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    头部矿企边深找矿实现增储上产

    近年来,棕地勘查“就矿找矿”是多数头部矿企开展地质勘查的主要方式。相较于绿地勘查项目,棕地和类棕地勘查项目不仅可以有效降低勘查风险和时间成本,提高找矿成功率,还可以使新增资源快速转化为可采储量,有效延长了矿山寿命。

    全国危机矿山找矿专项勘查成果显示,成熟矿区找矿新增资源量为大中型的成功率是新区的6倍,找到大型矿床的投入仅为新区勘查的23%。在新一轮找矿突破战略行动中,中国五矿集团有限公司(以下简称“中国五矿”)、紫金矿业以自主勘查为主,在老矿山边深部找矿、棕地勘查“就矿找矿”方面均取得了重要找矿成果,并积累了丰富的勘查实践经验。

    面对南岭区域百年老矿山急需解决资源接续问题,中国五矿全资子企业五矿勘查开发有限公司(以下简称“五矿勘查”)充分发挥专业技术优势,在中国五矿所属湖南有色金属控股集团有限公司(以下简称“湖南有色”)旗下的水口山、锡矿山百年矿山,以及黄沙坪老矿山开展边深部地质勘查工作。目前,水口山边深部已实现重大找矿突破,新增铅锌、金、银金属量达到大型矿床规模,并在深部钻探出富铁铜矿体,缓解了老矿山资源接续困境,让老矿山焕发新生机,实现了经济效益和社会效益双丰收,为新一轮找矿突破战略行动“增储上产”贡献了积极力量。据了解,五矿勘查是中国五矿的资源勘查先锋队。近年来,五矿勘查持续加大矿产资源勘查力度和资源获取力度,努力在国家战略性矿产资源保障体系中展现国企担当。据统计,10余年来,五矿勘查累计在国内外重要成矿区带探获大型矿床10余座,包括焦煤、银、铅、锌、铁、金、钨、稀土、晶质石墨等矿种。在上一轮找矿突破战略行动中,由五矿勘查主导开创的“泥河模式”“嵩县模式”,被原国土资源部列为新时期地质找矿新机制在全国示范推广。

    与中国五矿相同,紫金矿业也十分重视在勘查领域的战略布局,并投入大量资金支持。统计显示,2021年至2023年,紫金矿业自主勘查投入经费达13.06亿元,勘查新增金金属储量337吨、铜金属储量950万吨,新增其它金属(铅锌、银、锂、钼、钨等)折合新增当量金金属量2494吨,当量金勘查成本52万元/吨,约为2.5美元/盎司。今年5月,紫金矿业总地质师王京彬在2024(第三届)中国国际矿业投资与发展高峰会议上表示,相较其他头部企业,紫金矿业在绿地勘查项目的投入较少,公司勘查投入的一大特点是侧重棕地和类棕地,找矿成果主要通过“就矿找矿”方式取得。该说法再一次得到验证:今年6月,紫金矿业对外宣布,旗下黑龙江多宝山铜业在新一轮找矿突破战略行动中取得重大突破,矿山“铜山铜矿Ⅲ、Ⅴ号矿体”合计新增铜金属资源量365万吨,其中Ⅴ号矿体铜金属资源量达281万吨,系东北地区近40年来唯一探明的超大型单体铜矿。不仅如此,紫金矿业还通过“就矿找矿”,在山西省规模最大的金矿床义兴寨金矿床河湾矿段的原有石英脉型矿体深部发现厚大蚀变斑岩型矿体,新增金资源储量100余吨。

    除了中国五矿、紫金集团,中国稀土也在找矿方面取得了不俗的成绩。今年9月,由中国稀土开展的“冕宁牦牛坪稀土矿资源储量深部探矿核实勘查”项目取得重大找矿突破,预期新增稀土资源量496万吨(REO)。项目由中国稀土子公司中稀(凉山)稀土公司投资1亿元,四川省第一地质大队具体实施。这一找矿成果的取得,进一步巩固和提升了我国在全球稀土供应链中的地位。据了解,中国稀土自组建以来,十分重视地质勘查工作。特别是在新一轮找矿突破战略行动深入开展之际,中国稀土紧盯拓资源、增储量、上产量、稳供应、降成本、保安全,不断增强在稀土资源安全保障方面的核心功能,新获一批矿权,加大勘查投入,并加大绿色勘查开发工艺技术的攻关、集成和技术工程化,形成不同资源禀赋、不同地质特征的工艺组合。

    勘查、开发双管齐下助力矿企可持续发展

    增储、延长矿山服务年限是许多矿业企业开展地质勘查的主要目的。为此,不少矿业企业将矿产资源勘查与开发作为重要战略部署,通过“两条腿”走路,更好地实现可持续发展目标。

    西部矿业相关负责人表示,该公司每年都开展地质勘查工作,每年都有新探明的矿产资源储量,品种包括但不限于铅、锌、铁等。2021年至2022年,西部矿业锡铁山分公司、大梁矿业新增铅锌矿石量305万吨,哈密博伦新增铁矿石资源量146万吨;2023年上半年,该公司新增铅锌矿石量160万吨。

    无独有偶,洛阳钼业今年提出了开启大规模勘探5年规划目标,并明确表示,2023年公司通过勘探活动和矿山生产实践证明各矿区均有较大的资源潜力和有利的资源量转储条件,且具有延长矿山服务年限的潜力。特别是刚果(金)铜钴矿、TFM铜钴矿和KFM铜钴矿,取得了预期找矿效果。而在绿地勘探项目方面,洛阳钼业的Monjolos项目也被证实铌矿化体深部潜力和磷矿开采的连续性。此外,其在国内开展的三道庄钼钨矿、上房沟钼矿等找矿项目也都取得了预期效果。

    大中矿业亦是如此。去年下半年,锂行业曾发生一场万众瞩目、旷日持久的拍卖,经过三天三夜鏖战,大中矿业最终以42.06亿元竞得四川加达锂矿探矿权。随后,大中矿业便开始紧锣密鼓地推进勘探工作。目前,项目已取得重要找矿突破,经过钻孔论证,加达锂矿具备大-超大型锂辉石矿产资源潜力。

    近年来,盐湖股份、金辉股份、亚钾国际等矿业企业也取得了不错的找矿成果。

    除了矿业企业,一些相关行业企业也投身到矿产资源勘查领域。2022年11月,广汽集团全资子公司广汽零部件有限公司与桐梓县狮溪煤业有限公司、遵义能源矿产(集团)有限公司签署《合资合同》,拟在贵州省遵义市共同投资设立贵州省东阳光新能源科技有限公司,从事相关矿产地质勘查和矿产资源的投资管理经营。

    政策引导和鼓励社会资本合法有序入场

    近年来,为深入推进新一轮找矿突破战略行动,鼓励和引导社会资本参与矿产资源勘查开发,国务院、自然资源部,以及各省(自治区、直辖市)相继出台鼓励政策,为企业参与矿产资源勘查注入了新的活力,也为行业发展提供了有力支撑。

    2022年12月14日,中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》,明确提出“引导和鼓励社会资本进入油气勘探开采领域。”

    2023年5月,为进一步优化矿产资源勘查领域营商环境,服务新一轮找矿突破战略行动,自然资源部印发《关于进一步完善矿产资源勘查开采登记管理的通知》。其中,在进一步搞活矿业权二级市场方面,通知提出了鼓励社会资本投入矿产资源勘查开采,并取消了以招标拍卖挂牌等市场竞争方式取得探矿权转让年限的限制。同时,将协议出让取得的矿业权转让限制年限由10年调整为5年。此外,通知还对勘查开采主体有特殊资质要求的矿种,在符合要求的申请人之间转让变更不受5年限制。

