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能源

能源、矿产资源是甘肃工业发展的重要基础。在我国社会主义工业化建设进程中,特别是改革开放以来,甘肃以工业为主的第二产业得到了长足的发展。

甘肃省的自然条件极其复杂,其中有非地带性因素和地带性因素。形成甘肃自然环境的非地带性因素有地质构造、矿产、地形和土地资源。

地质构造

地表作为地形基础的地层,在甘肃发育比较齐全。从前震旦系(下元古界)至第四系均有分布,并且有不少在甘肃具有代表性而被全国公认的最老地层剖面,如在河西三危山、火焰山露出的敦煌群(Anzdn),在韩母山墩子沟露出的龙首山群(Anzln),以及在兰州一带露出的马口卸山群(Anzmx,早期命名为"皋兰系"),都是前震旦系以变质岩为主的地层。新生界第三系的上新统,在甘肃普遍分布有甘肃群(Ngn),主要是紫红、桔红色砂质泥岩、夹砾岩、砾状砂炭及第四系上更新统广泛覆盖在甘肃群红层上面的风成黄土(Q3eal)与冲一洪积(Q4aL-pL)层。

地层分区

甘肃省的大地构造,反映在地层方面,十分复杂。分布于省境南部的西秦岭山地和横跨甘、青省界上的祁连山地,都是地壳上的活动带。它们经过多次的造山运动,特别是近期剧烈的阶段性上升运动,才形成今日不同级夷平面的中、高山地与许多河谷阶地和峡谷。省内北部的陇山以东及祁连山以北,均属地质时代长期稳定的中国台地部分,如陇东的鄂尔多斯地台,河西的阿拉善-北山地块,地表起伏较小,广泛覆盖着第三纪及第四纪的疏松地层,多属高原形态。陇中黄土高原则是地壳上相对稳定区。这些活动带、半活动带和稳定带地质构造和发育过程彼此不同,实际上形成了不同的地质构造单元。

中国西部的大地构造轮廓,就是在稳定的古地块与活动地槽相间分布的形势下,通过加里东和海西造山期,地台控制了地槽的发展,同时,邻近地槽的变化,也影响了地台和升降复活,因而形成了如今高山与盆地相间分布的地形。

甘肃省境内地层,划分为下列5区,15个分区:(1)昆仑-秦岭区(属全国地层区的巴颜喀拉-秦岭区),又分为积石山(原名巴颜喀拉)、北秦岭、南秦岭及摩天岭4个分区。(2)祁连山,又分为河西走廊-六盘山,北祁连山、中祁连山及南祁连山4个分区。(3)华北区,分为鄂尔多斯,鄂尔多斯西缘及阿拉善3个分区。(4)塔里木区,属全国地层区的塔里木盆地分区,省内包括安西、敦煌二县部分地区。(5)北山区,属全国地层区的天山-北山区,又分为跃进山(原名天山-黑鹰山)、马鬃山(原名中天山-马鬃山)及红柳园3个分区。

侵入岩

省内除陇东区未见侵入岩外,其他各地的侵入广泛分布,而且侵入期次繁多,岩性复杂,与各区的构造关系极为密切。一般侵入岩以酸性花岗岩类为主,中性的长岩、基性辉长岩及超基性橄榄岩类次之,而碱性正长岩类较少。前加里东期的片麻状花岗岩在龙首山的芨岭一带,侵入于前震旦系,同位素年龄为17.86亿年,在金昌白嘴子的为17.19亿年,同为甘肃省内最早的侵入岩。加里东期侵入岩在祁连山区最发育,以花岗岩为主,中性、基性、超基性岩次之。多侵入于下古生界,同位素年龄在3~5.37亿年。海西期侵入岩在北山区最发育,以花岗岩及花岗闪长岩类为主,多侵入于古生期,同位素年龄在2.4~2.6亿年间;印支期侵入岩以北秦岭为主,黑云母花岗岩侵入于三迭系,同位素年龄为1.9~2.3亿年;燕山早期侵入岩亦多见于北秦岭,以花岗内长岩为主,侵入于侏罗系,同位素年龄为1~1.3亿年;燕山晚期的超基性岩侵入于燕山早期花岗岩中,仅见于北秦岭天水一带;喜马拉雅期为花岗正长岩以及班岩等,侵入于第三系中,零星见于西秦岭及祁连山等地。

