探索资源环境和谐发展之路

邓杰 邓善芝

资源的综合利用，主要是指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；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；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。

资源综合利用的重要性

矿产资源综合利用不仅是解决矿产资源短缺的重要途径，而且是实现矿业经济可持续发展战略目标的现实选择，对有效利用和合理保护自然资源起着积极的推动作用。矿产资源综合利用是矿产开发的一项重要政策，也是合理开发、保护环境、维护生态平衡的一种有效手段。在矿产资源综合利用过程中，倡导低碳经济不仅有利于缓解我国经济发展的资源约束矛盾，调整优化结构和转变经济发展方式，而且对于减少污染排放、改善环境质量具有重要意义。

1.矿产资源低碳开发

就我国有色金属工业来说，每年排出废石上亿吨、尾砂7000多万吨，占用大量土地；数亿吨废水只有少部分复用或处理达标后排放。有色金属材料生产过程的许多材料含有一定量的有毒金属，如汞、镉、钍等，产生的废弃物已成为环境污染的重要因素之一。有色金属采选回收率仅为50%～60%；矿产资源综合利用率达70%的矿山仅占7%，综合利用率达50%的矿山不到15%，75%的综合型矿山企业综合利用率不到2%～5%；选矿回水利用率65%～70%；尾矿综合利用率为20%左右；冶炼的资源综合利用率为40%～60%，许多共、伴生矿没有综合回收；工业水重复利用率为72.8%；固体废物资源综合利用率为7%～8%；SO2的利用率约70%左右，致使每年排放大气中的SO2高达50余万吨。因此在有色金属工业的采、选、冶、加工过程中，对尾矿及“三废”进行综合利用显得格外迫切。

2.再生资源回收利用

除开展矿产资源的综合利用之外，发展再生资源回收利用也是非常重要。

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。业内预计，到2020年末，我国再生资源回收行业整体产业链产值将达3万亿元。

资源综合利用的途径

综合利用固体废物生产的产品包括：利用煤矸石、铝钒石、硼尾矿粉、锅炉炉渣、冶炼废渣、化工废渣及其他固体废弃物生产建材产品、电瓷产品、肥料、土壤改良剂、净水剂、作物栽培剂；利用制糖废渣、滤泥、废糖蜜、淀粉废渣、造纸污泥等生产造纸原料、建材产品、酒精、饲料、肥料、赖氨酸、柠檬酸、核甘酸、木糖，碳化硅、饲料酵母，及多种有机糖类。

综合利用废水（液）生产的产品包括：利用化工、纺织、造纸工业废水、制盐液（苦卤）及硼酸废液，生产银、盐、锌、纤维、碱、羊毛脂、多种无机盐类、粘合剂、酒精、香兰素、饲料酵母、肥料、制冷剂、阻燃剂、燃料等；利用酿酒、酒精、制糖、制药、味精、柠檬酸、酵母废液生产饲料、食用醋、酶制剂、肥料、沼气，以及利用糠醛废液生产的醋酸钠；利用石油加工、化工生产中的废硫酸、废碱液、废氨水以及蒸馏或精馏釜残液，生产硫磺、硫酸、硫铵、氟化铵、芒硝、硫化钠、环烷酸、肥料，以及酸、碱、盐等无机化工产品和烃、醇、酚有机酸等有机化工产品。

再生资源生产的产品包括：回收生产和消费过程中产生的各种废旧金属、废旧轮胎、废旧塑料、废纸、废玻璃、废旧家用电器、废旧电脑及其他废电子产品 ，从中提取金属（包括稀贵金属）非金属和生产的产品；利用废棉、废棉布、废棉纱、废毛、废丝、废麻、废化纤、废旧聚酯瓶和纺织厂、服装厂边角料，生产造纸原料、纤维纱及织物、无纺布、毡、粘合剂、再生聚酯产品；利用废轮胎等废橡胶、废塑料生产的胶粉、再生胶、轮胎、防水材料、橡胶密封圈、塑料制品、建材产品、装饰材料、保温隔热材料；利用杂骨、皮边角料、毛发等生产骨粉、骨油、骨胶、明胶、胶囊、磷酸钙及蛋白饲料、氨基酸、再生革、生物化学制品。

城市矿产垃圾：放错地方的资源

据测算，每回收利用1万吨再生资源，可节约自然资源4.12万吨，节约煤1.4万吨，减少6万吨～10万吨垃圾处理量；每利用1万吨废钢铁，可炼钢8500吨，节约铁矿石2万吨，节能0.4万吨标煤，少产生1.2万吨废渣，减少86%的空气污染。

在“城市矿产”回收体系当中，垃圾分类处理是废弃资源再生回收利用中重要的一个环节。通过分类投放、分类收集，把有用物资，如纸张、塑料、橡胶、玻璃、瓶罐、金属以及废旧家用电器等从垃圾中分离出来回收利用，既提高垃圾资源利用水平，又可减少垃圾处置量。按照一般城市特点，我们将城市可能产生的垃圾进行分类，主要分为：动物尸体、人畜粪便、可回收垃圾、餐厨垃圾、有害垃圾和其他垃圾。

