王振東，時 貞，童?？?鑫，石海巖

(1.自然資源部高原荒漠區(qū)戰(zhàn)略性礦產(chǎn)勘查開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新中心，青海 西寧 810001;2.青海省地質(zhì)調(diào)查局，青海 西寧 810001)

0 引 言

青海柴達(dá)木盆地鹽湖資源種類齊全，富含鉀、鋰、鎂、硼、鈉、溴、碘、銣等，根據(jù)《2020年全國礦產(chǎn)資源儲量統(tǒng)計表》數(shù)據(jù)，青海鉀鹽(氯化鉀)、鋰礦(氯化鋰)、鎂鹽(氯化鎂和硫酸鎂)保有資源儲量居全國首位，鹽礦(氯化鈉)和硼礦(氧化硼)保有資源儲量分別居全國第二位和第三位[1]，柴達(dá)木盆地鹽湖資源儲量在全國占有絕對優(yōu)勢。當(dāng)前青海鹽湖資源開發(fā)已建成“鎂、鋰、鉀”三大工業(yè)基地和“鉀、鈉、鎂、鋰、氯”五大產(chǎn)業(yè)集群，尤其是鉀肥生產(chǎn)量和銷售量在全國占比較高，對保障國家糧食安全發(fā)揮了重要的支撐作用。鋰被稱為“21世紀(jì)的新能源”，是國防尖端工業(yè)和新能源電池領(lǐng)域的重要原料，近些年青海鹽湖鹵水提鋰工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展較快，今后有望成為國內(nèi)鋰資源供給的最大來源，對提升我國新材料、新能源等多個重要產(chǎn)業(yè)在全球的戰(zhàn)略競爭力，助力實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)具有重大意義。2016年以來，習(xí)近平總書記在參加十三屆全國人大四次會議青海代表團(tuán)審議和兩次考察青海時強(qiáng)調(diào)，鹽湖是青海最重要的資源，要結(jié)合青海優(yōu)勢和資源，貫徹創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加快建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地，這為新發(fā)展階段青海鹽湖資源勘查開發(fā)利用與保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展指明了前進(jìn)方向，提供了根本遵循。

1 鹽湖資源概況

柴達(dá)木盆地是我國主要的鹽湖資源富集區(qū)，盆地內(nèi)分布有面積大小不一的鹽湖33個，現(xiàn)階段主要開發(fā)利用的鹽湖資源有鉀鹽、鋰礦、鎂鹽、鹽礦、硼礦。根據(jù)資源特點和地理位置可分為東部、中部和西部三個區(qū)域：東部以鹽礦為主，包括柯柯鹽湖、茶卡鹽湖和柴凱鹽湖；中部以鉀鹽、鋰礦、鎂鹽、硼礦為主，包括察爾汗鹽湖、東臺吉乃爾鹽湖、西臺吉乃爾鹽湖、一里坪鹽湖、馬海鹽湖、大柴旦鹽湖、小柴旦鹽湖；西部以鉀鹽、鋰礦為主，包括尕斯庫勒鹽湖、大浪灘鹽湖、察汗斯拉圖鹽湖、昆特依鹽湖、牛郎織女鹽湖。根據(jù)《截至二○二○年底青海省礦產(chǎn)資源儲量簡表》數(shù)據(jù)，青海省鉀鹽累計查明資源儲量10.30億t，保有資源儲量7.77億t；鋰礦累計查明資源儲量1 787.46萬t，保有資源儲量1 418.63萬t；鎂鹽累計查明資源儲量62.90億t，保有資源儲量51.40億t；鹽礦累計查明資源儲量3 540.28億t，保有資源儲量3 531.63億t；硼礦累計查明資源儲量4 210.27萬t，保有資源儲量1 732.11萬t[2]。

