“三稀”矿产资源因其独特的物理、化学特性，在工业应用上拥有广阔前景，在新兴产业中扮演着重要角色，也决定了其在支撑我国高质量发展，为第四次工业革命凝聚转型力量，以及在提高国际竞争力中的独特地位。合理开发利用“三稀”资源，离不开及时、超前的专业研究。21世纪以来，我国“三稀”矿产资源勘查进一步得到重视。自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所稀有稀土贵金属研究团队应运而生——

自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所（以下简称“资源所”）作为我国科技创新体系的组成部分，中央公益性地质调查队伍的核心力量之一，为国家解决一批制约矿产资源勘查评价的战略性、关键性和基础性重大地质问题发挥着支撑作用。而该所稀有稀土贵金属研究团队（研究室）（以下简称“三稀团队”），就在这样的攻坚破难中争当中流砥柱。

平均年龄不到40岁，近5年共承担项目39项，项目总经费3.8亿元，发现超大型锂矿床1处，提交锂矿资源量（Li2O）百万余吨，出版专著8部，在核心期刊及以上发表论文85篇，获得各项奖励15项，培养硕士、博士及博士后62名——在现任研究室主任王登红研究员的带领下，这支精干的团队以国家需求为目标，在理论创新、找矿实践和服务矿政管理等方面取得了一批重大成果。

 

团队成员在云南考察稀土

以创新为引领，全力支撑找矿突破服务矿政管理

“三稀”矿产资源即稀有、稀土和稀散金属，是“十二五”规划提出的“培育发展战略性新兴产业”（新一代信息技术、节能环保、新能源生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等）所需要的功能材料、结构材料。自此，“三稀”矿产不再是其他矿种的“附属品”。“十三五”期间，《全国矿产资源规划（2016-2020年）》首次提出了战略性新兴产业矿种概念，首次提及石墨、锂、稀有、稀散矿种并将其放在较高位置，强调“立足国内、守住资源安全底线”。

2010年10月，国务院出台《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，2011年初，在原国土资源部和中国地质调查局统一部署下，资源所重建了以在矿床学领域经验丰富的王登红研究员为首的三稀团队。该团队以“80后”博士为主，最终形成了4个主要研究方向：以李建康、刘善宝、王成辉、孙艳等为骨干的稀有金属研究方向，以赵芝、赵汀、于扬、代晶晶等为骨干的稀土矿产研究方向，以黄凡、王岩、李德先等为骨干的稀散金属矿产研究方向，以及以陈郑辉、赵正、应立娟等为骨干的成矿规律研究方向。

近20年来，在陈毓川院士等老一辈的指导下，该团队开拓进取，硕果累累。

在理论研究方面：编写了国内外第一部《地幔柱及其成矿作用》专著，对开展国内地幔柱及其成矿作用研究具有深远影响；首次编制了1∶500万“中国岩金矿床成矿系列图”； 四川杨柳坪铂族元素矿床中高含量热液型铂族元素矿石的发现，推动了当地通过招商引资开发四川、云南等地的贵金属矿产资源；创新性地提出“成矿谱系”“成矿系列组”等新概念，显著提高了矿床成矿系列的研究水平，获得国土资源科学技术奖一、二等奖及国家科技进步奖二等奖等多项成果，被认为是“跨世纪”成果。

近5年来，该团队根据国家保护优势矿产资源和大力发展新兴产业的新形势、新要求，及时服务于国家目标。

一是保持国内区域成矿规律研究领域领先地位。申请的“中国矿产地质与成矿规律综合集成和服务”被列为中国地调局十三五创新项目，出版的《中国重要矿产和区域成矿规律》获第六届中华优秀出版物奖图书奖。

二是提升了“三稀”矿产资源领域的研究水平。在稀有、稀土、稀散新型矿产资源方面开拓了新的研究领域，将环保和地质矿产评价有机结合起来，创造性开展水系、动植物化学、遥感地质、动态资源评级等地质矿产评价方法，并获得了4项发明专利，发表的《中国三稀矿产资源战略调查研究进展综述》被评为“2014年中国百篇最具影响优秀国内学术论文”。

三是树立并发展了21世纪成矿系列成矿体系研究的理论自信和方法自信。推进研编承载历史使命的《中国矿产地质志》系列丛书，目前已完成《中国矿产地质志·江西卷》、《中国矿产地质志·矿产地名录卷》、《中国矿产地质志·钨矿卷》等近20卷。

在找矿成果方面：近年来共发现大型金矿床1处、超大型锂矿床1处、中型钨矿床4处，探获金资源量（Au）68吨、锂矿资源量（Li2O）约100万吨、钨矿资源量（WO3）8万余吨，为缓解国家战略性新兴矿产紧缺作出了贡献。

以党建促业务，充分发挥党支部战斗堡垒作用

14名成员中，有13名党员——党性是三稀团队最鲜明的旗帜。

2012年，《我国三稀资源战略调查研究》工作项目升格为中国地质调查局计划项目，由资源所组织实施，利用两年时间，初步摸清了全国“三稀”资源家底，项目获评2017年度中国地质科学院地质科技十大进展以及中国地质学会十大地质科技进展。该团队因雷厉风行的作风和突出的成绩，被原国土资源部领导称赞为“三稀别动队”。

治国安邦，重在基层；管党兴党，重在基础。研究室作为科研基层单位，党建工作是科研能力提升、人才队伍建设、职能作用发挥的重要前提和基础。三稀研究室党支部通过认真落实“三会一课”制度，在四川甲基卡、赣南、华南等项目组建野外临时党支部，不定期组织党员开展爱国主义教育和党性锻炼，全体同志认真学习领会党和国家大政方针，保证科研工作正确政治方向。同时，他们通过党建工作沟通思想、统一思路、激励干劲，凝心聚力推动科研业务工作创新发展。

三稀团队成员牢记使命，始终把攻坚克难、为国找矿作为自己的首要目标，时刻传承着共产党员的优良传统，践行着 “责任、创新、合作、奉献、清廉”的新时期地质工作者核心价值观。

有困难自己先上，工作中坚韧不拔、细致入微。三稀团队成员充分发挥党员先锋模范作用，坚持工作优先原则，出差拔腿就走，节假日加班加点是常事，培养了过硬的战斗作风和密切协作的团队精神，党支部战斗堡垒作用得到充分发挥。

实践出真知，坚持寻真理，是做好科研工作的基本。三稀团队坚持每周例会制度，并坚持把党建工作纳入其中，做到内容丰富、主题鲜明、目标明确。在交流中发现问题、分享经验。更加难能可贵的是，多年如一日的坚持，使得三稀研究室这项传统和特色在全所起到了很好的示范作用。

结合自身科研工作，该支部科研人员积极落实科研成果转化，投身长江流域资源绿色开发，推进资源、环境、综合利用等多位一体调查评价，取得重要进展，为国家重大战略计划提供了技术支撑。

以作风为保证，高度重视育人树人工作

对照国家发展和资源安全保障的需求，“三稀”调查研究急需后备人才，王登红看在眼里、急在心上，他深知必须尽快培养一支高素质、能战斗、年龄结构合理的队伍。

在工作上极为“讲究”，业绩突出；在生活上又极不“讲究”，朴实无华。经年累月下来，王登红给人印象最深刻的便是他那标志性的“三件套”——一身早已洗得发白但干练的西服、一双简单而朴实的布鞋，还有一个满是线头的“神秘”书包——里面装着如数家珍的书籍材料。在王登红的言传身教下，三稀团队不忘初心、牢记使命，勇挑重担、奋勇向前。

通过三稀项目，赵汀教授级高工提出了稀土单元素圈矿的方法，建立了运用克里格法动态计算储量的新方法，构建了全球三稀矿产数据库，编制了图集，其集成创新成果为稀土矿产精细管理提供了服务支撑；赵芝高工在离子吸附型稀土系统矿物学研究方面取得了一系列新成果，把我国离子吸附型稀土矿的成矿理论提高到新的水平；于扬助理研究员在赣南通过6年坚持不懈分季度的采样监测，基本查明了离子吸附型稀土开采对于环境尤其是水环境影响的各种因素，建立了稀土矿山环境评价的理论模型与SMAIMA工作方法体系，为矿山环境评价和治理提供了新的技术平台；代晶晶副研究员在运用遥感技术、开展稀土矿区水体中稀土含量定量评价和稀土非法开采监测与预警系统的构建等方面取得了创新性成果，获得“离子吸附型稀土矿非法开采监测与预警系统和方法”和“基于地面反射光谱的水体中稀土浓度定量评估系统和方法”两项国家发明专利，为稀土开发动态监管提供了新武器……在项目中成长，磨炼了研究室年轻人的意志，业务能力明显提升。

