裂谷聚宝 钢城生辉
四川攀枝花典型矿床与矿冶地质景观分析  
作者: 范 晓来源:中国矿业报 

　　1954年6月，南京大学地质系教授徐克勤带着一群师生在金沙江畔进行暑期找矿实习，他们并没有想到这次实习竟然成就了一座城市。
　　在川滇交界的金沙江畔兰家火山一带，徐克勤教授带领的队伍偶然发现了储量达数亿吨的钒钛磁铁巨型矿藏。这一惊人发现引起了当时的地质部部长李四光的注意。1956年初，李四光把此事汇报给领导。听完汇报，领导问道：“那里叫什么名字？”众人都回答不上来，只知道那里有7户人家和一棵大树，树的名字叫“攀枝花”。领导说：“那就把那里命名为‘攀枝花’吧！”

　　在中国四川西南的攀枝花-西昌地区，有一个已经消失不见的远古时期的大裂谷。人们追寻它留下的遗迹，挖掘出了让世界惊叹的瑰宝。
　　远在距今约4亿年的晚古生代时期，中国南方的扬子大陆板块发展到了合久必分的关键时期。由于地壳断裂的发展，地幔物质上涌，在攀西地区开始出现大面积的地表隆起。这种隆起好似一个产妇的临盆期，正孕育着裂谷的发育。随着断裂的不断扩展，板块破裂的穿透贯通，终于导致地表沉陷，裂谷发生。地壳深部岩浆的向上侵入带来了丰富的成矿物质，在岩浆冷却沉淀结晶的过程中，开始形成一个个巨大的岩体和矿体——攀西大裂谷正是在如此波澜壮阔的历程中为人类准备了丰厚的馈赠。
一
　　1936年，中国地质学者常隆庆等一行人来到攀枝花一带进行地质调查，首次发现了铁矿线索。他们当时也许并没有意识到，这竟然是叩开一个巨大财富之门的第一步。此后，在20世纪40年代，常隆庆、汤克诚、刘之祥、李善邦、陈正等又在攀枝花进行了更深入的调查，认定这是一个储量在千万吨以上的钒钛磁铁矿矿床。从1954年开始，经过以徐克勤、秦震等为首的地质工作者的调查与勘探，得到的结果远远超出人们的预想，攀枝花矿床的储量竟达到13.3亿吨。如果加上后来在更大范围发现的红格、白马、新街等矿床，在攀西大裂谷南北长200千米的地段上，钒钛磁铁矿的储量可达74亿吨以上。如果考虑目前正在进行的整装勘查的预期成果，其钒钛磁铁矿储量可望超过100亿吨。这里已成为世界上最重要的钒钛磁铁矿成矿带之一，储量占全国同类矿床的95%以上。其中，钛资源储量分别占全国和世界已探明储量的91%和36%。于是，作为产于层状镁铁-超镁铁质堆晶杂岩中的钒钛磁铁矿典型矿床，攀枝花铁矿便具有了世界意义和特殊的科学价值。
　　要建成一个大型钢铁基地不仅需要优质的铁矿资源，还要有冶金工业所需的配套资源。令人惊异的是，就在攀枝花大铁矿的附近，漫长的地质演化过程竟然为我们安排好了一桌“钢铁盛宴”所必需的所有“菜肴”：把关河的石灰石矿与白云岩矿，它在炼钢中可做熔剂和造渣剂，和硅、铝、硫、磷等杂质反应形成炉渣并从钢水中分离出来；大火山耐火粘土矿，可当做冶金耐火材料；宝鼎煤矿，其中作为优质炼焦原料的焦煤占到50%，作为优质炼焦配煤的瘦煤占到40%，为攀枝花建立中国西部最大的炼焦和煤化工企业奠定了基础——难怪当年视察此地时会发出这样的感慨：“这里得天独厚。”
　　天赐的宝藏沉寂得太久，要让它成为闪光的财富就需要付出艰辛的努力。20世纪60年代，攀枝花铁矿的开发成为我国三线建设中最富传奇色彩的标志性事件。来自全国各地的数万建设者，在当年诸葛亮曾经“南渡泸水、深入不毛”的荒野上艰苦创业。他们人拉肩扛、劈山开路、马灯烛火、风餐露宿，终于奠定了矿山和钢厂大规模建设的基础。
二
　　攀枝花铁矿矿山分为兰家火山、尖包包、朱家包包3个主要采场，皆为阶梯式露天开采。开采过程中，先把覆盖在矿层之上的非矿岩层剥离，然后在矿层中，按每级15米高的台阶，逐级往下开采。
