随着经济社会的发展，以气候变化为核心的全球环境变化，正在广泛而深刻地影响着人类社会的方方面面。气候变化所导致的气温增高、海平面上升、极端天气与气候频发等，对自然生态系统和人来生存环境产生了严重影响。增加能源供应和来源途径、改善能源结构，是减少温室气体排放量、解决全球气候变化问题的根本途径。而作为新型能源的地热资源越来越受到人们关注，它具有低成本、可持续利用和环保等其它能源所不可比拟的独特优点。可以说，大力推进地热资源开发利用，改善能源结构，对于解决日趋严重的全球环境问题具有重要的意义。

● 什么是地热资源？

地热资源是指能够经济的被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。我国地热资源可分为浅层地热能资源、水热型地热资源和干热岩资源三种类型。目前可利用的地热资源主要包括：通过热泵技术开采利用的浅层地热能、天然出露的温泉、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。我国地热资源种类繁多，考虑地质构造特征、热流体传输方式、温度范围以及开发利用方式等因素。

● 地热是如何形成的？

关于地热的来源，有多种假说。一般认为，地热主要来源于地球外部热源和内部热源。外部热源包括太阳辐射等，内部热源包括放射性元素生热、地核热量等。根据测算，地核的温度达6000°C左右，地壳底层的温度达900~1000°C，地球表面恒温层（距地面约15米）以下约15千米范围内，地温随深度增加而增高，平均增温率约为3°C/100米。不同地区地热增温率有差异，接近平均增温率的称正常地温区，高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿，深大断裂及火山分布带等，是明显的地热异常区。

勘查地热资源，一般采用地热地质调查、钻探和各种物化探方法。

● 地热资源有哪些用途？

据史料记载，我国开发利用地热与温泉已有5000多年的悠久历史，是世界上利用地热资源较早的国家之一。新中国成立后，国家重视人民的医疗保健事业，从20世纪50年代起，先后建立温泉疗养院160多家，20世纪70年代后，地热资源的开发利用进入快速发展阶段，尤其是20世纪90年代以来，在市场推动下，地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。

地热开发利用方式

地热资源主要用途包括发电、建筑物供暖、洗浴疗养、种植养殖、烘焙等。其中150℃以上的高温地热主要用于发电，发电后排出的热水可进行梯级利用；90~150℃的中温和25~90℃的低温地热以直接利用为主，多用于工业、种植、养殖、供暖制冷、旅游疗养等方面；25℃以下的浅层地温，可利用地源和水源热泵供暖、制冷。目前全国地热资源开发利用的基本格局是：西南、华南发电；华北、东北供暖与养殖，华东、华中、西北地区洗浴与疗养。

截至2015年，我国地热资源每年利用量折合标准煤0.21亿吨，其中水热型地热资源利用量折合标准煤415万吨，开采率为0.2%，浅层地热能利用量折合标准煤1600万吨，开采率为2.3%，地热资源开发利用潜力巨大。水热型地热资源利用方式中，地热发电占0.5%，供热采暖占32.70%，医疗洗浴与娱乐健身占32.32%，养殖占2.55%，种植占17.93%，工业利用占0.44%，其他占13.56%。浅层地热能资源开发利用方式主要为供暖制冷。

● 地热资源有哪些种类？

1.水热型地热资源

我国水热型地热资源非常丰富，出露温泉2334处，地热开采井5818眼。水热型地热资源量折合标准煤12500亿吨，每年地热资源可采量折合标准煤18.65亿吨，有高温地热资源(≥150℃)，但以中温地热资源(90~150℃)和低温地热资源(<90℃)为主。其中，水热型中低温地热资源量折合标准煤12300亿吨，每年地热资源可采量折合标准煤18.5亿吨，发电潜力150万千瓦；水热型高温地热资源量折合标准煤141亿吨，每年地热资源可采量折合标准煤0.18亿吨，发电潜力为846万千瓦。

水热型中低温地热资源主要分布于华北平原、河淮平原、苏北平原、松辽盆地、下辽河平原、汾渭盆地等大中型沉积盆地上，分布在山地的断裂带上的地热一般规模较小，分布在盆地特别是大型沉积盆地的地热资源储集条件好、储层多、厚度大、分布广，热储温度随深度增加，是地热资源开发潜力最大的地区。

高温地热资源主要分布在我国藏南-川西-滇西水热活动密集带，其高温地热资源发电潜力为712万千瓦，充分开发利用高温地热资源，积极推进西南地区高温地热发电，因地制宜建立多能互补的发电格局，符合我国当前能源革命需求，也是可再生能源重要组成部分。

2.浅层地热能

全国336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤7亿吨，可替代标准煤11.7亿吨/年，节煤量4.1亿吨/年。从浅层地热能开发利用方式来看，地埋管热泵系统适宜区占总评价面积的29%；较适宜区占53%；地下水源热泵系统适宜区占总评价面积的11%，较适宜区占27%。比较适合应用地下水地源热泵系统的地区主要分布在我国的东部平原盆地及富水性较好的地区。地埋管地源热泵系统普遍具有较好的适宜性。综合考虑，浅层地热能开发利用的影响因素，我国适宜开发浅层地热能的地区主要分布在中东部省份，包括北京、天津、河北、山东、河南、辽宁、上海、湖北、湖南、江苏、浙江、江西、安徽等13个省(市)。

我国浅层地温能开发利用区划图

3.干热岩资源

我国干热岩资源潜力巨大，开发前景广阔，高于美国干热岩资源的估算结果(570万亿吨标准煤)。经初步测算，地下3~10千米范围内干热岩资源折合标准煤860万亿吨，利用其中2%即相当于2015年全国能源总消耗量的4000倍。尤其是位于3.5~7.5千米深度、温度介于150~250℃之间的干热岩资源，资源量巨大，折合标准煤215万亿吨。干热岩资源是最具潜力的战略接替能源，但开发难度较大。

● 我国的地热资源家底

2016年，中国地质调查局发布了《中国地热资源调查报告》。报告指出，“十二五”期间，在原国土资源部的正确领导和财政部的大力支持下，中国地质调查局组织全国60多家单位3000多名技术人员，利用中央财政资金4.16亿元，完成了31个省（区、市）地下热水资源调查，开展了336个地级以上城市浅层地温能资源调查，启动了干热岩资源调查，基本查明了我国地热资源赋存分布与开发利用现状，初步评价了全国地热资源潜力。

