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    编者按:党中央、国务院高度关注地质灾害防治工作。每到汛期,国务院领导同志都会专门为此作出重要批示,要求加强地质灾害巡查和预警预报,确保人民群众的生命财产安全。国土资源部党组每年汛期都会召开专题会研究地质灾害防治工作,并适时召开全国地质灾害防治电视电话会议,坚持“不死人、少伤人、少损失”的工作目标,倾尽全力做好地质灾害的预警和预测,大力推进现代科技在地质灾害防治工作中的应用,用科技助力基层地质灾害防治工作。今天本报推出陕西省商洛市镇安县地质灾害防治“五化模式”,以期让更多人受益。

    地质灾害一旦发生,对人民群众的伤害无法估计。

    2017年6月24日6时左右,四川茂县叠溪镇新磨村突发山体高位垮塌。造成46户农房上百人被掩埋。这是今年最惨重的一次灾害。

    根据国土资源部地质灾害应急指挥中心《全国地质灾害通报》数据,2016年全国共发生地质灾害9710起,共造成370人死亡、35人失踪、209人受伤,直接经济损失31.7亿元。众所周知,我国地质灾害隐患点数量多、分布广、危害大。中国地质环境监测院提供的数据显示,截至2016年底,全国共调查确认地质灾害隐患点28.3万处,威胁人员1782万,威胁财产4000多亿元。

    为进一步提高地质灾害防治科技水平和信息化水平,促进行政管理与技术支撑相融合,提升基层地质灾害防治能力,中国地质环境监测院在国土资源部和中国地质调查局的领导下,依托公益性地质灾害调查项目,与地方政府合作在陕西镇安示范建立了管理支撑层级化、数据采集智能化、监测手段多样化、预警预报及时化和信息服务一体化的地质灾害防治“五化模式”。

    记者从中国地质环境监测院了解到,陕西镇安“五化模式”取得了初步成效,得到地方政府的高度认可,在商洛市一区六县全面推广。国土资源部副部长凌月明在2017年全国汛期地质灾害防治工作视频会议上提出,将陕西省商洛市监测预警体系建设等典型做法作为年度推广重点。

    何谓地质灾害防治“五化模式”

    为解决地质灾害防治工作中存在的问题,提高地质灾害防治科技水平和信息化水平,支撑服务国土资源部地质灾害防治管理工作,2012年以来,中国地质环境监测院在陕西省、商洛市、镇安县各级政府和国土资源主管部门的大力支持下,开展了镇安县地质灾害防治体系建设与示范。通过示范研究,创建了地质灾害防治“五化模式”,为贯彻落实全国地质灾害防治“十三五”规划提供了有益探索。

    █ 管理支撑层级化——

    一是建立层级化的行政管理与技术支撑融合体系。以辖区为单元,以地质灾害群测群防县、镇(办)、村三级网络和监测点体系建设为抓手,夯实县、镇(办)、村三级行政管理部门职责,建立技术支撑单位、县级地质环境监测站和镇办国土资源所三级技术支撑体系,形成“三层管理、三级支撑”,促进行政管理与技术支撑相融合,充分发挥专业技术人员的支撑作用,推动地质灾害群测群防向群专结合转变。

    二是健全地质灾害防治工作制度。建立“党委领导、政府防治、部门协作、公众参与、上下联动”的共同责任机制,编制完善地质灾害身份证制度、增销号制度、部门防灾工作责任制度、带值班制度、灾险情速报制度、零报告制度和监测人员管理制度等,规范地质灾害群测群防运行与管理。

    █ 数据采集智能化——

    一是群测群防点监测数据采集智能化。基于智能手机,研发“地质灾害群测群防数据采集系统”,解决了群测群防定量监测数据、宏观观测现象、灾情险情信息快速规范化、智能化采集与适时上报,实现地质灾害预警信息接收和群测群防员GPS定位管理等功能。

    二是地质灾害野外排查数据采集智能化。基于平板电脑,研发“地质灾害野外调查数据采集系统”,采用移动3S技术和语音录入等技术,基于地质灾害野外调查“一张图”,实现野外工作导航定点、调查表填写、拍照记录、实体勾绘、平剖面图绘制、调查路线记录等功能,解决地质灾害排查和群测群防“一表两卡”等信息野外现场规范化、智能化采集与管理。

    三是地质灾害隐患点三维遥感数据采集智能化。基于微型无人机,研发单点多角度倾斜摄影飞行控制系统,快速获取群测群防点三维地形和高精度遥感影像,提高地质灾害隐患点边界范围、变形部位和受威胁对象的调查识别精度和效率,为创新编制清晰直观、通俗易懂的群测群防防灾避险图提供支撑。

    █ 监测手段多样化——

    一是建立手段多样化的群测群防监测技术方法体系。设计发明激光测距监测法,改进传统埋桩法和埋钉法,集成应用裂缝伸缩仪法、裂缝报警器法、上漆法和简易雨量法等方法,形成了一套包括7种手段在内的地质灾害群测群防监测技术方法体系,扩展了施测对象和监测范围,提高了监测精度,并且具有建设成本低和操作简便等特点。

    二是建实手段多样化、定量化的新型群测群防监测网络。综合利用7种监测手段,通过监测网点布设,建实地质灾害群测群防监测网络,实现对地质灾害隐患点前缘陡坎、后缘裂缝、坡体裂缝、房屋开裂和降雨量等定量化监测,跟踪掌握隐患点变形发展趋势。同时,结合区域自动化雨量监测和重要隐患点专业监测,进一步推进群专结合。

    █ 预警预报及时化——

    一是群测群防监测数据预警预报及时化。基于互联网,建立“地质灾害信息管理系统”,在接收到监测员手机上报监测数据后,自动分析相邻变化量、累计变化量和灾险情信息,触发相应预警等级时,第一时间自动向监测员和相关负责人发送预警信息;在接收到社会公众报送的灾情险情信息后,第一时间向上报人和相应片区负责任人发送预警信息。

    二是地质灾害气象预警及时化。通过国土资源与气象部门合作,实时共享自动化雨量站监测数据,分析预警等级,并根据站点辐射范围向区内群测群防监测员及相关负责任人定向发送预警信息。同时,结合气象部门提供的降雨预测信息,及时制作地质灾害气象预警产品,有针对性地发送预警信息,并通过电视或网络面向社会公众发布。

    █ 信息服务一体化——

    一是地质灾害防灾减灾工作全过程信息化、一体化。利用地质灾害数据采集系统、信息管理系统和地灾地图等软件,实现地质灾害防治数据采集、集成管理、挖掘分析和发布服务全流程信息化、一体化。

    二是地质灾害综合防治信息管理服务一体化。依托地质灾害信息管理系统,整合地质灾害调查评价、监测预警、综合治理、应急等综合防治信息,基于地质灾害防治“一张图”,实现数据互联互通、一体化管理,有效服务地质灾害防灾减灾工作。

    三是地质灾害防灾减灾信息发布服务一体化。基于互联网和地灾云平台,引入二维码技术,落实地质灾害身份证制度;结合微信二维码扫描、野外采集系统二维码扫描和地灾地图等,打造“掌上地灾服务中心”,实现防灾减灾信息发布服务一体化,助力地质灾害防治实现“全民参与、全民防灾”,切实提高基层防灾减灾意识和能力。

    四是“县-市-省-全国”四级地质灾害数据库动态更新一体化。完善建立地质灾害标准化数据库,利用地质灾害数据采集系统,自动更新县级地质灾害数据库;建立“县-市-省-全国”四级地质灾害数据库自动更新机制,试点实现了自下而上的数据库联动更新,为全国地质灾害动态数据库建设提供支撑。