    不仅如此,为吸引更多社会资本投入,2023年,自然资源部还提出,研究制定新一轮找矿突破战略行动运行机制等制度性文件,完善鼓励矿产勘查开采的政策措施,加大区块出让力度,引导鼓励各类投资主体进入矿产勘查开采领域,激发市场活力,从而大幅增加商业性矿产勘查和开发的经济体量。

    2024年7月,自然资源部又印发《关于鼓励地勘单位和矿山企业提供勘查区块建议促进战略性矿产勘查的通知》,并提出,鼓励地勘单位和矿山企业利用以往地质资料或结合正在开展的地质工作,同时鼓励地勘单位和矿山企业通过竞争方式获得探矿权。

    为鼓励社会资本参与地质勘查活动,各省(自治区、直辖市)自然资源部门也相继出台鼓励政策,为商业性地质勘查工作的开展保驾护航。

    黑龙江、山东、四川、陕西、山东、江苏、福建、新疆、贵州等省区,在《自然资源部关于促进地质勘查行业高质量发展的指导意见》(自然资发〔2021〕71号)出台后,相继印发相关配套文件。

    其中,陕西省明确表示,鼓励市县财政资金投入开展本行政区域优势矿产的地质勘查,积极引导社会资金加大资金投入,推进商业性矿产勘查找矿突破。四川省提出,要加大矿业权出让力度,鼓励社会资金投入找矿,鼓励符合《四川省省级国有企业改革发展资金管理办法》条件的企业申报资金支持,同时协调有关部门积极鼓励银行和金融机构支持地质勘查行业重点企业和重大项目发展,加大在信贷、融资等方面的支持力度。新疆相关政策明确,鼓励各地财政出资开展地质找矿,带动社会资金同向发力、快速增储上产。山东省要求,建立健全地质勘查财政资金引导机制,鼓励引导社会资金投入,激发市场活力。贵州省则提出,加强矿业权出让项目库建设,每年从财政资金实施的找矿项目中优选一批区块向社会投放,引导社会资本投入后续勘查,快速推进增储上产,加快推动矿产资源开发利用。

    不仅如此,针对各地资源禀赋,部分省份还分矿种有针对性地出台鼓励政策。例如,2023年12月,贵州省自然资源厅、贵州省生态环境厅等八部门联合印发《关于加快推进贵州省地热能产业发展的实施意见》,提出要积极培育本土企业参与省内地热能资源勘查开发利用,加快形成完整的地热能勘查开发利用上、中、下游产业链体系。

    矿企呼吁加快建立矿产勘查长效机制

    何能让社会资本更深、更广地参与矿产资源勘查开发,不少矿业企业负责人也提出了自己的建议。

    2023年3月全国两会期间,全国政协委员、国城控股集团董事长吴城曾提出“鼓励社会资本参与矿产资源勘查开发”的建议。他认为,针对矿产资源开发周期长、产业链长的特点,以及矿业权变更中存在的边界调整、探边摸底矿产储量出让、权益金计征等问题,政府可建立跨部门协调机制,以及政府部门与企业沟通协商机制和平台。同时,构建分级矿业权合作和交易服务平台,撮合社会资本与勘查单位组建矿产资源勘查开发联合体,形成“投资+技术”的战略合作,以消除地质矿产信息不对称,监督双方在不同勘查阶段收益分配框架的执行,从而提高企业的积极性。

    全国人大代表、铜陵有色金属集团控股有限公司总经理丁士启围绕“如何加强矿业勘查”也提出了类似的建议。他认为,应加快建立矿产勘查长效机制,建设资源风险勘查资本市场,搭建风险勘查项目资金的筹集及流转的渠道,利用好国内外资金、技术,让社会资本在矿产勘查的人、财、物等资源配置中进一步发挥主力军作用,以加快我国重要能源和矿产资源增储上产,进而实现我国矿业高质量发展。

    就在各方持续深入开展新一轮找矿突破战略行动,千方百计找大矿、找好矿、找急需的矿时,一个联盟的成立激发了社会资本参与矿产资源勘查的活力。

    今年8月20日,新一轮金矿找矿突破战略联盟成立。这个联盟由山东省地质矿产勘查开发局发起成立,地勘单位、科研院所、高等院校、矿山企业共同组建,旨在聚焦新一轮找矿突破战略行动,积极推进地质科技创新,充分发挥各方在自然资源综合调查、矿产资源开发利用等方面的专业技术、理论科研、资金产业等优势,开展科技与产业融合创新,形成推广一批科研和实践成果,提升产业核心竞争力,服务保障国家能源资源安全。在联盟中,矿山企业可充分发挥矿产勘查开发优势,优先为找矿联盟的科技创新成果应用提供支持,促进成果转化和应用推广。同时,优先与找矿联盟合作单位在深部金矿勘查开采技术方法方面开展科技攻关,支持合作单位科研人员开展野外地质调查和科学研究等工作。

    或许,该联盟的成立,将为企业参与矿产资源勘查开发提供一些新的路径和思路。

    探索勘查新模式 助力找矿新突破

    一、背景

    (一)国际发展动向

    基于20世纪科学技术的迅猛发展,人类活动已经扩展到世界各个角落,实现全球合作、促进全球发展逐步成为各国的共识。全球范围内的发展中国家和发达国家在享受全球发展带来巨大收益的同时,也付出了资源、环境以及社会方面的高昂代价。人类生产活动不仅在全球范围内破坏着自身赖以生存的生态环境,同时由于过度开发,人类赖以发展的自然资源也正以惊人的速度减少。联合国给出的《千年生态系统评估》(2005年)报告指出:“由于人类活动的干预,2/3支持地球生命系统运转的自然资源已被严重破坏,几近耗光。人类赖以生存的生态系统有60%处于不断退化状态,支持能力正在减弱。未来50年内,这种退化也许还将继续。”随后,世界自然基金会(WWF)的《地球生命力报告(2008年)》针对人类对自然资源需求的生态足迹,指出“人类对自然资源的需求超出了地球承载力的近1/3。美国和中国的国家生态足迹最大,各消耗约21%的全球生物承载力。美国人均生态足迹量9.4全球公顷,可覆盖4.5个地球;中国人均生态足迹量2.1全球公顷,覆盖1个地球。”而据《中国生态足迹报告(2008)》,2003年中国人均生态足迹量1.6全球公顷,低于2.2全球公顷的全球平均生态足迹。有关度量指标除生态足迹(人类需求)、生命地球指数(自然状况)外,还有碳足迹、水足迹。一些发达国家已形成“经济(Economy)-能源(Energy)-环境(Environment)”协调发展的“3E”模式,而2009年的达沃斯论坛传出了“水资源破产”的预警。

    (二)我国中长期经济、社会发展的趋势预测

    在发展的大潮席卷全球的同时,我国经济社会发展遭遇了前所未有的契机与巨大的挑战。1970年以来,世界人口增长近60%,耕地、草地面积相对稳定,基于灌溉、化肥的农业增产,与人口增长相对平衡。与此同时,中国耕地数量历经20世纪80年代缓慢减少和1999~2003年迅速减少两个阶段后,进入基本受控状态。据相关数据统计,21世纪上半叶世界人口将增长70%,而人均耕地、草地面积将会减少;日益增长的人口与持续减少的耕地、草地之间的矛盾依靠先进的农业科学技术可得到缓解,人地关系预计不会到达崩溃的程度。虽然中国对改善目前形势、确保更好的发展有充分的信心,但形势依然严峻。世界银行公布的一份《解决中国的水稀缺》(2009年)的报告中列举中国“每年有约250亿立方米的水因受污染而不能使用,有240亿立方米的地下水被超采,水危机导致的经济损失占GDP的2.3%,不容忽视”(我国水利部公布的地下水超采数据为120亿立方米/年),由此可见我国保证资源可持续利用的任重道远。

