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       一、前 言

        气候变化和石油价格大幅上涨是国际社会面临的两大中长期能源问题。当前许多油田正在枯竭,新发现的石油资源在数量上不足以弥补源源不断采出的石油资源,致使全球石油资源总量呈现不断减少的趋势。目前一些大石油公司正在向海洋挺进,为寻找化石能源而加大挖掘的深度。有几家公司甚至开始在北冰洋进行石油勘查活动。在恶劣的地理环境中工作对勘查公司来说似乎已经习以为常,但这无疑会使勘查成本增加,进而导致化石燃料的生产成本提高。在这样严峻的形势下,人们认为开发利用页岩气至少能够暂时缓解能源供不应求的压力。天然气价格在过去10年间攀升到了创纪录的高位,因而重新燃起了企业开发诸如煤层气、致密地层天然气和页岩气等“非常规”天然气资源的兴趣。
        在日益严峻的能源供不应求的形势下,印度与其他国家一样,积极开发所有可能被利用的能源资源。而包括页岩气在内的非常规天然气资源有可能在今后几十年间大大缓解能源供应的紧张局面。页岩是由粘土或泥土层形成的岩石的通称。在周围地质体的作用下,这些粘土或泥土层被压实成细粒的沉积岩。被圈闭在这类岩石建造中的气体被称作“页岩气”。就其化学成分而言,页岩气通常是以甲烷为主要成分的干性气体。
        在许多含有机质页岩储气层中,天然气是储存在裂隙中的游离气体。所有岩石都有可以储存水或天然气的孔隙,而页岩因粒度细且结构致密,水或气体穿过这类岩石运移的空间极小。为释放出气体,尤其是商业用量的气体,页岩中必须有自然裂隙或人工制造的裂隙,才能具有合适的渗透性。
        页岩中存在气体是世界各地早已发现的事实。但由于页岩渗透率低,开采其中的天然气被认为不具经济可行性。低渗透率导致气体不易流动,因此也就难以被开采出来。20世纪,勘查者把很大一部分精力都放在寻找高渗透率的砂岩和石灰岩层上。
        情况在20世纪90年代出现了转机。人们现在可以采用新的开采技术,用高压将水注入致密页岩矿床建造中,使其产生裂隙。水与砂混合在一起可以保持裂隙的开放状态,从而增加了储气层的渗透率,使气体流动。页岩矿床具有深度不大但覆盖面积大的特点,垂直打钻仅能控制20~30米的页岩带,因此每口井的产气量很小。钻进技术在过去20多年间取得了新的进步,今天人们已经可以用水平钻井的方法开采页岩气。水平气井可以控制几百米的页岩带,从而大大增加了每口气井的产气量。技术的进步提高了页岩气的经济开采价值,也完全改变了美国天然气市场的状况。


        二、学习美国经验


        美国发现页岩气资源迄今已有相当长的时日,页岩气开采技术也经多年努力研发出来,但此技术过去不具有经济上的吸引力。由于天然气价格低,投资者不愿意把资金投放在一个尚处于初始阶段的产业上。
        使页岩气产业在近年来具有经济吸引力的三大因素是:一是水平钻进技术取得进步;二是水力压裂技术取得进步;三是天然气价格在过去几年间因需求量增加而大幅上涨。
        Fort Worth Barnett、Fayetteville、Antrim、Arkoma、Woodford、Marcellus和Haynesville是美国的一些页岩盆地,页岩气产业在这些地区已十分兴旺。支持美国页岩气产业取得成功的主要因素是:有利的地质条件,充足的可供使用的资源,以及在美国能源部支持下持续进行的改进页岩气回收技术的研发工作。此外,市场化的天然气价格、发达的管道输送系统、成熟的天然气市场、稳定的财税体制、精简的租约管理制度以及税收抵免政策等,都是推动页岩气产业走向繁荣的因素。
        美国的页岩气产业经历了一系列的变革。今天,美国在技术和经济上都具有页岩气生产的优势。页岩气革命使美国从天然气进口国转变成天然气出口国(向日本出口),目前全球90%的页岩气都是美国生产的。

        三、印度的页岩气勘查工作


        虽然页岩气资源自20世纪50年代就被标示在全球能源地图上,但直至20世纪90年代这种天然气的开发利用才具有技术和经济上的可行性。2000年以来,天然气价格上涨以及水力压裂和水平钻井技术的进步使得页岩气开采项目有利可图。目前纽约商品交易所的天然气价格为4~6美元/mmBTu(百万英热单位)左右,这使得页岩气成为能源公司的重要资产。
        目前的石油价格为每桶70~75美元,并有可能再次上涨到2008年的峰值——每桶150美元。天然气价格目前是4~6美元/mmBTu,但在2008年6月,纽约商品交易所的天然气价格达到了13美元/mmBTu的峰值。近年来,常规化石燃料市场价格变化无常,更凸显出页岩气对于一个国家能源供应安全和实现能源自给自足的重要性。按照印度新勘探许可政策(NELP),产自Krishana Godavari盆地的天然气定价为4.2美元/mmBTu,C-系列天然气的价格则是5.25美元/mmBTu。进口液化天然气(LNG)的价格则是随着国际市场天然气价格波动情况不断变化的,曾经高达16美元/mmBTu。鉴于页岩气价格大大低于国际市场天然气的价格,印度的页岩气资源又很有潜力,可以预计,印度的页岩气开发业将兴旺发达。能源安全对于印度在今后几十年内的经济可持续增长至关重要,这在很大程度上是因为印度是一个石油进口国。为缓解能源供应不足的问题,印度已经把大力发展页岩气开发产业列入规划。
        印度计划于2011年底对外开放页岩气勘查投资项目。最近与美国就页岩气开发签订的谅解备忘录将有助于推动印度某些页岩气盆地的储量评价工作。
        从理论上说,印度的一系列沉积盆地,如位于恒河平原、古吉拉特邦、拉贾斯坦邦、安得拉邦及其他沿海地区的沉积盆地,包括Cambay、Assam-Arkana和Damodar等含油气盆地,都有大型页岩矿床。虽然不能说所有的页岩矿床都适合于页岩气勘查,但总体看来,这些盆地的页岩气勘查潜力不容小觑。技术合作将有助于使用精密的模型筛选出最有潜力的页岩气富集区,并在这些地区进行钻探勘查。
       1. 制定鼓励政策
        印度国内的天然气产量有限,对进口天然气的依存度高,因而制约了印度的天然气消费。
        根据印度现行的能源政策,石油公司只能开采其所持有的勘查区块内发现的常规石油和天然气。开发非常规能源被认为是获取额外之财,因此必须通过单独的招投标程序,申请到新的许可证后才能开采。石油公司在打石油钻井过程中有时会发现厚层的煤和页岩,但他们对此不感兴趣,因为印度政府不允许他们开采这些在现有许可证限定条件以外的能源。
    鉴于此,印度政府应尽快考虑制定以下政策:
     允许石油公司在开发常规石油和天然气的同时,勘查和生产页岩气和煤层气。这一政策可能会使一些被宣布为不具商业可行性的老油井恢复生机,并提高印度的能源产量。
     制定有力的页岩气开发鼓励政策,并进行地震勘查以查明潜力大的页岩气区块。
     制定市场驱动的天然气定价模型。
     政府通过制定优惠政策帮助国营和私营公司引进国外先进的页岩气技术。
      2. 通过国际合作争取他国帮助
        页岩气的开发在美国起到了扭转局面的作用。因为有了页岩气,美国在过去10年间从天然气进口国变成了天然气出口国。世界著名能源经济学家,普利策奖获得者丹尼尔=耶金指出,页岩气开发技术“是近10年来能源领域最重要的创新”。世界各地的石油公司目前都在寻求投资页岩气产业的机会,将其视为有利可图的行业。