构造体系与矿产分布

甘肃省域内的构造活动,在前古生代较为强烈,使震旦系与前震旦系之间形成显著的角度不整合,并伴有基性-中酸性的岩浆活动。昆仑山-秦岭及天山-阴山两巨型纬向构造初具规模;后期运动较弱,寒武系与震旦系间通常为平行不整合。早古生代运动以祁连山地最为强烈,致使下古生界形成厚度大和韵律频繁的复理式构造,并伴有大规模岩浆活动,北山、陇南和陇东地层间只形成局部不整合和假整合;岩浆规模亦较小,表明运动较弱。晚古生代构造动动影响范围很广,但各地强度不等,此间地层中一般只发现局部不整合或平行不整合,但北山山地构造运动较强,与早古生代地层间存在构造不连续现象。中生代构造运动影响范围广,而以西秦岭山地较强。新生代以断块升降为主而褶皱微弱,岩浆活动则见于祁连山和西秦岭等少数地区。由于上述各次构造运动,先后在甘肃省内形成下列巨型构造体系:

1.西秦岭东西构造带

这是昆仑-秦岭纬向构造带的一部分。位于省内南部北纬32°30′~34°20′之间,呈微向南凸的弧形,又分为南北两亚带:

(1)南秦岭褶带:由摩天岭复背斜、文县复向斜、白龙江复背斜组成。热液型、沉积型铁矿十分富集,在南、北两翼如文县-康县(南带)及碌曲-迭部(北带)一带有重要的宁乡式铁矿,摩天岭复背斜富产铜矿,为极有希望的铜矿带。

(2)北秦岭褶带:因有大量的中生代岩浆发育,形成矽卡岩型和高中温热液型铁、铜、钨、砷等矿产的富集地段。碌曲-宕昌复向斜北翼,是一个重要的汞锑矿带,复向斜东端的徽成新生盆地北侧,又是铅锌矿产的富集地段。

2.北山东西构造带

为阴山-天山纬向构造带的一部分。位于省域内河西走廊以北的北纬40°30′~42°30′间,自北至南,依次分为三个单元:

(1)明水-跃进山褶带:产有热液性的金、铜、钨、矽卡型铁、岩浆型铬及砂钨矿。早石炭世的火山热液型铁矿,是省内重要的富铁矿带。

(2)公婆泉-红柳大泉坳陷带:为东西复杂构造带内在中生代坳陷积成的狭长盆地,是重要的磷矿带之一,也有中生代煤田如马鬃山的侏罗纪煤矿。在残存的老岩层内,还产有热液型铜铁矿和矽卡型铜矿。

(3)柳园-天仓褶带:位于河西走廊沿降带以北,是省内重要的铜、铝、锌矿带之一。其中以花牛山铅、锌矿最为著名,而岩浆型铁矿是其特有的类型。

3.古河西构造体系

为介于北山和西秦岭两个纬向构造带之间的巨型扭动构造体系,是一北西-北西向挤压带,东起六盘山西麓,西达祁连山山区及河西走廊。它与我国东部的华夏系具有对称性,由走廊山-冷龙岭复背斜与其南北两侧的乌兰达板山-拉脊山复向斜及河西走廊复向斜组成。在复背斜形成巨型的北西向铁、铜、磷矿带,西段以镜铁山式铁矿为主,东段以自铁厂式黄铁矿型铜矿为代表。在复背斜两翼的早古生代中期,超基岩带是富有希望的铬、铂矿带。在龙首山复背斜北翼的超基性岩沿断裂带侵入处,有岩浆熔离型的铜、镍矿及少量的钒、钛矿,以白嘴子铜镍矿床为代表。

