馬海全,鄭琴,龍承濤,葛長峰,孟冬青,潘雪婷
(北京市礦產(chǎn)地質(zhì)研究所,北京 101500)
礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略儲備,是戰(zhàn)略意義上的礦產(chǎn)資源儲備,通常稱為礦產(chǎn)地儲備(任忠寶等,2013),在北京就是上表礦區(qū)(即資源儲量經(jīng)官方評審備案、登記在《北京市礦產(chǎn)資源儲量表》中的礦區(qū))的儲備。戰(zhàn)略儲備,是礦產(chǎn)資源應急啟用的直接對象,其家底數(shù)據(jù)是基本國情國力的重要組成部分,密切關系著國家的資源戰(zhàn)略安全,因此數(shù)據(jù)質(zhì)量具有重要意義(賈文龍等,2008;余良暉,2016)。
2021年,根據(jù)自然資辦發(fā)〔2020〕36號文件要求,北京市開展了鐵礦資源國情調(diào)查(以下簡稱“國情調(diào)查”)工作。此項工作以單礦區(qū)為基礎,匯總了全市鐵礦累計查明資源儲量、累計消耗資源儲量、保有資源儲量及壓覆資源儲量的數(shù)量、質(zhì)量、結構及空間分布等基礎數(shù)據(jù);分析了各礦區(qū)資源儲量變化情況及變化原因,為更新北京市儲量庫提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。結果表明,全市累計查明鐵礦資源儲量逾10億t,保有9.46億t(北京市地質(zhì)工程設計研究院,2021 a),資源儲量豐富。由于各礦山于2020年底前陸續(xù)關閉,保有量作為戰(zhàn)略儲備將呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)。
國情調(diào)查工作收集的數(shù)據(jù)質(zhì)量存在一定的問題,但限于“我們不生產(chǎn)數(shù)據(jù),我們只是數(shù)據(jù)的調(diào)查員”這一工作原則,并沒有據(jù)以分析評價。本次工作在進一步收集相關信息的基礎上,對數(shù)據(jù)質(zhì)量問題進行了歸納總結,分析了戰(zhàn)略儲備的可變因素,并對戰(zhàn)略儲備應急啟用主要方向進行了初步探討。
北京市鐵礦資源儲量匯總確定46個上表礦區(qū),按礦床類型分有沉積變質(zhì)型、沉積型、巖漿巖型和矽卡巖型,累計保有資源儲量9.93億t。其中,沉積變質(zhì)型保有9.54億t,占比達96%。10年后至2020年底,礦山開采礦區(qū)新增資源量0.13億t,累計消耗0.6億t,全部為沉積變質(zhì)型鐵礦。
按礦區(qū)的開發(fā)利用狀況,礦區(qū)可劃分為未利用礦區(qū)和已利用礦區(qū)。
1)未利用礦區(qū)是指未經(jīng)任何形式開發(fā)利用、消耗量為0、保有量等于原始累計查明量的礦區(qū)。這樣的礦區(qū)共9個,保有資源儲量0.9億t。
2)已利用礦區(qū)是指存在消耗量,保有量一般小于累計查明量的礦區(qū)。這樣的礦區(qū)共有37個,按開發(fā)利用主體的區(qū)別,可進一步劃分為民采礦區(qū)和礦山開采礦區(qū)。其中:民采礦區(qū)是指20世紀90年代至21世紀初(2010年以前)沒有正規(guī)采礦許可證但曾經(jīng)集體開采或民采的礦區(qū)。這樣的礦區(qū)有18個,累計查明資源儲量2.94億t,保有2.84億t;礦山開采礦區(qū)是指擁有采礦證即合法采礦權而主營采礦活動的礦區(qū)。這樣的礦區(qū)共19個,其中大型2個,中型10個,小型7個,礦區(qū)累計查明資源儲量6.98億t,保有5.72億t。
3)戰(zhàn)略儲備。北京的礦山開采礦區(qū),自2008年起陸續(xù)停采,至2020年已全部關閉。全市46個鐵礦區(qū)保有資源儲量全部轉(zhuǎn)為戰(zhàn)略資源儲備,數(shù)據(jù)定格在9.46億t:按資源量類型劃分,其中探明資源儲量0.24億t、控制資源儲量2.20億t、推斷資源儲量7.02億t。
