価値は1兆以上！アジアNo.1！貴州省で世界クラスのマンガン鉱山が4つ発見されました。

2024年9月13日、天然資源部岩盤鉱物探査工学技術センター所長、貴州省地質鉱物局研究員、首席科学者の周奇氏が「科学者の精神を受け継ぎ、地質学の光を灯す」をテーマにした科学普及わが国星空フォーラムで「突破口を求めて緑の山を旅する」と題する講演を行った。彼は、我が国のために鉱床を発見し、大きな進歩を遂げるために、彼と彼のチームが40年以上にわたって奮闘してきたことを語ってくれました。

以下は周琦氏の演説からの抜粋です。

皆さんこんにちは。私は貴州省地質鉱物探査開発局の主任科学者であり、天然資源部の岩盤鉱物資源探査工学技術革新センターの所長である周奇です。私は長年、戦略的な鉱物資源の探査と科学研究に携わってきました。今日は、私と私のチームが国のためにマンガン鉱石を探すために山や川を越えて旅し、大きな進歩を遂げた話を皆さんにお話ししたいと思います。

マンガン鉱石とは何ですか？なぜそれがそんなに重要なのでしょうか?

1774 年、スウェーデンの化学者で冶金学者のガンは、軟マンガン鉱と呼ばれる鉱物から金属マンガンを還元することによってマンガン元素を発見し、「マンガン」と名付けました。

マンガンは周期表の第 4 周期の第 7 族の元素です。銀白色の脆い金属です。人間に必要な微量元素の一つであり、人間の健康に重要な役割を果たします。マンガンの密度は7.3g/cm³、融点は1244℃、沸点は2097℃です。自然界では、マンガンは II、III、IV、VII の原子価状態を持ちますが、その中で最も一般的なのは II と IV の原子価状態です。マンガンは空気中で非常に酸化されやすいです。加熱条件下では、粉末マンガンは塩素、臭素、ヨウ素、硫黄、ケイ素、炭素と化学反応を起こす可能性があります。

「マンガンがなければ、鋼も無い。」マンガンは鉄鋼産業の基本的な原材料です。また、新エネルギー、新素材などの戦略や新興産業の発展を支える重要な原材料でもあります。国家経済、国民生活、国家安全保障に関わる戦略的な鉱物資源です。

マンガン鉱石は自然界で最も複雑な鉱物種の 1 つです。マンガンを含む鉱石は 150 種類以上知られています。工業的に採掘されるマンガン鉱物は主に菱マンガン鉱で、他に軟マンガン鉱、シロメラン、マンガン鉱、ハウスマンナイト、フサントライト、硫酸マンガン鉱などもあります。

写真は周琦氏のスピーチPPTより

世界のマンガン鉱石資源は主に南半球のいくつかの国に分布しています。高品質のマン​​ガン鉱石は主にマンガン酸化鉱石として南アフリカ、オーストラリア、ブラジル、ガボンなどの少数の国に集中しています。

中国のマンガン鉱石は主に貴州省、広西チワン族自治区、湖南省、重慶市、湖北省、雲南省などの中国南部の省（市）に分布しており、遼寧省、河北省、陝西省、新疆ウイグル自治区などの北部の省にも部分的に分布しています。全国で430以上のマンガン鉱床が発見されているが、主に中小規模の地域に分布している。

今世紀の1980年代から2010年代にかけて、露頭および半露頭マンガン鉱山が枯渇した後、中国の隠れたマンガン鉱山の制圧は困難になってきた。

隠されたマンガン鉱山を見つける難しさはどのように克服されましたか?

