当前我国正在经历今年以来最强高温过程

未来数日

我国大范围的闷热天气仍难以消退

部分地区有37～39℃高温

局地最高气温将超过40℃

谨防中暑和热射病发生

这份高温天气防御指南

一定要了解

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夏季高温会给安全生产工作

带来哪些隐患？

又该如何防范？

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“在矿床学家中，能够管理一个部门地勘队伍的不多；退休之后，仍然跑野外、布设钻孔的专家更少；80岁了还在爬山，下坑道，布设2000米、3000米深钻，并且都打到矿了，还有这样的老专家吗？有！陈毓川院士就是这样的老专家！”

这是一份颁奖词的开场白。在不久前召开的第十四届全国矿床会议上，中国地质学会矿床地质专业委员会颁发了首届终身成就奖，我国著名矿床地质学家、中国工程院院士陈毓川是两位获奖者之一。

在发表获奖感言时，陈毓川院士说：“我能取得今天的成绩，要感谢党、感谢国家、感谢人民、感谢团队。只要我还能出野外，就一定要到生产一线，继续发挥我的余热，为国家和人民的需求投入终身。”要知道，这位“八零后”院士今年已经84岁高龄了，但他依然活跃在矿床地质工作一线，无论是到野外开展矿产资源勘查研究，还是主持编撰《中国矿产地质志》，他无时无刻不在用自己兢兢业业的精神影响着身边的人。

作为一名长期从事矿床地质、地球化学、区域成矿规律、成矿预测研究及矿产勘查工作的专家，陈毓川院士多年来躬耕野外一线，取得了丰硕的研究成果。他深入研究广西大厂超大型锡多金属矿床，为指导找矿、总结成矿规律做出了重要的贡献；他系统地研究了宁芜、庐枞、南岭及全国区域成矿规律及找矿方向，提出了宁芜玢岩铁矿成矿模式，在国内开拓了区域矿床成矿模式研究领域；他总结了华南花岗岩有色、稀有矿床及陆相火山铁矿成矿规律，促进了全国火山岩区及花岗岩区地质找矿；与中国科学院院士程裕淇等研究提出了矿床的成矿系列概念，极大地丰富和发展了我国区域成矿理论。这些科研成果，被广泛应用于生产一线，并指导地质找矿实践，推动了找矿的重大突破。

更为难能可贵的是，陈毓川院士作为我国地质矿产事业发展的优秀领导者和组织者，曾长期在地矿部门担任领导职务，负责固体矿产勘查工作、全国金矿找矿工作、全国重要矿产潜力评价工作等，均取得突出成就。他始终心系地矿事业改革发展，多次向中央领导建言献策，提出加强地质找矿工作、发展我国矿业、科学有效地推进国有地勘队伍的体制改革、建设一流科研院所的对策和建议。特别是在国家地质工作处于低谷期间，于2003年联合37位院士向时任国务院总理温家宝提出了加强地质工作的具体建议，得到中央高度重视。《国务院关于加强地质工作的决定》的出台，对我国地质找矿事业的健康发展发挥了重要作用。

在第十四届全国矿床会议期间，《中国矿业报》记者对陈毓川院士进行了专访，请他就矿床学研究工作的发展趋势、矿业发展与环境保护、科学精神培养等方面的问题进行了深入解读。陈毓川院士提出的真知灼见，对业界去思考和探索矿床学科的发展有着很重要的参考意义。

陈毓川院士在第十四届全国矿床会议上作报告 张欣 摄

《中国矿业报》：作为一名老专家，您在矿床学研究方面取得了很多重要的成果，而且，您目前也仍然还在开展相关的研究工作。您对矿床学研究工作未来的发展趋势有何见解和判断？

陈毓川：矿床学的发展要从国家发展的需求和学科本身发展的需求两方面来考虑，这两者是完全可以结合的，因为矿床学研究是一个不断进行的过程，它是为国家不断发展服务的。矿床学本身并不是孤立存在的，它是地球科学领域众多分支学科中的重要组成部分，与其它分支学科是相关的。因此，从总的发展趋势来看，矿床学研究工作的视野要更加开阔，要与地球科学其它分支学科更为紧密地结合，开拓新的研究领域。我认为可以从三个方面予以考虑：

第一，矿床学研究必须要有时间、空间的三维概念，要点面结合。任何一个矿床都不是孤立存在的，是与周围的矿床有关系的，其联系点就是地质构造环境及相关的地质成矿作用。因此，搞矿床学研究的人不能简单地在某一个矿床内观察研究、取点样品，然后回室内测测成份、测测品位、测测年龄，必须要把矿床形成的地质构造环境和区域地质构造环境及其相关的地质成矿作用结合起来考虑，探讨矿床之间的空间及成因联系，以及空间里时间演化与矿床演变的关系。

第二，矿床学研究必须要跟经济结合起来，脱离了经济评价，研究成果无法应用。从事矿床学研究的根本目标就是要为国家和社会发展提供物质基础。因此，研究成果既要讨论矿床的成因、形成过程、规律等，又要考虑这个矿在经济方面——规模上、品位上、应用的范围上，是否也适合国家的需求，这是非常关键的一点。

陈毓川院士在野外开展工作

第三，矿床学研究必须考虑环境问题。目前，国家将环境保护工作放在非常重要的位置，因此搞矿床学研究的人必须考虑矿产资源初期勘查、勘查完毕矿山建设、开发完毕治理恢复等三个阶段的环境问题。将矿床研究和矿山环境结合起来，这与社会的发展阶段息息相关，每一个不同的社会发展阶段对于环境保护的要求是不一样的。因此，在新时代，找矿的、采矿的、研究矿的人都要共同考虑环境问题，要做到绿色勘查、绿色开发、绿色恢复。以目前科学技术水平来看，通过努力实现矿业与环保双赢是可以做到的。

