关于柴达木盆地盐湖资源可持续利用的思考

2022-12-21 17:27王振东李熙鑫童海奎李向军马国珍
青海国土经略 2022年3期
关键词:柴达木盆地卤水盐湖

◆ 王振东 李熙鑫 童海奎 时 贞 任 鑫 李向军 马国珍

(青海省地质调查局,青海西宁 810001)

2016年8月22日,习近平总书记在考察青海柴达木盆地盐湖时指出,盐湖是青海最重要的资源。要制定正确的资源战略,加强顶层设计,搞好开发利用。2021年3月7日,习近平总书记在参加十三届全国人大四次会议青海代表团审议时强调,要结合青海优势和资源,贯彻创新驱动发展战略,加快建设世界级盐湖产业基地,打造国家清洁能源产业高地、国际生态旅游目的地、绿色有机农畜产品输出地,构建绿色低碳循环发展经济体系,建设体现本地特色的现代化经济体系。2021年6月9日,习近平总书记在青海考察时再次强调,要立足高原特有资源禀赋,积极培育新兴产业,加快建设世界级盐湖产业基地,打造国家清洁能源产业高地、国际生态旅游目的地、绿色有机农畜产品输出地。习近平总书记对青海盐湖资源作出的多次重要指示批示,为新发展阶段青海盐湖资源勘查开发利用与保护、可持续发展指明了前进方向,提供了根本遵循。

1 盐湖资源概况

柴达木盆地是我国主要的盐湖资源富集区,盆地内分布有面积大小不一的盐湖33个,现阶段主要开发利用的盐湖资源有钾盐(氯化钾)、锂矿(氯化锂)、镁盐(氯化镁和硫酸镁)、盐矿(氯化钠)、硼矿(氧化硼)。根据资源特点和地理位置可分为东部、中部和西部,东部以盐矿为主,包括柯柯盐湖、茶卡盐湖和柴凯湖,盐矿累计查明资源储量21.02亿吨、保有资源储量20.58亿吨。中部以钾、锂、镁、硼为主,包括察尔汗、东台吉乃尔、西台吉乃尔、一里坪、马海、大柴旦、小柴旦盐湖,累计查明资源储量为钾盐5.26亿吨、锂矿1768.75万吨、镁盐37.39亿吨、盐矿789.07亿吨、硼矿4137.87万吨,保有资源储量为钾盐3.99亿吨、锂矿1402.05万吨、镁盐29.95亿吨、盐矿781.99亿吨、硼矿1665.11万吨。西部以钾、锂为主,包括尕斯库勒、大浪滩、察汗斯拉图、昆特依、牛郎织女盐湖,累计查明资源储量为钾盐5.04亿吨、锂矿18.71万吨、镁盐25.51亿吨、盐矿2730.19亿吨、硼矿65.60万吨,保有资源储量为钾盐3.78亿吨、锂矿16.58万吨、镁盐21.45亿吨、盐矿2729.06亿吨、硼矿65.60万吨。

柴达木盆地盐湖资源具有储量丰富、组份复杂、种类齐全、固液并存的特点,按赋存深度分为浅层和深层,其中浅层主要为地表盐湖晶间卤水型矿床,固液并存,赋存深度为0~200m,钾、钠、镁、锂、硼品位高。深层分为“砂砾型”孔隙卤水和背斜构造裂隙-孔隙卤水型矿床,赋存深度>200m,均以液体为主。其中“砂砾型”孔隙卤水成矿元素简单,以钾为主;背斜构造裂隙-孔隙卤水成矿元素复杂,富含钾、锂、硼等元素,伴生溴、碘、铷、铯等元素,镁含量低。《青海省矿产资源潜力评价成果报告》预测柴达木盆地浅层盐湖资源量钾6.74亿吨、锂0.24亿吨、硼0.27亿吨,预测深层盐湖资源量为钾8.01亿吨、锂0.48亿吨、硼1.21亿吨,资源潜力评价结果反映出柴达木盆地内钾、锂、硼资源前景广阔。