    表1  某些拥有丰富页岩气储量的地区

    重要页岩气远景区

    美 国

    Marcellus、New Albany、Barnett和Haynesville的页岩区

    澳大利亚

    Amadeus、Cooper和Georgina的页岩区

    欧 洲

    Alum、Silurian和Mikulov的页岩区

    新西兰

    Whangai的页岩区

    中 国

    四川的页岩区


        为获得可靠的页岩气供应,印度公司已经进入美国和澳大利亚等国从事页岩气开发活动(表1)。与澳大利亚、欧洲、新西兰和中国等国建立的战略合作关系将在近期被证明是有益的。上述国家都拥有页岩气开发方面的先进技术和经过检验的商业模型,可以在技术上帮助印度开发本国的页岩气资源。印度公司与外国公司的战略合作关系也有助于为印度的页岩气产业吸引更多的国内外投资。
       3. 页岩气和碳信用额
        与煤和原油相比,天然气属于清洁能源,开发利用天然气有助于减轻环境退化的压力。目前世界各国都在按照哥本哈根气候变化峰会达成的协议致力于减少碳排放量。以中国和印度为代表的新兴发展中国家的碳排放量被认为在全球碳排放总量中占的份额最大。因此,发达国家投入必要的资金和技术帮助新兴国家快速发展页岩气开发利用产业具有十分重要的意义。开发利用天然气可以抵消原油和煤炭工业的CO2排放量,有助于人类建设清洁和绿色的世界。
      4. 国产和进口页岩气
        根据初步估计,印度的页岩气储量可能大于常规天然气储量。因此页岩气有可能成为重要的新型天然气供应源。印度天然气供应量满足不了日益增长的需求,预计到2015年,印度的天然气需求量将从2010年的620亿立方米增长到1200亿立方米。
    在这样的形势下,印度政府和企业应该携起手来,开发利用比进口天然气更经济实惠的本国天然气资源。
      5. 收集技术情报以赢得竞争优势
        收购海外页岩气勘查项目是帮助印度公司获取经营页岩气开发项目技术诀窍和技能的重要途径。印度在吸引国际大公司投资本国油气项目方面,过去一直不十分成功。因此,在印度无成熟经验可供借鉴。对所有有兴趣开发页岩气的印度公司来说,到海外勘查开发页岩气最符合他们的利益。信实工业公司(印度最大的私营企业)率先采取了行动,他们花几十亿美元收购了美国境内的几处页岩气资源地40%~60%的股权。Bharat石油资源公司也与澳大利亚的Norwest能源公司就购买澳大利亚佩斯盆地两处页岩气区块的股权达成了协议。其他印度公司也在寻求投资收购页岩气开发方面的情报和资产。

        四、发展页岩气产业需要做的主要工作


        图1示出了印度页岩气开发的流程及其所涉及的和所需的相关技术和政策等。但在批准页岩气开发项目之前,政府必须对以下问题进行认真研究:
     解释地质条件:应明确解释什么是非常规条件,在考虑所有定义页岩气条件下碳氢化合物参数的基础上给出定义。有时在同一垂直带中可能既有页岩气也有常规碳氢化合物资源。在这样的情况下,政府给出的定义应该成为解决任何争议的明确指导原则。在定义非常规条件时,应考虑在全球范围内被接受的参数。


    图1  页岩气开发流程图


     非常规天然气资源的类别:非常规天然气资源的形式多种多样,比如有致密地层天然气、煤层气和页岩气。但开发所有类型非常规资源所需的基础设施是相似的。因此把所有类型的非常规天然气归入一个单一类别可能有助于在规模化生产的基础上降低成本。
     选择页岩气开发商的标准:页岩气产业在印度尚处在起步阶段,在切实打出几眼气井之前,尚不能肯定页岩气是否具有经济效益。因此要选择经济上实力雄厚,技术上与国外机构有合作关系,有页岩气方面专家或掌握关键技术的公司从事页岩气开发工作。
     租地面积和租约期限:如果页岩气开发区块的面积低于所需面积的最低限度,可能会导致开发工作的草率从事,使开发商无法在资本市场上成为单一业务公司。因此页岩气开发区块的面积必须合理,否则吸引不了主要开发公司的兴趣。租约期限也应合理,使开发者有足够的时间完成区块内的勘查工作。虽然与从常规碳氢化合物储集层开采天然气相比,开采页岩气更易控制,但租约期限也应足够长,使生产商有足够的时间认真完成商业开采工作。
     放宽管制:美国天然气价格放开政策出台是页岩气产业走向成功的转折点。因此,在印度境内完全放开对页岩气的价格控制也将是吸引大公司投资于页岩气开发项目的关键因素。
     财税制度:累进税制和针对投入的税收抵免政策,以及与时间相关联的权利金制度,都是对主要公司有吸引力的财税制度。鉴于租约时间长短和政府税收的需要,理想的情况是不免除所得税。但是,由于页岩气产业的经济效益在印度尚未得到验证,明智的做法是先实行优惠政策,待页岩气产业发展成熟后再把针对此行业的商业和财税制度固定下来。
     水供应和环境问题:由于需要进行水力压裂作业,页岩气生产需要使用大量的水。如果缺乏水源,页岩气项目就会面临很大的困难并需要投入更多的成本。制定防止含水层被污染的相关指导方针,以及采取限制人口密集地区井场和气井密度等措施最大限度地减少环境影响程度。


        五、结 论


        每一个关注页岩气产业动态的人都知道这种资源对于今后发展的重要性。开发页岩气显然是我们面临的机遇,如果这种资源得到有效的利用,国家能源供应的形势就会发生改变。页岩气开发将对国家经济产生深远的影响,因此我们必须充分重视这种资源。然而,只有在排除了某些障碍和研究解决了某些问题后,页岩气的开发利用才能发展成有实际经济效益的产业。为此,企业和政府需要共同工作,制定出不仅能够鼓励外国投资,而且有利于本国经济增长的页岩气勘查开发政策。

    页岩气开发:印度一项紧迫的战略任务

    捷克团队在小南海地下河做示踪试验。翟秀敏 摄

    天星岩“T”字大厅主洞地下河下游方向,受洞道崩塌块石的淤塞,因而在崩塌体上游一侧堆积大量砾石。更为奇特的是在崩塌体之上,有水平层理保存完整的古砾石层,说明崩塌体年代较久。 扬·斯洛特克 (捷克) 摄

    中外科考队在天星岩主洞和支洞交叉的“T”字大厅合影。扬·斯洛特克 (捷克) 摄

    占据全球天坑总数1/4的陕西汉中天坑群,一经发现便引起国内外的广泛关注。

    中国地质调查局岩溶地质研究所、中国地质环境监测院、陕西省地质调查院联合开展天坑和洞穴普查,发现典型的天坑和漏斗54个,其中口径大于500米的超级天坑2个、大型天坑7个、常规天坑45个,其他地质遗迹473处。中国科学院院士袁道先一行对汉中进行实地考察后认为,这是在北纬32°~33°范围首次发现的、我国岩溶台原面上发育数量最多的天坑群,这一发现将我国湿润热带—亚热带岩溶地貌区界线显著北移,对中国南北方乃至全球古地理环境及气候变化的对比分析具有重要科学价值。

    为了更好地保护和利用汉中天坑群地质遗迹资源,通过岩溶水文地貌系统的深入调查进一步揭示汉中天坑群的演化机理,中国地质调查局于2018年下达了《陕中南岩溶区水文地质环境地质调查》项目,由岩溶所承担,并作为“全球岩溶动力系统资源环境效应”国际大科学计划的组成部分。4月28日~5月9日,岩溶所通过自然资源部第四次邀请捷克科学院地质所和捷克洞穴协会的专家,协助开展了汉中南郑洞穴调查;同时,与陕西省地质调查院、中国地质环境监测院共同组织精兵强将,开展了区域地质、水文地质、地下水示踪、洞穴年龄、第四纪古环境等方面的调查与研究。

     

    中捷联合科学考察新发现

    张远海 翟秀敏 陈伟海

     