以我国三稀资源战略调查项目为依托，王登红在6年时间里培训了全国33个单位220余人组成的“三稀资源团队”。在他培养的学生中，有多人获得程裕祺优秀研究生奖等奖项。经他指导的一线地质队员，不少已成为了队里和项目组的领军人才，甚至还有人在找矿勘查实践中取得了较大突破。

一年年春华秋实，一载载桃李芬芳，他所传播的正能量将继续影响更多后来者，也会让更多年轻人成长为国之栋梁，受益终生。

以国家需求为导向，不断挑战更大的突破

自然资源部在前不久召开的2017年全国矿产资源储量情况新闻发布会上通报，2017年我国主要战略性矿产资源储量均实现增长。“三稀”（稀有、稀土和稀散）金属矿产2017年查明资源储量大多数增长，其中钪矿和铼矿查明资源储量增长明显。但是，锂矿和锆矿增长缓慢，只有0.6％和0.2％。此外，我国三稀资源综合利用水平也亟待提高。

面对新形势，三稀团队有了新任务。“下一步，我们将在两个方面下工夫：一是全国重要矿产成矿规律研究，动用全国地质工作者之力，系统总结自新中国成立以来的钨、锡、铜、金等18个矿种的成矿规律，研编《中国矿产地质志》，进一步完善成矿系列理论体系，提升我国矿产资源领域的研究水平，指导地质找矿取得新突破，为我国经济发展提供矿产资源安全保障，为国家和地方政府制定矿业发展规划提供技术支撑；二是全面了解、掌握我国三稀供需形势、资源现状、成矿规律、应用领域和技术发展趋势，分析三稀金属矿产开发利用关键技术研发需求，指导三稀金属成矿区带远景调查和重要找矿远景区调查评价，实现找矿新突破，建立三稀矿产资源勘查、开发评价指标体系，为国家提供三稀资源后备基地。”王登红表示。

钉牢一颗再钉下一颗，不断钉下去，必然大有成效——这是科学研究需要的“钉钉子精神”。资源所三稀团队就像一颗钉子，扎根在三稀资源最需要的地方，做未知领域的理论研究主力军。

 

大数据是新一轮信息技术革命与经济社会发展融合的产物。在全球信息化快速发展的背景下，大数据与云计算、物联网、人工智能等新技术相结合，已经上升为国家战略，处于国家基础性战略资源的重要地位。

作为继物联网、云计算、移动互联网等一系列智能化技术后的又一次创新，区块链集成了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术，创造了数据和信息流通在互联网时代的新型应用模式。地质大数据具有多元化、海量、异构的特点，且极具价值。加强地质大数据知识产权保护，促进地质大数据深度挖掘和广泛应用，是地质工作的重中之重。目前以水印技术、数据出版、数据加密与跟踪技术为核心的地质大数据产权保护体系正在逐步构建，如何结合新兴区块链技术，快速推进与完善数据共享与产权保护体系建设是个值得探究的重要问题。

区块链技术的优势

区块链（BlockChain）本质上是一种链式数据结构。区块链技术是一种集体维护一个可靠数据库的技术方案。区块链包括三个基本要素，即：区块（Block，记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识）、链（Chain，由一个个区块按照发生顺序串联而成，是整个状态变化的日志记录）和交易（Transaction，一次操作，导致账本状态的一次改变）。随着应用场景的不断丰富，区块链逐步发展为一种去中心化基础架构与分布式计算方式，其利用加密的链式区块结构来验证与存储数据、分布式节点共识算法生成与更新数据，同时支持自动化脚本代码来编程与操作数据。

与传统中心集成化管理的网络相比较，区块链拥有明显的优势。

区块链智能合约运行机理

从技术原理上来看，区块链是一项全新的“分布式记账系统”，是分布式数据存储、点对点传输等技术的集成体，具备去中心化、时序性、不可篡改、可编程性等特征，因此造就了其成本低廉、安全性高、透明性强、扩展性大等诸多优势。

大数据时代的到来为地质信息化建设提供了良好的发展机遇，但真正落实到数据的共享利用与产权保护等方面，仍存在种种技术壁垒和思维瓶颈。

目前，阻碍地质大数据使用的首要问题还是数据共享，它的核心是观念问题。由于地质数据的专业性、复杂性和高知识密度等特点，一些地质数据及产品（地质图等）生产者、开发者或产权所有者担心自己的成果共享后权益得不到保障，不愿意将相关数据及成果进行共享，导致数据保存在书架、库房或计算机硬盘上，未能共享出来发挥数据最大价值，数据产权拥有者也不能获得应有利益和权益。

在互联网中，利用区块链技术可以将数据及产品等按虚拟数字资产等方式进行加密传输，数据和产品一经产权拥有者发布后，通过互联网传播，采用分布式记账系统，永久宣布数据产权者的产权，并可以按需进行交易，数据使用者使用记录等也将详细记录，充分保护了产权拥有者知识产权，可以有效打消产权拥有者顾虑，解决数据共享中“不愿共享”的理念问题。

区块链在地质大数据知识产权保护中的应用探讨

地质大数据应用所涉及的过程一般为数据获取、数据存储、数据更新、产品的专利或产权认证、交易等。从本质上讲，可将地质数据当作一种无形资产，利用区块链对数字货币、资产交易与管理、数据存储与验证方面的核心技术，实现对地质信息资源的存储、确权、授权和实时监控。

1. 地质大数据的区块链架构探索

基于区块链的应用模式，结合地质大数据应用的参与主体多元化、多层级的特点，可构建公共链、联盟链、私有链融合共生的地质数据共享区块链架构。其中，公共链针对地质调查中公共开放的数据资源，应用主体为社会公众、各类企业和科研人员；联盟链针对以单位形式参与地质数据共享的组织机构，如地调机构、科研院所、高校等，共享数据涉及核心地质数据资源、自主研发的软件和技术等；私有链针对机构内部对涉密数据的交换共享目的。

基于此架构模式，可在地质数据公共链、联盟链及私有链内部构建去中心化、可信任的共享交换环境，同时引入数据交互审计节点，便于不同链网之间交互信息、自动互转，形成跨链模式的资源信息共享。

这种混合型架构模式是一种目前理论上可行的大数据区块链框架，可构建地质大数据去中心化、可信任的共享交换环境，为地质数据信息的共享、交换与相应的产权保护提供实现基础。

2. 区块链在地质知识产权保护中的应用探讨

由于区块链的共识机制重构了信任体系，消除了对中间机构的信任风险，运转过程算法化、智能化，区块链在地质知识产权保护中具备实施的技术可行性。地质知识产权保护大致可分为产权确权、产权交易两个方面，以地质图为例，区块链在其具体的确权与交易的应用场景描述如下。

（1）地质数据产权确权

由于区块链技术能够在每一次数据记录中加盖时间戳，且因其去中心化、去信任化等特征，保障了数据记录不易被篡改，整个区块链系统的可靠性高，因此区块链技术能够在地质数据知识产权确权和保护中发挥作用。

（2）地质数据产权交易

产权交易技术基础是区块链的智能合约技术。该技术在区块链可编程性基础上设计，核心是存储于区块链上的一组编码，它规定了产权交易的预定义状态、转换规则、触发合约的条件、特定情景下的应用措施、违约条件及违约责任等。

智能合约无需第三方介入执行，其编码程序类似于普通计算机程序的“if x then y”语句构成，即当条件x发生时，智能合约自动执行程序，产生y的结果，无需第三方的监督执行。

以一幅地质图为例，某智能合约规定“在某个时间点前，此地质图的购买者甲支付一定金额数字货币给地质图所有者乙，则甲能获取乙的这幅地质图”，那么单位甲于规定时间内支付足够额度的数字货币时，就能自动获取乙的这幅地质图的公钥和网络地址，从而使用这幅地质图。

由此可见，智能合约最显著的特征为其自动执行性。另外，因合约无需仲裁机构督促执行，不会因为合约双方对条款有的不同理解而造成麻烦，也排除了跨境产权交易中法律、语言、政治经济政策差异所产生的影响，可促进知识产权交易低成本的同时更加便捷、高效、准确地执行。

其他行业的应用案例

区块链技术的研究与应用近年来呈现了爆发式增长的态势，已延伸到金融科技、数字资产交易、物联网应用、供应链管理、知识产权保护等多个领域，引起了政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的广泛关注。

