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    引言 

    习近平总书记在2016年全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会明确指出“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。李克强总理最近多次批示“推动开展地球深部探测研究”,“可以列为重大专项”,“两个方面,一是地下资源能源问题,二是城市地下基础情况问题。”《“十三五”国家科技创新规划》对地球深部(深地)探测研究也有明确的表述。这表明党和国家对地球深部探测研究高度重视,并指明了方向。

    2012年10月~2014年3月,在科技部原部长徐冠华和科技部基础司的倡导和支持下,以“地球深部过程与成矿作用”为主题的调查研究开始进行。这项研究耗时一年半,参与人员达150余人,含院士8人、教授和研究员30人。为保证调研工作的顺利开展,成立了专家组,组长为莫宣学院士,副组长为马福臣研究员、赵振华研究员,成员包括李曙光院士、金振民院士、张国伟院士、朱日祥院士、华仁民教授、邓晋福教授。秘书为朱弟成、杨立强、王银宏教授。研究完成并提交了《地球深部过程与成矿作用》战略调研总报告及5份分报告(造山带、克拉通、花岗岩省、地幔柱、实验)。在此基础上,于2014年3月召开了以“地球深部过程与成矿作用”为主题的483次香山会议,由孙鸿烈院士、翟裕生院士、滕吉文院士、莫宣学院士、马福臣研究员担任执行主席,来自各方面的40多位专家参加了会议。会后发表了会议简报,向国家有关主管部门提出尽快对“地球深部过程和成矿作用”立项,并列入优先资助领域,给予长时间、大强度的支持。2015年4月瞄准国科发资〔2015〕52号文件中第7个重点方向(面向国家战略需求的基础研究)中的“深地”战略性研究,提出“地球深部过程与成矿作用”的立项建议。

    本文仅对地球深部探测研究与地下资源的关系作一些探讨。

     

    莫宣学院士简介:莫宣学,岩石学家,中国地质大学(北京)教授,中国科学院院士,1938年12月出生,1960年毕业于北京地质学院。1981年~1983年美国伯克利加利福尼亚大学及劳伦斯伯克利国家实验室访问学者。曾任中国地质大学(北京)副校长、中国地质大学研究生院院长、国家自然科学基金委员会第六、七、十、十一届学科评审专家组成员、第30届国际地质大会学术委员会副主席、经济地质学会(Society of Economic Geologists)Fellow及负责亚洲区域的副主席。现任《 地质学报》主编及《Geoscience Frontiers》主编。曾获国家科技进步奖一等奖。

    莫宣学首次提出任意压力下岩浆氧逸度计算公式及含Fe2O3硅酸盐熔体密度预测模型,为建立岩浆演化综合热力学理论模型发挥了关键作用。他几十年长期研究青藏高原构造-岩浆作用,在揭示印度-亚洲大陆碰撞时间、青藏高原巨厚陆壳成因与增厚机制、深部壳幔物质运移等方面,取得了系统成果。他长期坚持“岩浆-构造-成矿”方向,研究青藏高原及金沙江-澜沧江-怒江成矿带的成矿规律与具体找矿方向,为开拓西南“三江”和西藏冈底斯国家级矿产资源新基地做出了贡献。

    “地球深部过程与成矿作用”研究的必要性与紧迫性 

    确保矿产资源供应是实现我国“两个一百年”发展目标不可缺少的关键要素。目前,我国经济发展进入新常态,对矿产资源的需求总量保持高位态势。据统计,2013年我国21种矿产消费量居世界首位,占全球消费总量的1/3。未来10年~15年,我国矿产资源刚性需求仍将持续,大宗金属矿产需求峰值将陆续来临,对外依存度将大幅攀升,严重超越国家资源安全警戒线。如果未来10年探明资源储量不能大幅度增加,几乎所有的大宗金属矿产将面临消耗殆尽的危险局面,形势危急,前景堪忧。立足国内,开辟新的找矿空间和深度,寻找找矿战略新区,实现找矿重大突破,提高资源保障程度,已成为我国一项紧迫、艰巨而又长期的重大战略任务。

    为了完成这项重大战略任务,必须揭示中国地质结构和演化的复杂性与特殊性,及其导致的中国成矿作用的复杂性和特殊性。中国地处世界三大构造域的复合部位,经历众多离散陆块多期聚合拼贴过程,在中生代、新生代遭受改造与活化,岩石圈结构异常复杂、不同深部过程多期叠加复合,导致成矿金属选择性地巨量堆积,形成金属成矿省和巨型成矿带,造成我国矿种繁多、类型多样,多源复成、破坏再生的禀赋。

    科学家们认识到,虽然资源、环境、灾害问题主要表现在地球的浅表层,然而其推动力却来源于地球深部,地球深部过程控制了浅部运动与变化。例如,青藏高原是地球上最高、最大的高原,蕴含着丰富的自然资源,又对亚洲乃至全球的气候、生态、环境有重大的影响。然而,造成这一切的根本原因却是印度-欧亚碰撞以来青藏高原壳幔各圈层物质和能量的调整和再分配,即印度-欧亚大陆碰撞所引起的青藏高原下面地球各圈层内部及圈层之间(重点是中下地壳、岩石圈地幔、软流圈地幔)的物质与能量的调整和再平衡。正是这个物质与能量的调整和再平衡过程,从根本上控制着青藏高原的隆升、形成演化和资源环境效应。由此可见,只有阐明了地球深部过程,即地球内部的物质组成、性质、运动演化过程及动力学,才能抓住资源环境问题的关键。

    同样,矿产资源虽然主要就位于地球的浅表层,但其驱动力也来源于地球深部。地球深部过程是大规模成矿作用的“发动机”(提供能量和动力)、“供应源”(提供金属和流体)和“开拓者”(提供矿质输运通道和汇聚空间)。在不同动力学体系作用下,地球深部过程(包括地球深部发生的物质-能量交换以及成矿物质活化、调整和再分配)促使深部含矿岩浆和地壳流体运移、聚集,卸载,在地壳的适宜部位形成巨型成矿带和大型-超大型矿床。因此,要从根本上回答我国矿产的分布格局与资源潜力,从深层次上揭示区域成矿规律和金属巨量堆积过程,开辟新的找矿空间和深度,预测找矿战略新区,就必须深入理解地球深部过程,深刻揭示地球深部物质、结构和层圈相互作用,特别是深部物质-能量交换-传输的地球动力学过程,创建全新的成矿理论体系。

    地球深部过程是指地球内部(从地壳到地核)壳-幔物质与能量交换、物质运动行为、轨迹及其动力学响应。地球深部过程与成矿,是指在不同力系作用下,深部物质重新分异、调整,并在特定壳-幔结构空间驱动含矿热液流体运移、富集并在地壳介质的适宜部位,特别是在深部空间(500米~3000米)形成大型、超大型矿床或矿集区的作用过程。主要包括岩石圈尺度(背景场)、Moho界面(壳-幔物质与能量交换的界面)、小于5千米 的“透明”上地壳(理解导矿控矿构造与层序和矿化分带)、500米~3000米深度(本世纪固体矿产勘查开发的主要深度)。地球深部过程及其对成山、成盆、成岩、成矿(包括能源)、成灾的制约和影响,是本世纪地球科学深化认识地球本体的核心科学问题。迄今,我国对矿产资源的利用和勘查工作主要还在500米以上的地球浅部,对地球深部的成矿规律了解得很不够。然而,如果只懂浅部不懂深部,不研究地球深部过程对矿产形成和保存的控制,就不能回答诸如我国急需矿种的成矿潜力究竟如何,在哪里能够找到大型-超大型矿床这样的重大资源战略问题,不能从根本上解决国家的矿产资源保障。

    关键科学问题 

    根据中国大陆所具备的独特地质条件,针对国内外研究现状和存在问题,提出下述三大关键科学问题:

    (一)深部物质组成、结构的不均一性和演变及差异成矿作用

    地球深部物质组成和结构的不均一性及深部壳幔作用过程,从根本上控制着矿产的区域性分布、区域优势矿种和成矿潜力的差异,也从根本上控制着矿产资源的形成。但迄今仍然不很清楚中国大陆重要成矿区带的深部结构、物质组成以及深部物质结构的不均一性与成矿元素离散与聚集的关系。因此,需要精细解剖中国大陆重要成矿区带不同尺度(从表层到壳幔过渡带)岩石圈的组成、结构与时空变化特点,深入研究岩浆作用的成因,有效识别幔源物质、壳源物质的贡献,将岩浆作用与成矿作用紧密地联系起来,围绕大矿、富矿形成的源、运、储,开展深入研究,查明成矿物质超常堆积的控制因素(如壳幔不均一性、岩石圈类型与厚度、地壳类型与厚度、软流圈的上隆及侧向运动、壳内和幔内或壳/幔相互作用的程度和方式)和差异成矿的根本原因。

    (二)深部流体过程与物质能量交换

    成矿作用与岩浆过程、岩浆-热液过程或热液过程引起的物质和能量交换密切相关,矿床的形成(成矿物质来源、成矿物质迁移和成矿元素的沉淀)离不开成矿流体,可以说没有成矿流体就没有矿床。深部巨量熔/流体在岩石圈内部的系统循环是金属元素活化、迁移的必要条件,也是大型超大型矿床形成的诱因。但迄今对岩浆和热液体系氧逸度变化的控制因素及其对成矿作用的影响、对金属元素在深部熔/流体中迁移、演化与富集机理的认识还存在很大争议。因此,还需要采用多学科交叉结合的手段,充分考虑流体作用对软流圈地幔的改造和对成矿岩浆的贡献,查明流体的来源、迁移和聚集过程,查明金属元素富集机理和物质能量交换过程。

    (三)成矿系统的深部过程驱动机制

    深部过程应包括构造过程、岩浆过程、流体过程、热化学过程和地球物理过程。如前所述,地球深部过程控制着浅部构造运动与矿产资源的形成和保存,查明地球深部的物质组成、结构和性质,阐明地球深部过程(物质运移-聚集规律、运动-演化过程和动力学机制),是正确理解地球浅表层矿产资源形成、变化与保存等问题的关键。但迄今为止,对岩石圈及壳-幔圈层物质和能量交换的深部动力学过程仍然还停留在概念层次上,对金属元素超常堆积的控制因素和深部驱动机制也缺乏很好约束。因此,需要更新现有的技术和方法,补充新的分析手段(如铁、铜、镁和钙等非传统同位素示踪手段),重视高温高压实验研究,加强同位素示踪和数值模拟,通过地质学、地球化学和地球物理学的综合探测研究,利用合适的地质学和岩石学概念模型、边界条件和物性参数,探讨不同构造体制下的壳幔物质交换、矿源供给、流体迁移、成矿元素堆积和矿床定位等一系列不同层次深部过程的驱动机制,阐明由深部地质过程引发的构造-岩浆-流体-化学作用与元素富集成矿机理。

    长远目标与近期目标 

    应当紧紧围绕上述三个关键科学问题开展“地球深部过程与成矿作用”研究,努力达到建立地球深部过程与成矿作用相统一的理论的长期目标,提高矿产资源保障工作的预见性与目的性。

    “地球深部过程与成矿作用”研究的近期目标是:揭示造山带、克拉通、大花岗岩省、地幔柱的深部物质组成、结构、演变及与成矿作用的内在联系,开展相应的实验模拟和方法研究,解剖代表性大型矿集区,查明其深部流体作用与物质能量交换,成矿作用的深部驱动机制,控制大规模成矿的主要因素,提升大型矿床预测效率。在时间上,以中-新生代为重点,兼顾晚古生代;圈层上,以地壳-上地幔为重点,适当探索核幔边界。□

    (标题为编者所加) 

    寻找战略新区须深入理解地球深部过程

    6月15日-17日,中国地质调查局武汉地质调查中心页岩气勘探安全专项检查组前往湖北省松滋地区,对松地2井野外作业现场开展页岩气勘探专项安全检查,并召开现场安全会议传达地调局安全生产工作会议精神。

    本次专项安全检查以预防井喷失控、防页岩气火灾爆炸为重点内容。检查组实地检查了钻井作业现场安全防范措施及设施、抽查了作业安全纪录、查验了资质证件等。从检查情况看,松地2井钻井安全生产工作开展较扎实,主要表现在以下方面:一是钻井作业施工单位对作业人员进行了岗位培训,开展了安全防范教育、现场安全演练等活动,应急处置能力较强;二是钻井作业现场设置了隔离设施、安全通道、应急通道、风险告知牌和安全警示标识,制定了钻井作业突发事件应急处置预案;三是钻井作业工作人员定期开展隐患排查及施工前的安全检查,对发现隐患及时处置并做好安全管理记录;四是钻井作业承担单位安全生产意识强,配备了消防器材、防毒面具等安全防护设施,井场布置符合设计规范及标准。

    检查中也发现了一些问题,如松地2井井控设备、电线布设未按规范安装;应急预案、防井喷安全告知书未宣传到位。针对以上问题,检查组下发了整改通知单,提出了整改意见,要求钻井施工单位限期整改到位。

    为进一步防范页岩气勘探钻井作业施工安全,检查组在作业现场组织进行了防井喷安全逃生演练和防火消防安全演练。

    武汉地调中心开展页岩气勘探安全检查

    1月26日上午,中国地质调查局南京地质调查中心召开党员大会,党委书记张训华给全体党员讲授党课。

    张训华以“全面从严治党,加强干部队伍建设”为主题,给广大党员干部上了一堂生动的党课。党课结合学习十九大精神体会和工作实际,详细阐述了坚持全面从严治党的意义、新时代全面从严治党总要求、当前全面从严治党的重点任务。他指出,坚持全面从严治党的意义主要表现在加强党的领导、实现党的自我革命和党的历史经验之启示三方面;从全面从严治党总要求的含义、总要求的内涵和特征阐述了新时代全面从严治党总要求;指出当前全面从严治党的重点任务:一是强化政治建设和理论建设,二是抓好组织建设,三是持之以恒正风肃纪,四是反腐斗争和健全监督体系,五是全面增强执政本领。

    此次党课既贯彻了中央精神、又结合了南京地调中心党建工作实际,既讲明了要求、又传授了方法,既强调了从严治党的重要性、又点明了2018年南京地调中心党建工作的重点,既结合了普遍原则、又包含了个人思考,让听课者深受启发,受益匪浅,为加强南京地调中心党委管党治党能力,压实党建主体责任起到重要指导作用。

    南京地调中心相关领导、党委委员杨祝良及全体党员干部200余人参加学习。

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    南京地质调查中心党委书记张训华讲党课

    中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心日前在京举行了揭牌仪式。对于这样一个新生的研究机构,业界有着诸多疑问。为此,中国矿业报记者专访了矿产资源绿色评价研究中心主任王京彬,请他就这个机构成立的背景、定位、作用、目标、运作等做了全面的介绍。

    矿产资源全链条绿色评价技术体系(资料图)

    中国矿业报:请问成立矿产资源绿色评价研究中心这样一个研究机构,是基于一个什么样的背景?