这三大方面是矿床学可以有所创新的方向。第一方面的创新是科学性的，通过探索研究会不断有新的东西出来，指导新的找矿突破；第二方面的经济评价是矿床学科必须积极主张的；第三方面的环境问题符合目前国家生态文明建设的发展方向。

《中国矿业报》：您对目前我国矿床学人才的培养有哪些建议？

陈毓川：矿床学的发展，最重要的基础就是人才。矿床学人才培养是一个连续的过程，涉及到多个环节，必须要通盘考虑。

第一个环节是学校的培养，这是人才培养的起步阶段，必须要与野外实践紧密结合起来，目前有些高校忽略了这一点。青年学生的主要任务就是把基础知识学扎实，包括书本知识和野外实践知识。但是，现在很多大学生、研究生毕业后到了野外一线干不了活儿，这就是课内的实践做得不够造成的。因此，地学类的高校有必要增加学生的野外实习时间，而且要把宏观和微观相结合、书本和实践相结合提升到一定的高度。

第二个环节是生产单位的培养，无论是科研单位、勘查单位，还是矿山单位，都是矿床人才培养的“第二所大学”。对于刚从学校毕业的学生来说，无论到任何单位，都要结合所在单位的实践开展工作。从单位层面来说，不管是搞基础研究还是找矿勘查，都要结合具体的项目，给新同志设定目标，而且不要随意变化这个目标，要给人才成长创造一个相对稳定的环境。

第三个环节也是对生产单位提出的要求，组织领导要合理。各个单位要善于在实践中发现人才，要给予这些人才适当的条件，保障其发展成长。对于优秀的、出众的人才，一定要重点培养，除了创造相对稳定的成长环境，还要在待遇上充分考虑，要为他们配备合适的团队，帮助他们寻找稳定的合作者，还要给他们“出难题”，把真正难解决的问题交给他们，给他们创新和探索的机会。

《中国矿业报》：您认为如何培养地球科学研究的科学精神？

陈毓川：以我从事矿床学研究工作几十年的经验来说，有三点体会：

第一，必须要树立目标。目标分为国家、人民、家庭和个人四个层面，都很重要。从事科学研究工作，必须把国家和人民的需求放在第一位，这是我们工作的方向和取得进步的最大动力。人的一生是很曲折的，但不能因为挫折就低沉下去，仍然要坚持自己的目标不放弃。具体到工作上，我们必须要给自己设定长期目标和短期目标。科技工作者必须要明确地知道自己每个阶段需要干什么、应该干什么、正在干什么，这样才有前进的动力。

第二，必须要探索创新。这是科学精神的核心，尤其是对于地质学来说，未知的东西太多，特别需要探索创新的精神。科研工作的核心是实事求是，一定要到一线去学习调查研究，与地质对象直接接触，进行可靠的论证，注重探索的过程，真理一定是一线地质工作者总结出来的。科学探索是没有止境的，地球系统的复杂性也决定了地学研究的成果是阶段性的，因此一定要充分学习和尊重前人的研究成果，即使是自身取得了成绩也不能沾沾自喜、止步不前，必须要有不断探索创新的精神。

陈毓川院士在野外探勘

第三，必须要团队合作。个人的能力是有限的，科学精神的培养必须要依靠集体，如果没有团队成员间的通力合作，创新的难度会增大很多。地球科学是一门复杂的科学，这也决定了要取得创新的成果就必须依靠团队的力量，只有整个团队同心同德、相互关心、取长补短，才能共同前进。

《中国矿业报》：与先进的矿业国家相比，您认为我国的优势和差距存在于哪些方面？

陈毓川：很多发达国家从300年前就开始工业化进程，从那时起矿业也受到前所未有的重视。我国的现代矿业基本从新中国成立时才开始起步，在短短几十年时间内发展到现在的水平，是非常不容易的。与国外相比，我们有优势也有劣势。

目前来看，在局部领域，例如航空重力、某些钻探工具、岩矿测试等方面，我们还存在一定的差距，一些先进的设备仍然依赖从国外引进。在矿业市场建设与管理方面，我国尚有较大的差距，但在找矿勘查领域，可以说我国大部分的技术都较为先进。因为社会主义制度的优越性，国家高度重视和大力支持，并成立了专职的队伍、专职的机构开展地质勘查工作。例如，石油勘查技术，我认为我国是远远超过国外的；再例如，铜矿、铁矿、钨矿以及其它一些优势矿产资源的找矿勘查技术，我们的技术力量也是处于领跑地位的。

我国的地球科学发展具有自身明显的特色：一方面，在国家的大力支持下，我们可以快速引进国外的先进技术；另一方面，我国的科技工作者又能结合国家的实际情况进行新的创新，而且这种创新越来越多。例如，我国科学家提出来的陆相成油理论、焦家式金矿成矿模型等，都是根据我国的地质环境实际情况提出来的新东西，并且在全国范围内得到了很好的推广应用。再例如，在上世纪六十年代提出的钨矿“五层楼”找矿模式，到现在为止还在指导找矿；上世纪七十年代提出的宁芜地区玢岩铁矿成矿模式，是我国乃至世界首个完整的区域性成矿模式，这些研究成果对于指导找矿是非常有帮助的。