垃圾分类处理大致分为三个步骤：湿垃圾（有机垃圾）在有机垃圾加工利用厂被加工成有机肥或有机复合肥，用于绿化或农业施肥；干垃圾（无机垃圾）在生活垃圾分拣中心被进一步细化分类为废纸张、废塑料、废玻璃、废金属等可回收利用成分，再由相应的再生利用厂进行再生利用；有害垃圾在有害垃圾分拣处置站分拣，可回收利用物送去回收利用，残渣进行焚烧或安全填埋处理。

对垃圾进行分类收集，有以下诸多优点:

一是减少占地。生活垃圾中有些物质不易降解，使土地受到严重侵蚀。垃圾分类，去掉能回收的、不易降解的物质，能减少垃圾数量达60％以上。

二是减少环境污染。废弃的电池中含有金属汞、镉等有毒的物质，会对人类产生严重的危害；土壤中的废塑料会导致农作物减产；抛弃的废塑料被动物误食，会导致动物死亡。

三是变废为宝。中国每年使用塑料快餐盒达40亿个，方便面碗5亿~7亿个，一次性筷子数十亿支，这些占生活垃圾的8％~15％。1吨废塑料可回炼600公斤柴油。回收1500吨废纸可生产1200吨纸。1吨易拉罐熔化后，能炼结成1吨很好的铝块，可减少开采20吨铝矿。生产垃圾中有30％~40％可以回收利用，应珍惜这个本小利大的资源。

石墨，缘何脱颖而出？

曾小波 徐明

2008年，英国曼彻斯特大学两位学者因发明石墨烯材料获得诺贝尔奖，在全球引发“石墨热”；欧盟宣布石墨烯入选“未来新兴旗舰技术项目”，并设立专项研发计划；日本将石墨作为重要战略性矿产资源进行储备；美国将石墨列为高新技术产业的关键矿物原料，实行立法保护。2015年10月，习近平总书记考察访问英国莫彻斯特大学石墨烯重点实验室；2015年10月，华为与曼彻斯特大学石墨烯研究所签订石墨烯合作战略协议；2016年，《全国矿产资源规划》将晶质石墨列为我国战略性非金属矿产资源。

石墨烯晶体结构模型

石墨到底是一种什么样的资源，为什么会在众多矿产资源中“脱颖而出”？在中国经济面临新常态、产业转型升级的关键时期，晶质石墨资源开发及高科技利用将会带来怎样的机遇与挑战？

一、晶质石墨是什么

石墨，别称“石涅、石黑、石螺、石黛、画眉石”，是C元素的结晶矿物之一，素有“黑金子”的美称，呈钢灰色、黑灰色，具半金属光泽，有滑感，易污手。

石墨分为天然石墨和人造石墨，天然石墨可分为晶质石墨和隐晶质石墨。晶质石墨特别是大鳞片晶质石墨是高端石墨产品的重要原料，工业价值较大。

中国石墨矿产分布及生产加工基地示意图

二、晶质石墨的战略地位

1.晶质石墨的性质

晶质石墨具有金属和非金属两种特性，同时是碳结晶矿物，具有优异的导电、导热、自润滑、耐高低温、高化学稳定性、密封、抗辐射及可塑性型强等特点，使其在光学、微电子、热力学等方面具有独特的优异性能。

2.晶质石墨的主要产品

耐火材料：鳞片石墨大量应用于冶金工业中的石墨坩埚和镁碳砖生产等。

高纯石墨：高纯石墨材料要求C≥99.9% ，用于核能、半导体等高新技术产业的材料，则要求C≥99.99 %。

铸造工业用石墨：用石墨作铸模涂料，增加铸件的光滑度，减少铸件的裂纹和孔隙。对石墨原料的要求一般粒度0.074mm，含碳70%～80％。

柔性石墨：具有较高的化学稳定性、耐高低温、耐腐蚀、耐辐射、导电、导热、安全无毒，且具有良好的柔韧性、自粘性和润滑性，广泛应用于石油、化工、冶金等领域。

胶体石墨：拉丝用石墨乳粒度小于10μm，含碳98%～99％；模锻用石墨乳呈鳞片状，含碳要求在80%～99％以上，粒度＋0.15μm。

锂离子电池负极材料：目前成熟应用的主要是碳石墨材料，是电子、新能源汽车等新兴产业的关键性材料。

各向同性石墨材料：是核能、半导体、电火花加工等高新技术产业发展急需的高端石墨产品，大量用于单晶硅、多晶硅等半导体材料的制造设备。

电气工业用石墨：利用石墨制作电极、电刷、碳棒、碳管、阳极板、石墨垫圈等。对石墨原料的要求为粒度43μm，含碳94%～97％。

石墨烯：是目前发现的最薄最轻、硬度最高、韧性最强、导热性和导电性最好的纳米材料，被誉为“21世纪的新材料之王”。

3.晶质石墨的战略地位

晶质石墨是多种工业必需的关键性原料：在航空航天方面，用于制造远程导弹或者航天火箭推进器的材料、宇宙航行设备的零部件等；在国防军工方面，用于制造新型潜艇的轴承，生产国防用高纯石墨、火药、石墨炸弹、隐形飞机和导弹的鼻锥等；在化工方面，用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、泵等设备，用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业；在电子方面，用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层、电磁屏蔽的导电塑料等；在新能源汽车方面，可用于锂离子电池负极材料；在核能工业，高密度的高纯石墨和氟化石墨，用作核反应堆中子减速剂和防原子辐射的外壳；在光伏产业，石墨烯是一种较好的储氢材料，用于制作大比电容的超级电容，提高锂电池的充放电效率，石墨烯也是太阳能电池较好的备选材料。