2 盐湖资源勘查开发现状

2.1 勘查现状

柴达木盆地浅层盐湖资源多集中于第四系现代盐湖,分液体和固体两种类型。浅层盐湖资源地质勘查工作始于1957年,先后在察尔汗、大浪滩、昆特依、马海、尕斯库勒和一里坪、大柴旦、小柴旦、茶卡、柯柯等地开展了盐湖资源找矿勘查工作,至20世纪60年代中期告一段落,为第一轮盐湖资源普查。1982~1990年开展了第二轮盐湖资源普查,主要对大浪滩、昆特依、察汗斯拉图、尕斯库勒、大风山、马海等矿床进行了普查和局部详查工作。第三轮盐湖资源勘查自1998年开始,先后在东、西台吉乃尔湖、马海、尕斯库勒湖、大盐滩、大柴旦湖、察尔汗盐湖、大浪滩等地区开展了详查和补充勘探等工作,基本查明了柴达木盆地内各主要盐湖的资源储量、开采技术条件等,为矿区开发提供了详实的地质依据。经过三轮盐湖资源勘查工作,柴达木盆地内第四系浅层盐湖资源已全面评价,除少量矿区勘查程度为普查外,其余矿区勘查程度均达到详查及勘探。

柴达木盆地深层盐湖资源主要赋存于中西部各主要凹地第四系松散岩类的孔隙和新近系背斜构造区岩层裂隙孔隙中。自1999年开展国土资源大调查以来,特别是随着近年来“青海省358地质勘查工程”“青海省找矿突破战略行动”的推进和实施,柴达木盆地西部深层卤水找矿取得重大进展,在大浪滩、察汗斯拉图、昆特依、马海等地发现的“砂砾型”卤水钾盐矿初步累计估算预测氯化钾资源量约7.31亿吨,在南翼山、红三旱、碱石山等背斜构造区发现了较好的锂钾硼找矿靶区,开拓了柴达木盆地新的找矿空间,展示了良好的找矿前景。柴达木盆地西部有望成为我国最大钾肥生产基地察尔汗的后备资源接替区。

2.2 开发现状

柴达木盆地盐湖资源开发历史久远。早在东汉以前青海的湖盐便被当地居民采挖,其后一直有小规模和零星开采,主要开采茶卡盐湖的钠盐。到清朝后期除开采钠盐以外,还少量开采硼矿、石膏、天然碱等。新中国成立以后,盐湖资源开发开始走向规模化生产,自1950年开始,先后在茶卡、柯柯生产钠盐,大柴旦开采硼矿,察尔汗建厂生产钾肥。柴达木盆地盐湖资源开发经过70年的发展,基本形成了钾盐、钠盐、镁盐、锂盐、氯碱五大产业群,目前大部分盐湖矿山以开采钾盐为主,综合利用锂、硼、钠、镁等共伴生元素,少数矿山分别以开采锂矿、镁盐、硼矿、盐矿为主。钾盐生产以察尔汗盐湖为主,其次为西台吉乃尔盐湖、马海盐湖、大浪滩盐湖、昆特依盐湖、尕斯库勒盐湖等,“十三五”期间年均钾肥产量为812.89万吨。锂盐生产主要在察尔汗盐湖、西台吉乃尔盐湖、东台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖,“十三五”期间年均碳酸锂产量为2.996万吨。镁盐生产主要以团结湖为主,“十三五”期间年均镁盐产量为36.35万吨。硼生产主要在大柴旦湖、西台吉乃尔湖,“十三五”期间年均硼酸实际产量为4.593万吨。钠盐生产主要在茶卡盐湖、柯柯盐湖及察尔汗盐湖达布逊矿区,“十三五”期间年均钠盐实际产量为138.03万吨。

2.3 水资源利用现状

柴达木盆地内水资源总量为49.47亿立方米,其中地表水多年平均资源量为41.88亿立方米,地下水天然资源量为34.45亿立方米,地表水与地下水之间未重复量为7.59亿立方米。在满足生态需水量情况下,水资源可利用量为18.72亿立方米。盆地水资源利用总体特征是东部水资源相对丰富,开发强度较大;中部水资源丰富,开发强度大;西部水资源极为贫乏。

3 存在的问题

3.1 盐湖资源接续保障问题突出

柴达木盆地浅层盐湖资源经过几十年的开发利用,固液相资源已发生变化,未根据储卤层特征系统开展过保有资源储量和可采储量核查,各开发矿区固液相资源实际消耗量、实际保有量特别是可采资源储量不明。盆地西部发现的深层松散岩类孔隙卤水和背斜构造区岩层裂隙孔隙卤水资源潜力巨大,但受勘查成本高、施工难度大等条件制约,对深层卤水的勘查力度及可利用性评价不足,盐湖资源接续保障问题突出。