在区域成矿规律的研究方面，我国也有自己的优势，有很多创新的理念。例如，成矿系列的概念。这个理论强调要将区域内所有矿床作为一个整体来研究，考虑时间、空间、成因等三个因素，研究对象是在同一个时代、同一个地质构造环境、同一个成矿作用三位一体条件下形成的有成因联系的矿床组合。目前来看，这是矿床学研究未来的一个发展方向，这对于研究矿床的发展演化是很有意义的，能够更好地总结成矿规律，反过来又能更好地研究解释地球演化过程中物质变化和成矿物质变化的过程。

《中国矿业报》：目前，环境保护已是我国矿业界普遍关注的一个重要问题，您认为如何协调好矿业开发和环境保护之间的关系？

陈毓川：从我国目前的科学技术水平来看，环境保护和矿业开发是完全可以实现双赢的。前面已经讲到，对于环保的要求必须适应我国社会的发展阶段，因此千万不能搞“一刀切”。但从目前的情况来看，过于严苛的环保要求已经对我国矿业的健康发展造成了影响，甚至说已经影响到国家的资源能源安全。例如，据我了解，今年我国黄金产量较去年很可能要下降，因为划定在保护区内的很多金矿已经停产了。

当前，国际形势动荡不定，我国很多大宗矿产品的对外依存度也越来越高，在这样的背景下我们更应该加强自身的资源储备和自主供应能力，这是保障国家资源能源安全和经济安全的根本。因此，在矿产资源问题上，我认为国家不能减少人才物力的投入，应该将矿产勘查工作放在一个相对重要的位置上，保持一定强度的勘查工作，在鼓励市场资本进入的同时，政府也要主导必要的投入，靠“两条腿走路”。同时，在充分利用好国外矿产资源的情况下，保证国内一定的生产水平和资源储量增加的水平。

在环保问题上，我们要坚持“绿水青山就是金山银山”的理念，但也要根据我国经济社会发展的实际情况，摒弃那些不切实际的做法。对此，我提几点建议：第一，从实际情况出发，由国家按照统一的标准划定各类保护区，不宜再由各个部门按照各自不同的标准来划定，保护区的范围也不宜太大；第二，要对划定的保护区进行分级，要分出次序、区别对待；第三，在大部分的保护区内要允许进行基础的地质调查和矿产调查，因为地质调查是摸清地质情况的基础工作，而使用现在先进的物探化探方法开展矿产调查，对保护区的环境也几乎是没有影响的；第四，通过调查工作，如果在保护区内发现重要的矿产资源，要允许在一定范围内进行必要的勘查工作，如果勘查确认是国家亟需且具备开采价值的矿产资源，要允许严格按照绿色矿山的标准进行建设和开发，对于非紧缺矿产资源，作为资源储备进行登记备案。

其实，在环境保护方面，地质工作是大有可为的。例如，地质调查工作可以将全国的地质环境情况摸清楚，这是开展环保工作的基础；水工环地质工作可以对各个地区的水文地质环境有一个全面的了解，调查结果对开展工程地质、地质灾害防治等有重要意义；城市地质工作，对于城市地下空间的合理利用、城市环境的改善等都非常有用。地质工作对于保持好国家的地质环境、自然环境都具有重要的作用，自然资源部、自然资源部中国地质调查局等已经开展了大量的工作。国家也应该把地质工作放在一个重要的位置，因为这对于资源能源、环境保护、基础建设等方面都有着很重要的基础性作用。

2018年11月27-28日，由自然资源部中国地质调查局地质力学研究所主办的“特殊地区地质填图方法及成果交流会”在京召开，来自全国各地100多位代表参加了会议。此次会议旨在更好地贯彻自然资源部中国地质调查局党组关于区域地质调查改革的精神，贯彻新修订的区域地质调查标准，推动区调改革转型。同时，总结交流特殊地区地质填图方法、成果，充分发挥区域地质调查的区域优势，探索研究地表过程与圈层相互作用等重大科学问题，促进地球系统科学的发展；充分发挥区域地质调查对城市发展建设及人与自然关系等重大应用中的作用，更好地组织实施“地表作用与系统演变基础地质调查”工程。

地质力学所主要负责人指出，地球系统科学是当今重要的地球科学理论，李四光教授早在上个世纪20~30年代就已经开始研究大陆变形、中国东部第四纪冰川作用，专门建立古地磁实验室研究古大陆再造。李四光教授的“天文地质古生物”及“地质力学概论”正是当时地球系统科学理论研究的总结。

会议特邀国家自然科学基金委员会副主任侯增谦院士、中国科学院地质与地球物理研究所翟明国院士、南京大学董树文教授、中国科学院地质与地球物理研究所孟庆任研究员、中山大学张珂教授、地质力学所赵越与张拴宏研究员、云南大学冯卓教授、国家地震局地质研究所张会平研究员及自然资源部中国地质调查局成都地质调查中心李建星研究员等专家出席。专家们针对地球系统科学前沿问题与研究方向、大陆演化与成矿演化、中国岩石圈结构与浅部构造变形、我国大江大河地貌发展过程、青藏高原东北缘生长过程、岩石圈-水圈-大气圈-生物圈相互作用和演化、地球中年期大火成岩省与黑色页岩的成因联系及其古环境意义、滇东黔西二叠纪三叠纪陆地生态系统研究以及中国西部始新世古气候演化等做了大会主题报告。

特殊地区地质填图工程所属二级项目、子项目负责人共18人分别就戈壁荒漠覆盖区、长三角平原区、高山峡谷区、岩溶区、活动构造发育区等地质地貌区填图方法及试点填图过程中发现、解决的重大问题进行了交流。会议结束前陈虹副研究员代表工程所作的“大数据地质填图方法探索”引起了与会代表的极大兴趣，并就相关问题展开了热烈讨论。

