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    日前,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所自主研发的“水合物生产井气-水-砂三相人工举升模拟实验系统”、“水合物开采过程中砂对离心泵磨损的测试系统”、“模拟井下真实环境进行离心泵气液分离效率的测试装置”3项实用新型专利技术获得国家知识产权局证书,专利号分别是ZL201721648774.0、ZL201721648630.5、ZL201721643372.1,标志着青岛海洋所在海域天然气水合物试采人工举升领域有了新的进展。

    泥质粉砂天然气水合物开采过程中,井筒离心泵举升系统是保障天然气水合物持续安全开采的“最后一公里”,通过人工实验井技术验证泥砂、气、水、水合物浆体综合作用下人工举升系统的稳定性,优选合适的人工举升装备、优化最佳举升参数,可以对水合物试采工程参数设计提供重要依据。上述三项专利技术针对泥质粉砂储层降压/流体抽取法开采过程中的井筒多相多组分复杂流动状态,通过设计合理的实验回路、测试方案,分别验证泥砂、甲烷气体含量对离心泵工作效率的影响,并提出最佳的井筒举升管柱组合。

    据悉,上述专利技术是自然资源部天然气水合物重点实验室目前已经建成并完善的海域天然气水合物实验井技术的关键组成部分。基于上述实验井技术,团队已经提报相关国家专利23项,其中发明专利12项,实用新型专利11项。截至目前,所有实用新型专利均已获批,发明专利均已进入实质审查阶段。

     

     

     
    青岛海洋所在水合物开采举升关键技术方面获3项专利

    珍惜矿产资源 科学规划开发路线图

    ——谈矿业产业发展规划的作用、意义及编制

    郭 敏 赵军伟 赵恒勤

    对资源型地区来说,矿业在地方国民经济中占有重要地位,矿产资源的开采开发、矿产品加工以及延伸产业对地方经济发展发挥了重要的支柱作用。但随着生态文明建设的不断推进、世界矿业经济增长放缓,社会发展对资源开发提出了新的更高要求。矿业产业发展规划可以统筹协调好地方资源、环境、经济社会发展等各方面问题。

    矿业在经济社会的基础地位

    矿业是国民经济的基础产业,人类的衣、食、住、行、用、医等以及国家经济、社会建设与发展都离不开矿产资源。能源和原材料矿产是工业必不可少的“血液”和“粮食”。当今世界上,95%以上的能源、80%以上的工业原材料、70%以上的农业生产资料均来自矿产资源。

    矿业支撑了我国经济社会全面发展,为经济建设提供了巨大的物质财富。我国是煤炭、铁矿石、铅矿、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩等20多种矿产品的全球最大生产国和消费国,一些战略性新兴产业矿产品产量全球占比已从1990年的20%~30%增长到当前的70%~90%以上。目前,我国年矿石开采总量超过300亿吨,在全球矿产品生产和消费中占有关键性的地位。

    矿业产业发展规划的作用与意义

    矿业产业是依托矿产资源勘查、开采、选冶、加工、贸易等环节的全产业链经济活动,对区域经济社会发展发挥着巨大的带动作用。

    矿业产业发展规划是对区域矿业产业发展进行细致而全面的专项规划。它依托区域优势矿产资源,在综合考虑区域经济基础和发展潜力的前提下,从区域特色资源、优势产业出发,因地制宜对矿产业布局做出合理安排,带动其他相关产业协调发展。矿业产业发展规划对加快区域矿业产业发展,将资源优势转化为经济优势,促进矿业产业结构转型升级,提升产业聚集度及辐射力,推进区域经济高质量发展等具有重要意义。

    矿业产业发展规划的组成和编制

    矿业产业发展规划的内容主要包括规划编制背景(产业发展环境)、区域矿产资源现状及发展基础、产业发展任务与思路、产业链设计、产业布局、规划保障措施等部分。

    矿业产业发展规划编制的一般方法和过程为:首先对区域优势特色矿产资源开发、矿产品加工现状、产业发展环境进行广泛深入的调研,根据区域产业基础、特点及发展环境,分析产业发展面临的机遇、挑战及优劣势,预测产业发展方向;其次针对产业发展现状及发展条件,明确矿业产业发展定位,提出发展的总体战略和目标任务;再次提出总体产业布局,主导产业及相关产业类型及规模,细化拟落实的规划重点项目;最后,提出组织管理、资金、技术、人才等方面的措施、建议,以保障规划实施。

    矿业产业发展规划编制要点

    1.明确产业规划的定位

    产业定位是产业发展规划的核心。产业规划编制前,一定要明确规划的定位,依据资源基础,确定产业发展方向。

    同时,在规划编制过程中协调好矿业与其他相关产业的关系,如矿产品加工产业与材料产业的发展,以实现产业链融合发展。

    2.设计好产业总体布局

    产业规划布局是产业发展规划的重要内容,包括产业体系、产业结构、产业链、空间布局等,总体上要做到因地制宜、统筹兼顾、扬长避短、突出重点、综合发展,综合考虑生态环境保护、环境承载力、文物和动植物保护、水源地保护、土地利用等因素。同时在产业规划编制中,需要设置一批规划重点项目,明确项目实施的主要内容、建设空间布局、矿产品结构及方向、投资进度、预期效益等,以保证项目的可行性。

    3.重视规划前期调研

    矿业不同于其他产业,矿业开发涉及资源、安全、环保等领域,面广且形势复杂。规划编制过程中必须对产业发展现状进行广泛深入调研,研判产业发展形势和潜力,查询了解各种信息,搜集相关资料,需要到当地发改委、工信委、环保局等管理部门了解当地产业政策、招商引资情况、环保要求等,还需要到典型矿山企业调研资源开发现状,为合理安排规划任务、设计产业布局提供切实可行的保证。

    4.提出针对性的保障措施

    为了保证产业规划实施并达到预期效果,需要一系列可行的、有针对性的保障措施,主要包括规划实施主体的设置与组织管理、政策扶持、投(融)资方案、招商引资、技术改造与研发、人才培养等。结合当地实际情况,规划编制中要落实好如何实施,以获得理想的预期效果。

    钨矿的开发利用

    张红新 赵恒勤

    世界钨矿资源储量比较丰富,地壳中钨的含量为0.001%,具有开采价值的只有黑钨矿和白钨矿。世界钨矿资源主要集中在阿尔卑斯-喜马拉雅山脉和环太平洋地质带。中国钨储量居世界第一,主要分布在中国南岭山地两侧的广东东部沿海一带,江西南部的储量最多。据中国矿产资源报告(2019)的数据,截至2018年底,我国钨矿查明资源储量为1071.57万吨(WO3含量),约占全球总量的60%。其次为加拿大(29万吨)、俄罗斯(25万吨)和美国(14万吨) 。

