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    7月4日,在中国共产党建党103周年之际,中国地质调查局成都地质调查中心(以下简称“成都地调中心”)离休干部王叶同志迎来93岁生日。成都地调中心党委委员、纪委书记、工会主席率队进行走访慰问,为老干部送去组织的关怀和美好的祝愿。

    到达王叶家中,慰问组首先为王老带去了成都地调中心党委的慰问与祝福,诚挚地祝贺她生日快乐,福寿康宁,并关切询问老人的饮食起居和身体健康状况。王老虽是耄耋之年,但思维清晰,坚持读书看报,不仅关心国际时政和国家大事,更是心系单位。当慰问组为老人送上专门准备的《中国共产党章程》《中国共产党纪律处分条例》等学习材料和新一期的《巴蜀桑榆情》内刊时,王老非常高兴,一再表示“这些都是我想要的”,当即就认真翻阅起来。

    在近一个世纪的岁月中,王老亲身见证了我们的国家和民族从近代积贫积弱一步一步走到今天的繁荣富强,她说深感自豪并由衷满足于现在的幸福生活。一直以来,王老都坚持用自力更生、艰苦奋斗和坚强乐观的优秀革命精神影响着子女,并要求他们传承下去,不给国家、社会、单位添麻烦。大家都对王老这种言传身教树榜样,优良家风传后辈的举动与境界深表钦佩。

    王兆国感谢王老为党和人民事业作出的贡献,希望她保重身体、身心愉悦、安享幸福晚年。王老对成都地调中心党委一直以来的关心关爱表示非常满意和衷心感谢。

    成都地调中心党办、离退休处相关人员一同参加慰问。

    慰问组向离休干部王叶赠送党纪学习资料

    愉快交谈

    耄耋之寿送祝福 共忆初心传党情——成都地调中心党委...

     

    7月7日,国土资源部中国地质调查局在湖北宜昌鄂宜页1井页岩气调查重大突破成果研讨会上透露,中国地质调查局部署实施的鄂宜页1井,在地层形成于约5亿年前的寒武系水井沱组,获得了6.02万立方米/日、无阻流量12.38万立方米/日的高产页岩气流,并首次在形成于约6亿年前震旦系陡山沱组发现页岩气藏——迄今全球发现的最古老地层中的页岩气藏。

    这是世界页岩气勘查史上的一个重大突破——在排液仅40分钟,鄂宜页1井就形成高产气流并点火成功。鄂宜页1井,成为我国中扬子地区首次获得页岩气工业气流的参数井,也是迄今世界上在最古老地层中获得页岩气重大发现的参数井。鄂宜页1井,还标志着我国南方老地层的页岩气勘查在中部率先实现了突破。

     

     

    长江经济带主要油气、页岩气田分布示意图

     

    鄂宜页1井压裂施工现场技术研讨

     

    ①半个世纪的梦想终成真 

    “鄂宜页1井的突破,圆了中国地质人半个多世纪的梦想。”中国地质调查局武汉地调中心主任姚华舟说完,介绍了地质人在南方寻找油气资源的艰辛历程。

    在地质学中,与华北板块相对应的南方大陆叫扬子板块。其中,四川盆地以东的渝东、湖北、湖南及江西的一部分被称为中扬子。新中国成立后,华北板块上的油气勘探突破接踵而至,可扬子板块除了在上扬子的四川盆地内部找到普光、元坝、安岳气田,在四川盆地周缘的川东及川南地区获得页岩气突破外,中、下扬子一直没有大的发现。

    怀着找油找气的梦想,自1958年开始,地质人年复一年在中扬子地区深耕细作。但无奈这里地质条件太复杂,总的成藏条件不是太好,油气勘探一直没有大的进展。

    “有人形象地把中扬子地区比喻为摔在地上还踹了一脚的玻璃块。”中国地质调查局李四光学者、武汉地调中心油气资源室主任陈孝红说,“中扬子虽然被人们视为一个完整的板块,但其实是被秦岭—大别造山带与江南—雪峰造山带挤成的碎玻璃块。”

    “尽管如此,地质人始终没有放弃在中扬子寻找油气资源的梦想。”姚华舟说,在经过半个多世纪的艰苦探索后,地质人对中扬子地区海相层系成藏条件、盆地的构造演化、构造圈闭类型等形成了一系列新认识,认识到黄陵基底等对于区域构造格架的稳定作用。特别是在油气调查类型上,实现了由单一找常规油气向常规油气与非常规油气并重的转变,从而在鄂宜页1井实现了页岩气勘探的重大突破,圆了地质人半个多世纪以来的梦想。

    ②变顺藤摸瓜为寻根究底 

    谈到突破,武汉地调中心鄂宜页1井项目部的刘安、张保民、罗胜元、李海、张国涛、危凯、曾雄伟、李培军等一帮年轻人说,关键就是找矿思路由原来的顺藤摸瓜变为现在的寻根究底。

    他们介绍说,常规油气找矿理论可概括为生、储、盖、移4个字,即确定油气生成地层后,再找油气的运移通道和有良好盖层的储存空间。而页岩气则属于生成后原地保存的天然气,不用考虑运移通道因素。

    依据这一原理,武汉地调中心在一开始就形成了独具特色的页岩气勘查模式,即在勘查团队组建上,选择与油气资源生成密切相关的地层古生物研究室为主体,再根据工作需要不断引进和补充油气地质研究人员;在研究思路上,坚持从基础地质调查做起,以坚实的地质调查为基础,从一大堆碎玻璃片中找出相对较大的碎玻璃块。

    “这个勘查模式更显示了生物生油理论与勘查单位优势学科有机融合的魅力。”姚华舟说。

    原来,武汉地调中心自1962年成立后,一直以中扬子地区地层、沉积、构造等基础地质研究为主,以宜昌黄花场“金钉子”剖面、关岭生物群等为代表的地层古生物研究更是在全球享有盛誉。页岩气赋存在富有机质页岩中,而页岩往往富含生物化石,是地层古生物学家的重要研究对象。这些因素无缝对接,为中扬子页岩气勘查新模式的形成创造了条件。

    从2007年开始,武汉地调中心承担的《雪峰山西侧地区海相油气地质调查》《中南地区非常规油气形成地质背景与富集条件综合研究》《中南地区页岩气调查评价》《中扬子地区页岩气基础地质调查》等油气、页岩气研究项目硕果频出,和页岩气相关的新认识也逐渐清晰:宜昌地区在寒武纪早期处于台棚过渡相带,富有机质页岩的厚度较大,往往能达到数十米至上百米,页岩富含有机质,生烃条件好;宜昌地区发育古老的结晶基底,在印支期以来的构造运动中相对稳定,地表地质调查和地震剖面解释断裂不发育,页岩气保存条件好;宜昌黄陵古隆起属于继承性古隆起,长期隆起致使寒武系水井沱组页岩的热演化程度相对较低,页岩气形成的时间晚,气体逸散时间相对坳陷区短,有利于页岩气富集;宜昌地区大面积寒武系水井沱组、志留系龙马溪组页岩埋深在1000~3500米,地层倾角一般在10°以下,有利于部署页岩气地质井和参数井……

    对这些专业表述,陈孝红用3个比喻进行了解释:宜昌是华南的“根”,基底是30多亿年前的太古代地层;宜昌是生命的“源”,是华南最早的海底多细胞生物分布区,为油气成藏提供了丰富的物质来源;宜昌是恐龙的“家”,侏罗纪和白垩纪地层为油气的保存盖上了厚厚的被子。

    “良好的刚性基底、完整的沉积盖层、丰富的烃源岩,使宜昌成为油气成藏的有利地区。”陈孝红说。

    在这些新认识指导下,新的勘查模式率先在宜昌开花结果。2015年,武汉地调中心在宜昌点军区车溪和远安县石桥部署了两口页岩气调查井,在中扬子地区寒武纪、志留纪系地层进行页岩气调查。

    2016年4月28日,鄂宜页1井正式施工,开启了宜昌地区寒武系页岩气的系统评价。2017年1月22日,在鄂宜页1井评价基础实施侧钻水平井,4月13日进入压裂试气阶段,5月11日,压裂液返排开始。

    “排液40分钟时,监测人员抱着试试看的心态将火种伸向排液口,没想到一下就腾起近1米高的火焰。”承担压裂任务的中石化江汉油田页岩气开采服务公司总经理袁发勇说,而且这还是在气液尚未分离、排液孔口径10毫米的情况下实现的。

    ③创新助推梦想启航 

    “鄂宜页1井创造了我国页岩气勘查的多个第一。”中国地质调查局油气咨询专家乔德武兴奋地告诉记者:“第一次在复杂构造区的寒武系老地层中找到高产页岩气工业气流、第一次在中扬子地区采用水平井压裂、第一次在中扬子地区使用国产桥塞……”

    “能实现这么多第一,还在于我们贯彻了分工合作、有机整合、成果共享的市场化条件下科技创新机制。”武汉地调中心副主任张旺驰说,这也可以看作是新的勘查模式的一大特色或内容。

    在项目实施过程中,武汉地调中心在坚持地质理论、认识创新的同时,还同工程施工单位一起深入研究工程施工中技术工艺的创新。如在直井施工中,武汉地调中心地质人员与核工业216大队技术人员一起,通过技术工艺创新解决了施工中遇到岩性复杂井斜控制难、高演化页岩解气精度不高等难题,使完钻后的鄂宜页1井井眼直,固井质量好,目地层定位准确,为水平井准确入靶和完井作业奠定了良好的基础。

    “特别值得称道的是江汉油田页岩气开采服务公司。他们宁可自己经济上吃亏也坚持为地质服务。”张旺驰介绍说,在水平井施工前,页服公司技术人员研究主压裂层的剖面图后发现,页岩层呈北东—南西向以8~10 度的倾角展布,若水平井向北东方向施工,压裂后排放压裂液时就有一定的势能可以利用,既不用再上工程手段增加排液费用,还会节约排液时间降低总体费用。但当地质人员提出下倾角下方的页岩层赋气性更好时,总经理袁发勇当即表示:“朝最好的页岩层打钻,排液不畅就上手段!只要能打出高产气流,我们亏的钱就当是对中扬子油气大突破的贡献!”

    地质与设计施工单位融合创新,带来了一系列对中扬子板块油气勘探突破具有现实借鉴意义的成果:

    创新地质与工程联合攻关的地调项目工作新模式。坚持以实现产能最大化的地质目标为导向,地质设计与工程施工一体化;强调钻完井工程的目标整体化下各个施工环节工作目标责任制以及无缝对接管理。制定了工程设计和施工过程考核与最终地质目标相结合双重目标责任制考核方法。建立了以地质目标引导过程考核,以过程严格考核促进地质目标实现的目标责任制考核管理方式。

    创新低勘探程度地质工程一体化技术。提出了低勘探程度复杂构造条件下“精细描述—技术研究—工程设计—组织实施—综合评价”地质工程一体化技术,集多学科气藏研究、全方位项目管理及钻完井设计施工于一体,攻关形成了适应寒武系页岩储层特征的钻完井一体化工程技术系列。

    创新构造复杂区低勘探程度定录导一体化技术。提出了低勘探程度构造复杂区分段分级控制、井震剖面对比—计算—预测—调整地质导向方法,优化设计了变曲率渐增式五段制井眼轨道,优选出精准导向钻具组合和钻进参数,创建了定向+录井+地质导向联合工作模式,形成了构造复杂区低勘探程度定录导一体化技术。

    创新复杂地质条件下高位垂比长水平段井壁稳定技术。研制了低温乳化剂、润湿反转剂、降滤失剂,自主研发了低温防垮塌油基钻井液体系,创新提出了全过程井壁稳定预控模式,形成了复杂地质条件下高位垂比长水平段井壁稳定技术,解决了寒武系页岩层长水平段水化失稳难题。

    创新常压低温高钙质高应力差页岩储层改造技术。在国内率先提出了常压低温高钙质高应力差页岩储层“主缝+复杂裂缝”改造思路,评价分析了寒武系常压低温页岩储层“六性”特征及其改造效果影响因素,建立了寒武系常压低温页岩储层复杂缝网评价方法及模型,优化了支撑剂组合方式、射孔方式、泵注程序等施工工艺。

    创新低温低伤害页岩气压裂液体系。研制了低温破胶剂、减阻剂、稠化剂、助排剂,自主研发了低温低伤害FLICK滑溜水和低温低伤害LOMO胶液体系,有效提高了常压储层压裂液返排率,减少了储层伤害,打破了国外技术垄断。

    鄂宜页1井的突破,增添了企业在中扬子的油气勘探信心。现在,中石油已在相邻区块内完成300平方公里的三维地震,并已部署一口评价井;中石化则拟直接利用尚在压裂试气中的鄂宜页2井的资料和经验,在进行充分准备后直接进入开发。

    ④为了梦想衣带渐宽终不悔 

    “鄂宜页1井的突破,离不开项目组全体人员付出的泪水、汗水和心血。”武汉地调中心党委书记胡茂焱动情地说,“为了找到扬子板块油气资源勘探的突破点,为全面突破提供科学理论和实践经验,项目组的同志只得将对家人的愧疚深压在心底。他们无愧于中国地质人的称号!”

    这个团队在陈孝红、王传尚的带领下,用一个个创新性成果回报了家人对自己的支持与理解:

    以这一项目为平台,陈孝红修订了宜昌地区寒武纪、志留纪地层格架,建立了宜昌地区寒武纪镶边碳酸盐台地边缘沉积相模式和志留纪前陆盆地沉积相模式,发现了寒武系、奥陶系甲烷渗漏证据以及古地理、古环境和古气候变化及其对页岩气储层的制约关系,为页岩气有利区优选、井位部署提出了科学依据。

    王传尚提出了宜昌地区页岩气具备多层系立体勘探潜力的认识,为页岩气参数井的部署提供了依据。

    刘安通过项目实施查明了寒武系页岩气地质条件,获得了含气性参数,圈出了远景区。通过古流体研究,分析了中扬子重要圈闭构造的油气保存条件,明确了宜昌地区古流体演化过程与页岩气富集的关系。

    张保民通过深入研究,精细刻画了宜昌斜坡带寒武系富有机质页岩的发育层位,明确了页岩的古地理分布特点,结合二维地震资料的分析解释,深化了宜昌斜坡带地层、构造以及古地理的认识,圈定了宜昌地区寒武系页岩气有利区。

    张国涛在全面收集、整理和分析中扬子地区震旦系和下古生界页岩有机地球化学特征后,编制了中扬子地区震旦系和下古生界各页岩的厚度、有机碳含量、成熟度等有机地化参数等值线图,圈定了中扬子页岩气远景区。

    罗胜元通过对中扬子复杂构造区页岩气形成富集机理的系统研究,提出宜昌斜坡区所处的黄陵古隆起对页岩气的形成和聚集有优越控制作用,是寒武系页岩气有利勘探区的认识……

    路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。项目组成员表示,今后,他们将继续发扬拼搏、奉献、创新的精神,为实现中扬子油气资源的全面突破继续努力。

    中扬子油气梦想扬帆起航

    中央宣传部、自然资源部7日向全社会公开发布“最美自然守护者”先进事迹。

    马银国、任秀波、李大鹏、沈乐毅、钮栋梁、姜文凯、殷跃平、董鸿儒、张辉等9人和江苏省自然资源厅自然资源确权登记局(集体),都是长期奋战在自然资源工作一线的先进典型。

    李大鹏(左2)和团队在野外开展科学研究

    他们中有的身先士卒,守土有责,把管好百姓“饭碗田”和保护群众生命财产安全视为己任;有的勇担重任,冲锋在前,长期工作在艰苦的野外测绘作业环境中毫不退缩;有的常年戍守孤岛,默默无闻从事着基层海洋预报观测工作;有的坚持半个多世纪的植树造林,艰苦奋斗,百折不挠,把荒山秃岭治理成松涛草海;有的潜心科研攻关,在地灾防治、保障矿产资源安全等领域形成了一大批核心关键技术,用科技创新推动自然资源事业发展……他们立足本职、勤奋敬业,在工作上勇担当,在作风上作表率,充分展现了自然资源系统广大党员干部的精神风貌,用实际行动谱写了生态文明建设的时代华章。

     在海拔7790米,任秀波(右)和柏华岗(左)拉起队旗,队旗上有珠峰复测全体人员签名

    发布仪式通过视频展示和人物访谈等形式,从不同侧面讲述了“最美自然守护者”的先进事迹和工作生活感悟。中央宣传部、自然资源部负责同志为“最美自然守护者”颁发证书。

     董鸿儒(左二)和同事在苏木山上

    据介绍,2021年10月,中央宣传部、自然资源部启动了首届“最美自然守护者”评选活动,根据安排,今后将隔年举办一次。

     
    央视新闻:中央宣传部、自然资源部联合发布“最美自...

