保存和極好的延展性倍受人類的喜愛,成為金融屬性最強、與經濟發展最密切的金屬。

  一、黃金用途相對單一

  黃金主要用于首飾、工業、儲備和投資。其中首飾是最主要的用途,其用量約占50%;其次是投資,主要指金幣和金條等,其用量約占30%;再次為工業和國家儲備,分別約占10%(圖1)。首飾、金幣和金條、國家儲備都體現了黃金的金融屬性,因此黃金的用途主要體現其保值功能。隨著全球經濟的發展,黃金在金融穩定方面發揮的作用越來越大,因此在國家儲備的用量逐漸增長,同時也帶動了首飾和投資的增長。

  二、黃金是勘查的熱點礦種

  由于黃金的金融屬性,黃金一直以來都是固體礦產勘查的熱點礦種。據SNL統計,自1998年以來,全球黃金礦產勘查投入為654.16億美元,是勘查投資最熱的礦種,占全球非燃料固體礦產勘查投入的比重基本在40%以上,1998年甚至接近六成(圖2)。


  雖然全球投入巨資開展黃金勘查,但由于開采量比較大,黃金儲量增長緩慢。黃金儲量由1990年的4.24萬噸波動增至2015年的5.6萬噸,年均增長1.1%。21世紀前15年僅增長了8000噸。

  三、黃金產業的發展與經濟密切相關

  自從人類發現黃金以來至本世紀初生產了約18萬噸礦產金。19世紀之前生產了1萬噸,19世紀生產了1.15萬噸,20世紀生產了11.12萬噸,21世紀截止目前生產了4.21萬噸(表2)。

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  全球礦產金的生產與經濟發展密切相關。全球礦產金生產增速與全球GDP增速的變化趨勢基本一致,同時全球礦產金生產增速的變化早于全球GDP增速的變化,因此全球礦產金生產增速是全球GDP增速變化的先行指數(圖3),從而將礦產金生產增速變化作為預測全球經濟變化的重要參考指標。

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  自1900年以來,全球礦產金生產的變化規律明顯。一是經歷了三個完整的周期(表3),每個周期約為30年且都與一次全球性大事件息息相關(圖4)。

  第一個周期(1910-1940),與之相關的是第一次世界大戰;

  第二個周期(1941-1970)與之相關的全球性事件為第二次世界大戰;

  第三個周期(1971-2000)與之相關的全球性事件為全球經濟危機,在20世紀90年代發生的東南亞經濟危機是局部性事件,對礦產金生產的影響也比較小,成為本周期中的小周期;

  第四個周期(2001-2030)與之相關的全球性事件為全球金融危機。根據前三個周期的規律,第四周期預計在2030年前后結束,未來15年全球基本不會出現影響全球經濟發展的大事件發生,全球經濟發展將會迎來比較的穩定的15年,而2030年后有可能出現影響全球經濟發展的大事件。

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  四、黃金行業效益高

  黃金行業投入產出比高。1998年以來,黃金行業投入產出比均在10以上,2002年和2015年甚至高達30以上(圖5),黃金行業的高投入產出比吸引了大量的勘查資本。2000年以來黃金行業的投入產出比平均為23.8(表4)。

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  黃金行業在經濟發展中居有重要地位。其產出占全球GDP的比重保持在萬分之七以上,且呈上升態勢(圖6)。

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  總之,全球黃金行業發展處于上升期,消費重心向以中國和印度為首的亞洲轉移,生產與需求穩定增長,仍將是熱門行業。隨著美元、歐元、英鎊等國際貨幣不斷貶值,黃金的保值功能將會越來越重要,對黃金的需求將持續增長。

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  展會背景:中國國際礦業大會(CHINA MINING)

  中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

  2017(第十屆)中國國際礦業大會將于2017923-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.sptsxe.icu)