    王京彬:主要是基于我国国情。在相当长的一段时期内,我国对矿产资源的刚性需求还将不断加大,而矿产开发的同时,对生态环境的保护也责无旁贷,绿色勘查和绿色矿业发展是大势所趋。

    习近平总书记提出:“既要金山银山,也要绿水青山。”党的十八届五中全会也把“绿色发展”作为五大发展理念之一。为此,决策部门开始行动。2009年,国土资源部出台了《矿山地质环境保护规定》,把“矿山地质环境保护与治理恢复方案”作为申办采矿许可证的前置条件之一,逐步健全完善矿山地质环境管理制度体系;2010年,国土资源部正式印发《关于贯彻落实全国矿产资源规划,推进绿色矿业,建设绿色矿山工作的指导意见》,进一步明确了推进绿色矿山建设的思路、原则与目标;2011年“发展绿色矿业”被纳入《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,上升为国家战略;2015年,中央就生态文明建设出台了第一个全面专题部署文件,明确把发展绿色矿业、加快绿色矿山建设作为重要任务,具有里程碑意义;2017年5月,国土资源部、财政部等六部委出台《关于加快建设绿色矿山的实施意见》,提出“将绿色发展理念贯穿于矿产资源规划、勘查、开发利用与保护的全过程,引领和带动传统矿业转型升级。”

    中国地质调查局部署了一系列地质环境调查和矿产资源基地综合地质调查项目,支撑绿色矿业发展。《中国地质调查局“十三五”科技创新发展规划》将大型资源基地资源环境综合调查作为重要矿产资源领域4项主要任务之一,并且在重要矿产资源调查、地质灾害防治与地质环境保护、国土开发与保护、基础地质支撑等计划中部署了一系列地质环境调查项目。

    相关单位开始积极行动。青海省有色地勘局在推进“青海省多彩地区铜多金属矿整装勘查”项目中,建立了绿色勘查多彩模式;贵州西南能矿集团第一个出台了绿色勘查企业标准;成都探矿工艺所建立了绿色勘查技术团队,加强技术开发和应用示范……

    这些探索难能可贵,而且成效显著,但生态文明建设和绿色发展永远在路上。如何解决单一化、局部化、区域性和碎片化的问题,从矿业全产业链的高度来构筑一整套行之有效的标准、规范、制度,并提供可供参考甚至推广的示范与模式,仍是亟待解决的问题。也就是说,矿业全产业链的绿色发展,需要可靠的技术及智力支撑机构,要有提供技术支撑的“领头雁”。正是在这样的背景之下,在决策部门和企事业单位殷切期待之下,中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心顺利诞生。

    中国矿业报:中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心的业务定位是什么?

    王京彬:矿产资源绿色评价研究中心是中国地质调查局专门从事矿产资源绿色评价研究的学术性非法人组织。面向绿色矿业发展和国家资源基地建设,中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心以矿产资源基地为基本单元,以支撑服务矿产资源基地综合地质调查和矿产资源调查、勘查、开采、生态环境修复(闭坑)全链条绿色评价研究为重点,系统开展矿产资源数量、质量、生态环境“三位一体”综合评价。在矿产资源基地综合地质调查成果的基础上,聚焦三个方面的评价研究:一是基于生态环境的矿产资源技术经济可行性评价,回答在考虑生态环境成本的条件下是否是“矿”的问题;二是资源勘查开发对生态环境影响性评价,回答勘查开发活动对生态环境的影响程度、范围及可修复性的问题;三是勘查开发活动自身的绿色化评价,是否采取了有效措施实现资源勘查开发最优化和生态环境影响最小化。

    通过系统的评价研究,中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心将为建立一套矿产资源全链条的绿色评价技术标准(指南、规范等)体系提供科学依据,为优化勘查开发布局和中国地质调查局资源基地综合地质调查工作部署提供咨询建议。

    中国矿业报:中心目前确定了哪些研究方向?

    王京彬:目前我们主要针对资源基地地质环境和生态系统调查与研究的薄弱环节,系统开展矿产资源的资源潜力、开发条件和环境影响一体化评价,构建矿产资源调查、勘查、开采、生态环境修复(闭坑)全链条绿色评价技术支撑体系。

    具体来说,中国地质调查局矿产资源绿色评价研究中心目前主要有以下4个研究方向:一是矿产资源基地综合地质调查与资源环境承载力评价;二是绿色勘查与资源技术经济环境影响评价;三是绿色矿山评价体系、监测示范与生态环境修复技术研究;四是矿产资源全链条绿色评价技术标准(规范)研究与成果集成。

    中国矿业报:中心在打造全链条绿色评价体系方面,确立了什么样的发展目标?

    王京彬:我们计划通过10年左右的持续努力,逐步建成世界一流的矿产资源绿色评价研究中心。为达成这个目标,我们以支撑服务绿色矿业发展和国土资源管理中心工作为目标,以矿产资源基地为基本单元,针对生态环境评价薄弱环节,在综合调查的基础上,系统开展资源基地的资源潜力、开发条件和环境影响一体化评价,构建矿产资源调查、勘查、开采、生态环境修复(闭坑)全链条绿色评价技术支撑体系,争取成为矿产资源基地绿色评价创新与合作交流平台、矿产资源全链条绿色评价信息集成与服务平台、绿色评价标准(规范)制定与管理决策技术支撑平台、绿色评价新理论新技术新模式的示范推广平台。

    中国矿业报:能否谈一下为了达成10年的目标任务,中心做了哪些具体工作规划?

    王京彬:为实现总目标,中心制定了明确的阶段性目标任务。2017~2018年,建实矿产资源绿色评价研究中心。以完善结构、资源基地综合调查为重点,通过对业务中心的组织结构、业务结构、人才结构、合作网络的不断完善,夯实业务中心的发展基础;完成好综合地质调查示范项目,在集成相关成果的基础上,初步建立资源基地综合地质调查的技术方法流程、资源环境承载力评价方法和技术经济与环境影响评价体系;提出“资源基地综合地质调查技术要求”建议和项目部署建议,支撑引领矿产资源基地综合地质调查工作。

    2019~2020年,建成国内一流的矿产资源绿色评价研究中心。以全链条绿色评价和标准(指南、规范等)研究为重点,建立矿产资源调查、勘查、开采、生态环境修复等阶段的绿色评价关键指标体系、技术方法流程;初步提出或完善各阶段相关技术标准(规范、规程)建议,优选和推广绿色调查、勘查、开采和生态环境修复先进技术,促进绿色评价成果转化;建设国内一流的矿产资源绿色评价应用研究、学术交流、人才培养和示范推广中心,引领矿产资源基地绿色评价工作。

    2021~2025年,跻身世界一流的矿产资源绿色评价研究中心行列。以示范推广和国际合作为重点,优化完善矿产资源全链条各阶段绿色评价指标体系,构建矿产资源全链条绿色评价技术支撑和服务体系,突出成果集成与示范推广,加强国际合作研究与交流,以一流的人才、一流的成果、一流的管理和一流的服务,把中心建设成为世界一流的矿产资源绿色评价研究中心,有力支撑中国矿业“走出去”和国家“一带一路”矿产资源勘查开发合作,促进全球绿色矿业发展。

    中国矿业报:作为依托单位,北京矿产地质研究院将为矿产资源绿色评价研究中心提供哪些支持?

    王京彬:作为矿产资源绿色评价研究中心的依托单位,北京矿产地质研究院在中心建设及运行期间将提供全方位的支持,主要表现在:

    一是具备科研-调查-勘查-开发-环境治理修复完整的技术-产业链,为开展矿产资源全链条绿色评价提供坚实的实践基础和技术支撑。作为一个长期服务于工业部门的研究和调查机构,北京矿产地质研究院有着独特的产业背景、人才优势、专业综合优势和长期积累,有突出的找矿业绩和矿山开发经验,形成了科研-调查-勘查-开发一体化的新机制,构建了较为完整的矿产勘查开发和环境修复技术产业链。

    与此同时,北京矿产地质研究院(含下属单位中色地科矿产勘查股份有限公司)拥有区域地质调查、固体矿产勘查、地球物理勘查、地球化学勘查、地质钻探、地质灾害防治工程勘查施工等甲级地勘资质,甲级测绘资质,地质灾害治理工程甲级施工单位资质,地质灾害危险性甲级评估资质,建筑业企业资质证书(特种专业工程专业承包)等。

    另外,北京矿产地质研究院正在实施的东天山、赤峰有色金属矿产资源基地综合调查二级项目,以及在实施的承德生态文明示范区综合地质调查项目和3个矿集区(整装勘查区)找矿预测子项目,将从项目层面有力支撑“研究中心”建设。

    二是北京矿产地质研究院拥有6家境外上市资源公司,相对熟悉境外绿色勘查先进做法和技术要求,有助于高起点借鉴境外研究成果和最佳实践经验。北京矿产地质研究院及其下属企业在立足国内地质工作的同时,抢抓“走出去”机遇,海外地勘项目聚焦重点国家,形成了加拿大、澳大利亚、智利、埃塞俄比亚、坦桑尼亚和老挝等海外“根据地”,在16个国家拥有60个探矿权和采矿权。依托海外风险资本市场,境外找矿取得重大突破。美国南加州奥德山超大型金矿、加拿大魁北克HR超大型铜–镍–铂族矿、埃塞俄比亚VMS铜锌金矿、西澳铀矿、坦桑尼亚金矿、苏丹北部金矿、智利铁铜金矿、老挝纳勐铜矿,均取得突出的找矿效果。目前,中色地科公司是加拿大多伦多证交所上市的奥卡黄金公司、东非金属公司、金股矿业公司和北方镍矿勘探公司,以及在澳大利亚证交所上市的英特金属公司、英特铀矿公司等6家境外上市的初级资源公司的第一大股东,形成支撑美洲、非洲、澳洲等主要资源大区海外风险勘探的上市公司群。在多年的海外合作实践中,较系统地学习和初步掌握了澳大利亚、加拿大等矿业发达国家,在地质矿产勘查、矿业开发、环境保护和安全生产等方面的先进经验、做法和技术规范要求,便于“研究中心”结合我国国情更好地学习借鉴,取得与国际标准规范对接的研究成果。

    三是具备人才和技术设备优势,可为中心运行提供人才和科研条件保障。北京矿产地质研究院当前人员精干、装备精良,主要技术骨干人员大多承担过复杂地质条件下国家、部(省)或大型以上地质调查或勘查项目,能够解决工作中重大疑难问题。同时,北京矿产地质研究院及下属控股公司近年新购置的先进技术设备和仪器500多套,自主研发了超低空高精度磁测系统和井中三分量高精度磁测系统等设备,拥有实施各类地质调查项目的能力。

    四是具有有色金属产业背景和有色地勘领军地位,可促进研究成果的转化与示范推广。北京矿产地质研究院作为有色地勘系统的领军单位,隶属于国资委和中国有色金属工业协会,是中国地质学会矿山专业委员会、中国有色金属工业协会地质矿产分会、中国有色金属学会地质学术委员会的挂靠单位,与有色金属矿业企业和有色地勘单位保持良好的合作关系。同时代表行业部门,每年以“三会一奖”为抓手,组织属地化有色地勘单位与矿业企业的改革发展经验交流和资源地质、民生地质成果交流会,承办中国有色金属工业找矿成果奖评选,具有较强的行业服务能力和影响力。有利于“研究中心”工作的推进和研究成果的示范推广。

     

     

    致力推进矿业全产业链绿色发展
     











    阅读提要

    ◆页岩气开发,还有待各项鼓励和监督政策的引导和支持,开发的关键技术仍有待突破

    ◆资源节约与综合利用的理念仍要不断加强,建立矿产资源勘查开发保护系统观

    ◆系统评价资源本底的综合地质特征和资源环境承载力,为京津冀协同发展提供重要支撑服务

    我国极具开发潜力的新能源有哪些?我国矿产资源综合利用的潜力有多大?京津冀一体化协同发展如何应对资源环境约束?4月25日,中国地质调查局围绕第46个地球日“珍惜地球资源转变发展方式——提高资源利用效益”主题举办的中国地质调查成果主题报告会上,三位工程首席专家为来自国务院相关部委、国土资源部相关司局、在京地质调查行业单位、大型矿业企业以及大专院校等各方代表,带来一场内容丰富的有关地球资源利用的知识盛宴。

    三位科学家从我国国土资源国情出发,讲述了中国地质调查局在提高资源利用效益方面取得的卓越成果以及今后工作的着力点。透过这些成果,我们看到了地质工作者为提高资源利用效益所作出的努力,也看到他们力图通过自己的努力,让蓝天常在、青山常在、绿水常在的美好愿景。

      新能源开发利用

      更低碳、更环保

    当前,我国经济换挡升级,能源和其他重要矿产资源的需求总量仍居高位,但需求结构发生重要变化,以低碳、绿色、环保为特征的新能源、新材料等战略性新兴产业的迅速崛起,促进能源消费结构的重大调整,并带动以锂、钴、三稀等为代表的新能源、新材料矿产品需求增长。

    中国地质调查局油气资源调查中心副主任翟刚毅在报告中介绍了我国目前极具开发潜力的几种新能源。

    页岩气,是一种清洁、高效能源。美国依靠页岩气开发技术的突破,2009年以6240亿立方米的产量首次超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国。这也让页岩气逐步走入公众视野,并日益受到关注。

    据翟刚毅介绍,全球页岩气技术可采资源量与常规天然气可采储量相当,约187万亿立方米,我国的页岩气储量在世界位居首位,地质资源量达134万亿立方米,可采资源量25万亿立方米(不含青藏区),其中四川盆地储量最高,其次为鄂尔多斯盆地和松辽盆地。截至2014年,我国共有页岩气探矿权54个,勘探面积17万平方千米,页岩气产量13亿立方米,今年有望达到65亿立方米。四川盆地海相地层页岩气勘查的突破,最为振奋人心。目前,在重庆涪陵区块已形成10亿立方米的年生产能力,实现了我国首个大型页岩气田的规模开发。鄂尔多斯、四川和柴达木盆地的陆相地层勘查也取得了重要发现。

    翟刚毅指出,作为我国未来重要的接替新能源,页岩气的开发,还有待各项鼓励和监督政策的引导和支持;开发的关键技术仍有待突破,水力压裂、压裂液、水平井等核心技术亟待加强研究攻关;与页岩气开发相应的环境问题更要予以关注,切实做到利用新能源,造福全社会。