    “五化模式”取得五大成效

    应该说,“五化模式”的诞生,是适时而为。

    近年来,经过各方的努力,尽管我国地质灾害防灾减灾工作取得显著成效,但是防治形势依然严峻。《全国地质灾害防治“十三五”规划》明确提出“全面建成地质灾害综合防治体系,全面提升基层地质灾害防治能力,加强地质灾害防治信息化工作,强化科学研究,创新技术水平”。2017年,国土资源部要求“依靠科技创新和信息化手段,加强群测群防与专业监测融合,提高预警的准确性和时效性”。

    面对新形势、新要求,地质灾害防治存在四个方面需要进一步解决的问题:一是地质灾害群测群防作为重要的防灾减灾措施,存在监测手段少、监测精度低、预警分析难等问题;二是地质灾害专业调查与行政管理数据库不一致,数据库动态更新难;三是地质灾害调查评价、监测预警、搬迁避让、工程治理和应急等工作相对独立,数据分散管理;四是地质灾害防治成果社会化服务程度不够。

    因此,建立一套科学的、全国统一的地质灾害防治模式刻不容缓。可以说,“五化模式”为全国地质灾害防治工作提供了样板。2017年5月25日~26日,在全国地质灾害监测预警现场研讨会上,该模式得到了国土资源部环境司相关领导的充分肯定和各省国土资源厅(局)的高度评价,并被认为有必要在全国推广。

    地质灾害防治“五化模式”是依靠管理创新、科技创新和信息化手段,结合地方防灾减灾需求进行的有益尝试,有力提升了基层地质灾害防治能力。

    一是探索建立了中央与地方合作分工的防灾减灾新模式。国家公益性事业单位承担科技创新和技术支撑,构建地质灾害防治技术业务体系,地方政府负责体系建设、制度建设与运行。

    二是以信息化建设为手段,促进地质灾害防治行政管理与技术支撑深度融合,推动基层地质灾害调查评价、监测预警、综合治理和应急综合防治“四大体系”融合,实现群测群防与专业监测融合。

    三是通过科技创新,借助野外智能采集系统和二维码技术,解决了长期存在的专业调查与行政管理数据库不一致和数据库动态更新难的问题,打通了自下而上的“县-市-省-全国”四级数据库动态更新通道,实现地质灾害防治信息实时采集、实时传输和实时更新。

    四是通过技术革新,解决传统监测手段少、监测精度低、预警分析难等问题,提升群专结合监测预警科技含量,实现适时采集、动态分析、及时预警,提高了预警预报准确性和时效性。

    五是基于云平台和“掌上地灾服务中心”,推动全民参与地质灾害防灾减灾,实现防灾减灾社会化、公众化和普及化。

    “五化模式”为地灾防治提供样板

    采集“源火”后,“海马”号深海遥控潜水器从海底返回,浮出水面(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣摄

    在科考船甲板面,工作人员从搭载在“海马”号深海遥控潜水器上的采火装置里取火(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣摄

    在科考船甲板面,工作人员从搭载在“海马”号深海遥控潜水器上的采火装置里取火(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣摄

    10月9日,第十五届全国运动会和全国第十二届残疾人运动会暨第九届特殊奥林匹克运动会(以下简称“十五运会和残特奥会”)火种采集仪式在广州举行。随着手捧“源火”盒的采火技术团队代表走上舞台,这一簇来自南海1522米深处的可燃冰“源火”正式揭开神秘面纱。

    本届盛会“源火”的采集,是依托我国自主研发的“海马”号深海遥控潜水器(ROV),实现在超深水海底远程精准采集及引燃可燃冰,呈现“水火相济”的海底奇观,创下了全球体育运动史上新纪录——首次在深海海底获取绿色“火种”。

    绿色“火种”来自深海

    深海“取火”创意从何而来?

    为了贯彻“绿色、共享、开放、廉洁”的办赛理念,展现粤港澳大湾区的创新元素、科技含量和文化软实力,十五运会和残特奥会广州赛区执委会联合广州海洋地质调查局经多次研究论证,将战略性清洁能源、深海探测关键技术及核心装备等元素有机融合,提出“深海采火”的创意设想。位于南海北部海域的海马冷泉区,成为十五运会和残特奥会圣火的“源火”诞生地。

    9月18日14时26分,“海马”号深海遥控潜水器下潜至1522米的海底,抵达冷泉渗漏点。科研人员远程精准操控机械臂持采集舱,采集渗漏点溢出的可燃冰及伴生气。沉睡的可燃冰在降压作用下被“唤醒”,分解产生的甲烷气体成为“源火”气源。16时48分,船上的光伏发电装置将太阳能转化为电能并传输到海底,成功将这股来自地球“蓝色血脉”中的气体引燃。

    “源火”采集成功后,科研人员通过“海马”号在海底采集点位放置“十五运会和残特奥会‘源火’采集点”永久基点定位标,以纪念这次具有开创性意义的“源火”采集行动。

    本次火种采集实现了全球大型综合运动会历史上的突破,即首次利用深海遥控潜水器集成搭载“可燃冰原位采集分解及引燃装置”,在超深水海底远程精准引燃可燃冰获取“源火”,并以超高清设备记录展示采集过程。

    突破海底取火三大技术难题

    俗话说,水火不相容。要在海底取火,谈何容易。

    “深海面对着极高的水压和低温、腐蚀、黑暗的恶劣环境。‘海马’号可以下潜到4500米,但4500米深海下的压力,相当于在小手指指甲盖上面有1吨多的压力。”广州海洋地质调查局方法所副所长陈宗恒介绍,“源火”采集必须克服这些问题。比如,燃烧舱要抗压,能耐住海水的压力;为了记录深海采火的过程,他们必须对专用相机进行耐压封装、远程精准遥控;因为涉及水压定位的难点,以及深海黑暗环境的影响,多潜水器第三视角的拍摄难度挑战也非常大。

    2024年7月,广州海洋地质调查局牵头成立科技攻关团队。“源火”采集装置先后克服了深海耐压性和密闭性难题,重点突破深海可燃冰原位收集技术、多通道气体流量精确控制技术、燃烧环境维持及燃烧产物处理技术等三大技术,利用“海马”号的“大脑”精确控制,实现在1500多米的深海采集“源火”。同时,团队自研的深海专用超高清4K相机,将“源火”采集整个过程记录下来。

    “我们经常使用‘海马’号进行下潜作业,对它非常有信心,但在同一艘船下两个ROV是很少有的,为此团队做了很多调试。当看到整个‘海马’号在海底的姿态完整呈现出来时,感觉此前的一切努力都是值得的。”陈宗恒说。

    高端无人深海装备、超深海能源探测及采集引燃关键技术、战略性清洁新能源……以体育为纽带,“源火”采集展现出我国深海科技创新的力量,也体现出粤港澳大湾区在海洋高端装备制造、深海探测进入、清洁能源勘探等领域的前沿性进展。

     

     
     
    科技日报:“水火相济”海底奇观如何实现

    历经20余载,我国已实现管辖海域1:100万海洋区域地质调查全覆盖,并正在加快推进1:25万海洋区域地质调查——精细探查海洋地质家底。

    三点定位现场

    海洋兴则国兴,海洋强则国强。习近平总书记强调,建设海洋强国,必须进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋,加快海洋科技创新步伐。

    如今,认识海洋又迈出坚实一步。5月28日,在山东青岛召开的第一届海洋区域地质调查大会上,全面反映我国管辖海域地质资源环境全貌的1∶100万海洋区域地质调查系统性成果正式面向社会发布。这套覆盖我国约300万平方千米管辖海域、集综合性和原创性于一体的系列成果,不仅填补了我国管辖海域海洋区域地质国情调查的空白,而且有效提升了我国在国际海洋地学领域的话语权。