1. 金融领域

区块链在金融领域的应用场景主要有数字货币转账、支付、借贷；跨境支付与结算；证券发行与交易；供应链或贸易金融等。分布式账本技术保证了数字货币支付流通的安全可靠、公开透明；交易结算的自动化和瞬时效果。目前的主要应用案例有： Circle点对点消费金融网络和BTCjam比特币借贷平台；Ripple公司的区块链跨境支付与外汇结算系统；招商银行的区块链跨境直联清算业务系统；提供投票、交易、众筹等各种定制性开发功能的以太坊（Ethereum）智能合约平台。

2. 数字资产管理领域

区块链提供不可逆转、安全和有时间戳的记录，可以登记、清除、控制和跟踪数字知识资产，并通过智能合约建立和执行数字知识资产协议来提供使用证据、许可证、独家分销网络和传输付款记录。目前，在数字资产管理方面，逐渐浮现出众多利用区块链技术进行数字知识资产管理的平台和公司，例如原本公司的Primas版本保护平台，中国电信天翼创投的微位科技所创造的数字身份认证平台，通付盾公司的区块链身份认证识别体系，美国Binded公司的艺术作品版权登记平台、Monegraph数字知识资产登记系统等。

3. 物流供应链领域

区块链技术可保证物流中商品防伪认证、智能化供应链管理、合同认证加密、物流货运全程跟踪，提供全方位、高效、精准的物流管理服务。未来的智慧物流全过程，包含原材料供应链、生产供应链、运输供应链、销售供应链、金融平台都会受到区块链技术浪潮的推动。

此外，区块链在医疗卫生方面的应用主要体现在医疗电子病历管理、医疗耗材、药品供应链管理和医疗数据隐私保护；在电子政务方面的应用主要为土地确权登记、市民身份认证、政府信息共享传播与民众无记名投票等。

展 望

基于地质大数据应用现状，结合地质调查“十三五”信息规划目标任务和世界一流地质调查局对信息化建设要求，针对区块链技术在地质调查中应用需求，提出以下建议与思考。

1. 提高战略认知，加强顶层设计

面对区块链技术带来的网络技术变革，我们应提前布局，早做规划。在地质大数据共享层面，系统解决“不愿共享”（理念）、“不能共享”（保密）和“不会共享”（技术）的“三不”问题，建立包括区块链技术、水印技术、数据跟踪与加密技术、数据出版技术等的地质大数据知识产权保护技术体系，解决地质大数据不愿共享问题；积极接受保密部门指导，按涉密数据管理要求和地质数据共享管理相关办法，认真做好数据分级分类工作，确保“涉密数据不上网，上网数据不涉密”，解决数据不能共享问题；积极研发地质大数据共享技术，持续推进国家地质大数据共享服务平台——地质云建设，加大相关培训，解决地质大数据不会共享问题。同时，在离线数据使用方面，从制度上加强地质大数据知识产权保护，合理利用法律及相关政策对数据滥用、产权侵犯等行为进行管理与惩戒，促进数据在风险可控原则下最大程度的开放。

2. 积极开展区块链技术研究与应用示范

目前，大数据已上升为各国基础战略资源与核心创新要素，区块链等新兴技术研究和应用逐渐从金融领域扩展到其他行业，证明该技术具有一定的适用性。我们应认真学习新技术，了解其优势与不足，结合地质大数据特点及地质信息化具体应用需求，紧紧抓住互联网中地质大数据知识产权保护需求，加强区块链技术研究与探索，不断挖掘区块链与地质大数据管理的契合点，突破瓶颈，促进区块链等新技术与地质信息化应用结合，开创网络环境中地质数据知识产权保护新模式。

3. 做好风险评估，确保利弊了然于胸

新兴技术是把双刃剑，区块链技术的去中心化、自主性和自治性在带来便捷的同时，也存在着种种潜在风险与未知挑战。应深入探索相关技术，做到综合完善的研判分析，重点针对结构化数据与非结构化数据的不同应用场景做出具体的区块链技术应用研究，综合评估区块链技术对在线/离线地质数据的应用风险。针对地质调查领域的专业性与特殊性，整合区块链技术的优缺点。培养忧患意识和底线思维，真正将信息化技术运用起来，为地质调查工作创造价值。面对信息化浪潮，只有不盲目跟从，结合地质调查实际需求深入思考谋划，针对地质信息化建设中主要矛盾和薄弱环节，补短板、强弱项，真正将新兴技术为我所用，以务实高效的工作推动高质量服务，才能拨云见日，长远发展。

　　 

　　鲁迅、顾琅编著的《中国矿产志》 

　　中国的地质调查之所以在辛亥革命后起程，有几个具体的背景不能忽视。换句话说，中国的地质调查是应“运”而生的，有其逻辑自恰的合理性：一方面，鸦片战争之后，看到西方列强在自己的国土上疯狂地掠夺矿产资源，一部分先知先觉的爱国之士，通过深邃地思考后，认为必须通过开发矿业、强国富民，才能拯救民族于水火，维护矿权、实业救国的呼声日益高涨；另一方面，大量西方人涌进中国进行地质调查、近代地质学传入、地质教育的兴起以及科学与民主思潮的出现等，使得建立中国自己的地质机构、开展地质调查成为必然。

　　下面，我们就从这几个方面进行阐述——

　　（一）大量外国人在中国进行地质调查 

　　鸦片战争后，西方列强用炮舰打开了中国沉封已久的国门，强迫清政府签订一系列不平等条约，从此，中国沦入半殖民地半封建社会的深渊。

　　从那时起，在中国尚没有自己的地质调查队伍的情况下，大量外国传教士、商人、旅行家及地质学家蜂拥而来，强行到中国境内进行地质调查。他们搜集资料、测绘图件、采集标本，带回其国内研究，写成著作并正式发表。

　　据中国地质调查局发展研究中心副主任施俊法等专家研究，并综合其他学者的有关研究成果，这个时期来中国开展过考察与地质研究的外国地质学家及其出版的著作主要有——

　　19世纪中叶，英国人斯特拉克里曾到西藏喜马拉雅山地区进行地质考察，1848年，发表《论西藏地质》一文，1851年又发表《论喜马拉雅山山脉和西藏地质》一文。

　　1861年，英国人金斯米尔来华，在我国东部、南部从事地质考察，做过大运河北段的测量工作，调查研究过我国黄土。著有《中国东南省份的边区煤田》、《中国地质重点在扬子江下游各省》等文章。回国后还在伦敦地质学会作过《中国之地质》的专题演讲。

　　1863年，美国地质学家拉斐尔·庞培里应邀来华工作了两年多，走遍了华东、华中、华北很多地区。回国后， 1867年出版了《1862－1865年期间在中国、蒙古和日本的地质研究》，全书共10章，其中9章内容都是关于中国的。他是以近代地质科学方法对中国广大地域进行系统全面研究的第一位学者。他详列了“中国有用矿产产地目录”，共列出矿产地276处，其中铁矿112处，有色金属116处，非金属杂类矿48处，可以认为，他也是编撰《中国矿产志》的先驱。

　　1865年，法国工程师罗歇到我国云南省考察，于1879～1880年出版了《中国云南省》（两卷）。其中第二卷论及该省各类矿产分布，并记述了铁、铜、锡、银矿等之冶炼方法。

　　1868年，德国地质学家李希霍芬获得美国加州银行和上海西商会提供的资助，藉此机会他在4年间对中国作了7次旅行考察，考察时间累计约20个月，行程数万公里，走遍了大半个中国。1872年未回国后，出版了最少300万字以上的五卷大部头的巨著—《中国：亲身旅行及据此所作研究的成果》，另有地理和地质图册两集，堪称“中国近代地质科学启蒙时期之经典”。传入我国后，成为我国地质学家工作的重要参考书。

　　1892～1894年，俄罗斯地质学家奥勃鲁乔夫参加波塔宁领导的蒙古和中国考察队，穿越了整个中国“三北”（东北、华北和西北），1894年发表了《祁连山山脉概要》一书。在1905～1906年及1909年，奥勃鲁乔夫又两次进入中国西北地区，提出了黄土成因的“风成学说”。他还论证准噶尔地区有石油、沥青、煤及金矿富集，并提出通过准噶尔修建从莫斯科到北京的铁路线。

　　1895年，法国矿业工程师杜克洛参加里昂商会组织的“中国经济考查团”，由越南进入我国云南省昆明，对沿途矿产资源，尤其是东川铜矿做了考察。

　　1897年，英国地质学家毕克姆、法国地质学家勒库黎到我国广西进行地质矿产调查，并测有地质图，他们的工作开创了广西矿产地质调查的先例。

　　1905年，清政府聘任日本地质学家阿部正治郎到陕西延长县考察，经试凿发现石油，1907年设延长石油厂，聘日本人佐藤弥市郎为技师，同年凿成我国大陆第一口油井——延长一号井，开创了我国大陆石油生产史。