调查结果表明：一是全国31个省（区、市）地下热水资源年可开采量折合标准煤19亿吨，现状年实际开采量折合标准煤415万吨，只占可开采量的0.22%，开发利用潜力巨大。二是全国336个地级以上城市浅层地温能资源年可开采量折合标准煤7亿吨，可实现建筑物供暖制冷面积320亿平方米；现实现建筑物供暖制冷面积4.78亿平方米。三是我国干热岩资源初步估算折合标准煤856万亿吨，是巨大的能源宝藏，其2%的可开采量即相当于2015年全国能源消耗的4000倍，应加快研究步伐。四是我国浅层地温能和地下热水资源开发利用经济与环境效益显著，2015年相关产业总产值约7500亿元，占同年GDP的1%以上；每年减少二氧化碳排放4800万吨。五是京津冀地区浅层地温能和地下热水资源合计折合标准煤3.43亿吨，可基本满足该地区建筑物供暖制冷需求。六是长江经济带浅层地温能和地下热水资源年可开采量折合标准煤9.3亿吨，充分开发利用区内的浅层地温能资源可有效解决长江中下游地区冬季供暖问题。

● 最新研究成果

中国地质调查局自2016年开始实施“全国地热资源调查评价与勘查示范”工程。该工程是在“十二五”地热调查工作基础上，聚焦区域地热背景调查、重点地区浅层地温能调查、水热型地热资源调查、重点区干热岩资源调查以及地热资源勘查开发示范与关键技术研究5项任务，目前取得了一些阶段性成果。

浅层地温能方面：雄安新区浅层地温能初步勘查表明，新区内大部分地区适用于浅层地温能的开发，雄安新区浅层地温能资源的开发利用，将产生巨大的环境效益与社会效益，为我国未来城市的发展提供新方向。

水热型地热资源方面：京津冀水热型地热资源调查表明，京津冀地区是我国东部地热资源最丰富的地区，地热资源储量大，开发利用条件较好。根据现状开采量与资源量数据划分了京津冀地区的开采模数分区，可为当地地热资源的开发提供借鉴。

干热岩方面：干热岩资源是国际社会公认的最具潜力的战略接替能源之一，其开发利用尚在探索中，国际社会对干热岩的开发利用已经进行了40多年的历史，我国正在开展东南沿海地区、青藏高原东北缘干热岩资源地质勘查，2017年8月，中国科学家在青海共和盆地3705米深处成功钻获236℃的高温干热岩，为下一步推进干热岩开发利用试验探索奠定了良好基础，目前中国地质调查局正在大力推进干热岩勘查评价和试验性开采。

（本文由中国地质科学院水文地质环境地质研究所供稿）

要给珠峰拍摄一套全景高清立体照片，一定得是一位世界级的摄影师。

图为航空测量队员从飞机上用手机拍摄的珠峰

你可能想，这位摄影师要先来到珠峰脚下，从下往上拍一组广角照片，以显山之高邈；再在攀登途中拍摄一组近景照片，横看成岭侧成峰；最后顶风冒雪冲顶成功，从上往下拍一组俯瞰照片，一览众山小。

现在，就有这么一位“摄影师”，不用爬山也可以胜任这项工作。这就是号称“中国地调空军”、隶属于自然资源部中国地质调查局的“航空地质一号”飞机，它能飞到比珠峰更高的高空，运用三组特殊的“镜头”，从空中拍摄一套单幅可达上亿像素的珠峰全景高清照片。

这就是大名鼎鼎的“航空地质一号”，擅长高山、高原区的航空物探遥感调查。如果您有航空测绘、航空摄影的需求，可联系我们！照片包您满意！

下面我们就逐一解密这位会飞的摄影师和他的独家摄影镜头。

挑战极限飞行

“航空地质一号”飞机是处于国际领先水平的专业测量平台，由地调局航遥中心完成改装设计，飞行海拔高度可达10500米。它曾在西藏羌塘高原执行过测量任务。

中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心副主任孙承志介绍，此次珠峰航空高程测量，“航空地质一号”主要飞行在平流层与对流层交界处，飞行高度为9800米~10250米之间，接近“航空地质一号”的极限高度。“航空地质一号”飞行员于思明说，在高原飞行最大的难点就是突如其来的侧向风，这里山峰高耸、连绵不绝，山与山之间经常会形成风口，致使吹来的风被突然加速，“看不见的风”成为对飞行员技术的最大考验。

2020珠峰高程测量技术协调组组长、中国测绘科学研究院研究员党亚民参与起草了航空重力测量实施方案。他告诉记者，一开始询问了测绘系统经常做重力测量的飞行员，人家一听说要去这么高的地方飞，直接就拒绝了。“珠峰天气变化太剧烈，飞行还是有一定风险的。”党亚民说，随后他了解到航遥中心的“航空地质一号”飞机为了勘测地下物质，经常要贴近地面飞行，而且是飞得越低越好，对飞行技术的要求也更高。于是难题迎刃而解，“中国地调空军”挑起了空中测量珠峰高程的重担，并且在重力测量的基础上完善了航空遥感实施方案。

中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心副总工程师陈斌计算了此次空中测量的“工作量”。其中，航空重力测量的面积达到了1.25万平方公里，预计将用5个架次完成测量，每个架次平均用时6小时。航空遥感摄影至少需要8个架次，特别是中午1点之后，珠峰地区天气会变得非常恶劣，很难进行摄影。所以，和地面测量人员一样，“航空地质一号”也需要抢抓时间窗口，如果天气条件允许，飞行人员每天早上5点就要在拉萨机场做好准备，随时等待起飞。从拉萨机场到珠峰测区大约需要一小时。

镜头一：寻找珠峰的“脚底板”

第一组镜头名叫机载航空重力仪，负责航空重力测量。

划重点，下图是我国自主研发的航空重力仪DGA01。

同时，机上还配备了GT-2A型航空重力仪。两台重力仪的测量数据互为备份，保证每架次测量的成功率。

什么是重力测量呢？简单说，就是测量山峰的海拔零点。就像我们量身高要从脚底量起一样，一座山峰究竟有多高，也要从它的“脚底板”量起。

那么珠峰的脚底板在哪里呢？这就要用到大地水准面的概念。大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面，也就是海拔高程系统的起算面。精确求出这个水准面，就相当于找到了珠峰的脚底板。

孙承志告诉记者，计算珠峰大地水准面，以前是用水准测量的方法，也就是从青岛的水准原点，应用国家一等水准测量规范，一路测到距离珠峰最近的西藏定日。从定日到珠峰大本营，因地形条件限制，观测次数、视距和时间无法满足一等水准测量规范，只能用二等水准规范进行测量。从大本营再往上，只能应用三等水准规范了，测量的精度也相应降低。

在1975年我国第一次珠峰高程测量中，一名队员在海拔7790米、距珠峰1.9公里处，因戴着手套不便操作，便毅然脱掉右手手套，冒着摄氏零下40度的严寒操作重力仪测得了重力数据，创造了世界重力测量史的奇迹，但同时也付出了4根指头因冻伤坏死的沉重代价。