    足迹遍布中国海,1∶100万海洋区调实现管辖海域全覆盖

    海洋区域地质调查,是海洋地质调查工作的“开路先锋”,1∶100万比例尺是其最基本的精度。

    我国海洋区域地质调查工作起步晚、起点低。随着1999年国土资源大调查专项的启动,我国开展1∶100万海洋区域地质调查试点,自此拉开了对管辖海域海洋区域地质调查的序幕。

    “按照国际标准分幅,可将我国300万平方千米的管辖海域分为20个1∶100万标准图幅。”中国地质调查局海洋基础地质调查工程首席专家、青岛海洋地质研究所副总工程师张勇介绍,1999年启动1∶100万南通幅示范图幅调查工作,采用先进的地质地球物理调查设备、测试手段和分析仪器,获取了大量海上地质地球物理实测数据和室内分析数据及综合研究成果。

    更重要的是,通过示范图幅,探索了统一的外业调查、资料处理、样品测试分析、成果图件编制和报告编写的标准,形成了《1∶100万海洋区域地质调查规范》,为后续全面展开图幅调查奠定了坚实基础。

    从2006年到2015年的10年间,我国管辖海域1∶100万区域地质调查全面展开。中国地质调查局组织60余家单位、千余名海洋地质工作者,调集调查船40余艘、飞机10余架、调查设备700余套,足迹遍布中国海。

    多波束、地震、重力、磁力、地质取样、海底浅地层钻探、航空物探等先进调查手段齐发力,浅—中—深部一体化调查。基于采集获取的海量基础地质数据,项目团队对海底地形地貌、地球化学场、地球物理场、断裂构造及岩浆活动、深部地壳结构、环境地质因素以及矿产资源等开展了进一步研究,编制了20个国际标准分幅的地质图、构造图、地形图、地貌图、环境地质因素图和矿产图等基础性图件120幅,地球物理系列图、地球化学系列图等专业性图件300余幅,形成约2000万字的海洋区调报告。

    成果总结再提升,全面反映我国管辖海域基础地质国情信息

    走进深蓝,认识海洋。海洋区域地质调查获取的海量实测地质数据中,蕴藏着认识海洋世界的资源、环境、生态“密码”。

    在20个国际标准分幅1∶100万海洋区域地质调查全部完成后,调查团队开始了对调查获取的海量海洋地质、地球物理、地球化学、遥感等资料的集成研究,使之系统化、规律化、理论化,并最终形成首套基于实测资料、全面反映我国管辖海域地质国情信息的系列成果,包括中国管辖海域第一代1∶100万海洋区域地质系列图件、第一个1∶100万海洋区域地质数据库和第一部1∶100万海洋区域地质报告。在本届海洋区域地质调查大会上,这些成果正式向社会发布。

    张勇介绍,基于1∶100万海洋区域地质调查工作的开展,取得了一系列原创性科学认识。比如:创新提出的“东亚洋—陆汇聚带多圈层作用”和“南海弧后扩张与左旋剪切”理论模式,重塑了东亚大陆边缘构造格局;建立了中国边缘海构造单元划分新方案,统一了中国海域中—新生代地层格架,完善了中国海域地貌分类体系。这些新认识推动了西太平洋边缘海重大基础科学问题的研究。

    1∶100万海洋区域地质调查,还为新一轮找矿突破战略行动提供了基础资料和找矿靶区。据了解,这次调查圈定8个深水油气远景区、5个深层油气远景区、40个天然气水合物资源远景区;新发现10处铁锰结核(壳)站位,通过岩矿分析发现极富稀土元素;发现多种类型的海砂资源,为海砂勘查提供了重要的基础地质数据支撑。

    “中国管辖海域1∶100万区域地质调查新发现并命名780个地理实体,388个获国务院批准,在海洋自然资源管理等方面发挥了重要作用;编制了10余套国家重大发展战略区自然资源与环境图集,为环渤海经济带、粤港澳大湾区、海南自贸港等区域协同发展提供了支撑服务。”张勇介绍,作为一切海洋地质工作的基础,海洋区域地质调查将为支撑能源资源安全保障、服务生态文明建设与自然资源管理等提供更多重要的基础资料。

    相较于陆地,由于有海水的覆盖,在海上开展调查和进行探测的难度更大,需要更加先进的调查技术手段。通过1∶100万海洋区域地质调查的实施,形成15项海洋地质调查技术规范,初步构建起“星空地海井”调查技术体系,调查能力整体达到国际先进水平。“尤其是在海陆过渡地带,我们应用了航空物探调查,取得了显著成效。”张勇说。

    在1∶100万海洋区调工作推进的同时,项目团队还在重点海域完成了35个国际标准图幅的1∶25万海洋区调,约占我国管辖海域面积的15.2%,并探索启动了1∶5万海洋区调试点,拉开了管辖海域大比例尺调查序幕。

    立足时代求变革,推动海洋区域地质调查高质量发展

    区域地质调查是地质调查事业的立业之本和永恒主题,工作部署必须保持长期性、系统性和稳定性,通过持续调查和逐轮更新,不断提升对地球系统和资源环境国情的认知水平。

    新时代在召唤。当前,海洋已成为世界各国竞相博弈、国际社会广泛关注的战略新空间,竞争的核心是革命性、颠覆性的科技创新能力,竞争的路径从水面到水下、从浅海到深海、从近海到大洋、从大尺度到多尺度乃至微尺度、从区域到地球系统、从机械化到智能化和网络化快速拓展。新一轮科技革命深刻影响地质调查发展方向和工作方式,要求海洋区域地质调查以地球系统科学为指导,实现调查研究“范式革命”,尤其是聚焦中国边缘海形成演化及其资源环境效应这一主题主线,形成创新性的边缘海多圈层相互作用理论,推动我国海洋科学技术水平的提升。

    而目前我国中大比例尺海洋区域地质调查程度依然较低,制约了对海洋的开发利用。加快海洋强国建设,需要海洋区域地质调查加快脚步。为此,2023年中国地质调查局工作会议明确,海洋区域地质调查要聚焦南海、东海等重点海域,至2025年1∶25万海洋区域地质调查覆盖率达28%,2030年达50%。

    在第一届海洋区域地质调查大会上,中国地质调查局再次发出“全力推动海洋区域地质调查高质量发展”的号令:

    ——优化工作布局。以“陆块聚散与资源环境效应”为主线,以“中国边缘海形成与演化”为核心,在重要盆地区、权益攸关区、岛礁建设区重点布局,在重要经济区、重大工程区、生态保护区等优先布局开展1∶25万、1∶5万海洋区域地质调查及专题填图。

    ——回归基础本源。以解决重大海洋基础地质问题为目标,查清重点海域基础地质特征,提升地质构造、地层沉积、岩石矿物、地形地貌等基础地质认知,深化成矿、成藏、致灾、生态等地质背景、地质过程、控制因素等认识。

    ——强化陆海统筹。以实现陆海构造单元、地层格架、圈层作用等重大地质问题衔接为目标,加强海岸带地质调查,创新海陆过渡带航空物探等先进调查技术方法,充分利用智能化、无人化设备,解决陆海一体化调查研究难题。

    ——加强预研究。改变以往的“网格式填图”,转变为以解决关键基础地质问题和重点需求为核心,在重点目标和关键区域,开展更有针对性和更加精细的调查研究,做到有的放矢。

    号角声声催征人,牢记使命在担当。新时代,向海而兴、向海图强。我国海洋区域地质调查历经20余载从无到有、由小及大,如今站在转型升级的新起点再次扬帆启程,持续推进服务、理论、动力、结构、质量、效率“六大变革”,不断提高调查的广度、深度、精度、速度,为推动我国从海洋大国迈向海洋强国提供坚实地质力量,让浩瀚海洋更好地造福于人民。