晶质石墨将带动新能源、新材料等领域的技术革命。石墨烯将带来诸多工业革命性的技术进步，是未来科技竞争的核心。计算机及互联网领域的技术革命：石墨烯芯片的主频可达1000GHz，是普通晶硅电脑芯片的数百倍；通信领域的技术革命：石墨烯制成的天线以1000GHz的频率正常工作，远超目前常规的天线；新能源工业技术进步：石墨烯制成的超级电容器，充电时间只需1 毫秒，新能源汽车电池有望充电10分钟，连续开行1000公里；国防军工：石墨烯强度比钢强200倍，是现有测试材料中轻度最强的，这将带来武器工业的技术革命。

4.晶质石墨的需求

未来，传统领域石墨需求保持稳定，新兴产业石墨需求将快速增长，需求增长集中在晶质石墨。据中国地质调查局预测，2020年晶质石墨需求将达到95万吨，新兴产业需求占比将超过45%，其中，新能源和新能源汽车领域需求约23万吨，核电领域需求约14万吨，高端制造和电子信息等领域需求10万吨以上。预测到2030年，晶质石墨需求将达到135万吨，新兴产业需求占比将进一步提高。

三、晶质石墨产业发展机遇与挑战

1.我国石墨资源丰富，资源保障程度高。

据美国地质调查局（USGS）统计，2017年，全球石墨储量2.7亿吨，80%集中分布于土耳其、巴西和中国。矿石种类上，晶质石墨主要分布在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国；隐晶质石墨矿床主要分布于土耳其、印度、韩国、墨西哥、奥地利、中国等地。多数国家只产出某一类型石墨，中国是少数几个石墨资源种类齐全的国家之一。

中国石墨资源丰富，总保有量长期位居世界前列，其中晶质石墨资源量约2.6 亿吨。晶质石墨以大、中型矿居多，占矿产地总数的70%，全国晶质石墨保有矿物储量约88%集中分布于大型矿中。目前，我国已形成六大石墨生产加工基地，产量占全国的80%以上，其中晶质石墨主要产地有黑龙江鸡西、黑龙江萝北、山东平度、内蒙古兴和等；隐晶质石墨主要产地有湖南郴州、吉林磐石等。

2.晶质石墨深加工技术相对落后，尚未成为资源强国。

长期以来，我国晶质石墨深加工技术相对落后，大量出口低附加值产品，高端深加工产品主要依赖进口，开发利用粗放。

石墨产品一般分为高纯石墨（固定碳含量>99.9%）、高碳石墨（94%~99%）、中碳石墨（80%~93%）和低碳石墨（50%~79%）四大类，国内企业主要生产低碳、中碳石墨产品，高碳和高纯石墨产品较少。球化石墨、柔性石墨和氟化石墨等深加工产品占比有限，深加工技术相对落后。出口的石墨产品80%为初加工产品，同类产品进出口价格相差悬殊，如球化石墨进口价格是出口价格的两倍以上。

石墨矿石中含有大量的杂质矿物，晶质石墨矿石的品位较低，一般为3%~15%，但可浮性很好。在选矿过程中，需采用多段磨矿多段选别，通过筛分或水力旋流器分级，及时将已解离的大鳞片石墨分离出来，避免受到反复磨损。

我国中小型采选企业数量多，生产规模小而散，技术设备落后，采富弃贫、采易弃难等现象突出，晶质石墨利用率仅为40%，资源浪费严重。

四、结语

晶质石墨不仅应用于耐火材料、电极电刷、铅笔、铸造、密封、润滑等传统工业领域，更是高端装备制造、新能源、新材料等战略性新兴产业及核电领域的关键资源，被誉为“21世纪支撑高新技术发展的战略资源”，素有“黑金”美誉。随着技术发展和应用领域的不断拓展，晶质石墨资源的战略地位越来越受到重视。

我国是世界石墨资源大国，第一大石墨生产国、出口国和消费国，但长期以来石墨加工技术落后，大量出口低附加值产品， 高端深加工产品主要依赖进口，资源优势未能转化为技术和经济优势。未来，随着我国石墨资源战略地位凸显，科学利用和保护天然石墨资源，开发深加工技术和发展高端产品，将成为石墨产业发展的必然趋势。

中国地质学会近日开展了第九届黄汲清青年地质科学技术奖的评奖活动。经过严格的评选程序，14位优秀的青年地质科技工作者获此殊荣。

中国地质学会黄汲清青年地质科学技术奖分设地质科技研究者奖、野外地质工作者奖、教师奖。此次评选的14名获奖者中，孙有斌等6位同志获黄汲清青年地质科学技术奖——地质科技研究者奖；李常锁等7位同志获黄汲清青年地质科学技术奖——野外地质工作者奖，郭颖同志获黄汲清青年地质科学技术奖——教师奖。