会议期间同时展览了不同特殊地区地质填图成果。会议展出的这些地质图突破传统地质图表达方式，充分显示了多目标成果服务特征，也是当前覆盖区地质图成果表达方式的创新。

与会代表对会议给与了高度评价。大家一致认为，这次会议上特邀专家的报告体现了地球系统科学的前缘和趋势，对于帮助大家理解地表过程、地球圈层相互关系的理论、方法具有重要的意义，为今后在覆盖区开展区域地质调查工作提供了广阔的思维空间。

2019年9月4日-7日，以“智联天下，绿绘未来”为主题的第十五届中国（北京）国际工程机械、建材机械及矿山机械展览与技术交流会（以下简称BICES 2019）在北京新国际展览中心盛大举行。自然资源部中国地质调查局勘探技术研究所所属的地质矿产廊坊聚力岩土工程科技开发公司（以下简称“聚力公司”）到会参展。

聚力公司展示了近些年在工程机械行业取得的新技术、新产品和新成果，与参观人员进行了业务交流和技术探讨，获得了一致认可和好评。由中国工程机械工业协会主办的“BICES 2019零部件品牌100/专业化制造商50”颁奖典礼在此期间隆重举行，聚力公司不负众望，荣获“中国工程机械零部件品牌100强”单位。

聚力公司是我国大口径钻头钻具研发、生产领域知名企业，以先进的研发及全面的服务为依托，自主研发出全回转钻机、三臂凿岩台车、集束式潜孔锤、小直径膨胀波纹管技术等新产品、新工艺。未来，聚力公司将继续秉承“团结、奋进、创新、图强”的传统，打造更多优质产品，服务于国内外客户。

湘潭水稻种植试验

应用根系微地球化学障技术进行水稻育苗

环境矿物材料土壤改良试验田

EK—SS中试实验装置

土壤承载着世界万物，提供养料，蓄积水分，塑造了丰富的自然环境。在人类活动的作用下，土壤不断受到侵蚀和污染。正如蓝天不能雾霾如盖，大地亦不能厚土载污，土壤污染防治迫在眉睫。

相对水体和大气污染而言，土壤污染更具隐蔽性、滞后性和难可逆性，其治理修复难度大。相对于污染场地与矿山，耕地土壤的修复因为要尽可能地恢复其种植功能，难度更高。在第29个全国土地日到来之际，我们聚焦地质科技工作者研发的土壤污染修复新技术，看看他们如何让被污染的耕地重新焕发生机。

生物质电厂灰渣：

有效降低农作物对重金属的吸收

范建勇

土壤重金属污染钝化修复技术主要是通过添加外源物质，将重金属转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式，以降低其对农田生态系统的危害风险。

针对以上问题，中国地质调查局水文地质环境地质研究所韩占涛研究员课题组经过6年研发，成功将生物质电厂灰渣制成重金属污染土壤的钝化剂，取得了对镉、镍、铅等重金属较好的钝化效果，不仅成本低廉、效果稳定，而且可改良土壤，增加作物产量。

2016年，课题组在湖南湘潭一块土壤镉含量在2.05～2.60毫克/千克的土壤中，进行了稻麦两季种植试验，每块试验地块面积为7.5平方米，添加了课题组制备的两种型号的钝化剂，添加量为土壤干重的1%、2%、5%（约合2吨/亩、4吨/亩和10吨/亩）。种植试验选用“新华两优9号”水稻，种植期间的浇水、施肥等均由当地农民按传统水稻种植方法管理。

第一季晚稻收获后测量结果表明，稻米亩产从背景土壤中的373～423公斤/亩增加到528～666公斤/亩，增产幅度达24%～79%。稻米中的镉降幅达69%～88%，镍的降幅为60%～72%，锌的降幅33%～45%，铜的降幅17%～32%。

2017年第二季晚稻的试验结果更为喜人。添加1%的钝化剂后，稻米中镉的降幅达93%，由背景样品中镉含量接近2毫克/千克降到了标准值0.2毫克/千克以下；镍含量未检出，铜降低14.3%，锌降低19.2%，而稻米产量相对于对照区仍然保持了14.8%的增幅。至此，该农田可以认为完成了修复。

在两季水稻之间种植了冬小麦。小麦收获后的测量数据表明，小麦籽粒中镉含量降低了65%～76%，镍含量降低了84%～93%，对作物生长有益的铜和锌的含量降低则较少。同时，小麦增产24%～36%，实现了与水稻相似的钝化和增产效果。

针对北方镉污染小麦问题，课题组在河南省济源市一处镉铅污染农田开展了钝化修复试验，向试验田中添加了土壤干重2%的本钝化剂，收获后的测量结果表明，小麦籽粒镉含量降低33%，产量增加72.5%。

除此之外，课题组还将该钝化剂在云南会泽县者海铅锌镉污染土壤修复、河南新乡镉污染小麦田修复中进行了试用，均取得了很好的修复效果。

生物质电厂灰渣是生物质在电厂锅炉中燃烧产生的灰渣，由于使用的燃料为秸秆，因此排出的灰渣属于草木灰系列，含有大量的硅酸盐，以及钙、钾、铁、镁等有益元素。因此，用生物质电厂灰渣制作的土壤修复钝化剂，绿色安全，可改良土壤。同时，具有明显降低作物对镉、镍等重金属的吸收，但不会大幅度降低作物对锌、铜等有益元素的吸收，以及增产效果显著的优点。这为我国大面积重金属污染农田修复提供了一种低成本、高效益的快捷方法，具有巨大的推广价值。