    我国钨矿地下开采矿山数量和产量都居主要地位,在112座钨矿山中,地下开采钨矿105座、露天-地下联合开采钨矿4座、露天开采钨矿3座。钨矿资源的选矿工艺根据资源类型的不同,存在较大差异。总体而言主要有三种工艺。一是黑钨矿选矿工艺。目前,黑钨矿选矿工艺一般可分四阶段进行回收,即粗选、重选、精选和细泥处理阶段。二是白钨矿选矿工艺。白钨矿资源常与多种钼、铋等有色金属伴生或共生,有用矿物嵌布粒度较细,白钨矿选矿工艺流程以浮选为主。三是黑白钨混合矿选矿工艺。黑白钨矿混合矿属难选矿石,其特点是钨品位低、嵌布粒度细、黑白钨与多种有用矿物密切共生,脉石矿物组成复杂。目前,黑白钨混合矿的选别采用硫化矿浮选-黑白钨混浮-白钨粗精矿加温精选-黑钨细泥浮选的主干全浮流程。

    选矿后的钨精矿经冶金工艺制备出高纯的钨锭或钨粉。钨是高熔点稀有金属,具有优异的物理、力学和化学性能,主要用于制备金属加工、石油天然气及其他矿石的开采及建筑领域中各种硬质合金切削工具及钻头,也用于切割用的碳化钨和耐磨材料中,还用于制造重金属合金、电极、电子工业、钢材、特种合金等化学制品。

    钨在高技术领域也得到较为重要的应用,高纯硅化钨由于其电阻仅为多晶硅的1/10,在超大规模集成电路中取代多晶硅作为栅电极材料,取代铝合金作为接线材料。高纯钨可取代铅和铝化合物作为集成电路陶瓷零件的线路材料、半导体的电接线和内部连线。钨和钨铜合金可用作硅晶片的散热材料。

    钨矿也和我们的生活息息相关的,是制造灯用金属材料中最重要的一种材料。

    虽然中国钨矿资源储量丰富,但是由于黑钨矿富矿多、易开采,资源被大量消耗。所以,加强钨矿节约和保护刻不容缓。

    加强磷石膏综合利用 促进长江经济带高质量发展

    张利珍 张永兴

    磷石膏是硫酸与磷矿反应萃取磷酸生产过程中产生的副产物。目前,全国磷石膏累计堆存量达5亿吨,每年新产生近8000万吨,综合利用率不到40%。在“共抓大保护、不搞大开发”的新形势下,应加快磷石膏固废资源化利用,以降低大量堆存带来的环境和安全风险,促进长江经济带高质量发展。

    磷石膏“堆”不是办法,“用”才是出路。目前,其“用”的主要途径有五个方面——

    一是用于水泥工业,制水泥缓凝剂、硫酸联产水泥。水泥缓凝剂是水泥生产中的添加剂,磷石膏使用量为水泥量的3%~5%。用磷石膏替代天然石膏生产水泥缓凝剂,可有效提高磷石膏的综合利用率。而磷石膏制硫酸联产水泥工艺,在实际生产中难以推广应用。

    二是生产石膏建材制品,其中用磷石膏生产建筑石膏是目前磷石膏应用中最为成熟的方法。将预处理后的磷石膏经过干燥、煅烧、陈化等流程制成建筑石膏,以建筑石膏为原料生产纸面石膏板、纤维石膏板等。

    三是生产化肥,如硫酸铵、硫酸钾。磷石膏制硫酸铵的原理是磷石膏与碳酸铵反应生成硫酸铵,副产碳酸钙,该工艺技术成熟,生产设备通用,工艺条件易于控制,但是生产费用比单独生产尿素和硝酸铵高很多,工业推广价值不高。硫酸钾是一种重要的无氯钾肥,已工业化的方法是两步法,该工艺反应条件温和、能耗低、投资少、产品质量稳定,但是反应过程中钾的转化率不高。

    四是筑路或采空区回填。磷石膏作为一种品质优良的路基填料,在工程建设中使用可不同程度地改善半刚性基层的性能。磷石膏还可用作充填骨料,和黄磷渣胶结重新回填到磷矿山采空区,减少地质灾害。

    五是在农业上用作土壤改良剂。将磷石膏加入氮肥中,可减少氮挥发,提高氮肥利用率;磷石膏中含有钙、磷、硫、镁及有机质等农作物生长所需的营养成分,可用作土壤调理剂来调节土壤酸碱平衡,消除碳酸盐对农作物的毒害,解决土壤盐渍化、土壤缺磷等问题,促进农业高质量发展。

    磷石膏当前以低值化利用为主,制得的磷石膏产品不仅受有限销售半径内的市场容量限制,而且产品的可替代性大,缺乏市场竞争力,导致应用率相对较低。因此,磷石膏的资源化利用,一方面要在磷石膏规模化消纳技术和高值化利用技术的研发上发力,提高消纳能力和产品价值;另一方面要在磷石膏综合利用产品的推广应用上发力,提高大众认可度。这就需要国家相关部委、地方、科研院所联手行动,共同推动磷石膏的综合利用,实现磷化工产业绿色转型发展,为生态文明建设助力。

    全球“钴”事

    王威

    钴是重要的新能源材料,在现代工业发展中有许多不可替代的用途。钴被美国和欧盟列入影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单,也被我国列入战略性矿产目录。那么钴为何如此重要?它在全球的分布情况如何?