　　1909年，英国地质学家戴维斯考察山西太原西山煤系，于1922年发表了有关该区石炭二叠纪煤系划分对比的文章。

　　这个时期来中国且后来与中国的地质调查发生关联的，还有一位取了一个地道中文名字的瑞典年轻地质学家“新常富”。他刚从大学毕业就来到中国山西太原定居，参加了山西大学的筹建，后长期担任该校地质系教授，还帮助该校建立了博物馆。他还向北洋政府建议聘请瑞典地质学家来华工作。北洋政府农商部矿政司采纳了他的建议，在1914年以高薪聘请了两位著名的瑞典地质学家安特生和丁格兰任顾问。他们来中国后和新常富一起着重调查了北京附近及华北的矿产资源，并对宣化龙烟地区发现的铁矿进行了深入研究。安特生还参加了北京农商部地质研究所的教学工作，多次带领该所学员去北京西山和华北地区进行野外实习及考察，搜集了华北地区的资料。

　　……

　　应该说，这些外国“客卿”早期在中国从事地质研究显然是“越俎代庖”，但他们毕竟是在中国土地上进行地质学研究，获得的成果载入了世界科学的典籍，对世界地质科学事业的发展做出了贡献，也为以后中国人自己从事地质调查和研究工作积累了资料，创造了必要的条件，因此应当实事求是的评价。

　　事实上，中国地质学的先驱们对他们给予了“极端公正、恰如其分的评价”。比如，1933年即德国人李希霍芬诞辰百周年时翁文灏曾在《中国地质学会志》（英文刊）上发文，肯定了这位德国地质学家为中国地质学所做的贡献：“中国地质学的巩固基础，实在是由德国人李希霍芬最早奠定的……李氏之前，关于中国地质学所知极少……”

　　但也要看到，因为他们掌握了情况，使中国的地质特别是矿产分布情况也暴露在世界的目光之下。比如，李希霍芬《中国》一书中所称“中国矿产资源异常丰富，尤其是煤的蕴藏量为世界之冠，山西一省之煤可供金球使用千年有余”等，一时在海外引起震动，引起了西方列强对我国矿产宝藏的垂涎觊觎。

　　（二）日本等西方列强疯狂掠夺我国的矿产资源 

　　鸦片战争后，西方列强开始对中国的矿产资源进行勘探与开发，并肆无忌惮地掠夺中国的矿产资源。

　　日本觊觎中国的矿产资源由来已久。

　　1895年，清朝北洋海军在中日甲午海战中失败，清政府被迫签订《马关条约》，条约明文规定允许日本在我国通商口岸任意从事工业制造，实际上更扩大到矿产开发，这被其他西方列强援用。

　　1904年，日本和俄国在我国东北地区开战，俄国战败后，两国在美国朴茨茅斯签订了和约：东北大部分地域由原来俄国的势力范围变成了日本的势力范围。日本获取特权最多的是辽宁省，因其处于整个满洲之南，所以称为“南满”。

　　1907年，由日本建立的“南满洲铁道株式会社”（简称“满铁”）开始营业。这实际上是日本帝国主义经营我国东北的“国策会社”。营业之初，就在矿业部下设地质课（科）和煤田地质调查事务所，1909年地质课改为地质研究所，下设庶务科、地质科、矿产地质科、物理探矿科和研究科，共5个科，专门在东北进行地质矿产调查与研究。

　　根据资料统计，从甲午战争后到“九一八事变”36年中，为了掠夺中国东北的矿产，日本人在东北开展了大规模的地质工作，并撰写了大量的地质工作报告。如果按省份分类，辽宁省的达215份，吉林省的46份，黑龙江省的5份，分别占在中国开展地质工作的15个省份中的第一、二、九位。另外还有涉及东北两个省以上的达8份。

　　日本人在华开展地质工作较多的另一个地区是台湾省。1895年，清政府被迫与日本签订《马关条约》，将台湾割让予日本。

　　根据资料，从甲午战争后到“九一八事变”36年中，日本人撰写的有关台湾省的地质工作报告达10份之多，居15个省份中的第5位（仅次于辽宁、吉林、山东、河北，而台湾的面积仅是以上4省的1/6到1/4）。

　　日本侵略者除了进行地质矿产调查外，还以武力直接占领现成的矿区，掠夺开采矿产资源，最典型的便是抢劫辽宁的抚顺煤矿和鞍山铁矿。

　　1904年，日本帝国主义以战胜国的身份取得原沙俄在东北的特权。他们凭借武力，在一个月内将抚顺煤矿全部侵占，把华兴利公司开采存储的4000多吨炭运回日本国内。

　　1905年5月1日，日本侵略者在抚顺成立隶属于日军大本营的“采炭社”，对该煤矿进行掠夺式开采。1907年，该社交“满铁”经营，他们用武力强占土地，扩大开采区域，掠夺煤炭资源。当年抚顺煤炭产量为23.3万吨。后来年年直线上升，1910年产量达到131.1万吨，3年之内几乎增大了6倍。

　　1909年8月，“满铁”在鞍山地区调查温泉时，发现了铁矿。后来又发现了鞍山西南的营口大石桥（今营口县）菱镁矿，还有粘土矿等资源，经过以后10年的建设，成立了鞍山制铁所，于1919年正式投入生产。

　　谈到列强掠夺中国矿产的卑劣行径，鲁迅和顾琅编著的《中国矿产志》在“导言”中专门用了一章的篇幅进行揭露，并且大声疾呼：“我国民当留意焉。”他提醒：“列强将来工业之盛衰，几一系于占领支那之得失。遂攘臂而起，惧为人先。”于是便“划分势力范围”“瓜分中国”，“于是今日山西某炭田夺于英，明日山东各炭田夺于德，而诸国犹群相要曰：采掘权！采掘权！”于是“行将见斧凿丁丁然，震惊吾民族，窟洞渊渊然，蜂房吾土地。”“及尔时，中国有矿业，中国无矿产矣！”

　　 

　　华蘅芳与玛高温翻译的《地学浅释》内文 

　　（三）开办现代矿业必须掌握地质学和采矿知识 

　　面对西方列强对中国矿产的肆意掠夺，一些爱国之士及清政府内部的洋务派官僚深感问题严重，提出了“师夷之长技以制夷”的主张，疾呼“开矿致富”。比如，康有为当时提出：“美人以开金银之矿，为图强要务之一；英人以煤铁之矿，雄视五洲；其余各国，开矿均富10倍。而藏富于地，中国为最……我若不开，他人入室。”洋务派也认为“东西洋无不开矿之国”，“且以此致富强”。于是，开办新式矿业成为洋务派强国求富的主要活动之一。

　　要开矿，首先要找矿，这就需要相应的地质学与采矿知识。但众所周知，由于长期的封建统治特别是清王朝后期的昏庸无能，闭关自守，中国在近代科学技术方面被西方国家远远甩在了后面。在西方国家，至19世纪中叶，便建立并完善了近代地质学的理论和方法体系，完成了学科体制化建设，比中国至少早一个世纪。这样，为了解决开办新式矿业对地质学采矿学的急需，洋务派及一些有识的爱国人士开始举办翻译机构，翻译、引进与著述相关的地质学理论。同时，开始向西方国家选派留洋学生。

　　1843年，英国人麦都思创办了“墨海书馆”，随后，江南制造总局译书馆、广言文馆、京师同文馆等陆续兴办；随之，涌现了一批著名的翻译学者与译著，地质科学逐渐引入国内。如英国传教士兼地质学家慕维廉在上海写成地质地理科学普及读物《地理全志》，其中有几卷就是地质学的内容。这是最早一部用中文写作的近代地质学文献。据李鄂荣先生等考证，我国近代科学意义上的“地质”一词，最早就出现在慕维廉的《地理全志》里。

　　19世纪80年代初，华蘅芳与玛高温合译了《金石识别》（现译为《系统矿物学》）与《地学浅释》（现译为《地质学纲要》）两本书，开创了中国翻译出版近代矿物学和地质学书籍的先河。后来，他们又合译了《金石表》（就是后来的《矿物学名辞典》），这套书对中国地质学、矿物学的发展影响极大。随后，潘松与英国人傅兰雅合译了《求矿指南》，王汝聃翻译了《相地探金石法》，舒高第与沈陶章合译了《矿学考质》。这几本译著，基本上属于今天的“矿床学”。