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海底礦產資源及其應用前景

編輯:KYJC ???來源:中國礦業網 ???時間:2017-01-05

  隨著陸地上礦產資源的日益減少,人們自然把注意力移向海洋。海洋占地球面積的2/3,蘊藏著豐富的礦產資源。世界上海底石油的產量已達到全部石油產量的30%左右。我國海上石油工業有了長足的發展,海底石油的產量可占到石油總產量的11%。分布十分廣闊的大洋金屬結核,因其含有豐富的Cu、Co、Ni等有用金屬,早已引起人們的重視,我國也已在東太平洋的C-C區圈定15萬平方公里的開辟區,已獲聯合國的批準。海底礦產資源十分豐富多樣。本文著重介紹海底熱液硫化物和天然氣水合物這兩種十分重要的資源。

  

海底熱液硫化物礦

  1.1發現

  1948年瑞典的信天翁號科學考察船在紅海中部考察時發現了水溫和鹽度異常,隨后在該處的進一步調查中發現了多金屬軟泥。?研究認為,這種多金屬軟泥的形成和海底擴張有關。六十年代末七十年代初,在人們使用海底照相技術用于海底擴張洋脊區的調查時,在大洋中脊發現了一系列的熱液噴口,并證明多金屬的軟泥正在那里沉積形成。1972年、1976年在哥拉帕哥斯擴張脊和1984年在沖繩海槽進行的海底熱流調查研究時都發現了很高的熱流異常。如沖繩海槽的某些測站的熱流值達到200多MW/M2,這比正常的海底熱流值高三倍多。隨后在這些區域進行的深潛調查都發現了海底熱液硫化物礦的存在。此外,海底熱液硫化物礦的發現在很大程度上還依賴于人類深潛技術的成熟。美國ALVIN號深潛器、法國的NAUTILE號深潛器、前蘇聯的MIR號深潛器及日本的深海2000號和深海6500號深潛器都在海底熱液活動及其熱液硫化物礦產的調查研究中起到了非常重要的作用。從1963年美國發現者號在紅海發現熱液成因的多金屬軟泥,到1979年Alvin號深潛器在東太平洋海隆發現正在生長的熱液黑煙囪,直到現在,現代海底熱液硫化物礦產的調查研究已經歷了半個多世紀的歷程。半個多世紀以來,科學家們通過不懈的努力取得了令人注目的調查發現和研究成果。

  1.2分布

  隨著調查活動的不斷進行,海底熱液硫化物礦區的發現已從特定的區域拓展到大洋中脊,從弧后盆地拓展到板內火山。很快,人們認識到海底熱液硫化物礦在全球的海底是一種十分普遍的地質現象。已經知道,大洋中的三大構造背景(大洋中脊,板內火山和弧后盆地)普遍發育熱液硫化物礦。雖然對大洋中除大洋中脊、板內火山和弧后盆地以外的其它地區沒有更多的調查資料,但可以肯定,大洋中構造活動的地區應是海底熱液硫化物發育的主要場所。到目前為止我們已在世界海底發現了一百多個熱液硫化物礦化點。根據我們的研究結果,現代海底熱液硫化物主要分布在中低緯度的洋中脊的中軸谷和火山口附近,水深一般在2600米,處于洋中脊擴張段地形較高的部位,并且擴張速率和熱液活動區的分布密切相關。

  1.3潛在的巨大資源

  從1978年在東太平洋海隆發現塊狀硫化物以后,熱液成礦的問題在現代海底熱液活動的調查研究中得到了足夠的重視。到1993年在世界海底已圈定了139處熱液礦化點,其中多處資源量超過百萬噸。如,東北太平洋海隆勘探者海脊的塊狀硫化物堆積體,直徑達200米,高為10米,儲量大于1.5Mt,北胡安得福卡海脊7處熱液堆積體,直徑400米,高60米,估計每處資源量超過1.0Mt,紅海阿特蘭提斯II海淵的熱液金屬儲量估計為94.0Mt,大西洋中脊TAG熱液活動區的一處硫化物堆直徑250米,高50米,估計塊狀硫化物的儲量為5.0Mt。另外,根據對西太平洋勞海盆黑白煙囪體的調查研究,無論從規模大小還是硫化物的含量看,其儲量都不低于大西洋中脊TAG熱液區。加上綿延在4公里長,200米寬的地帶中存在著數百個錳煙囪,按一般厚度4.5厘米計算,資源量估計超過10.0Mt。可見整個世界海底熱液礦產資源量十分可觀,資源開發前景十分誘人。