柴達(dá)木盆地鹽湖資源按賦存深度分為淺層和深層。淺層主要為地表鹽湖晶間鹵水型礦床，固液并存，賦存深度為0～200 m，鉀、鈉、鎂、鋰、硼品位高；深層分為“砂礫型”孔隙鹵水和背斜構(gòu)造裂隙-孔隙鹵水型礦床，賦存深度>200 m，均以液體為主，其中，“砂礫型”孔隙鹵水成礦元素簡單，以鉀元素為主；背斜構(gòu)造裂隙-孔隙鹵水成礦元素復(fù)雜，富含鉀、鋰、硼等元素，伴生溴、碘、銣、銫等元素，鎂元素含量低。 《青海省礦產(chǎn)資源潛力評價成果報告》 預(yù)測，柴達(dá)木盆地淺層鹽湖資源量鉀鹽6.74億t、鋰礦0.24

圖1 柴達(dá)木盆地鹽湖資源勘查開發(fā)總體布局示意圖Fig.1 General layout diagram of exploration and exploitation for the salt lake resources in Qaidam Basin

億t、硼礦0.27億t;深層鹽湖資源量為鉀鹽8.01億t、 鋰礦0.48億t、 硼礦1.21億t[3]， 資源潛力評價結(jié)果反映出柴達(dá)木盆地內(nèi)鉀、 鋰、 硼資源前景廣闊。

2 鹽湖資源勘查開發(fā)現(xiàn)狀

2.1 勘查現(xiàn)狀

1) 淺層鹵水勘查。柴達(dá)木盆地淺部鹽湖資源多集中于第四系現(xiàn)代鹽湖，分液體和固體兩種類型。淺部鹽湖資源地質(zhì)勘查工作始于1957年，先后在察爾汗鹽湖、大浪灘鹽湖、昆特依鹽湖、馬海鹽湖、尕斯庫勒鹽湖、一里坪鹽湖、大柴旦鹽湖、小柴旦鹽湖、茶卡鹽湖、柯柯鹽湖等地開展了鹽湖資源找礦勘查工作。1982—1990年開展了第二輪鹽湖資源普查，主要對大浪灘鹽湖、昆特依鹽湖、察汗斯拉圖鹽湖、尕斯庫勒鹽湖、大風(fēng)山鹽湖、馬海鹽湖等礦床進(jìn)行了普查和局部詳查工作。第三輪鹽湖資源勘查自1998年開始，先后在東臺吉乃爾鹽湖、西臺吉乃爾鹽湖、馬海鹽湖、尕斯庫勒鹽湖、大鹽灘鹽湖、大柴旦鹽湖、察爾汗鹽湖、大浪灘鹽湖等地區(qū)開展了詳查和補(bǔ)充勘探等工作，基本查明了柴達(dá)木盆地內(nèi)各主要鹽湖的資源儲量、開采技術(shù)條件等，為礦區(qū)開發(fā)提供了詳實的地質(zhì)依據(jù)。經(jīng)過三輪鹽湖資源勘查工作，柴達(dá)木盆地內(nèi)第四系淺部鹽湖資源已全面評價，除少量礦區(qū)勘查程度為普查外，其余礦區(qū)勘查程度均達(dá)到詳查及勘探。

2) 深層鹵水勘查。柴達(dá)木深層鹽湖資源主要賦存于中西部各主要凹地第四系松散巖類的孔隙和新近系背斜構(gòu)造區(qū)巖層裂隙孔隙中。自1999年開展國土資源大調(diào)查以來，特別是隨著近年來“青海省358地質(zhì)勘查工程”“青海省找礦突破戰(zhàn)略行動”的推進(jìn)和實施，柴達(dá)木盆地西部深層鹵水找礦取得重大進(jìn)展，在大浪灘鹽湖、察汗斯拉圖鹽湖、昆特依鹽湖、馬海鹽湖等地發(fā)現(xiàn)的“砂礫型”鹵水鉀鹽礦初步累計估算預(yù)測氯化鉀資源量約7.31億t[4]，資源潛力巨大。 在南翼山等背斜構(gòu)造區(qū)發(fā)現(xiàn)了較好的鋰、鉀、硼找礦靶區(qū)，開拓了柴達(dá)木盆地新的找礦空間，展示了良好的找礦前景。柴達(dá)木盆地西部有望成為我國最大鉀肥生產(chǎn)基地察爾汗鹽湖的后備資源接替區(qū)。