戰(zhàn)略儲備數(shù)據(jù)來自官方,具有權威性和長期的穩(wěn)定性,但鑒于歷史遺留因素,部分已知和未知數(shù)據(jù)未納入或難于納入官方統(tǒng)計,而部分數(shù)據(jù)有失實之嫌,數(shù)據(jù)質(zhì)量有待提升——這就是戰(zhàn)略儲備數(shù)據(jù)的可變性。其可變因素包括內(nèi)在因素和外在因素。
最終會導致上表礦區(qū)資源儲量數(shù)據(jù)變化的因素是內(nèi)在因素。它的形成與人的認識程度和工作任務的局限性不可分割,屬于資源稟賦自身的問題,可以分為3種類型。
1)資源儲量數(shù)據(jù)斷檔
北京市密云冶金礦山公司曾下轄5座礦山,21世紀以來,應開采需要各礦山在所屬主要礦區(qū)均開展了生產(chǎn)補充勘探工作,包括馮家峪、沙廠、霍各莊、高嶺東—放馬峪、東莊、桑園諸礦區(qū)。其中沙廠、東莊、霍各莊、高嶺東—放馬峪均未將變化的資源儲量納入官方統(tǒng)計數(shù)據(jù),沙廠、東莊兩礦區(qū)尚明確了資源儲量變化情況——二者均有不同程度的減少;高嶺東—放馬峪鐵礦的生產(chǎn)補充勘探工作提交了儲量報告,變化情況也有據(jù)可循。而霍各莊的補充勘探工作、馮家峪在地下開展的第二次補充勘探工作沒有留下儲量數(shù)據(jù)。
2)資源量類型“拔高”
懷柔區(qū)老公營和雙文鋪鐵礦區(qū)曾經(jīng)民采,分別保有一定的資源量(北京市地質(zhì)工程設計研究院,2021 b;北京市地質(zhì)工程設計研究院,2021 c)。按最初勘查報告(首鋼地質(zhì)勘探公司地質(zhì)研究所,1994;懷柔縣人民委員會地方工業(yè)局,1960),兩礦區(qū)資源儲量均屬推斷類型,相當于2020年儲量改革前的333類型。DD 2002-01《中國地質(zhì)調(diào)查局工作標準》關于“固體礦產(chǎn)推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量和經(jīng)工程驗證的預測資源量估算技術要求”明確指出,333資源量是地質(zhì)可靠程度為依據(jù)地表和深部工程見礦情況推斷的、可行性評價程度為概略研究、經(jīng)濟意義為內(nèi)蘊經(jīng)濟的(即經(jīng)濟意義介于經(jīng)濟的-次邊際經(jīng)濟范圍內(nèi)的)資源量”。而兩礦區(qū)礦體除地表探槽外,深部均無鉆孔控制,資源量可靠程度低于推斷類型。按GB/T 17766—2020《固體礦產(chǎn)資源儲量分類》,兩礦區(qū)礦產(chǎn)資源可歸于“潛在礦產(chǎn)資源”,而“潛在礦產(chǎn)資源不以資源量表述”。
3)資源儲量沿革不清
密云區(qū)兵馬營鐵礦區(qū)開展過3次地質(zhì)勘查工作:1960年詳查工作(北京市地質(zhì)局密懷平勘探隊,1960),其界定了礦區(qū)范圍;1982年是在礦區(qū)范圍內(nèi),以查明礦區(qū)褶皺構造為首要目的的具有科研性質(zhì)的勘查工作(北京市地質(zhì)調(diào)查所,1982);而1994年則是在向斜轉(zhuǎn)折端為礦山提供首采區(qū)的詳查工作(北京市地質(zhì)礦產(chǎn)局一〇一隊,1994)。
1982年在查明向斜構造的同時,利用含礦系數(shù),“為較準確反映轉(zhuǎn)折端處礦體儲量,將其形態(tài)視為‘哈密瓜’的四分之一,采用橢球體的體積公式進行儲量計算”求得“II礦帶轉(zhuǎn)折端處儲量”,相對于1960年提交儲量,“D級”儲量顯著增加(北京市地質(zhì)調(diào)查所,1982)。
1994年詳查工作指出,“80年代前施工的鉆孔,有的孔斜偏差過大,采取率偏低,從而影響了礦體連接對比,對礦體形狀有一定歪曲。在工作中,大部分鉆孔未予利用,只利用了少數(shù)質(zhì)量較好的鉆孔資料,如CK3、CK15號鉆孔等(北京市地質(zhì)礦產(chǎn)局一〇一隊,1994)”。