     
    精细探查海洋地质家底

    编者按 

    “是那山谷的风,吹动了我们的红旗……我们满怀无限的希望,为祖国寻找着富饶的矿藏。”

    新一轮找矿突破战略行动启动以来,广大地质工作者大力弘扬爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗的优良传统,把智慧、汗水洒遍山川大地,为地质找矿事业书写崭新的时代篇章。《中国自然资源报》开设“地质足迹印山川”栏目,通过系列报道展示地质人物和团队的感人事迹,推动新一轮找矿突破战略行动取得更大成果。

     

    “要想立足国内实现资源自给,资源勘查必须往深走。”这是第十八次李四光地质科学奖获得者吕庆田一贯的观点。

    地层深处高温高压,遍布坚硬的岩石。“入地”之旅怎么走?如何才能“入地”更深?20多年来,中国地质科学院地球深部探测中心研究员吕庆田带领团队在陆内成矿理论和深部找矿预测新方法研究、深部勘探仪器设备研发等方面取得系列成果,给出了答案。

    吕庆田2017年参加在美国阿拉斯加举行的 EarthScope会议。

    加强地球深部探测

    破解资源环境及灾害问题

    1981年,17岁的吕庆田在老师建议下,顺利考入长春地质学院应用地球物理专业。1988年硕士毕业后,他被分配到中国地质科学院矿床地质研究所(现中国地质科学院矿产资源研究所),从一名实习研究员干起。之后,他一直在各个项目区通过地球物理的手段研究岩石圈结构等地球科学问题。

    2000年,国土资源部“十五”专项研究计划“大型矿集区深部精细结构探测研究”启动,吕庆田参与其中。自此,他的学术方向开始了明确的变化——执着于探向地球深部。

    为什么要探测深部、认识深部?“两大因素使然。”吕庆田说。

    一是当时全球的矿产勘查都在向深部500米以下进军,我国起步已晚,必须加速赶上。

    二是深部因素对成矿的控制作用逐渐被认识到,如幔源岩浆、新生地壳熔融、拆沉与底侵和深大断裂对成矿金属类型和矿床分布的一级控制等。

    但深部地质结构、物质性质不清,控矿要素不明确等原因,让勘查深度难以突破,拓展深部资源遇到严峻挑战。为此,吕庆田带领团队先后承担了“十三五”重点研发计划项目“华南陆内成矿系统的深部过程与物质响应”、深部探测专项第3项目等20余项深部金属矿勘查技术和应用研究工作。

    2016年5月30日,习近平总书记在“科技三会”上指出,“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。同年,我国酝酿启动深地国家科技重大专项,瞄准国际地球科学前沿进行布局。吕庆田积极参与其立项和申报工作,并负责相关内容的编写。

    此后近十年,吕庆田带领团队,以我国东部长江中下游成矿带和西部东准噶尔成矿带为探测对象,在成矿系统理论框架下开展了多尺度地球物理综合探测和研究,在陆内成矿系统的三维结构、深部找矿思路和找矿发现等方面取得重大进展。

    选择我国东部长江中下游成矿带和南岭成矿带,以及铜陵、庐枞、于都—赣县等典型矿集区,吕庆田带领团队在成矿带岩石圈层次、矿集区地壳结构层次、矿床(田)精细探测层次,部署开展了三个层次的“入地”探测研究工作。

    三个层次的探测研究工作,在揭示区域成藏成矿控制因素、开辟找矿新空间的同时,把握地壳活动脉搏,为提升区域地质灾害监测预警能力提供技术支撑。吕庆田说:“加强地球深部探测,对我国资源能源安全和减灾防灾意义重大。”

    发展陆内成矿理论

    解开地球深部成矿奥秘

    岩石圈结构、物质和深部过程对成矿系统具有关键控制作用,但存在诸多认知“盲区”。

    对此,综合20多年开展的综合探测研究,吕庆田带领团队创新性开创了以多尺度探测为特色的成矿系统研究新领域,提出陆内成矿系统受岩石圈拆沉、地壳属性和块体边界控制的新认识,发展了陆内成矿理论。相关成果在“十三五”国家重点研发计划深部探测专项中被充分吸纳。

    “比如,以往认为成矿作用大都发生在板块边缘,与板块边缘造山作用密不可分,如洋—陆俯冲造山、陆—陆碰撞造山,而对于大陆板块内部的成矿作用及深部动力学机制却鲜有了解。”吕庆田说,他带领深部探测专项第3项目组在长江中下游成矿带经过4年努力,解开了大陆板块内部成矿的“深部奥秘”。

    他们在长江中下游成矿带发现了岩石圈增厚、拆沉和软流圈隆起的关键证据,建立了陆内成矿的深部动力学模型。更为重要的是,他们获取了陆内下地壳和岩石圈地幔俯冲的清晰图像。

    “这些发现诠释了为什么在长江中下游这个狭窄的带内,形成了数百个金属矿床。”吕庆田进一步解释说:“与板块边缘成矿类似,大陆内部在远程应力的作用下,也可以发生大陆俯冲,俯冲导致壳幔强烈相互作用,最终沿俯冲带形成大陆内部的巨型成矿带。”

    前期扎实的探测研究工作,为钻探验证奠定了良好的基础。庐枞矿集区深部异常验证钻孔取得了深部重大找矿线索,发现了高强度的铀矿化,深部铀矿化为交代碱性岩复合型铀矿的新认识据此被提出。这一发现对庐枞深部找铀具有重大的理论和实际意义,并被推广到华南陆内造山等成矿系统的研究中。

    创新深部探测技术

    让矿集区结构“透明化”

    知道深部有矿,怎么找?当时,国内外都没有多少经验可以借鉴。“

    对深部矿产勘查来说,不仅需要突破精度、灵敏度更高的各种传感器技术,提升野外测量设备的稳定性,还要发展新的数据解释技术,把观测的数据转换为‘透视’地下的图像。”吕庆田说。

    这一目标,在他带领深部探测专项第3项目组开展长江中下游成矿带深部探测试验时实现了。他们形成了一套针对大型成矿带岩石圈结构探测的技术解决方案,发展了多种地球物理数据处理与解释技术。

    通过骨干剖面的反射地震探测和重磁数据的全三维反演,项目组揭示了庐枞、铜陵矿集区的地壳结构框架,发现了一批新的断裂,建立了该地区的三维地质模型,初步实现了矿集区的“透明化”,为认识成矿作用和助力深部找矿起到了关键作用。

    “希望我们在长江中下游成矿带、矿集区到矿田的探测模式和技术思路可以推广到其他成矿带去。”吕庆田这样表示。为此,他带领团队经过长期实践探索,提出了稀疏地震剖面、地表地质约束的三维重、磁交互反演地质建模方法,并以此为物性反演初始模型,采用求取置信区间确定物性变化、通过逻辑拓扑实现岩性识别,完善了岩性填图技术,为矿集区结构“透明化”提供了技术手段。

    在以上成果基础上,他带着团队经过进一步研究,形成“三维结构+成矿模式+综合信息”相融合的深部找矿“三元”预测方法——通过提取已知矿床地质属性特征,通过三维证据权方法、专家系统、机器学习算法,实现深部成矿预测的自动化和定量化。

    利用该方法,他带领团队在安徽庐枞矿集区井边—巴家滩预测区深1500米~1740米之间,发现累计厚97米的高品位铀矿化体;在新疆伊吾县戈壁滩,发现拉伊克勒克大型隐伏斑岩—矽卡岩铜铁矿床,获得333+334铜资源量118.8万吨。矿集区“透明化”探测和“三元”成矿预测方法的有效性得到验证。