    (三)国家当前和近期需要

    国家发改委2008年做出的关于《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》实施中期情况的报告中,提出“十一五”后两年难以有效解决的全局性、战略性重大问题:①能源资源利用问题。②生态环境保护问题。③空间开发结构优化问题。④粮食安全保障问题。⑤城镇化健康发展问题。⑥人力资源开发问题等。并要求及早谋划好与之相关的“十二五”时期发展战略。这6个问题同时也是6个前瞻性研究题目,而前5项均与国土资源和国土空间的调控有关。

    从长远看,国土资源和空间战略目标将以可持续性、生态化、低碳化、信息化、全球化为依归。

    (四)经济与矿产资源全球化、区域化

    随着世界经济或结束剧烈震荡进入缓慢复苏期,包括矿产资源全球化在内的经济全球化已成为当今世界不可逆转的发展趋势,各国的市场化改革与经济结构调整此起彼应,各国展开抢占下一轮发展经济制高点的竞争愈益激烈。在2009年全球经济复苏的曙光出现时,“后危机时代”世界经济的新格局正在形成。作为全球经济复苏的“主推手”——中国在世界经济舞台上的角色也在悄然发生变化。APEC作为亚太区域经济合作论坛起着对话和交流的作用,中国-东盟自由贸易区(CAFTA)即将面世,同时与南盟(SAARC)的区域合作开始提上日程,东北亚的中日韩自由贸易区的进程要慢一些,上海合作组织(SCO)则以地区安全为重心,并进一步深化区域经济合作。

    (五)国土安全隐患

    在经受全球发展冲击而引发资源、环境的国际纠纷不断的同时,我国的国土资源和空间由于历史、自然等原因也面临重大安全隐患。中印边界问题由来已久,印度除侵占我国藏南部分领土并设立所谓“阿鲁纳恰尔邦”外,还觊觎南疆阿克赛钦地区;国外和新疆的“东土耳其斯坦”分裂势力和恐怖组织妄图将新疆从中国分离出去;我国管辖海域近一半与邻国有争议,南海“九段线”虚多实少,主权深受侵蚀;钓鱼岛的主权争议,与那国岛、冲之鸟礁的军事开发问题都对我国东海海疆构成挑战。此外,自然灾害频发、生态环境破坏、资源衰退和骤减、国际金融抢滩我国资源开发等也成为国土资源安全的胁迫因素。

    二、起点

    (一)我国快速工业化、城镇化

    改革开放以来,随着我国工业化的快速发展,城镇化水平也逐年提高。2008年我国的GDP总值达到30万亿元(相当于4.3万亿美元),成为世界第三大经济体,而人均GDP 仅3266美元,只及世界中等偏下收入水平,国土经济密度以倍数增长;工业化率达48.6%,正处在工业化中期、以传统工业为主的产业结构,遭遇资源“瓶颈”;城镇化率只及45.7%,低于世界平均水平,城市群规划建设开始提上议事日程;市场化程度达60%,已超过市场经济临界水平;国际化程度,我国已全方位对外开放,深度融入全球经济一体化;科技创新能力居发展中国家前列,总的仍处于世界中等水平。据世界经济论坛2009年9月公布《2009~2010全球竞争力报告》,中国(大陆)列全球第29位(比2008年晋级1位),继续领跑“金砖四国”。作为人口、经济总量“双庞大”、结构复杂、非均衡性突出的发展中大国,中国积极参与国际竞争,如应对得当,有可能继续保持上升势头。

    (二)对国土开发程度与资源、环境承载力的不同估计

    1.综合评估:总体上尚未超载,西北和北方部分地区超载

    据中国21世纪议程管理中心编著的《发展的基础——中国可持续发展的资源、生态基础评价》(2003年),中国“水资源和水环境的人口承载力在15亿~18亿人之间,但将从南到北大规模转移;而土地对食物的承载能力略有盈余,在未来50年内都不会超出其边界;能源与矿产资源供需失衡的形势将更加严峻,10亿吨燃煤造成的污染已接近环境的承受极限,6种大宗矿产(铁、锰、铬铁矿、铜、铝、钾盐)现已供不应求。”而《中国工业发展报告——资源与环境约束下的中国工业发展》(2005年)认为:“中国经济增长越来越接近于资源和环境条件的约束边界。”《中国至2050年区域科技发展路线图》(2009年)把“资源环境承载力已接近饱和”列为4个基本国情之一。

    就人口发展与资源承载能力而言,《国家人口发展战略研究报告》(2008年)指出,中国人口发展总体上没有超越自然资源承载能力,但是局部地区和部分资源已出现资源紧张和供需失衡现象。现有的经济发展规模和人口数量均在水土资源承载力范围之内,但区域之间极不平衡,西北部和北方部分地区超载严重。

    2.分区域评估

    1)海岸带开发不足。海岸带是连接陆地与海洋的纽带,是开发海洋资源、发展海洋经济的依托。我国拥有1.8万多千米的大陆海岸线,海岸带面积达38万平方千米,约相当于沿海省(区、市)面积的1/4。专家指出,我国沿海诸省(区、市)每1000平方千米陆域的海岸线资源量,基本上与欧洲主要国家和美国处于同一水平上,但开发程度却远比那些经济发达国家为低。

    2)沿海地区局部已过度开发。在自然条件较好的东部沿海地区过度开发严重,珠三角9市土地开发强度15.9%,超过了日本三大都市圈,也超过国土面积相当的荷兰;包括安徽在内的环长三角地区,国土面积(约34万~35万平方千米)与德国、日本相当或相近,开发强度(约15%~16%)超过德国(12.8%)、日本(15.0%)。海洋资源过度开发造成开发利用密度高、生态环境退化严重的局面,需要实行绿色保护的海洋政策,解决可持续开发利用问题。(《2010~2020 中国海洋战略研究》,2009)

    3.分资源门类评估

    由于长期森林过伐、草地过牧、坡地滥垦、矿产乱采,超过限度,使我国的自然资源遭到不同程度的破坏,虽然近年施行了禁止乱砍滥伐、退耕还林、限制矿产开采等措施,我国的资源破坏现象有不同程度好转,总体上仍不乐观。

    我国超限开发的典型例子还包括近海水产过度捕捞,年产量峰值可达1400万吨,超限额75%,导致海洋生态系统和水产资源严重退化,产量减少,水产品个体变小。

    在水环境方面,水与环境超载,形势严峻。根据水利部2009年发布的最新数据,我国水资源总体上已经过度开发,其中黄河水资源利用率>60%,海河>98%,内陆河流域>40%。过度的开发,不仅威胁或损害河流健康,还使某些主要功能丧失。不少地方水环境开始退化,出现了水质恶化、地下水位下降、河湖干涸、湿地消失的现象,所有这些都是出现水危机的先兆。

    4.国土的粗放开发和资源、环境承载力评价

    中国当前正经历新一轮重化工业化及与其相克相生的“资源瓶颈”,资源除总量大、人均少外,在国土开发利用中的矛盾也很突出,总的资源开发强度与国土经济密度不对称,开发过程中的粗放、分散、重复、低效、退化等问题(表1)日久年深,有的积重难返。