3.2 西部水资源匮乏制约盐湖资源开发

盐湖资源储量在盆地西部地区和中东部地区各占一半,中部地区的察尔汗、东西台盐湖目前开采总量占到全盆地开采总量的近90%,西部地区的大浪滩、昆特依等盐湖虽资源储量大,但以承压卤水为主,储层致密、渗透性差,尤其可供开发利用的地表水和地下水资源严重匮乏,实际可采资源储量受限,产量远远未达到建成产能,严重制约了西部盐湖资源的开发进程。

3.3 科技创新及成果转化能力薄弱

目前多数盐湖以开发钾盐为主,锂、硼、镁、溴、碘、铷等共伴生资源综合利用效率不高。深层卤水采卤工艺和选矿工艺技术研究不足,抽卤试验工作程度低;对循环开采过程中固液转化动态评价不够,对低品位、低渗透率、难溶性固体钾矿的开发利用和溶解转化率提升研究不足;低品位硼矿的高效提取有待进一步攻关。受卤水组分镁锂比高、提锂工艺复杂等因素影响,锂资源规模化开发程度有待提升。基础性、前瞻性研究投入较低,科技攻关成果转化周期较长,亟须进一步加强科研攻关以提升盐湖资源高新技术和深度加工技术水平,保障盐湖资源可持续发展。

3.4 盐湖资源监督管理体系仍需完善

近年来,钾肥产业快速发展,产量逐年增长,导致盐湖卤水开采量快速增长,盐湖卤水水位下降幅度较大,浅卤水减少速率较快,部分湖区卤水品位逐渐降低,资源品质逐年下降。目前对盐湖资源开发缺乏完善的卤水资源动态监测网络体系,对盐湖资源动用量及卤水组分、水位降深、卤水品位变化缺乏统一监测管理,开发监管力度不强。当前缺乏对盐湖资源可持续发展的系统规划,缺乏分区域、分层次、分品位精细划分盐湖资源开发时序部署方案。同时缺乏有关对盐湖资源储备体系建设路径研究,制度不够健全,不能精准服务于矿山规模生产与绿色可持续开发。

4 盐湖资源可持续利用措施建议

4.1 摸清浅层盐湖可采资源储量

开展柴达木盆地第四系现代盐湖开发矿区可采储量现状调查,对钾、钠、镁、锂、硼、溴、碘等保有资源现状进行调查摸底,核实保有资源储量,根据不同地区、不同卤水化学类型、不同储卤层条件建立相应的评价方法,对现存可采储量进行评价,进一步查清可采资源。

4.2 加快深层卤水可利用性评价

选择目前勘查程度较低的大浪滩、马海、昆特依等地区开展砂砾石孔隙卤水型钾矿详查,提升工作程度,提交资源量,实现资源“增储”。在南翼山、鄂博梁等地区,开展背斜构造裂隙卤水型锂矿资源调查评价,评价资源潜力,为进一步勘查提供选区。优选大浪滩、马海、碱石山等地区开展深层卤水可利用性评价,获取各项经济技术指标,科学评价深层卤水钾盐资源经济价值,为合理、经济开发利用提供途径。

4.3 加强矿业权与勘查开发监督管理

一是严格落实矿产资源规划设置的盐湖资源勘查开发规划区块,作为引导矿业权合理设置的空间单元,根据市场需求,有序投放。二是严格采矿权数量调控,合理部署盐湖资源开发次序,建立完善采矿权动态调整管理机制,按照“有序投放,供给稳定”的原则,优化调整、合理配置采矿权。三是严格落实矿业权出让制度,以招标、拍卖、挂牌方式公开竞争出让。四是加强勘查监督管理。严格实施绿色勘查,加强盐湖资源勘查活动事中、事后监管,加大地质勘查信息公示、公开力度,加大绿色勘查监督检查力度,接受政府主管部门及社会监督。五是强化集约开采。严格盐湖资源开发准入条件,盐湖矿山开发必须符合最低开采规模标准,原则上按照“一湖一个开发主体”推进盐湖资源整体开发。六是强化节约利用。盐湖矿山开采回采率、选矿回收率及综合利用率不低于国家相关要求,对共伴生盐湖矿产要有综合开发利用方案或保护措施。七是加强盐湖矿区卤水资源动态监测管理,督导盐湖矿山进一步加快卤水资源动态监测系统建设,规范台账,及时准确掌握各盐湖矿山的卤水资源动态变化基础数据。定期开展卤水资源开采巡查工作,规范盐湖矿山开发行为,合理开采利用卤水资源。