4.祁吕贺兰山字型构造两翼

它以斜接关系重合在古河西构造体系之上。主要由中生代以来,多次构造运动形成数条褶带和槽地,平行斜列组成多字型构造,轴线向北西向,并伴有大规模冲断层组成的弧形断裂带。槽地接受了晚石炭世及早中侏罗世的含煤沉积。

祁吕山字型脊柱的贺兰-陇山褶带东侧,有伊陕盾地,西侧有阿宁盾地及走廊沿降带,同是中生代盆地,有利于煤和石油的富集,如酒泉、张掖及陇东诸盆地,均有较好的生油条件及储油构造。

在祁吕弧型褶带两翼盾地中,发展起来的陇西帚状旋卷构造,被它卷入的有早古生代到第三纪各时代的地层,在陇南地区主要由三个旋回褶带所组成,旋涡可能在河口盆地一带。各旋回褶自北而南,在古浪-长岭山-香山褶带、雷公山-老虎山-六盘山褶带及马牙雪山-皋兰-会宁褶带。陇西旋卷构造主要是燕山运动以来构造运动的产物。

5.河西系构造

与祁吕弧形褶带西翼以斜接或反接关系复合的河西系构造,尤其在祁连山东南麓,有北北西走向的褶皱和冲断面,称之为河西系。它以横跨、迭加等多种方式复合在秦岭东西构造带、古河西系、祁吕褶带两翼和陇西系之上。早在1954年,我国著名地质学家李四光就指出河西系构造的基本特点。目前认为河西系大致分为北北西向而平行的下列五个隆起带和沉降带:

(1)酒泉-野牛台-大通河源-青海湖沉降带:它大部分在今青海省境内,由一系列北北西向"多"字型排列的新生代盆地所组成。

(2)榆木山-日月山隆起带:它形成一些断层和褶皱。

(3)张掖-门源-西宁-比隆沉隆带:为斜列的北北西向"多"字型盆地,堆积了中新生代地层和煤田

(4)龙首山-青石岭隆起带:以古生代地层和岩浆岩为主,也有部分新生代地层。乌鞘岭一带海拔3 500米左右。

(5)武威-庄浪河-洮河沉隆带:主要由新生代盆地所组成。沿降带西缘发育有庄浪河、洮河等盆地。

此外,在阿尔金山、党河南山及疏勒南山一带,它以一束大致向北东凸出的弧形褶带和断层构成"歹"字型头部的一部分,如土尔根达坂山、赛什腾山及党河南山一带,向南东方向延伸的构线与祁吕褶带西翼的反射弧由有明显差异。这些南东构造的形迹是康藏"歹"字形的反射。

矿产资源

甘肃省探明矿产资源种类多、储量丰富。截至目前,全省已发现矿产共计146种,探明储量的矿种为89种,列入矿产储量表的有84种,发现矿产点计3 000余处,已列入矿产储量表的产地(不含油、气和放射性矿产)398处,其中大型矿产45处,中型矿产138处,这些矿产的发现,为全省矿业及相关原材料工业的发展奠定了坚实基础。

主要矿产资源储量

从80年代以来,相继对煤、铁、铬、锰、金、铜、镍、铅、锌、铀、石灰岩、黏土等10多种主要矿产进行了全省或区域性的资源总量预测,原煤1 950亿吨,其中探明D级以上为96亿吨,E+F+G级为1 759亿吨,其中预测量中有95%埋藏在100米以下;铁矿石2.9亿吨,其中探明D级以上为10亿吨,E+F+G级为19亿吨;锰矿石378万吨,其中探明D级以上为169万吨,E+F+G级为709万吨;铬矿石为431万吨,其中探明D级以上为157万吨,E+F+D级为274亿吨;金(含伴生金)为1 433吨,其中探明D级以上为348吨,E+F+G级为1 085吨;铜为1 563金属万吨,其中探明D级以上为544金属万吨,E+F+G级为1 019金属万吨;镍(仅限于金川及其周围)为652金属万吨,其中控明D级以上为555金属万吨,E+F+G级为97金属万吨;铅为638金属万吨,其中探明D级以上为254金属万吨,E+F+G级为384金属万吨;锌为1 094金属万吨,其中探明D级以上为831金属万吨,E+F+G级为263金属万吨;水泥炭岩为14 342矿石亿吨,其中探明D级以上为10矿石亿吨,E+F+G级为24 330矿石亿吨。