    这是中国—捷克第四次对汉中天坑群进行联合科学考察。

    捷克团队11人共分3组,分别利用地下潜水、橡皮艇漂流、洞穴单绳技术对小南海观音洞地下河系统、天星岩洞穴系统、伯牛坑洞穴系统进行了洞穴探测。中方团队29人,承担了大佛洞洞穴系统、西沟洞洞穴系统的补充探测工作,并就小南海台原地区的洞穴沉积物进行了系统的采样。

    此次科考新发现洞道15.3千米,其中天星岩新发现洞道6224米,包括2处溶洞大厅;伯牛坑新发现洞道407米;小南海观音洞新发现洞道1036米,它是大佛洞主要的地下河排泄系统;吊洞新发现洞道584米;新发现大佛洞支洞5547米,探测西沟洞1442米。大佛洞地下河系统新发现洞道超过1000米,并与多个洞穴大厅相连,说明大佛洞洞穴系统发育期次之多,规模之大超于早期认知。

    科考团队采集了重砂样品5件,其中洞内3件、地表样2件,为揭示洞内砾石来源和地下水运移途径提供了科学依据;采集岩石标本8件和草测地质剖面4条,以揭示南郑台原地区的天坑、洞穴发育的构造、岩性的控制作用,分析天坑洞穴的成因规律;采集宇生核素石英样品8件,以测定洞内石英的埋藏年龄和洞口石英沉积物的曝露年龄,推理洞穴发育时间和崩塌时间;采集洞穴石笋4根,分析了南郑地区末次冰期DO18事件的区域特殊性,是北半球驱动的特殊响应。

    科考团队在伯牛坑投放荧光素钠示踪剂,并于大佛洞地下河出口、观音洞、白水洞、龙王庙洞进行了样品的接收,实验结果将揭示南郑台原地区洞穴系统的排泄途径和地下分水岭情况,为揭示岩溶洞穴、天坑发育提供又一有力证据。

    此次科考在陕西最大溶洞大厅发现,地下分水岭成因揭示和天坑演化地貌背景研究等3个方面取得新成果。

    ——发现陕西最大的溶洞大厅。

    2016年5月,第一次中国—捷克联合天坑科考队在汉中市南郑区小南海岩溶台原面西北侧干河沟村发现了天星岩。当时,对天星岩2个消水洞和天星岩漏斗的探测结果是,洞穴长度157米,认为这是一个季节性的消水洞。今年5月1日,科考队再次对消水洞进行勘查,发现150米深处的地下河峡谷,沿地下峡谷1.7千米后,在丁字洞道交叉处发现主洞道,主洞道高大宽敞,沿主洞道行进3.5千米后,发现了长300余米、宽100米的溶洞大厅,而且主洞道仍在延伸。科考团队根据区域地质情况推测,这可能是陕西最大的洞穴大厅。

    岩溶所副所长蒋忠诚指出,一般在岩溶发育条件非常好的热带及亚热带低纬度地区才有洞穴大厅。此次发现的长300米长、宽100米的洞穴大厅,相当于十几个足球场的大小,这在亚热带和温带交界地区是少见的。这说明,这里的岩溶发育程度、岩溶动力条件非常好。

    ——揭示分水岭成因。

    在天星岩探测过程中,科考队发现,洞穴走向完成了一个360度的大拐弯,最后向西北侧的白水洞排泄;而在同纬度的小南海岩溶台原面东北侧却是小南海地下河出口。二者间地下分水岭在哪里?岩溶所教授级高级工程师吕勇在经过仔细踏勘后认为,导致天星岩地下河和小南海地下河分水岭的原因是宽缓褶皱的背斜部位,更重要的是石灰岩众多硅质条带夹层的隔水作用。这个认识也解释了天星岩洞道东侧硅质条带上发育的众多瀑布的机理。

    ——天坑演化地貌背景研究新认识。

    过去在进行天坑演化历史的研究中,关注更多的是洞穴沉积物埋藏年龄研究,寻找洞穴古河流堆积物中的石英颗粒。而此次对大佛洞对岸罗汉洞的古地下河沉积物中石英颗粒的研究,转变为对石英暴露年龄的研究,这样一来,就从单纯洞穴演化历史的研究转变为对整个区域环境演化的研究。

    今后,岩溶所将在中国地质调查局的指导下,以及陕西省地质调查院的支持和配合下,继续加大投入开展《陕中南岩溶区水文地质环境地质调查》项目,用科学数据证实汉中天坑群的科学价值,进而提升岩溶地貌学、岩溶水文地质学的社会应用价值。

     

    汉中洞穴探险记

    张远海

     

    4月底,汉中的雨季尚未完全到来,虽然小南海岩溶台原面龙头山上还残留皑皑白雪,但气候业已回暖,鲜花盛开,正是洞穴调查探险的好季节。我们与来自捷克科学院地质所和捷克洞穴协会的探险家们一起,再次赶赴汉中,开展天坑群联合可科学考察。

    洞里淘砂

    龙洞,位于小南海台原面中东部,是个出水洞穴。5月5日,我们于午后从小南海镇出发前往龙洞。

    车停于洞口下方,我们带上安全帽和头灯,攀援而上。洞口凉风徐徐而来,洞底溪流叮当而出。在入洞50米许,中国地质调查局岩溶所的区域地质调查专家吕勇找到一处回水区,正好是沙砾堆积之处。按照吕勇的指导,我在下游堆一小坝,蓄水淘砂。

    淘砂是为了进行重砂分析,寻找它的地表源头。重砂是相对密度较大、物理和化学性质比较稳定的矿物,因其相对密度较大、呈砂状,故名重砂。根据重砂的矿物组合,进行物源识别,从而判定物源方向和物源区的大致位置。

    吕勇熟练地利用淘砂盆的角度首先将黏土淘洗出去,然后将大颗粒的砾石扔掉,很多遍之后,黑色的粉末状物质浮现出来。这就是重砂。后来我们又在溪流上游、洞穴深处又淘了两处重砂样,差不多1千克,装入塑料袋中,编上号,大功告成。

    接着,我们赶往大佛洞淘砂。大佛洞在1970年代是兵工厂所在地,如今被开发为旅游洞穴。因为做过工厂,洞中沉积物大部分已荡然无存。因此,寻找样品只能在洞穴深处和洞道高处。

    下午的时间所剩不多,我们分为两组分头行动。在距离大佛洞洞口200米东南侧上方、60~70米高处为古佛洞上层洞,2016年在探险过程中发现洞道一侧有古地下河水文边槽,边槽内有古地下河的沙砾堆积。从下层洞到上层的道路为30~40厘米宽的步道,甚是险峻。好在,2016年留下的绳索还在。我抓住绳索,绕右手腕一圈,一步一绕,匍匐上行。步道顶端为乱石堆,越过乱石堆,才至边槽平台。很快采满了一大袋样品,然后背负下洞。

    比起上坡,因为负重,脚底反而更稳,加上绳索护身,倒也不觉艰难。

    山中寻宝

    淘砂只能确定洞内的堆积物从何处来,无法确定沙砾堆积什么时候进入洞穴。要确定沙砾进入洞穴的时间,还要寻找更好的“宝贝”——沙砾堆积物中的石英。

    5月6日清晨,我们从小南海镇出发,到罗汉洞寻找石英。

    与我一同展开寻宝之旅的是陕西省地质调查院教授级高级工程师张俊良。出发之前,老乡告诉我们寻着养蜂人的小道可以方便地找到洞口。

    到达山边,果然看到了一条小道,但并不是养蜂人的羊肠小道。往山上望去,坡度60度以上不仅有浮土,更危险的是碎石,甚至大块石。一旦滚落山下,可能危及谷底的寺庙和香客。

    我们小心翼翼地尽量寻着基岩裸露的谷坡上行。上到一半,幸运地在毛竹林中找到了养蜂人的“之”字形小道。从小道穿过竹林,终于可以一窥洞口的风貌,却发现此洞口好像不是与大佛洞相对应的洞口。带着疑问,张俊良给同伴打电话,同时挥舞手中的强光手电,让同伴看看我们所站的位置是否是大佛洞正对的洞口。果不其然,同伴告知,大佛洞正对的洞口在我们所在洞口的右侧。从我们所在的位置向右望去,完全是悬崖峭壁。借助藤蔓的保护,我们决定翻越峭壁。