    目前,“三元”成矿预测方法已推广应用到安徽、新疆、江西、山东等地区,取得了良好深部找矿效果。

    研发系列勘探设备

    推动我国勘探技术进步

    多年的深部探测实践,让吕庆田越来越深刻意识到,突破“卡脖子”核心技术,降低对外依赖,对保障国家资源安全意义重大。强烈的使命感、责任感使吕庆田和他带领的研发团队担起了“十二五”国家863计划“深部矿产资源勘探技术”研发任务。

    作为该计划重大项目首席专家,吕庆田带领团队先后突破了高精度微重力传感器技术、铯光泵磁力仪传感器技术、宽带感应式电磁传感器技术等10项关键核心技术。其中,微重力传感器的突破使我国成为国际上为数不多的可以自主生产高精度重力仪的国家。

    在重磁、电磁、地震、井中勘探仪器和钻探设备方面,他们研制出高精度地面数字重力仪、大功率多功能电磁探测系统、4000米地质岩心钻探成套技术装备等18套急需的勘探地球物理仪器设备,形成了从地面到地下的系列仪器装备。

    在地球物理方法数据处理和解释方面,他们完善了直流电阻率与极化率三维反演方法、重磁三维约束反演方法等20多项地球物理数据处理解释方法,研制出多参量地球物理数据处理与反演软件系统、金属矿地震处理解释新技术与软件系统2套大型软件系统,形成了多功能三维电磁正反演与可视化交互解释软件系统、金属矿地下物探数据处理解释系统等8个专用软件系统。

    “这一轮的技术研发,使我国在地球物理勘查技术领域极大地缩小了与国外的差距,大幅度降低对国外勘查设备和解释软件系统的依赖,一定程度上打破了国外在此领域的仪器设备垄断,大幅提高了我国深部资源勘查技术自主研发能力和国际竞争力。”吕庆田说。

    他带领的团队因此荣获2022年自然资源科学技术奖特等奖,获得发明专利授权66项、实用新型专利授权45项、软件著作权105项。现在,相关成果广泛应用到矿产勘查、国防、科研和工程等领域,替代国外进口,解决国家重大需求,极大促进了我国金属矿勘探技术的系统提升、整体跨越和进步。

    收获“深地”成果

    一路艰辛成为美好回忆

    系列重大成果的取得并不是一帆风顺的。

    “我带着深部探测专项第3项目组在庐枞、铜陵矿集区开展三维立体探测施工的时候困难重重。在野外,我们遇到的最大困难是各种看不见的电磁和振动干扰,这些干扰来自各种电线、工厂、高速路和居民生活区。”吕庆田苦笑着说,因为反射地震的数据采集要记录地下几十千米反射上来的信号,需要绝对的安静。

    为了获得高信噪比的数据,项目组不得不在夜深人静的时候采集数据。有时,他们还需要设置警戒,或与周边的工厂协调暂时停工。这需要他们和当地相关部门和百姓反复沟通。

    “技术上的难题、施工上的困难、与当地相关部门协调等,多年下来,大家都成了多面手。”吕庆田笑着说。

    20多年在深地探测领域的不懈努力和学术积累,让吕庆田及其团队先后获得国家科技进步奖一等奖、二等奖各一项;国土资源科学技术奖一等奖3项,二等奖1项。他本人于2009年入选国家“新世纪百千万人才工程”国家级人选,2019年入选自然资源部高层次科技创新人才第二梯队人才和科技创新团队(负责人),2023年获得第十八次李四光地质科学奖(科研奖)。他先后为国家培养了18位硕士、20多位博士和10多位博士后,带领的深部资源探测研究团队于2018年入选自然资源部高层次科技创新团队。

    “与6000多千米的地球半径相比,我们的研究还仅仅停留在地球的表皮。”吕庆田说,“我毕生奋斗的方向就是带领团队拓展深部空间,认识地球深部运行规律,发现更多的资源。为了在这个方向走得更远,我们比以往任何时候都更加需要弘扬李四光等老一辈科学家的精神,坚持真理、严谨求实、锐意创新,以李四光先生的崇高精神为标杆,主动服务国家发展战略需求,积极投身地球科技创新前沿,努力为建设科技强国贡献力量!”

     
    中国自然资源报:“入地”之旅怎么走?他给出了答案

    从神秘的深海地质结构到珍贵的能源资源,科学家如何从几千米深的海底中获得这些信息?“梦想”号,这艘全球最先进的大洋钻探船将带领科学家探索地球深部的秘密。“梦想”号肩负多种作业需求,因此设计时便提出“小吨位、多功能、模块化”的理念。为了在同一艘船上同时实现大洋科学钻探、深海油气勘探和“可燃冰”勘查试采等多种功能,“梦想”号建造团队联合国际顶级油气钻机企业研制了全球首台兼具油气勘探和岩心钻取功能的液压举升钻机,国际上首次集成了4种钻探模式和3种取心方式。

    4种钻探模式

    “梦想”号的4种钻探模式分别是传统隔水管模式、“可燃冰”专用测试模式、传统无隔水管模式、无隔水管闭式循环模式。

    传统隔水管模式:这种模式常用于海洋油气的开采。隔水管把海底和钻探船连接起来,可以通过钻井液的循环增加钻井的安全性和效率。简单来说,这种方式能确保钻井过程顺畅且有足够的保护措施,是海洋油气开采的“标配”。

    水合物专用测试模式:天然气水合物是一种新型能源,经实践证明其开采过程安全环保可控。如使用传统隔水管进行试采,不仅显得过于笨重,成本也高。为此,“梦想”号专门设计了一种轻型隔水管系统,能减轻设备负担,降低钻探成本。

    传统无隔水管模式:该模式下,钻杆直接暴露在海水中,并从海底往下钻探,适用于大洋钻探。在钻进海底的时候,需要加入特殊的泥浆(钻井液),起到冷却钻头、润滑钻具和带走钻出的岩屑等作用。虽然没有隔水管保护,但正是因为没有隔水管的负重,钻杆可以达到更大的深度(水深最高可达8000米),适合深海钻探任务。

    无隔水管闭式循环模式:传统无隔水管模式下加入的泥浆一般会直接排到海里,既污染环境又增加成本。“梦想”号钻采系统中配置了专门的泥浆循环管线,通过水下泵将泥浆抽回到船上,通过过滤等处理,这些泥浆就能实现循环利用。这种模式既实践应用了绿色勘查的理念,又可以有效做到保护海洋环境。

    三种取心方式

    “梦想”号的3种取心模式分别是提钻取心、绳索取心、气举反循环取心,可实现不同地层和岩体持续钻进取心。

    提钻取心:这是一种很直接的取心方法,把整根钻杆从钻孔中提出来,从而取出暂存在钻杆最底端的岩心。

    绳索取心:通过一根钢丝绳从钻杆内取出岩心,不需要将整个钻杆拉出钻孔。它就像是一种“取巧”的方式,不但省力,还节省时间。虽然绳索取心有很多限制条件,操作稍显繁琐,但依然是较为适合较深钻深的取心操作。

    气举反循环取心:在常规的钻探中,钻井液从钻杆内壁注入并从孔隙间返回海底,这叫正循环。而反循环则是,钻井液从孔隙进入并从钻杆返回。气举反循环是一种特殊的取心方式,通过往上部钻杆内注入空气,上部钻杆的液体混入空气后的密度变小,而下部液体密度不变,因为上部和下部液体存在的密度差,上部的液体会往上“举”,从而带动下部的钻井液和岩心被“吸”到地面。