根据矿产储量及在全国的排列,甘肃列居全国前10位的矿产40多种,接近探明矿种的一半。

甘肃保有储量居全国第一位的矿种有镍、钻、铂族、硒、铸型黏土、饰面蛇绞石等7种,其中镍、钴、铂族人均占有量分别为全国人均量的31、15和27倍;居全国第二位的矿种有镁、铊、水泥黄土、岩棉、玄武岩等5种;居全国第三位的矿种有碲、水泥用砂等2种;居全国第四位的矿种有铬、铜、锌、冶金硅石、伴生硫、重晶石;居全国第五位的矿种有锑、菱镁矿,其中锑人均占量为全国人均量的4倍;居全国第六位的矿种有钒、铍、镐、钾盐,玻璃石炭石等5种,其中钒人均占有量为全国人均量的3倍;居全国第七位的矿种有铅、钨、铋、铍、石棉等5种;居全国第八位的矿种有油页岩、砷、石榴石、白云岩;居全国第九位的矿种有化肥蛇岩、泥炭;居全国第十位的矿种有金、芒硝。除上列矿种外,人均占有量相对于全国人均量倍数为5的有伴生硫,倍数为2的有石油,倍数为1的有耐火黏土和水泥灰岩。

矿产资源优势度

根据保有储量在全国所占的比重,以占全国总量的30%~10%为限,结合区域成矿远景和省内外资源可供性分析,甘肃省探明矿产的优势度划分为:

1.优势矿产

其保有储量占全国总量的30%以上,或保有比重不足30%,但资源潜力大,且近期已控制较多远景储量的矿产,主要有镍、钴、铂族、铸形黏土、红柱石、饰面蛇绞岩、金、镁、铅、锌、石炭岩(熔剂、化工和水泥)、白云岩(冶金、玻璃)、冶金硅石、水泥用黄土等。

一般矿产,其保有储量比重为10%~30%,或不足10%,但有较好资源潜力的矿产,主要有铬、碲、重晶石、石油、铜、银、铁、钒、钼、锑、萤石、煤、伴生硫,芒硝、石膏、石棉、饰面花岗石、膨润土等。

2.劣势矿产

其保有储量比重<10%,且大多在10%左右,而找矿前景欠佳的矿产,主要有锰、锡、铋、汞、稀土、盐、磷、钾盐、耐火黏土、滑石、石墨、石榴石、沸石等。

3.短缺矿产

基本未探明储量且成矿条件差的矿产,主要有铝土矿、金刚石、天然碱、硅藻土等。

根据对甘肃省常用34种矿产资源开发的技术经济条件、资源可供性对国家、地方和乡镇三个层次开发的满足程度所进行的最新论证认为,到2000年以后,除锰、铬、铜、锡、金、铍、稀土、盐、钾盐、磷、饰面大理石等不能满足建设需要外,其余23种可满足或基本满足需要。

矿产资源的基本特征

甘肃矿产资源的基本特征有如下几个方面:

1.探明资源丰富,经济潜在价值高

依据探明的能源、金属和非金属三大类共46种矿产的保有储量进行经济潜在价值的计算约3 600多亿美元,人均约1.7万美元。从三大类矿产的价值构成看,能源矿产2 310亿美元,占64%;金属矿产955亿美元,占26%;非金属矿产3 70亿美元,占10%。金属矿产中,以有色金属最高,达6 40亿美元,约占金属矿产总价值的67%;其余的黑色金属和贵金属分别占到23%和10%,这些构成反映出甘肃省矿产资源价值构成的特色。