    翟刚毅介绍的第二种非常规清洁能源,是天然气水合物。达到全球已知煤炭、石油和天然气资源量总和两倍,可满足人类1000年需求的资源量,使得天然气水合物成为新能源大家族中的翘楚。目前,全球共发现132处水合物产地,其中冻土区9处。

    我国可燃冰主要分布在南海、西北冻土区及东北冻土区。南海水合物自2007年取得突破后,2013年通过实施23口钻探井,控制水合物分布面积55平方公里,折算成天然气,控制储量为1000亿~1500亿立方米,相当于一个特大型常规天然气田规模。祁连山冻土区2008年首次发现天然气水合物,并得到室内激光拉曼检测结果的证实。

    另一种资源量巨大的清洁能源就是干热岩。这种赋存在地下深部具有高温的岩体,主要被用来提取其内部的热量。据初步估算,我国陆区3~10千米深处的干热岩资源量,为860万亿吨标准煤燃烧所释放的能量。

    锂是作为火箭、导弹、宇宙飞船燃料的最佳金属之一。1千克锂通过热核反应放出的能量相当于2万多吨优质煤燃烧的能量。我国已探明的锂资源储量约为540万吨,约占全球总探明储量的13%。相对于国外80%碳酸锂产量来自盐湖卤水,我国目前80%的碳酸锂为矿石提取。而值得指出的是,我国锂资源的85%以上为盐湖锂。由于卤水多具有较高的镁锂比,盐湖锂提取技术瓶颈难以突破,我国卤水锂开采远落后于发达国家。翟刚毅指出,未来加快对卤水锂提取技术的研发,是我国锂资源开发的重要方向。此外,在加工环节,资源利用率仍有待提高。延长锂产业链、发展多元化产品是提高资源利用率、实现循环经济是未来的方向。

      矿产综合利用

      潜力巨大、任重道远

    我国矿产资源禀赋的特点,决定了新常态下必须加大综合开发利用的力度。来自中国地质调查局郑州综合利用所所长冯安生的报告显示,我国矿产资源综合利用的潜力巨大。

    冯安生在报告开始就指出,矿产资源综合利用并不仅在矿产资源利用阶段实现,而是要贯穿矿产勘查开发的全过程。在勘查早期阶段,通过工艺矿物学研究判断矿产资源的可利用性;在矿产普查阶段,通过实验室试验和概略研究初步判断资源经济潜力;在矿产详查阶段,通过实验室扩大连续试验,确定可能的矿产方案产品,通过预可行性研究确定资源的经济属性;在矿产勘探阶段,通过扩大连续试验和半工业确定产品方案和配套工艺技术条件,通过可行性研究和环境影响评估,预测资源的生命周期;在矿产开发阶段,通过技术进步提高资源价值,减少环境扰动,通过产品方案优化,提升产品功效。

    那么,我国矿产资源综合利用的潜力有多大?冯安生用详实的数据予以说明。

    我国已开发利用的141种矿产中,有87种是共伴生矿,占总数的61.7%。85%以上的金属和非金属矿中都有共伴生元素,尤以铝、铜、铅锌等有色金属矿床为多。但从综合利用的角度看,共伴生矿产资源则成为我们的优势。通过高效的选冶分离技术,就可“一矿”变“多矿”。比如:我国91%的钒资源分散在其他矿床之中,银有2/3是铅锌矿的伴生矿、l/3是铜的伴生矿;白云鄂博铁矿中共含有71种化学元素、114种矿物,伴生的稀土金属储量占我国总储量的90%,占世界总储量的80%;攀枝花铁矿是由40多种化学元素、20多种矿物组成的伴生矿,其中钴的储量占全国的90%以上,钛储量占全国的80%以上……

    我国还有存量巨大的尾矿资源。截至2011年底,我国尾矿累计堆放量120亿吨,目前并且还在以每年几亿吨的速度增加。

    冯安生指出,随着资源综合利用技术水平显著提高,我国矿产资源开发利用步入了新阶段。主要表现在,矿产开发利用“三率”水平的提高,延长了资源保障年限,萤石、铝土矿、锑、铁、石墨、磷、锰等10个余种矿产的入选品位已低于地质品位;矿产资源产业集中度明显提高,钾盐、钼矿、铜矿等大型矿山的采矿量占比及选矿厂处理量占比均达到70%以上;矿业废弃物循环利用及共伴生矿产综合利用都取得了显著进步。

    尽管我国矿产资源综合利用水平有了较大提高,但依然任重而道远。冯安生指出,我国矿产资源禀赋制约了我国矿产资源的全球竞争力,目前仍有91.55%的固体非能源矿产必须经过选矿才能有效利用;部分矿种精矿品位显著下降,造成后续作业能耗显著升高;共伴生矿产利用仍有巨大潜力待挖掘;矿业活动从粗放走向绿色化,从单纯矿业开发走向提高资源利用效率,使得新能源资源比以往更加要求可利用性评价,高纯、高性能的矿产品能否合理地被提取变得更关键。

    冯安生最后强调,资源节约与综合利用的理念仍要不断加强,建立矿产资源勘查开发保护系统观。从提高矿产资源利用率转变到提高矿产资源利用效率上,要创建以资源综合效益为中心的开发利用模式;从矿产资源勘查转变到矿产勘查评价一体化上,要营造市场经济条件下的勘查评价新机制;从勘查开发并重转变到统筹勘查开发保护上;要从行政管理转变到管理与技术监督结合上来,减少和杜绝矿产资源勘查开发中履约保证失控,促进企业行为规范符合探矿证、采矿证、开发利用方案等约定要求,从而提高矿业的管理水平。

      人地和谐

      京津冀协同发展有地质保障

    如何促进人地和谐,是生态文明建设的重要课题。中国地质调查局针对京津冀地区城镇和基础设施规划建设、地质灾害防治、绿色农业发展、生态环境保护、水资源管理等需求,充分利用已有资料,系统评价资源本底的综合地质特征和资源环境承载力,编制完成《京津冀地区国土资源与环境地质图集》,提出了合理利用国土资源的建议,为京津冀协同发展宏观决策和规划编制提供了重要支撑服务。

    报告会上,中国地质调查局天津地调中心马震研究员,结合京津冀资源、环境现状,对京津冀一体化国土资源系列图件进行了详细解读。马震指出,京津冀地区面临水资源短缺、地下水超采严重、地面沉降、地裂缝等问题,但土壤质量良好,浅层地温能资源丰富。

    据马震介绍,为服务于城镇与重要基础设施规划建设而编制的地质适宜性建议图,从地质安全角度出发,综合考虑地震与活动断裂、地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷对工程规划建设的影响,划分出不同类型适宜区供规划建设决策参考。

    地质灾害分布与易发程度分区图,划定出9万平方千米的沉降区,其中严重沉降区面积约2.53万平方千米;发现地裂缝主要分布在河北平原区和北京平原区;西部山区及北部山区发生的地质灾害有崩塌滑坡泥石流及地面塌陷。

    重要湖泊湿地修复建议图,将2007年遥感影像解译的湿地分布区定为现状湿地分布区,1975年遥感影像解译的湿地分布区定为湿地修复建议区,五湖及周边的洼地区定为宜湿地修复区。

    土壤质量地球化学分布图显示,京津冀地区良好以上等级土壤占全区80.89%,其中优质级占1.72%、优良级67.1%、良好级12.07%。

    绿色农产品产地适宜性评价图,根据土壤汞、镉、砷、铬、铜、铅等含量及有机质、全氮等养分指标,将土壤种植绿色农产品的环境适宜性分为3级,其中适宜区面积为9.6万平方千米,占全区面积的97.01%。

    此外,天津地调中心还与中国土地勘测规划院合作开展了京津冀地区资源环境综合承载力研究,为京津冀地区国土规划编制提供直接地质资料支撑。

    据马震介绍,今后中国地质调查局将持续开展京津冀地区地质调查,开展区域地下水资源开发保护和地下水严重污染区治理修复,重点规划建设区地质资源与地质安全保障,地面沉降、地裂缝等环境地质问题监测与防控,主要活动断裂及区域地壳稳定性调查评价等,并建立地质环境综合监测体系和三维可视化地质环境信息平台,为京津冀一体化协同发展提供地质保障。

    让蓝天常在绿水长流

    2018年上半年,我国经济延续稳中有进、稳中向好的发展态势。主要表现为:经济平稳增长,结构调整优化,质量效益持续提高;动能转换加快,新业态蓬勃增长;内需结构持续改善,高质量发展取得新进展;供给侧结构性改革深入推进,助推传统行业焕发新风采;生态文明建设深入推进,自然资源统一管理体系初步形成,生态保护修复力度加大。随着我国经济发展结构、动能与质量不断调整,地质勘查工作延续了深度调整的态势,在服务自然资源管理、生态保护修复、新型城镇化建设等探索中积蓄转型升级新动能。

    2018年上半年地质勘查形势

    自2013年开始,我国地质勘查行业进入了调整下行阶段,目前进入萎缩期的第6个年头。2018年上半年,地质勘查面临的政策环境、投资结构、专业结构等继续深度调整,地质勘查工作转型升级取得新进展。

    1.政策环境进一步明朗,地勘市场趋稳内生动力增强

    2017年政府管理部门出台了一系列涉及地质勘查的管理政策,如中共中央办公厅、国务院办公厅《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》、原国土资源部《自然保护区内矿业权清理工作方案》等。2018年上半年,这些管理政策逐步落地,各地配套细则文件先后出台,地质勘查活动准入条件进一步明确,政策效应日益显现,地质勘查企业所面临的政策环境进一步明朗。贵州、安徽、河北等省份先后公布了其生态保护红线,明确了生态保护红线的边界与范围。从已划定的生态保护红线看,其面积约占国土面积的1/4,比很多专家原先预想的比例要低。生态保护红线范围内原则上按照禁止开发区域的要求进行管理。新疆、甘肃、湖南等省份推动自然保护区内矿业权清退工作,明确了退出原则、退出方式、补偿机制等细则,目前已完成部分探矿权、采矿权的退出与注销,为其他地区矿业权清退工作积累了经验。随着政策环境的明朗和稳定,市场对地质勘查的决定性作用日益凸显,地勘市场趋稳内生动力增强。

    图1 2011~2018年上半年全国地质勘查投入变化

    2.地质勘查投入降中趋稳,新动能力量不断增强

    2018年上半年,全国地质勘查投入继续下行。(图1)初步统计,上半年地质勘查投入74.79亿元,同比减少7.2%,降幅与2017年上半年(减少8.5%)有所收窄。其中,中央财政26.91亿元,同比减少1.9%;地方财政22.94亿元,同比减少30.7%;社会资金24.95亿元,同比增加13.7%。社会投资自2013年以来首次回升,表明随着地质勘查政策环境趋于明朗,投资者对地质勘查市场信心有所回升。与2012年峰值相比,2018年上半年地质勘查投入下降了66.6%,降幅逐年收窄,地质勘查市场或已进入本轮周期的底部区间。这说明,经过过去几年的供需调整和国家供给侧结构性改革,地质勘查发展新旧动能转换取得明显成效,新动能驱动作用不断增强。

    地质勘查转型升级步伐加快。传统的地质勘查投入持续下滑,服务支撑生态文明建设的勘查投入不断上升。上半年,矿产勘查投入37.06亿元,同比减少13%,锡矿、铝土矿、金矿等矿种勘查投入降幅尤为明显。水文地质、环境地质与地质灾害调查投入13.65亿元,同比增加3.3%。矿产勘查投入占比从2012年的81.2%下降至今年上半年的49.5%,自2006年以来这一比例首次低于50%。水文地质、环境地质和地质灾害调查投入占比持续上升,从2006年的3%上升到今年上半年的18.3%。城市地质调查、农业地质等进一步得到加强。

    3.矿业市场延续回暖态势,拉动矿产勘查社会投资企稳

    2017年上半年标普金属价格指数经历温和回调后进入上行区间,至2018年初升至高位,上半年整体走弱,但与去年上半年相比仍有较大幅度上涨。中国大宗商品价格指数(有色类)变化与之类似。受价格温和回调影响,我国采矿业利润增速有所下滑。2017年采矿业实现利润4586.8亿元,同比大幅增长261.6%;2018年1~5月实现利润2333.6亿元,同比增长41.6%,增速有所减缓,但是显著大于同期全国规模以上工业企业利润增长(16.5%)。受采矿业利润增加影响,社会企业对矿产勘查市场前景的信心有所恢复。2018年上半年,矿产勘查社会投资19.94亿元,同比微升5.8%,扭转了2013年以来持续下降的趋势。需要指出的是,在矿业市场行情好转的形势下,地方财政投资上半年同比大降32.4%,反映了地方政府在不断加大的环境保护压力下对矿产勘查投入更加审慎的态度。

    4.矿产勘查增储占比持续上升,初级勘查动力不足

    2012年以来,全国完成阶段性勘查的矿产地数量逐年减少。2018年上半年,实施的矿产勘查项目数量延续减少趋势,同比减少25.6%。从不同勘查阶段来看,完成详查与勘探的矿产地比例在逐年增加,由2012年的56.5%增至2017年的65.8%;与此同时,完成预查与普查的矿产地比例在逐年减少,由2012年的43.5%减至2017年的34.2%。这表明,在矿产勘查投入持续下行形势下,矿业权人更倾向于将有限的资金用于对已发现矿产地的后续勘查工作,目的是增加资源储量,而不愿意投入到新发现矿产地的初级勘查工作,初级勘查动力严重不足。

    从单位资金投入效果来看,近两年铜矿、金矿万元勘查投入所获得的新增查明资源储量有所增加(图2)。按照1981年不变价格计算,对于铜矿,万元勘查投入新增资源储量2011年~2015年平均为48.3吨/万元,2016年~2017年增至79.9吨/万元。对于金矿,万元勘查投入新增资源储量2011年~2015年平均为9.2千克/万元,2016年~2017年增至24.4千克/万元。这也表明,矿业权人更倾向于将有限的资金用于增加资源储量的后期阶段勘查。

    图2 2001年~2017年铜矿与金矿万元勘查投入新增查明资源储量变化(按照1981年不变价格计算)

    5. 深地探测稳步推进,向深部进军战略成效初显

    2016年,自然资源系统全面实施“三深一土”科技创新战略。经过两年的努力,向深部进军战略成效开始显现。2018年上半年,国家863计划“深部矿产资源勘探技术”重大项目通过验收,标志着我国突破了2000米以浅矿产资源勘探方法、技术、装备障碍。启动于2013年的松辽盆地科学钻探工程成功完井,“松科二井”最终井深7018米,攻克了高温钻井、固井、测井和超长井段连续取心等关键工程技术,为万米超深井科学钻探提供了技术储备。“山东省莱州市吴一村地区金矿普查”项目深部探测钻孔终孔深度3266.06米,新探获金资源储量近20吨。近年来胶东地区深部找矿探明一批大型、特大型金矿床,新增金资源储量近2500吨,成为世界第三大金矿区。在首批3个3500米深度地热勘探钻孔开钻后,上半年雄安新区深部地热勘查顺利推进。