“根系微地球化学障”修复技术：

从农作物根部减少对重金属吸收量

朱晓华

在江西省赣州市，中国地质调查局地质实验测试中心开展了在产农田重金属污染修复工作，针对不同水稻类型和不同耕作方式，结合当地耕作工艺，利用地球化学工程技术对农田进行修复，取得良好修复效果。在此基础上，研究团队首创性提出了“根系微地球化学障”修复模式和修复技术，改善修复工艺，显著降低修复成本。

研究团队在水稻栽种的不同环节利用传统工艺进行材料添加。实验结果表明，在水田种植条件下，改性材料修复效果明显强于原矿材料；改性后的无定形材料修复效果要好于球形材料；不同耕作环节添加材料，对修复效果影响巨大。

根据以往工作成果和文献调研结果，研究团队创新性提出“根系微地球化学障”全新修复概念，将地球化学障技术应用于水稻根系上，形成微型障，阻滞水稻往根系中迁移，减少根系对镉的吸收量，从而降低稻米中的镉含量。该技术是针对当前应用面最广的抛秧种植水稻技术研发，在育秧过程中，将修复材料按照一定比例添加到育苗土中，并使其固定在秧苗的底部，在抛秧时进入农田，在稻米根系处发挥作用。该方法将材料用于关键部位，避免了大田播撒时部分材料分散在非根系吸收范围内，而不能真正发挥作用。该操作完全基于农耕工艺，基本不增加农民的工作量，可以大大降低修复材料的使用量和人力成本。

在研究区域，通过一季稻修复示范，效果明显，稻米中镉去除率超过80%，修复成本大幅下降，成本比市场价降低超过80%，基本解决了该类污染农田的修复成本瓶颈问题，具有应用推广价值。

环境矿物材料:

降低土壤中重金属的活性成分含量

殷汉琴

近年来，针对浙江省内部分耕地受重金属污染的情况，浙江省地质调查院开展了利用环境矿物材料进行污染土壤修复和改良的试点研究，取得明显成效，为浙江省污染耕地的安全利用和土壤污染修复提供了技术支持。

重金属在土壤中有多种赋存形态，包括离子交换态、水溶态、碳酸盐态、腐殖酸态、铁锰氧化态、强有机态、残渣态等。其中，前三种形态可直接被作物吸收，将其转化成其他不易被作物吸收的形态或者络合固定是研究的目的。浙江的试验研究表明，对土壤中活性成分较高的重金属污染的土壤，矿物材料钝化修复效果较好。湖州试验田的土壤为中性偏碱性，添加单一的膨润土就能够有效地降低土壤中重金属的有效态含量，减少农作物对镉的吸收，且具有环境友好的特征。试验结果显示，稻米镉的含量降低50%，达到安全水平。

龙游黄铁矿区的试验田土壤酸性较强，单一的吸附材料如膨润土和沸石对降低稻米中重金属的含量作用甚微，而偏碱性的磷灰石则作用显著。实验还发现，添加膨润土、沸石与磷灰石组成的混合材料，对重金属含量的降低程度大于单一材料的理论叠加。龙游60亩试验田中，两种不同的组合环境矿物修复试验结果表明，稻米中镉的含量分别降低83.0%和63.9%，含量均达到安全水平。

经成本核算，用环境矿物材料修复重金属污染土壤，酸性土壤的修复成本在680~2720元/亩，碱性土壤的修复成本在400~1600元/亩。综合考虑修复效果和成本，针对浙江省酸性土壤重金属污染，膨润土加磷灰石是最优选的矿物钝化修复材料；而碱性土壤重金属污染的修复，膨润土或沸石都是优选材料。

电动—稳定化修复技术：

将重金属与土壤直接分离

黄园英

中国地质调查局地质实验测试中心在湖南湘潭针对多重金属复合污染土壤，提出了电动—稳定化（EK-SS）修复技术，以锌、铅、镉、铜和汞为主要目标污染物，研发了EK-SS技术工艺流程及中试实验装置。

结果表明，自主研发的活化剂性能优越，最佳添加量为0.3%；活性炭作为重金属稳定剂（捕获材料），SS技术（重金属捕获器）能够将污染重金属固定在负极材料中，与土壤直接分离。该项研究重点解决了如何使土壤中的多种重金属同时做快速定向运动和如何将EK-SS的具体修复方案和修复装置实用化两个技术难点。

在全面总结前人电动修复技术的基础上，课题组提出了有别于美国孟山都公司LasagnaTM模式的EK-SS模式，试制了16台小试实验装置（土壤量为2 千克）和6台中试实验装置（土壤量为200 千克）。

典型示范结果表明，该技术对多种污染土壤各种形态的重金属都有去除作用，包括铜、铅、锌、镉、汞和砷，尤其对土壤中残渣态重金属能够大幅度去除，经过48小时处理，土壤中大多数重金属浓度可降低70%左右。经研究试验，电极板作用距离从20厘米扩大至200厘米，修复周期从3月~3年缩短至2~4天，大幅度提高了修复速度和效率，使修复成本由每立方米高于2500元降低至565元左右，初步形成了重金属复合污染场地修复的EK-SS新技术和配套修复装置等创新成果。