4.4 强化水资源调节促进盐湖资源开发

一是通过柴达木盆地西部地区蓄(引)水工程,逐步拓展钾锂资源开发,加强弱富水性地层卤水矿床的开发利用;二是加强西部地区浅层地下淡水、微咸水等勘查,寻找新的供水水源地;三是加强深层卤水资源与浅层盐湖资源的综合、循环、调节使用,解决水资源利用瓶颈问题,促进西部盐湖资源开发利用。规范盐湖矿山开发行为,合理开采利用卤水资源。

4.5 保护利用盐湖资源合理调控开采总量

一是坚持“以水定产、以资源定产”,严控卤水开采最大降深,根据柴达木盆地各盐湖保有资源储量、水资源实际和卤水开采水位降低下限,科学合理调控开采总量。二是针对每个湖区卤水开发利用技术难易程度,合理设定卤水资源水位降深值,减少卤水资源消耗量,每个盐湖采取开采初、中期潜卤水水位最大降深不得超过卤水层的1/2,承压卤水水位降深不得超过卤水层的顶板,防止水位降深过快,保持卤水资源“生命恢复周期”,尽量做到“采补平衡”。

4.6 推进科技攻关高效利用盐湖资源

一是加强深层卤水勘查开发科技攻关。针对第四系“砂砾型”深层孔隙卤水和古近纪-新近纪背斜构造深层卤水开展勘查评价方法、成矿规律、开发利用等研究方向的可利用性评价科技攻关,科学指导下步深层卤水勘查工作;针对储油构造深部氯化钙型油田水加强“油钾兼探”科研攻关,掌握深层卤水矿化度、成因及其地质条件等特征,开展开发利用研究,力争早日实现突破。二是加强盐湖资源综合利用科技攻关。大力推进低品位、低渗透性、低溶解度钾矿资源的工艺技术路线研究,深挖钾资源潜能,提升资源保障程度。开展循环开采过程中的“固液转化”动态评价,优化人工补水条件研究,提出最佳溶解方案,提高“固液转化”效率。开展原始卤水提锂技术攻关,加强高镁锂比盐湖卤水提锂技术路线研究,提升碳酸锂生产工艺水平,提升锂资源回收率。开展金属镁原料无水氯化镁脱水等制约盐湖产业发展关键核心技术攻关,推动镁产品向金属镁、镁合金、镁质储能、镁肥产业延伸。开展低品位硼矿高效分离提取技术攻关,提高硼资源利用效率。探索开展卤水中溴、碘、铷等多种盐湖稀散元素的分离提取技术攻关,评价稀散元素资源潜力,提高盐湖资源综合利用效率。三是加强盐湖资源保护利用科技攻关。加强对暂不能综合开发利用的矿产品及含有用组份的尾矿资源保护研究,提出绿色环保技术路线,有效保护盐湖资源。

4.7 加大绿色矿山建设力度

一是持续巩固已建成盐湖绿色矿山成果,新建(改、扩建)矿山全部按照绿色矿山标准进行建设,必须具有保障安全生产的设施,建立、健全安全管理制度。二是盐湖资源主管部门要加强对纳入绿色矿山名录的矿山进行抽查,对未采取巩固措施导致不满足绿色矿山建设标准的,从名录移除,公开曝光。三是加大绿色矿山宣传力度,扩大绿色共识,强化行业自律,完善激励政策,激发矿山企业绿色发展的内生动力。四是积极推进清洁生产建设,要求盐湖矿山优先选择国家鼓励、支持和推广的资源利用率高的生产工艺,严格执行清洁生产标准,推进节能减排。

4.8 严格落实矿山环境恢复治理责任

坚持矿山地质环境保护与治理恢复目标责任制,强化矿山地质环境保护与治理恢复任务完成情况信息公示。按照企业所有、专款专用、专户储存、政府监管的原则管理,严格贯彻落实矿山地质环境治理恢复基金制度,跟踪评估执行情况,抽查矿山企业基金的建立、提取、使用、公示情况,检查矿山环境治理恢复成效。

4.9 增强盐湖人才队伍建设

依托“昆仑英才·高端创新创业人才”“西部青年学者”等人才培养项目,强化盐湖产业“高专精尖”领军人才和团队的引进培育,壮大高端科技人才队伍,推动产学研用深度融合,加大专业技术人才培养力度,为盐湖资源可持续利用提供人才保障。对在盐湖资源勘查、开发科学研究和采用先进的生产工艺、技术设备开发盐湖资源成绩显著的单位和个人,应给予表彰奖励。

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