    抓住藤蔓,我们不敢上望,也不敢往下看,每移动一下,都思考数分钟,生怕意外发生。但越是小心,越出问题。有时藤蔓挂住背包的带子,有时缠住背包里露出的鎯头手柄,令人进退不得。只好一只手抓住藤蔓,腾出另一只手解开藤蔓,再继续前行。

    越过陡崖,终于到达另一个山坳,洞口就在陡坡上方50米左右的位置。比起峭壁,陡坡因为有许多松动的块石而更难攀援。我跪在陡坡上,寻找着可依附之物,或树根,或兰草,或藤蔓,好不容易上升了20多米,人已气喘吁吁。又前行了20余米,宽大的洞口已近在咫尺。

    仔细环视洞口,洞口呈岩屋状,宽50米左右,洞高15~20米,大洞口西侧还有一个小洞,洞口宽3米,洞高2米,洞深5米多,洞壁四周全是石英沙砾沉积,而且沙砾沉积表现明显的韵律层理,粗砂——较大的卵石和砂——细砂——黏土,如此循环反复。

    张俊良和我,一边讨论砂砾石形成的地质背景,一边测定砂砾石沉积剖面。我从上至下、从左到右依次取样;张俊良则采集10厘米以上的花岗岩砾石样和砂卵石样,回去左切片样,这样做物源分析更有效果。我采集了大约40多斤的样品,背负下山。

    坑底寻洞

    天星岩,是小南海台原面西北侧的一个天坑,于2016年中国—捷克联合科考探险时发现。

    天星岩天坑坑口直径和深度都接近百米,上部是天坑洞口,底部为一条季节性的消水洞。消水洞平时为干洞,下雨的时候,水会充盈溪沟,满灌洞口。

    在消水洞西北方向大约2公里是地下河出口——白水洞;而在消水洞东北方向约3公里也是地下河出口——小南海观音洞。那么,消水洞的水究竟流向何处?为了确定地下水的流向,探险队决定再次对天星岩地下洞穴进行探测。

    前三天,主要是安装单绳系统。探测从第四天开始进行。

    最开始探测数据显示,洞道往东南延伸,于是大家判断洞道往伯牛坑方向延伸,可能与伯牛坑相连。次日,探测数据显示洞道又转向东北方向,于是大家又推断,洞道往西沟洞方向延伸,可能与西沟洞相通。再探测的数据又显示东南向延伸,大家的推断又回到伯牛坑。每天科考回来,无论多晚,我们都要将数据输入电脑,看看洞道的延伸方向。直到第7日探测,探险队发现了一条宽30米、高50米以上的大洞穴,才明白以前探测的不过是天星岩洞穴系统的一个小支洞。

    我是最后一天参加科考的,随行的除了捷克的扬·斯洛特克三人团队外,还有汉中洞穴科考爱好者李辉和余欣。

    我们从路边下到季节性河道,然后顺河道走向天坑,首先是个30米的陡坎,然后横向30米,进入第二个40米陡坎,之后一小段横移,下第三个30米陡坎到地下河床。这三个陡坎,正好验证了天星岩天坑的演化历史阶段,从内往外随着河水侵蚀下切,裂点不断后退形成陡坎。

    到达地下河床后,洞底并非水平,也是一段一段的小陡坎和跌水、水潭。为了探测安全和方便,探险队安装了多种类型的绳索系统,从辅助的绳结式或扁带式攀登,到独木桥式跨越,锚点贴壁横移、悬空横移,甚至绳索桥,绳索桥和保护绳配套的横移,应有尽有。

    3个半小时后,我们终于抵达主洞和支洞交叉的“T”大厅。借助强光手电的光,我们初步估计大厅底的面积有1万平方米左右。我仔细观察洞道形态,主洞完全不同于支洞清晰的溶蚀沟槽、窝穴、流痕等丰富的微形态,主洞洞壁则式清晰可见、深浅相间的微倾斜岩层;与支洞洞底丰富的卵石堆积不同,主洞洞底大部分为黏土堆积和崩塌块石,局部可见河床卵石;与支洞峡谷状洞道不同,主洞洞道为大型廊道状,厅堂状洞道;与支洞倾斜洞底和众多跌水不同,主洞洞底则总体起伏不大,但洞道一侧总是伴随大量的崩塌体和黏土堆积形成的高坡;与支洞地下河占据整个洞底并伴随众多水潭不同,主洞地下河仅在洞道一侧流淌,或左或右,流量为支洞地下河的5倍左右。

    我们在洞道高处寻找古地下河沉积物堆积,看看是否能发现石英颗粒。很遗憾,大部分堆积体为黏土,即使发现卵石,其成分大部分为灰岩,个别为砂岩和硅质岩(燧石),没有发现石英颗粒。

    我们前行了一段距离,在采集两个重砂样后,算一算返回时间,决定先行撤离。经过连续4个半小时的艰难攀行,才看到洞口透进来微弱的光。

    (作者单位:中国地质调查局岩溶地质研究所)

    延伸阅读

    中捷科学家汉中探险

    ■ 2016年5月19日~5月31日

    中国地质调查局岩溶地质研究所通过国土资源部,邀请以捷克科学院地质研究所副所长迈克·菲利皮博士为领队的捷克科学院岩溶洞穴科学考察队,在陕西汉中南郑县开展了第一次岩溶洞穴科考合作,证实在陕西省汉中市南郑县小南海镇台原上存在天坑,并对其地下河进行了初步勘查。这是首次在我国热带—亚热带岩溶区最北界发现的天坑地质奇观。

    随后,岩溶所与中国地质环境监测院、陕西省地质调查院开展密切合作,将天坑理论系统引入地质调查工作,在整个米仓山岩溶台原面展开天坑岩溶地质遗迹调查,更多天坑不断被发现。

    ■ 2016年10月20日~11月1日

    岩溶所组织第二次中国—捷克岩溶洞穴科学考察,对宁强县地洞河地下河系统进入探测,探测长度12千米,为我国北亚热带及其以北最长洞穴。这次科考初步确定地洞河天坑发育的水文地质背景和发育特征方面的独特性;与此同时,组织国内洞穴科考爱好者对镇巴县圈子崖、天玄坑及其附近溶洞进行探测,并对天坑形态进行了系统探测。

    ■ 2017年4月30日~5月12日

    岩溶所组织第三次中国—捷克岩溶洞穴科学考察,对镇巴县风洞系统进行初步探测。

    根据以上调查成果,并通过对全球天坑进行对比分析,科考团队确定汉中小南海天坑群和我国西南大石围天坑群为各具特色的两种演化模式,即大石围外源水穿越型岩溶天坑演化模式和小南海内源水窗式岩溶天坑演化模式,同时将天坑类型确定为溶蚀性崩塌天坑和侵蚀性崩塌天坑两种类型。

    同时,岩溶所与陕西地质调查院开展合作,确定汉中天坑群的国际地位:汉中天坑群成群出现,数量众多,迄今发现4个天坑群54个天坑,集中分布于陕西汉中4个台原面,占据全球天坑总数的近1/4,举足轻重;汉中天坑群是内源水窗式岩溶天坑演化模式的典型范例。汉中天坑群是全球发育在岩溶台原上的最大天坑群,也是我国北亚热带最大的天坑群。

    再探汉中天坑群

    12月至今,四川冕宁县某大型稀土矿企选矿车间内热火朝天,历时1年多研发的具有自主知识产权的成套稀土浮选药剂RF系列在这里成功转化应用,突破了稀土矿低浓度浮选技术瓶颈,解决了该类型矿山长期以来在低矿浆浓度下难以获得稀土精矿产品的工业生产难题。