精度是测绘的生命，现在，地面队员不需要再冒着冻掉手指头的风险去测量重力了。航空重力测量不受地面条件限制，可以完美解决从定日到珠峰峰顶这“最后一公里”的测量难题，把精度一致性延展到峰顶。

“水准测量是沿着一条线测过来，测的是一些点位。航空重力测量则是通过连续测线飞行，可以测出一整个面。”孙承志说，航空重力测量可将大地水准面的测量精度较以往提高近40%。

这款镜头拍出的照片是这样式的：

图为某地航空重力异常图

镜头二：亿万像素大写真

航空遥感测量分别要拍摄两组“照片”。一是利用先进的机载航空相机获得高分辨率的影像数据，二是使用先进的机载激光雷达仪获取高精度的三维地形点云数据。两数据融合形成高分辨率、高精度的三维地形数据，能够逼真、直观地反映测区的地形、地貌特征，这是名副其实的珠峰大写真！

那么，机载航空相机长啥样？

这就是目前世界上最新一代的数字航空摄影测量系统：ADS100推扫式数字航摄仪。它具有效率高、数据信息丰富、性能稳定高、集成度高等一系列优势，同时投影变形小、影像拼接量小。

孙承志介绍，飞机上专门为高空作业改装了摄影窗口，遥感设备需要光学玻璃，要在飞机上开窗，技术要求比较苛刻。相比普通的光学照相，使用这台相机拍出来的照片畸变小，并且可以测定成像位置的坐标。

那么，这样一张可以用来测绘的照片，像素能达到多少？据说单幅不少于4亿像素！拍摄出来的图像色彩均匀、定位精度高、图像分辨率高。

数字影像 数字地形

机载激光雷达仪的外观更炫酷：

这是目前行业内体积最小的大幅面激光测量系统，有最高级别的点密度和采集率，也是目前国际上广泛用于多种测量平台的激光雷达测量系统。

它拍出来的照片是这样的：

地表三维模型

机载激光雷达仪在飞机上发射激光波束，通过地面回波测定从飞机到地面的距离，得到精密的地面数字模型。孙承志说，以前都是靠立体测绘，在两个位置拍摄两张照片，用立体交会的方法绘制一个模型，再在模型上间接采点。飞机则可以用激光直接在地面采点，用来再现地面的三维地形。

党亚民告诉记者，遥感摄影测量将在自然资源监测方面发挥重要作用，留下第一手的精细资料。“很多人想用无人机完成遥感摄影，但七八级大风在珠峰是家常便饭，无人机根本不可能飞行。”党亚民说，针对珠峰一般会使用卫星遥感影像，但像“航空地质一号”这么近距离地获取精细遥感资料，所获数据将是弥足珍贵的。

“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。

为面向社会深度解读干热岩勘查开发重要意义与成果，传播干热岩科普知识，12月1日，在自然资源部中国地质调查局与中国科技馆主办的“中国地质调查局李四光地质科普讲坛”（第四期）暨中科馆大讲堂活动中，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心文冬光主任向首都200余名中小学生和社会公众，作了“探秘地球深部的神奇热能—干热岩”科普讲座，带领大家了解干热岩是什么，有什么优点，人们如何寻找、开发、利用它等科学知识。

文冬光生动、浅显阐述了干热岩的神奇之处，它具有绿色环保、持续性好、可再生特点，其资源分布广泛，是人类未来的新型战略能源，可以用来发电和供热。

干热岩这么好，但在干热岩勘查开发方面还有很多“拦路虎”。文冬光表示，首先普遍埋藏数千米，不易寻找；其次是太硬、太热，普通钻进设备无法钻取；再次，没有缝隙，热量难以取出。

相比于美国、德国、法国、澳大利亚等干热岩开发利用领先国家，中国虽然起步晚但起点高，发展速度迅猛。文冬光介绍说，2017年，中国在青海共和盆地3705米深处钻获236℃的高温干热岩体。2018年，中国青海共和盆地干热岩勘查与试验性开发项目启动，将攻克深部探测、高温钻探、储层建造等技术难题，打造中国首个干热岩勘查开发示范工程与科研基地，力争2021年实现试验性发电目标。

讲座充分考虑观众年龄特点和知识结构，运用大量图片、影视等浅显易懂素材，结合日常生活鲜活实例，既深入浅出阐释科学问题，又妙趣横生，牢牢吸引住了大家眼球，赢得了阵阵掌声，取得了十分理想的效果。最后，文冬光向在座小朋友们发出邀请，希望他们长大以后加入中国地质调查事业，共同探秘这一地球深部神奇热能，为祖国干热岩勘查开发利用贡献自己的智慧与力量。

讲座现场邀请大家利用偏光显微镜观察岩石结构、雾霾颗粒等，测试不同材料热量传导系数，观看青海地下3500米深度采取的干热岩岩心、雄安新区地下1500米深度采取的岩屑等。大家还就干热岩开发利用等科学问题与主讲嘉宾进行互动交流。实物展出和互动交流取得明显效果，深受大家好评喜爱。

    

      

编者按：作为自然资源的重要组成部分，矿产资源与山水林田湖草资源共同构筑起一幅多彩而珍贵的大自然画卷。在这幅地球馈赠的大自然画卷里，矿产资源不仅要有内在气质，还要有外在颜值，在有力支撑经济社会发展能源资源保障的同时，更注重绿色发展高质量发展的时代担当。对于地矿行业而言，开源是一方面，依靠科技创新和技术进步的“节流”，即矿产资源综合利用，也是不可或缺的另一方面——既提高了资源的利用效率和可持续性，又减少了尾矿排放及环境影响。

“既要金山银山也要绿水青山”。珍惜自然资源，珍惜矿产资源，方可守护好我们的绿水青山、金山银山。从“三位一体”的综合地质调查，到全国重要矿山“三率”综合调查与评价，新发展理念已在地矿领域落地生根，并贯穿于地质勘查、选矿富集、冶金提取、材料加工的整个矿产开发利用过程。作为专注于矿产资源综合利用的科研单位，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所多年来致力于矿产资源综合利用技术、装备的研发、推广，厚植工艺矿物学、难选冶金属矿产高效利用、非金属矿合理利用和二次资源循环利用等优势学科，在矿产资源综合利用及技术经济评价等方面走在了全国前列。

值此第49个世界地球日之际，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所干部职工围绕“珍惜自然资源 呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”的主题，结合自身矿产资源综合利用工作的实际，从尾矿资源化利用、智能选矿技术研发、矿山地质环境保护、固体废弃物的处置、综合地质调查等方面进行了研究梳理、总结提炼，形成了多篇实用且具有科普价值的文章，现精选一部分，以飨读者，敬请垂注！