    什么是钴

    钴,元素符号Co,银白色铁磁性金属,熔点1493℃,沸点3100℃,密度8.9g/cm3,莫氏硬度5.0~5.5。钴比较硬而脆,是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。自然界中含钴的矿物种类超过百种,钴作为基本元素的矿物种类超过了59种,工业上常见的钴矿物有辉钴矿、硫钴矿、辉砷钴矿、方硫镍钴矿、钴镍黄铁矿以及表生矿物中的水钴矿和杂水钴矿等。我国是世界上最主要的精炼钴生产国和钴消费国之一,但钴矿储量仅占全球总储量的1.1%,钴原料大量依靠进口,2017年钴资源对外依存度高达90%。

    钴矿开采历史

    钴被用于陶瓷和玻璃至少有2600年的历史,古埃及和古罗马及中国唐朝的陶瓷釉料和玻璃制品中就已开始使用钴矿物作为蓝色颜料。钴矿开采从16世纪开始,当时钴矿山主要集中在欧洲,钴矿主要用于生产钴蓝颜料和钴蓝颜料玻璃粉用于陶瓷、玻璃和和绘画。1864年,在法属新喀里多尼亚发现了钴矿,欧洲钴的开采也随之减少。1904年,在加拿大安大略省发现了银钴矿和砷钴矿,并投入生产,使全球钴矿产量大增。1914年在刚果加丹加发现了巨大的铜钴成矿带,1920年其铜钴矿投入生产,从此刚果的钴产量一直居世界首位。

    钴的应用领域

    钴在众多领域得到广泛应用,钴产品主要以化学品和金属的形式应用于电池材料、催化剂、颜料、高温合金、硬质合金、磁性材料等领域。目前,电池行业是消耗钴最多的行业,钴主要用于制备锂离子电池的正极材料。近30年,高温合金、硬质合金、催化剂、颜料、磁性材料等传统行业对钴的需求平稳增长。近年来,钴在电动汽车动力电池的需求迅速增长。基准矿物咨询公司认为,2026年全球电池材料钴用量也将比2017年电池材料用钴量增长4倍以上,达19.5万吨。国际能源署推测,2030年电动车钴需求量将达到29.1万吨 /年。

    全球钴矿资源概述

    钴在地壳中的平均丰度仅为0.0025%,地球上已发现的钴矿物多数为共伴生矿,全球钴产量仅有2%左右产自独立钴矿。根据USGS 2019年统计,全球已探明的陆地钴矿资源量为2500万吨,储量为688万吨。在大西洋、印度洋和太平洋底部发现的超过12000万吨的钴矿资源存在于大洋锰结核和大洋富钴结壳中,目前尚未得到开发利用。全球陆地钴矿资源分布广泛,主要赋存于刚果和赞比亚的沉积型层状铜钴矿床,澳大利亚、古巴、菲律宾、马达加斯加等国的含红土型镍钴矿床,及澳大利亚、加拿大、俄罗斯等国的岩浆型镍-铜硫化物矿床中。尽管钴矿分布广泛,但除了摩洛哥Bou Azzer钴矿是以砷钴矿为主矿产的独立钴矿外,世界其他钴矿均作为铜矿、镍矿等矿产的共伴生矿产出,目前只有刚果、澳大利亚、古巴、加拿大、俄罗斯等少数几个国家的钴矿能在经济上加以利用。

    全球钴矿资源储量和产量

    2018年全球探明的钴矿资源储量为687.5万吨,钴矿产量为13.57万吨。其中刚果金是全球钴矿资源储量最多的国家,也是钴矿产量最高的国家,2018年刚果金的钴矿储量占到全球储量的49.45%,产量占到全球钴矿产量的66.32%,集中度非常高。储量排名第二和第三的国家分别为澳大利亚和古巴,储量占到全球储量的17.45%和7.27%,其他国家的储量都小于5%。钴矿产量排名靠前的国家还有俄罗斯、澳大利亚、古巴,分别仅占全球产量的4.35%、3.61%和3.46%,除了刚果外其他国家的产量占比都很低。

    结语

    钴是重要的新能源材料,也是重要的战略性矿产,美国和欧盟都将钴列入了影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单。独特的物理化学性质使钴成为航空航天、石油化工、玻璃制造及医药领域的重要原材料,在战略性新兴产业发展中发挥着重要作用。并且,按照全球各国新能源汽车发展规划,全球钴矿长期供给面临短缺的可能。

    滨海“宝藏”

    雷晴宇

    椰林、树影、水清、沙白、海滩,几乎是所有人最喜欢的休闲旅行景观。但很少有人知道,世界上很多滨海区域蕴藏着很多宝贵的矿产资源,比如锆、钛、砂资源。

    砂矿,主要来源于陆上的岩矿碎屑,经河流、海水(包括海流与潮汐)、冰川和风的搬运与分选,最后在海滨或陆架区的最宜地段沉积富集而成。锆钛砂就是钛铁矿石与锆英石、金红石与独居石等共生复合型砂矿。

    锆钛矿属于稀缺资源,由于锆、钛特殊的金属特性,被广泛应用于精益铸造、高级耐火材料、航空航天等行业,许多国家将其列为战略资源。

    地壳中大部分锆呈分散状态存在于许多矿物中,已知含锆的独立矿物有38种,锆英石(ZrSiO4)和斜锆石(ZrO2)是主要的具有工业价值的含锆矿物。锆英石主要赋存于海滨砂矿中,是世界冶炼金属锆的主要来源。斜锆石主要产于碱性火成岩中,与霞石、霓石、磷灰石、萤石等共生。

    全球锆资源储量约7400万吨(ZrSiO4),主要分布在澳大利亚和南非,分别占全球储量的63%和19%,此外,印度、莫桑比克、中国和美国等国家也有部分储量。

    中国锆资源储量50万吨,占全球储量不足1%,能够开发利用的锆石砂矿主要集中在以海南文昌为代表的东南沿海地区,其中海南的锆石砂矿储量占全国砂矿总储量的67%,占全国锆资源储量的19%,是国内目前惟一能被开采利用的滨海砂矿。中国作为全球第一大锆资源消费国,对锆的需求占比高达52%。然而,中国锆资源十分有限,锆英砂对外依存度长期维持在90%以上,进口最大来源国是澳大利亚。

    金属钛作为重要工业战略资源,广泛应用于航空、航天、石油、化工、电力等领域,被称为“现代金属”“太空金属”“战略金属”,是现代工业和尖端科技不可或缺的金属原料。钛工业产业链有两条不同的分支,第一条是钛白粉工业,即钛铁矿→钛白粉,用于涂料、塑料和造纸等行业;第二条是钛材工业,即钛铁矿→海绵钛→钛锭→钛材,用于航空航天等领域。

    中国钛矿资源丰富,但多为伴生矿,品位不高,钛精矿进口量呈逐年上升趋势,目前钛精矿对外依存度超过了30%。

    目前,全球开发利用的钛矿资源主要为钛铁矿、金红石,以钛铁矿为主。澳大利亚在全球钛铁矿和金红石储量分布中占比均居首位,中国钛资源总量丰富,但钛铁矿多,金红石矿少。

    澳大利亚是世界最大的钛生产国和出口国,储量居世界首位。由于澳大利亚的钛矿资源主要位于或靠近海岸,国家土地分配的其他用途导致澳大利亚约有19%的钛铁矿和26%的金红石资源是不可用的。