    地质勘查形势展望

    我国地质勘查工作正处在转型升级的关键期,勘查结构在不断调整、工作方式在不断变革、工作内容在不断丰富、工作领域在不断拓展。短期来看,全国地质勘查工作将延续深度调整趋势,服务自然资源管理、生态保护修复、新型城镇化建设等新兴的地质勘查工作将持续拓展与壮大。预计全年地质勘查投入降幅将有所收窄,同比下降10%左右;随着全球矿业市场回暖,矿产勘查社会投资或出现微弱回升,战略新兴矿种等矿产勘查进一步受到重视;城市地质、农业地质、生态地质等将不断拓展。

    1. 长期来看,矿产消费与开采由快速增长期进入高位波动与分化期,不同矿种勘查投入将持续分化

    1995年~2017年,我国矿产资源消费总量经历了稳定增长、快速增长与增速显著放缓的变化。消费量在10亿吨级的大宗矿产品消费量可能达峰值并出现微降(图3),多数有色金属与贵金属消费量增速放缓、高位趋稳,油气矿产与消费量在万吨级及以下的战略新兴矿产消费量继续保持增长的趋势。2018年上半年,全国继续深入推进供给侧结构性改革,一季度第三产业增加值同比增长7.5%,增速比第二产业快1.2个百分点,占国内生产总值的比重为56.6%,比第二产业高17.6个百分点,产业结构不断优化,发展向中高端迈进。由此可以判断,随着产业结构升级,经济发展对资源依赖的刚性总体上将有所弱化。

    图3 1995~2017年大宗矿产品消费量与人均消费量变化

    图4 1995年~2016年我国矿产资源开采量变化

    2012年以来,矿产资源开采总量增速显著放缓,于2014年达到峰值110.82亿吨,到2016年降至101.47亿吨,比峰值降低8.4%(图4)。2017年统计数据尚没有全部出来。2017年煤炭产量34.45亿吨,同比增长3.2%,比峰值低13.3%;铁矿石产量12.29亿吨,同比下降4.0%,比峰值低18.8%;水泥产量23.4亿吨,同比下降3.1%,比峰值低6.4%;十种有色金属产量5501.0万吨,同比增长2.9%,增速下滑0.1%。2018年1月~5月,原煤产量同比增长4.0%,铁矿石产量同比下降0.1%;水泥产量同比下降0.8%;十种有色金属产量同比增长3.2%。这些数据表明,2017年~2018年上半年矿产资源开采总量延续了前几年的高位波动趋势。

    随着不同矿种消费量与开采量增长的分化,不同矿种勘查投入变化将随之分化:持续下行、波动趋稳或继续上行。

    2. 短期来看,随着全球矿产勘查回暖与矿产品价格上涨,我国矿产勘查市场或将在下行周期中出现回升波动。

    2017年,全球金属矿产勘查投入79.50亿美元,同比上升14%。SNL预测,随着金属价格上升与企业对矿产勘查市场信心回升,2018年全球矿产勘查投入将上升15%~20%。2018年6月,SNL修正了对未来3年的金属价格预测,除了银和铁矿石外,其它金属2018年平均价格将高于2017年。

    2006年~2016年,我国矿产勘查投入变化与全球走势基本同步。2017年全球矿产勘查市场实现触底回升;而我国矿产勘查投入继续下行,且降幅有所扩大,表现为与全球趋势的“偏离”。这一“偏离”在很大程度上可能与我国出台的一系列政策有关。面对政策的不断收紧和矿业权退出条件的不确定,社会投资人更倾向于持币观望,减少或暂停对矿产勘查的投入。2018年上半年,矿产勘查政策环境进一步明朗,不确定性减少,矿产勘查投入同比增加5.8%,反映了社会投资人对矿产勘查市场信心有所回升。随着全球矿产勘查市场持续回暖和矿产品价格上升,预计矿产勘查社会投资将延续上半年的微弱回升态势。但是,由于地方财政投入大幅度减少,全年矿产勘查投入可能仍将继续下行。

    3. 围绕生态文明建设与自然资源管理需求,城市地质、农业地质、生态地质等地质勘查新增长点将继续拓展

    服务支撑生态文明建设与自然资源管理是地质勘查工作未来可持续的发展方向。地质勘查在瞄准当前需求的同时,在实践中将围绕长远需求不断拓展,培育并壮大发展新领域。一是服务以城市群为主体构建大中小城市和小城镇协调发展的城镇格局,推动将城市地质工作纳入城市管理主流程,以雄安新区、成都天府新区为代表的城市地质调查工作快速推进。二是服务国土空间规划与生态保护修复,推动地质与生态融合形成生态地质工作,承德市综合地质调查探索出了地质建造+小流域的综合调查+生态关键带监测的技术框架。三是服务民生与乡村振兴,推动农业地质、旅游地质等“地质+”多元化调查评价。四是服务自然资源统一管理,推动地质环境监测网与其它监测网协调运行。五是服务着力解决突出环境问题,推动水土污染调查与治理。

    对策建议

    一是稳定地方财政地质勘查投入。地方财政对地质勘查投入大幅度减少是今年上半年全国地质勘查投入下降的主要因素,其原因可能与日益趋紧的环保政策有很大关系。我国工业化和城镇化的历史任务尚未完成,能源和其它重要矿产资源需求总量仍处于高位。为经济发展提供安全、可靠、持续的能源资源保障,仍然是地质勘查工作的重要任务。为了扭转矿产勘查投入逐年快速下降的趋势,建议地方政府谨慎处理发展与保护的关系,稳定对地质勘查工作的长期投入。

    二是加强矿产资源初级勘查政策扶持。受矿产品价格波动、政策变化、地质变异等不确定性因素的影响,矿产勘查是一项高投资、高风险的市场行为。发达国家虽然有成熟的市场融资机制,但也普遍对草根勘查实施鼓励性扶持政策,降低企业从事矿产勘查的风险。形成政策稳定、市场透明、可以预期的友好投资环境,对于矿产勘查企业生存发展至关重要。建议国家加强对矿产资源初级勘查的扶持力度,扭转矿产资源初级勘查日益萎缩的趋势。

    三是加强深部地质勘查技术攻关。随着地质找矿工作的进行,近地表、出露区矿产资源找矿空间的不断缩小。城市地质调查、地质灾害防治等迫切需要加强对深部探测技术的研发。深部矿产勘探、地热开发、地下空间利用等仍存在诸多技术难题,亟需研发深部探测的方法、技术与设备。

    (中国地质调查局发展研究中心授权发布)

    在探索中积蓄转型升级新动能

    自然资源是人类社会赖以生存和发展的物质基础和空间载体。为了解决自然资源所有者不到位、空间规划重叠等问题,2018年3月,国家整合相关部门的资源管理职责组建自然资源部,“统一行使全民所有自然资源资产所有者职责,统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责”。自然资源统一管理职责的实现与履行,需要地质调查等相关业务提供智力支持、技术支撑与信息服务。自然资源统一管理制度的建立与实施,对地质调查工作提出了更高的要求和更多的需求。

    自然资源统一管理对地质调查的新要求

    实行自然资源统一管理是我国生态文明制度建设的重大举措。与过去多部门管理体制相比,自然资源管理的理念与目标发生了重大变化,地质工作需要与之相适应。

    《生态文明体制改革总体方案》提出,生态文明体制改革须树立新的理念:尊重自然、顺应自然、保护自然;发展和保护相统一;绿水青山就是金山银山;自然价值和自然资本;空间均衡;山水林田湖草是一个生命共同体等。这些理念是实行自然资源统一管理的理论基础,需要在自然资源管理的各个环节和全过程贯彻落实。新组建自然资源部的主要职责是:“对自然资源开发利用和保护进行监管,建立空间规划体系并监督实施,履行全民所有各类自然资源资产所有者职责,统一调查和确权登记,建立自然资源有偿使用制度,负责测绘和地质勘查行业管理等”。

    山水林田湖草系统与自然资源分布示意图

    基于新理念与新职责,自然资源统一管理对地质调查工作提出了新要求。地质调查应从以下几个方面提供服务支撑:一是为社会经济发展提供所需的土、水、矿、森林、草地、海洋等自然资源,促进产业发展,保障国家资源安全;二是确保自然资源开发利用过程中不损害生态系统,从源头保护、利用节约到破坏修复,保持山水林田湖草系统功能稳定,促进自然资本保值增值;三是摸清自然资源家底,掌握自然资源动态变化,为自然资源开发利用提供基础依据;四是保障自然资源资产所有者权益,健全自然资源资产产权制度,规范自然资源开发利用与保护行为;五是保持空间均衡,统筹各类资源、山上山下、地上地下、陆地海洋以及流域上下游,促使资源开发不超过其承载能力和环境容量,促进区域协调;六是提高资源利用效率,促进自然资源集约节约利用。

    地质是山水林田湖草系统的基础,为自然资源提供了物质来源和赋存空间,对自然资源分布与开发格局具有框架性的制约作用。从空间分布上看,耕地、矿产、水等自然资源在空间上呈不连续片状、块状、条带状等形式分布在地质实体中,森林、草原等自然资源在空间上呈不连续片状分布在地质实体的上界面——地表。因此,自然资源开发利用和保护需要顺应地质规律,人地和谐共生是人与自然和谐共生的基础与重要内容。

    地质调查工作以地壳表层为调查对象,是实现自然资源统一管理的重要基础和技术支撑。在以往各部门不同门类自然资源管理过程中,地质调查工作根据土地、矿产、水等自然资源与生态环境管理的需要,分别开展了相应的地质调查,为资源管理提供了大量的基础地质信息与服务。这些地质调查工作成果为服务和支撑自然资源统一管理提供了有利条件和良好基础。

    国内外地质调查服务自然资源管理的经验

    面对经济社会发展对自然资源日益增长的需求和生态环境保护的需要,各个国家或地区探索实施了各种管理政策。不管是实行不同门类自然资源分部门管理,还是实行不同门类自然资源统一管理,抑或是实行资源与环境综合管理,地质调查工作都发挥了越来越大的作用。

    1. 国外地质调查工作服务自然资源管理的做法与经验

    (1)美国地质调查局通过打破学科界限提升复杂资源问题解决能力。

    美国的自然资源由联邦政府内政部负责管理。美国地质调查局(USGS)作为内政部下设部门,负责提供水、能源、矿产以及其他自然资源科学信息,同时提供生态环境健康、土地利用与气候变化影响等科学信息。为了提高跨学科跨领域资源问题解决能力,2010年USGS对内设机构进行了调整,撤销按照传统学科设置的业务管理机构,面向重大战略问题设立新的业务管理机构:撤销原来的地质学部、生物学部、地理学部、地理空间信息部,保留水资源部,新设立生态系统部,气候与土地利用变化部,能源、矿产与环境健康部,自然灾害部,核心科学体系部等5个业务管理机构。由此看出,服务与支撑自然资源管理是USGS科学研究的基本出发点和落脚点。

    美国地质调查局内设机构与整合科学示意图

    2017年,面对复合性资源、环境与社会问题,USGS提出了发展“整合科学”的设想,将数据、方法、模型组织到相应的时空框架之中,形成一个模块式整体,为自然资源管理、环境保护和防灾减灾提供全方位支撑。基于此,在2019财年预算方案中,USGS提出了调整组织架构的方案,拟设立负责各领域整合与协调的副局长职位,促进不同领域的交叉融合。

    (2)俄罗斯地质调查服务自然资源开发与生态环境保护规划编制。

    俄罗斯联邦政府自然资源与生态部负责地下资源、水资源、林业资源与生态环境的统一管理。俄罗斯《底土法》规定,地下矿产、水、岩石土壤、地质结构、地下能源、地下空间实行综合管理。全俄矿物原料经济研究所、全俄地质研究所是自然资源与生态部下属的两大支撑机构,前者主要负责地下资源的规划和经济研究,负责对矿产地进行经济开发可行性评价;后者主要负责地质调查的科学研究。这两个单位提供地下资源开发方向等方面的决策咨询服务,自然资源与生态部在此基础上,开展自然资源开发和环境保护的战略分析,组织实施地下资源勘查,评价地下资源的经济开发潜力,编制资源开发规划。

    (3)英国地质调查局利用新技术获取并分析自然资源与环境信息。

    英国的自然资源由环境、食品和农村事务部负责管理。英国地质调查局(BGS)作为国家环境研究委员会的研究机构和地质科学信息主要提供者,为政府相关部门和公众提供自然资源、环境与灾害科学信息服务。2014年BGS发布其战略规划《通往地球之门》,提出利用新技术探测地球,从3个方面为社会服务:负责任地利用自然资源;管控环境变化;提高对环境灾害的适应性。BGS通过观测和监测、环境模拟、知识库及交流等手段来获取自然资源、环境与地质过程相互作用的科学信息,着力加强人类活动与环境相互影响的研究,通过整合与合作,将地学与其他科学联合在一起,建立可靠的预测模型,支持自然资源与环境管理决策。

    (4)欧盟致力于资源环境一体化监测站网建设为成员国资源环境管理提供统一的监测信息。

    欧盟于2013年发布第七环境行动计划,提出保持自然资本存量的稳定和生态服务的持续供给;保持自然资本存量的稳定,既要加强环境保护与管治,涵养和增强自然资本,又要提高资源利用效率,减少自然资本消耗。近年来,欧盟致力于资源环境一体化监测站网建设,统一监测技术标准,统筹部署监测资源,统一为欧盟、各成员国、科研机构和公众提供监测信息。经过多年努力,目前欧盟形成了基于卫星遥感的全球环境与安全监测系统和基于地面监测的水、自然灾害、海洋、土壤等监测站点组成的监测体系。

    2. 国内地质调查工作服务自然资源管理的探索

    随着资源开发、城市发展、生态环境保护等对地质工作需求的增长,中国地质调查局不断探索新领域,传统的地质工作不断拓展和延伸,城市地质、农业地质、生态地质等“地质+”先后出现并逐渐发展,为地质工作服务自然资源管理积累了宝贵的经验。

    根据国土开发与保护需要,探索推进了自然资源遥感调查与综合编图工作。近年来,利用先进的遥感技术,开展了国土遥感综合调查,对土地、矿产、地表水、河流湖泊、冰川雪线、湿地、荒漠化、海岸带等进行了遥感调查。根据区域发展需要,编制了《京津冀地区国土资源与环境地质图集》、《粤港澳大湾区海岸带自然资源与环境图集》等。