    今年以来,中国地调局成都综合利用所围绕稀土深加工技术研发,重点针对国内氟碳铈型稀土矿开展科技创新。立足攀西辐射全国,研制出成套浮选新药剂、开发出系列新工艺新技术。依托地调项目对四川德昌某大型稀土矿山进行尾矿资源综合利用研究,结果显示通过浮选方法可脱除重金属元素并回收利用稀土资源,达到既改善矿山环境又能提高尾矿经济效益,实现尾矿减量化排放的目标。美国芒廷帕斯稀土矿采用成都综合利用所自主研发的专利技术“浮团聚磁选”新工艺,初步估计可降低选矿成本30%以上,同时该项专利技术应用于四川牦牛坪稀土矿、山东微山稀土矿,实现了稀土矿物有效富集。

    2016年成都综合利用所全面学习贯彻国土资源系统创新科技大会、全国地质调查工作会和中国地质调查创新大会暨地调百年研讨会等一系列会议精神,紧密围绕部局中心工作,依托地调科研项目积极开展科技创新。

    科学合理利用锂资源是国家和部局下达的重要任务之一。以锂资源为重点,加强金属新材料应用技术研发列入两重工作任务。今年成都综合所利用所与天齐锂业、四川星辰矿业等矿企合作,重点完成了三项研发任务。锂矿石选矿方面,开发出一种高效环保的锂辉石捕收剂和适用于川西北可尔因地区矿石特征的选矿新工艺,可获得高质量的铌钽锂精矿。综合提锂方面,对锂辉石精矿通过晶型转化-溶浸研究,提锂尾渣合成矿物肥料试验,形成了锂辉石综合提锂技术原型。锂电池制备方面,完成了锂电材料合成、测试等设备选型配置,磷酸铁锂正极材料前驱体磷酸铁和草酸铁的试验研究。

    科技创新需要政策推动。今年以来成都综合利用所认真落实中国地调局“三个指导意见”和“三个暂行规定”,结合实际制订印发了《成都综合利用所关于加快推进地质科技创新的实施意见》从科技创新和人才队伍等方面提出了具体措施。6月,又制定下发了《科技人才队伍建设工作制度》、《地质调查成果评价办法》、《地质调查二级项目负责人责任与权利的暂行规定(试行)》等3项改革配套制度,全面落实局党组关于成果和人才“五问”、“五不唯”评价标准。打通了科技创新与人才培养双通道,全年40项地调科研项目如火如荼展开,其中市场转化项目就涵盖28项,市场收入达860余万元。发表学术论文43篇,被 SCI收录3篇,EI收录2篇;出版《四川盆地三叠纪成盐环境及成钾条件》专著1部;获得国家发明专利3项,实用新型专利2项;黑色页岩型粘土钒矿选矿试验研究等2项研究成果分别获得四川省科技进步二等奖、三等奖;稀土资源高效利用创新团队获国土资源部“十二五”科技与国际合作先进集体,3名科研人员获先进个人……地质科技创新可谓成效显著。

    在全面完成3个地质调查二级项目阶段性目标任务的同时,开展了21项选冶扩大连续试验,部分在研项目取得了阶段性成果。国土资源部公益性专项攀西深部橄辉岩型钒钛磁铁矿利用技术开发。研制出2种选择性钛铁矿捕收剂和1种对橄榄石矿物选择性抑制剂,有效解决此类难选钒钛磁铁矿资源的高效利用;“973”课题高铬型钒钛磁铁矿选矿过程强化研究。研制了一种高效、无毒钛铁矿捕收剂,设计了新型弱磁选机,解决了钒钛磁铁矿选矿中二氧化钛回收率低下、铁精矿质量差等问题;国家自然科学基金项目橄辉岩型钛铁矿物浮选分离基础研究。揭示了橄辉岩型钛铁矿物浮选分离的难点,被国际核心SCI检索论文2篇。滑石型硫化镍矿全泥强化浮选基础研究,研制出滑石高效抑制剂和疏水矿泥高效分散剂,为实现滑石型硫化镍矿的全泥强化浮选提供了技术保障;参与设计建设的连续悬浮磁化焙烧炉试验装置,已在甘肃酒钢集团正式开工建设。这一系列成果的新鲜出炉得益于贯彻落实国家、部局等科技创新举措的精准发力。用科技创新引领地质调查工作,成都综合利用所完成科技创新目标的同时,也为部局提供了坚实有力的支撑,为经济社会发展提供了更好的服务。

     

    历时1年研制的成套稀土浮选药剂BF系列成功在某矿企转化应用

      

    以锂资源为重点,加强金属新材料应用技术研发完成三项研发任务

     

    地质调查二级项目《川西稀有金属矿集区综合地质调查》完成阶段性目标任务

     

    地质调查二级项目《攀西地区多金属矿产资源集中开采区地质环境调查》完成阶段性任务

     

    滇渝地区铝土矿选矿拜耳法综合利用工艺技术改造获突破,研究成果有望解决中铝、西南能矿高硫低品位铝矿综合利用难题

     

    完成广西凤山县福家坡矿区硫铁矿勘探阶段性选矿扩大试验等21项选冶扩大试验

     

    参与设计建设的连续悬浮磁化焙烧炉试验装置在酒钢集团正式开工建设 

     
    稀土、锂矿等新能源矿产科技创新取得显著成效

    地下水是全球经济一体化的重要资源保障,为支撑“一带一路”国家战略,中国地质调查局部署了“中国及周边地区地下水资源与地质环境系列图编制”子项目,由中国地质调查局水文地质环境地质研究所承担,主要目标任务是通过亚洲重大地质环境问题研究,与亚洲主要国家合作编制《亚洲地下水系列图》和续编《亚洲地下水环境系列图》工作,中国地质科学院岩溶地质研究所参与开展了中泰岩溶水文地质对比研究。项目周期为2013年至2016年,是“全国系列基础地质综合编图项目”的子项目,实施单位为中国地质调查局发展研究中心。

    中国及周边地区地下水资源与地质环境系列图编制”项目取得重要成果主要包括《亚洲地下水系列图》、《亚洲地下水环境系列图》2套6张1:800万国际性地质制图系列图件;编写了《亚洲地下水与环境》1部专著;完成“澜沧江-湄公河流域跨界含水层研究”、“克鲁伦河流域地下水资源与环境地质”与“黑龙江-阿穆尔河流域生态地质环境”3份专题报告;编制《亚洲地下水与环境图集》1部。该系列研究成果,重要的洲际性文献资料,可为绿色“一带一路”建设、资源开发和重大基础设施建设提供水文地质、地下水资源与地热资源的重要的资料和数据依据,对于亚洲地下水资源、地热能源和环境地质研究具有推动性作用。该系列成果尤其是《亚洲地下水系列图》被联合国教科文组织在跨界含水层研究与管理中应用,被作为亚洲跨界含水层管理的基础数据;诸多成果已被国内和亚洲国家许多科研院所、大学作为水文地质、地下水资源、地热研究和自然资源开发利用的基础资料广泛应用。《亚洲地下水环境系列图》可为保障我国与周边国家和谐的地质环境关系提供重要依据,为合理开发利用资源和更好地保护环境提供科技支撑,该系列成果还填补了许多国际上的空白,对亚洲乃至世界水资源研究将起到重要作用,对解决国际资源环境矛盾和生态环境问题具有深远的科学与政治意义。

    一、出版《亚洲地下水系列图》(1:800万)填补了洲际地下水资源及地热图件亚洲地区的空白,建立亚洲地下水资源与环境信息平台,为亚洲各国自然资源开发利用、水资源规划、地质环境保护防灾减灾提供科学依据。

    《亚洲地下水资源图》是通过亚洲地下水系统的划分,提出气候地貌为主控依据的宏观地下水系统划分的准则,综合气候地貌、地质构造、水文地质结构、地表水系等因素,划分了亚洲11个地下水系统36个子系统,并评估了不同类型地下水的补给和可采资源量,是首个亚洲地下水资源分布的成果图件。