    为深入开展党史学习教育,引导团员青年铭记党的光辉历程,传承伟大精神,2021年6月16日,中国地质调查局地学文献中心团委邀请获得“光荣在党50年”纪念章的中心老党员米世昆同志结合亲身经历和中国地质图书馆事业的发展历程,为团员青年们上了一堂精彩团课。

    团课以“始终坚持中国共产党的领导”为主题,以中国地质图书馆的发展变迁为主线,以图书馆人“报效国家、服务人民”为主旨,讲述了在中国共产党的领导下,中国地质图书馆伴随着中国地质事业的发展逐渐成长,为支撑、服务我国地质事业做出应有贡献的光辉历程。从初创时的筚路蓝缕,到新中国成立后的日渐壮大,再到新世纪的跨越发展,历史长河记载着地质图书馆人走过的艰苦奋斗岁月和取得的辉煌成绩。中国地质图书馆的创建、发展、完善和壮大始终与中国地质事业紧密相连,她为发展中国地质事业、繁荣地球科学文化、促进地学国际交流合作做出了重要贡献。

    团课期间,老党员为团员青年讲述了许多生动的历史事件和图书馆发展过程中涌现出的可歌可泣的先进事迹。大家备受鼓舞,进一步增强了光荣感和使命感。团员青年纷纷表示,要始终践行“报效国家、服务人民”的初心和使命,秉承“有馆尤贵有书、有书尤贵有用”的馆训及“以人为本、读者至上”的服务理念,传承红色基因,弘扬优良传统,接续奋斗,把深厚的爱党爱国爱馆情怀转化为实实在在的工作动力,推进研究型文献中心、智慧型图书馆建设,以优异的成绩迎接建党100周年!

    团员青年与老党员合影

    老党员为团员青年讲团课

    地学文献中心团委开展“铭记光辉历程 传承伟大精神”...

    “我很幸运赶上了一个需要资源的时代,是国家的大发展成就了我们这代人的矿产资源研究事业。”

    ——中国工程院院士、著名盐湖学家

    郑 绵 平

    2020年1月

    云南思茅盆地山路上

    有位86岁的老人拄着树枝艰难行走

    2020年1月云南思茅盆地野外考察

    他就是中国工程院院士

    著名盐湖学家

    郑绵平

    这只是他盐湖研究生涯中的

    又一次野外工作

    中国工程院院士、著名盐湖学家 郑绵平

    他在野外跑了一辈子

    被称为“为盐湖而生的人”

    半个多世纪

    考察过上百个盐湖

    走遍条件恶劣的高原无人区

    研究领域涉及

    钾盐、硼、锂、铯等

    盐类矿产资源

    2002年无人区科考途中观察野外露头

    上世纪50年代

    百废待兴的新中国开始了找钾征程

    郑绵平的科研事业从此开启

    1957年首次在察尔汗盐湖发现了钾盐矿物

    ——新沉积的光卤石

    1956年在大柴湖取样

    1980年

    在扎布耶盐湖发现新矿物

    ——天然原生碳酸锂

    1982年在扎布耶湖进行现场盐矿鉴定(左一 郑绵平)

    本世纪初提出

    “海陆并举,固液并举、深浅并举”

    近些年研究发现

    “新型杂卤石钾盐矿”

    在高原腹地

    建立三个长期科学观测站

    坚持30年观测

    1984年 郑绵平(中)在扎布耶北湖观察盐藻

    盐是什么?

    在普通人眼中可能只是调味品

    在科学家眼里

    则是分布广且种类多的天赐资源

    藏着地球财富和地球秘密

    2005年西藏野外考察

    他持续致力于学科创新

    探索研究成果产业化

    呼吁发展

    “盐湖农业” “盐类学” “类地行星盐类学”

    2005年郑绵平在西藏野外考察

    人在岁月中行进

    会遇到多次选择

    很多选择会因多个兴趣点的插入

    而走出复杂的生活轨迹

    但他所有的人生轨迹

    都集中在盐湖资源的

    研究发现及拓展应用上

    2018年柴达木盆地野外地质考察

    “加强基础研究和技术创新的结合

    掌握独立知识产权

    才可能不被别人卡脖子

    才可能走到世界学科前沿”

    他是中国工程院院士

    著名盐湖学家

    郑 绵 平

     

    毕生探求尽在盐湖

    ——记中国工程院院士、著名盐湖学家郑绵平

    一位老人以树枝为杖,艰难行走在思茅盆地杂草丛生的小径,郑绵平的学生张雪飞应采访邀请发来这一照片,“这是郑院士正带我们做云南钾盐科考项目”,她解释说,“时间是2020年1月,春节前夕”。只有一行人背影的模糊小照,让记者联想起27年前在西藏采访时第一次见到郑院士的场景——被高原风蚀成的经典藏民面孔和难以听懂的福建口音。86岁了,还在出野外!

    人在岁月中行进,会遇到多次选择,很多选择会因多个兴趣点的中途插入而走出复杂的生活轨迹,但郑绵平很专一,他所有的人生轨迹,都集中在盐湖资源的研究发现及拓展应用上。

    让中国告别无钾盐矿床的时代

    中国是农业大国,钾肥需求量大。然而由于自然禀赋复杂,在相当一段时间,“缺钾”成为国家发展的软肋之一。

    上世纪50年代,百废待兴的新中国开始了找钾征程。1956年,刚刚从南京大学毕业的郑绵平坐着简陋的汽车随化工部地质普查组来到柴达木盆地。一望无边的盐碱地考验着所有来人。但是,此行采集到的样本却出现了含钾高的情况,这难道意味着什么?

    怀着疑问,第二年郑绵平随中国科学院的科考队再赴柴达木。有天散步,他在路边坑壁上发现了光卤石结晶矿体,这不是钾盐矿物吗?他和同事们一阵惊喜。随即,他们进行了涵盖全湖的坑探和钻探,最终圈定了120平方千米范围内断续分布的老光卤石,以及遍及察尔汗盐湖的富钾卤水。1958年,已经调到地质部矿物原料研究所的郑绵平主笔对此次考察做了详实的调查报告。在报告中,他首次估算该盐湖卤水氯化钾资源量为1.508亿吨。这一估算结果,被之后地质队的勘查报告所证实。第二年,察尔汗盐湖固体钾盐矿床依靠土法上马成功生产出了氯化钾,当年就产出几十吨的钾盐。中国从此告别了无钾盐矿床的时代。

    收获了找矿的第一次喜悦,郑绵平信心大增。此后,他像着了魔一样不停地往西部盆地跑,从青海察尔汗盐湖,到西藏扎布耶盐湖,到新疆罗布泊,到四川和云南……在半个多世纪的盐湖研究生涯中,他考察过上百个盐湖,走遍青海、西藏、新疆等地的条件恶劣的高原无人区,研究领域涉及钾盐、硼、锂、铯等盐类矿产资源。

    创新海陆并举成钾思路

    钾盐的溶解度大,需要稳定环境才能得到沉积,而中国地质构造的特征是活动性大、陆块小。相对不稳定的地质背景,使得我国盐盆地具有破碎、埋深和变形的特点。

    在不断的找钾实践中,郑绵平对中国钾盐有了越来越清晰的认识:“中国地质条件复杂,不能完全套用传统教科书,要从地质实际出发解决我们自己的找矿问题。”

    本着这样的思考,他主张要“海陆并举、固液并举、深浅并举”。一方面探索创新发展陆相成钾理论,提出了柴西第四系新层系承袭“砂砾型”成钾新思路;另一方面,在海相找钾上也取得了一系列突破。

    在新一轮地质调查工作中,郑绵平团队在川东北发现“新型杂卤石钾盐矿”。他认为,这种杂卤石散布于岩盐层中,在深部较易溶于水,这个观点已经被企业采用水溶法溶采钾盐的生产实践所证实。

    基于特提斯侏罗纪大规模成钾理论认识,他提出滇西南“二层楼”成钾模式,以此指导钻探验证,取得了侏罗系海相固体钾石盐矿重要发现。

    他主持的地调项目通过研究组“油钾兼探”大量岩屑调查,终于在库车盆地发现厚层钾石盐矿层,指明了该区古近纪海相固体石盐的良好资源前景。

    探索硼、锂产业化发展之路

    盐是什么?在普通人眼中可能只是调味品的盐,在科学家眼里,则是分布广且种类多的天赐资源,藏着地球财富和地球秘密。郑绵平告诉记者,广义“盐湖”涵盖古今盐类资源,既包括深浅部、固液态的盐碱硝普通盐类,也包括钾、镁、硼和锂、铯、铷、溴、碘及盐生物等综合资源。对这种资源的价值认知和开发利用,是随着发展需求和科技进步逐步展开的。

    上世纪50年代末到70年代,郑绵平盐湖研究的主战场从青海转至西藏。他先是在班戈湖研究硼酸盐,进而深入到阿里地区,发现了一批硼、钾、锂矿产及新类型的镁硼矿床。

    与许多人不同的是,郑绵平不仅着力于勘查资源,而且还探索找矿成果转化和产业化道路。

    上世纪70年代初,为解决西藏阿里地区经济发展问题,他曾向阿里地区行署提交阿里地区硼矿资源与开发咨询报告。这份报告当即被地方政府采纳,成为该区硼矿山建设的依据,并很快取得社会经济效益。

    说起来,早在上世纪50年代察尔汗盐湖科考报告中,郑绵平就在估算卤水氯化钾资源量的同时,估算出该湖还有氯化锂资源量300万吨。

    1980年,他主持盐湖队在扎布耶盐湖打钻取样,发现扎布耶盐湖的沉积物中锂的含量很高,显微镜下观察,能看到许多细小、针状的东西。这种天然的碳酸锂矿石,他起名叫“扎布耶石”。“扎布耶石”后经国际矿物学会新矿物命名委员会确认为新矿物。

    4年后,郑绵平带队开展扎布耶盐湖资源野外调查,从地质勘查、长期观察,到盐湖扩试,到太阳池积热析锂,再到碳化法加工提纯,研发出了扎布耶盐湖锂资源开发利用成套新技术,并实现了产业示范。2006年11月,国家西部大开发示范工程项目“西藏扎布耶锂资源产业化示范工程”通过竣工验收,该工程以郑绵平团队的核心技术为支撑,建成了我国首条盐湖提锂工业化生产线。

    对于郑绵平,盐湖是实现产、学、研的结合的重要平台。从1990年起,他和团队相继在高原腹地高海拔的扎布耶、当雄错和班戈错建立了3个长期科学观测站。高海拔地区,缺氧、风寒、日烈、交通不便,他们克服种种困难,坚持30年观测,为高原盐湖开发和环境保护积累了珍贵的基础数据。

    在全球需求盐类新资源时代呼吁拓展盐类学

    盐湖研究让郑绵平获得了很多荣誉,这些荣誉包括国家科技进步一等奖、二等奖,李四光地质科学奖地质科技研究者奖和何梁何利科技进步奖等。2014年和2017年,他两次当选国际盐湖学会主席。所有荣誉的背后都是艰苦付出。因为干得太拼,郑绵平曾被人称“为盐湖而生的人”。

    一个地道的南方人,却迷恋西部,甘愿将一生抛洒在青藏高原,郑绵平的理解是——“我很幸运赶上了一个需要资源的时代,是国家的发展成就了我们这代人的矿产资源研究事业。”

    1934年,郑绵平出生在福建漳州贫穷家庭,经历过战乱逃难。新中国成立后,在国家的救助下,他顺利完成学业并开启科研生涯。满怀赤子之心,他希望用自己的方式为祖国建设作贡献。

    耕耘盐湖事业一辈子,现任自然资源部盐湖资源与环境重点实验室主任的郑绵平有几点体会:一是要坚持不懈注重野外工作,“要多到野外调查,领悟大自然奥秘,才能取到科学真经”。二是要立足解决实际问题,“科学家不能只满足发论文,科学研究和产业化结合起来才能有更大的价值”。三是要不断开拓思路,延伸新的学科生长点。

    一直以来,郑绵平都在呼吁发展“盐湖农业”“盐类学”和“类地行星盐类学”等。自然资源部成立后,他的这种意识更加强烈。“盐湖不仅能为人类提供资源,而且是我们研究古今生态变化的天然实验室”。郑绵平认为,新时代的盐类学要适应盐资源的全球新需求,在自然资源科技领域发展中,要充分利用信息技术环境开展跨学科协同创新,构筑盐类大科学、大产业。“加强基础研究和技术创新的结合,掌握独立知识产权,才可能不被别人卡脖子,才可能走到世界学科前沿。”他说。

    院士郑绵平:毕生探求尽在盐湖

    探索资源环境和谐发展之路

    邓杰 邓善芝

    资源的综合利用,主要是指在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用;对生产过程中产生的废渣、废水(液)、废气、余热余压等进行回收和合理利用;对社会生产和消费过程中产生的各种废物进行回收和再生利用。

    资源综合利用的重要性

    矿产资源综合利用不仅是解决矿产资源短缺的重要途径,而且是实现矿业经济可持续发展战略目标的现实选择,对有效利用和合理保护自然资源起着积极的推动作用。矿产资源综合利用是矿产开发的一项重要政策,也是合理开发、保护环境、维护生态平衡的一种有效手段。在矿产资源综合利用过程中,倡导低碳经济不仅有利于缓解我国经济发展的资源约束矛盾,调整优化结构和转变经济发展方式,而且对于减少污染排放、改善环境质量具有重要意义。