    综合来讲,中国国内锆钛资源有限,而需求量在不断增大,以每年6%的速度增长,国内每年锆、钛矿进口需求量分别达到90%和70%。

    在高端化工、航空航天、船舶和电力等行业需求带动下,近年来我国钛行业需求总体呈现上升趋势。因此,实施钛矿资源全球配置战略是保证中国钛矿资源可持续供给的重要途径。

    近年来,中资企业持续加大对澳大利亚、莫桑比克等境外锆钛资源勘查开发力度,这对我国实施资源保障多元化战略,积极参与全球矿产资源配置,拓展境外资源利用的空间和能力,同时加强矿产资源储备意义重大。

     

    助力生态文明 做好资源综合利用文章

    地球是一个直径为6000多千米的实心球体,从地面到地球中心的距离比从北京到海南岛2倍的距离还要远。地球由地壳、地幔、地核三部分构成,整个结构就犹如一颗半熟的鸡蛋:蛋壳好比地球的地壳,其物质状态为固态;蛋白好比地球的地幔;蛋黄好比地球的地核,物质状态为液态。地表以下平均每100米温度升高约3℃。科学家研究显示:地核与地幔边界的温度大约为3700℃,而地核内部温度可能高达5000℃,几乎与太阳表面一样炽热。因此,地球内部蕴藏着惊人的热量,其中一部分地热资源便以干热岩的形式埋藏于其中。

    一、干热岩是什么?

    早期,干热岩通常是指温度高于200℃,埋藏于距地面2000米以下的无裂隙的岩体,主要是各种变质岩或结晶岩类岩体。伴随着干热岩勘测和开发的深入,干热岩的概念有了更为广泛的外延。只要岩体温度高,埋藏深度合理,内含流体较少(或不含流体),能用各种技术手段提取其中的热量,均可称为干热岩。

    干热岩属于地热资源的一种,被誉为“来自地球母亲的温暖”。地热资源是一种来自地球内部的热能资源,温泉便是我们日常生活中最熟悉的地热资源。关于地热的来源,有多种假说。一种假说认为,地热主要来源于地球内部放射性元素衰变释放出的热能。还有一种假说认为,地热来源于地球自转产生的旋转能以及化学反应、岩矿结晶释放的热能。而在地球的发展演化过程中,产生的热能总量超过地球散逸的热能,巨大的地热能便储存于地球内部,等待人们去开发。

    相比当前已开发利用的各类能源,干热岩具有无可比拟的优势。与煤炭、石油和天然气等传统化石能源相比,干热岩是一种清洁的可再生能源,不会产生污染环境的有害物质。与太阳能、风能、核能等新能源相比,干热岩的稳定性好,不受季节气候昼夜条件的限制。此外,干热岩的成本低,干热岩发电的成本仅为风力发电的一半,只有太阳能发电的十分之一,和煤炭发电的成本相当。

    干热岩是无处不在的资源,分布几乎遍及全球,从理论上说,随着地球向深部的地热增温,任何地区达到一定深度都可以开发出干热岩,因此干热岩又被称为是无处不在的资源。但就现阶段来看,由于技术和手段等限制,干热岩资源专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体。因此,当前的干热岩开发更多地着眼于这些地区,它们位于全球板块或构造地体的边缘,构造活动剧烈,是地球释放内部能量的主要区域,地热资源十分丰富。

    我国干热岩分布广泛,特别是东北地区、华北平原、东南沿海地区、西北地区均具有丰富的干热岩资源,具有很大的开发潜力。以高温干热岩体的发现地青海共和盆地为例,其干热岩理论资源量折合标准煤6303.05亿吨,以其2%作为可开采资源量计算,折合的标准煤是中国2016年能源消耗的3倍。

    干热岩不但储量丰富,还可以循环利用。开发干热岩时,加热产生水蒸气的过程会使岩石温度降低,但地心的炽热岩浆会重新加热这些岩石,从而实现干热岩的周期性循环利用。

    二、“石头”也可发出电来?

    目前,人们对干热岩的开发利用,主要集中在干热岩发电。干热岩开发利用的核心是建立增强型地热系统(EGS工程)。首先从地表往干热岩体中打一眼井(注水井),将井口封闭后,注入高压清水,此时井底能够产生非常高的压力,该压力足以将致密的岩石压裂形成复杂缝网,或将岩体中的天然裂隙扩张形成更大的裂缝;随着清水的不断注入,裂缝不断增加、扩大,并相互连通,最终形成一个体积庞大的人工热储(类似一个巨大的鸟窝)。在距注水井合理的位置再钻几眼采出井,通过控制井眼轨迹,使采出井能够贯穿压裂缝网。整个EGS工程,通过注水井(回灌井)将低温水注入到人工产生的、张开且连通的缝网中,低温水与高温岩体接触被加热,然后通过采出井便将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面,取出的水、汽温度可达150~200℃,通过热交换及地面循环装置用于发电,冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。整个过程都是在一个封闭的系统内进行。

    以法国东部阿尔萨斯地区的一座干热岩发电站为例,工作人员在这里钻了三眼深井,一直钻到地表5000米以下的基岩中。发电时,用水泵以每秒100升的速度从中间的注水井向地下灌冷水,这些冷水被干热岩加热成约200℃高温的水蒸气,从另外两眼生产井抽出地面,送入一个热交换器,并在热交换器中驱动涡轮机发电。整个转换过程消耗的总电量,只相当于发电站发电量的20%。

    增强型地热系统的开发和利用主要是建造两个子系统:地下人工储层和地面发电系统,二者都需要多项技术的运用和集成。其中,创建地下人工储层是目前研究的焦点。

    三、我国干热岩勘查开发现状

    我国干热岩资源潜力巨大,开发前景广阔,是极具潜力的战略能源,但是我国干热岩勘查与开发起步晚,在干热岩形成机制、分布情况、热储特征、评价方法、勘查开发技术等领域仍存在较多尚未解决的问题。

    为推动我国干热岩勘查开发,2013年以来,中国地质调查局先后在东南沿海地区、松辽平原地区、华北地区和青藏高原等重点地区实施了干热岩勘查。2014年,中国地质调查局与原青海省国土资源厅共同组织实施的青海共和盆地干热岩勘查钻获干热岩,填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。2017年5月在共和县恰卜恰镇完井的GR1干热岩勘探孔再获温度新高,取得了一批重要成果,为我国进一步开展干热岩勘查开发研究打下了重要基础。在此基础上,中国地质调查局围绕国家清洁能源需求,加大力度在青海共和推进干热岩资源的试验性开发。

    干热岩开发利用的技术原理虽然简单,但实际应用过程中仍存在大量的技术性难题,例如在干热岩中钻井,对钻杆、钻头的寿命以及具有“钻井血液”之称的泥浆稳定性都是极大的挑战;而地层中含有大量的矿物质,在干热岩开发中,被气化的矿物质会重新在井壁结垢,类似血管中的“血栓”,沉积时间一久很容易将开采通道堵死。面对众多的技术性难题,科研人员唯有加快技术探索的步伐,才能在这场国际能源竞赛中拔得头筹!