2.分布上大集中小分散

许多重要矿产,特别是金属矿产的探明储量高度集中于一个地区或产区,而小型矿产(点)则遍布全省。这既有利于建设规模矿产基地,又便于发挥地方优势。金川矿区集中了全省全部的镍、铂族和80%的铜储量,成为全国镍和铂族金属的提炼中心;西部地区储存有全省的66%的锌和36%铅储量,即将成为全国大型铅锌基地之一。

3.共生伴生矿多

甘肃伴生矿产或组份复杂的综合矿产多,极大地提高了矿产的经济价值,但也相应地加大了开采和选冶的难度。据统计,全省几乎全部大中型金属矿产和部分非金属矿产均共伴生有多种有益元素。金川镍铜矿产含有13种有益元素,其中铂族和锰的储量分别为全国总量的50%20%以上。有些矿产的共伴生元素的经济价值已接近或超过主金属的价值,小铁山矿床除铜外共伴生铅、锌、金、铍、镉、硒等,均达大中型以上规模,其经济价值高于主金属。

4.贫矿多、难选矿多、富矿少

甘肃某些大宗矿产贫矿多,难选矿多,富矿少,有的存在矿种不配套问题。以铁矿为例,占92%的属非磁性贫铁矿,选矿工艺复杂。农用化肥矿明显不足,探明的磷储量少且矿石贫(一般含P2O5仅8%~21%),多为难选的胶磷矿,致使至今难以利用。

5.有色金属矿产资源具有优势

甘肃有色金属探明矿种齐全,并具有品位富,易选冶的特点。甘肃探明的有色金属共13种,除铝以外,全省均探明有储量,其中许多矿种的保有储量居全国前列。就矿产品位论,甘肃省内铜矿含Cu7%的富矿占总储量的70%;铅锌矿石Pb+Zn品位大多在7%~8%,某些重要矿产(如厂坝等)品位>8%的原生硫化矿石占全矿的90%以上,选冶回收率高,开发利用条件优越。

6.矿产地质工作程度偏低

据统计,目前已编入矿产储量表的产权仅580余处,为发现产地的20%强,探明储量的矿种只占发现矿种的60%,有些矿产由于地质勘探程度低,无法满足矿山建设的需要。

矿业开发

甘肃省矿产资源保有储量的潜在经济价值高。全省现拥有生产及在建矿山217个,集体、私营矿山3 494个。据有关资料统计,矿产资源采选业产值占全省乡及乡以工业总产值的14.8%,与矿产品相关的原材料加工业产值占全省工业总产值的51.2%。矿业已成为甘肃经济发展的重要经济支柱,脱贫致富的重要途径。同时,甘肃省矿产品在国内市场与国际贸易中占有重要地位。主要产品除供省内消费外,大部分产品销往省外。大多数原材料产品省内消费量仅占产量的10%~15%。从1980年以来,矿产品的出口创汇率平均占全省外贸出口总额的30%。

在已探明储量的84种矿产中,已有53种得到了开发,其中建有较正规矿山井充分开发(含综合回收)的矿产有煤、铜、铅、锌、镍、铂族、锑、金、铍、石灰石、石油、铁、萤石、石膏、硅石、芒硝等40余种;铬、锰、菱镁矿、玻璃用砂、重晶石、膨润土等10多种矿产业已作正规开采利用。

据中国工程院院士汤立中概算,全省23种(煤、石油、铁、锰、铬、钒、铅、锌、镍、钻、锑、镁、金、铂族、芒硝、电石炭岩、萤石、硅铁硅石、红柱石、石膏、水泥灰岩等)主要矿产全面开发时,年总产值可达2 24亿元,约为1992年甘肃省矿业实际产值28亿元的7倍多;按20%产 值利税率计,年利税可在45亿元,与1992年全省独立核算工业企业利税总额47亿元接近,为当年采矿业利税额0.3亿元的1 00多倍(因煤炭采选业亏损导致总体利税减少),按30年开采年限累计可获利税1 300亿元。可见甘肃矿产资源开发效益是很可观的。