黄汲清是新中国地质事业的开拓者和奠基人之一。他一生始终把国家和民族的利益放在首位，坚持理论与实践相结合，在国内外地学界享有很高的声誉。他生前特别关注青年地质人才的培养。

中国地质学会黄汲清青年地质科学技术奖是我国青年地质科技工作者的最高荣誉奖之一，这一奖项主要奖励45岁及以下，在地质科学领域有创造性科学成就或在地质勘查及地质教育中做出突出贡献的地质工作者，该奖项已在社会上产生良好影响。黄汲清青年地质科技奖每两年颁发一次。

附获奖名单：

地质科技研究者奖

孙有斌，1973年10月出生，第四纪地质学专业，博士研究生，中国科学院地球环境研究所研究员。从事风尘沉积、古季风演化及粉尘源区干旱化研究，探讨了不同时间尺度季风-干旱环境的演化过程及动力学，揭示出太阳辐射、冰量和CO2变化及大西洋经向环流对轨道-千年尺度东亚季风变率的影响，确定了冰期-间冰期黄土物源变动与大气环流强度变化的关联。研究成果分别发表在Science、Nature Geoscience、Nature Communications、EPSL、QSR等国际刊物上，已发表SCI论文80篇(第一作者和通讯作者SCI论文32篇)，论文被SCI引用3400余次，高被引指数(H-Index)为32。主持过国家重点研发计划和科技部973项目二级课题、中科院百人计划择优支持项目、基金委杰出青年科学基金等多项课题。曾获中国地质学会青年地质科技奖（2010年）、刘东生青年地球科学家奖（2011年）、中国科学院青年科学家奖（2012年）、国家自然科学二等奖（2016年，排名第2）。

郭华明，1975年9月生，水文地质学专业，博士研究生。现任中国地质大学（北京）教授，博士生导师，水文地质学学科负责人，国家杰出青年科学基金获得者。国际地球化学学会会员，中国地质学会青年工作委员会副主任，国际SCI期刊Journal of Hydrology主编、Applied Geochemistry副主编等。先后主持国家自然科学基金项目、霍英东基金项目等30余项。发表论文120余篇，获批发明专利2项。曾入选教育部新世纪优秀人才支持计划（2007年）、原国土资源部国土资源杰出青年科技人才培养计划（2013年）、科技部中青年科技领军人才（2017年）等，获中国地质学会青年地质科技奖银锤奖（2007年）。郭华明紧密围绕高砷地下水的形成机理和治理技术领域的关键科学问题，开展了深入研究，揭示了典型水文地质单元高砷地下水的分布演化规律，发现了一些典型的生物地球化学过程和矿物相转变是控制地下水砷分布的重要过程；从水文地球化学和微生物学相结合的角度，揭示了地下水系统砷释放的铁氧化物和吸附态砷的微生物还原机制；定量描述了含铁矿物形成和转变对砷的吸附机理，发现内层络合的砷‐铁配位方式是关键吸附模式，揭示了与砷配位的铁原子数越多砷吸附量越大的微观机理。

郭威，1979年11月出生，地质工程专业，博士研究生。现任吉林大学建设工程学院勘察工程系主任，教授，博士生导师。主持国家和省部级科研项目8项，发表论文59篇，出版专著3部，授权专利71件，获国家技术发明二等奖1项，教育部技术发明一等奖1项，获中国地质学会第十四届青年地质科技奖金锤奖、吉林省青年科技奖、吉林大学李四光地学优秀青年教师奖。成功研发了具有自主知识产权的陆域天然气水合物冷钻热采关键技术，为我国首次钻取陆域水合物和成功试开采提供了技术支撑。研发了局部化学法油页岩地下原位转化技术，地下原位成功开采出油页岩油，标志着我国油页岩资源利用技术取得突破性进展。

黄雨，1973年4月出生，地质工程专业，博士研究生。现任同济大学土木工程学院教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者、教育部长江学者特聘教授。兼任《Engineering Geology》等4本国际期刊编委、中国地质学会工程地质专业委员会委员、构造地质学与地球动力学专业委员会委员等。

黄雨长期从事重大工程地质灾害成因机理与防治研究，揭示了地震触发土体大变形流动的时空演化规律与致灾机制，构建了相关高性能计算模型，较好实现了灾害全过程的模拟与评估。主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题等项目；出版英文专著2部，发表SCI论文72篇、EI论文53篇；获国家发明专利授权10项，教育部自然科学二等奖、全国优秀城乡规划设计一等奖、宝钢优秀教师奖等。

朱东亚，1975年10月出生，石油地质勘探专业，博士研究生。现在中国石化石油勘探开发研究院工作，研究员，主要从事沉积储层以及流体与成藏机理研究。他先后主持国家自然科学基金、科技部重点研发计划、中国石化科技攻关等各类科研项目（任务）10余项。在国内外知名期刊发表论文61篇，其中SCI收录18篇，EI收录21篇。2014年获中国地质学会青年地质科技奖金锤奖。