    根据城镇化与城市群发展需要,探索推进了多要素城市地质调查。在先期完成北京、天津等6个特大型城市地质调查试点基础上,陆续推动完成了福州、石家庄等28个城市三维地质调查。根据雄安新区规划需要,完善了多要素、多专业、多技术综合地质调查评价方法体系,首次提出多要素城市地质调查工作理念,针对城市规划建设布局、地下空间开发利用、地热资源开发、土地规划和污染土地修复等方面提出了建议。

    根据农业种植结构调整需要,探索推进了农业地质调查。2012年以来,新完成耕地地球化学调查面积60多万平方千米,发布了《中国耕地地球化学调查报告(2015)》,调查成果广泛应用于全国及地方土地规划。在江西、海南、四川等地发现了一批富硒土地资源,有力推进了特色生态农业发展。初步建立土地地球化学质量档案,为土地资源的分级管理提供重要依据。

    在中国地质调查局的引导下,近年来一些地区加大了地质工作服务资源管理的探索力度,形成了一些成功的做法。上海市构建了地质工作服务城市规划管理的常态机制,实现了地质调查成果服务融入政府管理主流程。江苏、浙江将地质工作嵌入土地资源管理全过程,实现了地质工作与土地管理的融合。浙江省于2016年启动了全省土地质量地质调查行动计划,计划投入4个多亿财政资金对土地进行“体检”、建立土地“资料库”和“监测网”。承德市根据经济发展、资源开发、生态保护、旅游产业发展等需要,构建了地质建造+小流域综合调查+生态关键带监测的技术框架,提出了绿色崛起的地质解决方案,推动了生态旅游产业的发展。

    启示与建议

    地质调查如何满足自然资源统一管理提出的新要求,世界其他国家并没有现成的模式或做法可以照抄照搬。通过国内外地质工作服务自然资源管理的经验分析,可以得出如下启示与建议。

    1. 对地质调查服务自然资源统一管理的启示

    与过去不同门类自然资源分部门管理制度比较,自然资源统一管理制度对地质工作的要求发生了重大变化,主要体现在以下几个方面:

    一是地质调查要体现系统性。山水林田湖草同属一个生命共同体,不同门类自然资源开发利用要相互协调,山上山下、地上地下、陆地海洋以及流域上下游要互存共生。地质调查要按照各类自然资源赋存的自然单元,摸清三维地质框架、资源形成与分布、资源的数量质量与生态作用等,采用统一的分类分级标准、统一的术语和概念内涵、统一的技术要求,形成调查的基础数据与成果资料。

    二是地质调查要体现综合性。自然资源既是社会经济发展的物质基础,又是生态环境的重要组成部分,在农业、工业、城镇化等方面具有不同的功能和作用。自然资源的开发利用既有利于经济社会物质财富的积累,又可能对经济社会依托的生态环境造成损害。因此,地质调查在摸清资源数量的同时,还要摸清资源的质量与生态,了解不同资源之间的相互作用与影响,形成资源、环境、生态、空间、灾害等综合评估成果,综合评价自然资源的经济、环境、生态和社会等多重价值。

    三是地质调查要体现连续性。自然资源本身随着自然条件的变化与人类活动的进行而不断发生着动态变化,有的资源变化的速率快一些,有的资源变化的速率慢一些。地质工作应根据资源动态变化的速率,建立自然资源监测体系,周期性开展相应的调查与监测工作,形成自然资源的动态监测数据与成果资料。

    四是地质调查要体现全程性。从自然资源开发全过程来看,自然资源统一管理包括源头保护、利用节约、破坏修复三大环节。源头保护是保障资源安全和生态安全的首要之策,利用节约是提高资源利用效率、保护生态环境的基本手段,破坏修复是保护资源和促进生态恢复的重要途径。地质调查需要针对自然资源管理的三大环节,开展相应的调查评价和监测预警工作。

    五是地质调查要体现效益性。自然资源管理的主要目的之一是服务于社会经济发展和民众福祉,在不损害自然资本的前提下最大程度地发挥其经济效用。因此,地质调查在调查自然资源地质潜力的基础上,要评估其技术经济可行性和环境影响状况。为开展自然资源确权登记和保障自然资源资产所有者权益提供技术支撑,同时也为自然资源的开发利用提供基础信息。

    六是地质调查要体现社会性。地质工作的成果主要表现为地质图件、调查报告、监测数据等,要转化为管理者能够理解的语言,需要加强科学与政策之间的沟通研究。将山水林田湖草系统的地质、地理、资源、生态等自然变化规律与经济社会的经济、管理、人文规律结合在一起,为自然资源管理政策的制定与实施提供必要的知识、手段和方法。另外,部分自然资源还具有文化、休闲、美学等功能,在管理过程中也应统筹考虑。

    2. 地质调查服务支撑自然资源统一管理工作建议

    根据自然资源统一管理对地质调查的新要求,结合国际地质工作发展趋势,对我国地质调查工作提出如下工作建议:

    (1)综合调查:以地球系统科学理论为指导,按照自然单元开展多要素综合调查,建立地球表层三维地质框架模型。

    解决土、水、矿等自然资源调查中的重大科学问题,首先需要了解水文过程、生态过程、生物地球化学过程等所依存的地球表层地质体。地球表面的地质、地理、生态信息必须与深部的地质、地球物理、地球化学等信息整合在一起,才能准确地描述完整的山水林田湖草系统。例如,对于水资源调查,应建立不同尺度的三维/四维水文地质框架模型,为水流动态变化预测与水资源管理奠定基础。以往开展的地质调查工作,往往以某一种资源为重点,难以全面反映地质框架的多种属性。围绕自然资源统一管理,地质调查应按照统一的技术规范和标准,开展不同尺度的调查评价,充分反映地质框架的成土条件、成矿条件、水文条件等多种属性。

    (2)综合监测:以自然环境承载能力评价为核心,开展自然资源数量、质量与生态综合监测,及时提出预警与对策措施。

    自然资源的开发利用不应以损害山水林田湖草系统的生态功能为代价,一种资源的开发不应影响其他种类资源的效用,一个地区的资源开发不应影响其他地区资源的效用和生态环境的稳定。实现自然资源的可持续开发利用,需要对各种资源与环境要素进行系统监测,建立资源环境承载能力评价模型,实现资源环境承载能力监测预警,从而提出自然资源开发利用和保护的对策。受地质调查程度低、监测站点缺乏等因素影响,地质工作在资源环境承载力评价方面至今还不够成熟,难以做到准确的定量评估和预报预警。为了支撑承载力监测预警,需要整合目前的各门类资源环境监测网,利用现代探测监测技术,建立统一的自然资源监测网络。

    (3)综合评价:服务自然资源所有者权益保护,开展自然资源综合评价,量化自然资源的经济、环境、生态和社会价值。

    对于经济社会,自然资源具有两种效用:一是为社会经济发展提供所需的土、矿、水等有形的物质材料;二是为生态系统提供涵养水源、保持水土、调控水分等无形的生态资本。长期以来,我国是以牺牲生态资本和大规模的资源开发来支撑经济的高速增长。受此影响,社会高度重视自然资源的资源效用,而忽视了其所具有的生态效用,造成了生产、生活空间的不断扩展和生态空间的日益萎缩。根据生态文明建设的新要求,应“加快自然资源及其产品价格改革,全面反映市场供求、资源稀缺程度、生态环境损害成本和修复效益”。为此,在评估自然资源的效用过程中,不仅要评估其资源价值,还要评估其生态价值,全面反映自然资源的实际价值。

    (4)综合利用:服务自然资源集约节约利用,开展自然资源综合利用调查与技术研发,推动自然资源效率的提高。

    从社会经济与自然资源的相关关系来看,社会经济对生态环境的影响程度取决于输入的自然资源数量和输出到生态环境中的废弃物数量。二者的数量越少,资源利用效率越高,经济发展的环境成本越低,社会经济可持续发展能力越强。国际上采用物质流分析方法,定量核算自然资源开发的数量,评价自然资源利用效率。地质工作应根据资源节约集约利用的需要,建立我国水、化石能源、金属矿产、建筑石材等自然资源的物质流核算与分析体系。一方面促进自然资源利用效率的提高,为我国实现经济发展与资源消耗“脱钩”提供依据;另一方面支撑我国自然资源资产负债表编制,为实现自然资本的保值增值提供依据。

    (5)综合治理:保持生态环境稳定与防治生态损害,开展生态综合治理技术研发,提出生态修复地质解决方案。

    伴随着自然资源开发利用,地质环境不断发生变化,有可能会引发一系列地质环境问题和地质灾害,包括地面沉降、崩滑流、海水入侵、地下水污染、土壤污染等。跟踪国际上在生态修复领域的研究和技术前沿,引进、消化和发展相关科学理论和高新技术,实现理论和技术的原始性创新。有预见性地积累和研发地质环境问题防治与生态修复技术,及时为自然资源开发过程中出现的各种环境问题提供地质解决方案。

    (6)综合服务:以需求为导向,面向政府、企业与社会公众提供多层次、多渠道决策支撑与信息服务。

    自然资源统一管理以政府为主导,需要企业、社会公众的共同参与才能实现自然资源的可持续利用,为社会经济的永续发展提供支撑。充分利用现代信息、网络、大数据等技术,根据政府、企业、社会公众的需求,及时形成基础扎实、数据可靠、清晰易懂、形式多样的服务信息,为政府管理提供决策支撑,为企业和社会公众提供信息资料。同时,充分利用各种现代媒介,使全社会各部门、各行业人员能方便地获取地质调查成果和数据,为最大程度地挖掘地质调查成果应用潜力提供基础。

    精准服务新理念新职责新目标

    编者按 今天是第六个全民国家安全教育日。资源安全事关国家的主权、生存和发展,是国家安全体系中的重要组成部分。而其中,矿产资源与国家经济社会发展关系极为密切,保障其安全的重要性不言而喻。在开展绿色勘查的同时,下大力气推进矿产资源的节约与综合利用,是现阶段提高国家资源保障能力、维护国家资源安全的有效手段。今天,让我们共同了解一下近年来我国在矿产资源节约与综合利用方面的最新进展。

    地质技术人员找矿途中

    昆仑山腹地地质勘查现场

    我国是矿产生产和消费大国,夯实国家矿产资源安全基础,需要坚持不懈地开源节流。其中,在矿业领域推进资源节约与综合利用,对实现我国经济社会可持续发展具有重要的战略意义和现实意义。

    近年来,自然资源部按照中央生态文明建设、节约优先战略总体要求,着眼于我国资源相对不足、环境容量有限、节约资源潜力巨大的基本国情,在矿产资源节约与综合利用领域特别是在矿产资源节约与综合利用现状调查、示范引领、推广先进适用技术等方面进行了大量探索和实践,取得了预期成效。

    在生态文明建设大格局中统筹推进矿产资源节约与综合利用工作

    按照中央生态文明建设、节约优先战略总体要求,在自然资源等主管部门、行业协会和矿山企业等单位的共同努力下,以节约资源和绿色发展为根本遵循,我国矿产资源节约与综合利用工作进行了实践探索,通过“摸清情况、示范引领、建立标准、强化监管、激励约束”等系列措施,有序推进。

    实施矿产资源节约与综合利用工作的核心是提高矿产资源“三率”,关键是采用先进技术。

    ——2011年~2012年实施矿产资源综合利用“以奖代补”和示范工程项目,采取经济手段激励矿山企业提高矿产资源合理开发利用水平,奖补矿山企业1045家、示范工程408个。

    ——“十三五”期间实施40个矿产资源综合利用示范基地建设。

    ——2012年~2013年,首次在全国范围内部署开展煤、石油、天然气、铁、锰、铜、铅、锌、铝等22个重要矿种“三率”调查与评价工作。

    ——2012年开始,在全国层面开展矿产资源节约与综合利用先进适用技术遴选推广工作。2012年~2017年完成6批次334项先进适用技术的遴选与推广;2018年~2019年增选了一批新技术,最终形成《矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录(2019年版)》,该目录共包含360项技术。

    目前,矿产资源综合利用工作基本形成了“政府主导、企业主体、部门联动、社会参与”的工作格局,矿产资源节约集约利用取得预期成效。

    实施的主要措施有:

    一是建立统筹协调机制,加大矿产资源节约与综合利用工作力度。自然资源与发改、工信、财政、科技等部门统筹资源配置、税费减免政策和科技发展,发挥政策联动和组合配套效应,共同促进我国矿产资源合理开发利用,部门内部强化规划、勘查、开发、储量管理各环节的协调,实现综合勘查、综合评价、综合开发、综合利用。

    二是探索建立开发利用水平调查评估制度,摸清矿产资源开发利用水平。包括:科学设计调查评估体系,真实反映矿产资源开发利用水平。为制定激励约束政策提供科学依据。

    三是完善技术标准体系,促进矿产资源开发利用。与生态保护红线制度和自然资源管理体制改革要求相衔接,将资源节约与综合利用指标纳入开采准入条件,严格禁止高污染、严重浪费资源和缺乏综合利用设计者进入。根据地区资源和环境承载力情况,在满足资源安全和经济发展的前提下,研究矿产资源开发总量和强度控制的新制度、新政策,进一步研究完善“三率”指标体系,完善我国矿产资源开发利用技术标准体系。

    四是加强先进适用技术推广应用力度。通过政府引导与市场机制相结合,扶持技术服务平台建设,引导鼓励大型矿业集团建立面向全球的专业技术推广服务机构,保护技术创新行为,为矿业技术创新形成产业化发展模式提供有利环境;将先进技术推广与调查评估成果相关联;建立技术目录更新制度,通过评价和矿山反馈,评估技术使用情况和问题,及时增加和调整过时的技术内容;加大对战略新兴矿产、清洁能源矿产开发利用相关技术研发和推广的支持力度等。

    五是加强矿产资源开发利用监管,推进资源管理方式转变。扎实做好矿业权人勘查开采信息填报公示系统建设,加强引导,推动管理方式根本转变,构建“企业自律、社会监督、政府监管”的共同治理新格局。

    开展矿产资源“三率”调查,摸清重要矿产利用现状,完善“三率”指标体系

    按照《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《找矿突破战略行动纲要(2011~2020年)》的要求,2012年,原国土资源部部署开展矿产资源“三率”(开采回采率、选矿回收率、共伴生资源综合利用率)调查与评价工作,在全国范围内开展煤、石油、天然气、铁、锰、铜等22个重要矿种“三率”调查与评价。该调查共有30个省(区、市)、7家行业协会以及5大油气公司等万余人直接参与。