  1.4我國的研究

  早在1985年我國就有學者提出了熱液成礦的多元理論,并注意了洋脊地下熱液在Fe、Cu等硫化物沉淀中的作用。但這一時期我國在這方面的研究僅限于理論研究和以國際合作的形式參與國外的調查研究。1988年和1990年中、德、美合作利用德國的太陽號科學考察船兩次對馬里亞納海槽的熱液硫化物進行調查。1993年,中國科學院海洋研究所首次用科學一號在沖繩海槽進行了一個航次的熱液礦床的調查,并在1994年3月再度組隊對沖繩海槽的熱液硫化物進行實地調查。1998年我國的大洋一號在馬里亞納海槽開展了首次大洋熱液礦點實驗調查。我國經過短短十幾年的大洋熱液礦產調查取得了較為注目的成績。如,我們在沖繩海槽的熱液樣品中發現金和銀的含量都很高。

  

天然氣水合物

  現代社會經濟增長的基礎是對能源的占有和利用。當今世界能源的80%來自化石燃料——煤、石油和天然氣。隨著經濟的發展、人口的增長,人類對資源的需求也在逐年增大。按照我們傳統的化石燃料理論和勘探結果,人類行將面臨不可再生化石燃料資源的短缺問題。因此,尋找新型替代(或稱后續)資源以解決資源短缺問題,維持經濟持續發展,是我國也是世界各國共同面臨的重要課題。天然氣水合物自上個世紀在海底沉積物中廣泛發現以來,因其分布廣、資源量大、能量高而引起科學界的高度重視,并被認為可望成為“21世紀行將枯竭的常規油氣能源的后續能源”。日本科學家的最新研究結果表明,日本的天然氣水合物探明儲量可供日本在石油和天然氣枯竭后使用140年。這一結果足以引起我們對天然氣水合物研究的高度重視。可以預計21世紀,天然氣水合物單從能源的角度來看將會扮演一個非常重要的角色。

  2.1穩定賦存和分布

  天然氣水合物是一種水包氣(一般是甲烷)的籠形物,外形似冰。水分子形成一個籠形格架,中間為一個氣體分子。很多氣體分子的大小都適合于填充到籠形格架中形成水合物,如二氧化碳、硫化氫和一些低碳的碳氫化合物。一般地,如果籠形格架中充填了二氧化碳則稱為二氧化碳水合物,如果充填了甲烷則稱為甲烷水合物。研究表明,天然氣水合物是在一定的溫度-壓力條件下才形成并穩定存在的。氣體水合物主要形成于低溫高壓的環境中。溫度范圍一般在-10℃—30℃,相應的壓力范圍為1-100MPa。如果溫度升高相應的壓力也必須升高。比如在0℃,只要壓力條件大于3MPa就可以形成氣體水合物,而當溫度升高到20℃時,壓力必須大于20MPa,氣體水合物才能形成并穩定存在。

  根據天然氣水合物穩定存在的穩壓范圍容易推知,天然氣水合物主要存在于兩極低溫的陸區和深海高壓的沉積物中。目前,已在世界各大洋和大陸內海確定了80多處天然氣水合物遠景區,其中多處經海底鉆已探得到證實,如秘魯近海、美國東部和西部海域、日本近海等。