　　同时，中国人自己也开始著书立说。中国人编著的地质文献最早见于1903年鲁迅写的《中国地质略论》，发表在日本东京出版的中文刊物质《浙江潮》第8期上；1906年，鲁迅和顾琅又合纂了《中国矿产志》，由上海普及书店印行。

　　1910年，在直隶省矿政调查局担任知矿师的邝荣光在中国地学会主办的《地学杂志》上，发表了我国首幅彩色区域地质图和矿产图——1∶250万《直隶地质图》和《直隶矿产图》，还有我国的第一张古生物图版——《直隶石层古迹》。

　　“庚子”之役以后，“洋务运动”代表人物之一曾国藩推出一项有意义的举措，就是在1870年设立“幼童赴美留学预备班”。1872年正式派遣30名10岁左右的儿童去美国留学。以后又连续3年每年都派去30名留美学生。这里面学地质矿业的有邝荣光、吴仰曾、邝炳光等。1877年，清政府又派林庆升、池贞铨、张金生、罗臻禄、林日章5人赴法巴黎矿务学堂学习矿务。1886年，李鸿章又派留美归国的吴仰曾至英国伦敦皇家矿冶学校留学，于1890年完成学业。

　　据有关资料，从1872年至1876年，清政府共派出留学生120人，大部分学理工；1889年又派出64人；1900至1906年派出留学生人数达到高峰，有万余人。他们不仅学到了地质学知识，而且了解了当时地质科学的最新成就，摸清了关于当代地质科学前沿的知识。他们后来都成了中国地质事业的创始人和奠基人，成为中国地质学的先驱和中坚。留学生除了上述诸位外，学习地质、矿业的还包括——

　　王宠佑（1879—1958），广东东莞人， 1901年赴美国留学，1904年获哥伦比亚大学地质矿物学硕士学位。后又留学英、法、德国，1908年回国。

　　章鸿钊（1877—1951），浙江湖州人，1899年22岁时考中秀才，1905年留学日本，1911年毕业于东京帝国大学理学部地质学系，获学士学位。

　　丁文江（1887—1936），江苏泰兴人，1902年留学日本，1904年又留学英国，1911年毕业于苏格兰格拉斯哥大学，获地质学动物学双学士学位后回国。

　　1911年，章、丁二人参加了清政府留学生文官考试，获“格致科进士”，以后他们都成为中国地质科学事业最早的创始人和奠基人。

　　翁文灏（1889—1971），浙江鄞县人，1908年留学比利时鲁凡大学地质系，1912年毕业，其毕业论文《勒辛的石英玢岩》水平极高，荣获“特优”成绩而被破格授予博士学位。这样，他就成为中国地质学界第一位博士，也是最年轻的博士（23岁）。他1913年回国，参加了北洋政府的留学生文官考试，名列第一，任农商部佥事。后来，他就与章鸿钊、丁文江共同开创了中国的地质科学事业。

　　李四光（1889—1971），湖北黄冈人，1904年到日本留学。1910年毕业于大阪高等工业学校舶用机械科，同年回国。1911年9月去北京参加留学生文官考试，成绩为最优等，获“工科进士”。1913年再度出国留学，去英国伯明翰大学，初学矿业，后改学地质，1918年获硕士学位。1920年回国，任北京大学地质系教授。

　　……

　　尽管洋务派的一系列改良运动皆不果而终，但由维护矿权、开发矿业运动引发的翻译与留学热潮，却为地质学的本土化和中国近代地质学的产生做出了贡献。

　　（四）地质学的引进为近代科学思潮在中国的兴起扫清了道路 

　　杜智涛先生在他的《西学东渐与中国近代地质学的产生与发展》一文中写到，地质学所体现的辩证唯物主义精神，冲击了中国传统封建思想，它一传入中国，就与科学、民主、爱国的品质相互融合，彼此依存，为近代科学思潮的兴起扫清了道路，反过来，又推动了地质调查工作在中国的产生，为中国地质科学的发展奠定了基础。

　　敬天法祖是中国封建伦理纲常思想的重要组成部分。“富贵在天”、“天不变，道亦不变”……这种观念成为中国近代变革和民族进步的巨大阻力。而地质学作为一种科学，它客观地揭示天、地、生的变化，向人们阐明了自然界的运动规律，“月日蚀地震，雷鸣星变，皆天地自然之功用，其中有一定之法，初无所谓妖异也。”这种自然科学中的唯物主义，使人们开始怀疑过去一成不变的旧礼教，尝试用一种新的唯物的自然观去审视世界，使人们久被压抑和禁锢的思想得到了启蒙。

　　甲午战争以后，社会的全面变革提到了议事日程，而地质学说成为人们倡言变法的有力根据。维新运动的领袖康有为在广州长兴里创办万木草堂，向学生讲授地球及其远古动植物的演化，指出自然界的变化和人类社会的发展有一定的规律。他在给学生所列的西学必读书目中，《地学浅释》成为重要的篇目之一。同时，他在一系列给皇帝的上书中，也多次引用地质学知识，以论证变法维新的合理性和必要性。梁启超用地质学知识来说明中国进行改革的重要性和紧迫性。1896年8月9日，他发表《变法通议》，其中开宗明义的第一章就引用了地质学的知识：“大地肇起，流质炎炎，热熔冰迁，累变而成地球……藉日不变，则天地人类并时而息矣。”谭嗣同、唐才常等维新派名士的思想也深受近代地质学的影响。

　　20世纪初赴日、法留洋的学生中，不少地质学子如章鸿钊、丁文江、翁文灏、李四光等不仅接受了孙中山的民主主义思想，也接受了辩证唯物主义思想，他们将地质学的精神与社会革命相结合，高举科学与民主大旗，成为以地质学精神为支撑的科学与民主运动的主力军。随着新文化运动的开展，科学与民主成为革命主题，地质学中蕴涵的科学精神成为这场思想革命的有力武器。

　　（五）新式学堂的兴起，开启了中国地质教育的先河 

　　19世纪后半期兴起的洋务运动，推进了当时新式学堂的兴起。中国的地质教育最早可以追溯到洋务运动中开办的路矿学堂矿冶系，其后的1903年，北洋大学也设立了矿冶系。1909年在京师大学堂设地质门，维持了两年多，学生有4人。

　　我们不妨详细了解一下：

　　19世纪后半叶，中国出现了首批官办新式学校，主要在传统的文、史、哲等经典课程之外，增加了外语和西方的现代科学技术，其中也包括地质矿业在内。

　　1862年，中国最早的官办新式学堂——京师同文馆诞生，学制为8年。从第5学年起，加设科学馆。从第6学年起增设了地质矿务、航海测算、机器制造、经国策、万国公法等科目。高年级才修金石学（矿物学）课，由德国教师斯图曼博士讲授，在矿物学教学内容中也渗透了化石知识。

　　1863年，在上海设立了广方言馆。1867年以后，该馆毕业生择优赴京师同文馆科学馆再求深造。

　　1867年，闽浙总督左宗棠奏准在福州马尾设立福建船政学堂，这是中国第一所海军学堂。该校也讲授地质学课程。

　　1889年，两广总督张之洞奏准在广东水师学堂内增设矿务学堂，聘请英国人为教习，最初招收了30名学生。

　　1892年，湖北铁路矿务局设立了附属矿务学堂，这是中国最早的初等矿业专门学校。

　　1895年，盛宣怀在天津开办了中西学堂，其中的头等学堂为大学本科，里面设有矿物科，培养地质、采矿人才。

　　当年10月2日，清光绪皇帝御批将中西学堂改为北洋大学堂，其中的矿务学门开始招收采矿冶金科新生。

　　1896年，两江总督张之洞奏准在南京江南陆师学堂附设矿务铁路学堂（矿路学堂），浙江绍兴青年鲁迅曾到该校求学。

　　1898年，康有为、梁启超辅佐清光绪皇帝领导“戊戍维新运动”，其中一项措施就是在原京师同文馆的基础上创办“京师大学堂”。该校分为天学、地学、道学、政务、文学、武学、农学、工学、商学和医学10个科，地学科中附设有矿学。

　　1909年，京师大学堂的“格致科”内设立“地质学门”，有王烈、裘杰、邬友能、陈祥翰、路晋继5名学生（都是由预科德文班毕业升入的）。这一年被称为“中国高等地质教育事业的开局之年”，无疑具有里程碑式的意义。