野外试验现场

工欲善其事，必先利其器。向地球深部进军，急需探向地球深部、揭开深部奥秘的“武器”。地球物理探测技术装备就是其中之一。

地球物理探测，即通过观测和研究各种地球物理场及其变化来探测地层岩性、地质构造等，是“透视”地球内部的重要手段。长期以来，我国大型地球物理探测装备和核心软件几乎全部依赖进口。自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所（以下简称“物化探所”）牵头实施的国家重大科学仪器设备开发专项《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目，通过5年努力，提交了一整套工程化的大深度三维电磁探测技术系统，不仅使我国地球物理探测实现了由二维测量向三维测量的跨越，而且推动了我国大深度电磁探测设备的自主化、实用化和产业化进程。

打破国外技术装备垄断，研发具有自主知识产权的国产化仪器

三维电磁探测系统的研发和应用，不仅在我国基本为空白，在国外同样也处于起步阶段。针对我国电磁法勘查技术在探测深度、抗干扰能力和测量精度等方面落后的现状，同时也为适应复杂地质条件下地下目标体大深度、多参数、三维精细探测的需求，以物化探所为牵头单位，联合重庆地质仪器厂、成都理工大学、中国科学技术大学、吉林大学，中国地质调查局西安地调中心、南京地调中心，安徽省勘查技术院等单位，实施了《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目，旨在打破国外垄断，实现装备国产化，更好地服务国家能源资源勘查工作。

对电磁探测技术的研发，物化探所有着多年的技术积累与成果基础。《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目负责人、物化探所教授级高级工程师林品荣介绍，物化探所在1995年实现了音频大地电磁测深的分布式测量，在国际上率先实现了天然电磁场的多点同步阵列式观测。步入新世纪，将阵列式的天然电磁场大深度探测技术与人工场的激电技术相结合，优势互补，从而形成混场源的电磁法探测技术，以实现多参量大深度探测。该系统于2005年研制成功，填补了我国资源探测大功率（70KW）发射与接收研制的空白，为我国开发具有自主知识产权的国产多功能电法仪器提供了技术保障和经验积累。

在国内没有先例可借鉴的情况下，从2006年起，在地质调查项目和国家863重点项目的支持下，物化探所启动了国产大功率多功能电法系统的研制。经过科技人员的持续攻关，在多频同步供电波形合成、密集频点供电、大功率逆变与保护、宽带大动态范围接收、无线数据通讯、数据处理与解释等技术方面取得突破，研制出了具有可控源音频大地电磁测深（CSAMT）、激发极化法（IP）供电功能的70KW大功率电磁法发射系统，以及具有音频大地电磁测深（AMT）、可控源音频大地电磁测深（CSAMT）、激发极化法（IP）测量功能的接收系统，并于2010年生产出了样机，2011年实现了这一技术的实用化及推广应用。

为适应深部找矿、三维立体填图和深部结构探测的需求，2011年，《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目获批为国家重大科学仪器设备开发专项首批支持的项目，总体目标是实现大地电磁测深（AMT/MT）、可控源音频大地电磁测深（CSAMT）、时间域频率域激电（TDIP/FDIP）、磁性源瞬变电磁测深（TEM）等二维/三维测量技术及三维测量仪器的工程化开发。同时，开展野外工作应用试验及三维电磁探测技术应用示范，促进我国三维电磁探测技术的发展。

由二维测量向三维测量转变，由样机研制迈向工程化研发

要实现三维电磁探测，需要将传统的一维、二维的电磁测量方法发展为三维测量方法。“简单讲，就是由原来的单点或单线测量，革新为多点、多测线的面积性同步测量，从而获取高质量的三维观测数据和地下地质体更为全面的信息。”林品荣说。

为此，项目组根据天然电磁场和人工电磁场的传播特点，结合地球物理电磁法仪器发展和大深度精细勘查的需求，研究设计了5种电法的三维分布式探测方法技术，包括大地电磁测深（AMT/MT）、可控音频大地电磁测深（CSAMT）、时间域激电（TDIP）、频谱激电（SIP）、磁性源瞬变电磁测深（TEM）。同时，采用高精度GPS和恒温晶体的混合同步技术，实现了多测站、多分量、全天候的阵列式同步测量。

在样机的开发过程中，物化探所创新研发思路和发展模式，邀请负责样机工程化的中地装重庆地质仪器有限公司技术人员提前介入，按实用化要求，配合科研人员对三维电磁探测仪器进行设计开发，形成了大深度三维电磁探测仪器的加工工艺、生产流程、检测方法等。

样机研发出来了，但要实现仪器的工程化开发，仍有大量工作要做。负责分布式接收机开发的物化探所教授级高级工程师郑采君介绍说，样机是工程化研发的第一步，关键是实现探测功能，主要体现“能用”；而工程化研发，要在样机的基础上不仅实现技术指标，而且还要注重仪器的稳定性、可靠性及实用性，让仪器不仅“能用”，而且要“好用”“实用”“耐用”，还要操作便捷、外观美观。比如：由于各地的射频干扰不尽相同，就需要不断对仪器的射频抑制电路进行调整、试验，再调整、再试验，直到仪器在不同地区都比较适用。再比如：稳定性方面，三维探测要求多台站同步测量，往往是几十台甚至上百台仪器同时启动开始工作。而仪器数量的增加，工作时间的拉长，都使得仪器的故障率成几何级数增长。因此，每一台仪器的稳定性和可靠性都至关重要。