不可或缺的矿产资源综合利用

张艳娇 刘红召

矿产资源综合利用目前已作为国策贯穿于地质勘查、选矿富集、冶金提取、材料加工整个资源开发利用过程，强调在开采利用矿床中主要矿产资源的同时关注共生、伴生矿产资源的利用效率。我国已探明的矿产储量中共、伴生矿占很大比例，全国25%的铁矿、40%的金矿、80%的有色金属矿及大多数煤矿都有共、伴生矿产。开展综合利用工作，既提高了资源的利用效率和可持续性，又减少了尾矿排放及环境影响。对部分资源而言，综合利用工作至关重要、不可或缺。

山东石榴石矿选矿厂改造

自然界中有部分元素，在地壳中含量很低，大都呈分散状态，很难形成独立的经济矿床。有独立矿物的，可以选矿富集目的矿物再冶金提取。没有独立矿物的，就只能选出其载体矿物再分离提取。这其中，如果载体矿物恰好是该矿床的主矿产，伴生组分可以随着主矿产的选矿富集而富集，其选矿回收成本最低，回收率相对也较高，在冶金提取主金属时作为副产品回收；如果载体矿物不是矿床的主矿产，但也能选矿富集，则伴生组分就可以回收，但需要论证经济可行性。还有一种情况，伴生有用组分分散在脉石矿物中，无法选矿富集，直接冶金加工成本昂贵，目前综合利用的可能性就很小。

以金属铼为例，它具有高熔点、高硬度、抗蠕变性、抗腐蚀性以及良好的塑性，广泛应用于热电偶、金属涂层和电子工业。用于制造航空发动机涡轮叶片和发动机喷管，是其他金属不能替代的。此外铂-铼催化剂在石油催化裂化重整过程中极为重要。铼是自然界储量最少的金属之一，在地壳中丰度大约为10－9。世界上已探明铼储量2500吨，基础储量近10000吨，我国铼的保有储量237吨。铼没有具有开采价值的独立矿物，主要以类质同象形式分布在辉钼矿和斑铜矿中。开采利用钼矿床和铜矿床时，辉钼矿和斑铜矿的选矿提纯过程也就是铼的选矿富集过程。辉钼矿选矿中钼要富集数百倍，往往在钼精矿中才会检测分析铼的含量。铼随辉钼矿或斑铜矿进入精矿产品后，由于铼氧化物极易升华，在钼精矿焙烧和铜的冶炼过程中，铼与钼或铜分离进入烟灰和废酸，再通过离子交换或者萃取的方式从烟气淋洗液和废酸中提取。我国著名的钼产业基地栾川及金堆城，其选矿产品钼精矿中每吨均含有几十克铼，但长期没有合适的回收技术而无法综合利用。2015年，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所研究成功从钼冶炼的烟气淋洗液中回收铼的工艺，在栾川钼业公司与金堆城钼业公司推广应用，从而使宝贵的铼资源能够在这两家企业回收利用，并由此给企业带来了可观的经济效益。

共伴生矿产同主矿产资源一样，都是大自然赐予人类的礼物。开展综合利用便是我们接受并珍惜这份分量虽小但极其宝贵的礼物。

合理处置被放错位置的资源

吕振福

联合国环境规划署定义自然资源为“在一定的时间、地点条件下，能够产生经济价值，以提高人类当前和未来福利的自然环境因素和条件。”自然资源通常包括矿产资源、土地资源、水资源、气候资源与生物资源等。作为自然资源的一部分，矿产资源是人类赖以生存的重要基础，是国民经济健康发展的物质保障。矿产资源产业是基础产业，对国民经济发展起到了重要支撑作用，同时不可避免地会产生矿业固体废弃物。如何正确认识和合理处理这些被放错位置的资源？

矿业固体废弃物通常包括废石和尾矿。废石主要指采矿环节采出的、低于工业品位且未能进入选矿等后续作业的固体物料。尾矿是选矿分选作业的产物之一，是入选物料富集得到精矿和中矿后的固体废弃物。尾矿包括物理选矿产生的固体废弃物，也包括堆浸工艺、全泥氰化工艺提取金、铜等金属后产生的固体废弃物。

尾矿和废石的排放水平与矿产资源共伴生矿多、品位低的特征分不开。平均入选原矿品位在一定程度上决定了废石和尾矿排放水平。原矿品位低、剥离的废石品位更低，使得矿山废石量巨大。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所“全国重要矿山‘三率’综合调查与评价”项目对2011-2015年全国代表性矿山的废石、尾矿产生情况大数据进行了系统研究，结果表明：一方面我国经济社会发展对矿产资源的需求巨大，另一方面我国矿产资源具有富矿少、贫矿多，独立矿产少、共伴生资源多的特点；我国不仅矿产品产量居于世界第一位，在生产矿产品的同时，排出矿业固体废弃物也非常之巨量。

废石与尾矿都具有潜在的资源属性。随着技术进步、经济发展，越来越多的废石和尾矿被用于采矿采空区充填、直接用作建材或者用于生产建筑材料。采矿废石、选矿尾矿的综合利用具有越来越好的前景。根据“三率”调查统计，我国20种典型矿产矿山当年排放的废石中有17.77%被消耗利用，当年排放的尾矿中有18.97%被消耗利用。

2015~2017年，“22种重要矿产资源节约与综合利用调查”项目通过开展1300座尾矿库取样、分析测试，在其中的210座尾矿库中发现具有综合回收潜力的有价组分。如果对这些组分加以回收利用，潜在经济价值达349亿元。

上述发现的具有综合回收价值的尾矿多为上世纪五六十年代排放的有色金属尾矿，说明技术的时空特征和尾矿的二次资源特征。从二次资源的角度考虑，合理处置和保护固体废弃物更加重要。

废石与尾矿都具有环境扰动属性。废石和尾矿处置不仅占用土地，而且可能产生有机和无机污染物，并通过土壤、水体、空气和生物链传导。从技术上讲，当前技术经济发展水平条件下排放的废石和尾矿，不可能实现100%再利用。相比较而言，妥善处置可能比试图利用更加迫切。因为矿山废石和尾矿引发的环境问题必须认真面对和妥善解决，同时如果处置和保护得好，在若干年之后废石还有可能成为资源。

我国尾矿、废石要加强减量化、无害化和资源化工作，需要加强尾矿和废石的分类处置、有效保护、合理利用的标准化工作和技术创新。通过技术经济、环境效应和资源属性三位一体的综合评价方式来确定废石和尾矿是选择利用，还是选择处置和保护。通过不断加强技术创新，提高矿产资源开采回采率、选矿回收率和综合利用率，促进废石和尾矿的源头减量化。