　　地质教育的兴起，促进了一批地学教科书的编纂出版。如美国公理会女教士、北京贝满女子学校校长柳拉·迈诺尔编著出版的《普通地质学》（1903年），这应是中国最早的地质学教科书。此后，杜亚泉翻译出版了中学教科书《植物学矿物学》和《最新矿物学》（1904年），钟观浩翻译出版了《新式矿物学》（1906年），杜亚泉编译出版了《最新中学教科书·矿物学》（1906年）。1909年，张相文根据日本横山又次郎的《地质学》，并参考其他书籍编译出版了《最新地质学教科书》（共4册），此书是中国人自己编写的第一部地质学教科书。

　　谈到中国地质调查工作的发端，我们不能忘记，1840年鸦片战争以后，中国是怎样一步步沦为半殖民地半封建社会的辛酸过程；我们更不能忘记，中国地质工作的先驱们、开创者们，是如何在国破山河碎的极端困难的情况下，筚路褴褛、卧薪尝胆，从无到有，建立起中国人自己的地质调查机构，并且学会独立地开展地质调查工作的。

　　（笔者在撰写此文过程中，参阅了众多专家学者撰写的文献、资料，由于出处甚多，恕难一一注明，在此一并表示谢忱。）

1月20日，记者从中国地质调查局天津地质调查中心获悉，经国际矿物学学会新矿物命名与分类专业委员会（IMA-CNMNC）评审投票，由中国地质调查局天津地质调查中心曲凯课题组联合国际研究小组申请的新矿物倪培石获得正式批准。

含倪培石的稀土矿石照片。（受访者供图）

倪培石的发现具有重要意义。研究团队介绍，倪培石是目前在自然界中发现的最富铈的硅酸盐矿物。倪培石属稀土矿物，稀土元素常被称为“现代工业的维生素”，能够广泛应用于航天、新能源、先进制造等高新技术产业。倪培石还对探讨稀土矿床早期成矿作用具有重要研究价值。

这种新矿物发现于河南省西峡县太平镇稀土矿，从发现到正式获得批准，历经了两年多的时间。2021年，课题组采集到矿石标本；2022年初，在对该矿石进行稀土元素赋存状态研究时，发现了一种具有特殊成分的稀土矿物，通过物理性质、化学成分等系统矿物学研究后，确认其应为一种硅铈石超族的新矿物。

“矿物学作为地质学的基础，是整个地球科学系统的基石。而新矿物研究属于矿物学领域的基础性研究，可为人类认识和利用自然物质提供依据。”曲凯说，随着近年来对基础研究的重视，我国在新矿物研究领域取得了突破性进展，发现数量不断上升。

值得一提的是，倪培石因其独特的化学成分与晶体结构特征，打破了硅铈石矿物族原有的分类命名体系。最终，以南京大学地球科学与工程学院倪培教授的名字命名，致敬他长期以来在钨、锡多金属以及稀有、稀土矿床研究领域的卓越成就。

倪培石（红棕色，箭头所指）。（受访者供图）

该发现由中国地质调查局天津地质调查中心牵头，南京大学、意大利帕多瓦大学、意大利比萨大学、捷克马萨里克大学、俄罗斯科学院费斯曼矿物学博物馆、中国地质大学（北京）、核工业北京地质研究院与河南省核技术应用中心的科研团队共同参与完成。研究得到了国家留学基金与中国地质调查局合作项目、国家自然科学基金和中国地质调查项目的联合资助。

“太谢谢你们了，多亏你们及时救援！”近日，云南省普洱市镇沅县者东镇文旧村村民王先生及其家属眼含热泪，把一面写有“救人于危难，恩情重于山”的锦旗送到了中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心云南镇沅老王寨-墨江金厂金矿重点调查区调查评价项目组，感谢他们的救命之恩。

据悉，8月7日16时许，项目组成员李金旺、庞龙、岳建伟在完成野外施工采样返回驻地途中，行至者东镇文旧村附近。庞龙隐约发现有“一双脚”挂在路边的陡崖上，并告知同行两人。因当时雨势较大，不能确定位置，三人立即沿路寻找“悬在空中的脚”。经过20多分钟的探寻，他们最终在高约3.5米的公路壁上看到一个村民。其身体卡在陡崖树上，手臂已成黑紫色，两脚悬空，生命垂危。三人多次呼喊该村民，使其保持意识清醒，但因其受伤严重，意识昏迷，且山中天气湿寒，当时情况下很有可能出现失温现象，庞龙等人只能听到微弱哀叹声。

三人迅速报警，并联系当地村委会、村卫生院、驻村干部等寻求援助，同时就现场情况向项目负责人进行汇报。时间不等人，发出援助信号后，三人随即决定利用现有施工电缆装备先行攀爬救援。由于坡度过大且岩壁湿滑，三人多次攀爬救援无果，只得尝试扛起身边树干支撑被困村民的脚底，接力使其沿树干滑落至地面，成功将其解救，并及时送往医疗机构，使其得到专业救助。

经过一段时间的治疗，获救的王先生得以康复出院。随后，王先生及其家属通过村委会联系到项目组人员，在当地村委的陪同下对项目组人员表达了感谢并敬赠锦旗。三人表示，“我们是穿过军装的人，也是新时代地质人，挺身而出是我们义不容辞的责任！”

“锂”从山中来，仗剑走天涯

 邓伟 李成秀 冀成庆 徐莺 周雄

1.“锂”的家族群

1）锂（Li）

锂的克拉克值为30ppm，是较分散而又广泛分布的元素，主要在岩浆结晶作用的晚期阶段富集在伟晶岩中；花岗岩中含量最高，其次是碱性岩。矿床中经常与铍、铷、铯、钽等有益元素共生。

目前，已知含锂的矿物有150多种，呈独立矿物形式的有30多种，主要工业锂矿物有锂辉石、锂云母、透锂长石、磷锂铝石、铁锂云母等。川西稀有金属矿集区中的锂资源基本以锂辉石形式产出。

锂辉石，化学成分LiAl[Si2O6]。一般Li2O含量7%左右；晶体呈柱状、板状、针状，颜色可呈无色、灰白、淡紫、淡绿、淡黄、宝石绿色；条痕白色；摩式硬度6.5-7；比重3.03-3.22。

含锂矿物特征

2）铍（Be）

铍的克拉克值为6ppm，为显著的亲石元素。在花岗岩及霞石正长岩中的含量较高，在岩浆分异过程中富集于岩浆残液中，经常固结集中在岩石圈最上部，在地壳深部含量减少。

世界上已发现的铍矿物和含铍矿物有60多种，常见的矿物约有40多种，主要的工业矿物有绿柱石、硅铍石（似晶石）、羟硅铍石、金绿宝石（铍尖晶石）和日光榴石。

绿柱石，化学成分Be3Al2[Si6O18]，一般BeO含量13%左右；晶体一般呈柱状，呈绿色、黄色、浅蓝色、红色；条痕白色；玻璃光泽或树脂光泽；性脆；硬度7.5-8；比重2.65-2.91。

含铍矿物

3）铌（Nb）和钽（Ta）

铌和钽的原子构造类似，因此，两者在物理化学性质、地球化学性质及矿物学性质方面都很相近。铌、钽经常共生，在岩石和绝大多数矿物中铌和钽的含量此消彼长。在成因上与碱性岩有关的矿物中铌相对富集，与花岗岩有关的矿物中钽相对富集。

铌在地壳中的丰度为3.2ppm，钽的丰度为2.4ppm。由于铌、钽的地球化学迁移行为不同，铌开始早、收敛晚，钽主要富集于晚期。所以铌矿物种类多，分布广；而钽的变种少，分布不广。目前，已知的铌、钽矿物和含铌、钽矿物有130多种，常见的有30多种。如铌铁矿-钽铁矿、钽铁矿、铋铁矿、褐钇铌矿、易解石、铌易解石、铌铁金红石、烧绿石、锰钽矿、重钽铁矿、黄钇钽矿、细晶石等。铌钽矿物基本呈黑-棕红色，半金属光泽、油脂光泽，少数为金刚光泽；比重大，因此可用重选方式得以富集；化学成分极为复杂。

含铌钽矿物

4）铷（Rb）和铯（Cs）

铷在地壳中的丰度为90ppm。目前没有发现铷的独立矿物，呈分散状态，常以类质同象混入物出现在含钾矿物中。工业来源主要从富含铷的锂、铍、钾的矿物中提取。如锂云母中含Rb2O3%、微斜长石（天河石）中含Rb2O0.3%、铯榴石中含微量铷等。