    (作者单位:自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所)

    来自地球深部的绿色能源

    摘要:

    矿业是保障我国现代化建设能源资源安全的战略基础,新时代生态文明建设对矿业发展方式提出了更高要求。但国内矿业发展空间不足、动力不足,正处于绿色化、国际化、治理现代化的转型关键期,正在经历由大到强的蜕变,发展面临提升发展活力、推动绿色转型升级、建设现代化矿业市场体系、参与全球矿业治理等任务及要求。

    党的十八大以来,中国地质调查局紧扣国家能源资源安全主题,在以公益性地质调查支撑能源矿产勘查及转型、支撑战略性新兴矿产找矿、以新技术实现资源节约集约高效利用、精准对接服务矿业绿色转型升级及科技创新支撑深部找矿方面取得了一系列成果,为我国矿业转型发展奠定了坚实基础。

    Abstract:

    Mining industry is the strategic basis for ensuring energy and resources security in China's modernization drive , and the construction of ecological civilization in the new era puts forward higher requirements for its development mode.However, the development of domestic mining industry is insufficient in space and motive force and in the critical period of transformation of greening, internationalization and modernization of governance. It is undergoing transformation from big to strong. The development of domestic mining industry is facing the promotion of development vitality, promotion of green transformation and upgrading, construction of modern mining market system, and participation in global mining governance.

    Since the 18th National Congress of the Communist Party of China, the China Geological Survey has been closely following the theme of national energy and resources security, supporting energy and mineral exploration and transformation, supporting strategic emerging mineral exploration, realizing resource conservation, intensive and efficient utilization with new technology, accurately docking services, green transformation and upgrading of mining industry, and supporting scientific and technological innovation. A series of achievements have been made in deep prospecting, which laid a solid foundation for the transformation and development of China's mining industry.

    支撑能源矿产勘查转型

    《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确提出,要推动能源结构优化升级,建设多轮驱动的现代能源体系。

    近年来,中国地质调查局将能源矿产地质调查放在更加突出的位置,瞄准服务国家能源安全保障、改善能源结构、支撑油气勘查开发体制改革的目标,加大了对页岩气、铀矿、天然气水合物、地热、锂矿和石墨等非常规及新型能源的调查力度,重点开展基础地质调查评价、重点区勘查示范、理论、技术及装备创新等工作,取得了一批地质调查成果,为我国现代能源体系的建立提供了坚实的基础。

    ——页岩气(油)调查实现重大发现或突破。一段时期内,我国南方油气页岩气突破均来自四川盆地、江汉盆地和苏北盆地等盆地内,盆地外复杂构造区一直未获重大突破或发现。中国地质调查局通过在四川盆地周缘、武陵山、滇黔桂、中扬子、下扬子地区开展基础地质调查工作,开辟了6万平方千米勘查新区,圈定了正安-酉阳、宜昌-长阳等10处页岩气调查远景区,基于重大突破和发现成果,优选了正安、秭归等14个页岩气有利勘查区块,支撑了新一轮页岩气招标工作。

    拓展9套盆地外复杂构造区新层系,取得新层系重大突破。在四川盆地、江汉盆地等盆地外,新发现震旦系陡山沱组、灯影组,寒武系岩家河组、天河板组,奥陶系宝塔组,志留系石牛栏组,二叠系栖霞组、龙潭组、大隆组9套油气页岩气新层系。安页1井首次发现志留系石牛栏组和奥陶系宝塔组含油气地层,同时首次在四川盆地外二叠系栖霞组发现厚达147米的含油气地层。秭地1井、秭地2井在武陵山地区震旦系陡山沱组发现页岩气,鄂阳页1井在震旦系灯影组发现礁滩相含油气地层,鄂宜页1井在寒武系岩家河组首次发现含油气地层,宜地2井在寒武系天河板组钻获裂缝性天然气,港地1井、泾页1井在二叠系大隆、龙潭组获得海陆交互相页岩油气新发现。

    中国地质调查局在贵州省遵义市正安县实施的安页1井

    发现3种新类型,取得油气页岩气调查新类型的重大突破。安页1井钻获志留系石牛栏组海相互层状泥晶灰岩与钙质泥岩,是我国首次发现的高产海相致密气藏。宜地2井首次发现天河板裂缝性天然气新类型。曲页1井在赣中和黔西六盘水二叠系煤系地层发现煤层气、页岩气、致密砂岩气“三气”共存模式。其中,贵州遵义安页1井、湖北宜昌宜地2井等12口井是国内重大油气页岩气突破与发现。安页1井一举获得二叠系栖霞组,志留系石牛栏组、五峰-龙马溪组和奥陶系宝塔组“四层楼”式天然气、页岩气重大突破。其中,石牛栏组含气地层累计厚68米,经压裂获超过10万立方米/日的高产稳产工业气流。安页1井油气调查的重大突破被认为是历史性、里程碑式的,对南方复杂地质构造区和贵州省油气勘查具有重要意义,圆了中国地质工作者和贵州省人民60多年的油气梦。此外,宜地2井钻获70米优质页岩,鄂宜页1井钻获水井沱组86米厚高含气页岩气层,鄂阳页1井在牛蹄塘组钻获页岩气流,均实现重大发现。

    ——海域天然气水合物获得重大发现。海域圈定6个天然气水合物成矿远景区,预测资源量达744亿吨;陆域圈定9个天然气水合物有利成矿区块,预测资源量350亿吨油当量;利用综合地质、地球物理和地球化学等多种调查技术手段,在西沙海槽、琼东南海域、神狐海域及东沙海域圈定6个远景区、19个成矿区带、25个有利区块,预测水合物远景资源量达744亿吨油当量;在青南藏冻土区优选出9个天然气水合物有利成矿区块,预测远景资源量达350亿吨油当量。