    表1我国国土资源开发利用中的倾向性问题一览表

    人口基数大和粗放式强度开发加重了国土的负担,对人口、经济密集区的资源、环境承载力有必要做出科学评价。国家部署主体功能区规划,根据自然条件适宜性开发,控制开发强度,调整空间结构,也以资源环境承载能力为基本依据。关于环境承载力,“十五”后期由清华大学承担的宁波市环境承载力研究,从资源供给能力、环境纳污能力、人类支持能力3个角度来量化环境承载力,建立了评价指标体系。厦门大学对厦门海岸带也做了生态安全压力分析。资源、环境承载力评价的综合度更高,相应的难度也更大。对此,中国地质调查局在汶川地震灾后重建规划工作中有实战性演练,正组织“环渤海湾重点地区环境地质调查及脆弱性评价”项目,将扩及全国海岸带资源、环境承载力调查监测和风险评估,其重要性不言而喻。

    5.对国土面貌演变方向的两种预计

    基于当前国土资源的利用现状,对未来国土面貌演变方向有以下两种预计。

    1)从低收入转为中等收入国家的提升期是包括公共服务在内的现代服务业加速发展期、国土面貌向良性转变期,人均GDP 3000美元是对资源环境的边际压力的转折点。中国发展高层论坛2004年年会的总结讲话指出这一时期的6个基本特点:“消费结构升级,工业化进程加快,城市化速度上升,人口大量转移,国土面貌日新月异,社会财富迅速增加。”其中,“国土面貌日新月异”是良性预期。2005年,我国荒漠化和沙化土地面积实现中华人民共和国成立以来首次“双缩小”,“破坏大于治理”转为“破坏与治理相持”;2008年,电力弹性系数首次小于1(低于GDP增速),都顺应和促进这样的转变。

    2)《新一轮全国国土规划前期研究(中国地域空间、功能及发展)》综合报告(2006年),“第一章背景——剧烈变化的‘国土’”指出了我国国土开发和建设布局无序及空间失控态势的严重,包括:地域(空间)开发利用严重无序,建设用地过度扩张;许多地区资源环境压力过大,而支撑体系太弱;不少城市盲目攀比,贪大求洋,超前定位;一些快速发展地区环境状况令人担忧;生态退化问题依然严重,由此招致“国土安全和资源保障的危机”。这里所说的“剧烈变化”非“良性”一词所能道破。2009年9月《科技日报》关于“建设低碳城市”的对话栏目中有专家指出:“我们75%的地面水已经被污染,国土变得枯黄”,就是相应的写照。

    国土面貌是广域性土地利用/覆被变化(LUCC,全球变化的中枢和核心主题之一)的反映,尤以人口增长胁迫下的LUCC为甚。我们终需这样的系统观测和研究成果为基础给出说明。

    三、基点

    (一)大国土

    1.活动半径

    日本前首相田中角荣1972年为中日邦交正常化访华,在与毛泽东主席会谈时曾说:“一个民族的能力水平与活动半径成正比。”其着眼点在于国家的对外开放和国际化程度。

    一个国家的国土资源和空间管理及于领土、领空、领海和管辖海域(“准国土”或“国土化海域”),我们要上天、入地、下海,所要求的技术、工程和管理能力水平也与活动半径相关。

    “大国土”指现有国土全方位的内涵深化(包括系统化、整体化、聚合化、空间化)和管理(包括监督管理)到位:在国家层面上加强统筹协调,但不因“大国土”而扩张国土空间;在部门层面上加强内融外联,也不借以扩大职能范围。

    2.内涵假设

    “大国土”即广义的国土:一是国土资源与国土空间(或地域空间)的统一;二是自然国土与人文国土的统一;三是覆盖陆海、充斥立体空间的“三维国土”;四是统筹国内地球表里诸圈层的“多圈层国土”;五是宏观和中观层面上的“和合国土”。

    (1)国土资源与国土空间

    国土资源指土地、水、矿产、生物、海洋、大气等实体性资源,它们又占有各自的区位或地域,即空间性国土。而国土资源管理现状,既有重实体资源、轻空间的倾向,如把国土(空间)规划视同“国土资源规划”;也有重空间、轻实体资源的倾向,表现为土地管理的重数量、轻质量,区域地质调查的重陆轻海。

    在适当的地形地貌条件下,农业用地的耕作层、建设用地的工程持力层都是实体,农业、建筑业等活动先选址、后丈量,基本程序是由实体到空间;探矿权首先是带有虚拟性的“空间试用权”,而采矿权是资源的用益物权,矿业过程是由空间到实体。由此可见国土资源的实体性和空间性同等重要,不可分割。

    中国社会科学院黄皮书《2006年:全球政治与安全报告》认为,国家强弱更多取决于综合国力,其构成中科技力、人才力和信息力各占25%,自然资源和资本各占12.5%。自然资源的权重只占1/8,在当前阶段可能估低了,如果加上国土空间(区位)要素更要考虑提高。

    (2)自然国土与人文国土

    中国作为人口众多的文明古国,对国土垦殖和开发的历史悠久,但空间上极不均衡。开发强度,是指一个区域建设空间占该区域总面积的比例。作为发展中国家的中国,2008年全国平均开发强度达到3.48%,超出一度预计2010年达到3.23%的强度值很多,特别是东部沿海的一批城市已进入强度开发或超强开发,上海、无锡达到29%~30%,而东莞、深圳高达38%~40%,已臻于极限值,人工生态系统置换了自然生态系统。按照这样的发展速度,2020年全国开发强度达到3.91%的预计值也有可能被突破,国土人工化的趋势难以逆转。资源、资产、资本“三资合一”也是人文超过自然的国土。

    另据吴霁虹指出,在全球化背景下的信息社会中,不同于土地、劳动力和资本要素的知识、商业生态网络、组织流程等已成为创新活动的“新生产要素”,实现全球联系和思想交流的商业生态网络正成为新的“虚拟地产”。IBM 2008年的企业价值超过1577亿美元,然而其土地、建筑物、实验室等有形资产只占9.1%,基于空间和时间动态地创造价值的组织流程相当于“创新工厂”。由此可见,“人文国土”的未来发展具有很大的空间。

    (3)“三维”国土

    科技部2008年推出基础科学研究和前沿技术探索的“三深战略”,包括“深空(宇宙空间)”“深海(公海大洋基底)”“深蓝(信息安全)”三大纵深领域,“三深”没有“深陆”。在国土资源战略的“三维国土”构架中,“深”含“深陆”“深海”,它们同属岩石圈、水圈富于探索价值的人类未知领域;“空”首先是地面以上100~110千米的“领空”或“近空”,其次是外层的“深空”或“公空”(图1),概称“陆、海、空、深”。2009年9月,我国第一个集数据、软件于一体的三维地理空间信息系统——数字地球(中国)问世。

    图1“三维”国土示意图

    国土、资源、地质各有其自然演变和随人类社会农业、工业、科技革命的变异过程,并谋求可持续发展——时间维的过去、现在和未来。以46亿年计的地球历史可谓“深时”。这是“三深”向“四深”的发展。

    《浙江省信息化测绘体系建设发展战略》(2008年)首次提出了基于“时间维-对象维-方法维”的测绘体系概念模型,是对信息化测绘体系的基本构成与内涵的创新性探索,这也是“国土资源战略研究”吸收地方成果的一个范例。

    (4)“多圈层”国土

    大国的“陆、海、空、深”是互相影响的“多圈层”国土。1760年英国工业革命以来,世界各国累计开采、消费了3万多亿吨(以标煤计)化石能源,近250年间从地球岩石圈向大气圈释放出数以万亿吨计的CO2(土地利用/覆盖变化也贡献了>30%的份额),扰乱了地球各圈层之间的平衡,导致全球气候变暖。同时,还要看到海洋-大气相互作用的重要影响,还有生物圈中土壤碳库(可抵消全球5%~15%的碳排放量)的储碳潜力。就碳排放大国而言,也可以看作“大国土”结构问题。

    钱正英在《我国的江河整治问题》(1981年)中曾经建议:“对国土整治进行统一规划,水利建设纳入国土整治的统一规划。”