    1.矿产资源低碳开发

    就我国有色金属工业来说,每年排出废石上亿吨、尾砂7000多万吨,占用大量土地;数亿吨废水只有少部分复用或处理达标后排放。有色金属材料生产过程的许多材料含有一定量的有毒金属,如汞、镉、钍等,产生的废弃物已成为环境污染的重要因素之一。有色金属采选回收率仅为50%~60%;矿产资源综合利用率达70%的矿山仅占7%,综合利用率达50%的矿山不到15%,75%的综合型矿山企业综合利用率不到2%~5%;选矿回水利用率65%~70%;尾矿综合利用率为20%左右;冶炼的资源综合利用率为40%~60%,许多共、伴生矿没有综合回收;工业水重复利用率为72.8%;固体废物资源综合利用率为7%~8%;SO2的利用率约70%左右,致使每年排放大气中的SO2高达50余万吨。因此在有色金属工业的采、选、冶、加工过程中,对尾矿及“三废”进行综合利用显得格外迫切。

    2.再生资源回收利用

    除开展矿产资源的综合利用之外,发展再生资源回收利用也是非常重要。

    发展再生资源回收行业,可以节省采矿、冶炼、电解等工艺环节,大量减少污染排放和能源消耗,也是降低资源对外依存度、推动我国生态文明建设的必由之路。业内预计,到2020年末,我国再生资源回收行业整体产业链产值将达3万亿元。

    资源综合利用的途径

    综合利用固体废物生产的产品包括:利用煤矸石、铝钒石、硼尾矿粉、锅炉炉渣、冶炼废渣、化工废渣及其他固体废弃物生产建材产品、电瓷产品、肥料、土壤改良剂、净水剂、作物栽培剂;利用制糖废渣、滤泥、废糖蜜、淀粉废渣、造纸污泥等生产造纸原料、建材产品、酒精、饲料、肥料、赖氨酸、柠檬酸、核甘酸、木糖,碳化硅、饲料酵母,及多种有机糖类。

    综合利用废水(液)生产的产品包括:利用化工、纺织、造纸工业废水、制盐液(苦卤)及硼酸废液,生产银、盐、锌、纤维、碱、羊毛脂、多种无机盐类、粘合剂、酒精、香兰素、饲料酵母、肥料、制冷剂、阻燃剂、燃料等;利用酿酒、酒精、制糖、制药、味精、柠檬酸、酵母废液生产饲料、食用醋、酶制剂、肥料、沼气,以及利用糠醛废液生产的醋酸钠;利用石油加工、化工生产中的废硫酸、废碱液、废氨水以及蒸馏或精馏釜残液,生产硫磺、硫酸、硫铵、氟化铵、芒硝、硫化钠、环烷酸、肥料,以及酸、碱、盐等无机化工产品和烃、醇、酚有机酸等有机化工产品。

    再生资源生产的产品包括:回收生产和消费过程中产生的各种废旧金属、废旧轮胎、废旧塑料、废纸、废玻璃、废旧家用电器、废旧电脑及其他废电子产品 ,从中提取金属(包括稀贵金属)非金属和生产的产品;利用废棉、废棉布、废棉纱、废毛、废丝、废麻、废化纤、废旧聚酯瓶和纺织厂、服装厂边角料,生产造纸原料、纤维纱及织物、无纺布、毡、粘合剂、再生聚酯产品;利用废轮胎等废橡胶、废塑料生产的胶粉、再生胶、轮胎、防水材料、橡胶密封圈、塑料制品、建材产品、装饰材料、保温隔热材料;利用杂骨、皮边角料、毛发等生产骨粉、骨油、骨胶、明胶、胶囊、磷酸钙及蛋白饲料、氨基酸、再生革、生物化学制品。

    城市矿产垃圾:放错地方的资源

    据测算,每回收利用1万吨再生资源,可节约自然资源4.12万吨,节约煤1.4万吨,减少6万吨~10万吨垃圾处理量;每利用1万吨废钢铁,可炼钢8500吨,节约铁矿石2万吨,节能0.4万吨标煤,少产生1.2万吨废渣,减少86%的空气污染。

    在“城市矿产”回收体系当中,垃圾分类处理是废弃资源再生回收利用中重要的一个环节。通过分类投放、分类收集,把有用物资,如纸张、塑料、橡胶、玻璃、瓶罐、金属以及废旧家用电器等从垃圾中分离出来回收利用,既提高垃圾资源利用水平,又可减少垃圾处置量。按照一般城市特点,我们将城市可能产生的垃圾进行分类,主要分为:动物尸体、人畜粪便、可回收垃圾、餐厨垃圾、有害垃圾和其他垃圾。

    垃圾分类处理大致分为三个步骤:湿垃圾(有机垃圾)在有机垃圾加工利用厂被加工成有机肥或有机复合肥,用于绿化或农业施肥;干垃圾(无机垃圾)在生活垃圾分拣中心被进一步细化分类为废纸张、废塑料、废玻璃、废金属等可回收利用成分,再由相应的再生利用厂进行再生利用;有害垃圾在有害垃圾分拣处置站分拣,可回收利用物送去回收利用,残渣进行焚烧或安全填埋处理。

    对垃圾进行分类收集,有以下诸多优点:

    一是减少占地。生活垃圾中有些物质不易降解,使土地受到严重侵蚀。垃圾分类,去掉能回收的、不易降解的物质,能减少垃圾数量达60%以上。

    二是减少环境污染。废弃的电池中含有金属汞、镉等有毒的物质,会对人类产生严重的危害;土壤中的废塑料会导致农作物减产;抛弃的废塑料被动物误食,会导致动物死亡。

    三是变废为宝。中国每年使用塑料快餐盒达40亿个,方便面碗5亿~7亿个,一次性筷子数十亿支,这些占生活垃圾的8%~15%。1吨废塑料可回炼600公斤柴油。回收1500吨废纸可生产1200吨纸。1吨易拉罐熔化后,能炼结成1吨很好的铝块,可减少开采20吨铝矿。生产垃圾中有30%~40%可以回收利用,应珍惜这个本小利大的资源。

    石墨,缘何脱颖而出?

    曾小波 徐明

    2008年,英国曼彻斯特大学两位学者因发明石墨烯材料获得诺贝尔奖,在全球引发“石墨热”;欧盟宣布石墨烯入选“未来新兴旗舰技术项目”,并设立专项研发计划;日本将石墨作为重要战略性矿产资源进行储备;美国将石墨列为高新技术产业的关键矿物原料,实行立法保护。2015年10月,习近平总书记考察访问英国莫彻斯特大学石墨烯重点实验室;2015年10月,华为与曼彻斯特大学石墨烯研究所签订石墨烯合作战略协议;2016年,《全国矿产资源规划》将晶质石墨列为我国战略性非金属矿产资源。

    石墨烯晶体结构模型

    石墨到底是一种什么样的资源,为什么会在众多矿产资源中“脱颖而出”?在中国经济面临新常态、产业转型升级的关键时期,晶质石墨资源开发及高科技利用将会带来怎样的机遇与挑战?

    一、晶质石墨是什么

    石墨,别称“石涅、石黑、石螺、石黛、画眉石”,是C元素的结晶矿物之一,素有“黑金子”的美称,呈钢灰色、黑灰色,具半金属光泽,有滑感,易污手。

    石墨分为天然石墨和人造石墨,天然石墨可分为晶质石墨和隐晶质石墨。晶质石墨特别是大鳞片晶质石墨是高端石墨产品的重要原料,工业价值较大。

    中国石墨矿产分布及生产加工基地示意图

    二、晶质石墨的战略地位

    1.晶质石墨的性质

    晶质石墨具有金属和非金属两种特性,同时是碳结晶矿物,具有优异的导电、导热、自润滑、耐高低温、高化学稳定性、密封、抗辐射及可塑性型强等特点,使其在光学、微电子、热力学等方面具有独特的优异性能。

    2.晶质石墨的主要产品

    耐火材料:鳞片石墨大量应用于冶金工业中的石墨坩埚和镁碳砖生产等。

    高纯石墨:高纯石墨材料要求C≥99.9% ,用于核能、半导体等高新技术产业的材料,则要求C≥99.99 %。

    铸造工业用石墨:用石墨作铸模涂料,增加铸件的光滑度,减少铸件的裂纹和孔隙。对石墨原料的要求一般粒度0.074mm,含碳70%~80%。

    柔性石墨:具有较高的化学稳定性、耐高低温、耐腐蚀、耐辐射、导电、导热、安全无毒,且具有良好的柔韧性、自粘性和润滑性,广泛应用于石油、化工、冶金等领域。

    胶体石墨:拉丝用石墨乳粒度小于10μm,含碳98%~99%;模锻用石墨乳呈鳞片状,含碳要求在80%~99%以上,粒度+0.15μm。

    锂离子电池负极材料:目前成熟应用的主要是碳石墨材料,是电子、新能源汽车等新兴产业的关键性材料。

    各向同性石墨材料:是核能、半导体、电火花加工等高新技术产业发展急需的高端石墨产品,大量用于单晶硅、多晶硅等半导体材料的制造设备。

    电气工业用石墨:利用石墨制作电极、电刷、碳棒、碳管、阳极板、石墨垫圈等。对石墨原料的要求为粒度43μm,含碳94%~97%。

    石墨烯:是目前发现的最薄最轻、硬度最高、韧性最强、导热性和导电性最好的纳米材料,被誉为“21世纪的新材料之王”。

    3.晶质石墨的战略地位

    晶质石墨是多种工业必需的关键性原料:在航空航天方面,用于制造远程导弹或者航天火箭推进器的材料、宇宙航行设备的零部件等;在国防军工方面,用于制造新型潜艇的轴承,生产国防用高纯石墨、火药、石墨炸弹、隐形飞机和导弹的鼻锥等;在化工方面,用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、泵等设备,用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业;在电子方面,用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层、电磁屏蔽的导电塑料等;在新能源汽车方面,可用于锂离子电池负极材料;在核能工业,高密度的高纯石墨和氟化石墨,用作核反应堆中子减速剂和防原子辐射的外壳;在光伏产业,石墨烯是一种较好的储氢材料,用于制作大比电容的超级电容,提高锂电池的充放电效率,石墨烯也是太阳能电池较好的备选材料。

    晶质石墨将带动新能源、新材料等领域的技术革命。石墨烯将带来诸多工业革命性的技术进步,是未来科技竞争的核心。计算机及互联网领域的技术革命:石墨烯芯片的主频可达1000GHz,是普通晶硅电脑芯片的数百倍;通信领域的技术革命:石墨烯制成的天线以1000GHz的频率正常工作,远超目前常规的天线;新能源工业技术进步:石墨烯制成的超级电容器,充电时间只需1 毫秒,新能源汽车电池有望充电10分钟,连续开行1000公里;国防军工:石墨烯强度比钢强200倍,是现有测试材料中轻度最强的,这将带来武器工业的技术革命。

    4.晶质石墨的需求

    未来,传统领域石墨需求保持稳定,新兴产业石墨需求将快速增长,需求增长集中在晶质石墨。据中国地质调查局预测,2020年晶质石墨需求将达到95万吨,新兴产业需求占比将超过45%,其中,新能源和新能源汽车领域需求约23万吨,核电领域需求约14万吨,高端制造和电子信息等领域需求10万吨以上。预测到2030年,晶质石墨需求将达到135万吨,新兴产业需求占比将进一步提高。

    三、晶质石墨产业发展机遇与挑战

    1.我国石墨资源丰富,资源保障程度高。

    据美国地质调查局(USGS)统计,2017年,全球石墨储量2.7亿吨,80%集中分布于土耳其、巴西和中国。矿石种类上,晶质石墨主要分布在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国;隐晶质石墨矿床主要分布于土耳其、印度、韩国、墨西哥、奥地利、中国等地。多数国家只产出某一类型石墨,中国是少数几个石墨资源种类齐全的国家之一。

    中国石墨资源丰富,总保有量长期位居世界前列,其中晶质石墨资源量约2.6 亿吨。晶质石墨以大、中型矿居多,占矿产地总数的70%,全国晶质石墨保有矿物储量约88%集中分布于大型矿中。目前,我国已形成六大石墨生产加工基地,产量占全国的80%以上,其中晶质石墨主要产地有黑龙江鸡西、黑龙江萝北、山东平度、内蒙古兴和等;隐晶质石墨主要产地有湖南郴州、吉林磐石等。

    2.晶质石墨深加工技术相对落后,尚未成为资源强国。

    长期以来,我国晶质石墨深加工技术相对落后,大量出口低附加值产品,高端深加工产品主要依赖进口,开发利用粗放。

    石墨产品一般分为高纯石墨(固定碳含量>99.9%)、高碳石墨(94%~99%)、中碳石墨(80%~93%)和低碳石墨(50%~79%)四大类,国内企业主要生产低碳、中碳石墨产品,高碳和高纯石墨产品较少。球化石墨、柔性石墨和氟化石墨等深加工产品占比有限,深加工技术相对落后。出口的石墨产品80%为初加工产品,同类产品进出口价格相差悬殊,如球化石墨进口价格是出口价格的两倍以上。

    石墨矿石中含有大量的杂质矿物,晶质石墨矿石的品位较低,一般为3%~15%,但可浮性很好。在选矿过程中,需采用多段磨矿多段选别,通过筛分或水力旋流器分级,及时将已解离的大鳞片石墨分离出来,避免受到反复磨损。

    我国中小型采选企业数量多,生产规模小而散,技术设备落后,采富弃贫、采易弃难等现象突出,晶质石墨利用率仅为40%,资源浪费严重。

    四、结语

    晶质石墨不仅应用于耐火材料、电极电刷、铅笔、铸造、密封、润滑等传统工业领域,更是高端装备制造、新能源、新材料等战略性新兴产业及核电领域的关键资源,被誉为“21世纪支撑高新技术发展的战略资源”,素有“黑金”美誉。随着技术发展和应用领域的不断拓展,晶质石墨资源的战略地位越来越受到重视。

    我国是世界石墨资源大国,第一大石墨生产国、出口国和消费国,但长期以来石墨加工技术落后,大量出口低附加值产品, 高端深加工产品主要依赖进口,资源优势未能转化为技术和经济优势。未来,随着我国石墨资源战略地位凸显,科学利用和保护天然石墨资源,开发深加工技术和发展高端产品,将成为石墨产业发展的必然趋势。

     

    绿色引领 科学高效利用资源

    “感谢共产党!感谢共产党!”两位古稀老人突然举起双臂一阵高呼。

    这不是电视剧中时空穿越的历史故事情节,这是2016年7月发生在新疆南疆地区克孜勒苏柯尔克孜族自治州乌恰县波斯坦铁列克乡依买克村一个真实的故事。

    依买克村是一个坐落在昆仑山北坡山脚下海拔约2000米的柯尔克孜族(下称“克族”)聚居的古老村落。2016年夏季一场突如其来的暴雨,让这个村的村民措手不及,洪水裹夹着泥沙,漫过防洪渠,直接灌入了村民的院子,瞬间院子就变得杂乱不堪。