    通过2012年~2013年的矿产资源“三率”现状调查,对我国矿产资源利用有了初步认识和基本判断。取得的主要成效为:

    一是建成了我国重要矿产矿山“三率”数据库。首次全面系统地获取了全国矿山“三率”基础数据。在统一调查指标、统一调查规范、统一时间节点的基础上,调查了全国22个矿种当年全部在产的19432座矿山(油气田),最终获取了2.2万条、220万字段准确可信的基础数据。

    二是调查结果显示,经过多年发展,我国矿产资源利用水平总体显著提高。

    “十五”之前,我国矿产资源开发水平状况不明。实施矿产资源“三率”调查以后,与1995年、1999年抽样调查结果相比,黑色金属矿山、有色金属矿山、黄金矿山、非金属矿山开采回采率略有提高,煤炭开采回采率基本稳定。有色金属矿山中铝土矿开采回采率提高幅度较大,主要原因在于集约化程度提高后,地下开采产能占比大幅下降;黑色金属矿山、黄金矿山、非金属矿山选矿回收率基本稳定,有色金属矿山选矿回收率稍有提升。铅矿、锌矿、铝土矿、镍矿、钨矿等有色金属矿产由于集约化程度提高,平均选矿回收率提高。

    我国矿产资源的典型特征是单一矿产少、共伴生矿产多。矿产资源“三率”调查结果表明,20种矿产中含有共伴生组分的59种,其中的38种组分已被不同程度回收利用。我国金属、非金属矿共伴生矿综合利用率为52.07%。

    三是查清了矿业固体废弃物的排放、利用与堆存现状,废石与尾矿排放增速下降,利用率提高。据不完全统计,截至2017年,我国矿山废石与尾矿堆存量已超过600亿吨。全国85%以上的地市堆存有20个矿种矿业固体废弃物,其中50个地市矿业固体废弃物堆存量超过1亿吨,37个地市废石堆存量超过1亿吨,16个地市尾矿堆存量超过1亿吨。

    四是规范了矿产开发“三率”指标计算方法。制定《矿产资源综合利用技术指标及其计算方法》,规范统一了行业评价指标,为“三率”调查评价提供了统一的计算方法,为客观评价当前技术经济条件下的资源综合利用水平,提供了科学依据和技术标准。

    五是制定了矿产资源合理利用“三率”指标要求。依托“三率”调查工作,研究制定并发布试行了煤炭、铁等124种重要矿产资源开发“三率”最低指标要求,实现了在产矿山所涉及矿种全覆盖目标,构建起我国矿产资源完整的“三率”指标体系。

    六是初步建立了矿产资源开发利用水平调查评估制度。2015年9月,中共中央、国务院印发了《生态文明体制改革总体方案》,将健全矿产资源开发利用管理制度作为推进生态文明建设的重要内容,明确提出要建立矿产资源开发利用水平调查评估制度。2016年12月,原国土资源部、财政部等5部委发布《矿产资源开发利用水平调查评估工作方案》,开展矿产资源开发利用水平调查评估试点工作,重点开展了黑龙江、浙江、江西、山东、河南、湖南和宁夏7省区9个矿种试点工作。试点工作取得预期成效,为做好调查评估工作打下了坚实基础。

    推广先进适用技术,让技术创新成为引领矿业发展的新动力

    为贯彻落实创新驱动战略,推动科技创新,促进矿产资源节约和高效利用,提高资源节约集约利用水平,近年来,先后印发了《关于推广先进适用技术提高矿产资源节约与综合利用水平的通知》和《关于推进矿产资源全面节约和高效利用的意见》,建立了矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广目录制度。一批取得明显资源、经济、环境效益的采选技术工艺入选推广目录。它所倡导的矿产资源利用技术创新,正成为矿业发展的新动力,有效推动了矿业绿色发展。

    矿产资源节约与综合利用先进适用技术的使用,提高了资源利用水平,进一步增强了资源保障能力。据统计,通过先进适用技术的推广和应用,盘活石油可采储量33.1亿吨,按目前国内生产规模,可供开采15年;盘活天然气1645亿立方米、煤矿8亿吨;盘活铁矿资源40.74亿吨,约相当于新增了6%的国内铁资源量;盘活磷矿资源21.2亿吨,约相当于新增了10%的国内磷资源量;盘活钾盐1.44亿吨,约相当于新增了近30%的国内氯化钾资源量。

    如长庆油田应用致密油开发技术,有效盘活30亿吨致密油资源。延长石油利用陆相页岩气压裂新技术,盘活鄂尔多斯盆地页岩气地质储量1654亿立方米、石油地质储量640万吨。该技术在国内相似盆地陆相页岩气开发中推广,可有效实现油气开发过程中的节水、节能、减排和储层保护。

    如低钛型钒钛磁铁矿技术的应用,将攀西钒钛磁铁矿钛的经济可利用品位下降5%,回收率由20%提升至30%以上,盘活钒钛磁铁矿资源量13亿吨,相当于新增了2%的国内铁资源量,实现了攀西地区钒钛磁铁矿资源的高效利用。

    又如金川公司研发铂族元素综合回收技术,将金川镍矿中伴生的铂、钯的回收率从49%提高到70%,银、铱、钌、铑的回收率从1%~3%提高到44%,使我国铂族元素的回收工艺水平大幅提高。

    先进适用技术的推广使用,使矿山企业资源节约能力不断增强,从而推动资源产业绿色发展。例如开磷集团应用“磷石膏充填无废高效开采技术”,矿山年生产能力由200万吨提升至800万吨。每年新增经济效益2.2亿元、处理磷石膏工业固体废弃物335万吨、处理采矿废矸100万吨,减少磷石膏堆存占地约200亩,节省各项费用5000余万元,实现了较好的环境效益和经济效益。

    先进适用技术推广应用所产生的环境效益主要表现在节地、节能、节水及固废利用等方面。据不完全统计,2012年~2017年,我国推广应用先进适用技术共节地5.1万亩;节能104亿度、节水8.3亿吨,利用固废量在原基础上增加6.33亿吨。2017年,我国煤矿矿区土地复垦率达到49%,矿井水利用率达到72%,煤矸石综合利用率达到67.3%。

    同时,先进技术装备的广泛应用,促进资源生产效率大幅提升,也为企业带来了经济效益。

    10年来,在自然资源主管部门、行业协会和矿山企业等单位的共同努力下,我国矿产资源节约与综合利用工作进行了前所未有的探索实践,取得了新成效。

    展望未来,新形势下人民对美好生活的新期待、经济社会高质量发展、碳达峰碳中和、矿业科技快速发展等对矿产资源消费提出了新的更高要求,需要不断夯实矿产资源安全基础。我国矿产资源节约与综合利用工作前景广阔,大有可为。

    提高利用效率 夯实安全之基

    土壤资源的前世今生

    郭俊刚 赵恒勤

    前世

    你可知道,松林下松软芬芳的泥土和坚硬巨大的岩石原来是一样的呢。大自然鬼斧神工,又历经数亿年,悄然将坚硬的岩石变成了肥沃的土壤。

    早在几十亿年前,地球的表面都是岩石。地壳表面裸露的岩石,受到风力和水力的侵蚀,在物理、化学、生物、气候等多种因素综合作用下,逐渐被破碎和分解。山一样大的石头变成了小块,小块又变成了细粒。在岩石由大变小、由粗变细的过程中,不仅仅是个头变化了,同时岩石也变成了一种叫“成土母质”的物质,这个过程就叫作风化。要注意的是成土母质还不是土壤。时间又过了数亿年,成土母质在水、空气、腐殖质和微生物的帮助下,逐步形成真正的土壤。成土母质的性质决定了土壤的类别,所以在我国有东北的黑土地,有西北的黄土高原,有云贵川的红土,还有中原的棕色土壤。土壤的垂直剖面从下往上通常可划分为“土壤母质层”“底土”和“表土”三个部分,其中“表土”和“底土”合称为“土体”,是土壤的主要部分,土壤的顶部则是由动植物残体腐烂转化而成的“腐殖质层”。大自然需要300年到1000年的时间才能形成大约2.5厘米厚的土壤。

    今生

    时间来到了人类文明,人类利用和改造世界的能力不断增强,对矿产资源的大规模开发利用,也对土地资源造成了伤害,土壤环境严重恶化,已经威胁到人类的生存与发展。

    一、土地的压占和破坏

    根据有关部门测算,至2009年底,全国有1亿多亩历史遗留工矿废弃地尚未复垦。在全国11.23万座矿山的开采活动中,每年约有300万亩土地遭受毁损。在新增被损毁的土地之中,耕地或其他农用地高达60%以上。耕地的减少,导致失地农民的增多,土地利用效率降低,生态环境恶化,对社会经济的可持续发展造成严重影响。

    二、土壤污染

    土壤污染包括矿产资源开发利用造成的土壤酸化和土壤重金属污染。

    土壤酸化是指酸性物质使土壤变酸的过程。一部分是矿物开采过程中,硫化矿床从地下开采到地表后,矿石中的硫元素会转化为硫酸根离子,硫酸根离子随同降雨、地表径流等水体进入土壤,导致土壤酸化;另一部分是在矿物加工利用过程中,如煤炭燃烧所产生的二氧化硫、氮氧化物等大量酸性气体,进入大气后遇水形成酸雨,使土壤环境被酸化。

    随着矿产资源的开发利用,进入到土壤中的铜、铅、锌、铬、镉、汞、砷等重金属超出土壤承载能力,影响植物正常生长,诱发植物发生病变甚至死亡,也会在植物体表或体内积累,通过食物链进入人体,诱发人类的疾病。

    未来

    伴随着“绿水青山就是金山银山”号角的吹响,我们必须采取一定的措施,将矿产资源开发利用对环境造成的损害降到最低。通过矿山土地复垦,增加可耕地数量,提高土地质量,改善生态环境;通过开采工艺的改进,充分利用采空区和废弃巷道,减少地表塌陷和废石排放;通过生产设备和生产工艺的改进和优化,实现对矿产资源的高效节约集约利用,减少废弃物排放。

    目前,已经涌现出一些重金属修复技术,比如利用钝化剂使重金属的形态趋于稳定,利用超富集作用的植物吸收土壤中的重金属。重要地块被污染又不易治理的话,直接给土壤搬个家,将污染土壤移走,将清洁土壤移来。

    土壤是我们人类赖以生存的资源,要把生态文明理念贯穿到整个土地资源和矿产资源的开发利用过程中不仅要注重土地数量的保持,还要注重土地利用质量的提升,实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。

    宜兴保磷矿基地选矿厂实现零排放

    周文雅 吕振福

    磷矿是地球上不可再生的非金属矿产资源,是一种重要的化工矿物原料,是保证粮食安全不可替代的矿产资源。

    根据《全国矿产资源规划(2016—2020年)》,我国规划有3个磷矿资源基地:滇中、贵州开阳-瓮福、湖北宜兴保。中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所46种重要矿产资源开发利用水平调查项目组2019年奔赴湖北宜兴保磷矿基地进行开发利用水平调查,考察基地内资源的可持续保障情况、开采选别技术水平、尾矿废石的排放情况。

    2018年全国共有磷矿采矿权证288个,湖北宜兴保磷矿资源基地有磷矿采矿权证62个。磷矿是湖北在全国最具比较优势的矿种,查明资源储量74.96亿吨,位居全国第一。为了提高生产效率和产品质量,大部分企业都会优先使用高品位磷矿,以避免不必要的原材料消耗、减少产生的废渣、提高磷矿的利用率。中低品位的磷矿石一般要通过一些特定的选矿技术,得到磷含量较高的精矿,才能用于后续的生产。宜昌的磷矿资源具有明显的夹层结构,中层为富矿,上下两层均为贫矿。特殊的矿层结构加上历史原因,宜昌当地采富弃贫的现象普遍。

    湖北省磷矿资源管理暂行办法要求对磷矿必须“全层开采,全部入选”;对开采规模实行总量控制;对磷矿石(粉)实行凭准运单运输的准运制度;逐步重组和关闭生产能力在 15 万吨/年以下的磷矿企业,提升资源利用水平。宜昌市继续减少磷矿石开采计划,2018年在1300万吨的基础上又缩减了300 万吨。一系列措施,有效保障了湖北磷矿资源的可持续发展。

    2018年,湖北宜兴保磷矿基地内磷矿企业有62家,在产企业54家,均采用地下开采,运营期间采掘废石不出坑,回填采空区,既可降低采空区上方的开裂、沉降变形,又防止固体废弃物对环境的污染。由于基地磷矿实行开采总量控制,基地内总设计采矿能力3212.5万吨,实际采出矿石1440.795万吨,平均采矿产能利用率46.02 %。

    湖北宜兴保磷矿基地选矿厂普遍采用重介质旋流器进行磷矿选别。磷矿原矿破碎后进入重介质旋流器,品位高的磷矿颗粒在旋流器中下沉,成为精矿产品;品位低的磷矿颗粒在旋流器中上浮,随溢流水排出,成为尾矿产品。所有生产废水净化后全部循环使用,完全实现零排放。

    宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿废石70.94万吨,年利用磷矿废石95.87万吨,磷矿废石累计积存量为194.26万吨,2018年磷矿废石利用率为135.14% 。

    宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿尾矿41.32万吨,年利用磷矿尾矿37.32万吨,平均磷矿尾矿利用率为90.32 %,累计磷矿尾矿积存量为95.89万吨。

    磷矿属于不可再生资源,缺乏相应的替代品种,被列为我国重要的战略资源,在国家粮食生产安全中占有极其重要的地位。湖北宜兴保磷矿资源基地资源储量大,2016年湖北远安发现一特大型磷矿床,初步探明储量达4.29亿吨,是我国首次发现的单一矿区最大规模磷矿,后备资源丰富。湖北对磷矿实行开采总量控制性管理,可有效保障我国未来磷的供应能力,保障我国粮食安全,助力中国磷业发展。

    材料界的“百变星君”——石墨

    郭理想 张然 刘磊

    地球上的碳分布非常广泛,既可以分布于地壳表层,又可以存在于地壳深部甚至是地球内部更深处的地幔中。此外,碳还是地球上生物体的基本组成元素之一。同时,其存在的状态也很多样,氧化态、还原态以及单质形式的碳均能在各种自然和人为环境中存在。截至目前,自然界中已发现的由碳单质构成的物质有三种:第一种是价值斐然、人尽皆知的钻石,第二种是与我们的日常生活密切相关的石墨,第三种是尚存争议且人们知之甚少的卡宾碳。

    石墨最早由德国矿物学家A.G.Werner(1749~1817)命名。自然界中产出的石墨外观呈现出钢灰色或黑色,形状主要有鳞片状和土状两类,还有部分以块状形式产出。其化学成分主要是碳,天然产出的石墨成分纯净的很少,其中常包含SiO2、Al2O3、FeO以及粘土、沥青等杂质。