矿石分拣机器人助推选矿技术智能化

彭团儿 郭珍旭 陈明文 张继民 贾宇航

矿石分拣机器人——智能光电拣选机是可以代替人工手选分拣矿石的智能化自动执行工作的机器装置，是集光、电、气、机为一体的具有感知、分析、推理、决策和控制功能的新型高端智能装备。它利用矿石表面特征、导电性、磁性、放射性及矿石对射线的吸收和反射能力等物理特性差异，借助各种探测仪器和执行机构实现矿石中有用矿物和废石分选。矿石分拣机器人可以拓展分拣物料的品种、粒度范围，提高分拣速度和精度，改善劳动条件。

我国从上世纪60年代开始研制矿石拣选设备，70年代到80年代有了较大进展，但拣选理论和装备技术的发展远远落后于重磁电浮等传统选别技术，只停留在小试和工业试验阶段；90年代后期，光电选别装备——色选机在大米、杂粮等粮食加工领域快速发展，国内制造企业开始半学习模仿半自主开发色选机；从2000年开始，进口设备的市场份额大幅减少，国产光电色选机技术快速发展，色选机的规格、功能越来越丰富，多通道选别、二次复选、双面镜头检出、特殊波长光源等技术逐渐成熟；2012年后，随着矿石拣选预处理技术、高精度快速分拣、大颗粒拣选、规模化处理等行业瓶颈技术的突破，智能光电色选机逐步在非金属矿领域逐步推广应用。

滑道式智能光电拣选试验机

履带式智能光电拣选试验机

智能拣选机工作原理及结构组成

各种智能拣选机的组成都基本相同，主要由给料系统、照射及探测系统、信息处理系统和拣选执行系统四大功能部件组成。智能光电拣选机工作时，被选物料从顶部的料斗进入机器，通过振动器装置的振动，被选物料沿通道下滑，加速下落进入分选室内的检测识别区域，并从传感器和背景板间穿过。传感器将获得图像及数据信息经信息系统处理得出矿块品位或特征量化数据，做出决策输出信号，驱动机械打板或电磁阀工作分拣出目标颗粒至接料斗的废料腔内，而好的被选物料继续下落至接料斗成品腔内，从而达到选别的目的。

给矿系统由料槽、给料机、滑槽、输送带等组成，使矿块呈单层、单列、多列均匀地给到机器的照射和探测系统。一般采用多级给矿，第一级控制给料量，第二、三级使矿石排队，矿块呈单层稳定离散状态，且矿块间拉开一定的距离。探测系统则通过敏感元件测定不同矿物的光学、磁学、电学或放射性环境下吸收、散射或反射特征参数作为选别依据。信息处理系统主要任务是对来自检测系统的矿块射线活度和光电信号经放大、降噪、整形、分析、转换后得出矿块品位或特征量化数据，与预定值比较后进入主控单元，做出决策，确定是否给执行机构发出命令。执行机构主要有机械挡板或高压气流两种，根据信息处理系统的命令通过使目标矿粒偏离正常运动轨迹，实现拣选分离。

智能拣选机分类

根据检测系统中矿物与不同波长电磁波作用吸收、散射或反射特征差异，拣选方法可以分为放射性分选法、中子吸收法、荧光法、X射线吸收法、紫外荧光法、光电法、红外法等。在各种拣选方法中，应用较多的主要是光电分选和X射线分选。根据X射线照射矿石后的不同特征反应，X射线分选法分为X射线荧光法、X射线激光法、X射线反射法、X射线吸收法等。光电法主要通过高分辨率传感器，在可见光条件下对原料进行颜色识别并剔除，从而实现分选。目前国内成熟的光电拣选机主要包括滑道式和履带式两种。

滑道式拣选机利用斜槽滑道导矿，矿石在沿滑板平面下落完成检测和分离过程，适用于形状规则性的物料，不易翻转、干燥的块矿，具有结构简单、紧凑实用的特点。履带色选机使用皮带对矿石进行加速，使其稳定通过照射检测区域，具有给料平稳、输送物料种类多、色选精度高、破损小、产量高、带出比小、对物料的损伤相对轻微、破损小等特点，并且速度可控，产量可调整，可以具体根据客户的生产实际进行设计，但造价相对比较高。

智能光电拣选实验室

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所依托原国土资源部公益性行业科研专项——《基于CCD技术智能光电拣选装备及矿石分选工艺研究》项目，建立了0.5吨/小时~2吨/小时规模智能光电拣选实验室，分拣矿石适宜粒度范围为2~25毫米，适用于钾长石、石英、滑石、硅灰石、方解石、蛭石等非金属矿分拣。项目采用智能光电拣选工艺与传统选矿工艺相结合，研发出光电拣选原矿预处理技术、中粗粒预选抛尾与湿法磨矿磁选精选联合选矿、花岗伟晶岩分质分类差异化分选、光电拣选与干法磨矿联合制粉等绿色节能选矿技术，对河南嵩县、方城、栾川，山西运城，内蒙古察右后旗、乌兰察布市等地钾长石矿进行拣选试验。

根据项目研究成果，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所在所属原国土资源部矿产综合利用野外试验基地建设5~8吨/小时规模工业试验生产线，目前已投入使用。核心设备LS1200双层智能光电拣选机具备二次复选功能，单台机器即可完成尾矿扫选或精矿精选，实现预选抛尾或直接获得合格颗粒精矿。工业化智能光电拣选机检测识别系统采用云技术相机，深度识别微小而精细的杂质，实现高清扫描、精准识别及高速运算，高速动态捕捉并实时分析显示物料，真正实现分拣目标实时可视化。执行机构采用专用新型高频电磁阀，超低耗气量，实现最优带出比，超高打击精度，拥有完美的自修复系统，维护成本低，使用寿命100亿次以上。光源系统采用高性能LED光学系统设计、光控技术，免维护，降低能耗35%。

智能光电技术在典型矿种分选中的应用

河南方城某风化花岗岩钾长石矿主要类型为斑状二长花岗岩和中粗粒花岗岩；主要矿物为斜长石、微斜长石、石英；杂质矿物主要为磁铁矿、黑云母。其中，高品位长石呈肉红色，致密块状，部分白色石英呈大颗粒分布在钾长石矿石中，造成矿石总体长石含量低，产品附加值低。为获得高附加值钾长石，传统选矿方法采用磨矿后在酸性或中性环境下浮选分离长石石英，磨矿能耗高，浮选废水造成一定环境污染。根据长石石英颜色差异及解离粒度，采用智能光电拣选对5~15毫米粒级原矿进行分拣，原矿K2O含量6.3%，Na2O含量3.1%，分拣后获得颗粒长石精矿K2O含量9.7%，Na2O含量3.7%，精矿产率53.6%，回收率82.7%。通过拣选工艺实现粗颗粒长石石英分离，提高湿法制备钾长石粉原矿品质，降低废石入磨量，实现中低品位钾长石高值化利用。