    雨停过后,一对柯尔克孜族夫妇眼巴巴地盯着自家的院里满地湿漉漉的泥浆,六神无主,一副无助的神情令人心痛。就在老人急得团团转时,一群穿着雨靴、衣服沾满泥浆的年轻人,带着工具冲了过来,在院子里一阵清理打扫过后,一切又恢复了原先清洁干净的模样。

    看见自家院子被收拾得如此整洁,两位不太会讲国语的柯尔克孜族老人,一时不知怎么感谢这些年轻的后生,于是就举起了双臂,喊出了开头的这句话。

    项目组进行地质剖面测量

    这只是自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心“南疆大型资源基地调查团队”项目驻地的小伙子们,在这里开展工作期间,与当地群众心手相牵一个很平常的故事。

    实际上,进驻南疆以来,调查团队就承载了“造福南疆,造富南疆”的历史使命,矿调成果不断显现,“地质调查+”扶贫模式得到不断深化,为南疆地区的经济建设和社会发展奠定了资源基础,促进了少数民族地区的融合发展。

    2019年9月27日,“南疆大型资源基地调查团队”被国务院授予全国民族团结进步模范集体称号,这是自然资源部唯一被授予这项荣誉称号的模范集体。

    助力脱贫攻坚

    党中央、国务院一直非常重视新疆特别是南疆地区的发展。习近平总书记在第二次中央新疆工作座谈会上明确指出:对南疆发展,要从国家层面进行顶层设计,实行特殊政策,打破常规,特事特办。

    中国地质调查局历来高度重视新疆的基础性、公益性地质矿产调查工作,尤其是南疆地区的矿调工作。2008年,自然资源部和新疆维吾尔自治区人民政府开展部省合作实施新疆358项目,2016年实施新一轮新疆358计划,构建了中央与地方地质工作“统一规划、统一部署、统一实施”新机制。

    天山以南,昆仑山系以北,谓之南疆。南疆接壤六国,是我国重要的战略屏障和向西开放的重要门户。

    从地理位置看,南疆四地州位于祖国西北边陲,周边与吉尔吉斯斯坦、巴基斯坦、塔吉克斯坦等6国接壤,边境线长,处于国防第一线,其形势动向,事关全国大局。

    从历史发展进程看,它自古就是历代中央王朝治理西域的核心区域。我国历朝历代均高度重视南疆的战略地位,南疆对守卫边防维护国家统一和对外开放、促进全疆经济社会发展具有重要的战略意义。

    借助“一带一路”的时代机遇,如今的新疆,正按照习近平总书记的指示,把自身的区域性对外开放战略,融入到国家丝绸之路经济带建设、向西开放的总体布局中去。原来边远封闭的地缘局势,正在向沿边依桥、外引内联、东进西出、全方位开放的新型地缘格局发展。

    因水得名的阿克苏,是南北疆交通要冲和东西贯通的关节点,也是新疆向西开放的前沿地区和丝绸之路经济带核心区南线中段重要关节点。

    位于新疆最南端的和田,是古丝绸之路南道,是新疆进入西藏、青海及邻国印度的重要门户和战略通道,也是建设丝绸之路经济带、中巴经济走廊的重要支撑地区。

    号称“万山之州”的克孜勒苏柯尔克孜自治州境内及周边,有喀什经济开发区伊尔克什坦口岸园区,以及吐尔尕特、伊尔克什坦、红其拉甫、卡拉苏、喀什国际航空港等5个国家一类口岸,发展对外贸易、境外资源加工业、跨境旅游优势十分突出,是南疆向西开放的重要通道。

    喀什是我国向西开放,通往中亚、南亚、西亚乃至欧洲的国际大通道,作为丝绸之路经济带核心区重要节点和中巴经济走廊起点的作用日益凸显。“一带一路”伟大构想,如今正把“五口通八国,一路连欧亚”的喀什从历史引向未来。

    然而,由于历史、地理、人口结构、经济发展水平等多方面因素的影响,南疆四地州区域经济社会发展一直相对落后,成为一个集边境地区、民族地区、贫困地区于一体的地区,是新疆工作的重点和难点地区,也是我国集中连片特殊困难地区之一、脱贫攻坚的主战场。

    2015年,为进一步贯彻落实党中央关于南疆地区社会稳定和经济发展的指示精神,服务南疆地区产业经济发展和脱贫攻坚,推动大型资源基地的找矿突破与理论创新,自然资源部中国地质调查局部署了南疆地区大型资源基地调查工程及西昆仑铁铅锌大型资源基地调查等二级项目,由中国地质调查局西安地质调查中心组织实施。

    这是一项极其艰险的任务。西安地质调查中心副总工程师、教授级高工滕家欣被委任“南疆地区大型资源基地调查工程”首席专家和团队带头人,与西安地质调查中心矿产地质室主任、南疆工程副首席专家高永宝一起,带领贺永康、李侃、燕洲泉、陈登辉、荆德龙、赵晓健、隋清霖、赵辛敏、赵民、金谋顺等一行30余人的队伍,进发南疆,“南疆大型资源基地调查团队”由此成行,开启了本次昆仑山高海拔地区矿调的序幕。

    这支队伍大多是一帮身上依然散发着孩子气的小伙子,对于昆仑山并没有什么概念,只是在武侠小说或电视剧中了解到一些传奇。也正是因为这些传奇,他们对昆仑山充满了向往,于是踊跃报名参与了进来。

    “横空出世,莽昆仑,阅尽人间春色。飞起玉龙三百万,搅得周天寒彻……”一代伟人毛泽东这样描述昆仑山的雄峻。

    昆仑山是名副其实的万山之祖,众山之王,是中华大地真正的脊梁。昆仑山的大跨度高海拔,昆仑山的雪山冰川,昆仑山的险境魔幻,昆仑山的峥嵘万状,足以让每一个造访者跃跃欲试却又谈虎色变。

    敬畏扩大了距离,而猜测更造成了神秘。

    自古以来,昆仑山也是探宝者向往之地。只是,一些恐怖的传说,阻却了探宝者的脚步,其中最为著名的就是昆仑山的地狱之门。毫无疑问,这个横亘于中国西部版图的昆仑山脉,是地球上平均海拔最高,且延伸面积极大的山系。

    尽管现代人已经对那些恐怖的传说做出了科学的解释,但毕竟在这个高海拔层峦叠嶂的幽深峡谷里,究竟隐藏着多少不确定的风险,谁也无法预测。

    参加此次矿调的大多是二三十岁的年轻人,野外经验不足,何况在这种自然条件极其恶劣的艰苦环境中工作,既要保证大家的人身安全,又要保证顺利完成本轮矿调项目,这对于团队领头人滕家欣来说,是极大的挑战。

    民族团结一家亲

    远离城市的喧嚣,真正到了昆仑山,并不如想象的那么浪漫。高海拔,六月飞雪,这是昆仑山的常态。这帮小伙子能否支撑下去,的确是个问号。

    南疆地区地域辽阔,不论是地级市还是县城,抑或是乡镇所在地,到调查目的地都是动辄百十公里或几百公里的路程,“西昆仑铁铅锌资源基地调查与勘查示范”二级项目组不得不往最偏远、条件最艰苦的村庄里驻扎。

    在当地政府的支持与协调下,项目组在克孜勒苏柯尔克孜族自治州乌恰县波斯坦铁列克乡的依买克村旧村委会院内安顿下来。实际上,基于对他们人身安全考虑,当地边防派出所和当地村委会并不同意项目组驻扎在这个与外面没有阻隔、毫无安全设施的简易环境中。

    由于房屋年久失修,房顶漏雨,院内也淤积了十几厘米的泥水,杂草丛生,而生活用水要到位于高处的沟口去挑,水源常受到牲畜污染,既不卫生也不方便。

    这就是我们要住的地方?项目组成员大多是80后,研究生学历占一半出头,即使出生在农村,几乎也是娇惯着长大的,尽管大学时期老师一再描述过地质工作在野外的艰苦,心里多少有些准备,但见到眼前这般场景,一下子有点懵了,这已经远远超出了他们的想象。十几年寒窗苦读,学成毕业,在这种恶劣环境中生活工作,心理的撞击与纠结可想而知。

    面对简陋的驻地条件,作为这支队伍的老大哥、子项目负责人贺永康和临时党支部书记燕洲泉,一边安抚大家,一边给大家信心。他们说:“这是项目组今后几年生活和工作的地方,我们要自力更生,建设家园,创造一个舒适优美的生活和工作环境,展现出新一代地质人的精神风貌。”

    项目组成员迎着风雪进行剖面测量

    于是,党员干部带头,小伙子们丢掉身上依然保留的学生风范,卷起裤腿,撸起衣袖,自觉行动起来,积极投入到驻地建设工作中。

    项目组购买了水泥、砂子、砖头、防水材料、塑料管材和水管,自己动手修缮房顶,做防水处理,清理院内杂草、淤泥,挖沟埋管,从山上引水,一切工作都有条不紊地开展起来。

    在挖沟埋管过程中,引来了附近村民的围观。由于语言不通,村民们好不容易才知道这帮小伙子在干什么,纷纷拿起工具加入进来。项目组就近安装了公用接水口,顺带把驻地周边几户村民的院内都安装了水管线和水龙头,当水龙头打开,一股清澈的水流涌出来时,第一次用上“自来水”的村民们纷纷冲小伙子们竖起了大拇指,用最简单的肢体语言表达对这帮小伙子的感激之情。

    为了解决房屋不足的问题,小伙子们顶着烈日搭建伙房,人工拌混凝土、砌砖墙,一个个又俨然成了泥瓦匠,上梁、铺房顶、做防水顶棚、安装门窗、刷墙、垒灶台,尽管大伙儿都是第一次干这活儿,但一切看起来都很像那么回事,很专业,很认真。

    经过多日的努力,院内已被收拾得干干净净。篮球场有了,住房、会议室兼办公室亮了,墙上左侧挂着“中国地质调查局西安地质调查中心”、右侧挂着“南疆工程西昆仑二级项目部”的牌匾,正中央挂着“认真开展‘两学一做’,大力促进科技创新,全力支撑找矿突破”的标牌,醒目而气派。院内围起了花坛,空地已经被收拾成一块块菜地,这是准备种菜的。院子中央还设有一个1米见方的升旗台,鲜艳的五星红旗迎风招展。整齐停放的越野车在五星红旗的映衬下,分外悦目。

    看着一个废弃的村址,被自己亲手收拾成一个宽敞整洁的院落,这帮小伙子们不禁相互祝贺。隋清霖拿出手机把院子都拍了一遍,并且自言自语地说:“我得把这个发给我老丈人看看。”

    每当这个时候,都会招致小伙子们“哈哈”一阵哄笑,八字还没一撇,女朋友还不知是何方神圣,老丈人还是个未知数呢。这样的冷幽默,在昆仑山下这个偏僻宁静的村落中,时常会逗得大家前仰后合,热闹非凡。

    接下来的任务就是每天早上带着干粮进入深山,寻找矿化线索,填图。海拔三四千米的高山,因为高原反应,一双腿沉重得似乎绑上了沙袋,呼吸也不顺畅了,一个个嘴唇呈现出乌紫色,上山背着锤子,下山背回一堆石头,一天下来,人累得快散了架。几天下来,有的人甚至想退出队伍,回到大都市的喧嚣之中。

    昆仑山并没有武侠小说中描述的仙境般的浪漫,一切想象与现实相去甚远。不过,这毕竟是一帮被“三光荣”精神熏陶过的年轻人,现在身处中华“龙脉之祖”,一种武侠般的豪情油然而生,所有人心中都有一个这样的信念,早日为祖国找到大矿,为南疆的发展尽一份力量。

    他们如“野人”般地在这常年天寒地冻的雪山间穿梭,深一脚浅一脚地匍匐在雪山上、峭壁间,喝着凉水,吹着冷风,啃着冻硬的馒头,最好的伙伴就是石头,最爱干的事情就是摸着石头,看着石头,让石头的粉尘摩挲脸庞,雪山的冰水浸润眉间。他们以积极乐观的态度面对艰苦的矿调工作,围绕南疆工程和项目成果目标,以西昆仑锰矿找矿和调查研究为重中之重开展工作,以满腔的热忱,用地质锤在昆仑山敲响了最动听的声音。

    在驻地,由于周边居住的都是信奉伊斯兰教的柯尔克孜族村民,尽管团队中有的小伙子不吃羊肉,但为了尊重当地的民族生活习俗,食堂就改成了清真饮食,大家也毫无怨言。懂得入乡随俗、识大局,如何与村民和谐相处的道理,不计个人得失,体现了新一代地质人朴素的品德和包容的胸怀。

    这是一个充满活力、有战斗力的团队,作为南疆团队的带头人,一名老地质工作者,看到眼前的一切,滕家欣一下子放下心来。实际上,带领这帮年轻人来南疆之前,滕家欣是有些担心的,这帮年轻人能不能吃下这个苦,能不能顺利完成这次矿调工作,他一直心存疑虑。眼前的事实,让他原先的种种不安与担心顿时烟消云散。

    为保证本次矿调的顺利推进,促进成果转化,把资源优势转化为经济优势,2016年11月,作为南疆工程的副首席专家,高永宝被派遣到克孜勒苏柯尔克孜自治州,在原克州国土资源局挂职副局长。

    地质工作开展到哪里,党建活动就开展到哪里。在做好野外矿调的同时,项目部提出与村警务室联手,共同开展“两学一做”宣传教育活动和“民族团结兄弟情、警民共建一家亲”活动,得到了热烈的响应,一下子拉近了彼此的距离,增进了相互之间的情感。

    加克库瓦力警官与项目部的小伙子们成了无话不谈的朋友。有一次在跟贺永康聊天的时候,他把家中最近的烦心事告诉了贺永康,说他妹妹从上海财经大学毕业,留在了上海工作,他妈妈听人说,上海那边很乱,吵着要他把妹妹接回来到家门口工作,想贺永康帮忙出出主意。加克库瓦力警官说自己也没出过新疆,也不清楚上海那边的情况。

    贺永康听完一下子笑了,告诉他这是个误解,上海是国际大都市,社会治安一流,经济非常发达,你妹妹能留在上海,说明妹妹很优秀。你妈妈实在担心的话,带着你妈妈去上海看看就知道了。

    不久后,加克库瓦力警官果真带着妈妈去了上海,一看到上海的繁华,他妈妈乐坏了,回到家乡后逢人就说上海的美丽与繁荣,再也不提让闺女回来工作的事了。

    推进产业发展

    几个小伙子从山谷中缓缓地走出来,手上拿着白色的石头,脸上堆着兴奋的笑容,走在最前面的就是李侃。

    这里是海拔4600米以上的大红柳滩项目所在地。看到正向自己迎过来的团队领头人滕家欣,李侃举起了手中的石头:“滕总,我们找到矿了,这是一块锂矿石。”