铯在地壳中的含量为20ppm。含铯的矿物有10多种，但铯的主要来源还是稀有金属伟晶岩中的铯榴石和锂云母。除此之外，铯还分散在其他矿物中，如绿柱石、黑云母、天河石和堇青石等。

含铷铯矿物

铯榴石，化学式Cs[AlSi2O6] nH2O。一般含Cs2O30%左右，晶体往往呈立方体、粒状及致密块状，无解理；颜色为无色、白色，有时带灰、粉红、浅紫等色颜色；性脆，硬度6.5-7；比重2.67-3.03。

2.“锂”从哪里来

1）传统矿山

在您印象中矿山是什么样的？答案也许是偏远、荒凉、破旧的厂房，艰苦的条件，又或许是漫天尘土、泥浆满地、污水四溢，像这样又或许是那样……

2）绿色矿山

随着时代的发展和绿色矿山建设的推进，如今的矿山早已不再是从前的样子。先进的设备、一流的技术、现代化的厂房，一座座“花园式”的矿山正拔地而起。清洁生产，循环用水，大家再也不用担心环境污染了！

3）“石头”变“电池”

石头是如何变为电池的呢？锂辉石矿经过采矿进入选矿厂，选矿厂采用物理方法分选出含锂矿物，含锂矿物经过冶金处理成为碳酸锂产品，再由产业部门深加工，最终脱胎换骨成为电池。

3.崭新“锂”程

1） 锂之应用——走入寻常百姓家，健康美好新生活

随着科技的快速迭代升级，锂在日常生活中的应用越来越常见。含丁基锂的橡胶轮胎更加耐用，寿命比原来提高了4倍以上，让驾车出行更加安心；锂动力电池驱动的新能源汽车逐渐进入普通家庭，成为城市代步、环保出行的首选之一；锂电池和其他锂产品在娱乐设备上也得到广泛应用，为我们的休闲娱乐生活开启了无限可能性；锂的应用在家中随处可见，它为我们提供了便捷舒适的智能生活。

厨房里，添加了锂的电磁炉面板等玻璃制品，可以使其变得更轻、更结实、更耐溶。锂盐可为蔬果进行“健康护理”，防止西红柿腐烂和小麦锈穗病，让人们吃得放心、吃得安心。锂在医学保健方面也有新的应用，不仅可以强身健体，还能防治疾病，是人体健康的“守护者”。国外研究发现，锂与阿尔茨海默病存在关联，一款为中老年市场打造的天然矿泉水“锂水”就此诞生。而锂的用途还在不断拓展中，从交通工具到健康护理，锂的应用遍布我们生活的每个角落，改写了每一个人的生活方式。

新世纪崭新的“锂”程指日可待。

2） 铍之应用——让医疗成像、诊断和激光医学走到科技前端的金属材料

铍，是仅次于锂的轻金属，主要是以铍铜合金和铍金属的形式广泛应用于航空、医学等领域，是新兴产业发展必需的战略性矿产资源。目前，世界上只有美国、中国、俄罗斯等国具有工业规模的从铍矿石开采、提取冶金，到铍金属及合金加工的完整铍工业体系。

①提高X射线成像效果

因为铍金属既可以稳定地处理高温阻抗，又可以实现对X射线的高度透明，铍箔在医疗和科研X射线设备当中已经使用了很长时间。铍箔作为窗口来穿透聚焦的X射线，同时可以保持X射线发生管那一侧的真空环境。

②使低辐射成为可能

铍箔仍是CT扫描和乳腺X射线成像等高分辨率医学成像设备中必不可少的材料。在新一代乳腺癌X射线成像设备中使用低辐射扫描可以得到更精细的肿瘤分辨率，使许多早期可治疗阶段的乳腺癌被及时发现，治愈乳腺癌成为可能。

③改善X射线光管强度和稳定性

作为成像技术的前端科技，铍持续为满足X射线光管高强度、稳定性、抗高温、X射线穿透率等性能要求。

④光学激光器的小型化

使用氧化铍的医学激光器可以帮助眼科医生为数百万患者恢复或改善视力。具有高导热、高强度、介电性能的氧化铍是唯一能控制微小高功率气体激光器的材料。

⑤简化外科手术

铜铍连接器将精确的电信号传送到精密手术器械和最新的非侵入性外科技术的监测装置当中。这种技术减少了对病人的创伤和感染风险，同时加快了愈合和恢复的过程。

⑥分析血液

铍还用于分析HIV和其他疾病的血液分析设备部件当中，给医生和病人提供所需的精确性和可靠性数据。

3） 铌之新应用——冉冉升起的电子材料之星

铌行业全球市场集中度非常高，目前全球最大的铌矿企业是巴西矿冶公司(CBMN)，占据全球市场80%-85%的产量，主要从事铌产品的开发、工业化和商业化运营，是世界上唯一一家可以生产全系列铌产品(包括标准铌铁、特殊牌号铌铁、真空铌铁、真空镍铌、铌金属和五氧化二铌)的企业，对铌价格的走势具有较强的影响力，控制着全球铌产品扩产计划的进度。

具有超导性能的元素不少，铌是其中临界温度最高的一种。而用铌制造的合金，临界温度高达绝对温度十八点五到二十一度，是目前最重要的超导材料之一。

2019年，材料领域国际顶级期刊《自然材料》发表了复旦大学修发贤团队的最新研究论文《外尔半金属砷化铌纳米带中的超高电导率》。文章显示制备出二维体系中具有目前已知最高导电率的外尔半金属材料——砷化铌纳米带，电导率是铜薄膜的100倍，石墨烯的1000倍。此次制备出的材料砷化铌纳米带的电导率是铜薄膜的100倍，石墨烯的1000倍。业内表示，导电材料是电子工业的基础，现在最主要的材料是铜，已经大规模运用于晶体管的互连导线。

4）钽之新应用——人体“亲金属”的神奇医学材料

钽作为一种金属材料，具有优异的力学性能和抗疲劳特性，因此被广泛应用于医学领域，尤其是在骨科领域。它可以替代人体骨组织，起到承重作用，目前已在临床取得显著疗效。钽金属材料在与人体组织结合时，具有强度、生物相容性和稳定性等优点。因此，它比传统金属材料的人工置入物更具有优势，在医学领域的发展前景十分广泛。

研究和临床应用表明，多孔钽金属具有比金属钛和钛合金更好的骨融合和骨传导性能，运用钽金属材料制作的仿生骨骨组织长入良好，骨性生物固定优良。未来，利用3D打印高致密度和高力学性能钽金属核心技术，将为我国在高端骨科植入物、医疗器械和难熔金属工业部件发展领域做出积极的贡献。

不仅如此，将钽金属与其他金属材料结合应用在临床医学中也取得了十分重要的突破。很多金属材料因其独特的性能可用于医学领域，但是由于缺乏生物相容性，不能将其优点很好地应用在临床。为此，科研人员想到将耐腐蚀性强且稳定的钽金属涂覆在这些金属材料的表面，使那些有独特性能但原先忌于低生物相容性而不能用于临床的金属材料重新用于临床，并取得显著疗效。

5）铷之应用——超视距精确授时，极佳光电传感器件制造

全球独立铷矿床非常少，下游应用供应链受限，已成为全球对该元素发展的约束要素。铷是自然界一种最大光电效应的稀有分散元素，其合成材料在智能制造中逐渐开始发力。

铷因其极佳的光电效应，在光电管、红外辐射仪表、太阳能光电池等器件制造方面均实现了重大革命性变革。据外媒报道，太阳能电池在通往最高效率的道路上正在不断改进中。德国国家可再生能源实验室研究人员开发了一种新的太阳能电池，为了改善用于吸收可见光的钙钛矿与用于吸收红外线的铜、铟、镓和硒的混合物两层之间的接触，研究小组在它们之间添加了一层铷原子，团队让电池的峰值效率达到24.16%。

铷基设备材料精准计时功能助力集群医用设备同步获取精确时间信号。近年来，基于星载铷钟开发的网络同步时间服务器在国内卫生部门得到良好的推广，为医院提供标准的网络时间统计信息服务，也为局部辐射区域近万台网络客户端提供精度小于5毫秒的时间同步服务器，较大程度地改善了全区医疗机构网络系统，包括：医护人员的办公PC及医疗设备、走廊、大堂子钟系统等授时操作的统一性，充分实现了大数量集群精确医疗设备同步作业中时间的精准性保障。