此外，朱东亚还阐述潮坪-泻湖-高能滩相白云岩体系白云岩化机制和多级次岩溶储层发育动态过程；揭示深部流体作用下孔隙发育和保持机理，预测塔里木盆地断裂-热液区域深层-超深层优质储层持续向深部拓展；建立天然超临界CO2-油耦合成藏模式，论证苏北盆地深层栖霞组为有利勘探目的层。

王晓梅，1977年6月出生，油气地球化学专业，博士研究生。中国石油勘探开发研究院高级工程师，中国石油油气地球化学重点实验室副主任。

近十年主要从事中国元古代黑色页岩沉积环境、生物种群和生烃潜力评价等基础研究，发现地球轨道力控制了元古代烃源岩发育的旋回性，首次计算14亿年前的大气氧气浓度（PAL）高达4~8% PAL，重建最古老的最低氧化带海洋。在国内外一级学术刊物发表论文50篇，其中SCI/EI收录34篇，SCI统计引用293篇，其中他引258篇；CSCD统计引用213篇，其中他引197篇，（合作）发表专著2部。申请国家发明专利4项，获授权1项。相关成果获省部级奖4项，2015年获中国地质学会青年科技奖银锤奖，2016年获中国石油天然气集团公司杰出青年科技创新人才称号。

野外地质工作者奖

李常锁，1976年3月出生，水文地质工程地质专业，现任山东省地矿工程勘察院总工程师，工程技术应用研究员。自1999年以来，一直在野外一线从事水文地质、环境地质、地热地质调查研究工作。在山东省水生态环境开发与保护，济南泉水保护、服务地方经济、地矿科技创新等方面作出了重要贡献，产生了明显的经济和社会效益。

李常锁主持完成的“山东省1∶25万区域水文地质环境地质调查”项目，系统深化了对山东省水文地质环境地质条件演化规律的认识，成果获国土资源科学技术二等奖；通过多项与济南泉水保护相关的研究，重新识别了泉水形成机理、水环境演化规律、定量评价了影响济南泉水喷涌的因素，重新划定了济南泉域边界。

近20年来，李常锁先后主持及参加完成了30多个省部级科研与生产项目，获省部级一等奖1项，二等奖2项，发表学术论文30余篇（其中SCI收录2篇、EI收录5篇）。曾获中国地质学会第十四届青年地质科技奖银锤奖，2017年度“山东省有突出贡献的中青年专家”等荣誉称号。

王小军，1997年7月毕业于石油大学（北京）石油地质勘查专业，2012年6月加入中国共产党。现任新疆油田公司勘探开发研究院党委委员、院长。

王小军先后负责完成了中石油和新疆油田分公司等科技攻关项目或课题17项，其中主持完成项目8项。获省部级科技进步二等奖3项，局级科技进步特等奖2项，一等奖2项、二等奖3项、三等奖1项；出版专著1本，获软件著作权1项，发表学术论文21篇。2006年被新疆油田授予“勘探方案优秀设计者”等称号，2013年负责编制的《克拉玛依油田金龙2井区块二叠系油藏评价井部署意见》方案获“评价部署优秀方案”。2017年被《新疆石油地质》杂志聘为编委，2017年被克拉玛依校区石油专业指导委员会聘为委员。王小军同志带领的研究团队相继被授予自治区级“青年突击队”、集团公司“科技工作创新团队”、克拉玛依市“工人先锋号”、“五四红旗团（青）支部”等荣誉称号。

胥燕辉，1974年12月出生，地质矿产勘查专业，硕士研究生，现任中国冶金地质总局第一地质勘查院总工程师，教授级高级工程师。

胥燕辉自1997年参加工作以来，一直从事地质矿产勘查工作，主持完成了多项大型地质勘查项目，取得了重大地质找矿突破，尤其是在冀东铁矿勘查中成果显著，提交了多个大型及特大型铁矿，累计提交铁矿资源量近30亿吨，并系统研究了冀东铁矿成矿规律和有效的综合勘查技术方法，起到了很好的示范作用。曾获国土资源科学技术一等奖、中国地质学会十大地质找矿成果十大地质科技进展、冶金科学技术一等奖、中国地质学会青年地质科技奖银锤奖、中央企业青年五四奖章、中央企业青年岗位能手等荣誉。

康世虎，1977年9月出生，资源勘查工程专业，硕士研究生，现任核工业二〇八大队地勘一处处长，研究员。

多年以来，康世虎一直坚守在野外生产一线，致力于二连盆地铀矿勘查与科研工作，先后参加和主持了20多个铀矿勘查项目，发现了超大型、大型等多个铀矿床。主持发现了以哈达图大型铀矿床为代表的重大找矿成果，单孔最高平米铀量达63.77kg/m2，创造了二连盆地铀矿勘查史上单孔平米铀量最高记录。提出了多项创新性认识，建立了“哈达图式”铀成矿模式。

康世虎先后获得国防科学技术进步二等奖一项、中核集团公司特等奖一项、一等奖两项、二等奖一项，中国地质学会十大找矿成果奖一项，获得中国地质学会第十四届青年地质科技奖银锤奖。