5~8 t/h智能光电拣选工业试验生产线

河南嵩县某低品位石英脉型金矿属脉幅窄、贫化率高的矿脉，由于金与黄铁矿呈密切伴生关系，根据判定矿石黄铁矿与脉石矿物颜色和晶体形态差异，采用光电分选技术对不均匀成矿矿脉、均匀成矿矿脉的边界与围岩进行处理，使低于工业品位的低品位金矿通过预选抛废可以经济利用，预选抛尾产率37.37%，尾矿金属量损失率10.18%。该技术可部分取代效率低而成本高的选择性开采方法，提高采矿效率，提高资源利用率。

自20世纪70年代以来，计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术迅猛发展，形成了先进制造技术，促进拣选装备技术向精密化、自动化、智能化、图形化、可视化、集成化快速发展，智能拣选逐渐成为科研院所关注和研究的焦点。以人工智能为代表的智能拣选装备技术作为一种低成本、环保高效的分选工艺，有望成为继重选、浮选、电选、磁选之后又一重要的工业化选矿方法，并在有色、黑色、稀有、放射性、贵金属元素的矿石以及非金属矿领域得到广泛应用。建立和发展完善的低品位矿石拣选资源化利用知识体系已经成为选矿行业发展的主要攻关方向之一。

(该研究为原国土资源部公益性行业科研专项——《基于CCD技术智能拣选装备及矿石分选技术研究》)

综合地质调查谱地质新篇

马亚梦 谭秀民 赵恒勤

当前，我国矿产资源供需矛盾日益突出。因此，要加大勘查力度，实施找矿突破战略行动。随着矿产资源全球化配置，需要统筹协调的问题逐渐增多，单一传统的资源调查方式已不能适应当今的新时代、大格局。在此大背景下，助推单一资源调查向地质资源潜力、技术经济条件、地质环境影响“三位一体”综合地质调查转变，形成资源环境综合评价及勘查开发布局对策建议显得尤为重要。

何为“三位一体”

“三位一体”的综合地质调查是秉承“绿色矿业”的理念，以问题和需求为导向，按照“综合部署、科技引领”的原则，进行的逐层深入研究。其基本研究内容是以资源基地为研究对象，全面梳理资源基地资源、环境、技术经济相关数据及研究成果，在资源条件调查与潜力评价、地质环境条件调查与影响评价、技术经济调查评价的基础上开展的综合评价。

相较于以往着重于地质找矿的单一传统的资源调查方式，“三位一体”的综合地质调查更加突出成果的集成，在推进实施过程中需要遵循自然规律与经济规律，统筹部署好相关工作，完成新发现大型资源潜力基地从资源基地到适应经济新常态的产业基地的转变，其主要包括：

地质资源潜力——注重矿集区各类地质勘查资料的收集整理、二次开发和综合分析，注重矿集区找矿预测研究，总结成矿地质背景、成矿规律和控矿因素，开展重点区域靶区优选、野外查证、成矿预测工作。

地质环境影响——调查评价矿山地质环境现状，着重分析评价地质环境容量，预测矿产资源开发对环境造成的影响及危害；探索矿产资源开发地质环境影响变化机制及防控技术创新，提出矿产资源绿色开发地质环境防治的对策建议。

技术经济条件——注重资源的综合开发技术研究，提高矿产资源综合利用水平；评估矿集区资源开发利用的前景，对资源开发的经济效益、社会效益、环境效益等做出科学评价和预测，推进当地资源开发的资源-经济-环境的协调发展。

怎样“勘查开发”

党的十九大报告中指出，“人与自然是生命共同体，人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然”，“为把我国建设成为富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国而奋斗”，这为我们矿产资源勘查开发工作指明了方向。

现阶段，制约我国矿业经济发展的因素主要有以下几个方面：自然条件严酷，基础设施落后；矿产资源勘查投入不足，勘查程度普遍较低；矿产选冶加工技术研究滞后。因此，在资源环境综合评价的基础上，提出科学的资源勘查开发布局对策建议，不断提高地质工作服务经济社会发展的主动性和能动性，有助于将找到的矿产资源合理、有序、高效、集约、生态地开发出来。其主要内容是：依据矿集区成矿规律与成矿预测，结合国家和区域相关产业政策，划分矿集区勘查、开发基本区块；理论与实际相结合，构建资源勘查开发布局评价指标体系；建立评价标准，评价勘查、开发各区块的优劣度，提出适宜、科学的勘查开发布局对策建议。

划分勘查开发区块——根据勘查区和开发区划分的依据，划分矿集区勘查、开发基本区块。勘查区的划分依据包括：不存在法律和其他禁止勘查的情况；矿集区成矿规律与成矿预测最新成果，包括矿床、矿点、矿化点及异常分布，找矿靶区分布等；整装勘查区勘查规划划定的预查普查区；矿产资源规划划定的重点勘查区。开发布局划分的依据包括：不存在法律和其他禁止开发的情况；区内存在已探明并具有一定资源储量规模的矿床；区内有一定的基础设施条件，区域范围有一定的工业基础；矿产资源规划划定的矿产资源开采区域。

构建评价指标体系——评价的基本框架和指标体系的主体构成具有共同性和通用性，主要依据《矿产资源基地综合地质调查技术要求》中的矿产资源基地综合地质调查评价指标。此外，评价指标体系也应遵循因地制宜的原则，有关评价内容需要根据评价对象所处的经济地理和社会环境的不同而有所区别。也就是说，我国东、中部的矿产资源基地和西部矿产资源基地，在布局评价的指标设计上应该有所不同。

勘查开发布局评价——主要包括评价指标的权重确定，评价指标的评分标准，评价指标的计算等。评价指标权重一般采用层次分析法来确定，把复杂事情分成若干有序层次，确定每一层次中各元素的相对重要性次序的权重；通过对各层次的分析，进而导出对整个问题的分析，即总排序权重。评价标准是指各级评价指标评价值的判别标准，起着一把尺子的作用，一个评价指标处于什么状态，用这把“尺子”去衡量，就可以清楚这个指标的状态是好还是坏。

规划布局对策建议——根据区块评价的结果，借鉴国内外已有大型矿产资源基地的开发经验和管理措施，提出适宜的矿产资源基地勘查开发工作布局、资源规划、资源管理的政策建议。唤起全社会资源忧患意识，加强地质矿产勘查工作，实行开源与节流并重、开发与保护并重的方针，依靠科技进步，提高矿产资源勘查、开发利用水平，加强矿业规划管理，促进矿业经济可持续发展，为社会主义现代化强国建设提供安全、稳定、经济、可靠的资源保障。