中国のマンガン鉱石は、主に6億6000万年前の南華紀、4億1700万年前のデボン紀、2億6000万年前のペルム紀に形成され、いずれも菱マンガン鉱であった。

ロードクロサイトはアルゼンチンで初めて発見されたため、「アルゼンチン石」と呼ばれています。その美しい色から「インカのローズ」として知られています。ロードクロサイトの結晶はとても美しいです。例えば、2009年に広西チワン族自治区梧州市滄武県で発見された「中国の女王」として知られるロードクロサイト結晶は、中国と世界に衝撃を与えました。

「中国の皇后」。写真は周琦氏のスピーチPPTより

しかし、ほとんどの人は気孔性ロードクロサイトについて聞いたことがありません。

美的観点から見ると、泡状のロードクロサイトは「中国の皇后」などのロードクロサイト結晶と比較することはできませんが、その科学的意義は非常に優れています。この発見は、浸出性堆積性マンガン鉱床という新しいタイプのマンガン鉱床を明らかにしただけでなく、黄金の鍵のように、貴州省東部の隠れたマンガン鉱石資源の保護への扉を開き、アジア最大のマンガン鉱石群の発見に貢献し、マンガン鉱石探査において大きな進歩を遂げ、わが国のマンガン鉱石資源の分布パターンを一新しました。

写真は周琦氏のスピーチPPTより

この神秘的な「泡状の菱マンガン鉱」がどのようにして発見されたかは、貴州省の大唐坡マンガン鉱山地域という珍しい自然の実験室から始まった。

鉱物探査を支える鉱床研究には近道はなく、その研究室は主に現場にあります。大唐坡マンガン鉱山地区は貴州省松濤県に位置し、有名な大唐坡マンガン鉱山が発見された場所です。 1958年、貴州省地質鉱物資源局第103地質大隊に勤務していた私の前任者が、鉱山に関する一般の報告を通じて偶然この鉱山を発見しました。この発見により、1960年代から1980年代にかけて中国の貴州省、湖南省、重慶市（当時は四川省の一部）の隣接地域での露頭および半露頭マンガン鉱石の探査に大きな進歩がもたらされ、マンガン鉱石の埋蔵量は合計1億トンを超えると報告されました。

松濤大唐坡マンガン鉱山区は古い鉱山区であり、浅層のマンガン鉱石資源は枯渇しているものの、鉱山区の露頭が良好であるため、地質現象は非常に豊富です。私と私のチームは、長年にわたり大唐坡マンガン鉱山地域で徹底的な研究を行っており、泡状構造、噴出構造、ダイアピル構造、亀甲構造、さらには菱マンガン岩体内の潜在爆発角礫岩管や同生断層など、マンガン鉱化と密接に関連する多くの珍しい地質現象を発見しました。これらの地質学的現象は、従来のマンガン外因性堆積性鉱化理論では説明が難しく、隠れたマンガン鉱石を探す科学的研究を行う機会をもたらしました。

写真は周琦氏のスピーチPPTより

私たちは、大唐坡マンガン鉱山地域を自然の実験室として活用し、「大唐坡式」マンガン鉱石の形成に関する長期的な理論的研究を行うことに重点を置いています。数々の国家レベルおよび省レベルの科学研究プロジェクト、ならびに国家総合探査地区鉱化突破プロジェクトを実施することにより、ついにマンガン鉱石の噴出と堆積に関する独自の理論を確立しました。

写真は周琦氏のスピーチPPTより

南化期の「大唐坡型」マンガン鉱床は、浸出性堆積性マンガン鉱床というまったく新しいタイプのマンガン鉱床であることが判明しました。同じまたは類似のタイプのマンガン鉱床は国際的に報告されていません。

垂直方向では、このタイプの鉱床は、ダイアピル流出構造システムに基づいて、下から上に向かってビルディングブロックのような鉱石相区分を示します。面上には、濃菱マンガン鉱帯→中品位菱マンガン鉱帯→低品位菱マンガン鉱帯といった同心楕円形の鉱石相面区分が見られます。

写真は周琦氏のスピーチPPTより

さらに調査を進めると、従来のマンガン鉱石外因性堆積性鉱化理論で考えられているように、浸出性堆積性マンガン鉱床はすべて盆地の縁ではなく、盆地の中心部に出現していることがわかりました。