张会琼，1982年12月出生，矿物学、岩石学、矿床学专业，博士研究生，高级工程师，现任北京矿产地质研究院科技处处长，中国地质学会副秘书长，中国地质调查局矿产资源绿色评价中心秘书长，中国地质学会青年工作委员会委员。

张会琼长期工作在地质调查以及科技管理一线，主要从事成矿规律、找矿预测及地质调查等方面的工作，主持或作为骨干参与国家项目11项，获得省部级科技奖励6项，其中一等奖3项，“358”找矿成果一项。2017年获得中国地质学会第十六届青年地质科技奖金锤奖，公开发表文章34篇，著作1部，在新疆哈密卡拉塔格等矿山深边部找矿预测，探索创新矿产资源基地地质-环境-技术经济“三位一体“的综合地质调查等地质科技创新实践中取得了突出成绩。

李鸿睿，1976年4月出生，地质调查与找矿专业，本科学历，现任甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院副院长、地质矿产勘查所所长。

李鸿睿先后参与或主持完成了10多个区域地质矿产调查、矿产勘查项目。发表论文10篇（第一作者4篇、CSCD收录一篇）。

此外，李鸿睿还先后获得2018年自然资源部国土资源科技进步奖二等奖、2014年中国地质学会十大找矿成果奖、中国地质学会第十五届青年地质科技奖银锤奖、第九届甘肃省青年地质科技奖、甘肃省职工职业技能大赛二等奖、甘肃省技术标兵、甘肃省地矿局第四届十大杰出青年、第二届全国地质勘查行业“最美地质队员”、甘肃省五一劳动奖章等奖项和荣誉。

傅志斌，1973年12月出生，建设综合勘察研究设计院有限公司副总工，岩土工程研究所所长，教授级高工，全国优秀科技工作者，享受国务院政府特殊津贴专家，注册岩土工程师，注册一级建造师。主要从事工程地质和岩土工程专业研究和工程实践，在复杂地质环境条件下深基坑工程、软土和超软基加固技术及设备研制、岩土文物保护勘察与治理技术等方面做出了突出成绩。主持项目获国家、行业和北京市优秀勘察设计奖7次，中国产学研合作创新成果一等奖1次，詹天佑大奖和国家优质工程奖各1次。获国家发明和实用新型专利15项，全国发明展览会金奖1次。主编、参编各类规范标准9部。获中国地质学会青年地质科技奖银锤奖、全国优秀总工程师奖、茅以升北京青年科技奖、茅以升土力学与岩土工程青年奖等荣誉。北京市科技创新领军人才、百千万工程领军人才、北京市“高创计划”领军人才。住建部勘察设计行业“十二五”、“十三五”规划纲要主要起草人，住建部绿色施工科技示范公告主要完成人，全国勘察设计行业2010-2018年各年度发展研究报告编撰委员。

教师奖

郭颖，1973年3月出生，宝石学、矿物学、岩石学、矿床学专业，博士研究生。现任中国地质大学（北京）珠宝学院副院长，副教授，硕士生导师。主持并完成科研项目2项，国家级教研教改项目1项、北京市专业建设项目1项，出版专著20余部，光盘14张，编写并出版教材3部，包括北京市高校精品教材2部，独立完成国家精品视频公开课2门。获得中国硅酸盐学会青年科技奖提名奖；全国优秀科技工作者；北京市高等教学成果一等奖；北京市首届青年教学名师奖；中国地质学会优秀科学传播专家（3次）；北京市青年教师基本功比赛（高校），文史组一等奖、最佳教案奖、最佳教学演示奖、最受学生欢迎奖；多次获评优秀共产党员、五四奖章等。

此外，郭颖还开展以宝玉石颜色质量评价体系的研究，提出了宝石颜色比对的新方法，据此，发表学术论文60余篇，包括SCI论文9篇、SCIE论文1篇、国际EI论文26篇；专心教学，并发表教学法论文10余篇；投身科普，积极传播中国传统文化，并在多种媒体中发声。

近日，青岛海洋地质研究所深海极端环境探测研究团队在东海冲绳海槽冷泉沉积物铁、锰、硫、碳元素循环耦合研究方面取得新进展，研究成果发表在地球科学领域国际权威期刊Global and Planetary Change。

作为典型的弧后盆地，冲绳海槽广泛发育海底热液和冷泉系统，这对该区域的碳循环具有重要影响。以往冷泉碳酸盐岩的记录显示，热液来源的金属驱动了冷泉区甲烷的厌氧氧化作用，从而降低了冷泉碳泄漏强度。然而，由于缺乏现代孔隙水地球化学数据，导致对研究区域内铁、锰、硫和碳循环之间动态相互作用的认识仍不清晰。

针对上述问题，该研究利用冲绳海槽中段的海底浅钻和重力柱沉积物样品，开展了孔隙水地球化学研究，研究数据首次记录到了热液锰供应对有机质矿化的增强作用，从而降低了弧后盆地中有机碳的埋藏效率。