蕴藏在尾矿中的宝藏

王威

尾矿具有环境危害性和资源性的双重属性。近年来，尾矿的资源属性受到我国各级政府和生产企业的高度重视，尾矿资源化的发展趋势日益清晰，尾矿综合利用将是21世纪矿产综合利用范围最广、潜力最大的领域。因此，从国内尾矿资源的实际出发，开展系统调查评价，厘清尾矿利用、保护和处置的边界和先后次序，提出规模化消纳、资源化利用、无害化处置总体解决方案，实现尾矿资源化利用的同时，最大限度地消除其对周边环境的威胁，有着十分重要的经济效益和社会意义。

尾矿是矿石经粉碎、选冶形成精矿后的剩余部分。我国尾矿来源按行业划分主要包括黑色金属尾矿、有色金属尾矿、稀贵金属尾矿和非金属矿尾矿。

根据《中国矿产资源节约与综合利用报告（2016）》，截至2015年度11月底，我国在用或者未治理尾矿库有9565处，尾矿累计量超过200亿吨，占地约100万亩。矿石空场填充是尾矿利用的重要方式，占尾矿利用总量的53%，金矿石、铜矿山的尾矿及其他有色和稀贵金属矿山、铁矿山是尾矿充填利用的主要方向，分别占尾矿利用总量的18%、23.6%和11.4%。

虽然我国尾矿综合利用起步较晚，但由于各级政府和生产企业的高度重视，我国矿产资源综合利用及矿山环境治理已经快速起步并取得了很大成绩，但还需进一步加强尾矿资源化利用领域研究，提高有价组分综合利用水平，丰富尾矿资源化利用的方法途径，实现尾矿利用由“削足适履”到“量体裁衣”的转变。

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所在地质调查项目支持下，开展铜、铅、锌、钼、金和萤石矿山尾矿调查评价，完成了1300个尾矿库的调查，形成了尾矿综合利用特征大数据，同时，发现了一批稀有稀散组分高的尾矿。栾川地区尾矿库中赋存高于工业品位的钨金属量>5万吨（估算），达到大型规模；在其他尾矿库中还发现了高于或接近工业品位的金1.1316吨，银114.3604吨，钴3581.4吨，铅36.152万吨，锌21.294万吨，萤石26.685吨（估算）。筛选其中42个尾矿库尾矿进行综合利用技术研发和评价，发现有38个尾矿库尾矿综合利用技术经济合理，这说明尾矿资源化具有广阔的前景。

铁尾矿、铜尾矿和黄金尾矿分别占我国尾矿的51%、19%和13%，是我国主要的尾矿类型。铁尾矿的综合利用主要体现在铁矿物的回收利用、用作建材原料、用做土壤改良剂和微量元素肥料、进行生态恢复等。铜尾矿综合利用主要有铜尾矿再选、用于矿井充填或复垦土地、用于生产建筑材料等。金尾矿的综合利用主要体现在有价元素的综合回收、生产各种建筑材料、井下充填、复垦造田等。

由于我国前期选矿技术水平的制约和“单打一、重主轻副”的思想等多种原因，我国尾矿中不仅含有可提取的金属组分，而且存有大量可用的以硅酸盐矿物、碳酸盐矿物为主甚至可直接提取的非金属组分，是我国矿产资源的新的宝藏。

开展典型尾矿资源综合利用技术研究和推广尾矿资源产业化利用技术研究与推广，不但可使原来资源枯竭或资源不足的矿山焕发青春，而且还能够重新成为新的资源基地，以开辟新的材料科技领域，推动科技进步，同时也可以解决环境污染、改善生态环境，具有巨大社会效益、经济效益和环境效益。虽然我国在尾矿综合利用领域开展了很多研究，但仍缺乏关于尾矿的系统调查评价，尾矿综合利用依然停留在单一的综合利用模式，没有形成区域性整体利用模式。因此，亟须开展系统调查评价，厘清尾矿利用、保护和处置的边界和先后次序，提出规模化消纳、资源化利用、无害化处置总体解决方案，实现尾矿资源化利用的同时，最大限度地消除其对周边环境的威胁。

揭秘日常生活中的高岭土

赵恒勤 谭琦

高岭土，俗称“瓷土”、“观音土”，是一种铝硅酸盐矿物，也是人们日常生活中必不可少的一种矿物材料，其中最广为人知的是用来制作陶瓷。

我国是世界上最早发现和利用高岭土的国家，远在3000年前的商代所出现的刻纹白陶，就是以高岭土制成。江西景德镇生产的瓷器名扬中外，国际上通用的高岭土学名-Kaolin，就是来源于景德镇东郊高岭村边的高岭山。高岭土在陶瓷中主要用来做坯胎，将高岭土用于陶瓷坯胎中在我国陶瓷史上具有划时代的意义，高岭土在釉料中的作用主要是提高釉料的熔融温度和悬浮性，使釉水不宜沉淀。

我国历史上闻名的“唐三彩”和“青花瓷”均采用高岭土来制作坯体。唐三彩的釉质，主要成分是硅酸铅，而呈色剂则是在釉料中加入各种不同的、适量的金属氧化物所形成的。青花瓷是我国陶瓷中的珍品，也是瓷器的主流品种之一。目前，陶瓷考古界和科技考古界较为认同的“青花”是指利用含钴的矿物作为着色颜料在白瓷坯上绘画，经上釉后在高温下一次烧成(非低温铅釉)而呈现蓝色装饰的釉下彩瓷器。青花瓷的制作工艺复杂，整个工艺流程主要分为瓷土加工工艺-制坯工艺-釉与料工艺-装饰工艺-烧成工艺等5个部分。其中高岭土主要用于制作瓷胎，高档青花瓷对于高岭土原料要求很高，要求Al2O3含量＞21%，Fe2O3+TiO2＜0.5%。

现代人们的日常生活中也处处可见高岭土制品，比如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷等。我国是世界上最大的日用陶瓷和建筑卫生陶瓷生产国和消费国，且产品逐步被世界认可和接受。近年来，其生产工艺技术进步迅速，整体已接近世界先进水平，但存在过度消耗高岭土资源、中低档产品居多、污染环境等问题。随着陶瓷行业的不断发展，优质的高岭土资源日趋枯竭，对陶瓷生产质量造成很大影响，故中低品位高岭土成为陶瓷行业的接续矿物资源。