写真は周琦氏のスピーチPPTより

また、3D地質モデリング、ビッグデータマイニング、反射地震探知技術を用いて残留盆地のプロトタイプの詳細な研究を実施し、このタイプの鉱床の鉱化メカニズムを明らかにしました。このタイプのマンガン鉱床は、その深部内にマンガン鉱石形成物質の伝達経路となる鉱石伝導構造を有し、上部マントルの最深部まで達しています。このタイプのマンガン鉱石は、「リフト盆地-伝達経路-マンガン含有流体」によって制御される多サイクルの大規模噴火堆積鉱化メカニズムが明らかになりました。これは、大規模なマンガン鉱化作用は主に外因性の堆積性鉱化作用であるという国際的な理論的制約を打ち破り、このタイプのマンガン鉱石の探査と調査に独自の理論的裏付けを提供します。

写真は周琦氏のスピーチPPTより

技術革新によりマンガン鉱石資源の効率的な探査が促進される

噴出堆積型の隠れた超大型マンガン鉱床を探索するには、2つの重要なポイントを把握する必要があります。まず、マンガン鉱石の形成構造、つまり鉱石誘導構造、鉱石整合構造、鉱石含有構造を正確に特定する必要があります。第二に、マンガン鉱石形成後のエピジェネティック構造の干渉を排除する必要がある。

マンガン鉱石の鉱化構造を正確に特定するために、どのような具体的な方法を採用しましたか?私たちが作成したマンガン鉱石流出堆積鉱化システムモデルを主に活用して、地質探査予測モデル、音響磁気地磁気予測モデル、地球化学定量予測モデルをさらに開発しています。モデル・データ連携駆動やデジタル探査技術などに基づくマンガン鉱石ビッグデータの多目的漸進的インテリジェント予測技術は、マンガン鉱石のグリーンかつ効率的な探査を実現します。

写真は周琦氏のスピーチPPTより

2011年から2020年までの国家探査突破戦略行動におけるマンガン鉱総合探査区において、上述の隠れたマンガン鉱石の探査と探査の理論と技術体系を適用し、最終的に貴州省東部の貴州松涛普覚、松涛高原、松涛道托、松涛涛坪で世界クラスの隠れた超大型マンガン鉱床4つを発見し、提出した。

さらに、時代や地域を超えた活用により、貴州省遵義市のペルム紀マンガン鉱山探査エリアの資源埋蔵量を倍増させました。 2013年以来、私たちのチームはこのプロジェクトの探査理論と技術を遵義マンガン鉱山国家総合探査区に適用し、ペルム紀の「遵義式」マンガン鉱石が南華の「大唐坡式」マンガン鉱石に類似していることを発見し、このマンガン鉱床におけるマンガンの外来堆積形成に関する従来の認識を変えました。また、同社は隠れたマンガン鉱石の探査でも画期的な成果を達成し、マンガン鉱石の埋蔵量を7,000万トン以上追加し、同地域のマンガン鉱石の埋蔵量を倍増させた。

マンガン鉱石探査における大きな進歩は、国家戦略新興産業クラスターである貴州省銅仁市の新機能性材料産業クラスターの建設に資源的支援を提供した。 6つの大規模なマンガン採掘企業と多数の新エネルギー電池および新材料企業が設立され、生産を開始し、大きな経済的、社会的利益をもたらしました。

写真は周琦氏のスピーチPPTより

人類の生存と発展は、鉱物資源の開発と利用と切り離せないものです。人類の文明進化の歴史は鉱物資源の開発と利用の歴史であると言えます。現代は情報化時代であり、中華民族は偉大な復興を遂げるでしょうが、そのためには鉱物資源のさらなる支援と保証が必要です。私と私のチームは、突破口を求めて山や川を越えて旅を続け、祖国のために、より多くの、より大きく、より豊かな鉱山を見つけるよう努め、新たな貢献を続けていきます。

企画・制作

著者：周奇、天然資源部岩盤鉱物探査工学技術センター所長、貴州省地質鉱物資源局研究員、主任科学者

編集者: チャン・ヤン、ヤン・ヤーピン

校正：Xu Lai、Lin Lin