    《亚洲水文地质图》是在张宗祜院士1992年主编的“亚洲水文地质图”和地质所最新编制的“国际亚洲地质图”基础上,重新划分了亚洲地下水赋存类型及富水程度,将亚洲地下水划分为孔隙水、岩溶水、裂隙孔隙水和裂隙水,更为准确地揭示了亚洲地下水的水文地质特征的循环规律。

    《亚洲地热图》反映了亚洲的地热存储类型,将亚洲热储类型划分为现代火山型、隆起断裂型和沉积盆地型,并且反映了大地热流及其分布规律,表示了3000 m深度地温场及其地热资源分布的内在规律。

    二、编制《亚洲地下水环境系列图》(1:800万)以资源可持续利用和地质环境保护并重为理念,应用地下水与环境地图时空认知理论,通过国际间合作总结了亚洲地下水与地质环境关系特征和规律,开展了与地下水相关地质环境问题研究,剖析了亚洲地下水质量状况,归纳了地下水过量开发的地质环境负面效应,地下水与生态环境的依存关系,探索了地下水环境地图时空认知及变化规律总结研究亚洲地下水与地质环境的特征和规律,开展地质环境系列图件编制及相关地质环境问题研究,剖析我国及周边国家地下水资源开发所引发的环境地质问题,开展黑龙江(阿穆尔河)流域主要地质环境问题专题研究。工作是在研究国际编图技术与亚洲地质环境编图特点基础上,借鉴已出版的国际编图成果,特别是美国和欧洲等国家地质环境的编图模式,同亚洲地质环境特征及其问题相结合开展的。

    《亚洲地下水环境系列图》由亚洲地下水质量图,亚洲地下水开发地质环境效应图,亚洲地下水生态环境图三张图件和说明书组成,该成果分析了原生地质环境与现代全球变化及其人类活动的关系,将亚洲地质环境背景与地下水环境问题联系起来,建立了新的亚洲地质环境编图理念,反映与地下水密切相关的地质环境,揭示了地质环境时空特征及分布规律。走在了国际同类编图研究成果前列,在编图内容和表现形式上体现出亚洲地质环境特色。

    《亚洲地下水质量图》亚洲地下水水质分带受到气候和地形地貌的主导和控制。地下水循环交替条件决定着地下水质量优劣,通过综合评价亚洲地下水质量编制的,研究了地质环境对地下水质量的影响以及对生命健康的危害。地下水的溶滤淡化和浓缩盐化作用的程度,划分出亚洲四大水质分带,其空间分布特征主要是由南北向中间的阶梯状地势、海岸带走向和气候的综合影响的结果,自补给区淡水带,到径流区淡水-微咸水带,逐渐演变成微咸水-咸水带,直至到大陆盐化作用的咸水带。

    亚洲地下水开发地质环境效应图首先根据地下水开发利用所引起的地质环境负面效应,作出单要素分析图件,然后以地下水开采引起的地质环境负效应为依据,以不同的地形地貌和含水岩组类型作为重要判断标准,划分出地下水开采的6个地质环境效应分区是:平原盆地地下水强烈开采大范围缓变危害效应区;平原盆地地下水一般开采无明显危害效应区;岩溶地下水局部开采易发突变性危害效应区;矿区地下水疏干开采易发突变性危害效应区;丘陵山地地下水分散开采无明显危害效应区;其他地下水零星开采常态效应区。归纳出地下水不合理开发引起的地质环境负效应主要危害有:区域地下水位持续下降、地面沉降、岩溶塌陷、地裂缝、海水入侵、油田地下水开采水位下降和矿区采空塌陷等7大危害。

    《亚洲地下水生态环境图》是用系统理论将地下水与生态环境建立起有机的联系,反映地下水生态环境主要类型、时空特征分布规律。揭示大气圈、岩石圈、水圈与生物圈之间的物质迁移和能量转换关系尤其是气候地貌对地下水生态环境的控制作用,结合人类和其他生物的改造作用,确定出地下水生态环境三大类型分别是:地下水调蓄支撑生态环境、地下水涵养维持生态环境、地下水贫乏脆弱生态环境。主要分区有:沿海口岸三角洲与滨海低地地下水调蓄支撑区,平原、盆地及丘陵低地地下水调蓄支撑区,低山丘陵地下水涵养区,高原山地地下水涵养区,高寒冻原地下水(生态)涵养区,沙漠、戈壁地下水贫乏区,黄土高原地下水贫乏区,岩溶石漠化地下水贫乏区。

    完成“澜沧江-湄公河流域跨界含水层研究”、“克鲁伦河流域地下水资源与环境地质”专题研究报告,对亚洲主要跨界含水层进行了评价,创建了跨界含水层和谐度定量评价的数学模型,建立了湄公河流域跨界含水层和谐度定量评价模型和指标体系,功能指标-社会经济管理指标-法律效应指标权重迭加的数学模型,并进行了跨界含水层定量评价,为跨界含水层研究提供了示范。

    三、实现亚洲地下水资源与环境地质空间信息技术共享建立了亚洲地下水资源与环境空间信息系统,解决了流域、国家、地区和单元等多尺度的信息元在洲际尺度上的信息处理问题;协调了不同年纪、不同时段等多时态的空间信息认知;规范了10种气候地貌类型、4种含水类型、3种地下水资源类型和3种热储类型等多类型的图面表达;图面结构合理、表现形式精细、色彩协调美观、科学普适易读。

    四、参与地调局《“一带一路”地质矿产资源图集》编制,服务国家决策。水环所与岩溶所共同参与编制了《“一带一路”地质矿产资源图集》中的地下水资源和地热资源图件,为服务国家决策提供了科学依据。

    五、中国与中南半岛岩溶地质对比研究,国际间专家携手共同提高科研水平。岩溶所与泰国自然资源与环境部地下水资源厅合作,在泰国中西部典型岩溶区开展了岩溶水文地质调查与碳循环监测、地球物理探测技术应用试验与研究工作,并建立了2个地下水与碳循环中泰联合监测站,对比中泰岩溶形态组合特征与发育环境差异,初步估计了泰国岩溶作用与碳循环强度。

    六、开展黑龙江(阿穆尔河)流域生态地质环境研究通过不同时段卫星遥感数据解译对比分析和实地考察验证,一是原生地质环境问题主要有地方病、多年冻土与冻胀融陷、界河坍塌等;二是次生地质环境问题主要有江河水质污染、城市地下水超采地下水位持续下降、矿山开采地面塌陷等;三是人类与自然共同作用下的生态地质环境问题包括土壤盐渍化、土地沙化、湿地退化、草场退化、森林退化、水土流失以及冻结层退缩等,这些问题的存在一方面是气候变化下自然生态缓慢的发展趋势,更重要的一方面是人类在发展社会经济的同时违背了自然规律,给大自然和人类造成重大损失。

    七、亚洲地下水与环境专著出版发行在即通过项目研究的不断深入,对大量的信息资料归纳分析,编撰了亚洲地下水与环境专著。

    八、《亚洲地下水与环境图集》即将付梓。为了更广泛体现编图成果的应用性,编辑了亚洲地下水与环境图集

     

    图片1_副本

    亚洲地下水系列图 

    图片2_副本

    亚洲地下水资源与环境空间信息系统 

    图片3_副本

    地下水与碳循环中泰联合监测站

    亚洲地下水与环境专著

    亚洲地下水与环境图集

    中国及周边地区地下水资源与地质环境编图成果支撑绿...


      近几年来,特别是国务院出台找矿突破战略行动纲要以后,湖南省从本省实际出发,从理顺矿政管理体制到构建有序外部环境,从优化地质找矿布局到地勘人才队伍建设,从加大地质勘查投入到创新地质找矿机制,采取了一系列行之有效的具体措施,切实加强地质找矿工作,并取得了令人满意的成果。今年是国土资源部在全国全面推进“358行动”的第三年,也是关键之年,那么,湖南省实施找矿突破战略行动的具体情况怎么样?取得了哪些成果,如何进一步推进?带着这些问题,中国矿业报记者近日采访了湖南省国土资源厅党组成员、总工程师彭悦。

      记者:说到湖南的矿产资源,人们就会想到湖南是“有色金属之乡”和“非金属矿产之乡”。能不能请您具体介绍一下湖南省的矿产资源现状和开发利用情况?