    第33届国际地质大会中国代表团建议探索“外层空间”新领域,测绘瞄着“地-空-天一体化”目标,都是超出地球圈层范围的深空探索。

    (5)宏、中观层面的“和合”国土

    以城镇化进程中的土地资源管理为例,在城乡分割体制下的土地二元配置和使用,造成城镇和农村“两栖”人口的“双重占地”,导致“两不经济”的结果,加剧了城乡用地和人地关系的紧张局面,必须实行以城乡一体化为目标统筹城乡用地的战略转变。这既有利于人际和谐、人地和谐,也促进城乡融合,以臻于“和合(和谐+聚合)”境界。统筹陆海、区域(行政区、经济区、气候区等)、城乡、“三生(生活、生产、生态)”空间等,都是形成疏密有序的“和合”国土之路。

    而国家所提倡的保护耕地的实质是保住耕作层的综合生产能力平衡,节约集约利用土地,以土地总和效益最大化为目标,都寓意于提高多元一体化程度的综合或集合,“和”“合”并用,相辅相成。

    3.陆、海、空关系

    (1)“滨海之国”与“滨、近海之国”

    大国土涉及陆海关系,美国区域规划协会称美国为“滨海之国”,是离海岸线80千米的范围,在这个占国土面积13%的区间集中了美国51%的人口、57%的国民收入。实际上这只限于美国本土,美国又是多海洋国家,除了滨海的阿拉斯加州、夏威夷州,还有5片海外属地(岛域或群岛),其管辖海域散布在大西洋、太平洋和北冰洋,比上述区域要大得多。就美国本土而言,我们把它看作“半环形的滨海(湖)之国”(东北角是五大湖区)。中国的陆海情况与它迵然不同,总体上是东南向临海的“滨、近海之国”。从大国土着眼,我们在看重沿海省(区、市)的同时还要看到近海省。近海省按区位可分3类:①中部近海省,涵盖中部地区6省;②西部近海省,有贵州、云南;③3个近海边疆省,即吉林(临海最近距离15千米)、黑龙江(临海最近距离<100千米)和云南(临海最近距离<500千米)。按此设想,现有沿海省(区、市)加3类近海省(区、市)共有24个,占全部省级单位的77%,这就能让更多的内陆省共享海洋资源,既有利于海洋共同开发和国土均衡,也有利于扩大内需和(海)港-腹(地)一体化,沿海省(区、市)和近海省(区、市)依托地缘关系共筑“和合国土”。

    (2)深陆和深海

    大国土包含“深陆”,现代科学技术的发展使人类向地壳深部、深海大洋和洋壳的探索成为现实。表2列举了我国实施的部分大陆深钻和超深钻。此外,山东新汶矿业集团的一处矿井深1350米,是亚洲最深矿井;清华大学与四川二滩水电开发公司合作,在锦屏山覆盖层深2500米以下的引水隧洞旁建筑极深地下暗物质探测实验室。

    表2 我国实施的大陆深钻、超深钻一览表

    海洋正逐步成为人类的第二生存空间、食品生产基地、化石能源和新能源开发基地、新的水资源开发基地、新的医药资源开发基地,又是全球交通和物流通道。美国《面向21世纪海上合作战略》(2007年)认为:在世界所有国家中,美国和中国是海洋利益最大的国家(实际上两者缺乏可比性)。大国土中涵盖的深海指的是水深超过500米的海域,我国把深海资源开发列为超前部署领域,尚处于发展的中级阶段。表3概列出海平面以下的分层化。

    表3中所列海平面200米以下的深层水,保持低温、洁净,具有多种功能,在美国、日本、韩国开发利用这类较深的优质海水,已形成产业。

    (3)近空和“地空”

    城市高层建筑林立。全国大城市中现有5000多座50层以上的高层建筑。上海环球金融中心建成世界第一高楼,在高密度的建成区中出现了不同产权单元在空间上层层叠加的现象,并愈益普遍化。这一层近地空间简称“地空”。表4列出了近空分层的高度以及各层对应的主要功能。

    表3 海平面以下分层化表

     

    表4近空分层化表

     

    我国利用低空(地表以上100米)风能发电居世界第四位,而“高空”(地表以上200米)风能尚未开发,这两层空域均在“地空”范围内。在更高空还有丰富、稳定的风能资源,其开发利用与航空飞行不兼容,待进一步研究。

    城市在向空中“长高”的同时还向地下延深。我国有10个城市已使用或正在建设地铁,另有8个城市提出或筹建地铁,到2020年建设城市轨道交通线路将达到2000~3000千米,表明城市“地铁时代”已经来临。

    “地空”和地下工程呼唤城市三维地质调查、三维地籍测绘和管理。

    4.城市“三维”地质调查和“三维”地籍测绘与管理

    地空和地下工程呼唤城市的三维地基调查和三维测绘调查,现在我国有6个城市在试点,上海、北京已经验收。

    “上海市三维城市地质调查”项目按“中心城-新城-郊区”3个规划功能区,建立“基岩地质层-第四纪地质层-工程地质层”3个层次的地质结构模型,使三维可视化地质信息系统、地面沉降防治、地下空间与地质环境容量评价、地球化学调查与农用地分等定级相对接,特别是搭建起大型、综合、动态的地理地质信息平台,可望打破多源、异构、多维数据形成的“信息孤岛”互不相通的僵局,实现全市地质信息由分散到集中管理、由平面到三维显示、由单项专业应用到多元服务的转变。另在全市地下工程普查的基础上,从黄浦区着手地下地籍调查,构建“地上地籍图-地下地籍图-地质图”系统,为地下空间管理提供有效支持。

    “北京市多参数立体地质调查”项目(2009年通过评审)推出的智能化三维地质信息管理与服务系统,为城市规划、建设和管理提供了全方位的科学依据。

    在完成6个城市试点的基础上,将考虑另33个超大城市的“三维”地质调查。

    深圳市国土与房产局正启动“三维地籍”的专项研究,这是有关城市“三维”地籍测绘和管理研究,在国内外尚处于探索阶段。而历来以二维宗地为核心、以“四至”为边界的传统地籍,都建立在宗地内产权主体同质化的基础上,而城市土地的立体化利用则以垂直方向上、产权主体的多元化为前提,即地表、地上、地下空间可以分层开发并分属不同权利人,这就形成以六面体或多面体为基本单元的“三元产权体”,在空间形态上表现为复杂的产权簇或产权层,需要有相应的“三维地籍”测绘为支撑的“三维地籍”管理。此外,《物权法》要求实行不动产统一登记制度,而任何不动产都占有一定的空间域,系统的三维地籍研究为在一个统一的技术框架下处理土地和房产的登记问题提供了可能。

    上海市地质调查研究院研究地下空间资源管理与权籍调查关键技术,也有初步成果。

    从城市空间要素立体化趋势中可引出一种新型的财产权,即空间权,它与建设用地使用权相分离,成为一项独立的物权(参见《民法》第七百七十三条、第八百三十二条),在我国台湾省已建立起比较完整的空间权制度。

    住宅产业规划到2020年基本做到“户均一套房、人均一间房、功能配套、设备齐全”。在产业层面,青岛“海尔地产”为节能省地提出“小户大家(小户型、大社区),和谐住区”的理念。即通过5个空间结构把家庭做大:家居空间紧凑化,环境空间功能化,会馆空间场所化,商业空间生活化,网络空间无域化(建设数字化网络社区,用网络服务来解决物理空间解决不了的问题,使得生活无域化——与“虚拟地产”相联系)。而微观上的空间意识将会有助于模式和设计创新。