铷基量子传感器有望用于诊断房颤。心房颤动（AF）是一种导致心率异常的疾病，发作时心脏中传导的电生理信号易出现紊乱行为。目前，常规用于检测房颤的心电图受到灵敏度、时间等诸多限制。据一项发表于《应用物理学快报》的研究，科学家利用原子磁强计，通过基于铷的量子传感器接受信号，成功对导电率与生物组织相近的溶液进行电磁感应成像，可测出高导电性的区域。这项技术实现了非屏蔽环境下的小体积成像，且灵敏度较传统技术提高了50倍，为房颤的快速临床诊断带来了希望。

固体废弃物如何变身宝藏？

邓杰 邓善芝

几个世纪以来，人类社会的快速发展基于对自然资源的使用与消耗。尤其是第三次工业革命以后，生物科技与产业革命的迅速发展，使人们对能源和矿石的需求量激增。同时，为满足迅速增长的社会需求，各行各业纷纷扩能扩产。2012年，国际民间组织“全球足迹网络”（GFN）及英国智库“新经济基金会”提出“地球生态超载日”的概念。“地球生态超载日”是指地球当天进入了本年度生态赤字状态，已用完了地球本年度可再生的自然资源总量。据测算，约从1970年起，人类对自然的索取开始超越地球生态的临界点。从过去数十年来看，几乎每隔10年这一天的到来就会提前1个月。

资源过度开采和废弃物的无节制排放，造成越来越严重的生态环境问题。人类用碧海蓝天换来了现代社会的方便快捷和科技的快速发展。随着人们经济水平的提高以及对自身健康的重视，环境的重要性被越来越多的人认识。如何在保障人类需求的前提下，尽可能保护和改善环境，寻求资源环境和谐发展的解决方案，成为时下人们关注的重点。为节约资源、提高现有资源的利用率，资源综合利用的概念逐渐被人们所熟知。

在资源开发利用及使用消费过程中，不可避免会产生伴生矿石、围岩及选矿尾矿等，比如钨矿中伴生的铜、铅、锌等含有稀有分散元素的矿物，氧化矿中的碳酸盐和硅酸盐类脉石、有机物生产中产生的废水、生活中的废旧金属和电池等，这些生产和生活废弃物中含有大量的有价金属、有机及无机盐类矿物质资源，将其直接排放到环境中，不仅会造成大量的宝贵资源白白流失，还会影响耕地质量、污染空气和水源，破坏生态环境。在资源开发利用和消费过程中，针对这些伴生矿物资源和生产生活中的废弃物开展回收利用，使其重新资源化，从而最大限度地实现现有资源的高效利用，可以称之为资源的综合利用。

如何实现资源的综合利用？现阶段，资源的综合利用主要从三方面开展：

一、在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用。

煤炭被人们誉为“黑色的金子”“工业的粮食”，它是18世纪以来人类世界使用的主要能源之一。煤矸石是与煤伴生的一种含煤高岭土，过去采煤过程中产生的大量煤矸石一直被作为大宗固体废弃物堆放在煤矿周围。正如犹太经典《塔木德》中所说：“世上没有废物，只是放错了地方。”煤的伴生矿——煤矸石也是如此。煤矸石综合利用的途径很多，除了传统的利用途径，如回填煤矿采空区、铺路、土壤改良、做建筑材料和发电等。最新研究表明，煤矸石还可以作为下游精细加工业的原料。如，煤矸石经处理后可以作为橡胶填料，获得与炭黑相当的补强效果；还可以制备聚硅酸铝铁，用于处理造纸综合废水等；此外，煤矸石可以用于陶瓷、耐火材料、橡胶工业、涂料、塑料、4A分子筛、铝硅铁合金等十多个行业。

二、对生产过程中产生的废渣、废水（液）、废气、余热余压等进行回收和合理利用。

除矿石中的伴生资源外，矿石资源生产加工过程中还会产生大量的废弃物资源。以铜矿尾矿为例，研究表明，铜尾矿中除了可以回收有价金属元素铜之外，还可以回收非金属组分石榴子石、硅灰石等，并将剩余部分作为植物培养基等原料进行利用，实现铜尾矿的减量化和资源化。部分有色金属尾矿的主要成分为SiO2，且包含大量钙、镁等元素的氧化物，和市场上普遍运用的建筑材料的化学组成非常相似。尾矿用作建筑材料时加工方式比较简洁，能够有效解决成本和能耗问题。

三、对社会生产和消费过程中产生的各种废物进行回收和再生利用。

除开展矿山资源的综合利用之外，再生资源回收利用也是开展资源综合利用的重要方面。发展再生资源回收行业可以节省采矿、冶炼、电解等工艺环节，大量减少污染排放和能源消耗，也是降低资源对外依存度、推动我国生态文明建设的必由之路。中国是全球公认的制造业大国，然而近些年随着人口红利日益消失，以及环保成本的不断抬升，我国资源的对外依存度逐渐走高。在此背景下，大力发展再生资源回收利用产业，具有积极重要的战略性意义。

现阶段，资源环境和谐发展之路仍然崎岖且漫长，人类需要开展更多的探索与实践。相信在不久的未来，资源综合利用方法和途径会越来越多，资源环境和谐发展之路必将越来越顺利。

带你了解这朵“云”——地质云

戴新宇

“地质云1.0”闪亮登场，魅力初现

“地质云”是自然资源部中国地质调查局主持研发的一套综合性地质信息服务系统，集地质调查、管理、共享、服务四大功能于一身，面向社会公众、地质调查技术人员、地学科研机构、政府部门提供丰富的各类地质信息服务。经过“地质云”研究开发团队艰辛付出，2017年11月6日，“地质云1.0”闪亮登场，迈出了“地质云”建设三步走的第一步。

“地质云1.0”刚上线运行，就受到地质调查科技工作者的青睐，局系统内外正式用户达4000多人，日均访问量突破6000次，在地质调查管理和应急事件服务上体现出精准、快捷的特点。例如，在2017年11月18日西藏林芝市米林县发生6.9级地震后，“地质云”首次启动了应急服务工作机制，在2小时内线下完成震区地质图数据制作，仅用10小时就为应急救灾在线提供了震区区域地质图、国家地质资料馆藏涉及震区的地质资料，以及林芝地区卫星遥感影像图、震中300公里范围地质钻孔、林芝专题地质文献库等系列地质信息产品。毫无疑问，“地质云1.0”实现了地质调查数据共享破冰，为75个国家核心地质数据库的互联共享和2382个信息产品提供社会化服务。

“地质云2.0”华丽转身，飒爽英姿

在2018年10月18日召开的中国国际矿业大会上，“地质云2.0”宣布正式上线，完成“地质云1.0”云上数据资源和系统功能的全面升级，完成手机版地质云APP国家地质大数据共享服务平台研发，通过数据资源整合和信息系统集成，全面提升地质调查数据采集、汇聚、处理、分析、共享与服务能力，为新时代地质调查工作转型升级提供核心动力，及时、有效地满足政府部门、行业用户、社会公众等各类用户对地质信息的多元需求，以信息化带动地质调查现代化。

“地质云3.0”鲲鹏展翅，大展宏图

“地质云”建设三步走设想2020年上线运行“地质云3.0”。为此，地质云研发团队的科研人员做足了功课，全力以赴助推云平台、大数据、智能化“三位一体”建设应用迈上新台阶，为新时代地质调查工作转型升级提供核心动力支撑，建成分布式地质大数据中心，并在以下九个方面提供全方位综合地质服务：

一是升级完善“在线化”调查系统、研发升级重要专业应用系统，初步实现在线化调查，构建立体式地质信息感知体系。二是显著扩大中大比例尺实体数据共享资源，精准开发地质信息系列产品，提供地质信息专题服务，提升“地质云”服务门户访问便捷性，加快构建地质信息共建共享云生态，基本实现在线化服务，显著扩大地质信息线上共享服务规模。三是升级地质调查业务管理系统，完善地质调查业务管理大数据辅助决策系统，强化在线化管理，支撑地质调查业务管理高效运行。四是推行地质调查在线化办公，支撑远程办公、便捷办公。五是通过攻关实现智能区调矿调、智能识别、智能管理、智能数据搜索引擎等智能地质调查技术突破，示范构建智能化工作模式。六是建立完善地球科学“一张图”大数据体系，更新维护国家核心地质数据库。七是采取优化地质调查网络、规范化运维“地质云”节点体系、加强网络安全建设等措施，建实地质调查基础设施与网络安全体系，保障安全稳定运行。八是完善地质调查信息化制度标准体系，支撑自然资源信息化建设。九是加强信息化人才队伍建设与国际合作，提升中国地质调查局在国内外的影响力。

这就是中国地质调查局功能强大的地质云（Geocloud）！神奇的地质云（Geocloud）！