此外在人们日常生活中用到的各种纸张中也不乏有高岭土的身影。高岭土作为造纸涂布颜料的主体组分，其特性对造纸生产可操作性和涂料特性以及成纸质量有很大影响。国外发达国家高岭土主要用于造纸行业。高岭土既可用于填料，也可用于涂料，在造纸中的要求要比陶瓷用高岭土高。此外，高岭土还能用来制备化肥、农药、杀虫剂载体等。

我国高岭土资源储量丰富，总储量约30亿吨，主要分布在广东、广西、福建、江苏、江西、湖南、河南、山西和内蒙古等省区，可划分为煤系高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型。其中煤系高岭土储量约17亿吨，主要分布在我国北方地区。软质高岭土为热液蚀变型，主要分布在苏州。砂质高岭土属风化型或沉积型矿床，主要分布在南方亚热带多雨地区。根据不同的资源类型，采用不同的加工工艺，煤系高岭土主要采用破碎-磨剥-煅烧-超细解聚-分级，部分磁选工艺，应用方向是油漆、涂料、造纸、橡胶、电缆、陶瓷等；砂质高岭土和软质高岭土主要采用捣浆-螺旋除砂-旋流器分级-离心机分级-磁选-漂白-洗涤-压滤-干燥等工艺，陶瓷土主要采用磁选除铁增白，造纸涂料土主要靠漂白除铁增白。

现在我国多数高岭土企业的现状是：规模较小、产量不大、产品质量不高，与美国、英国、巴西等国相比，存在较大的差距，甚至全国高岭土总产量不及国外一个高岭土大公司的产量。因此，我们应在资源合理利用与保护、产品和市场开发、工艺技术和装备以及管理和政策支持等方面，共同努力，尽快使我国由高岭土资源大国变为高岭土产业强国。

高寒荒漠区金属矿产资源开发中的矿山地质环境保护

张永康 曹耀华 谭秀民

青藏高原东北部、柴达木盆地西南缘铁铜等金属矿集区，是我国西部地区重要的铜、铁、铅、锌、镍多金属成矿带，目前已发现大型、超大型铁、铅锌、铜、镍等矿产资源多处，其中夏日哈木镍矿资源丰富，镍资源量达106.24万吨，有望成为继甘肃金昌镍矿之后我国又一“镍都”。

该地区平均海拔在3000米以上，属于典型的高寒、干旱内陆高原盆地气候，区内地势陡峻，沟谷深切，地貌以戈壁滩、沙丘、高山为主，地表处有厚1米左右的土层覆盖，底下为岩石及沙石层，土壤类型主要为灰棕漠土。植被覆盖率一般小于15%，呈现典型的高寒荒漠景观。

高寒荒漠区金属矿产资源的开发历史悠久。随着国家对紧缺矿产资源需求量的增加，该区丰富的铁铜镍等金属矿产资源的进一步开发将对国民经济发展起到重要作用，可为国家经济安全提供有力保证，带动交通、通信等基础设施发展，提供一定数量的就业岗位，促进工业化和城镇化建设，为更好地实现西部地区脱贫攻坚提供经济支撑。

金属矿产资源的开发一般包括采矿、选矿、冶炼三个过程。以往粗放式的采、选、冶过程对生态环境的影响主要有矿山地质灾害、地形地貌景观破坏、土地资源破坏、含水层破坏和水土环境污染等。

那么，高寒荒漠区矿山地质环境灾害如何防治？

建设绿色矿山

我国历来重视环境保护。习近平总书记指出：“既要绿水青山，也要金山银山；宁要绿水青山，不要金山银山；而且绿水青山就是金山银山。”这为矿业开发环境保护指明了方向。2017年，原国土资源部、原环境保护部等六部委联合出台了“关于加快建设绿色矿山的实施意见”，详细阐述了绿色矿山的建设。

绿色矿山是指在矿产资源开发全过程，既要严格实施科学有序的开采，又要将对矿区及周边环境的扰动控制在环境可控制的范围内；对于必须破坏扰动的部分，应当通过科学设计、先进合理的有效措施，确保矿山的存在、发展直至终结，始终与周边环境相协调，是融合于社会可持续发展轨道中的一种崭新的矿业形象。绿色矿山建设是一项复杂的系统工程，代表了一个矿业开发利用总体水平和可持续发展潜力，以及维护生态环境平衡的能力。它着力于在科学、有序、合理开发利用矿山资源的过程中，最大限度保护和恢复治理矿山环境。

加强矿山地质环境防治

在高寒荒漠区，这样一个矿产资源丰富、动植物资源丰富、环境又极为恶劣的区域，结合矿山开发对地质环境造成的影响，建议从以下几方面进行矿山地质环境防治及保护：

针对新建矿山，应按照“加快建设绿色矿山的实施意见”精神，建设绿色矿山，从源头保护矿山地质环境，实行过程控制的保护性开发措施。

针对已发现的矿山地质灾害，应加强治理与监测工作，加强对不稳定边坡监测和移动规律认识，消除和减小不稳定边坡崩塌滑坡灾害可能对过往行人和车辆的威胁。

针对高寒荒漠区矿山开发过程中主要造成的影响是土地资源破坏和地形地貌景观破坏这一现状，加强土地资源的保护，尽量减少对原生态土地的占用与破坏，特别是尽量减少对表层土壤的破坏，以地下开采为主，采取以钻代槽、浅钻的绿色勘查技术，对于必须破坏部分土地时，必须对表层土采取保护措施以防止表层土散失和退化。

锡铁山铅锌矿废石堆上的人工林

采取封育、地表植被重建，在草皮的种属选择、工艺的采选上要与矿区所处的地理位置、气候条件、土石环境相匹配，以确保植被重建的成效；废石、废矿渣堆覆土绿化；废石、废矿渣堆积台面整治，压实台面，加固边坡、衬砌护坡，在有效部位建设拦挡工程，设计相应的排水、防水工程；地质探槽治理，采取土方回填。

开展人工现场调查、遥感监测工作，动态掌握矿产资源勘探开发活动对土地资源的破坏类型、面积及破坏程度等，同时监测监督矿山地质环境治理恢复工作情况。

建设矿山公园

在青海西部大柴旦地区，西部矿业股份有限公司锡铁山铅锌矿分公司在矿山地质环境保护方面就是一个优秀的典范。该矿山位于青海省柴达木盆地北缘戈壁滩上，常年刮风，沙尘暴天气时有发生，降水量稀少，植被稀少，难以存活。整个矿区及周围只有少许骆驼草和麻黄草生长。经过改造，该矿山在废石堆、厂区内种植了大量杨树、柳树、红柳和草皮，在厂区形成了具有防风固沙能力的人工林，绿化覆盖率达到了可绿化区域面积的80%以上，改变了矿区小环境，降雨量增加，风沙天气逐年减少，逐步形成了适宜人居住的环境。