    “梦想”号的4种作业模式3种取心方式,就像打开通往地心秘密大门的钥匙,将为我们探索地球深部奥秘问题,寻找深海深地资源提供强大助力。

    神奇钥匙:“梦想”号的钻探模式与取心技巧

    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

    6月27日,自然资源实物地质资料中心(以下简称“实物资料中心”)举办离退休干部职工庆祝中国共产党成立103周年文艺汇演活动。实物资料中心领导、部分离退休老同志以及职能部门负责人在现场观看演出。

    活动现场,实物资料中心领导代表中心党委表示,103年来中国共产党带领中国人民实现了从站起来、富起来到强起来的伟大飞跃,中华民族正重回世界舞台的中心,每一个中国人都为此感到无比的骄傲与自豪。历史证明,中国共产党的领导是中国特色社会主义的本质特征,没有中国共产党,就没有新中国,更没有我们当下幸福美满的生活。多年来,历届党委认真贯彻上级决策部署,瞄准国家需求,顽强拼搏,真抓实干。从562综合大队到实物资料中心,一路走来,步步坚实。尽管工作职责经多次调整,但广大干部职工初心不改,听党话、感党恩、跟党走,团结一心,努力奋斗,成果不断涌现,影响力持续提升。现在,实物资料中心事业蒸蒸日上,这一切成就的取得离不开老同志奠定的坚实基础。

    实物资料中心领导对老同志们冒着酷暑天气、加班加点排练庆祝建党103周年文艺节目,以及对党和国家的深厚情感表示十分感动。他希望老同志们以此次庆祝建党103周年文艺汇演活动为契机,广泛投入各个老同志兴趣小组活动中,中心党委将予以大力支持,切实让老同志们晚年生活更加丰富、心情更加舒畅愉悦。

    汇演开始前,实物资料中心领导为荣获“光荣在党50年”同志颁发纪念章、为3名“互帮互助之星”颁发奖杯。

    文艺汇演在豪迈大气的藏族舞《北京的金山上》拉开序幕,舞龙《中华龙舞起来》、情景剧《跨越时空的对话》、合唱《没有共产党就没有新中国》《中国,中国,鲜红的太阳永不落》、打花棍《我和我的祖国》、健身操《歌唱祖国》、诗朗诵《强国力量》、葫芦丝《竹林深处》、舞蹈《美丽中国》等13个精心编排的文艺节目先后上演,一首首红色经典旋律、一支支优美舞蹈,为党和祖国送上了最诚挚的祝福,让现场观众近距离感受到红色歌曲的独特魅力和时代风采。 

    此次活动的成功举办,进一步增强了离退休干部职工的幸福感,激发了他们的爱党爱国情怀。老干部们纷纷表示,衷心感谢中心党委的关心支持,将继续发挥自身政治优势、经验优势、威望优势,做到离岗不离党,退休不褪色,永葆政治本色,积极发挥余热,努力为实物资料中心高质量发展和正能量建设贡献智慧和力量。

     

     
     
     
    实物资料中心举办离退休干部职工庆祝建党103周年文艺...

    为充分发挥地学文献服务支撑作用,助力新一轮找矿突破战略行动,近日,中国地质调查局地学文献中心(以下简称“地学文献中心”)编写完成《地学新书资源推介——国内钴矿勘查开发专题》报告(以下简称“报告”)。

    钴矿是我国紧缺的战略性矿产资源,钴的安全稳定供应对我国具有重要的战略意义。近年来,钴矿勘查技术研究取得了显著发展,但关于国内钴矿研究成果的系统性和定量分析仍显不足。如何从宏观角度把握钴矿勘查开发的研究热点和发展趋势,为钴矿资源高效勘查和开发提供科学依据是重要课题。为此,地学文献中心基于馆藏数据,分析了近60年来国内钴矿勘查开发相关文献687篇,对文献年度发文量、期刊分布、研究机构、核心作者及研究热点进行了深入研究,揭示了国内钴矿勘查开发领域的研究现状和发展趋势,为今后的钴矿研究提供了科学依据和参考。

    下一步,地学文献中心将持续瞄准地质调查业务布局中的科技需求,调研国内外地学文献资源动态,为广大地质工作者和科研人员提供最新文献资源资讯,支撑服务新一轮找矿突破战略行动。

    报告封面

     
    地学文献中心编写完成《地学新书资源推介——国内钴...

    江西赣州是一片壮怀激烈、神奇光荣的红土地,这里的每一寸土地都闪耀着历史与传统的光辉。

    时代翻到了2020年这一页。此前,由于经济底子薄、基础条件差、贫困人口多、贫困范围广、贫困程度深,赣州成为全国较大的集中连片特殊困难地区、江西省脱贫攻坚主战场。今年4月26日,江西省政府举行新闻发布会,宣布于都等7个县(区)退出贫困县序列。至此,赣州市11个贫困县全部退出,赣南革命老区实现整体脱贫摘帽。

    在这场史无前例的脱贫攻坚战中,一支奇兵——自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所出现在深壕坚堡前,从专业入手,从技术切入,干起了别人不善干的大事来:脱贫要治贫,治贫要助贫,穷根不除,还要返贫。

    发展实体经济,把赣州建设成为全国稀有金属产业基地和先进制造业基地,是脱贫治穷的关键一招。但是,赣州又不能走传统的老路子,村村办矿,家家炼石,把资源优势折腾成生态劣势。经过深入地县情、乡情、村情调查,郑州综合利用所决定用创新思维从六方面持续发力:

    ——将钨、稀土、萤石等特色优势矿产资源进行深度研发利用;

    ——将矿山固体废弃物进行广泛综合利用;

    ——推动金属矿、非金属矿新技术研发;

    ——对矿山环境进行综合调查,经过治理后形成“绿色产出”;

    ——进行固废资源综合调查评价,力争变废为宝,产生效益;

    ——编制矿业产业规划和绿色矿山标准,使区域经济健康、绿色地向前发展,不走弯路。

    由此可见,郑州综合利用所对扶贫工作就像经营自己的“责任田”那样充满深情,“谋矿已非从前样,春风化雨焕容光”。

    于都润鹏矿业经改造后的生产现场图

    科技薪火燃一片

    赣州于都润鹏铅锌矿是一复杂共伴生的多金属矿。长期以来,由于矿床共伴生组分多、分离难度大,导致主要有价组分回收率偏低,精矿产品也因品位低,经济效益大打折扣。

    找到症结后,郑州综合利用所决定利用技术研发优势帮助矿山解决“心头之患”。他们夜以继日地进行技术攻关,先后研发了铅锌优化分离技术、尾矿重选收硫技术、铅锌混合浮选技术、铅锌混浮精矿压力浸出短流程技术等多项技术。其中,铅锌优化分离技术通过药剂配制创新和工艺条件优化,可使铅回收率提高6.72个百分点,达83.45%,银回收率提高10个百分点以上,达64.84%,增加年直接经济效益523.74万元。

    在尾矿重选收硫技术方面,该所提出采用重选回收替代浮选回收硫系统,使硫精矿品位保持在45%以上,硫的回收率增加20个百分点,年直接经济效益达90万元;运用铅锌多金属矿混合浮选工艺技术,使混合精矿各主要组分回收率大幅提高,铜达到93.69%,铅达93.55%,锌达91.94%,金达91.81%,银达97.66%,硫达93.19%,整体技术经济效果明显提升;运用浮铅尾矿锌硫混合浮选-分离技术,将流程改为先选铜铅,再锌硫混选,再进行锌硫分离,使锌回收率提高了0.63个百分点,电机功率下降150千瓦,吨原矿节约成本4.43元,实施后每天多产生效益1万余元,年增经济效益近330万元。经过多项技术改造,润鹏铅锌矿终于“滋羽鹏飞”。