研究证实：通过厌氧氧化作用可显著改变孔隙水碱度，并促进碳酸盐岩沉淀，从而实现冷泉碳泄漏的截留。此外，该研究还提出了一种新的海底白云石形成机制，认为其与产甲烷带内厌氧氧化作用有关，而非前人认为的沉积物风化、逆风化控制的白云岩化作用。

上述研究对理解弧后盆地中铁、锰、硫和碳的循环具有重要意义，也为认识甲烷丰富但硫酸盐贫乏的太古代海洋提供了科学依据。该研究由青岛海洋地质研究所和崂山实验室共同完成。

 冲绳海槽冷泉沉积物铁、锰、硫、碳元素循环耦合模式

近期，中国地质调查局青岛海洋地质研究所联合中国地质大学（武汉）、崂山实验室开展了裂隙充填天然气水合物成藏模式及其地球物理响应特征等方面的研究。

裂隙充填水合物作为全球天然气水合物资源的重要组成部分，是天然气水合物勘探开发的焦点之一。为了进一步明晰裂隙充填天然气水合物的分布特征与形成机理，该工作从储层沉积到地质成藏等多个角度，全面揭示了裂隙充填天然气水合物在全球的分布与成藏机理；系统总结了裂隙充填天然气水合物的声学特性、电学响应、渗透率演化及力学行为等地球物理特征；梳理出当前裂隙充填天然气水合物研究的主要挑战，并给出了针对性解决方案。

研究结果表明：裂隙充填天然气水合物主要存在于含裂隙的细粒储层中，根据其形成机制可划分为逃逸裂隙充填及非逃逸裂隙充填两类；裂隙充填天然气水合物由于自身的各向异性，其地球物理响应较孔隙充填更加复杂。未来可围绕友好型勘探方法、精确化识别技术（储层评估）、多参数表征、跨尺度融合等角度开展研究。

本研究得到了国家自然科学基金（42276229，92058208，42306240）、崂山实验室科技创新项目（LSKJ202203503）及国家重点研发计划（2022YFC28064001-01）的联合资助。相关成果发表于国际地学领域顶级期刊Earth-Science Reviews（一区TOP，IF 10.8）。

自然环境中的裂隙充填天然气水合物及其分布模式

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

4种钻探模式

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

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

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

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

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

三种取心方式

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

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

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

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

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

4月12日，2023年度青岛市分析测试学会年会在青岛召开，并举办青岛市分析测试学会科学技术奖（QDAIA）颁奖仪式，青岛海洋地质研究所申报的“海洋天然气水合物电阻率多尺度实验测试技术及应用”成果荣获一等奖。

该成果主要依托“天然气水合物储层模拟与测试技术”“天然气水合物实验测试技术更新”等项目，构建了“孔隙-岩心-井场”多尺度的天然气水合物电阻率实验测试技术体系，实现了以微观机理提升介观趋势的解释和刻画，进而服务宏观状态的反演，有利推动了电学探测技术在海洋天然气水合物资源勘探开发中的应用效果和服务场景。

该科学技术奖由青岛市分析测试学会主办，主要围绕分析测试领域中理论研究、技术创新、标准研究、社会安全与公共服务等方面的创新性成果进行表彰，本次共评选出一等奖8项、二等奖7项和青年奖4项目。

峰丛洼地型地下河系统是广西农村主要的供水水源，但受控于其特殊地质结构，地下河系统具有水文动态变化大、旱涝灾害频发、开发利用困难、易受污染等特点，成为制约当地生态环境可持续发展的瓶颈问题。水文过程是岩溶生态环境可持续发展的关键驱动力，阐明其相关过程和机理是解决此问题的核心。中国地质科学院岩溶地质研究所科研人员选择桂林毛村地下河流域，解析各次级架构（泉、天窗、管道、裂隙）的水文地质特征，评价各含水介质的蓄水能力。各次级架构的水文衰退曲线均可划分为三个阶段，且每个阶段均符合指数模型，表明毛村地下河流域含水介质遵从孔隙-裂隙-管道模型；根据各次级架构水文衰退曲线计算孔隙水、裂隙水和管道水的比例，结果表明慢速流是毛村地下河流域蓄水的主要模式，快速流在上游浅层水循环的次级架构中所占比例最大；各次级架构电导率的变化曲线随着水位的变化而变化，基于电导率和水位变化曲线间的动态数学关系，计算得出基质的电导率值大于200 μS/cm，管道水的电导率值小于100 μS/cm，利用岩溶水体电导率的动态变化特征，可用于评估复杂岩溶含水系统的水资源量，在复杂岩溶地貌区水文地质研究具有广阔的应用前景。相关研究成果发表在国际期刊Journal of Hydrology。

定量评价地下水系统环境容量对地下水资源可持续利用、地下水污染治理等有重大的科学理论意义和实践应用意义。现有评价方法对地下水环境容量影响单要素因子状态研究较多，但忽略了因子之间的相互作用机制，导致评价结果难以准确反映其大小。南京地调中心提出了松散孔隙地下水系统环境容量定量评估研究方法，实现了多因子耦合作用下地下水环境容量最优模拟计算，为地下水环境容量研究提供了新的技术方法，同时也为合理利用地下水资源、保护水环境提供了理论依据