      彭悦:湖南是一个矿业大省,有色金属和非金属矿产在全国乃至全世界都具有非常重要的地位。截至2012年底,全省已发现各类矿产121种,探明有储量的矿种90种。石煤、钨、锑、铋、铍、普通萤石、玻璃用白云岩、海泡石粘土8个矿种保有储量居全国第一位;钒、镉、重晶石、隐晶质石墨、陶粒页岩等5种矿产居全国第二位;保有储量居全国前五的矿产共有39种。其中,钨、锡、锑、钼、铋、铅、锌等,在世界有着举足轻重的地位。水口山、锡矿山、柿竹园等一批特大型的有色金属矿山驰名海内外。

      湖南省矿业开发历史非常悠久。近代历史上,我们的前辈通过对锡矿山锑矿、水口山铅锌矿、瑶岗仙钨矿、湘潭锰矿、湘西金矿、石门雄磺矿等一大批解放前遗留下来的老矿山进行深入勘查,使它们成为了新中国几十年来经济社会发展的支柱矿山、功勋矿山;解放后,地质工作者又评价和发现了柿竹园钨锡多金属矿、黄沙坪铅锌矿、湘南铀矿、民乐锰矿、贡溪重晶石矿、衡南萤石矿、浏阳海泡石矿等一大批享誉中外的矿床。目前,湖南省已经形成了各具特色的钢铁、水泥、煤炭、锰、铅锌、钨、锑、黄金和盐化工工业体系。尤其是锰加工业和有色金属冶炼加工业在国内具有明显的产业优势,10种有色金属的产量多年来高居全国第一。

      记者:刚才您大致描绘了湖南省矿业开发的图景,那么,目前湖南省地质找矿工作面临着怎样的情况?

      彭悦:湖南省地质找矿工作面临的基本形势,可以用“四个有”来概括——

      第一,有优势。除了刚才提到的资源优势和产业优势外,我们省还有一个独特优势:一支非常优秀的地质找矿队伍。目前,全省有4个专业化的地勘局(湖南省地质矿产勘查开发局、省有色地勘局、省核工业地质局和省煤田地质局)、96家具有地质勘查资质的单位,拥有除海洋地质调查、石油天然气勘查外的11类地质勘查资质。湖南省从事地质勘查工作的人员有45283人,在职职工3万多人。其中,中高级以上职称技术人员4087人,教授级高级工程师近80人。这支队伍,既经历了五六十年代艰苦环境的考验,也经历了改革开放以来的市场经济考验,目前已经成为专业齐全、技术精湛、作风过硬、特别能战斗的队伍。

      第二,有危机。从资源需求看,随着“四化两型”战略的深入实施,我省对矿产资源的需求越来越大,能源资源保障能力不强的问题正在日益凸显。比如,当前我省的石油、天然气、铬铁矿、钾盐等全部靠省外调入;原煤需求对外依存度达到25%;铁、铅、锌、金、铜、铝、锑、锰、铁、磷、硫等主要矿种也不能完全自给。从资源禀赋看,我省有色金属和非金属赋存较好,但对国民经济具有支柱性作用的15种矿产品非常短缺。目前,我省仅有钨、铋、萤石、隐晶质石墨等4种矿产可以保障本省需求,铀、锰、硫、水泥灰岩能够基本满足需求,其他重要矿产均不同程度地依赖省外、国外资源。在“走出去”战略实施过程中,信息、财税、金融、人才、法律援助等配套政策相对滞后,境外地质勘查项目基本上是以劳务输出、技术咨询为主,对湖南省重要矿产资源需求的保障支撑作用还不明显。从找矿难度看,湖南现代地质工作的历史已将近百年,可以说地表、浅表矿经多轮找矿,常规矿产基本已经找得差不多了。今后,要么向深部发展,找1000米以浅的深部矿产,要么查找新的矿产资源。而这两个方向都有理论瓶颈和技术瓶颈,在较短时间内很难取得决定性的突破。

      第三,有潜力。危机和机遇、危机与潜力一般是相辅相成、相互联系的。从潜力看,主要有两个,一是基础地质条件有很大潜力。二是新型能源资源有很大潜力。全国19个大的成矿带中,我省占了3条,南岭、钦杭、湘西鄂西三大成矿带横跨三湘大地,具有良好的成矿地质背景。另外,根据新的找矿理论和找矿规律,我省的页岩气资源非常丰富,预测资源量可达9万亿立方米,在全国排第五位。如果页岩气勘查开发取得重大突破,对缓解湖南乃至中部地区能源紧张局面都将产生深远而又积极的影响。

      第四,有机遇。主要是政策层面上的利好。从国家层面上看,李克强总理明确提出,“矿产资源保障要立足于国内”。2011年,国务院部署了找矿突破战略行动,对我国地质找矿工作的目标、任务提出了明确部署。从省层面看,省委省政府高度重视找矿工作,强调要大力推进地质找矿工作,为经济社会发展和“四化两型”建设提供强有力的资源保障。这些都为我省地质找矿工作提供了良好的工作环境。

      记者:您多次提到找矿突破战略行动。那么具体到湖南,这个行动的具体内涵是什么?

      彭悦:湖南省委省政府高度重视找矿突破战略行动,省政府专门成立了找矿突破战略行动领导小组,并批准了《湖南省找矿突破战略行动实施方案》。省委书记徐守盛同志多次强调,要切实加强全省地质找矿工作,提高能源资源保障程度。在省厅层面,党组书记、厅长方先知同志也高度重视,提出要将实施找矿突破战略行动作为重大政治任务和战略任务,举全系统之力加以推进。具体来看,我省的找矿突破战略行动设定了“358”阶段性目标:2011年~2013年,用3年的时间,实现地质找矿重大进展;2011年~2015年,用5年的时间,实现地质找矿重大突破;2011年~2020年,用8年的时间,巩固我省矿业优势地位,开拓新的领域,重塑矿产勘查开发新格局。

      总体来说,到2020年,全省要新发现矿产地170处,新增原煤9.7亿吨、铀12000吨、铁2500万吨、锰9000万吨、铅+锌1730万吨、钨+锡210万吨、铜35万吨、岩金135吨、锑20万吨、稀土氧化物20万吨,煤层气、页岩气、金刚石等矿产取得重大进展与突破。特别是,页岩气勘查开发要取得突破,改变我省“无油无气,缺煤少电”的现状。

      记者:这个行动进展得怎么样?

      彭悦:这两年来,我们按照国家和省委、省政府的要求,做了一些工作。概况起来主要有四方面:

      第一,明确了找矿目标和任务。在湖南省的历史上,提出如此具体的找矿目标尚属第一次。它不仅明确了重点矿种,还明确了时限要求。我省找矿的基本任务主要有3个:一是加强基础地质调查与基础科研工作,以重要成矿区带、主要矿集区、重要经济区为重点,开展区域地质调查、区域地球物理地球化学调查、矿产资源远景调查和综合研究;二是加强重要矿产资源勘查工作,以国家级整装勘查区、重点勘查区和重要远景区的重要矿种为重点,开展矿产资源勘查与评价,有序开展老矿山深边部地质找矿和煤层气、页岩气、金刚石、“三稀”等矿产的专项勘查工作;三是提高矿产资源利用效率,开展主要矿产共伴生有用组分综合利用、难选冶矿石利用、低品位矿石利用技术等重大专项研究,以经济、技术、行政等手段促进矿山企业提高矿产资源利用效率,实施以企业为主体的矿产资源节约与综合利用示范工程。

      第二,优化了地质工作布局。在基础研究方面,2011年以来已投入经费1.8亿元,安排基础地质调查项目76个。在整装勘查方面,投入资金5.21亿元,部署了18个省级整装勘查区和3个国家级整装勘查区,累计安排项目141个。在非常规能源方面,目前有14个区块正在开展油气勘查工作,其中油气区块9个、页岩气区块5个。在资源利用方面,部署了一批矿产资源节约与综合利用专项项目,提高了资源综合利用水平。