研发团队研究解决了仪器间的精确同步，仪器性能参数的自标定，仪器的一致性、稳定性与可靠性，以及超大功率场源系统的建立等一系列技术难题，实现了大地电磁测深（AMT/MT）、可控音频大地电磁测深（CSAMT）、时间域频率域激电（TDIP/FDIP）、磁性源瞬变电磁测深（TEM）等方法的三维测量仪器的工程化开发，生产出160kW、30kW、5kW系列多功能电磁法（CSAMT、TDIP/FDIP）发射机、分布式多功能电磁法(AMT/MT、CSAMT、TDIP/FDIP)接收机、频率域感应式磁传感器、10kW瞬变电磁发射机、瞬变电磁三分量接收机、三分量高温超导磁强计、三分量时间域感应式磁传感器等。

系统软件的开发与集成，则涉及了数据处理方法研究、数据管理、可视化等多个方面。物化探所教授级高级工程师吴文鹂介绍说，物化探所数据处理研究团队联合吉林大学、成都理工大学、中国科学技术大学等相关科研人员，开展了正确快速计算、压制地形影响、获取可靠三维电性参数、构建基于三维电磁数据的三维地质解释和地质模型等一系列研究。由于采集的数据来源于多种探测方法，如何从中提取有用信号，如何进行处理，最终如何形成可视化的三维地质模型，其中涉及大量、复杂的计算过程和方法。各研发小组分任务从单方法入手，从一维反演、二维反演再到三维反演，最后再进行多方法的集成，最终形成了集5种电法方法数据管理、人机交互建模、数据成图、数据预处理与正反演为一体的三维电磁探测软件系统。该系统不仅可方便快捷地浏览数据与输出测深曲线、剖面曲线、平剖图、三维切片等图形图像，而且实现了在windows操作系统和linux操作系统间的跨平台运行。

接受野外勘查实践检验，与国外同类商品化产品探测能力相当

仪器生产出来后，是否真正具备三维探测的能力，各项技术指标能否达到预期要求，都需要接受野外勘查实践的检验。为此，物化探所联合西安地质调查中心、南京地质调查中心、安徽省勘查技术院等单位开展了大深度三维电磁探测系统的试验应用研究。

试验测试包括对软硬件的性能测试和与国外主流的先进仪器进行对比。据负责这项工作的物化探所教授级高级工程师杨亚斌介绍，对仪器性能指标的测试，不仅针对多种电磁探测技术方法和软件系统，而且还涉及仪器装备的按钮、电池、重量、结构、数据显示等诸多小指标。为了测试仪器的适应温度，测试工作组分别在新疆哈密零下20多摄氏度和新疆克拉玛依地面温度高于50摄氏度的条件下对仪器进行了测试。此外，工作组还选择甘肃极干旱地区、内蒙古东部草原和南方阴雨潮湿地区进行了探测环境测试；在甘肃柳园特别颠簸的地段开展了震动测试；从河北到内蒙古、甘肃、新疆进行了上万公里的运输测试，最终提出了上百条改进意见。

通过野外场地功能试验，并与国外商品化仪器的对比试验，三维电磁探测工作方法得以进一步完善，仪器与软件性能得以进一步提升。利用完善后的探测仪器，项目组分别开展了矿产勘查、三维立体地质填图及深部结构探测3个层次的应用示范。在甘肃柳园、安徽庐江、江苏宁芜、新疆哈密的4个矿区进行的矿产勘查示范，取得了良好的勘查效果，其中在甘肃柳园圈定了3处找矿靶区，在安徽庐江黄屯硫铁矿区发现240米厚的铜金矿体。在新疆克拉玛依和甘肃柳园开展的三维立体地质填图示范，结果显示，方法技术系统对深大断裂和重要的隐伏岩体均有较准确的反应。在内蒙古扎鲁特盆地开展的深部探测试验，利用取得的电性参数，结合已有的钻孔资料，详细刻画了油气目的层及盆地基底的形态。试验结果同时显示，激电探测和瞬变电磁探测深度都达到近800米，可控源电磁法探测深度超过1500米，在雄安新区的探测深度达到了3000米。

一系列的试验示范应用结果表明，自主开发的大深度三维电磁探测技术方法、仪器软件完全可以胜任野外勘查研究，而且与国外同类商品化产品相比，探测能力相当，并有部分指标优于国外同类商品化产品。有了这套探测系统，我国真正实现了电法勘探由二维测量向三维测量的跨越，同时推动了我国大深度电磁探测装备的自主化。与国外同类设备相比，国产化设备价格仅是国外的50%~60%，而且销售方还可以在方法培训和设备维护、软件升级等方面提供便捷服务。

科技发展永无止境。目前，我国的三维电磁探测技术研究与国外相比仍处于跟跑或并跑阶段，在三维电磁探测仪器轻便化、网络化，电磁干扰识别和数据处理智能化，三维电磁多参数联合精细反演等多个方面都亟待进一步探索和研究。同时，急需对工程化样机进行产品化开发，并实现产品化仪器的推广应用。

可喜的是，物化探所目前已得到国家重点研发计划项目课题的资助，在解决大功率精细电流采样等关键技术基础上，将着手开展产品标定、试验、批量生产线等产业化条件建设，加快批量生产和推广应用，从而为深地探测提供先进、实用的国产化地面电磁探测利器。

9月17日，自然资源部中国地质调查局物化探所（下文简称：物化探所）牵头组织实施的国家重大科学仪器设备开发专项项目“大深度三维电磁探测技术工程化开发”通过了科技部组织的综合验收，提交了一整套拥有自主知识产权工程化的大深度三维电磁探测技术系统，将为我国“三深一土”战略实施提供有力的方法技术支撑，可广泛应用于深部资源勘查、城市地下空间探测、深部地质结构探测和三维地质填图等领域，标志着我国电磁勘探技术成功实现由二维测量向三维测量的转型升级和跨越式发展。