1994年的詳查工作,對1982年的勘查成果未予評述,對1960年探礦工程質(zhì)量總體持否定態(tài)度。而受國情調(diào)查工作的局限,兵馬營鐵礦區(qū)舊有的儲量沿革沒有調(diào)整,戰(zhàn)略儲備維持不變,即“哈蜜瓜”里的儲量依然是主體,而其所對應礦體的形態(tài)和空間位置難以確定,實屬“潛在礦產(chǎn)資源”。
昌平區(qū)上莊釩鈦磁鐵礦區(qū)也存在資源儲量沿革問題,致使礦區(qū)保有量增大(北京市地質(zhì)局102隊,1973;北京市地質(zhì)調(diào)查研究院,2004;北京市地質(zhì)調(diào)查研究院,2007;北京市地質(zhì)工程設計研究院,2021 d)。
從地表或淺部改變礦產(chǎn)資源儲量或賦存狀態(tài)的因素是外在因素。它的作用不會從根本上影響礦區(qū)累計查明資源儲量,是獨立于資源稟賦之外的因素,包括建設項目壓覆和礦山地質(zhì)環(huán)境治理2種類型。
1)建設項目壓覆
建設項目是否壓覆礦產(chǎn)資源,本質(zhì)是厘定建設項目與礦產(chǎn)資源的位置關系。壓覆的前提下,在建設項目施工時會消耗礦產(chǎn)資源儲量或改變礦產(chǎn)資源賦存狀態(tài)。比較典型的是道路工程,包括隧洞和埡口,建筑基坑也有可能。無論是已利用礦區(qū)和未利用礦區(qū),建設項目壓覆礦產(chǎn)資源的情況都可能發(fā)生。
2)礦山地質(zhì)環(huán)境治理
一般情況下,礦山地質(zhì)環(huán)境治理僅發(fā)生在已利用礦區(qū)。多年來,在已利用礦區(qū),采礦與治理形成了固定的因果關系。相對于建設項目壓覆,治理工程的實施對礦產(chǎn)資源的影響會更普遍、更深遠。這一點,地表開采尤其顯著。以民采礦區(qū)密云區(qū)大漕鐵礦區(qū)為例,在2009年開展礦產(chǎn)資源利用現(xiàn)狀調(diào)查時,大漕鐵礦還是千瘡百孔(圖1),歷經(jīng)治理,現(xiàn)已面貌一新(圖2)。但在治理過程中,是否又消耗鐵礦,消耗了多少鐵礦,尚不明確,它的保有資源儲量,已經(jīng)停留在2010年治理之前了。與大漕鐵礦相類似的還有達巖鐵礦、水峪鐵礦等民采礦區(qū)甚至礦山開采后主動關閉的頭道嶺鐵礦、白河澗鐵礦等12處鐵礦區(qū)(帶)(圖3)。近年來,密云冶金礦山公司先后被動關閉的礦區(qū)有8個,如果這8個鐵礦區(qū)的治理情況對礦產(chǎn)資源的影響一如既往地被忽視,那么礦產(chǎn)資源儲量數(shù)據(jù)的權威性將會受到更多的挑戰(zhàn)。
圖1 密云區(qū)大漕鐵礦區(qū)局部采坑(于2009年4月攝)Fig.1 Open pits in Dacao iron ore mine,Miyun County,2009
圖3 密云區(qū)鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境治理分布圖Fig.3 The distribution of Miyun iron ore mines’recovered,in and for recovering
以上討論了數(shù)據(jù)源的變化因素,無論內(nèi)在因素還是外在因素,它們的存在直接影響戰(zhàn)略儲備數(shù)據(jù),包括已知數(shù)據(jù)和未知數(shù)據(jù),致使戰(zhàn)略儲備存量變小。
所謂戰(zhàn)略儲備,是為響應或滿足不時之需,礦產(chǎn)儲備能夠從多大程度上滿足應急啟用的要求,客觀上受到礦產(chǎn)資源稟賦自身和外部條件的限制。
1)內(nèi)部條件——資源稟賦
北京市有鐵礦區(qū)46個,其中大型礦區(qū)2個,達到勘探程度;中型礦區(qū)20個,其中5個達到勘探程度,6個詳查,9個普查;小型礦區(qū)24個,達到勘探程度的礦區(qū)3個,詳查3個,普查18個。戰(zhàn)略儲備主要分布在大、中型礦區(qū),其中大型礦區(qū)占7.85%,中型礦區(qū)占62.46%.按礦產(chǎn)資源類型劃分,探明資源量占2.50%,控制資源量23.28%,推斷資源量74.22%。