    接着,郑州综合利用所又把目光瞄向了宁都县河源锂辉石矿。该矿生产的是电动汽车电池的原料,市场前景广阔,但由于矿山锂元素回收率不高,经济效益并不理想。

    通过研究,郑州综合利用所的专家们发现,造成锂回收率不高的原因是矿泥影响了药剂功能的发挥。为此,他们开展攻关,反复对比药剂,试图找到对锂辉石更为敏感的“高效捕收剂”。终于,功夫不负有心人,他们成功研发了一种名为“EL”的高效捕收剂,使浮选精矿氧化锂回收率提高11.3%。经测算,矿山通过选矿工艺的革新,不仅节约了资源,还可年增利润1200万元,抱上了一个大金娃娃。

    江西铁山垅钨矿细泥中钨的回收一直是矿山亟待解决的技术难题。一般情况下,钨选厂细泥产率约为7%~9%,钨在矿泥中的损失率达20%。郑州综合利用所根据钨细泥尾矿矿物特性,结合离心机选矿机、悬振锥面选矿机等设备优缺点,开发出了“筛分-离心机预选-悬振锥面选矿机精选”的全重选工艺流程。该工艺可再次回收废弃矿泥中的残矿,最后得到WO3品位为23.43%、回收率达到41.62%的黑钨精矿。

    在扶贫过程中,又一个难题横亘在郑州综合利用所面前:赣州会昌锡矿储量即将消耗完毕,需要尽快研发技术从锡尾矿中回收锡等有价组分。该所知难而进,通过设备组合优化、工艺条件控制和药剂创新,开发出了“锡石尾矿尼尔森重选抛尾——粗精矿浮选富集工艺技术”。这组工艺技术设计新颖,连接顺畅,要件闭环,最终抛尾量达到76.67%,大幅减少了进入浮选作业矿石量,重选抛尾也降低了细泥对浮选的影响,减少了浮选药剂用量,获得锡石精矿品位达9.73%,作业回收率47.88%,相当于提高现场锡石回收率的9%~10%。

    赣州兴国县高岭土矿是当地一宝,但由于产品含铁高,销售价格低,花了力气但不挣钱。郑州综合利用所通过分析发现,该矿的铁赋存在云母中,采用传统磁选工艺很难分离出来。于是,他们结合现有工艺,引入超导磁选技术,大幅提高了磁场强度,实现了含铁云母的分离,铁含量由1.25%降低到0.52%,白度由74.5提高至93.4,产品价格由240元/吨提升至1400元/吨,为矿产品升级换代带来希望。

    赣南高岭土矿分选后尾矿量较大,长期堆积在矿山周围,对环境影响很大。郑州综合利用所认为,这些都是放错地方的“垃圾”,完全可以变废为宝。工艺矿物学和综合利用技术评价结果表明,高岭土尾矿中主要含有石英、长石、云母、高岭石等矿物,其中石英含量高、资源禀赋好,晶体通透。于是,他们研发了“高温煅烧-水淬-重选-磁选-浮选-酸浸”工艺,把尾矿中有益组分进行分选,获得二氧化硅品位达99.85%,回收率达到35%;又把二次剩余尾矿用来制备轻质高强陶粒,充当建筑材料,实现了“吃干榨尽”。

    就这样,郑州综合利用所在扶贫3年中,攻克了一个个工矿企业的“老大难”问题,正所谓“科技薪火燃一片,青山远望小康家”。

    浮锌尾矿重选回收硫技改实施现场

    睿智英才盈彩笔

    人无远虑,必有近忧。

    赣州市及所辖县域矿产资源丰富,山脉纵横,历史上就是办矿要地,目前大中小矿山百余座,矿点千余处,稀土、钨等矿产在全国乃至世界具有重要地位。

    要谋划全市经济社会发展战略,既要充分发挥本地区的资源优势,又要积极推进“五位一体”总体布局,使矿业和其他产业协调发展。根据地方政府的迫切需求,郑州综合利用所集中科技力量,编制了4份市县矿业产业发展专项规划和1项产业发展专题报告。

    知宝在其一,用宝在其二,惜宝在其三。《赣州高岭土矿资源产业发展规划(2017~2021年)》总结了国内外高岭土矿资源开发利用及产业发展现状,针对赣州高岭土矿资源特点及产业发展实际,分析了赣州发展高岭土矿资源产业的优劣势,提出了规划期内高岭土矿资源产业的总体定位、发展目标及主要任务,重点发展高岭土精深加工和陶瓷产业,建议建设崇义高岭土产业园、兴国(泉州)五金卫浴产业园和寻乌陶瓷产业基地等3处高岭土矿产业聚集区。地方政府对该规划极为赞赏。

    接着,《赣州硅石矿资源产业发展规划(2017~2021年)》也问世了。该规划总结了赣州市硅石矿资源开发利用及产业发展现状,分析了赣州发展硅石矿资源产业的前景,提出了规划期内硅石矿资源产业的总体定位、发展目标及主要任务,重点发展石英砂、石英玻璃、石英板材等产业,建设石城硅石产业园、信丰粉石英产学研基地、上犹玻纤生产基地等6处硅石矿产业聚集区。此规划一旦实施,可安排数千人就业。

    《于都县矿业产业发展规划(2016~2020年)》是地域性的专项规划。郑州综合利用所在全面总结于都县优势矿产资源及开发利用现状、矿业产业发展现状和存在问题的基础上,分析了矿业产业发展的前景,提出了规划期内产业发展的目标任务、产业布局和十大重点工程,通过延伸钨、铅锌、萤石等重点矿种产业链和优化产业布局和结构,推动矿业及延伸产业快速发展。

    《兴国县非金属矿产业发展规划(2016~2020年)》具有异曲同工之妙。郑州综合利用所在全面总结兴国县优势非金属矿产资源及开发利用现状、产业发展现状和存在问题的基础上,分析了非金属矿产业发展的前景,提出了规划期内非金属矿产业的总体定位、发展目标及主要任务,明确了萤石、高岭土等优势非金属矿的产业布局、产品方向和重点项目,构建以萤石氟化工产业为龙头,高岭土陶瓷产业、水泥建材产业等为重点的非金属矿产业集群。

    接着,郑州综合利用所又完成了《兴国县矿泉水地热产业发展前景分析报告》,通过调研兴国矿泉水、地热资源现状及现有2家矿泉水企业开发利用现状,分析了产业发展的前景,提出了产业发展的主要工作和建议,为兴国县矿泉水、地热产业开发指明了发展方向。

    看起来,郑州综合利用所做的都不是“分内事”,不过他们深知,谋贫困区之发展蓝图,规划才是主轴和引领。

    红色老区竞风流

    在矿产资源丰富地区如何科学、绿色办矿,既有序开发金山银山,又留住绿水青山,是当前绕不过的大问题。

    为此,郑州综合利用所的专家团队帮助地方政府根据本区域的矿产资源特点,谋划好绿色矿业发展示范区和绿色矿山建设。首先,他们结合地域地貌特点开展了赣州优势矿产绿色矿山建设标准体系研制,研究编制了《钨矿绿色矿山建设规范》《萤石矿绿色矿山建设规范》《离子型稀土绿色矿山建设规范》《普通建筑用砂石粘土绿色矿山建设规范》等4项赣州市绿色矿山建设地方标准,并通过细化相关指标要求,有效增强了标准的适用性和可操作性。

    可喜的是,《钨矿绿色矿山建设规范》《萤石矿绿色矿山建设规范》2项标准已于2020年5月1日正式实施,为赣州市钨、萤石矿资源绿色开发提供了标准依据。它们是赣州市首批市级地方标准,也是江西省首批生态文明市级地方标准。该标准的广泛运用,使当地绿色矿山的建设、评估、认定和核查等工作有了可循之规。此外,《离子型稀土绿色矿山建设规范》和《普通建筑用砂石粘土绿色矿山建设规范》目前也已完成标准送审稿,有望在年内完成审查后发布。