    滕家欣接过矿石,露出一脸的兴奋。当他回过神来,仔细端详这几个小伙子那已经晒得黝黑的脸,眼泪一下子在眼眶里打转,因为强烈的紫外线照射,尽管他们头上都带着大边沿的遮阳帽,但由于昆仑山高海拔地区常年积雪,强烈的紫外线通过雪地反射到脸上,很容易灼伤皮肤,小伙子们脸上都蜕掉了一层皮。

    由于长期在这种高海拔地区工作,这些本来白白净净的帅小伙,一个个都被晒成了古铜色。

    实际上,这种野外的艰辛,较之于路途的艰险,算是小巫见大巫了。大红柳滩一带地处西昆仑腹地,遥望喀喇昆仑。这里交通不便,抵达工区需穿越昆仑主山脉,翻越众多达坂,绝大部分地区人迹罕至,距离最近县城达500公里,物资供应不便;自然条件极端恶劣,平均海拔在5000米以上,山势陡峭,切割强烈,常年有风,最高可达8级以上。

    在中国西部有一条神奇的“天路”——219国道,也称新藏公路。它穿越举世闻名的昆仑山、喀喇昆仑山,全线多为一望无际的戈壁沙漠和常年积雪的崇山峻岭,平均海拔在4500米以上,是世界上海拔最高、道路最险、路况最差、环境极其恶劣的高原公路。而去大红柳滩就得从这条线经过。

    “行车新藏线,不亚蜀道难。库地达坂险,犹似鬼门关;麻扎达坂尖,陡升五千三;黑卡达坂旋,九十九道弯;界山达坂弯,伸手可摸天”。这段顺口溜就是新藏线艰险的真实写照。

    由于这里特殊的气候条件和地质状况,泥石流、塌方、滑坡、地基沉降等频繁发生,致使库地、麻扎、黑卡三座达坂仍是问题路段,抢修的速度赶不上自然破坏的速度,当地人都说这是一段“永远修不完的路”。

    新藏西线于1957年开通,当时还只是简易的砂砾公路,最窄处仅有2.5米宽,驾驶的难度可想而知。其中,库地达坂虽然垭口海拔只有3150米,但它的高度是垂直的,一面悬崖峭壁,另一面则是万丈深渊,走在上面心有忐忑。加之自然和地质灾害的破坏,说是柏油路其实已成了搓板路,路烂且窄。正如当地司机所说:如果没有一定的高原驾驶技术和定力,会腿发软,手发抖。

    穿过这样的路段,无疑对人的意志和胆量都是一场严峻的考验。就是在这样的环境中,承担南疆地区大型资源基地调查任务的小伙子们也没有退缩,为了完成矿调任务,频繁地在这条线上穿梭。

    每天早上天刚亮,他们就带着干粮,背着地质包匆匆出发,工作区距住宿地方有很长一段路要走,所以往往是两三个馒头,一包咸菜当作午餐。简单充饥之后,再继续他们的工作,有时候实在太累了,躺在地上小憩一会儿,任由风吹日晒。

    昆仑山矿调工作区昼夜温差很大,紫外线辐射强度高,在山上时不时会遭遇暴雪、冰雹,不一会儿地上就白茫茫一片。冰雹肆意地打在脸上、衣服上,有时候大家都不说话,但会默契地抬起头,避免雪水融化脸上汗水干涸留下的盐碱流入眼中。

    由于长期在野外这种特殊的环境工作,大部分地质工作者都是男性,加之在这样的环境下不可能把家属带在身边,想家是必然的。但是,大多时候野外没有信号,项目团队中已经成家的年轻人,有时候想给家里打个电话都很难,时间久了,连听听最爱的人的声音竟都是一种奢侈。

    对于项目组成员来说,能在这样的环境中静心找矿,搞科研,不仅是一份工作,更是一份对地质工作精神的传承,是肩负国家使命、助力南疆脱贫的责任和担当。

    锂资源是重要的新兴产业资源,在当前国家新能源战略的大背景下,锂资源的开发利用贯穿节能环保、新一代信息技术、高端装备制造、新材料和新能源汽车等产业,具有非常重要的战略意义,被称为“21世纪的能源金属”。

    帕米尔-昆仑山伟晶岩区是我国重要的伟晶岩分布区,区内伟晶岩成群成带分布集中,以康西瓦-大红柳滩一带最为发育。早在20世纪60年代便在大红柳滩一带发现了锂矿矿化线索并发现1处中型锂矿,其后外围找矿一直进展不大。

    南疆地区大型资源基地调查工程通过在西昆仑大红柳滩一带开展1∶5万矿产地质调查,总结锂矿成矿规律,运用高寒深切割地区“空地一体”勘查技术方法组合,实现了该区伟晶岩型锂矿的找矿突破。

    艰苦的环境没有吓退他们,较低的地质工作程度反而提供了更广阔的找矿空间。通过开展基础性公益性地质调查,带动新疆地勘基金重点投入和带动商业性矿产勘查,引领南疆地区取得重大找矿突破,新发现一批大型-超大型矿床,促进形成了大红柳滩百万吨级锂矿、火烧云千万吨级铅锌矿和玛尔坎苏亿吨级富锰矿3处国家级大型资源基地,奠定了南疆地区矿业开发的资源基础,重塑了我国锂、铅锌和富锰资源格局。

    为推进成果转化,西安地质调查中心精准对接克州人民政府和企业的现实需求,紧密合作,创新性地建立了“克州模式”,通过开展国家紧缺矿产和战略新兴矿产调查、召开找矿突破与理论创新研讨会、互派干部挂职交流培养等多方面的合作,使得克州的锰、铜、铅锌找矿取得了重大突破;积极促进资源优势转化,共同编制完成了《克州矿业产业发展行动计划》《克州第三轮矿产资源总体规划》,使西昆仑玛尔坎苏锰矿带的勘查开发得以快速推动,富锰矿资源量已达5000万吨,一期电解金属锰厂已建成投产,2019年1月~10月实现产值9.4亿元,上交税费1.2亿元,带动地方就业约2000人,有力地支撑了克州矿业经济发展和绿色矿业发展。

    “克州模式”是落实中央对新疆社会稳定和经济社会发展要求的很好实践,也是新一轮“新疆358计划”合作机制的进一步深化和成功开局。

    昆仑山下情意深

    加拿大矿山。 张锦洪 摄

    澳大利亚矿石港口

    目前,世界各国高度重视关键矿产(也译为“危机矿产”),国际机构、政府部门、行业组织和科研院所均从不同侧面开展了专项调查或研究。

    关键矿产是出于资源、经济、环境、技术等各种原因而导致供应上可能存在一定障碍和风险的矿种,具有重要性、战略性、稀缺性、动态性等特点,是现代化经济体系建设急需、生态文明建设必需、新能源等新兴战略产业发展特需的矿种。

    世界主要国家管理关键矿产在战略、清单、风险、政策等方面都有各自的经验,对我国关键矿产的研究和管理工作具有借鉴意义。

    1 战略管理

    当前,世界范围内对关键矿产的理论研究、评估方法、产业政策等方面的管理,已经上升到全局、系统、长远的战略高度,逐步形成了各个国家或地区关键矿产发展战略。

    美国:将确保关键矿产安全和可靠供应上升为联邦战略

    2008年,美国国家科学研究委员会发布《矿产资源、关键矿产和美国经济》研究报告。2011年,美国能源部发布《关键矿产战略》研究报告。2017年,美国总统特朗普签署《关于确保关键矿产安全和可靠供应的联邦战略》总统行政命令,强调关键矿产是对美国经济和国家安全至关重要的非燃料矿产或矿物原材料,如果没有这些矿产资源,将会对美国经济和国家安全产生重大影响。

    研究数据表明,美国拥有大约价值6.2万亿美元矿产资源储量,但每年仍进口近70亿美元矿产品,美国军工部门每年需要进口75万吨矿产品,包括夜视镜使用的镧、光学跟踪设备使用的铍、防弹衣使用的镍和阿帕奇直升机使用的银。调查表明,美国90%的制造业高管对能否及时获得所需关键矿产表示担忧。美国地质调查局数据表明,42种非燃料矿产中,有11种净进口依存度高于90%,而且国外生产高度集中,对新兴技术来说是不可替代的矿种。因此,美国将确保关键矿产安全和可靠供应上升为联邦战略。

    欧盟:以安全获取关键原材料为目标

    欧盟于2008年发起《原材料倡议》,提出以安全获取关键原材料为目标的关键矿产战略。2010年,欧盟定义“关键原材料”是经济意义重要的、供应风险高的非燃料矿产或矿物原材料。欧盟委员会(欧盟唯一有权起草法令的机构)于2012年起6年内先后发布《为欧洲未来福祉提供原材料》《迈向循环经济》《关于欧盟循环经济行动的报告》《投资智能、创新和可持续发展工业——重新制定欧洲工业政策战略》《关键原材料和循环经济报告》,均涉及关键矿产发展战略。

    其中,关键矿产发展战略要点包括:支撑欧洲工业政策,提振欧洲工业竞争力;加强新矿山开发,增加关键原材料产量;促进关键矿产有效利用和再循环,将循环经济作为欧盟优先领域;提高欧盟各国各机构和广大投资者对关键原材料潜在供应风险和发展机会的认识;在贸易谈判、处理纠纷过程中重点关注关键矿产进口依存度,在实施《2030年可持续发展议程与目标》中充分发挥关键原材料的作用。

    欧盟成员国也相继制定关键矿产发展战略。比如:《法国战略金属计划(2010)》《德国原材料战略(2010)》《荷兰原材料政策(2011)》《葡萄牙地质资源和矿产资源国家战略(2013-2020年)》《瑞典关键矿产发展战略》《芬兰矿产资源战略(2010)》等。

    英国:提出以关键矿产为重点的自然资源联合战略

    英国《资源安全行动计划(2012)》是一项自然资源联合战略,详细介绍英国政府认识到关键矿产的重要性和必要性,加强国家资源战略和关键矿产的评估研究,为企业提供解决关键矿产供给风险的行动框架,建立一个在政府与现有伙伴关系基础上的关于自然资源问题的行动计划。2018年7月,英国政府发布《国家规划政策框架》强调,促进关键矿产的可持续利用,为国家发展的需要提供足够的矿物供应,并对此制定专门的规划和政策。

    澳大利亚:战略强调抢抓机遇、发挥优势、延续繁荣

    澳大利亚是一个大宗矿产品主要出口国,2018~2019年度,资源和能源出口总额将创下2520亿澳元的新高。该国2013年发布研究报告《高科技世界的关键矿产:澳大利亚供应全球需求的机会》,分析了澳大利亚关键矿产的资源潜力,认为关键矿产是对全球及主要经济体发展至关重要的矿产资源。2018年,澳大利亚“资源2030工作组”发布近20年来最新一份国家资源声明《澳大利亚资源:确保子孙后代的繁荣》研究报告。研究报告高度重视电池产业和其他关键矿产下游产业,进一步强调寻找生产、加工和出口新材料的机会。

    日本:战略要求高度重视海外矿产资源可靠供应

    2012年,日本政府发布《矿产资源安全战略》,其战略重点是安全有效地从世界各资源国家获取关键矿产,战略要求是政府高度重视海外矿产资源的可靠保障。在《矿产资源安全战略》指导下,日本当年就与越南签署了在越方境内联合勘查稀土的协议。

    2 清单管理

    近年来,世界各国关于关键矿产评估方法的研究比较活跃,并在实际操作中运用相关模型形成了关键矿产的目录清单,成为关键矿产管理的重要手段和基本方法。

    国外关键矿产目录概况

    2011年,美国能源部分析了风能涡轮机、电力汽车、太阳能电池和节能照明设备所需要的14种关键矿产。2016年,美国国家科学技术委员会发布《关键矿产的评估方法和初步应用》研究报告,确定了32种关键矿产目录,其中对铂族金属的研究更加充分,对硅以及有关合金高度重视,在关键矿产目录中突出铂族金属、硅及有关合金的排序。2018年,美国内政部公布新的关键矿产目录共35个矿种,与2016年目录相比增加了砷等非金属,以及铀、锂、铷、铯等高技术产业应用广泛且发展前景看好的矿产。

    2010年,欧盟发布关键原材料评估方法,决定建立关键原材料目录,并且每3年一次更新目录。2011年评估出14种关键原材料,2014年评估出20种关键原材料,2017年从61个原材料中评估出27种关键原材料。

    澳大利亚资源能源和旅游部结合自身国情和矿情发布关键矿产目录,评估分为一类和二类资源关键性指数。2013年,澳大利亚地质调查局确定了稀土、铂族金属、钴、镍、铬、锆、铜、铟等22种关键矿产目录。

    英国地质调查局在2011年和2012年研究矿产资源供应风险指数,并定期进行关键矿产目录更新。英国地质调查局的评估方法不断改善,2015年确定了稀土元素组、锑、铋、锗、钒、镓、锶、钨、钼、钴、铟等40种关键矿产目录。

    国外目录清单主要特征

    一是关键矿产目录中的矿产种类,大多数大宗矿产不在目录之中。而铜和铝这两种20世纪的大宗金属,在21世纪仍将有较大的需求量,主要原因是能源产业发展的驱动,特别是电动汽车和输配电、电缆等领域的需求。这在一定程度上也表明,随着全球的经济发展和技术进步,经济结构调整和产业结构升级,所需要的矿产种类在发生变化。

    二是关键矿产目录中的矿产种类,非金属矿种数量不多但相对集中。主要包括天然晶质石墨、萤石、重晶石、硅藻土、滑石等少数几种特种非金属。与金属矿产相比,非金属矿产的开发利用仍然存在很大程度的不足,这需要材料技术方面的重大创新与突破。

    三是关键矿产目录中的矿产种类,相似度非常高的矿种是“三稀金属”。主要包括稀土、锂、钴、镍、锰、钨、铍等稀有、稀土和稀散金属。这些都是未来国际竞争的重要矿种,是高新技术发展的关键矿种,是生态文明建设的必需矿种。

    四是一些国家或地区将不少特种金属合金列入关键矿产目录。合金元素指的是在冶炼金属的过程中加入一定数量的一种或多种金属或非金属元素从而获得材料的特殊性能,如提高强度、改善抗氧化性能、提高塑性和工艺性能等,而这些添加进去的辅助性元素材料就叫作合金元素。

    五是关键矿产目录是动态的,不同关键矿产的危机性也是动态的。这主要取决于技术的进步和产业的调整。比如,欧盟委员会关键矿产目录,原则上每3年调整一次,每次调整时,可能增删一些关键矿产的种类,也可能对一些关键矿产的危机性进行调整。比如锂,在早期一些关于关键矿产的研究报告中,或者将锂排除在外,或者评估锂的危机性较低,但随着电动汽车的发展,近期一些关于关键矿产的研究,均将锂列入目录之中并加以重点分析和研究。

    3 风险管理

    近年来,全球范围内围绕关键矿产竞争日趋激烈,并呈现复杂化、扩大化的态势。强化关键矿产风险因子管理,成为各国政府矿政管理的重点工作。

    重点矿种是关键矿产管理重中之重

    美国地质调查局研究的42种非燃料矿产中,国内资源或产能无法满足国内需求的矿种有11种,包括铼、铂、钯、钛、锰、铬、锂、锆、钽、铌、铑,都是在现代社会发挥重要作用的关键矿产。