    (二)大资源

    1.内涵假设

    “大资源”即广义的自然资源及其组合开发利用。

    一是单门类自然资源及其多形态的综合利用,多功能的优选利用(如在农业用地中, 对耕作层既是“土壤水库”又是“土壤碳库”的合理利用),非常规资源和新资源的递进或接替利用。

    二是包括土地、水、矿产、生物、海洋、大气等在内的多门类自然资源及其优化组合和综合管理(如水、土资源综合管理,海洋综合管理)。

    三是大资源以土地、能源为根本,我国的耕地和宜居建设用地都是稀缺资源,要在统筹生活、生产、生态空间的前提下节约集约和多元利用土地,新能源比传统能源的范围大大拓宽,要在尽可能清洁利用化石能源的同时研发低碳导向下的替代能源。

    四是确立、推进基于生态系统的国土资源管理和海洋综合管理,与经济、社会、生态建设相互交融,并探索资源、资本、资产“三位一体”的复合式管理方式,使资源开发利用的技术链、产业链、价值链层层相扣。

    五是融入经济全球化,积极利用包括国际海域在内的境外资源和公共资源。

    2.大资源与大能源

    中国在2012年将成为世界最大能源消费国。在21世纪上半叶,能源在我国矿产资源中仍居首位。在低碳导向下的大能源发展离不开大资源、大地质的支撑(表5)。

    3.单项管理案例

    水利部基于我国人多水少、水资源时空分布不均、与生产力布局不相匹配的突出水情和严峻的水资源形势,从2009年开始实行最严格的水资源管理制度。这比实行最严格的土地管理制度晚13年,但所规定的“三道红线”——开发利用“红线”即控制用水总量;水功能区限制纳污“红线”即控制入河排污总量;用水效率控制“红线”即遏制用水浪费——是对水量、水质和水耗的综合调控,体现了水资源和水环境管理的相对统一,起点高于只设“一道红线”的土地管理制度,也可以说把土地管理、利用的两个最严格制度“合二而一”了。

    2009年瑞典斯德哥尔摩大学和德国波茨坦气候研究所的科学家量化分析了“蓝水”和“绿水”,其中,“蓝水”是来自河流和地下含水层的水资源,占35%,“绿水”则是源于降水、存储于土壤并通过植被蒸发而消耗掉的水资源,占65%;科学家们根据分析结果提出了应该大力研发绿水资源利用技术,由此可见土壤水作为“大资源”的一个分支兼及“大土地”“大地质”领域,应予以重视。

    表5 大能源战略及其资源、地质支持一览表

    :①第33届国际地质大会中国地质代表团得到启示:“非传统能源越来越受到重视,能源多样性是今后出路所在。可再生型能源可能是未来能源的主体。”

    4.综合管理案例

    中国工程院2007年关于《东北地区有关水土资源配置、生态与环境保护和可持续发展的若干战略问题研究》指出,基于东北是我国水土资源搭配最好的地区,可以建成全国最大的优质商品粮基地,而东北地区过去的垦荒,实际上是占用了林、草、湿地。目前的生态与环境状况,已到了临界状态。因此得出一条基本结论:“东北地区土地利用的总体格局应当是:耕地总量不再增加,林、草、湿地不再减少,城市和工矿用地合理控制”;并指出东北“西部地区的农业发展方向必须是农牧结合,以牧为主;农作物……以雨养农业为主,在缺水地区不宜种植水稻”等,在宏观上都有道理。但一年后,即2008年推出的《吉林省增产百亿斤1斤商品粮能力建设总体规划》中规划投资62亿元引嫩入白、以稻治碱,用5年时间在该省西部新增255万亩基本农田。这反映出国家战略研究与地方战略行动脱节,见仁见智,有待实践检验。

    多门类资源的综合管理,如作为复合式资源和空间的海洋综合管理,已成为国际趋势。其核心思想是从分散的行业管理转向跨行业、跨学科和跨部门的、基于生态系统的海洋综合管理。20世纪90年代中期,厦门市率先建立了海洋综合管理体制,成为有关国际组织部署的东亚海洋防污和管理的示范区,但推广不易。国家海洋局受权“综合管理中国海域”已10多年,尚难到位。对此,《2010~2020中国海洋战略研究》第五章中有具体建议。

    (三)大地质

    1.内涵假设

    大地质基于经济、社会与时俱进和地质工作功能最大化,不断扩大服务领域、贯穿于生产和生态建设的全过程。

    一是为经济、社会发展打好三个(应用)基础,即资源基础(开源、节流)、环境基础(保护、修复和防灾减灾)和工程基础(岩土工程),都有旺盛需求,为夯实资源和工程基础服务的地勘、工勘已商业化, 作为环境基础前期工作的“全国土壤现状调查与污染防治大计划”(2006年)正在实施中。

    二是大地质工作即大地质产业,它跨三次产业,即为“一产”服务的农业地球化学调查和供水水文地质勘察,融入矿业(现属“二产”)的矿产勘查和融入工程业的工勘作业,隶属“三产”的地质科学研究和信息服务,分别拉长产业链,不自成独立体系,大地质≠大地矿(对1991年提出的“地矿产业”要反思),按这个产业定位,现行地勘行业管理的覆盖范围还要加宽。

    三是基于国家财政支持、走在商业性地质工作的前面的公益性地质工作要做大,其信息供全社会共享,基于市场和地勘基金的商业性地质工作规模更大。

    四是地学研究多元化,地球科学正从传统的分散的单学科研究向地球系统科学研究转变,地质科学也要向地球系统科学即“大地学”拓展。

    五是适应“矿产资源全球化”的发展趋势,在立足国内的同时,“走出去”开拓境外地质工作,为利用“两个市场、两种资源”不失时机地做好前期服务。

    2.大地质与大地学

    基于地质科学的大地质和基于地球科学的大地学,其研究对象相同而研究领域不同。大地学的包容面广于大地质,但有交融态势(表6)。

    表6 大地学与大地质研究方向的概略比较表

    由表6可见,两者的共同点比较多,有向地球系统科学合流趋势,但在学科上仍显示出整体和局部相包含关系的脉络。“大地质”栏中未列举的海洋、陆地地表过程恰是“大国土”关注的热点领域。

    3.大地学——科技和信息服务

    公益性地质工作以地质图件为窗口面向全社会服务。英国地调局2006年发起的《全球1∶100万数字地质图计划》,产生于矿产资源全球化催生地质调查全球化的背景,旨在推进各国既有地质图数据网络化和国际共享。为保护市民避免遭受地震、海啸、滑坡和火山爆发等地质灾害的威胁,由联合国发起在日本神户通过的《2005~2025兵库行动框架》,有关信息和知识都要及时传输到全社会。

    2008年我国地理信息产业已形成测绘服务、遥感服务、地理信息系统、卫星导航4大支柱产业,总产值>600亿元;2009年增速20%,从业人员达40万人,机构>1万家;预计到2010年达到800亿~1000亿元,带动相关产业增长5000亿元。目前,全国唯一、初具规模的黑龙江省地理信息产业园2007年在哈尔滨开园,已建起国际地理空间数据加工基地和高新技术企业孵化器,前景看好。《北京空间信息产业调研白皮书》披露,该产业应用领域扩大到数字奥运、政府共享平台、数据库、防灾减灾等方面,国际合作领先于全国。

    四、浅释

    “三大”之间是有内在联系的,以“四面体”(图2)示意:A代表“大土地”,B代表“大海洋”,它们是“大国土”的两个主要载体,C代表“大资源”,D代表“大地质”作为基础置于底面。

    图2“三大”内在联系示意图

    (一)“四面体”扫描

    “大国土”与“大资源”有交叉重叠,宜各有侧重:“大国土”重在空间,以地表面、海平面为通用界面;“大资源”重在物质和能量,以水土、生物、能源和矿产为载体;“大地质”连同“大测绘”提供科学支撑和信息服务。三者构成一个统一、聚合的“四面体”。我国陆地空间虽大、资源品种虽多,但受结构性矛盾的深度制约,难题不少。