　　在台阶面上，先用钻机钻成网状分布的装药孔，装上炸药进行爆破，一次爆破的岩矿量可达10万吨~30万吨。然后，铲车把爆破松动后的矿岩装入大型自卸载重汽车或电动列车，将矿石和非矿岩石分别送往选矿厂和排土场。此外，建设者们还利用采场与选厂之间的地形高差，在尖包包和兰家火山采场开凿了规模宏大的地下溜井，其直径最大可达5米，最长357米，最大垂直高差可达447米。载重汽车把矿岩从采场运至溜井口卸入溜井，矿岩靠自重滑落到溜井底部，然后装车运走。
　　经过20世纪70年代初以来的开采，兰家火山、尖包包、朱家包包采场均出现了极其壮观的采矿坑，开采深度已达240米~400余米，形成16级~26级环形采掘平台；剥离下来的大量岩土，在采场的东南侧和北侧堆积形成了10个排土场，其中有的排土场台阶总高可达110米以上，堆积的岩土可超过4亿吨。这些层层叠叠的采矿坑、排土场好似巨大的现代金字塔，记载着矿山开发者的艰辛历程，并成为最引人注目的矿山遗迹景观。
　　采出的矿石要通过选矿进一步去掉非矿物质，成为含量达到要求的钒钛铁精矿，才能进行冶炼。矿石进入选矿厂后，经过不同粒级破碎机的破碎以及反复筛选，再由球磨机磨成矿浆后进入磁选机，利用钒钛磁铁矿矿物的磁性，将其和非矿物质分离。经过多道磁选后，排弃的矿渣通过管道输送过金沙江，进入与矿山和选矿厂隔江相望的马家田尾矿库，以保护金沙江的水域环境，以备将来对尾矿中的有用物质再加利用。马家田尾矿库坝高210米，总库容为2.2亿立方米，均为国内尾矿库之最。
　　攀枝花铁矿为铁钒钛等多种有用金属的共生矿，它既是天赐之宝，也是对金属分离回收技术的巨大挑战。面对铁矿中钒钛分离回收的世界性难题，国外曾有专家断言攀枝花铁矿是无法利用的呆矿。我国自己设计建成的攀矿选钛厂，利用选矿厂的磁选尾矿，再经过浮选、重选、磁选、电选，生产出了二氧化钛含量达47%以上的钛精矿，并据此建立了中国最大的高钛渣生产线和以钛白粉为主的钛产品基地。
三
　　钢铁冶炼过程可以简单地概括为：把铁矿粉炼成铁水，把铁水炼成钢水，把钢水铸成钢坯，把钢坯轧制成钢材。
　　高炉炼铁是钢铁冶炼的第一步。钒钛磁铁矿用常规方法冶炼将会出现渣铁不分、炉缸堆积的现象，使生产难以为继。经过30多年的探索与攻关，攀钢集团逐步形成了世界一流的“普通高炉冶炼钒钛磁铁矿”的工艺技术体系。最具代表性的攀钢四号高炉和新三号高炉，分别是容积为1350立方米和2000立方米的大型现代化高炉，它的利用系数和钒钛磁铁矿冶炼技术均已成为国内外的典范。
　　高炉产出的铁水进入炼钢厂后，先要在提钒车间进行脱硫和提钒，以除去铁水中的有害元素，提取钒资源。攀钢独创了国际领先的“转炉顶吹提钒工艺技术”，并使中国和南非、俄罗斯一起，成为世界上三足鼎立的钒生产出口大国。
　　钢坯连铸就是把炼好的钢水经特殊装置连续浇铸成一定形状的钢坯，与传统的模铸工艺相比，具有流程短、损耗低、质量稳定等特点。攀钢集团已在2004年实现了全连铸生产，效率和质量均成为国内的领先者。
　　钢水铸成的方形和板形钢坯，经过万能轧、热轧、冷轧等工艺，可分别轧制出钢轨、H型钢、乙字钢、钢板、管线钢等。目前，攀钢集团已建立起了世界一流的万能轧机生产线、中国西部最大的现代化热轧板厂和冷轧厂，产品可满足广泛需求，销往全国各地并远销至美国、巴西等国。
　　令人称奇的是，这样一个中国西部最大的钢铁生产基地竟分布在攀枝花弄弄坪仅2.5平方千米的台地上，吨钢面积仅1平方米，被国外冶金专家誉为“象牙微雕钢城”。
　　世界上罕见的钒钛磁铁矿矿床浓缩了攀西大裂谷这个天然地质博物馆最精彩的内容，许多相关的地质遗迹留给我们探索地球奥秘的线索。攀枝花铁矿的发现，催生了攀枝花这座钢城和都市，攀枝花的矿山和钢铁厂集中体现了这座城市的历史积淀和文化精髓。开发攀枝花铁矿留下的斑斓史迹和人文景观，成为现代人去认知、传承的精神与文脉。现在，这座以钢铁产业为主导的工矿城市正面临新的挑战。攀枝花市政府和攀钢集团计划依托攀枝花的自然、文化遗产，建立攀枝花国家矿山公园。通过矿山生态环境的恢复治理、地质及工矿旅游项目的开展，攀枝花将成为一个具有世界意义的地质、矿冶科考、科普及旅游基地。