    未来的资源冲突和供给风险则可能更多地集中于对某些非燃料矿产的竞争,比如锂、镍、钴等,其原因是这些危机性十分突出的重点矿种的广泛运用,使得一批又一批新兴技术成为可能或现实。例如:锂是电动汽车的重要燃料。研究预测,2035年全球锂需求量可能比2017年增长30倍,未来关于锂资源的市场竞争将非常激烈。由于电池中含镍钴锰三元材料,未来镍需求量也将会大幅度增加。而钴作为一种非常稀缺的矿产,2016全球钴消费中用于电池生产的钴的比例上升至46.5%。

    净进口依存度是关键矿产管理的基本因子

    美国地质调查局认为,净进口依存度是量化一个国家对某种矿产品来自国外的消费量,可以观察国外来源的关键矿产的潜在供应中断风险。2017年,美国地质调查局提供了90多种非燃料矿产和原材料的生产、消费和进口依存度数据,将这些数据合并为每种矿产品的“净进口依存度”,对美国关键矿产进行分析,并提出满足美国关键矿产需求的建议。

    生产集中度是关键矿产管理的重要指标

    生产集中度,是指某个行业的相关市场内若干家最大的排名靠前的企业所占市场份额的总和,是对整个行业的市场结构集中程度的测量计算,是市场实力的重要量化指标。在美国等国家或地区关键矿产评估方案中,生产集中度是主要指标。

    根据美国地质调查局的数据,全球70%的锂资源储量在智利、玻利维亚和阿根廷,锂矿生产的国家集中度已经远远高于10年前水平,由此导致锂矿供不应求,价格维持强势。另外,2017年刚果(金)钴矿资源占全球钴储量和产量的50%和60%。

    地缘政治是关键矿产风险的一个瓶颈

    地缘政治是根据各种地理要素和政治格局的地域形式,分析和预测世界或地区范围的战略形势和有关国家的政治行为,把地理因素视为影响甚至决定国家政治行为的一个基本因素。在世界范围的关键矿产竞争中,地缘政治往往发挥出难以预测的作用。对于政府主导自然资源海外投资尤其是关键矿产投资的国家而言,总体上看,更加关注地缘政治而非市场意义,使地缘政治成为关键矿产供给中断的突发风险和管理瓶颈。以钴为例,当前全球最大的钴供应国刚果(金),政局时有动荡,政府治理指数扭曲,导致钴供应风险加大。

    综合协调是关键矿产风险减缓的有效途径

    一是各国政府在关键矿产竞争中扮演着重要角色。美国于1970年颁布相关法律,强调提振美国矿产资源产业,促进国内矿业发展,积极开展循环利用;1980年又提出确保涉及国家安全和经济发展的关键矿产的稳定供应;近几年特朗普签署总统行政命令,高度重视关键矿产问题。其他各国政府矿政部门在关键矿产管理也中积极作为,其主要职能是确定关键矿产目录清单,开展关键矿产调查评价,简化矿业权审批程序,营造良好投资环境,促进关键矿产勘查,鼓励关键矿产开发。

    二是学术界在关键矿产研究中发挥出基础性作用。关键矿产是全球矿产资源政策研究的热点课题。比如:美国国家科学研究委员会2008年发布研究报告和矿种目录;白宫成立危机原材料研究小组,主要职能是推进关键矿产基础研发,促进关键矿产供应多样性,提供关键矿产市场风险信息,建立联邦基金,评估市场风险,提供决策支撑。

    三是矿业界将矿产勘探开发的重点向关键矿产转移。2014年,英国石油公司BP公司发布研究报告,其特点是从能源消费角度予以考虑,分析未来可能出现的新能源消费路径,加大关键矿产勘探开发的投入。

    4 政策管理

    目前,世界范围内的关键矿产管理政策,可以概括为扩大国内供给、稳定全球供应、加强循环利用、推进技术研发等4个方面。

    扩大国内供给

    一是加强国内关键矿产资源评价。美国开展了现代历史上首次关于关键矿产的全国地质调查。欧盟提出建立原材料战略数据库,通过有效畅通的数据来支撑矿产资源评价。利用欧盟资助的各类项目,提供有关地质信息,以支持获取关键矿产的空间土地利用计划。2010年欧盟特设改善矿产资源开采框架条件工作组,实施相关计划,其目标都是评价尚未查明储量的矿产资源,重点是关键矿产。

    二是鼓励开展国内关键矿产勘查。美国强调查明关键矿产新的来源,确保美国矿业公司和生产企业可以采取电子方式获得美国国土范围内最先进的地形、地质和地球物理数据。欧盟鼓励成员国增加国内采矿业投资,加大关键矿产勘查力度。

    三是简化关键矿产矿业权审批流程。美国要求精简矿业权租让和许可程序,加快关键矿产资源准入速度,推动勘探、生产、加工、回收和冶炼进程。欧盟鼓励成员国制定矿产资源政策,使得矿产资源勘查和开发审批流程更加有效、清晰、易懂,简化行政程序。

    稳定全球供应

    稳定全球供应是世界主要国家保障关键矿产供应的重要手段。提高国外来源的关键矿产保障程度,是各个国家对关键矿产关注的重点,也是关键矿产管理的要点。美国政府明确提出,改变关键矿产依赖国外供给的格局,欧盟的主要目标是加大国外关键矿产供给力度。稳定全球供应、降低国外供给风险,成为各国关键矿产管理的重要任务。

    加强循环利用

    当前,全球关键矿产最终产品的回收率很低,许多情况下不到1%。世界各国都在研究制定和积极实施关键矿产最终产品回收利用的措施,形成全产业链的高效回收利用,推进循环经济。欧盟于2015年提出《迈向循环经济》报告,2017年提出《关于欧盟循环经济行动的报告》,2018年提出《关键原材料和循环经济报告》,大多涉及关键矿产最终产品的回收利用。

    推进技术研发

    目前的研究,以减少关键矿产使用强度、寻求替代技术突破等创新创造为主,重视基础性研究,促进清洁能源发展,拓展关键矿产供应多样性。美国地质调查局全面开展全球评估,确定关键矿产新的资源,关注矿产品使用效率、替代、回收等技术。日本经济产业省与资源开发企业和大学合作,促进关键矿产的高效使用和循环利用。欧盟《原材料倡议》提出后,已经实施56个项目,其中技术类项目2.67亿欧元,包括勘探、开采、选冶、替代性、废弃物处理等技术;非技术类项目2830万欧元;国际合作750万欧元。

    启示与建议

    加强关键矿产调查研究及勘查工作

    鉴于国际经验,建议我国提高对关键矿产工作的重视程度,加强关键矿产的调查研究及勘查工作。

    一是建议组织专门力量,进行关键矿产目录编制研究。对此,要建立专责小组,确定关键矿产评价指标体系,提出关键矿产清单,尽快形成我国关键矿产目录。同时,加强对备选关键矿产的形势分析,加强跟踪监测、预警和研判,有针对性地提出关键矿产的发展战略和产业政策。

    二是抓好关键矿产潜力调查评价与规划。建议针对重点地区、重要成矿带加强关键矿产资源潜力调查评价,加强关键矿产成矿理论模型研究,摸清我国关键矿产资源潜力,并以此为基础做到关键矿产资源潜力调查工作制度化。

    三是加大关键矿产勘查力度。建议将关键矿产勘查作为今后“找矿突破战略行动”的主攻矿种,进一步创新找矿机制,采取积极有效的激励措施,吸引社会资本对关键矿产勘查的投入。对此,要重视理论及方法、机制创新等研究,着重加强绿色勘查工作,为提高关键矿产国内保障能力奠定扎实的资源基础。

    四是制定相应的关键矿产矿业权制度。建议在深化矿产资源管理制度改革过程中,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,优化矿业权出让流程,完善矿业权出让收益标准,降低企业矿业权获取和持有成本,加快关键矿产地质调查成果的应用转化,尽快将找矿靶区转化为可以向社会出让的探矿权。

    五是加强关键矿产全流程和生命周期管理。建议确立跨部门协调机制,由资源管理部门、产业管理部门乃至境外投资促进部门采取统一政策和目标导向,确保关键矿产的安全稳定供应。同时,要采取多种政策手段加强技术研发工作,重点是关键矿产的高效利用和循环利用以及替代品研究,提高国内关键矿产资源的勘查开发和利用效率。

    六是优化境外关键矿产资源战略布局。加强对国外关键矿产战略布局研究和前期基础调查,引导企业“走出去”获得矿权。尤其要关注“一带一路”沿线国家集中度高的关键矿产,如南美铜、锂矿,非洲的镍、铜及钴矿等,要作为战略布局的重点。

    作者单位:中国地质调查局发展研究中心(自然资源部矿产勘查技术指导中心)

    从战略高度谋划对策保障供应

    泰晤士河是英国伦敦的母亲河,但在19世纪中期以后,河流污染严重,生态环境不断退化。从19世纪中期至今,英国政府与社会对其开展了长期治理。在治理过程中,以英国环境研究理事会及英国地质调查局为代表的地球科学研究机构做出了卓越贡献,提供了大量基础数据和地球科学认识。泰晤士河的治理,形成了在法律、机构、资金、产业、科研、技术等多方面的经验,可为我国江河污染治理和生态修复提供借鉴。

    工业革命以来的严重污染

    泰晤士河全长约346千米,为英格兰最长河流,全英国第二长河,也是全世界水面交通最繁忙的都市河流和伦敦地标之一。泰晤士河流域面积13100平方千米,占英国国土面积的5.4%;形成了许多城市,除去伦敦之外,还有牛津、雷丁和温莎等,是全国经济发达地区,人口占全国的1/5。泰晤士河是伦敦的主要水源,占总供水的2/3。直到18世纪,泰晤士河水产丰富、野禽成群、风景如画,是著名的鲑鱼产地。

    泰晤士河整个流域的大规模污染主要由工业化引起的人类活动增加所致,且随着社会发展,污染的类型和分布不断变化。

    英国地质调查局的泰晤士河流域三维综合建模

    1780年代,抽水马桶开始流行可看作是污染的开始。因为泰晤士河是伦敦居民的主要水源,污染使伦敦市霍乱相继爆发,导致1832年死亡5275人,1849年死亡18036人,1854年死亡11661人。

    1878年9月3日,“爱丽丝公主号”沉船事件发生。船上800名乘员中有 650人溺毙,这一事件让英国社会高度关注排污口以下河段的污染问题。

    战后即上世纪50年代,合成洗涤剂的广泛使用导致附着在水体表面的污染物难以被降解,河水溶解氧(DO)几乎为零,形成严重污染,几乎没有鱼类能生存。甚至发生了停靠在泰晤士河码头船体的镀层被污水腐蚀而变黑事件,造成了恶劣的国际影响。

    泰晤士河污染所导致的严重后果,迫使英国政府经历了一百多年的治污历程。

    实施全流域治理修复

    泰晤士河流域的治理修复过程可分为三个阶段:转移污染、流域修复和监测巩固。

    1. 转移污染——隔离排污,终端处理

    1848年英国议会通过了《都市排污法》,测量、设计并改进了伦敦下水排污系统。建立起“隔离式”排污系统方案。方案从1834年就已提出,但政府部门间的博弈和讨论不断,一直无法实施。

    直到1858年夏,泰晤士河“恶臭”大规模爆发,迫使在河边工作的英国议会和政府迅速行动,通过一项法案以“改进下水排污系统,尽最大限度防止污水直排泰晤士河”。从1858年到1885年,伦敦泰晤士河相继建成隔离排污系统,加上排污口污水处理,基本奠定了英国泰晤士河水污染治理的“隔离排污、终端处理”的百年规划理念,影响直至今天。

    2. 流域修复——统一管理,系统治理

    1955年至1975年,泰晤士河开始了第二阶段的治理,主要是将治理的范围扩展到了全流域,并采取了系统方法进行修复。这一时期,英国水资源经历了从地方分散管理到流域统一管理的历史演变。

    从1960年代起,英国对河段实施统一管理,把泰晤士河划分成10个区域,合并了200多个管水单位,建成一个新的水务管理局——泰晤士河水务管理局,实现了全流域统一管理的可能。

    这次治理秉承全流域治理的理念。大伦敦地区的180个污水处理厂缩减合并为十几个较大的污水处理厂,各类下水和污水处理设施合理布局,升级改造污水处理设施技术,并采取了对河流充氧的措施来提高河流的溶解氧。 目前,泰晤士河全流域建设污水处理能力几乎与给水量相等。沿岸的生活污水须经处理后才能排放,污水处理费计入居民的自来水费。

    到上世纪80年代,河流水质已恢复到17世纪的原貌,达到饮用水水源地的水质标准。鱼类绝迹百年后,多种鱼重返泰晤士河。

    3. 监测巩固——全域监测,科技助力

    1975年后,泰晤士河的治理进入了巩固阶段,水资源全流域管理的方法不仅解决了污染治理资金不足的难题,而且促进了城市经济的发展。在此阶段,英国政府一方面不断投资对污水处理设施进行技术改造,如对污水的处理已采用超声波监测控制、污泥密度和包膜电极监测溶解氧等新技术,此外遥测技术也得到使用。另一方面严格控制工业污水的排放,对沿河两岸的工矿企业严加监督,规定除了经过净化处理的水以外,将任何东西排进泰晤士河都是非法的。此外政府利用科研机构开展了全流域多要素的水质监测,并实施了生态净化。

    经济转型和产业升级也是治污的有力措施。近年来,随着英国产业的升级改造和大伦敦区的经济模式转换,重污染工业企业相继关闭,代之以各类文化和服务机构,大大缓解了泰晤士河的污染压力。今天泰晤士河已经重现昔日的碧水蓝天。

    针对一直以来下水道雨污不分流导致的问题,英国政府宣布将耗资20亿英镑,于2020年前在伦敦地下80米处修建一条长达32千米的排污水道,进一步改善污染物在河道外的输送条件。

    环境科研机构的重要作用

    英国环境研究理事会(NERC)下属的各科研机构,如英国地质调查局(BGS)和生态水文中心(CEH)与全国环境保护机构合作,在泰晤士河流域开展了大量的调查研究工作,有力地支撑了系统治理和生态恢复。

    1. 调查监测——提供治理所需的地球科学基础数据

    BGS在泰晤士河口开展钻探,测量汞异常,以确定污染程度和深度,并对防洪和排污进行河道调查,内容包括人居环境调查、河道周围地形图测制、水文调查、水位和河道容量调查等。

    BGS通过河流栖息地调查,形成了流域基底数据,包括地质、地形、水质、水流量等;通过水生微生物分析,揭示季节、年份变化。同时,为了保障城市建设需要,BGS还开展了多个图幅的 1∶2.5万砂石资源调查。

    NERC和环保机构合作开展了水源地监测,在饮用水水源区、重要物种区、娱乐水域、营养敏感区、保护区内布置了上千个监测点,从源头和末端进行水质监测。

    2. 研究评价——深入研究地上地下水相互作用和污染物的运移机理

    BGS研究了地下水-地表水相互作用,通过地下水体、基本流量、硝酸盐、过渡区域、观测站数据、洪泛区、水质、气候变化等因素的分析,揭示泰晤士河流域的地下水体化学状况、灰岩含水层水质量等。