    定格国土空间区位的“大土地(A)”和“大海洋(B)”,其中“大土地”“七山二水一分田”,又派生出:A 高原和山地型土地结构(平原少,后备耕地少,开发成本高),A-C中低产型耕地、草地结构(优质耕地、草地少,又是少林国家)和大江河与中小湖泊型的陆地水域结构(淡水少);“大海洋”“三海两链半纷争”,源于A-B单面陆缘海与陆中海型海洋结构,而中国是世界上拥有邻国最多的国家(共29个,其中15个直接相邻),于本国资源禀赋弊多利少;“大资源(C)”“门类多、总量大、人均少、时空分布不均衡、相互匹配不理想”,又派生出煤基型化石能源结构(高碳、高硫空间)和低品位型非煤大宗矿产结构(富矿少)等。

    (二)“三大”的必然性和价值取向

    “三大”既是科学理念,又是顺应必然趋势的战略定位(表7)。作为人口过量的资源大国和经济大国,必须从大处着眼,针对国土开发中长期存在的几个倾向性问题(表1),集中多方面智慧谋划与经济、社会发展相适应的“大格局”(表8),使“三大”的组合优势得以充分发挥。

    表7“三大”的必然性一览表

    表8营造国土、资源的“和合”大格局一览表

    以上大格局,有的正在形成,有的受体制和机制束缚,施展不开。现行体制、机制问题如表9所列,要有序、分期研究解决。

    提出“三大”,旨在落实科学发展观,融合部门职能,加强统筹协调。经济、社会发展对资源环境的需求与时俱进、因人而异(表10),要瞻前顾后、留有余地。

    表9 “三大”的体制、机制问题一览表

    表10 人对“三大”的阶梯式需求一览表

    资源“瓶颈”有两重性,要以“三大”为杠杆,与经济发展互动,形成供、需“双向制约”,同时,还受生态、社会、政治等“多重制约”(表11)。

    表11 供需双向和多向制约一览表

    下一步,“三大”的研究领域再向“五维”拓宽,“五维”除时间维、空间维外还包括市场维、环境维、文化维。

    (三)推进“三大”的路径选择

    对于推进“三大”的路径可从以下几方面着手:

    1)把“国家可持续发展国土资源战略研究”项目持久化、常态化,提高研究内容的战略含量,从国家层面加强对重大问题的协调力度。

    2)编制部门战略规划,或加强部门发展规划的战略引导,向“三大”提升。

    3)有条件地实施部内整合,发挥基础地质调查、测绘、国土信息和经济研究工作对土地、矿产资源和海洋管理的全面支撑作用。

    4)基于“智能地球”(中国),搭建国土资源管理信息化的综合平台,从小到大,分步实现多门类资源的信息交流和共享。

    5)加强跨部门协调,在政企分开、所有权与行政权分离的前提下,逐步推进“非全能”、服务型的大部门制。

    6)在现行法规基础上适时启动国土资源和空间的综合立法。

    (四)几点困惑

    1)国土、资源管理和地质工作中积累下来的矛盾比较多,化解矛盾要有一个过程,现在是不是推出“三大”的合适时机?

    2)“三大”是从国家层面立意的,眼下设想“三大”的高度还不完全上得去。

    3)“三大”的容量放大了,没有现成的抓手,有待于实践中探索。

    (该文原载《国土资源战略与构建保障和促进科学发展新机制(2009年度)》、国土资源部信息中心《国际动态与参考》2010年第1期(总第439期)。本文为国土资源管理改革与战略高层论坛上的演讲。演讲于2009年11月19日。郭文华、刘丽、陈静、李政制作图表,王凌云整理。)

     
     
    国土资源战略研究的起点和基点

    什么是前陆盆地?

    顾名思义,前陆盆地有着“向着陆地”的含义。在盆地分类中,前陆盆地是指造山带中靠近陆地一方形成的盆地。在沉积学理论中,前陆盆地指的是造山带和相邻克拉通之间的沉积带。这个沉积带的形成,与构造运动有着很大的关系。

    前陆盆地有什么特点?

    前陆盆地在构造-沉积上具有极其鲜明的特征:

    一是前陆盆地结构上不对称,靠近造山带一侧较陡,整体上呈楔形(如图1),在其演化过程中遭受变形作用较强;盆地近克拉通一侧较宽缓,与台地层序逐渐合并。

    二是前陆盆地沉积物主要来源于相邻的褶冲带,少数来源于该盆地的克拉通一侧。

    三是挠曲隆起或前隆可能将前陆盆地的主体部分与克拉通分开。

    前陆盆地在沉积充填上有什么特征?

    前陆盆地沉积物主要来源有4个:冲断带、前陆区、克拉通以及盆地内部的碳酸盐岩沉积。典型的前陆盆地地层是一个整体向上变粗,厚度可达几千米厚的沉积序列,按照其分布范围可以分为广阔的沉积充填序列及狭窄的沉积充填序列两种,影响前陆盆地充填序列的因素有盆地类型、俯冲极性、物源区及前隆带的沉积环境。

    根据De Celles在1996年发表的文章,前陆盆地沉积分带从冲断带-克拉通划分为楔顶沉积区、前渊带、前隆带及隆后带4个部分。这种四分结构并不能反映所有前陆盆地,真正能够反映特定构造环境下的构造演化过程和盆山耦合的地球动力学机制的证据是那些响应构造环境的地层记录。现今针对前陆盆地沉积分带的研究主要集中于前隆带的横向位移及前隆-隆后的保存情况,影响前隆及后隆保存的关键因素在沉积物充填高度及物源方向。

    图1典型前陆盆地的沉积带划分(DeCelles and Giles, 1996)

    前陆盆地很重要吗?

    前陆盆地有着非常丰富的油气资源,因此在油气勘探领域,前陆盆地是非常重要的一个区域。贾东等(2011)的统计结果表明(如图2),全球153个主要含油气盆地中前陆盆地和被动陆缘盆地占据半数以上,拥有大型油气田的比率前陆盆地排行第二(29.99%)。

    图2全球主要含油气盆地和大油气田分布(贾东与武龙等, 2011)

    图3世界含油气盆地类型及大型油气田分布直方图(贾东与武龙等, 2011)

    不过,尽管多数油气富集区分布在前陆盆地和褶皱-冲断带中,但是在不同类型前陆盆地和褶皱-冲断带之间,油气丰度有很大差别。前陆盆地中油气丰度也不尽相同,即使与落基山山脉有关的埃尔伯塔盆地和美国落基山盆地,前者的油气储量(包括重油)比后者要多。

    我国有前陆盆地吗?

    不仅有,规模还挺大。贾承造院士在2002年至2005年发表了一系列文章,逐步全面揭示了中国中西部青藏高原外围形成一个巨型的盆山构造体系,受控于喜山期青藏高原的隆升和向北、向东的推挤,并且将中国西部前陆盆地分为叠加型、改造型、早衰型和新生型四种类型,前两者发育海西晚期—印支期前陆盆地,后两者具有喜马拉雅造山期的再生前陆盆地特征。

    图4中国中西部4 种类型前陆盆地分布(宋岩与赵孟军等, 2012)

    (作者单位:中国地调局油气资源调查中心)

    对前陆盆地你了解吗?