2.2 開發(fā)現(xiàn)狀

柴達(dá)木盆地鹽湖資源開發(fā)歷史久遠(yuǎn)。早在東漢以前,青海的湖鹽便被當(dāng)?shù)鼐用癫赏?，其后一直有小?guī)模和零星開采，主要開采茶卡鹽湖的鈉鹽。到清朝后期,除開采鈉鹽以外，還少量開采硼礦、石膏、天然堿等。1949年以后，鹽湖資源開發(fā)開始走向規(guī)?；a(chǎn)，自1950年開始，先后在茶卡鹽湖、柯柯鹽湖生產(chǎn)鈉鹽，在大柴旦鹽湖開采硼礦，在察爾汗鹽湖建廠生產(chǎn)鉀肥。柴達(dá)木盆地鹽湖資源開發(fā)經(jīng)過70年的發(fā)展，基本形成了鉀鹽、鈉鹽、鎂鹽、鋰鹽、氯堿五大產(chǎn)業(yè)群。

目前大部分鹽湖礦山以鉀鹽開發(fā)為主，綜合利用鋰、硼、鈉、鎂等共伴生元素，少數(shù)礦山分別以鋰礦、鎂鹽、硼礦、鹽礦開發(fā)為主。鉀鹽生產(chǎn)以察爾汗鹽湖為主，其次為西臺吉乃爾鹽湖、馬海鹽湖、大浪灘鹽湖、昆特依鹽湖、尕斯庫勒鹽湖等，鉀鹽產(chǎn)品主要有氯化鉀、硫酸鉀，“十三五”期間年均鉀肥(折合氯化鉀)產(chǎn)量為812.89萬t。鋰礦生產(chǎn)主要在察爾汗鹽湖、西臺吉乃爾鹽湖、東臺吉乃爾鹽湖、一里坪鹽湖，鋰礦產(chǎn)品主要有碳酸鋰，“十三五”期間年均碳酸鋰產(chǎn)量為2.996萬t。鎂鹽生產(chǎn)以團(tuán)結(jié)湖為主，鎂鹽產(chǎn)品主要有氫氧化鎂，“十三五”期間年均鎂鹽產(chǎn)量為36.35萬t。硼礦生產(chǎn)主要在大柴旦鹽湖、西臺吉乃爾鹽湖，硼礦產(chǎn)品主要是硼酸，“十三五”期間年均硼酸產(chǎn)量為4.593萬t。鹽礦生產(chǎn)主要在茶卡鹽湖、柯柯鹽湖及察爾汗鹽湖達(dá)布遜礦區(qū)，鹽礦產(chǎn)品主要有食用鹽、工業(yè)鹽、純堿，“十三五”期間年均鈉鹽氯化鈉產(chǎn)量為138.03萬t[5]。

3 現(xiàn)有鹽湖資源保障能力分析

鹽湖資源的保障程度依據(jù)可采儲量結(jié)合目標(biāo)產(chǎn)能對比剩余服務(wù)年限分析得出?？刹蓛α恳蕴矫髻Y源量+控制資源量+推斷資源量×系數(shù)為基礎(chǔ)，按照鹽田回采率計算確定，保有資源量為探明資源量、控制資源量、推斷資源量三者之和，計算可采儲量時，探明資源量、控制資源量取可信度系數(shù)為1，推斷資源量取可信度系數(shù)為0.8[6]，可采儲量計算見式(1)。

Q可采=(探明資源量+控制資源量+推斷資源量×0.8)×ε回采

(1)

式中：Q可采為可采儲量；ε回采為開采回采率。

剩余服務(wù)年限以可采儲量為基礎(chǔ)，按照不同生產(chǎn)規(guī)模和綜合回收率計算確定，剩余服務(wù)年限計算見式(2)。

t=(Q可采/β×ε回收)/A

(2)