    在南海北部珠江口盆地首次钻获高饱和度水合物,首次钻探证实超千亿立方米级天然气水合物矿藏。在珠江口盆地东北海域钻获高纯度天然气水合物实物样品,控制面积55平方千米,控制储量达到1000亿~1500亿立方米。在南海北部神狐海域实施的19个钻孔均发现天然气水合物,控制面积128平方千米,控制资源量超1500亿立方米,其中通过钻探取芯落实的2个大型矿体,探明储量达400亿立方米,为海域天然气水合物试采提供了重要参考靶区。

    ——地热资源展现新前景。目前,已完成336个地级以上城市浅层地温能调查评价,浅层地温能资源每年可采量折合标准煤7亿吨,可用于建筑物供暖和制冷,实现建筑物夏季制冷面积326亿平方米、冬季供暖面积322亿平方米,提高浅层地温能高效利用每年可节煤2.5亿吨,减少二氧化碳排放6亿吨。全国地热水资源每年可采量折合标准煤18.65亿吨,以中低温为主,高温为辅,每年可开采量折合标准煤18.28亿吨;其余山地丘陵区中低温地热资源折合标准煤0.19亿吨,温泉多分布其中。高温地热水资源每年可采资源量折合标准煤0.18亿吨。

    战略性新兴矿产调查获突破

    近年来,中国地质调查局在锂矿、石墨战略性新兴矿产调查方面取得重大进展。

    通过开展四川甘孜甲基卡锂辉石矿调查,新发现锂辉石矿脉14条,新增氧化锂资源量 88.55万吨;新发现9处含锂盐湖,四川甲基卡地区新增锂矿资源量88.55万吨,平均品位1.41%,全区总资源量超过200万吨,为打造川西新能源产业基地夯实了资源基础。

    在西藏北部地区开展盐湖水化学地质调查,收集盐湖水化学地质资料,新发现结则茶卡、龙木错、查波错、扎仓查卡、捌仟错、仓木错、拉果错、当雄错和鄂雅错等9处含锂盐湖,引导和拉动商业性勘查,新增资源量1400万吨;在青海柴达木盆地东台吉乃尔、西台吉乃尔和一里坪等开展盐湖卤水锂矿调查,企业跟进勘查新增资源量1260万吨;在柴达木西部南翼山地区开展深层富锂卤水资源调查,估算资源量1200万吨,达到超大型卤水锂矿规模。

    石墨矿调查取得一批新进展。内蒙古、青海等地圈定石墨找矿远景区18处,新发现矿产地11处,探获资源量3000万吨。新疆奇台黄羊山晶质石墨矿是我国发现的首个超大型规模岩浆热液型晶质石墨矿,改变了岩浆热液型无石墨大矿的历史,估算石墨资源量2000万吨以上,平均固定碳含量7.01%,大鳞片晶质石墨含量30%~35%,有望形成1处新的晶质石墨资源基地。

    助力资源节约集约高效利用

    稀土选冶及盐湖提锂技术取得新突破,为资源开发利用提供了技术支撑。

    成功开发出脱泥-浮选技术和浮团聚磁选技术,并先后应用于冕宁稀土矿等,实现了技术转化,为该地区稀土资源绿色、高效开发提供了技术支撑。针对轻重混合型复杂稀土,研发出化学解理-选浸联合技术,成功实现了轻、重稀土的有效分离与富集。稀土精矿盐酸直接提铈技术等稀土分离提取工艺成功生产了氯化物、氧化物、氟化物、碳酸盐、高纯金属、稀土硅化物等系列产品。

    研发的太阳池提锂技术已成功应用于西藏扎布耶盐湖开发。该技术工艺利用青藏高原丰富的太阳能资源,让高锂碳酸盐型卤水在太阳池中只加热不蒸发,从而获得70%~90%的高品质碳酸锂精矿,再经简单加工即可得到工业级或电池级碳酸锂产品。这一工艺对环境影响较小。目前,利用该项技术已在扎布耶盐湖建成了5000吨工业级碳酸锂生产线。该技术以及中国科学院青海盐湖研究所的膜分离锂镁分离技术和青海盐湖集团的吸附法提锂技术共同促进了青藏高原盐湖锂矿开发利用。

    在钼铜冶炼淋洗液中稀散元素铼的综合回收和高效利用技术方面取得重大突破,并在国内多个大型企业成功转化,为我国航空发动机规模化生产提供了资源保障。

    为矿山生态修复出谋划策

    中国地质调查局“十三五”科技创新发展规划明确提出,将大型资源基地资源环境综合调查作为重要矿产资源领域4项主要任务之一,组织所属单位,发挥自身的专业技术优势,对占用大量土地的尾矿进行二次开发,提高尾矿综合利用率;对开发用量大、投资少、有销路的尾矿,通过实现规模经营和多品种开发的资源化、商品化使其变废为宝,真正成为经济商品中的一部分;对尾矿坝中的废水进行处理以达到国家标准,实现浮选废水适度净化后全部回用和零排放。对于未处理的采空区、废旧巷道等,利用井下采空区排放尾矿。积极开展土壤治理研究工作,构建矿山污染耕地土壤微生物治理技术模型,研究成果应用于耕地土壤重金属污染治理;组建土壤修复实验室,并部分建立土壤试验田,作为土壤治理技术的孵化与示范。此外,还通过精准服务“长江经济带”“皖江经济带”等国家和区域发展重大战略工程,以综合地质调查成果报告的形式涵盖所属区域矿山生态修复所需基础数据,并为其提供修复方案。

    为皖江经济带提供的调查报告提示发展需要关注的3个重大地质问题就包括皖江地区矿山环境问题,指出矿山开采与城市建设、生态保护的矛盾凸显,因采矿产生的地面塌陷、边坡失稳等地质灾害、“三废”污染、水土流失、压占毁损土地资源等生态环境问题日趋严重,建议对重点塌陷区开展塌陷现状及治理情况核查,并在回填基础上进行生态复垦;针对已闭坑的老井工开采矿山,加强对采空区的排查;对岩溶塌陷区进行水文地质条件详查,提出岩溶塌陷防治措施;矿山开采引发的崩滑流等地质灾害主要发生于露天开采矿山,建议对露天矿坑隐患点进行边坡加固,对废旧露天矿坑进行边坡改造、修复治理,对崩塌滑坡灾害点进行清理、测量、评价、修复;矿山废水排放和废渣堆置不当,给矿山周围的地表、地下水体造成了不同程度的污染,对矿区周围地表水影响较严重,建议对已占有、已污染土地进行试点修复工作,技术成熟后进行推广;对矿区影响范围内水土质量下降区域进行详查,理清污染途径,提出水土保护措施;关于矿山开采压占、毁损土地资源,建议开展毁损土地资源修复和治理,支撑矿山城市升级转型。