    石墨矿床的形成需要具备以下两个主要条件:大量的碳,即碳质要集中,它们是形成石墨的主要原材料;合适的热力学条件,例如相当高的温度,好比是工厂中用于生产的机器需要合适的工作参数和加工环境。

    全球石墨资源分布广泛,美国地质调查局最新发布的《世界矿产品概要2019》中的数据显示,全球范围内的石墨储量主要分布在土耳其、中国、巴西、莫桑比克、坦桑尼亚、印度、越南等国。其中晶质石墨主要分布在中国、巴西、莫桑比克、乌克兰、马达加斯加等地,隐晶质石墨主要分布在土耳其、印度、墨西哥等地。

    我国是传统的石墨生产和消费大国。石墨属于不可再生资源,是我国的优势矿种,我国在2016年12月将晶质石墨列入国家战略性矿产目录。根据自然资源部最新发布的《中国矿产资源报告2019》显示,我国晶质石墨查明资源储量为4.37亿吨,主要分布在黑龙江、山东、内蒙古、吉林和湖南5个省(区)。我国已发现的石墨矿床总体上可分为三种类型:区域变质型,如黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿、山东省青岛市莱西南墅石墨矿、内蒙古自治区乌兰察布市兴和石墨矿等;接触变质型,如湖南省郴州市鲁塘石墨矿,吉林省吉林市磐石烟筒山石墨矿等;岩浆热液型,如新疆维吾尔自治区昌吉苏吉泉石墨矿,巴音郭楞蒙古自治州尉犁县托克布拉克石墨矿等。

    石墨的用途也颇为广泛。石墨具备良好的导电、导热、润滑、耐磨,以及耐高温、抗腐蚀、防辐射等诸多优良性能,能用于制造各种产品,被广泛用于国民经济的各个行业,可谓是材料界的“百变星君”。在传统行业中,石墨可作为耐火砖、坩埚、增碳剂等,应用于耐火材料和钢铁工业。由于洁净钢及超低碳钢的发展,以及节能降耗的要求,开发低碳耐火材料已成为必然趋势,石墨在炼钢领域的用量正逐步降低。

    在新能源领域,石墨可作为锂离子电池的负极材料。负极材料对石墨性能要求较高,通常需要将石墨球形化以后,提纯到99.9%以上。在核能领域,天然石墨也发挥着重要作用,球床式高温气冷堆的球形燃料元件中,天然石墨占据64%的比例。

    石墨烯是近年来的热点新型碳材料。英国曼彻斯特大学的物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年首次发现了石墨烯,他们也因此荣获了2010年的诺贝尔物理学奖。我国目前已经实现以天然石墨为原料,通过氧化石墨-还原法制备石墨烯粉体的工业化量产过程,并在防腐涂料、导热膜等领域有较好的应用效果。未来石墨烯在新能源汽车、海洋工程、能源发展、高端装备、环境治理等领域的应用将进一步深入,有望成为各个重大领域不可或缺的应用材料。

    “工业味精”——锡矿的开发利用

    田敏 张红新

    地壳中锡的平均含量只有0.004%,属于比较稀贵的金属。目前已发现锡矿物和含锡矿物50余种,其中具有工业意义的主要矿物为:锡石、黄锡矿、圆柱锡矿、硫锡铅矿、辉锑锡铅矿。地球上锡矿主要呈带状分布在东南亚和东亚两大锡矿带,东南亚锡矿带北起缅甸的掸邦高原,沿缅泰边境向南延伸到印度尼西亚。东亚锡矿带西起中国云南个旧,延伸至广西,南起朝鲜,经中国延伸至俄罗斯。中国居于东亚锡矿带的主要区域,因此成为全球锡资源储备第一大国。近年来数据显示,全球锡储量共约480万吨,中国拥有150万吨,印尼80万吨,巴西70万吨,玻利维亚40万吨,澳大利亚37万吨。

    我国锡矿资源分布较为集中,主要分布在云南、广西和湖南三个省(区),三个省(区)锡精矿产量合计约占全国总产量的90%。目前,世界上有20多个国家开采锡矿,自1993年以来中国锡精矿产量一直居于世界第一。

    我国锡矿资源按照矿物组成不同分为三类:原生锡矿、砂锡矿和其他类型锡矿石,储量分别为92.88%、0.80%和6.32%。原生锡矿主要分布在广西和云南,合计占总累计查明储量的83.06%。目前,工业生产中锡矿选厂根据资源类型的不同,共有7种方法处理矿石,分别为重选、单一浮选、浮-重-浮、浮-磁-重、重-浮-磁、重-磁-浮、重选-浮选,重选法处理矿石量最多,单一浮选法处理的原矿品位最高。我国资源量最大的原生锡矿和砂锡矿主要采用重选工艺,使用的机械设备有跳汰、摇床、溜槽及离心机等重选设备。我国虽然锡矿储量丰富,但品位较低,主要集中在0.1%~1%之间。国内矿山企业着力提高锡矿伴生资源综合利用水平,通过科学制定选矿工艺,回收共伴生组分11种元素,包括镉、硫铁矿、镍、铅、锑、铁、铜、钨、锌、铟、银。

    锡最大的优点是可以100%回收,符合环保、节能、节约资源的国家战略,国家不断出台多项政策鼓励扩大锡的应用领域。近几年,我国电子产品出口日益增多,在欧盟《关于报废电子电器设备指令》和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》发布实施后,欧洲将强制步入无铅化电子时代。中国电子无铅化趋向势在必行,预计我国在锡焊料领域中消费量年增长率将在10%左右;塑料工业生产因环保要求,将扩大锡热稳定剂的使用;硫酸亚锡作为新型绿色环保水泥的添加剂,在近几年发展较快。随着我国汽车、钢铁、机械制造业和矿山工业的发展,锡的使用量会逐步增加,锡产业将迎来长期良好的发展前景。

    你了解氟中毒吗?

    冯乃琦 张永康 曹耀华

    氟在自然环境中广泛分布且与人体健康密切相关,主要分布在人的骨骼、牙齿、指甲和毛发中。氟是与人体健康密切相关的必需微量元素,但若摄入过量就会引起氟中毒,氟污染还可以使动植物中毒,影响农牧业生产。我国地方性氟中毒病区分布广、病情重,遍及29个省、市、自治区。全国有病区县1314个,病区村10万余个,受威胁人口超过1亿人。

    一、什么是地方性氟中毒?

    地方性氟中毒,是指在自然条件下,人们长期生活在高氟环境中,主要通过饮水、空气或食物等摄入过量的氟而导致全身慢性蓄积性中毒。

    二、地方性氟中毒的危害是什么?

    地方性氟中毒是一种慢性全身性疾病,主要表现在牙齿和骨骼上。对牙齿的损害主要表现为氟斑牙。主要危害为7~8岁以下的婴幼儿,一旦形成残留终生。

    对骨骼的损伤会引起氟骨症,主要表现腰腿及全身关节麻木、疼痛、骨关节变形,出现弯腰和驼背,最后发生功能障碍,乃至瘫痪。另外还可能对神经系统产生障碍,对肌肉、肾脏、甲状腺、甲状腺旁腺等产生不同程度的损害。

    三、大气、土壤和水中的氟是从哪里来的?

    大气中的氟:大气中氟的人为来源主要是工矿业的生产过程和煤炭燃烧的排放,以气态和颗粒形式将氟化物释放到环境中。

    土壤中的氟:土壤中氟的来源主要有3个途径:岩石中含氟矿物的风化;火山喷发进入大气的含氟化合物经干湿沉降进入土壤;人类工业活动。据估计,我国磷肥厂一年排放10多万吨氟,砖瓦厂排氟量达50万吨以上。此外,钢铁、制铝、化学磷肥、玻璃、陶瓷、氟化工等工业以及燃煤过程中排放的含氟三废,数量也极高。

    水中的氟:萤石和磷灰石的溶解是地下水中氟的主要来源,黑云母、角闪石以及含蛭石、高岭石和蒙脱石的黏土矿物也是其来源之一。

    四、地方性氟中毒有哪几种类型?

    根据氟的来源和摄氟途径不同,将地方性氟中毒分为三大类:饮水型氟中毒、燃煤污染型氟中毒、饮茶型氟中毒。

    五、地方性氟中毒临床表现有哪些?

    氟中毒最突出的表现是骨骼和牙齿受损害。骨骼损害引起氟骨症,出现全身关节疼痛,四肢或躯干麻木,手足抽搐、僵硬,严重时还有关节活动困难,弯腰驼背,胸廓变形,甚至不能直立行走,丧失劳动能力。

    六、影响氟中毒发病的主要因素有哪些?

    一是摄氟量:摄氟量高,发病率高,病情严重。二是营养条件:蛋白质、钙和维生素有抗氟保护机体的作用。三是饮水中的化学成分及硬度。饮水中的钙和镁可降低人体对氟的吸收,促进氟从体内排泄,减少氟对机体的危害。饮水的碱度增强可使氟的活性增强,有利于氟的吸收和增加氟的毒性。四是抗氟元素的摄入,如钙、镁、铝、硼、锌、硒、铜、钼、铁等,可促进氟由体内排出或增强某些酶的活性,从而提高机体抗氟能力,降低氟的毒性。五是生活、饮食习惯与燃煤污染型和饮茶型地方性氟中毒有着极为密切的关系。

    七、氟中毒的预防措施有哪些?

    饮水型氟中毒病区预防的根本措施是降低水氟含量,使之达到生活饮用水卫生标准。

    一是改换水源。在有条件的地区采用引水、打深井等措施,使病区群众改用低氟水源。二是在干旱地区,可利用物理、化学方法除去水中过量的氟,使之达到生活饮用水卫生标准的要求。常用的方法有混凝沉淀法、活性氧化铝吸附过滤法、骨炭过滤法等。三是饮茶型氟中毒病区要大力宣传高氟茶的危害,使病区广大群众认识到高氟对人体健康危害的严重性,自觉改变不良的饮茶习惯,增强自我防病能力。

    八、地方性氟中毒该如何治疗?

    地方性氟中毒由于发病机理不太清楚,目前尚未研究出根本有效的治疗方法,只能对症或缓解某些症状,减轻病人痛苦。

    一是切断氟源,减少机体摄氟量。根据病区类型和特点,采取不同措施,把环境介质中的氟含量降到或控制在国家标准范围内,减少机体摄氟量。

    二是减少机体对氟的吸收。利用某些元素与氟的亲和力与氟离子结合,形成新的难溶性盐,不能被机体吸收利用,如铝、硼、钙等元素。

    三是促进体内氟的排泄。体内氟主要从肾脏排泄,某些药物和元素能促进氟从机体排出。如甘草和维生素C,两者对增强体内新陈代谢、加强利尿解毒有一定作用。

    四是改善生活条件。生活条件和营养状况对地方性氟中毒的发生与发展有直接影响,改善生活条件,增强机体抵抗力,补充必要的营养,有利于减轻发病和提高疗效。

    五是对症治疗。地方性氟中毒患者常出现疼痛、麻木、抽搐,以及消化系统、神经系统障碍等症状,可给以镇静、镇痛、助消化等药物,解除患者痛苦。

    九、刷牙会导致氟中毒吗?

    我国居民氟的适宜摄入量应在1.0到1.5毫克之间,可耐受最高摄入量为3毫克,超过此安全限值,氟就会在体内积蓄,引起氟中毒。我国牙膏含氟量标准是:成人牙膏0.05%~0.15%。如果使用1克的含氟牙膏(约1厘米长的膏体),每天刷牙2次,氟总量只为2~3毫克。刷牙后吐掉泡沫,已经吐掉了大部分的氟,剩下吞咽到体内的氟只是很少的一部分,不会对人体产生伤害。

    对于儿童,特别是6岁以下的儿童,由于吞咽反射比较差,容易在刷牙时吞入牙膏,要注意防止氟摄入过量。一方面,儿童应该使用含氟量更少的儿童牙膏,并且每天刷牙不超过2次。另一方面,家长要监督孩子刷牙,鼓励他们吐出泡沫,不要吞咽。偶尔发生的吞入不用过于担心,因为即使是使用含氟1500毫克/千克的牙膏,1岁儿童也要一次服下33克才会达到可能中毒量。

    走近资源王国 实现人与自然和谐发展

    “这次成果交流是展示中心2018年度代表性成果,展现职工良好风貌,接受自然资源部、中国地质调查局和专家检阅的重要平台。”在自然资源部中国地质调查局发展研究中心近日召开的2018年度成果交流会上,中心主任徐勇如是说。

    记者了解到,这是中国地质调查局发展研究中心连续第10年举办年度成果交流会,已成为该中心业务交流和人才团队建设的重要平台。此次交流共有8项研究成果参加汇报交流并获得了与会领导和专家细致而深入的点评。此次交流会还设置展台展示最新地质图件和成果专著,该中心各项目组向与会代表分享了部分报告、图件和光盘。

    陈毓川院士,李廷栋院士、国务院参事张洪涛,中国地质大学(北京)校长邓军,国务院发展研究中心周宏春,以及来自自然资源部相关司局和中国地质调查局发展研究中心的学术顾问、特邀专家及部分职工等200余人参加了交流会。

    数据采集、成熟应用,地质填图有了翅膀

    据了解,PRB地质数据采集模型最早是基于区调工作规程创建的,基于粒度理论的地质数据采集模型,能够适用于各种比例尺的数字填图工作。PRB模型在区调工作中成熟应用后,成功扩展到矿产调查、探矿工程、化探数据、环境和灾害地质、水文地质、工程地质和地质遗迹调查等领域的数据采集。

    据信息化部刘畅介绍:“随着地质调查工作的深入开展,传统的开发与应用模式正面临挑战。主要表现为某些综合性标准内容过多,开发工作量巨大,开发周期长。如矿调数据采集模型,包含273个数据表,8000多个数据项;专业领域标准分类细,更新快;综合地质调查项目增多,用户面临多种标准交叉融合使用等困扰。”

    在发展研究中心2018年度成果交流会现场,地质填图数字化、地球系统科学理论研究、非洲矿业投资前景、未来我国地质调查发展、“可燃冰”开发、“地质云”建设等热点问题,有了答案和方向。

    该模型实现了扩展表的设计字段创建与编辑、野外数据采集、数据导入与输出等基本操作。并支持对字段属性进行编辑,或者对其关联的多媒体、文件或素描数据进行浏览。在输出方面支持简单二维表单输出和复杂表单输出等多种模式。

