我国战略性矿产资源勘查新突破：从深部铬铁矿到复杂构造区页岩气的科技攻坚

2026年1月8日，自然资源部中国地质调查局发布的两则消息，在看似平静的国内矿业与能源领域投下了两块分量十足的战略基石。一是在新疆萨尔托海新发现27矿群，圈定20个铬铁矿体，平均品位高达30.73%，实现该地区近四十年最大找矿突破；二是在湖北鄂西复杂构造区，针对二叠系页岩层系的勘探成功实现工业气流突破，新增地质资源量超1300亿立方米。

这两项成果，分别指向“铬铁矿”这一极度紧缺的战略金属矿产，和“非常规油气”这一关乎能源安全的资源类型。它们不仅是地理意义上的“找矿”，更是理论认知、勘探技术和工程实践在深度与广度上的系统性突破。作为一名长期关注资源化学与能源地质的科研工作者，我认为，这两项进展远不止于新闻标题中的数字增长，其背后折射出的是我国在战略性矿产资源“勘、采、用”全链条上，正从“跟随”向“并跑”乃至“领跑”关键环节的深刻转型。

铬铁矿：不只是“铁”的稀缺战略金属载体

首先，我们来深入剖析此次获得突破的铬铁矿。公众对“铁矿”耳熟能详，但“铬铁矿”却是一个关键的化学与材料科学概念。它的主要化学成分是FeCr₂O₄，属于尖晶石族矿物。其“战略性”和“紧缺性”的核心，并不在于其中的铁，而在于铬（Cr）元素。

关键属性一：不可替代的合金化元素。 纯铬金属因其优异的耐腐蚀性（表面形成致密Cr₂O₃氧化膜）而被用于电镀。但其最大价值在于作为合金元素。向钢铁中添加超过10.5%的铬，即可使其从易锈的普通钢材，转变为在各种腐蚀环境中保持稳定的“不锈钢”。此次新疆发现的矿体平均品位30.73%，意味着矿石中Cr₂O₃的含量很高，经济价值显著。然而，铬的价值不止于此。在航空发动机、燃气轮机叶片所用的镍基高温合金中，铬是核心组分之一，它能形成保护性氧化层，提升合金在极端高温下的抗氧化和抗热腐蚀能力。在工具钢、模具钢中，铬与碳形成坚硬、耐磨的碳化物（如Cr₂₃C₆, Cr₇C₃），大幅提升钢材的硬度、耐磨性和淬透性。

关键属性二：多元共生与分离提纯的化学挑战。 天然铬铁矿很少是纯净的FeCr₂O₄。它常与镁、铝等元素发生类质同象替代，形成（Mg, Fe)(Cr, Al, Fe)₂O₄的复杂固溶体。矿石中还可能共生铂族元素（PGEs）或钴、镍的矿物。这种化学组成的复杂性，直接影响其工业用途和冶炼工艺。例如，用于生产铬铁合金（不锈钢原料）的冶金级铬矿，对Cr/Fe比值有严格要求；而用于生产铬化学品（如重铬酸钠Na₂Cr₂O₇、铬酐CrO₃）的化工级铬矿，则对硅、铝等杂质含量更敏感。从成分复杂的矿石中，经济、环保地分离和提纯铬，涉及高温还原、湿法冶金（酸/碱浸出）、氧化焙烧等一系列复杂的化学反应工程过程。

与现实实践的联系： 我国是不锈钢和特种合金的生产与消费大国，但铬矿资源对外依存度长期超过90%。新疆萨尔托海新矿带的发现，首先是从地质资源量上提升了自给潜力。更重要的是，高品位矿体的发现，意味着未来在冶炼环节，单位产品的能耗和渣量可能降低，提高了经济性和环保性。这为下游钢铁和航空航天材料产业提供了更稳定、更具成本优势的原料基础。例如，宝武、太钢等大型不锈钢企业，其铬铁合金采购的供应链安全将得到增强。同时，矿石中若伴生有钴、镍等元素，通过综合回收，还能提升资源价值，服务于新能源电池（钴、镍是三元锂电池正极关键材料）等新兴战略产业。