總體上,就資源儲量規(guī)模和控制程度而言,大中型礦區(qū)都要優(yōu)于小型礦區(qū),而開發(fā)利用主要集中在大中型礦區(qū),正是資源稟賦選擇的結果。
除了上述統(tǒng)計數(shù)據(jù),就單礦區(qū)而言,資源稟賦還包括礦體的富集程度、構造復雜程度、開采技術條件、礦石品位、可選性等(陳興龍等,2010;趙忠琦等,2019);就多礦區(qū)而言,礦區(qū)的密集程度所反映的成礦地質(zhì)條件也是資源稟賦的表征之一。北京市沉積變質(zhì)型鐵礦劃分為庫(密云水庫,下同)西北、庫東北和庫南3個礦集區(qū)(許海濤,2013),這3個礦集區(qū)匯集了北京所有的大中型(沉積變質(zhì)型)鐵礦,反映了密云水庫(及周邊)成礦地質(zhì)條件的優(yōu)越。
2)外部條件——重要功能區(qū)與壓覆
國情調(diào)查成果表明,北京市46個鐵礦區(qū)中有42個存在已劃定的重要功能區(qū),即它們的資源儲量分布范圍與重要功能區(qū)存在空間上的重疊關系。其中生態(tài)紅線范圍涉及礦區(qū)35個、城鎮(zhèn)建設邊界涉及礦區(qū)10個、永久基本農(nóng)田涉及礦區(qū)26個(北京市地質(zhì)工程設計研究院,2021 e)。在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用階段,這些重要功能區(qū)是限制開采的條件,致使部分資源儲量成為禁采對象,如在空間上緊鄰密云水庫或與其存在重疊關系的礦區(qū),包括密云區(qū)的前保嶺、董各莊—燕落、學各莊、王家會、太師莊、大漕6個鐵礦區(qū)。
北京市鐵礦區(qū)已批復壓覆礦區(qū)3個,其中建設項目壓覆范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源是禁采對象。
北京市存在事實壓覆的礦區(qū)25個,事實壓覆主體主要為居民點、公路和水庫(北京市地質(zhì)工程設計研究院,2021 f)。受工作任務所限,國情調(diào)查工作對事實壓覆進行了定性評價,定性壓覆的礦產(chǎn)資源是否禁采,需要經(jīng)過進一步的調(diào)查評估才能確定。
北京一旦啟用鐵礦資源戰(zhàn)略儲備,資源稟賦是先決條件,從礦區(qū)規(guī)模看,大中型礦區(qū)優(yōu)于小型;從控制程度看,勘探、詳查優(yōu)于普查。這兩個序列,鐵礦的開發(fā)利用歷史已經(jīng)印證,因而密云區(qū)近年來按政策被動關閉的8個礦區(qū)是應急啟用的首選對象。此外,資源儲量規(guī)模和勘查程度相近的礦區(qū),曾經(jīng)民采的礦區(qū)優(yōu)先考慮。應急啟用的主要方向即這兩類優(yōu)選礦區(qū),它們?nèi)糠植加趲煳鞅?、庫東北或庫南3個礦集區(qū)內(nèi)。
應急狀態(tài)下,當優(yōu)選礦區(qū)涉及重要功能區(qū)與壓覆兩種關系時,作為限制條件,生態(tài)紅線范圍將最先為開發(fā)利用讓路,其次是事實壓覆,再次是城鎮(zhèn)建設邊界。國情調(diào)查成果中,事實壓覆是不確定的結論,需要進一步調(diào)查評估,即篩查出確定壓覆的部分,方能得到可利用的戰(zhàn)略儲備。
受城市功能定位的影響,北京鐵礦資源開發(fā)利用暫時告一段落,鐵礦資源全部轉(zhuǎn)為戰(zhàn)略儲備。戰(zhàn)略儲備豐富是數(shù)據(jù)的表象,數(shù)據(jù)的背后隱藏著可變因素,而應急啟用的限制條件進一步制約著戰(zhàn)略儲備的可利用性??傮w看,在限制條件允許的前提下,戰(zhàn)略儲備的應急啟用,應著眼于3個礦集區(qū),首選曾經(jīng)礦山開采的被動關閉礦區(qū),其次是曾經(jīng)民采的達到勘探程度或詳查程度的中型礦區(qū)。