      第三,探索了新的找矿机制。我省根据自身实际,探索出了“锡田模式”和“岩头寨模式”两种新型找矿模式,在国内形成了品牌。在株洲锡田,我省与国土资源部开展联合勘查,通过两年的实践探索,探获钨锡资源量32万吨。中国地质调查局将其经验概括为:公益先行、商业跟进;统一部署、有序推进;矿权整合、地方支持;快速突破、多方共赢。在古丈县岩头寨,我们开展了矿产资源快速评价试点,创造了“地方政府高度重视,管理部门服务到位,投资公司密切配合,承担单位全力以赴”的运作方式,仅用一年时间,完成了古丈县岩头寨钒矿从普查到详查评价的全部工作,提交钒资源量310万吨。

      第四,构建了新的地质找矿工作体系。一是建立了以省国土资源厅为主导,以地勘项目为纽带,以4个属地化地勘局为主要项目承担单位的地勘工作体系。二是出台了《湖南省地质勘查项目管理暂行办法》和《湖南省地质勘查项目监审方案》等一系列规定,建实了地质勘查项目技术管理机构,完善了项目质量管理体系。三是成立了地勘项目监审组,启动了项目质量监审体系。

      记者:能不能请彭总具体介绍一下湖南省近几年来地质找矿的具体成果?

      彭悦:近年来,我们在省委、省政府的坚强领导和国土资源部、中国地调局的关心支持下,地质找矿工作取得了较大突破,不仅进一步确立了湖南有色金属资源的优势地位,为全省经济社会发展和“四化两型”建设提供了资源支撑,同时,也通过项目带动,培养了一大批地质科技人才,全面提升了我省地质找矿的能力。从具体的成果看,主要表现在以下几个方面:一是战略性矿产远景调查评价取得了重大成果。永州铜山岭地区的锡多金属矿远景调查项目,新发现钨锑等矿点10余处,一钻孔见139米的厚大钨矿体,具有寻找世界级超大型矿床的前景,被中国地质调查局评为2010年“全国十大找矿成果”。二是危机矿山接替资源找矿实现了重大突破。柿竹园、锡矿山、宝山等16个危机矿山接替资源找矿项目取得重大突破。新发现的储量相当于新增了10多个大中型矿山,有效地延长了矿山服务年限,稳定职工队伍5.5万余人。三是整装勘查工作取得重大进展。湖南花垣整装勘查区的铅锌矿勘查取得了历史性突破,具有探获铅锌资源量2000万吨的前景,被中国地调局评为2011年“全国十大找矿成果”。四是油气勘查取得初步成效。我省5个页岩气中标区块都已基本完成了野外地质调查。一些实验井已经打出了可用的气源。

      记者:我们知道,湖南是一个能源矿产比较缺乏的省份。刚才您反复地提及页岩气,那么能不能请您介绍一下湖南省近几年在寻找能源矿产方面做了哪些工作?成效怎么样?

      彭悦:刚才已经介绍,我省页岩气资源丰富,初步估计储量在9万亿立方米,在全国排第五位。去年,我们按照国家的统一部署,已经在龙山、保靖、花垣、桑植、永顺5个区片招标出让了页岩气探矿权,工作进展很快。2011年,中石化在湘中涟源市开展油气勘查工作,实施了湘页1井,探获了页岩气并成功点火,初步实验最高日产气量达1000多立方米。今年,中石化又在娄底市冷水江市中连村开钻了我省第一口页岩气水平井,湘平1井,这也标志着我省页岩气勘探开发工作达到了新的高度。

      另外,随着我省经济社会发展,特别是工业化、城镇化的加快发展,煤炭需求呈快速增长态势,供需矛盾十分突出。为了提高省内自产供应的能力,我省加大了煤炭资源的勘查力度,自2006年以来由省级财政投入勘查经费4.52亿元,安排项目99个,新增煤炭资源9亿吨。
      众所周知,湖南是一个铀矿资源丰富的省份。我省找矿突破战略行动部署设立了2个铀矿整装勘查区。自2006年以来省级财政共投入资金6600万元,安排项目17个,探获了一批铀矿资源量。
      记者:国土资源部曾要求省厅在地质找矿过程中充当第一责任人的角色,为找矿突破行动保驾护航。那么请问,湖南省国土资源厅在这方面做了哪些工作?
      彭悦:我们主要从建立地质找矿激励机制,完善项目管理政策,优化勘查环境三方面入手来为找矿突破战略行动保驾护航。

      建立地质找矿机制方面。一是政府表彰。湖南省人民政府专门召开表彰大会,省委书记徐守盛,常务副省长于来山等省领导为29个获奖项目单位和项目工作的主要人员颁发了奖牌和证书。二是支持国有地勘单位盘活存量土地资产。2011年我省出台了文件,对国有地勘单位原有的划拨土地改变用途的,土地出让价款返还给地勘单位用于解决历史遗留问题。三是优先配置国有地勘单位探矿权。按照《财政部、国土资源部关于加强国家出资勘查探明矿产地及权益管理有关事项的通知》要求,国家出资安排的矿产调查评价中探明矿产地的项目承担单位,在同等条件下优先取得探矿权,近年来我省优先配置32个探矿权给国有地勘单位。四是提升国有地勘单位地质勘查实施能力。省财政每年拿出4000万元支持地勘单位购置地质勘查设备。

      完善项目管理的政策方面。近几年来,我省先后出台了《湖南省地质勘查项目管理暂行办法》、《湖南省地质勘查项目监审方案》等一系列规定,建实了矿业权价款地质勘查项目技术管理机构。通过实行项目专家负责制,对项目从立项开始到项目成果验收,由固定专家负责全程监督。实行地质勘查项目绩效考评管理,量化项目绩效指标,公开考评结果,建立了绩效考评与单位资质、承担项目资金数量和奖惩挂钩体系。
      在优化勘查环境方面。一是将地质勘查外部环境情况纳入省厅对各级国土资源部门年度考核范围。考核内容包括:协调解决青苗补偿、平整机台、槽探坑探、修建道路、搬迁钻机、工程劳务等方面遇到的矛盾纠纷。二是构建了齐抓共管的协调机制。由市级国土资源部门牵头,建立了市、县、乡、村四级地质勘查外部环境联动机制,逐级抓落实。

      记者:能不能请您介绍一下阶段湖南在地质找矿方面的主要设想?

      彭悦:总体来说,我们将按照省政府批复的找矿突破战略行动实施方案的总体部署,综合推进各项工作。到今年年底,我省的找矿突破战略行动第一阶段三年工作就已基本结束,将转入第二阶段工作。下阶段工作的总体思路是:巩固扩大成果、拓展勘查领域、引导商业跟进、提升找矿能力。一是大力推进整装勘查,巩固扩大找矿成果。对我省近两年来18个整装勘查区的工作进行总结评估,进一步细化下阶段具体目标和实施措施,优选一批新的整装勘查区和找矿靶区,加大经费投入和技术指导。二是不断深化机制创新,加快商业跟进的步伐。进一步探索公益性地质工作引领拉动,商业性矿产勘查跟进拓展,中央地勘基金和省两权价款做好衔接,地勘专业技术优势与矿产企业资金管理优势互补。下阶段,我们将陆续投放50个矿业权用于引进社会资金,激活矿业权市场。三是加快非常规能源勘查,拓展地质勘查领域。在现有的5个页岩气区块基础上,面向社会继续推出石门、张家界、常德等区块。四是强化地勘项目管理,确保项目质量。五是加强科技创新和人才培养,提升地质找矿能力。在基础理论、关键技术等领域投放一批重大科研项目,将找矿的项目现场变成人才培养的课堂,进一步推进理论与实践相结合。特别是,我们将加强对中青年技术人才的培养力度,发现和储备一批顶尖的地质专家,这是我们湖南找矿工作能否可持续发展的关键因素。


    湖南:“有色金属之乡”的找矿突破