页岩气：从“概念”到“复杂构造区”的化学与地质工程革命

再看鄂西的页岩气突破。这标志着我国页岩气勘探成功走出了地质条件相对“理想”的四川盆地，进入了更具普遍性和挑战性的“复杂构造区”。

定义特征： 页岩气是一种典型的非常规天然气，其主要成分是甲烷（CH₄）。与常规天然气储存在多孔的砂岩、碳酸盐岩中不同，页岩气被束缚在致密、低孔隙度、低渗透率的页岩（一种由粘土矿物经压实、脱水、重结晶形成的沉积岩）基质微纳米孔隙中，部分还以吸附态存在于有机质表面。这意味着，它无法像常规气藏那样通过简单的钻井自然流出。

关键属性一：有机地球化学与储层物性。 页岩气能够成藏，首先依赖于页岩中丰富的有机质（干酪根）。在一定的温度、压力和时间下（即热成熟度，通常用镜质体反射率Ro衡量），这些有机质通过热解生成烃类气体。鄂西地区聚焦的二叠系页岩层系，其有机质类型、丰度（TOC）、成熟度是关键评价指标。其次，页岩的储层物性，如孔隙度、渗透率、脆性矿物（石英、长石、碳酸盐等）含量，决定了其是否具备商业开采价值。脆性矿物含量高，岩石在受力时更容易产生网状裂缝，为气体流动提供通道。

关键属性二：体积压裂技术与化学工程。 这是将地下“死资源”变为“活产量”的核心工程手段。通过水平钻井钻遇优质页岩层后，需要实施大规模水力压裂。这个过程不仅仅是物理上的“压开”岩石。压裂液本身是一个复杂的化学体系：稠化剂（如瓜尔胶） 用于增粘，携带支撑剂（通常是石英砂或陶粒）；交联剂（如硼酸盐） 使稠化剂形成冻胶，提升携砂能力；破胶剂（如过硫酸铵） 则在压裂完成后降解冻胶，降低粘度以便返排；此外还有粘土稳定剂、缓蚀剂、助排剂等一系列化学添加剂。压裂后，大部分注入液需返排至地面，其处理与回用又涉及水处理化学。报道中提到的“高效返排技术”突破，很可能指向新型化学添加剂体系或返排流程优化，旨在减少水资源消耗、降低环境影响并提升单井产量。

与现实实践的联系： 鄂西地区地质构造复杂，断层发育，地层陡峭，这给页岩气的保存（避免气体沿断层散失）和水平井轨迹控制带来了巨大挑战。此次成功实现工业气流，其“形成的成藏理论认识”可能包括对复杂构造区页岩气富集规律的新理解，比如何种断层组合利于封闭而非破坏气藏。这对长江中下游类似地质条件的省份（如湖南、江西）的页岩气勘查具有直接的指导意义，有望在国家天然气主干管网沿线或临近区域，形成新的资源接续基地，优化我国“西气东输、北气南下”的格局，并促进区域能源结构清洁化。例如，未来湖北的化工企业（如宜昌的磷化工、化肥企业）或有可能获得更稳定、更经济的本地天然气原料，降低生产成本和碳排放。

系统性创新保障资源安全底线

新疆的铬铁矿与鄂西的页岩气，一“固”一“气”，一属金属矿产一属能源资源，看似无关，却共同勾勒出我国在深地资源探测与开发领域的整体进步。它们都依赖于高精度地球物理勘探、深部钻探工程、地质大数据分析等交叉学科技术的集成。更重要的是，它们都直面了资源禀赋的客观劣势（铬矿贫乏、页岩地质条件复杂），通过理论创新和技术攻关，将资源的“边界”向外推进。

这种突破，最终将传导至国家经济的每一个毛细血管。更稳定、更具性价比的铬资源，意味着我们的不锈钢炊具、汽车排气系统、医疗器械乃至“大国重器”的航空发动机，基础更加牢靠。而来自复杂构造区的新增页岩气，则是在风能、太阳能之外，为能源体系的稳定与低碳转型，又增添了一份“压舱石”般的保障。

资源安全是总体国家安全的基石。这两项找矿突破，正是用科技的尺子和工程的钻头，一点点夯实这块基石的生动写照。未来，随着勘探向更深、更复杂的领域进军，对矿物微观结构、元素赋存状态、储层流体-岩石相互作用等基础科学问题的研究，以及与人工智能、绿色化学提取技术的融合，将变得愈发关键。这是一场永无止境的、关于物质与能源的深层对话，而我们，正在这场对话中书写下越来越有分量的篇章。