    CEH在上游对影响水资源的土地利用、气候因素、人为磷输入源进行研究,并通过历史水位和全球变化引起的海平面上升模拟,积极评估防洪设施的防洪水平,为达千年一遇水平,确定需加固的区段。

    3. 模拟预测——以三维地质建模和时序分析支持水管理的科学决策

    BGS建立了伦敦地区和泰晤士河流域三维地质模型,包含基本构造、地层、城市地下空间、地质灾害、土地利用、含水层特性数据、水位数据、钻孔地球物理数据、海岸和海洋等数据,从而构建跨学科、多要素、面向决策的整合科学研究基础。

    BGS使用过去120年的降雨、径流、蒸散等数据进行水流模拟,形成基于时间序列分析的预测成果。

    CEH通过藻类和磷集成模拟的流域研究,对一系列缓解和适应战略的成本效益进行了评估,认为最有效的策略是将化肥用量减少20%,同时对废水进行高标准处理。其结果可使水质接近欧盟水框架指令的指标。

    CEH通过区域气候模式获得的降雨量和潜在蒸发量,模拟了泰晤士河流域未来流量的变化。

    4. 支持修复——机构主动作为,助力保护修复

    NERC的各科研机构主动参与并实施伦敦各河流行动计划(2009),恢复和改善伦敦的各条河流,改善洪水管理;改善野生动物栖息地,支持可持续发展;帮助城市适应不断变化的气候,为伦敦人提供更好的生活。

    我国可以从中借鉴什么

    1. 建立权威的流域管理机构对流域实施统一管理

    1960年成立的泰晤士河水务局,被赋予流域管理机构的权力后,治理产生了立竿见影的效果。这种大胆的体制改革被欧洲称为“水工业管理体制上的一次重大革命”。从泰晤士河流域的治理经验来看,一个强有力的具有综合决策和协调手段的流域管理机构是整治流域水污染的基本条件。

    我国当前应改变流域用水、管水、治水等工作的分散局面,解决无权过问行政及经济方面受到制约的局面,可成立治理专门委员会,对流域进行统一规划与管理,提出水污染控制政策法令和标准,并建立相关治理项目。

    2. 加快完善水污染治理相关法律法规

    从泰晤士河的治理历程来看,逐步完善水污染防治相关法律法规发挥了举足轻重的作用。内容涉及水资源保护、污染源管理和控制、水环境管理、水质监控等方面。其中,《污染控制法》明确了对各种违规行为的处罚规定,对污染城市河流及其他水环境的行为,起到令行禁止的作用。

    我国可在目前水资源保护标准上,充分考虑水环境保护、水资源管理和水污染防治三者的历史依存关系,坚持水资源开发利用和水环境管理监督职能应完全分开的原则,适时出台一些法律。

    3. 重视科技创新,以地球系统科学引领规划治理

    在泰晤士河治理过程中,科学技术的支持作用非常突出,特别是泰晤士河的第二次治理是在有关科学研究的前提下实施的。科学研究帮助水务局制定了科学合理、符合生态原理的治理目标,根据水环境容量分配排放指标,并及时跟踪监测水质变化。在此过程中,英国环境研究理事会和英国地质调查局发挥了专业优势,提供了十分有价值的地球科学数据和知识。

    我国在水污染治理中既要持之以恒,同时也需要科学的研究与规划。尤其是要发挥中国地质调查局的地球系统科学优势,持续不断地提供调查、监测数据,深入研究地表水和地下水的关系,适时提供关于流域的研究评价成果,为治理和修复提供地球系统科学解决方案。

    4. 建立资金保障机制,开辟多种融资模式

    为了解决资金缺口问题,泰晤士河采取了多种融资方式,这些融资方式成功的一个主要特点是市场化运作。如泰晤士河水管理局通过向排污者收取排污费,并发展沿河旅游娱乐业,仅1987年~1988年,其总收入就达6亿英镑,这不仅满足了水环境治理的需要,还向政府上交盈利2亿英镑。我国可充分调动政府、企业与社会的积极性,为私营部门进入污染治理领域创造制度与政策环境,从而造就多元化融资模式。

    5. 加快促进沿岸产业结构的转型升级

    泰晤士河在治理过程中并没有强迫关闭沿岸企业与工厂,而是提高了排污相关指标。全面实行“污染者付费”原则,并制定了相关法律,加快促进沿岸产业结构的转变。因此,我国可探索构建政府部门与流域企业的和谐关系,引导、鼓励其实现转型升级、绿色发展,从源头上减少污染,并在治理中加强政府管理。

    6. 掌握先进的污染处理技术和生态防治措施

    泰晤士河在治理过程中结合了工程治理措施与生态防治措施,采用了先进的污水处理技术,以及如芦苇床处理系统为代表的湿地污水处理工艺,以实现人工净化加自然净化的效果。我国也应该应用这些污水处理技术,引进或探索适合于我国气候条件的生态净化措施,寻找可检测污染物水平的化学、生物指标。

    (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)

     

    地球科学机构在泰晤士河流域治理中的支撑作用

    莱茵河是欧洲的重要航道及沿岸国家的供水水源,对欧洲社会、政治、经济发展起着重要作用。19世纪下半叶以来,莱茵河流域工农业快速发展造成了严重的环境与生态问题,莱茵河一度被称为“欧洲下水道”和“欧洲公共厕所”。莱茵河流域各国直面问题,汲取教训,制定治理目标并开展有效行动,历经多年努力,整个流域实现人与自然和谐相处。莱茵河流域管理被誉为国际流域管理的典范。梳理和总结莱茵河流域管理的发展历程、经验与做法,有助于为我国流域治理与国土空间管制提供借鉴。

    工业化城市化阶段莱茵河流域出现的主要问题 

    1850年以后,莱茵河沿岸人口增长和工业化加速。二次世界大战后,随着工业复苏和城市重建,莱茵河流域工业化再度加速,莱茵河周边建起密集的工业区,以化学工业和冶金工业为主。伴随着一个多世纪的工业化进程,莱茵河流域先后出现了严重的环境污染和生态退化问题,主要表现在以下方面。

      

      图1 莱茵河流域综合治理历程(引自王思凯,张婷婷等.莱茵河流域综合管理和生态修复模式及其启示.长江流域资源与环境, 2018,27(1):215-224) 

    一是废弃物任意排放,水土污染严重。

    自1850年起,随着莱茵河沿岸人口增长和工业化加速,越来越多有机和无机物排入河道,氯负荷迅速增加。二次世界大战后,随着工业复苏和城市重建,莱茵河水质更加恶化。1973~1975年监测数据表明,每年大约47吨汞、400吨砷、130吨镉、1600吨铅、1500吨铜、1200吨锌、2600吨铬、1200万吨氯化物随河水流入下游荷兰境内。

    二是生态环境快速退化,生物多样性受损严重。

    河道污染和不适当的人类活动造成了生态环境退化。18世纪与19世纪之交,由于水力发电、航运发展和河道渠化,同时机械工具过度捕捞,鱼类大量减少。至1940年鲑鱼几乎从全莱茵河流域绝迹。水生动物区系种类数量大幅度减少,种类谱系以耐污种类为主。

    三是流域洪水问题突出,经济损失不断增大。

    莱茵河流域洪水问题十分突出。1882~1883年、1988年、1993年和1995年发生了流域性大洪水。由于流域内土地开发利用、水利和航运基础设施建设的发展,天然洪泛区域不断减少,洪水最高水位、时段洪峰流量一涨再涨,沿河堤防和其他防洪工程并不能提供百分之百的安全保证,沿洪泛区受堤防保护的居民区和工业区的危险性加大,潜在的洪灾损失普遍增大。

    四是土地开发无序,次生灾害突出。

    20世纪,由于西欧人口剧增,为增加粮食产量,莱茵河两岸的土地被大规模开垦。人们在大量的灌木林地中开挖沟渠,降低水位以适合农作物生长。流域的各种自然风貌也因此被改变,排水使得大片土地沉陷并低于海平面,加上海水位上涨,致使防洪形势十分严峻。

    为了改善通航条件,采用工程措施裁弯取直和束窄河道。由于被束缚在很窄的范围内,且取直以便通航,河道水流的流速加快,河床冲蚀严重并伴随下切,水位下降,引发周边地区水位下降,森林、农田缺水,使四周湿地的生态系统大受影响。旱年,在德国境内的莱茵河段是多支叉的呈“辫子状”的游荡性河流,大量支流构成非常复杂的河系。由于洪泛区不断改变,在此区域居住十分危险。

    莱茵河流域综合治理历程与主要措施 

    从20世纪50年代开始,相关国家启动了莱茵河流域治理,经历了污水治理初始阶段、水质恢复阶段、生态修复阶段、提高补充阶段(图1)。

    (1)污水治理初始阶段

    1950年,瑞士、法国、卢森堡、德国和荷兰五国联合成立了保护莱茵河国际委员会(ICPR),并于1963年签订《莱茵河保护公约》,首要目的是解决莱茵河日益严重的环境污染和水污染问题。流域内各国通过委员会进行合作,但并没有明确各自在控制污染扩大方面的义务,因此在污水治理初始阶段没有取得比较明显的成效。

    (2)水质恢复阶段

    1986年,瑞士发生的重大莱茵河污染事件终于唤醒民众、企业和政府,流域内各国开始着手开展莱茵河的综合治理。各国开始采取了一系列积极措施防止水质恶化。

    (3)生态修复阶段

    在水质逐渐恢复的基础上,ICPR又提出了改善莱茵河生态系统的目标,既要保证莱茵河能够作为安全的引用水源,又要提高流域生态质量。从生态系统的角度看待莱茵河流域的可持续发展,将河流、沿岸以及所有与河流有关的区域综合考虑。

    (4)提高补充阶段

    2001年,“莱茵河2020计划”发布,明确了实施莱茵河生态总体规划。随后还制订了生境斑块连通计划、莱茵河洄游鱼类总体规划、土壤沉积物管理计划、微型污染物战略等一系列的行动计划。2000年后,这些行动计划已经从当初迫在眉睫的挑战转向更高质量环境的创建和生态系统服务功能的开发上来。

    莱茵河流域综合治理措施与做法主要包括:

    (1)建立流域多国间高效合作机制

    莱茵河流经多个国家,多国之间合作是流域治理成功的重要保障。莱茵河流域合作治理的核心机制是1950年成立的ICPR,经过60多年发展,已成为全球流域治理领域的一个多国间高效合作的典范。ICPR具有多层次、多元化的合作机制,既有政府间的协调与合作,又有政府与非政府的合作,以及专家学者与专业团队的合作。它不仅设有政府组织和非政府组织参加的监督各国计划实施的观察员小组,而且设有许多技术和专业协调工作组,可将治理、环保、防洪和发展融为一体。

    (2)树立一体化系统生态修复理念

    在欧洲工业化进程中,莱茵河沿岸各国都对其进行了大规模的开发,采取了大量的工程措施,如筑坝、河道疏浚,以及裁弯取直、截断小支流等。这些改造使得原先自然的、动态的、难预计的河流转变为静态的、可以设计的人工河道,以方便管理和获取各种利益。河流空间因此遭到蚕食,引发许多不良结果。而对这些不良结果的治理依然是通过引入和采取新的工程性措施,如此便形成了恶性循环。长此以往,莱茵河已变得面目全非。意识到过多的人为作用对河流自然发展规律的破坏,莱茵河流域治理开始探索河流的动态和一体化治理,即注重工程和非工程措施的结合,以及源头控制、分散治理。观念上的转变引导治理措施和治理目标的改变,更加注重维护、恢复河流的自然特性,且更注重其生态恢复,从而为各种生物提供了生存环境。

    (3)推进流域基础地质、环境地质与生境调查

    根据流域治理需要,莱茵河沿岸各国开展了基础地质调查、水文地质调查与填图工作。法国、德国等国家1∶10万、1∶5万地质填图已基本完成。在基础地质填图基础上,各国开展了水文地质、自然灾害等环境地质调查与填图工作。德国联邦地球科学与自然资源研究所牵头,自1960年开始经过50余年的努力,编制完成了1∶150万欧洲水文地质图系。1982年,欧共体环境总司组织编制了1∶50万欧洲地下水资源图系,由38幅、148张图件组成,覆盖了比利时、德国、丹麦、法国、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰和英国等9个国家。2013年,在对1∶150万欧洲水文地质图进行矢量化的基础上,Cornu等人编制了欧洲地下水生境分布图,反映与生物相关的地下水流、含水层孔隙大小和渗透性的空间变化。

    (4)分阶段编制并联合实施流域治理规划

    20世纪80年代以来,ICPR在国际合作框架下,签署了一系列有关莱茵河流域治理的协议。签约国家协调一致,共同采取行动,对莱茵河环境改善和流域管理起到了巨大作用。1976年,各成员国签署了控制化学污染公约、控制氯化物污染公约,要求各成员国建立监测系统和水质预警系统,控制化学物质的排放标准。1987年通过的“莱茵河行动计划”,从河流整体生态系统出发来考虑莱茵河治理,并将鲑鱼的重新回归作为治理效果的重要标志,以此提出“鲑鱼2000行动计划”。1998年,“莱茵河洪水管理行动计划”获得通过。2001年,莱茵河部长会议通过了“莱茵河2020计划”,包含4个方面的治理目标:生态系统改善、防洪、水质及地下水保护。

    (5)建立量化指标体系和各种生态修复模式

    莱茵河规划和治理在欧盟框架下统一实施,在目标上达成统一,并制定了许多量化考核指标。在“莱茵河行动计划”中,主要目标包括污染控制和改善生态环境等部分,就是以珍贵鱼类重返莱茵河(“鲑鱼2000”)为实现生态目标的重要标志,即到2000年让鲑鱼回到莱茵河。对于上述目标,每个国家都采取了相应的措施。其它还有许多需要各国共同参与、公众能够直观感受到的恢复性指标,如使莱茵河兰德平原到2020年受到洪水危害的程度与1995年相比减少25%等。

    (6)建立完善的监测预警体系

    为了确保水体保护与治理的有效性,保护莱茵河委员会在莱茵河及其支流建立了水质监测站,从瑞士至荷兰共设有57个监测站点,通过最先进的方法和技术手段对莱茵河进行监控,形成监测网络。每个监测站还设有水质预警系统,通过连续生物监测和水质实时在线监测,能及时对短期和突发性的环境污染事故进行预警。ICPR和莱茵河水文组织(CHR)于1990年共同开发了“莱茵河预警模型”,对莱茵河水质进行实时监测,防止突发性污染事故。

    (7)建立流域信息互通平台

    ICPR致力于推动行动计划的有力实施,同时注重各国间的密切合作与协调。其所建立的“国际警报方案”是莱茵河沿岸各国的信息互通平台,当发现污染物时,在瑞士、法国、德国和荷兰设置的7个警报中心能够及时沟通,迅速确认污染物来源,并发布警报。