近日，中国地质调查局武汉地质调查中心承担的“中扬子地区古生界页岩气基础调查”项目，与兰州大学和中国地质大学（武汉）合作承担的国家自然科学基金重点项目“中国南方寒武系页岩有机质、流体和孔隙演化耦合机制研究”联合开展野外考察与交流活动。

基于对我国中扬子地区页岩气勘探中基础地质问题攻关的共同目标，两个项目组共同考察了鄂西地区鸭子口剖面和湘西地区刀背溪剖面，并就相关的重要基础地质问题开展了深入交流。“中扬子地区古生界页岩气基础调查”项目组在野外工作中，既强调以富有机质泥页岩为研究重点的岩石地层划分，为页岩气勘探提供依据；又注重开展以生物地层、年代地层为等时地层格架的多重地层划分对比，不但为盆地演化的研究奠定了基础，也为其它沉积型矿产的勘探开发提供了可靠的基础资料，为今后自然资源综合利用和生态保护提供依据。陈红汉教授对武汉地调中心项目组所开展的工作和取得的成果表示赞许，同时，他基于野外观察和统计结果，初步厘定了中扬子地区下古生界页岩在多期排烃和保存中的演化状态，使武汉地调中心项目组成员深受启发，对工作区内页岩气的破坏与保存机理有了新的认识视角。

本次联合野外考察分别由武汉地调中心王保忠博士和中国地质大学（武汉）陈红汉教授带队。双方项目组成员一致认为，通过开展不同地调科研团队联合野外考察，有助于多学科的交叉融合，有助于创新思维的培育，有助于成果水平的提升，有助于人才培养和团队建设，有助于提升对自然资源中心工作的支撑服务能力。

全球非常规天然气资源量约923万亿立方米，其中近半数为页岩气，其资源量（456万亿立方米）与常规天然气（378万亿立方米）相当。美国是开发页岩气资源最早、最成功的国家之一。已发现的页岩气盆地主要是分布在以 Appalachian盆地为主的东部早古生代前陆盆地带、以 Fort Worth盆地为代表的南部晚古生代前陆盆地带、以 San Juan盆地为代表的西部中生代前陆盆地带以及以 Michigan 盆地和 Illinois盆地为代表的古生代—中生代克拉通盆地带。

Appalachian盆地位于美国东北部，是美国石油工业的发源地，也是目前页岩油气资源勘探开发的主要盆地之一，其中的Marcellus页岩是北美洲最高产的区带之一。尽管Marcellus页岩区带仍是Appalachian盆地中具有低风险、高质量的资源区域，但是该区域内很多业内领先的生产商都在逐渐将他们的注意力从Marcellus页岩转向其下覆地层，美国能源部化石能源办公室认为“就厚度和延伸范围等方面而言，Marcellus页岩下方的Utica页岩的油气勘探开发潜力更大”。Utica/Point Pleasant页岩属于目前美国页岩气产量增长最为迅猛的页岩区带之一。

我国页岩气资源丰富，勘探开发前景广阔，目前已在四川盆地及周缘多个区块取得海相页岩气勘探开发突破。四川盆地具有与美国东部典型盆地（如Appalachian盆地）相似的构造演化和地质条件，均为古生代沉积的海相盆地，页岩气勘探前景良好。美国典型盆地的页岩气开发为我国的页岩气开发展示了良好的前景，对我国页岩气的高效开发具有重要的参考意义。

中国地质调查局地学文献中心（中国地质图书馆）文献情报室依托地调局二级项目“地学情报综合研究与产品研发”，针对美国Appalachian盆地石油天然气研究协会（AONGRC）和西维吉尼亚大学的相关研究成果组织编译了《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑，旨在为国内页岩气勘探开发提供借鉴。

《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑集合并包含了不同尺度下进行的研究成果，范围涵盖了从盆地规模的地层和构造，到储层中因有机质生气而成的纳米级孔隙。主要包含三大方面内容：①描述和评估了Utica页岩和Appalachian盆地北部相应岩层的岩性、烃源岩、地球化学特征、地层发育特征、沉积环境及储层特性；②通过区域填图、钻井活动和生产动态跟踪的整合，确定了Utica石油和天然气富集区；③通过本研究过程中收集的地质和地球化学数据，提供了基于生产和体积计算的Utica资源量评估。第一章对Utica页岩的地质研究进行了简要介绍，包括所有数据的访问、组织和管理。第二章为Utica钻探活动和生产动态跟踪成果。第三章描述了整个研究区域Utica和与之相应的岩层的岩相特征。第四章阐述了测井分析、相关对比和填图成果。第五章介绍了岩心研究结果，包括沉积环境的解释。第六章涉及无机地球化学研究成果。第七章介绍了Utica源岩的地球化学发现和解释。第八章提供了储层孔隙成像和孔隙度/渗透率数据。第九章为资源评估结果。第十章为Appalachian盆地北部Utica区带开发的总体结论及意义。参考文献的完整清单包括在第十一章中。

后续地学文献中心还将完成《东得克萨斯和路易斯安那州西部Haynesville页岩气地质》专辑，敬请关注。