项目验收现场

作为2011年中央财政设立国家重大科学仪器设备开发专项资金的首批项目，致力于研发工程化的大深度三维电磁探测系统，研究工作包括仪器开发与工程化、软件开发与集成、系统试验与应用三大方面，旨在形成具有我国自主知识产权的大深度三维电磁探测系统，支撑我国科学仪器设备科技创新，打破国外垄断，填补地球物理电磁高精度测量设备国内空白，更好地服务国家能源资源勘查工作。

据了解，目前，我国地球物理电磁探测方法技术研究主要聚焦于二维测量方法技术，包括仪器研制、测量方法研究、数据处理与正反演模拟，基本是围绕二维测量方式开展工作，其二维观测往往不能比较全面地获得反映地下地质体空间展布的探测数据，从而制约了电磁探测技术的应用效果。该项目成功研发的大深度三维电磁探测系统采用分布式阵列测量技术，多条测线、多个测点进行同步观测，以获取高质量的三维观测数据和较全面的地下地质体信息，可为地下目标地质体的精细解释与推断提供更多的地球物理依据。

该项目由物化探所牵头组织实施，物化探所、重庆地质仪器厂、成都理工大学、中国科学技术大学、吉林大学、自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心和南京地质调查中心、安徽省勘查技术院等单位共同承担。项目历经5年，攻克了一系列关键技术，在三维电磁探测方法研究、仪器开发与工程化、软件开发与集成、系统试验与应用示范等方面取得重要成果。

在三维电磁探测方法研究方面，根据天然电磁场和人工电磁场的传播特点，结合地球物理电磁法仪器的发展和大深度精细勘查的需求，研究设计了5种电法的三维分布式探测方法技术，并通过场地试验和应用检验，实现了多源发射，面积上多点、多方位同步测量的三维电磁探测工作方法。

在仪器开发与工程化方面，在项目已有研究基础上，研究解决了仪器间的精确同步、仪器性能参数的自标定、仪器一致性、稳定性与可靠性，以及超大功率场源系统的建立等系列技术难题，实现了大地电磁测深、可控源音频大地电磁测深、时间域频率域激电、磁性源瞬变电磁测深等方法的三维测量仪器工程化开发，生产出了160千瓦、30千瓦、5千瓦系列多功能电磁法发射机8台套、分布式多功能电磁法接收机150部、频率域感应式磁传感器90部、10千瓦瞬变电磁发射机4台套、瞬变电磁三分量接收机60部、三分量高温超导磁强计10部、三分量时间域感应式磁传感器60部、三分量磁通门磁场传感器2部。

在工程化和产品化过程中，物化探所创新研发思路和发展模式，与中地装（重庆）地质仪器有限公司紧密结合，在样机开发过程中，产业化单位技术人员提前介入，配合科研人员按产品化要求对三维电磁探测仪器进行设计开发，形成了大深度三维电磁探测仪器的加工工艺、生产流程、检测方法以及仪器操作维护手册，完成了企业技术标准备案文件，提升了产品化样机的稳定性、可靠性和实用性，促进了市场推广和应用。

在软件开发与集成方面，实现了正确快速计算、压制地形影响、获取可靠三维电性参数及构建三维电磁数据的三维地质解释和地质模型的成果表达，开发集成了5种电法方法集数据管理、人机交互建模、数据成图、数据预处理与正反演为一体的三维电磁探测软件系统，可方便快捷地浏览数据与输出图形图像。

在系统试验应用方面，通过野外场地功能试验以及与国外商品化仪器的对比试验，完善了三维电磁探测工作方法，检验了仪器与软件性能；利用开发的方法技术系统在河北文安野外试验场、北京市大兴野外试验场、甘肃柳园花牛山铅锌矿区、甘肃柳园花牛山金矿区、新疆哈密拉伊克勒克斑岩铜矿区、内蒙古扎鲁特含油气盆地、新疆克拉玛依市达尔布特试验区、安徽庐江黄屯硫铁矿区、甘肃北山营毛沱-玉石山、江苏宁芜等试验区开展了试验研究和应用示范。根据取得的电性参数，建立了各试验区的地质-电性模型，圈定了7处找矿靶区，其中在安徽庐江黄屯硫铁矿试验区发现的电性异常经钻探验证，在深部310米以下见到铜金矿体。

集成研发的系统可全面实现时间域激电法、频率域激电法、可控源音频大地电磁测深法、音频大地电磁测深法、大地电磁测深法、瞬变电磁测深法等多种电磁探测技术方法的三维测量工作，因采用高精度GPS与恒温晶体的混合同步技术，实现了多测站、多分量全天候的阵列式同步测量，可以获取更高分辨率的电磁三维测量数据。

专家组一致认为，项目提交验收的资料齐全，圆满完成了各项目标任务，达到了考核指标要求；在三维电磁探测方法研究、仪器硬件研制、软件开发和集成、仪器工程化开发和方法技术示范应用等方面取得了系列成果，同意项目通过验收。项目的成功实施，使我国电法勘探技术实现了由二维测量向三维测量的跨越式发展，推动了我国大深度电磁探测设备的自主化、实用化和产业化进程。同时，作为项目牵头单位，物化探所创新发展思路，联合高等院校和地勘单位，创新形成了一条产、学、研、用紧密结合的发展道路，培养了一批我国地球物理电磁方法技术研究与仪器研发的高级人才，形成了相对稳定的研发团队，提升了物化探所和国家现代地质勘查工程技术研究中心、部地球物理电磁法探测技术重点实验室的持续创新能力。