    对我国的启示 

    一是以流域为单元开展自然资源与生态环境调查评价。

    流域自然资源与生态环境调查评价是推进流域治理的基础。根据污染治理、灾害防治和水、土地等自然资源管理的需要,开展污染物、地表水、地下水、土地、生态系统等调查评价,摸清自然资源分布与生态环境变化状况;以土壤、包气带、含水层为重点开展基础地质、水文地质、生态地质综合调查,建立近地表圈层三维地质框架。

    二是建立全流域统一的监测体系。

    莱茵河综合治理面临的第一个挑战是建立一个从瑞士到荷兰的统一监测体系,需要对不同国家的监测站、检测物质和分析方法进行对比并统一意见。针对我国流域的实际情况,应分别在干流、支流、湖泊、河口、近海等不同水域设置监测站点,包括水质状况、水文动态以及生物情况,全流域采用统一科学的综合监测方法,及时信息共享,掌握上下游动态,并实时在网上公布。

    三是研究制订流域综合规划与治理行动方案。

    莱茵河流域生态环境治理是一部历经百年的人类与河流关系史,教训极为深刻。我国流域开发建设应做好顶层设计,重视流域生态安全,统筹处理好产业布局、人口集聚与生态环境保护的关系,优先支持沿江城市环保基础设施适度超前发展。在控制污染物总量排放的前提下,探索激发微观主体保护流域生态环境的积极性。研究流域发源地在全球气候变暖过程中的生态环境变化,并及时采取应对措施。

    四是加强河流生态保护与修复。

    目前,我国各大流域上下游、干支流、左右岸和水陆之间,开发建设缺乏统筹,生态空间不断被挤占,导致河流连通性降低、生态系统割裂,河流的生态系统服务价值在不断降低。在过去的20多年中,莱茵河治理已经从治理污染、关注防洪效果、提高航道保证程度,到逐步重视生态环境保护和生态系统的修复。在近期的所有规划和行动计划中,保护湿地、在三角洲地区开辟自然保护区、拆除支流上的大坝或设置鱼道等具体的措施和内容,更多地从人与自然和谐的角度采用综合性的措施恢复河流生态系统。

    五是建立高效的跨行政区全流域协调机制。

    为了打破部门和地域之间的分割状况,在整个流域尺度上建立行政区间协调机制,着力在航运、水电开发、水利工程建设以及水资源分配等方面开展区际协作,解决水、土、生物等资源类型的开发利用与生态环境管理中存在的冲突,强化流域开发管理的区域协调,减少省际之间流域纠纷事件发生,实现流域开发共建共享。探索建立流域开发管理省(市)协作组织,不定期召开流域事务协调对接会议,建立长江流域共同开发管理的合作框架,积极落实各方达成的合作共识。

    六是鼓励企业和公众参与。

    流域综合治理,需要政府和企业、公众的合作与共同努力。整合现有的流域合作管理机制并建立相应的开发交流平台,让公众能够更便捷的获取流域管理的政策法规以及水文、生态和环境监测报告等公开信息。同时,参与决策过程,监督各地的执行情况,成为流域管理的重要一员。可以学习德国的经验,颁布《环境信息法》,既保证了公众享有参与和监督的权力,还规定了公众参与环境安全管理的详细途径、方法和程序。□

    (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)

    莱茵河流域综合治理经验与启示

    世界地球日的由来

    世界地球日是一个专为世界环境保护而设立的节日,最早由美国人盖洛德·尼尔森和丹尼斯·海斯在1970年发起。经过近半个世纪的发展,世界地球日已成为一个具有全球影响力的节日,并在2009年正式被联合国纳入国际节日。

    第一个地球日是1970年4月22日,当时只是美国范围内的一项社区性活动。由于这一时期美国正是个多事之秋,光纤织物被发明了出来,“阿波罗13号”的悲剧导致登月计划失败,南卡罗来纳州萨瓦那河附近一家核工厂发生泄漏事故,当时的美国人,终日呼吸着豪华轿车的含铅尾气。工厂肆无忌惮地排放着浓烟和污水,却从不担心会被起诉或者是受到舆论的谴责。“环保人士”凤毛麟角,他们只是列在字典里的单词,却很少能够被人所重视。

    就是在这样的背景下,第一个“地球日”取得了非常大的成功,近2000万人参加了当天的游行和演讲会,美国国会也在这一天休会。

    地球是人类的共同家园,世界地球日活动旨在唤起人类爱护地球、保护家园的意识,促进资源开发与环境保护的协调发展。

    有资料表明,自1860年有气象仪器观测记录以来,全球年平均温度升高了0.6摄氏度,最暖的13个年份均出现在1983年以后。20世纪80年代,全球每年受灾害影响的人数平均为1.47亿,而到了20世纪90年代,这一数字上升到2.11亿。目前世界上约有40%的人口严重缺水,如果这一趋势得不到遏制,在30年内,全球55%以上的人口将面临水荒。自然环境的恶化也严重威胁着地球上的野生物种。如今全球12%的鸟类和1/4的哺乳动物濒临灭绝,而过度捕捞已导致1/3的鱼类资源枯竭。

    世界地球日进入中国民众的视野正是在1990年。1990年4月21日,时任国务院总理李鹏通过电视发表了关于环境问题的讲话,中央电视台也播放了“只有一个地球”的专题报道。此后,每年的世界地球日都会确定一个主题,用以进行相关的纪念和宣传活动。2018年,我国确定的“世界地球日”主题为“珍惜自然资源 呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”,意在引导社会大众树立“绿水青山就是金山银山”和“人与自然和谐共生”的理念的目的。

    世界地球日我们应做些什么

    世界地球日是一项世界性的公益活动,过去几十年间,为了保护地球,世界各地的环保人士发起了很多公益活动倡导人类爱护我们共同的家园。比如每年3月最后一个星期六的“熄灯一小时”活动,已经吸引了全球越来越多的环保人士和机构参加进来。

    地球只有一个,保护地球从我做起、从小事做起!具体来说,我们都能做些什么来保护地球呢?

    ●绿色出行

    自行车无疑是当下最流行、最环保的交通工具,如果你准备出行且路程不远的话,就请不要乘坐私家车和公共汽车了,我们来一个环保出行,骑着自行车,穿梭于城市中,还可以锻炼身体。如果路程很远的话,我们乘坐公共汽车就可以了。

    ●拒绝使用塑料袋

    检查一下家中的餐具,购物袋等生活用品是不是塑料或纸质材料制成的,塑料材质不易分解,纸质产品则是一次性的,同样带来了环境污染。

    ●节约用水

    节约用水是我们可以身体力行的。举个简单的例子,冲水马桶是家庭用水的重点设备,过去很多家庭把废水直接排掉,如今很多人开始存留废水用来冲马桶。

    ●充分利用白纸,使用再生纸

    广大办公室一族,可以把用过一面的纸翻过来做草稿纸、便条纸。拒绝接受那些随处散发的宣传物,制造这些宣传物既会大量浪费纸张,又会因为随处散发、张贴而破坏市容卫生。

    再生纸是用回收的废纸生产的,一吨废纸=800千克再生纸=17棵大树。在很多国家使用再生纸已经成为时尚,人们以出示印有“再生纸制造”的名片为荣耀,以表明自己的环境意识和文明教养。

    ●参与植树

    参加领养树的活动,在树上挂一个小牌,写上你的名字,定期给它浇水、培土,照料它成长,让它成为你家庭的一员。

    印度加尔各答农业大学德斯教授就曾对一棵树的生态价值进行了计算:一棵50年树龄的树,产生氧气的价值约31200美元,吸收有毒气体、防止大气污染价值约62500美元,增加土壤肥力价值约31200美元,涵养水源价值37500美元,为鸟类及其他动物提供繁衍场所价值约31250美元,产生蛋白质价值2500美元。除去花、果实和木材价值,总计创值约196000美元。

    历年世界地球日活动主题

    1974年 只有一个地球

    1975年 人类居住

    1976年 水:生命的重要源泉

    1977年 关注臭氧层破坏、水土流失、土壤退化和滥伐森林

    1978年 没有破坏的发展

    1979年 为了儿童和未来——没有破坏的发展

    1980年 新的10年,新的挑战——没有破坏的发展

    1981年 保护地下水和人类食物链;防治有毒化学品污染

    1982年 纪念斯德哥尔摩人类环境会议10周年——提高环境意识

    1983年 管理和处置有害废弃物;防治酸雨破坏和提高能源利用率

    1984年 沙漠化

    1985年 青年、人口、环境

    1986年 环境与和平

    1987年 环境与居住

    1988年 保护环境、持续发展、公众参与

    1989年 警惕,全球变暖!

    1990年 儿童与环境

    1991年 资源、环境与人类生存

    1992年 保护地球、资源与环境

    1993年 保护地球、资源与环境

    1994年 节约资源 保护环境

    1995年 拯救地球

    1996年 认识地球,热爱地球,保护地球,珍惜资源,造福人类

    1997年 保护地球资源与环境

    1998年 海洋地质与人类

    1999年 防治地质灾害

    2000年 2000年地球日——中国行动

    2001年 地质遗产保护

    2002年 善待地球

    2003年 生命之水

    2004年 善待地球,科学发展

    2005年 善待地球——科学发展,构建和谐

    2006年 善待地球——珍惜资源,持续发展

    2007年 善待地球——从节约资源做起

    2008年 认识地球 和谐发展

    2009年 认识地球 保障发展——了解我们的家园深部

    2010年 珍惜地球资源 转变发展方式 倡导低碳生活

    2011年 珍惜地球资源 转变发展方式

    2012年 珍惜地球资源 转变发展方式——推进找矿突破 保障科学发展

    2013年 珍惜地球资源 转变发展方式——促进生态文明 共建美丽中国

    2014年 珍惜地球资源 转变发展方式——节约集约利用国土资源共同保护自然生态空间

    2015年 珍惜地球资源 转变发展方式——提高资源利用效率

    2016年 节约集约利用资源,倡导绿色简约生活

    2017年 节约集约利用资源 倡导绿色简约生活——讲好我们的地球故事

    2018年 珍惜自然资源 呵护美丽国土——讲好我们的地球故事

    各国如何纪念世界地球日

    美国

    美国是世界地球日的发源地,庆祝世界地球日的传统由来已久。美国民众对于庆祝地球日的热情也较高,庆祝活动大多由民众自发组织,各大企业也会在这一天推出相关的纪念活动。

    美国大众常常在世界地球日上街游行。在这一天,人们会穿着环保材料制作的服装、展示环保相关的生活用品,在大街上跳舞、播放音乐,以此来吸引社会各界的注意,宣传环境保护的理念。

    美国的各大企业也会通过不同的方式来展现自己对世界地球日的重视。苹果公司就曾发起“Apps for Earth”的活动,旨在宣传和响应世界自然基金会关注的生物环境问题。世界地球日当天,美国所有苹果零售店的苹果标识都换上了绿叶,店员也都换上了绿色T恤。迪士尼公司也曾拍摄过一部名为《熊世界》的自然纪录片,并将其部分票房捐赠给了自然保育基金。

    日本

    日本是一个环保大国,无论是日本政府还是日本民众,对环保都十分重视。除了世界地球日,日本还有一些特有的环保性节日。

    世界地球日在日本颇受欢迎。日本东京代代木公园曾在2012年举行了以“善待地球,倡导绿色发展”为主题的纪念活动。日本310多家企业和协会组织在公园内摆摊设点,宣传环保理念,推介环保产品,“日本小姐”前田智子也到场宣传。该活动吸引了众多东京市民参与。

    此外,日本还将每年的7月7日定为“清凉地球日”。日本政府号召人们在这一天熄灯断电,关掉空调,走到室外纳凉,节约电力资源。在这一天,东京铁塔等地标建筑的装饰灯光会被关闭,一些日本官员和明星还会穿着传统服饰,到活动现场分享节电心得。

    印度

    印度的环境问题十分严重。据世界银行统计,每年环境退化给印度增加的发展成本是800亿美元,相当于其一年GDP的5.7%。因此,印度政府对环境保护高度重视。

    2010年,在世界地球日迎来40周年之际,印度政府与“地球日网络”组织联手,制定了一项名为“印度计划”的环境保护项目。该项目计划通过开展环境教育、建立女性环保领导小组、培训环保专业人才等手段,在印度推广环保计划。

    此外,“地球日网络”还在每年的地球日当天开展各种活动,邀请印度社会各个阶层参与。印度政府和“地球日网络”组织通过纪念音乐会、社区服务和植树计划等,让印度民众了解环保对于这个国家的紧迫性。

    巴西

    巴西的自然资源非常丰富,但随着经济的发展,巴西的环境受到了严重的破坏。为此,巴西政府也一直在努力提倡环保,改善巴西的自然环境。

    2009年地球日被联合国正式纳入国际节日,当时的巴西政府在全国中小学内开展了各类宣传活动。巴西政府通过开展一系列图片展、教育讲座等向中小学生宣传环保知识,同时还让环保警察走进中小学,讲述各种环保案例。此外,巴西环保部门还通过广播向学生宣传环保知识。

    巴西还曾利用足球比赛来宣传保护环境的重要性。世界自然基金会曾经在一场足球比赛中加入特效,使足球场的绿茵地在4分钟内从绿色变成棕色。此举使得巴西民众加强了对环境保护的关注,世界自然基金会网站的浏览量提升了73%。

    关爱地球从点滴做起——世界地球日我们应做些什么

    可燃冰一般形成于低温(<10℃)、高压(>10Mpa)的环境,自然界中,可燃冰往往分布于水深大于300米以上的海底沉积物或寒冷的陆地永久冻土带。

    一、地球上哪里有可燃冰?

    上世纪60年代开始的深海钻探计划 (DSDP) ,以及随后的大洋钻探计划 (ODP),科学家们就已经在海底发现了可燃冰。经过半个多世纪的追寻,人类已经在世界大洋海底发现了可燃冰,在陆地也发现了可燃冰。(图1)

    图1全球可燃冰分布图

     

    已发现的海底可燃冰多分布于环太平洋周边、大西洋两岸、印度洋北部、南极近海及北冰洋周边,地中海、黑海、里海等内陆海,贝加尔湖也有零星分布。陆地上可燃冰主要分布于环北冰洋的高纬度冻土区,和我国青藏高原冻土区。截至目前,发现的可燃冰已超过220处。

    二、我国的可燃冰在哪里?

    我国从1999年开始进行可燃冰调查工作,经过近20年的发展,在南海和青藏高原都发现了可燃冰的存在。

    2007年,我国首次在南海北部进行可燃冰钻探,取得了可燃冰实物样品,成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到可燃冰实物样品的国家。2008年在青藏高原永久冻土带中发现了可燃冰(图2)。

    图2 我国陆域可燃冰钻探现场

    图3 我国祁连山冻土带钻获的可燃冰

    图4 我国海域可燃冰探测船

    图5 我国南海海域发现的可燃冰

     

    2013年、2015年、2016年,在我国海域连续进行可燃冰钻探,获得了大量的可燃冰样品,证实了我国海域蕴藏丰富的可燃冰资源。

     

    可燃冰在哪里?