    辽东-吉中地区位于华北板块北缘东段,郯庐断裂带北段纵贯工作区中部,是探索古亚洲洋构造域和古太平洋构造域转换的关键位置,是深入研究郯庐断裂带北段构造属性和活动时代的重点区域。这一地区的构造作用与构造体系的转换与叠加改造对东北地区固体矿产和石油天然气等矿产资源、火山活动以及地质灾害的形成与分布具有重要的控制作用,开展该地区地质调查工作对深入探讨中、新生代含油气盆地的形成和演化具有举足轻重的作用,而且对资源勘查预测和地震灾害预防有重要的意义。

    自2019年开始,自然资源部中国地质调查局沈阳地质调查中心在铁岭昌图地区开展了一系列基础地质调查研究工作,在兴蒙造山带东段的构造演化、郯庐断裂带北段分支依兰-依通断裂带的构造特征研究方面取得了重要进展。2019年8月23日-25日,由工程首席张立东研究员、中国地质科学院地质研究所李锦轶研究员、辽宁省矿产勘查院卢崇海教授级高工、辽宁省地质勘查院张国仁教授级高工、吉林大学刘正宏教授和二级项目副负责人陈井胜高工等6人组成的专家组听取了昌图工作任务负责人张超同志关于工作任务的具体实施情况、工作进展和近期工作成果的汇报。

    通过野外地质调查研究,项目组识别出一套由不同变质岩石组合或构造岩片组成的晚古生代构造混杂岩(原下二台岩群),并伴生有变质花岗岩、变质钠长斑岩、变质闪长玢岩(原于家大背杂岩)。这些岩石记录了早期顺层韧性剪切滑动、穹-褶构造(条带状构造、面状构造、拉伸线理、不对称揉流褶皱)、以及后期韧性逆冲剪切构造等三期变形事件。详实的调查资料为古亚洲洋在华北板块北缘东段最终的闭合位置和时限的研究提供了依据。此外,项目组还查明叶赫-威远堡断裂带记录了中侏罗世左行走滑韧性剪切构造、晚白垩世挤压构造事件(叶赫地堑断褶带,昌图县逆断层带)以及第四纪伸展活动,初步建立依兰-伊通断裂带的构造演化序列;查明了下白垩统登娄库组具有扇三角洲平原、扇三角洲前缘和滨湖三个亚相,确认本区上白垩统泉头组是一套河流相(曲流河和辨状河)和冲积扇相(扇根、扇中和扇尾)沉积,初步恢复了测区中生代的岩性岩相、古地理和古气候特征;初步编制了工作区1:5万土壤地质图、植被分布图和第四纪地质图,为继续开展生态地质调查奠定了基础。

    通过室内原始资料检查和野外实地检查,专家组对项目工作进展给予了高度肯定,并对项目组成员进行了调查与创新研究方面的技术指导,有效推进了项目的业务工作。

    下一步,昌图项目组将进一步加强生态地质调查,研究郯庐断裂新生代以来的构造活动和地质灾害事件的相互作用机制,对城镇、村庄、重要交通干线,重要工程设施潜在的地质灾害隐患进行调查,对其稳定性和危害性进行初步评价。

     

     

     

     

     
    辽东-吉中地区区域地质调查项目昌图调查工作取得突出...
        北查尔斯王子山二叠-三叠纪含煤沉积盆地地质调查是本次南极考察的另一项重要任务。2015年1月6日-9日,在变质基底考察组开展工作的同时,由地质力学所刘健和青岛海洋一所崔迎春博士组成的沉积岩考察组对北部营地的沉积岩也进行了详细考察。

      北查尔斯王子山二叠-三叠纪沉积岩围绕比弗湖分布,称埃默里群,出露范围南北长50 千米,东西宽30 千米。该套沉积物充填了比弗湖南北走向的裂谷地堑中,从底到顶划分为二叠纪的拉多克(Radok)砾岩组、贝恩梅达特(Bainmedart)组和三叠纪的弗拉格斯通岩滩(Flagstone Bench)组三个陆相地层单元。由于贝恩梅达特(Bainmedart)组是含煤地层,而且地层倾角很缓,一般不超过10度,地表又多被冰碛物和冰雪所覆盖,所以我们只有抵达一些沟谷或陡坎处,才能观察到较好的露头。


    北查尔斯王子山二叠纪含煤地层的野外产状(刘健拍摄)

      贝恩梅达特组的沉积具有韵律性分布特征,韵律为“粗砂岩、砂岩、砂质泥岩、煤层”,而多数韵律是不对称的。总体来说,韵律的最下层厚度最大(1-46米),粒度最粗,通常由长石石英粗砂岩组成,局部含有铁质结核,区域上从南向北,地层上从下向上铁质结核有增多的趋势;中间层(0.5-10米),常由中细砂岩和粉砂质泥岩等组成;最上层是煤层、含煤粉砂岩和泥岩(厚度从0.1至11米不等),通常南部煤层较薄多为1-2米,北部煤层较厚多以3-4米为主。

      三叠纪弗拉格斯通岩滩组煤层缺失,主要由块状粗砂岩、含砾粗砂岩夹中-薄层状中细杂砂岩为主,尽管仍然保留有沉积旋回,但是沉积旋回厚度明显薄于下伏的含煤地层。这种沉积环境明显不同于二叠纪贝恩梅达特组,可能代表了该地区二叠纪演化至三叠纪时气候发生了剧变——变得更为干燥。针对三叠纪弗拉格斯通岩滩组岩性特征,我们进行了系统测量和取样。


    二叠纪贝恩梅达特组沉积旋回底部粗砂岩中铁质结核(刘健拍摄)


    二叠纪贝恩梅达特组上段厚约4米的煤层(刘健拍摄)


    三叠纪弗拉格斯通岩滩组沉积地层观察(James拍摄)

      2015年1月10日-11日,按照工作安排,在完成北部营地的全部考察任务后,我们将搬迁至南部营地开展下一阶段的考察。南部营地距离北部营地的直线距离约为23千米,然而10日一整天的狂风暴雪让能见度还不到200米,除了简单煮点方便面之外,剩余时间我们都只能在帐篷中等待。11日清晨,暴风雪终于停下来了,早饭后,我们就只带上最重要的个人物资开始准备撤离北部营地。



    狂风暴雪中简单用餐(陈虹拍摄)


    撤离北部营地前的留影(崔迎春拍摄)

      由于前一天下了一整天的雪,前两天还能够看见的巨大的冰碛砾石不见了,或者只露出了一小部分。保护我们安全的詹姆斯看到这个情景也开始犯怵,他要求我们必须跟着他走,以确保每个人都能安全抵达目的地。二十多公里的路程对于一般地质队员来说并不算太远,但是我们还需要穿过十多公里宽的深雪覆盖区,每迈出一步都感到异常的艰难,有时候腿在雪里,想试图拔出来,都需要尝试好几次才能够实现。当天温度虽低,但每个人都是大汗淋漓,但没有人敢停下来歇歇,因为一旦停止脚步,马上就会觉得从头到脚的冰凉,还很有可能冻伤自己的脚。


    半尺多深的冰雪地带(刘健拍摄)

      行进途中的水很早就喝完了,我们便随手抓一把雪塞到嘴里,但雪却并不解渴,而且还似有苦味,等我们后来碰到了冰雪融水,便迫不及待的喝了个痛快。经过10多个小时的漫长跋涉,我们终于来到了南营地苹果房,那是5个红色半球状的小房间,不同的苹果房的功能不同,其中有厨房、宿舍、杂物间和卫生间等,相比于北侧的帐篷营地,这里的条件要优越得多。抵达南营地后,队员们开始慢慢感觉到脚部的疼痛,这才发现脚都磨出了新的水泡,有的直径甚至达到了3厘米,但是没有一个人抱怨,大家默默地用针刺破水泡,进行了简单包扎,准备迎接第二天的考察任务。


    饮水中(詹姆斯拍摄)

                       
    南极北查尔斯王子山考察系列报道(九)