式中：t為服務(wù)年限；Q可采為可采儲量；β為產(chǎn)品品位；ε回收為選礦回收率；A為生產(chǎn)規(guī)模

1) 鉀資源保障程度。根據(jù)《青海省礦產(chǎn)資源開發(fā)綜合利用調(diào)查評價報告(2020年)》數(shù)據(jù)，柴達(dá)木盆地氯化物型鹽湖鉀鹽開采回采率平均達(dá)87%、選礦回收率平均達(dá)63%[7]，計算得出柴達(dá)木盆地鉀鹽可采儲量4.63億t。按《青海建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地行動方案(2021—2035年)》規(guī)劃產(chǎn)能1 000萬t/a計算，靜態(tài)保障年限為28 a，保障程度中等偏下。

2) 鋰資源保障程度。柴達(dá)木盆地鹽湖鋰礦開采回采率平均達(dá)72%、選礦回收率平均達(dá)62.5%[7]，計算得出柴達(dá)木盆地鋰礦(氯化鋰)可采儲量917.21萬t，折合為碳酸鋰797.97萬t。按《青海建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地行動方案(2021—2035年)》規(guī)劃產(chǎn)能18萬t/a計算，靜態(tài)保障年限為30 a，保障程度中等偏下[6]。

3) 硼資源保障程度。柴達(dá)木盆地鹽湖硼礦開采回采率平均達(dá)80%、選礦回收率平均達(dá)95%[7]，計算得出柴達(dá)木盆地硼礦可采儲量1 238.05萬t。按《青海建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地行動方案(2021—2035年)》規(guī)劃產(chǎn)能14萬t/a計算，靜態(tài)保障年限為61 a，保障程度高[6]。但高品位固體硼礦已基本消耗殆盡，目前可開采利用資源儲量多為低品位固體硼礦和液體硼礦，開采技術(shù)尚未取得突破，開發(fā)利用難度較大。

4) 鈉資源保障程度。柴達(dá)木盆地鹽湖鈉礦開采回采率平均達(dá)91%、選礦回收率平均達(dá)83%[5]，計算得出柴達(dá)木盆地鹽礦可采儲量2 823.60億t。按《青海建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地行動方案(2021—2035年)》規(guī)劃兩堿產(chǎn)能500萬t，折合成氯化鈉約900萬t/a計算，靜態(tài)保障年限為30 745 a，保障程度很高[6]。

5) 鎂資源保障程度。柴達(dá)木盆地鹽湖鎂礦開采回采率平均達(dá)82%、選礦回收率平均達(dá)61%[7]，計算得出柴達(dá)木盆地鎂鹽可采儲量36.44億t。按《青海建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地行動方案(2021—2035年)》規(guī)劃金屬鎂產(chǎn)能30萬t，折合成氯化鎂約120萬t/a計算， 靜態(tài)保障年限為889 a， 保障程度很高[6]。

4 存在問題

4.1 鹽湖資源接續(xù)保障問題突出

我國鉀鹽資源缺乏，全國鉀鹽資源儲量占全球總量比例約為6%，對外依存度在52%左右。鋰礦資源儲量占全球總量比例約為7%、硼礦資源儲量占全球總量比例僅為2%，鋰礦、硼礦對外依存度高達(dá)80%以上[8]。建設(shè)鹽湖資源產(chǎn)業(yè)基地對鉀鹽、鋰礦、硼礦等資源需求將會不斷上升，青海鹽湖資源經(jīng)過幾十年開發(fā)，淺層鹽湖資源已消耗部分儲量，且鹽湖資源固液相并存，未根據(jù)儲鹵層特征開展過系統(tǒng)核查保有資源儲量和可采儲量工作，各開發(fā)礦區(qū)固液相資源實際消耗量、實際保有量，特別是可采資源儲量不明。柴達(dá)木盆地西部發(fā)現(xiàn)的深層松散巖類孔隙鹵水和背斜構(gòu)造區(qū)巖層裂隙孔隙鹵水資源潛力巨大，但受勘查成本高、施工難度大等條件制約，對鹽湖接續(xù)資源深層鹵水的勘查力度及可利用性評價研究不足，鹽湖資源接續(xù)保障問題突出。