    据了解,此项成果在2017年完成原型系统开发,并完成DGSInfo(数字地质调查综合数据管理平台)和Rgmap(数字地质调查野外数据采集系统)的集成工作,目前已申报发明专利一项,并进入实审期。

    在实际应用方面,目前该项成果与青岛海洋所、北京地质矿产研究院、南京地质调查中心、武汉大学水利工程学院4家单位开展了“海岸带地质调查数据采集”示范、新疆东天山综合地质调查项目开展示范应用、“钦杭成矿带德兴-歙县地区地质矿产调查”二级项目覆盖区区调槽型钻调查等多项合作。

    地球系统、科学理论,为自然资源“把把脉”

    众所周知,随着工业化、全球化、区域一体化程度日益加深,世界各国经济发展对相互之间的资源环境影响不断加大。全球性与区域性资源、环境、生态、灾害问题相互交织、相互联系、相互作用。资源开发引发环境生态与灾害问题、大气CO2浓度上升呈加剧趋势、区域资源消费引发其他区域资源环境问题。

    纵观我国地质调查事业,目前正处在一个大变革、大调整、大转型时期。中国地质调查局领导审时度势,积极谋划,服务方向由过去以支撑服务矿产资源管理为主向支撑服务以清洁能源、关键矿产、水等战略资源为重点的整个自然资源管理转变;指导理论由传统的地质科学向地球系统科学转变;发展动力由主要依靠承担项目向主要依靠科技创新和信息化建设转变。

    在交流会上,发展研究中心杨建锋提出,以地球系统科学理论指导地质工作转型发展,需要思考为什么需要新的理论(形势与趋势);为什么是地球系统科学理论(地球系统科学内涵);我们准备好了吗(国外探索与国内进展);应该怎么办(思考与建议)的问题。从这五个问题中他提出了地球系统科学如何发展的问题。

    他在报告中论述:“人类活动已成为越来越重要的地质应力,人类活动对地球系统的影响已经接近或超过自然因素引发的环境变化,并正在继续加剧,或有可能产生不可逆转的后果。目前地球正从全新世跨入了新的地质年代——人类世。”

    他建议,应统筹规划推进空地观测、地面监测、深地探测网络体系。积极推动部门合作、中央地方合作,逐步形成覆盖资源、环境、空间、灾害等多要素的星-空-地监测体系。要加强地表关键带、海岸带、城市群、深部地壳、大洋和两极调查监测和研究。加强地球表层关键带生态地质调查。实施地壳深部探测工程,解决成油、成矿、致灾机理,推动城市地下空间利用。深化认识海岸带关键地质过程,积极推进大洋资源调查与两极科学考察。

    加强基础、互联互通,非洲投资“大有可为”

    境外地质调查部的王秋舒在会上表示:“非洲是地球上已知最大的含有太古宙克拉通的大陆,前寒武纪地层特别是早前寒武系广泛发育,占据了非洲大陆约80%以上的地区,构成了非洲地台的核心,并成为非洲大陆最主要的控矿因素。”

    独特的地质条件造就了非洲“世界自然资源仓库”之称。已发现近200种矿产资源,而铁矿资源在规模和品位上与巴西和澳大利亚的世界级铁矿相似。锰矿资源同样非常丰富,储量140 亿吨,占全球储量67%。

    据了解,2018年,我国在非洲矿业投资额为1.73亿元,占境外总投资的70%,较2017年增加了30%。王秋舒建议,在中非合作论坛框架下,应从国家层面研究制定非洲能源资源合作战略规划,中央财政设立专项加大对非洲地质矿产调查支持力度;加强与非洲各国及相关国际组织的密切联系,建立双边、多边国家合作机制;在资源丰富的国家,帮助非洲国家建立矿产勘查、开发、冶炼、加工、贸易产业链,促进非洲经济发展;在资源丰富的国家或地区派驻资源外交官和派遣维和部队承担国际维和任务,为中非能源资源合作保驾护航。

    他还强调,要加强非洲基础设施项目合作力度,提升非洲互联互通水平,为中国在非洲能源资源合作提供有力支撑,建议围绕非洲“三网一化”建设需求,提升非洲国家互联互通水平。加强非洲国家铁路、公路、港口、电站、工业园区等基础设施项目合作力度,建设一批连接能源资源富集区与交通便利地区的大型基础设施,打造非洲能源资源输送大通道。

    实施非洲能源资源潜力评价计划,摸清非洲能源资源禀赋,夯实中非矿业合作基础。全面开展与非洲国家地学合作交流与研究,建立“中国-非洲地学合作中心”。

    另外,还要充分发挥基础性、战略性地质调查先导性作用,实施非洲能源和其它重要矿产资源潜力评价计划,重点围绕主要含油气盆地和主要成矿区带,开展我国紧缺和战略性新兴产业所需矿产资源潜力评价,圈定一批可供深度勘查的资源富集区,精准对接中资企业“走出去”需求,努力为中资企业提供有力的技术支撑和信息服务,积极推介优质矿产勘查项目,有效降低投资风险,助力中非矿业投资合作取得实效。

    夯实基础、提高认知,结构调整“山雨欲来”

    发展研究中心规划研究室张万益、方圆、陈骥团队作了我国地质调查规划研究的报告。

    据该团队报告:“我国传统地质调查在面临新形势、新挑战时,研究对象过于单一。具体主要表现在以研究地球表面岩石圈和水圈为主,对与之相互关联的大气圈、生物圈涉及较少,更没有把各圈层当作一个整体来平衡人与地球之间的关系。在学科方面,由于设置过细,各专业调查工作相互割裂,各学科之间交叉融合不够,解决重大问题的集成性成果较少。

    该团队认为,未来我国地质调查的发展任务应该是夯实基础地质调查,提高地球认知水平。以地球系统科学为指导,解决岩石地层构造古生物等基础地球科学问题及多圈层作用基础地质问题,并且要突出能源矿产调查评价,全力支撑国家能源安全保障以服务国家能源资源安全为核心。

    “要聚焦生产方式转变、产业结构调整、能源结构优化、绿色生产生活方式转变,加快推进油气、页岩油气、铀钍、地热等清洁低碳能源调查评价和加强战略性新兴和大宗紧缺矿产调查评价,支撑经济社会高质量发展。”张万益说。

    最后他们提出,国际国内形势变化需要我国地质调查进行战略性结构调整。我国经济社会持续高质量快速发展对矿产资源的需求仍处于高位运行,但对矿产资源的需求结构发生了变化,能源资源调查需要进一步调整找矿重点、优化调查布局。

    另外,地球系统科学的进步和以大数据、云计算、智能化等为代表的信息技术对地质调查的影响日益广泛而深刻,迫切需要将科技创新和信息化建设作为转型升级的发展动力。

    信息共享、无缝对接,如此方可“油然而生”

    “截至2018年,中国原油对外依存度已经超过68%,天然气对外依存度升至45.3%。我国应强化油气资源安全保障,加大油气资源勘探与开发力度,但现实情况却是油气勘探开发力度,对油气资料的需求与可提供公开服务的地质资料信息资源,成为了主要矛盾!”地质资料开发服务部张慧军在会上坦言。

    张慧军认为,下一步油气地质资料管理工作应高度重视,自上而下需要专人负责,全面梳理工作内容,研究制订工作方案;明确时间节点和要求,组织召开专题会议,全面推进工作进展;落实责任任务,强化工作措施,切实保障资料质量。

    另外,还要严格按照《地质资料管理条例》和2017年1号文的要求,执行油气矿权有效期届满汇交,加强油气地质资料汇交监管和委托管理,促进地质资料及时汇交、应交尽交。同时,进一步加大油气地质资料矿权延续保护的力度,提升各油气公司汇交积极性和主动性。

    据介绍,2014年,原国土资源部已经组织开展了渤海湾盆地油气钻井数据库试点建设工作。通过清理,全面掌握了油气钻井资料汇交情况,并具备了组织开展全国油气钻井数据库建设的条件,建议在开展补交工作时,一并考虑全国油气钻井数据库建设工作。

    “并且,要充分考虑油气公司对于油气地质资料的权责关系,进一步完善油气地质资料共享服务与开发利用机制,发挥市场主体活力,全面提升油气地质资料共享服务的水平。”张慧军表示。

    摸清家底、技术突破,“可燃冰”开发任重道远

    “海域天然气水合物试采成功,只是万里长征迈出的第一步,后续任务依然艰巨繁重”海洋室张涛在会上坦言。

    众所周知,天然气水合物是21世纪公认的可接替煤炭、石油等常规能源的新型绿色能源。它具有分布区域广,在全球已累计发现超过220个水合物矿点;资源规模大,其资源量是全球约20万亿吨油的当量和清洁环保的特点。

    但开发可燃冰面临的挑战也不容小觑。据张涛介绍,目前主要集中在:在资源层面勘探程度低,资源储量需进一步明确,相关规范标准有待完善;在技术层面开采方法和开采技术仍在探索,离规模化生产还有差距;在经济层面单井产量低、开发成本高,未能达到商业化开发要求等。

    他提出,自从2017年5月18日天然气水合物试采成功后,推动天然气水合物产业化发展成为地调局一项重要工作。天然气水合物产业化发展不仅面临资源、技术、环境、工程、经济等多方面的挑战,而且在国内外无成熟的经验可循,全靠自己去探索。通过分析发现,天然气水合物产业化与美国页岩气在发展路径与发展模式等方面有较多相通之处,其成熟的经验对天然气水合物的产业化发展有一定的借鉴意义。

    “通过分析美国页岩气发展的经验,报告提出了我国天然气水合物产业化发展在资源、技术、政策、装备、人才等领域的方向和措施。”张涛说。

    点上开发、面上保护,向地球深部“进军”

    习近平总书记在全国科技创新大会上指出,向地球深部进军是必须解决的战略科技问题。

    据了解,地球内部可利用的成矿空间分布在从地表到地下一万米,目前世界先进水平勘探开采深度已达2500至4000米,而我国大多小于500米。走向深部,向深部要资源应是我国矿产开发的必然选择。

    自然资源部矿产勘查技术指导中心薛建玲在会上提出,应改变铺摊子找矿的传统思路,由面上要资源转向向深部要资源,实现“点上开发,面上保护”的开发格局。

    她介绍:“深部找矿勘查活动主要集中在地表以下,对地表生态扰动较小;受相同或相似控矿条件的影响,在已有勘查开发基地的深部发现优质资源的概念较大并可以充分利用现有产能和探采选设施,实现多快好省等优势。

    数据集成、共享服务,“地质云”让工作更高效

    我国地大物博,自然资源丰富,如何将人工智能和信息云计算与我国地质调查数据结合发挥其互联互通、数据共享、智能计算等作用,将会给我国地质调查事业插上智慧的翅膀。

    “中国地质调查局历来高度重视地质工作的数字化和信息化,在信息化推进地质调查工作的现代化中,取得了重要进展与成果。”“地质云”建设团队负责人高振记表示,近年来,“地质云”项目组技术团队攻克了一道道难关,跨越了一条条沟壑,历时多年,“地质云2.0”如期上线。

    记者了解到,团队目前已完成了局系统29个节点单位数据互联互通和1个省级节点示范接入;建立了多门类自然资源数据库;全面接入地质资料服务;按雄安新区标准建设了城市地质信息平台4个标志性成果。

    高振记介绍,下一步这一团队将围绕调查(科研)、管理、共享、服务不同类型用户需求,以地质大数据中心建设为核心,以地质调查“在线化”、“智能化”为目标,三位一体推进地质云、大数据与智能化建设。

     

    百花齐放春满园

    近日,自然资源部中国地质调查局地质环境监测院(以下简称“环境监测院”)在北京召开2018年度成果验收会,对各子项目和委托业务进行成果验收与结算审查。

    共有2个子项目,20项委托业务和2个单列项目参加了本次成果验收会。会议听取了各项目工作情况汇报,查验了工作成果报告及相关附件,审查了结算报告及相关资料。会议认为,2018年全国重要地质遗迹调查工作内容丰富,成效显著,主要表现在三个方面:一是完成多个地区地质遗迹详细调查与保护利用示范工作,为赣南、藏区等贫困地区社会经济发展提供技术支撑;二是完成多个地区地质遗迹科普推广与示范工作,引领全国地质文化村建设,助推地质遗迹科学普及;三是完善地质遗迹数据库建设,加强数据库的采集与展示功能,推动全国重要地质遗迹数据的有效利用。经过专家组的讨论与质询,一致同意所有项目均通过评审,23项为优秀,1项为良好。

    来自自然资源部、自然资源部中国地质调查局及其所属的中国地质科学院、湖北省地质环境总站、中国地质大学(武汉)相关负责同志,专家和各项目组成员60余人参加。

     
     
     
    全国重要地质遗迹调查项目完成2018年度成果验收

    在综合地质调查过程中,不同地质地貌类别地区的需求指向和技术路线均有很大差别。人口、城市及经济活动密集的平原区,填图要更注重高精度的信息表达,要通过地表、物探、化探及钻探技术方法,查明一定深度范围覆盖层三维地质结构。浅钻支撑综合地质调查主要是在覆盖区利用浅钻采取覆盖层下面的基岩样品用来填制基岩图。以往覆盖区填制地质图往往简单地表示为“第四系”,需要大规模的布置揭露工程,成本难以接受且对环境破坏极大。使用浅钻技术可以很好地满足成本与效率的要求,从而解决浅覆盖区的填图难题。

    以内蒙古中东部荒漠草原浅覆盖区1:5万填图试点为例,内蒙古中东部地区是国家级防风固沙重要生态功能区,保护地表植被是重要防风固沙手段之一。试点区处于荒漠、农田、草原交汇地带,地表覆盖率超过75%,无法通过地表观测填制基岩地质图。采用绿色钻探技术对覆盖层进行揭露,主要表现在:钻前,绿色管理理念融入到浅覆盖区填图的全流程中,合理布孔,坚持“钻孔最少”原则,钻机搬迁、修路、机台建设纳入全流程,把对地表植被的扰动降到最低;钻中,科学管理,选用环保型泥浆材料,泥浆循环再利用、无公害处理,避免了对地表环境造成大规模损害,生活废弃物回收处理;钻后,恢复植被,对接地方需求,尽量做到“一孔多用”。同时,一方面利用特定的岩性对应着特定的测井参数组合的特征,采用标准孔“取心+测井”建立起标准地层单元,其余钻孔采用“不取心+测井”,通过测井曲线与标准地层单元对比,实现岩性识别与地层划分;另一方面将取心钻孔划分为两类:全孔取心孔与非全孔取心孔(覆盖层不取心+基岩取心),非取心钻孔的实施,大大提高了钻探施工效率,大幅减少了泥浆的用量,降低了钻探成本,减少了对环境的破坏。

     

     
    科技创新探矿工程 精心服务绿色勘查