    江西铁山垅钨矿有限公司黄沙矿区是一个有着近百年开采历史的老矿山,以生产优质黑钨精矿而闻名,在第二次国内革命战争时期曾为苏区作出过重大历史性贡献。郑州综合利用所充分发挥技术和人才优势,为其绿色矿山建设提供规划指导,编制了《江西铁山垅钨矿有限公司黄沙矿区绿色矿山建设方案》。经过绿色矿山建设,该公司基本实现了矿区环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化和矿区社区和谐化,顺利进入国家绿色矿山名录库,成为赣州矿业的一张名片。

    对历史遗留的矿山生态环境问题,郑州综合利用所应地方政府的要求,积极开展各类地质环境问题调查。于都地区历史上是办矿重点区域,专家组通过遥感图像解译,并深入矿山“梳头发”,共调查国土面积1921平方千米、各类矿山180座,基本查清了存在的各种地质环境问题,编写了《于都南部区域废弃矿山地质环境问题恢复治理建议》和《于都南部废弃钨矿山环境综合治理可行性调查报告》,受到了当地政府的高度重视。

    有道是,弃矿复绿已开头,红色老区竞风流。赣州市境内老矿区颇多,生态环境欠账绝非毕一役之功就能解决,但郑州综合利用所矢志与地方政府紧密配合,在“十四五”期间将脚踏实地,一茬一茬接着干,在这片红土地上复绿、造绿、兴绿,打造出一个新型矿区。

     

    扶贫路上深耕每一块“责任田”

    近日,中国地质调查局成都地质调查中心(西南地质科技创新中心)地球物理团队在国际构造地质学期刊《Tectonophysics》上发表了题为“Cenozoic tectonic transition within the western segment of the Longmenshan fault,southeast from geological and geophysical data(青藏高原东南缘龙门山断裂西段的新生代构造转换——来自地质和地球物理资料的约束)”的研究论文。杨剑正高级工程师为第一作者,王桥正高级工程师为通讯作者,夏时斌博士、廖国忠高级工程师、牟传龙研究员为共同作者。

    青藏高原周缘的逆冲断裂带记录了青藏高原及其周围地体之间的构造演化。龙门山断裂(LMSF)是扬子地体(YT)与松潘-甘孜地体(SGT)之间的构造边界,而其西段的构造归属还存在争议,是丽江-小金河断裂(LXF)还是金河-箐河断裂(JQF)?为此,研究人员进行了大地电磁测深成像、地表构造调查和岩石学分析,旨在进一步确定龙门山断裂西段的深浅构造耦合关系。大地电磁成像揭示了深部2个高阻体R1和R2可能起源于不同的岩浆作用。其中,R2可能起源于地幔柱底侵作用,这与之前的研究一致,而R1可能起源于沿着金河-箐河断裂分布地(更宽泛时期的)幕式铁镁质岩浆侵入的残余。基于区域地球物理、地表构造样式和岩石矿物学证据,认为金河-箐河断裂可能在~15 Ma之前就已经变形到下地壳或上地幔,以逆冲作用调节了青藏高原的东南向扩展,并扮演了扬子地体和松潘-甘孜地体之间的构造边界。~15 Ma之后,由于大规模走滑断层的活化,丽江-小金河断裂逐渐取代金河-箐河断裂,主导了龙门山断裂西段的构造变形。结果表明,上述构造转换可能暗示了晚新生代时期青藏高原东南缘由集中变形向离散变形转换的地球动力学过程。

    LXF和JQF构造转换模式图

    论文链接:https://doi.org/10.1016/j.tecto.2024.230239

     

     
    青藏高原东南缘龙门山断裂西段新生代构造取得新认识

    “小朋友,你知道为什么你的家乡马边县的大山像三明治一样一层一层地叠加吗?你想知道乐山恐龙的足印是什么形状吗?我来告诉你乐山在很久很久以前是什么样子的……”。4月21-22日,在四川省乐山市实验中学、在乐山市广场上,一群年轻的地学专业技术人员正在向学生和市民进行科普宣传,讲述地球故事。

    为纪念第48个世界地球日,地调局环境监测院(国土资源部地质灾害应急技术指导中心)联合中央国家机关精神文明建设协调领导小组,国土资源部地质环境司,中国地质调查局科技外事部、直属机关党委,四川省地质矿产勘查开发局,乐山市人民政府,中国地质灾害防治工程行业协会,中国地质学会环境地质专业委员会,四川省地质环境监测总站等单位,开展“根在基层、情系民生”科普志愿服务活动。

    在乐山市副秘书长张松林的主持下,中国地质环境监测院党委书记李文鹏,国土资源部地质环境司副司长胡杰,四川省地质矿产勘查开发局总工程师李树,乐山市副市长罗新礼、中国地质调查局直属机关党委副书记李帮、中央国家机关精神文明建设协调领导小组干部赵凌波向乐山市实验中学赠送了地质科普图书。

    乐山市拥有丰富的地质遗迹景观,目前已有四川大渡河峡谷地质公园,并在积极创建以环崖丹霞景观为主的马边丹霞地质公园。李文鹏介绍说,地质遗迹是地球演化过程中形成、发展、保留下来的不可再生的地质自然资源,乐山地区地质遗迹丰富并具有特色,如何科学地认识、开发和保护地质遗迹,是当前面临的一个问题。

    为此,本次活动以科普报告会和科普专题展览为主要形式,介绍地质灾害防治、地下水资源保护、矿山环境治理等地质环境知识,并首次将地质遗迹知识与地方地质环境相结合,倡导人们从地质美学的角度认识自己的家乡,认识生活的地球。在实验中学,旅游地学及自然生态学家李忠东为广大师生做了《认识我们的地球,认识我们的家乡》科普报告;在乐山广场,通过大屏幕滚动播放《地质灾害“五步避险法”》微视频;在展板旁,志愿者们通过《地质遗迹及其类型》、《丹霞地貌》、《四川马边丹霞地质公园》等宣传手册,向广大市民进行科普知识讲解。

    乐山市实验中学初二学生高雅婷说,通过这次地球日的科普宣传活动,使自己对家乡有了全新的认识,自己今后将用更科学的目光去发现家乡的壮美,并希望以后多举办一些像这样既生动有趣又和自己息息相关的科普活动。

    专家介绍,近年来社会公众对地质公园的关注度不断提升,但是人们对地质遗迹景观却缺乏科学性的认识,今后的地质环境科普工作要结合不同区域的地质景观特点,开展更具有针对性的科普工作,提升当地人民保护家乡、保护自然的意识。

     

     

     

     

     

     

     

    中国地质环境监测院联合10家单位开展科普宣传工作

    3月1日上午,青岛海洋地质研究所“海洋地质九号”船缓缓驶离大洋钻探船北部码头,前往西太平洋执行科考任务,标志着青岛海洋所2024年度外业任务正式拉开序幕。

    本航次“海洋地质九号”船共搭载40名科考队员,将在西太平洋开展为期两个月的深海科考任务。本航次面临备航时间短、海上作业周期长以及工区气象条件复杂等多重挑战,对人员合理调配、设备保养维护和各项保障工作的及时落实提出了较高的要求。

    为此,在青岛海洋所党委的统一指挥下,各相关部门科学统筹,紧密配合,着力强化风险管控,全面检修参航设备,扎实开展人员培训,周密落实物资补给,在规定时间内完成了各项准备工作和安全保密检查,为航次任务的圆满完成打下了坚实基础。

     

     
    “海洋地质九号”船开启2024年度首航任务
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