4.2 鹽湖資源綜合利用率不高

鹽湖資源組分豐富、種類齊全、富含多種礦產(chǎn)，但目前多數(shù)鹽湖以開發(fā)鉀鹽為主，鋰、硼、鎂、溴、碘、銣等共伴生資源綜合利用效率不高。對低品位、低滲透性、低溶解度固體鉀鹽礦的開發(fā)利用和溶解轉(zhuǎn)化率提升研究不足[9]，低品位硼礦的高效提取有待進(jìn)一步攻關(guān)。受鹵水組分鎂鋰比高、提鋰工藝復(fù)雜等因素影響，鋰礦資源規(guī)?；_發(fā)程度有待提升。

4.3 鹽湖資源保護(hù)利用與儲備體系尚不健全

近年來鉀肥產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)量逐年增長，導(dǎo)致鹽湖鹵水開采量快速增長，鹽湖鹵水水位下降幅度較大，淺鹵水減少速率較快，部分湖區(qū)鹵水品位逐漸降低，資源品質(zhì)逐年下降。目前鹽湖礦山對鹽湖資源動用量及鹵水組分、水位降深、鹵水品位變化缺乏統(tǒng)一的監(jiān)測管理，除個別礦山建立了鹵水資源動態(tài)監(jiān)測平臺，多數(shù)中小型礦山尚未建立鹵水資源動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，對鹽湖資源保護(hù)利用監(jiān)督體系不夠健全。同時對鹽湖資源儲備體系的建設(shè)也尚不完善，長此以往，鹽湖資源可持續(xù)利用將難以為繼。

5 提升鹽湖資源保障與接續(xù)儲備能力的實現(xiàn)路徑

5.1 加快接續(xù)資源選區(qū)評價工作

1) 針對開發(fā)礦區(qū)淺層鹽湖資源，開展柴達(dá)木盆地第四系現(xiàn)代鹽湖可采儲量現(xiàn)狀調(diào)查，對鉀、鈉、鎂、鋰、硼、溴、碘等鹽湖資源的保有資源儲量現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查摸底。根據(jù)不同地區(qū)、不同鹵水化學(xué)類型、不同儲鹵層條件建立相應(yīng)的評價方法，對現(xiàn)存可采儲量進(jìn)行評價，查清可采資源儲量。

2) 繼續(xù)加強(qiáng)深層鹵水勘查及可利用性評價，在柴達(dá)木盆地西部進(jìn)一步優(yōu)選深層鹵水勘查靶區(qū)，選擇成礦條件有利、找礦前景好的地區(qū)開展“增儲”工作。同時開展第四系“砂礫型”深層孔隙鹵水和古近紀(jì)-新近紀(jì)背斜構(gòu)造深層鹵水資源潛力的科學(xué)論證工作，基本查明深層鹵水的賦存規(guī)律，鹵水水動力、品位、水位變化規(guī)律等情況，摸清深層鹵水資源稟賦特征，科學(xué)指導(dǎo)鹽湖資源接續(xù)選區(qū)。

3) 積極推進(jìn)深層鹵水開發(fā)利用條件研究，加快深層鹵水開發(fā)利用進(jìn)程，提高深部鉀鋰資源利用效率，打造鹽湖資源開發(fā)的接續(xù)地。