  2.2潛在的巨大能源

  據資料,陸地面積的27%,海域面積的90%都有天然氣水合物分布。而且目前已知的絕大多數天然氣水合物為甲烷水合物。甲烷水合物是甲烷氣體的捕獲器,在一個大氣壓下,分解單位體積的甲烷水合物,可以得到160體積的甲烷氣。因此,在地表以下深約2000米的淺層沉積天然氣水合物內隱藏著大量的甲烷。甲烷水合物的含碳量是所有化石含碳量的兩倍。這種甲烷水合物的能量通量(在標準狀況下每單位體積巖石中的甲烷體積)是其它非常規氣源(如煤層、黑色頁巖和深部含水層)能量通量的10倍,是常規天然氣能量通量的2-5倍。其儲量大約相當于煤炭和常規石油天然氣總量的3倍。根據美國地質學家的資料,現代天然氣水合物的總資源量為1×1018m3,據28屆地質大會資料,天然氣水合物的資源量可達28×1013m3。

  可見,天然氣水合物的儲量極為豐富。有些科學家已肯定地指出天然氣水合物將是21世紀的重要能源。

  2.3國外對天然氣水合物的研究

  80年代以來,俄、美、日、加、德、荷、印等國在海洋天然氣水合物調查與開發方面給予高度重視,從資源儲備的戰略高度相繼制定了長遠發展規劃和實施計劃。應該指出的是,90年代以來天然氣水合物的研究才蓬勃發展起來。美國1995年在ODP第164航次中,率先在布萊克海脊布設了三口勘探井,首次有計劃地取得了天然氣水合物樣品。1995-1999日本基本完成了南海海槽天然氣水合物的海上地球物理調查,3000米的勘探井揭穿增生楔的天然氣水合物沉積。在1998年5月,美國參院資源委員會一致通過“海底天然氣水合物研究與資源開發計劃”。本世紀大洋鉆探計劃(ODP21)也將海底天然氣水合物的形成機理確定為主要的學術目標之一。印度針對本國能源不足的現狀,在1996-2000年間設立了尋找海底天然氣水合物資源的專項研究,計劃投入5600萬美元在孟加拉灣和阿拉伯海開展調查研究工作。

  近10年來,對海底天然氣水合物的產生條件、分布規律、形成機理、環境效應、勘查技術、開發工藝、經濟評價與環境保護等方面的研究已取得實質性進展。

  2.4我國邊緣海域的天然氣水合物研究

  近年來國內有關單位召開了以天然氣水合物為主題的研討會,強調了在我國開展天然氣水合物研究的意義,并首先資助了南海海域天然氣水合物的海上調查工作。目前,我國一些主要的科技項目,如國家自然科學基金項目、ODP項目、973項目、S863項目等都把天然氣水合物的研究列為重點的研究內容。

  我國東海及鄰近的海域不僅具有豐富的地質內涵,而且具有豐富的石油天然氣資源。從上世紀六十年代開始在該區域進行的以構造演化和礦產資源(油氣)評價為主要目地的地質地球物理調查,積累了大量的可資天然氣水合物研究的資料。其中包括地質取樣資料、海底溫度資料、地殼熱流資料、地溫梯度資料、折射地震資料、多道地震資料、鉆井資料等。資料顯示,在我國邊緣海域中(東海、南海和臺灣東部海域)的部分地區具備天然氣水合物穩定存在的水深條件和海底溫度條件。ODP184航次在南海的鉆探結果顯示出天然氣水合物的化學異常,南海北部陸緣多處地震剖面上都識別出BSR。專為天然氣水合物研究而在南海布設的地震測量剖面上也發現有明顯的BSR顯示。我國東海及鄰近海域的天然氣水合物研究與勘探工作正在進一步展開。(礦業俱樂部)

  展會背景:中國國際礦業大會(CHINA MINING)

  中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

  2017(第十屆)中國國際礦業大會將于2017923-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.sptsxe.icu)

  

2016中國礦產資源報告

編輯:KYJC? 來源:國土資源部門戶網站 ?時間:2016-11-25

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  中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

  2017(第十九屆)中國國際礦業大會將于2017年9月在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.sptsxe.icu)

    

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