5.2 加強(qiáng)鹽湖資源綜合高效利用

1) 積極申報國家重點研發(fā)計劃項目，設(shè)立省級重大科技專項重點項目，吸引國內(nèi)外頂級科研團(tuán)隊，全方位、多層次推進(jìn)鹽湖資源利用與保護(hù)的關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。針對不同類型和不同資源稟賦的鹽湖，“因地制宜”選擇產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系和工藝路線，鼓勵鹽湖礦山積極引進(jìn)和推廣適合鹽湖水化學(xué)類型的先進(jìn)選礦方法、技術(shù)、生產(chǎn)工藝和設(shè)備，加強(qiáng)共性技術(shù)和先進(jìn)技術(shù)的集成研究，采用多種工藝配合，強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，提高資源綜合利用效率及水平。

2) 加強(qiáng)鉀、鋰、鎂、硼、鈉等鹽湖共伴生資源的綜合評價與綜合利用。鉀資源加強(qiáng)低品位、低滲透性、低溶解度高效利用技術(shù)攻關(guān)，提高“固液轉(zhuǎn)化率”；鋰資源加快突破鹽湖提鋰技術(shù)，以完善高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰生產(chǎn)工藝為重點，優(yōu)化碳酸鋰生產(chǎn)工藝，提升鹽湖鹵水提鋰綜合回收率；硼資源突破低品位硼礦高效提取關(guān)鍵技術(shù)；鹽湖稀散元素突破溴、碘、銣等分離提取技術(shù)，實現(xiàn)溴、碘、銣稀散元素提取加工，支撐新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3) 針對當(dāng)前鹽湖資源開發(fā)中鎂、鈉“產(chǎn)能過?！钡膯栴}，加強(qiáng)資源高效利用研究，充分利用鹽湖鎂、鈉資源優(yōu)勢，推動鎂產(chǎn)品向鎂合金材料、鎂基土壤修復(fù)材料、鎂基儲能材料等方向延伸，鈉向醫(yī)藥級鈉鹽加工、鈉離子電池等方向研發(fā)，拓展鈉資源利用新領(lǐng)域發(fā)展，提升鎂、鈉資源附加值。

5.3 健全鹽湖資源保護(hù)利用與儲備體系

1) 鹽湖礦山要加強(qiáng)鹽湖資源開發(fā)中對鹵水水位和品位變化動態(tài)監(jiān)測管理，建立健全鹵水資源動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

2) 鹽湖資源開采要堅持“以水定產(chǎn)、以資源定產(chǎn)”，各鹽湖礦山要針對每個開發(fā)區(qū)段鹵水開采技術(shù)難易程度和開采時期，嚴(yán)控鹵水開采最大降深，并根據(jù)各鹽湖保有資源儲量、水資源實際和鹵水開采水位降低下限，按照礦山開采規(guī)模與礦床(區(qū))資源儲量規(guī)模相適應(yīng)的原則，科學(xué)合理控制開采總量。

3) 建立鹽湖礦山與科研院所“產(chǎn)學(xué)研”合作機(jī)制，加強(qiáng)對暫不能綜合開發(fā)利用的礦產(chǎn)品及含有用組分的尾礦資源保護(hù)研究，提出綠色環(huán)保技術(shù)路線，有效保護(hù)鹽湖資源。

4) 探索建立鹽湖資源鉀鹽、鋰礦、硼礦等緊缺礦產(chǎn)儲備體系，積極融入國內(nèi)國際雙循環(huán)，發(fā)揮青海鹽湖資源優(yōu)勢對產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的吸引集聚作用，對接國內(nèi)外市場，加大產(chǎn)業(yè)合作力度，對于開發(fā)前景較好的國家或地區(qū)，可通過合資開采和購買產(chǎn)能等方式獲取資源。對于現(xiàn)代鹽湖型鹵水資源豐富但勘查開發(fā)程度較低的國家或地區(qū)，可鼓勵地勘單位及企業(yè)“走出去”，利用資金和技術(shù)的相對優(yōu)勢建立合作，拓寬鉀鹽、鋰礦、硼礦資源來源渠道。通過合理調(diào)控內(nèi)部資源開采總量、拓展外部資源渠道、合資和購買產(chǎn)能等方式，構(gòu)建鹽湖資源儲備體系，支撐建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地，保障國內(nèi)對鹽湖資源的安全供給需求。