    推动矿山生态地质调查和绿色矿山建设,初步实现有效指导矿山开发、监管和保护;参与编制9项绿色矿山建设标准;建成并完善全国重要矿产矿山数据库和尾矿综合利用特征数据库,编制重要矿产固体废弃物分布图;调查我国部分尾矿库,形成固废综合利用新技术,筛选部分尾矿库开展可利用性评价。

    支撑引导老矿山深部找矿

    近年来,中国地质调查局在有资源潜力的现有老矿山部署深部找矿项目,紧密结合地方经济社会发展,以矿山企业投资为主体,对公益性地质工作给予适当支持,引领和拉动矿山企业跟进勘查,增加矿山可采资源储量,稳定和扩大矿山产能,延长矿山服务年限和保障职工就业,促进矿业城市(镇)经济社会持续发展和社会稳定。

    2012年~2014年,中国地质调查局共部署实施老矿山找矿项目188项,其中勘查类项目168项、找矿预测与方法技术研究类项目20项,共有115家地勘单位和143个矿山企业参与项目实施;累计投入经费22.3亿元,其中中央财政资金10.4亿元、地方财政资金550万元、矿山企业资金11.8亿元;实现老矿山深部和外围新区、新类型、新方向找矿重大突破,共55个矿山新增资源量达大中型规模,其中通过研究西藏罗布莎矿区含矿构造岩相带与矿体空间分布规律,配合重磁电综合解释,圈定深部找矿靶区,经钻探验证发现厚大隐伏矿体,实现铬铁矿找矿重大突破;新增铬铁矿资源量200万余吨,其中Cr-80矿体提交115万吨,是目前国内发现单体规模最大的铬铁矿体;在香卡山矿区深部发现6个铬铁矿富盲矿体,新增资源量25万余吨,预测深部仍有很好的找矿潜力;罗布莎铬铁矿的找矿突破深化了对区域空间成矿规律的认识,总结完善了有效的勘查方法,拓展了区域找矿空间,对缓解我国铬铁矿供需压力和提高资源保障能力具有重要的现实意义。

    尽管一路披荆斩棘,成绩显赫,中国矿业转型发展依然任重道远。在精准研判国际国内矿业发展形势的基础上,中国地质调查局提出,要紧扣国家能源资源安全,精准对接矿业转型发展,着力构建现代矿业发展服务体系,着力打造中国地质调查局在服务矿业转型发展中的权威和品牌,向矿业企业提供受欢迎、能解决实际问题、能满足企业需求的服务产品和平台。中国矿业报社作为这一战略性部署的具体实施者,在遵循“解放思想、大胆探索、聚焦需求、创建精品”这一原则的基础上,面向全球和中国矿业,打造“国际一流、国内顶尖”的矿业信息产品和服务平台,树立中国地质调查局服务矿业转型发展的品牌,强化智库型媒体功能,力求尽快建成中国矿业融媒体主平台,从2020年到2025年,打造中国矿业最权威的信息发布平台、较强国内和国际影响力的矿业资讯平台和专业化的咨询服务平台,向世界发出中国矿业声音,亮出中国观点,提供中国方案。

     
    中国地质调查工作服务矿业转型发展纪实

    贝岭镇幅野外调查现场。广东省佛山地质局供图 

    “要用科技创新改造、支撑和引领地质调查”“牢固树立调查过程就是研究过程的理念”“只有科学家才能负责填图,填图质量由科学家终身信誉保障”……

    瞄准能源资源调查,强化对生态文明建设和自然资源管理的支撑服务,2019年召开的第三次全国区域地质调查工作会议,提出了从填图理念到技术标准、从工作布局到组织方式、从评价标准到成果服务的六大改革措施。历经5年实践,我国区域地质调查改革取得一系列新进展、新成果。

    站在新起点,日前召开的第四次全国区域地质调查工作会议明确提出,进一步全面深化区域地质调查改革任务,大力提升区域地质调查工作程度、调查精度和工作广度,力争到2035年实现从区调大国到区调强国的历史性跃升。

    为什么“改”:

    经济社会发展对地质工作提出新要求,需要区域地质调查率先改革探索

    区域地质调查工作是地质工作的先行,是地质科技创新的源泉。

    1910年,我国第一幅地质图《直隶地质图》的发表,拉开了中国区域地质调查事业百年发展的序幕。历经一个多世纪,在几代区调工作者的共同努力下,我国区域地质调查工作不仅形成了全国宏观地质构造格架认识,有力保障了国家矿产资源安全,而且有效服务了重大工程建设和国家重要战略规划实施,取得了一批具有重大影响力的原创性引领性基础地质研究成果,为新中国从站起来到富起来作出了彪炳史册的贡献。

    步入新时代,国家对地质工作提出了新要求,地质工作面临的形势发生了广泛而深刻的变化。作为地质工作基础和先行的区域地质调查,改革发展势在必行。

    首先,国家对地质工作的需求,需要区域地质调查先行改革发展,将能源资源安全保障工作摆在优先、突出的位置,并做好对生态文明建设和自然资源管理的支撑服务。这就要求区调工作从一般性调查向多圈层交互作用的调查研究融合转变,工作不仅聚焦在重点成矿区带,同时也要加强重要经济区、重点海域、重大地质问题区(含重大工程区)调查,开展更加精细的调查研究。

    其次,其自身发展也亟待加快转型升级步伐。尽管我国陆域中比例尺和海域小比例尺区域地质调查已基本实现全覆盖,但调查精度有待进一步提高,服务方向也有待从单纯服务找矿向破解制约资源环境“卡脖子”的基础地质问题转变。

    与此同时,随着科学技术的发展与进步,地球系统科学理念以及大数据、云计算等技术深刻影响着区域地质调查工作的工作方式、方法。现代“星空地”立体调查技术体系的构建,为区域地质调查从以人工地表观测为主向多技术、多方法综合调查转变提供了技术支撑。大数据、区块链、物联网、云计算等的快速发展和应用,令区域地质调查从数字填图向智能化填图转变成为可能。

    站在新的历史起点,2019年召开的第三次全国区域地质调查工作会议,吹响了区域地质调查工作改革发展的冲锋号。中国地质调查局聚焦加快工作布局调整、技术标准体系推广、人才队伍和业务平台建设、一体化产品公开服务、数据更新体系建设、新管理机制落地,推进地质调查与科学研究一体化,着力提升区调破解重大资源环境问题的能力。

    “改”得怎么样:

    着眼破解重大资源环境问题,创新区域地质调查工作方式、方法

    改革激发活力,改革释放潜力。

    5年来,中国地质调查局聚焦新时代党和国家需求,着眼破解重大资源环境问题,解放思想、开拓创新、攻坚克难,推动区域地质调查改革取得了一系列新进展、新成效:区域地质调查改革一揽子举措落地实施,推动区域地质调查工作程度广度精度持续提升,基础地质研究取得多项创新成果,技术标准改革稳步推进,“线上+线下”成果服务更加高效便捷,以创新能力、质量、实效、贡献为导向的区域地质调查人才评价体系初步构建。

    科技在进步、方法在更新,区域地质调查的对象及要素也大大拓展。其技术标准和工作规范迫切需要调整与更新完善。

    中国地质调查局基础调查部统一部署,通过填图试点、方法体系构建和规范的修订与制定,于2019年、2021年先后完成《区域地质调查技术要求(1∶50000)》和《覆盖区区域地质调查技术要求(1∶50000)》及系列方法指南的制定,经过应用和完善后,形成了《区域地质调查规范(1∶50000)》和《覆盖区区域地质调查规范(1∶50000)》。这两个行业标准已由自然资源部发布,于2024年10月1日正式实施。至此,我国新一代区域地质调查规范和技术方法体系基本形成,结束了长达近30年没有更新区域地质调查规范、缺少调查和填图方法体系的局面。

    新发布的《区域地质调查规范(1∶50000)》和《覆盖区区域地质调查规范(1∶50000)》,从顶层设计开始,较好地解决了长期以来我国区域地质调查面临的理念、思路和方法等问题,首次构建了从基岩区到覆盖区一整套的区域地质调查规范,填补了覆盖区区域地质调查规范和技术要求的空白,初步形成重点成矿区带、能源盆地、重要经济区与新型城镇等不同地区技术指南,对推动我国的区调工作从山区走向平原、从单一服务资源型转向综合服务资源、环境及生态型起到重要作用。同时,在破除以往的“点—线—面”网格式填图工作量的硬性要求外,新规范还注重解决实际问题,科学规范工作量;强调地质实体的圈定,真实反映地质体特征,并建立归纳、提炼的填图单元(如侵入岩的岩套),以提升研究和认识程度。

    另外,新规范提出专题地质填图理念、思路和方法,即以解决特定问题或满足社会特定需求为目的、区域地质调查(填图)与科学和应用研究融为一体的、多学科相结合的地质调查与填图,推动科研与地质调查的融合。

    地质图是区调工作最重要的产品,也是推进区调改革向深向实的重要抓手。近年来,中国地质调查局聚焦需求、解决问题、创新表达、科学家填图等区调改革新理念,持续推进优秀图幅评选,不仅对区调改革起到重要的示范引领作用,同时也增强了填图人员的自信。

    2024年全国区域地质调查优秀图幅共评选出2幅特优图幅、13幅优秀图幅。

    其中,特优图幅广东贝岭镇幅由广东省佛山地质局完成。中国地质调查局地质填图科学家、广东省佛山地质局副总工程师邓飞介绍,该图幅紧扣区域地质调查的目标任务和基本原则,突出地质实体的填绘,详细表达了岩性岩相及各类蚀变,结合断层发育的数值模拟结果对断裂构造进行了分级表达,客观科学地展现了多个构造层的物质组成和变形特征。为探索区域地质调查的范式变革,团队还利用图幅岩矿鉴定成果,开发了粒度智能分析软件并投入使用。在查明成矿地质背景的基础上,图幅新发现稀有稀土矿(化)点24处,并首次在东南沿海火山岩带发现火山黏土型锂矿。依托填图成果设立的锂矿资源调查评价项目,已结合钻探控制含矿层分布范围和厚度,打造了区域地质调查成果快速转化支撑找矿的成功范例。

    中国地质调查局武汉地质调查中心完成的湖北总路咀幅,也获评特优图幅。中国地质调查局地质填图科学家、武汉地质调查中心正高级工程师田洋表示,在区域地质调查改革发展的新征程上,调查工作与科学研究结合得更紧密了,图幅表达的内容也更加丰富了。总路咀幅填图,瞄准扬子陆块早期陆壳生长与演化这一前沿科学问题,新发现10余处太古宙花岗质岩石,完善了地层—岩浆—构造事件格架,重塑了大别山早前寒武纪基底演化格局,同时为深化认识大别地区战略性矿产区域成矿规律提供了基底信息。

    充分利用地球物理、地球化学、遥感及钻探等技术方法,成为当前区域地质调查工作的发展方向。此次被评为优秀图幅的查哈阳农场四队幅,工作区位于大兴安岭及松嫩盆地西缘盆山结合带。中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心通过创新建立“剥离”覆盖层基底地质填图技术方法体系,有效解决了东北浅覆盖区地质填图和采样难题。

    得益于深度学习算法应用和中央处理器(GPU)算力不断提升,智能地质填图探索已取得一系列突破。

    中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心调查信息化室主任李丰丹在第四次全国区域地质调查工作会议上介绍,目前已形成了面向地质填图全过程、基于深度学习的填图对象识别以及人工智能地质图生成技术方法,能够应用于预研究、野外调查、综合研究等工作阶段,有利于提高填图精度、研究程度和工作效率,也有助于提高填图科学性,在解决重大问题过程中发挥作用。取得的示范成果,展现出人工智能在未来地质填图中的应用潜力。

    下一步怎么“改”:

    以陆块聚散与资源环境效应为主线,推进新一轮国家地质填图

    改革只有进行时,没有完成时。

    党的二十届三中全会对进一步全面深化改革、推进中国式现代化作出战略部署,擘画了进一步全面深化改革的宏伟蓝图。对标新形势、新要求和新使命,进一步全面深化区域地质调查面临新的机遇和挑战。

    2023年,新一轮找矿突破战略行动推进大会明确要求,“基础地质调查是找矿突破战略行动第一阶段必须要做好的基础性工作”“要尽快加强基础地质调查工作,填补我国矿产基础地质工作程度总体偏低的短板”。正视关键矿产供给保障的区调短板,加强重点成矿区带和能源盆地区域地质调查,守住国家能源资源安全底线,无疑是区调工作的重中之重。

    与此同时,陆域,我国地质构造复杂,地质灾害频发,风险隐患底数仍未查清,资源、环境、生态、空间、灾害等多要素关键地质问题相互交织,急需加强以地球多圈层演化协同研究为主的地质填图工作;海域,1∶25万海洋区调覆盖率与全面建设现代化海洋强国的要求相差甚远,急需进一步提升海洋区调的精度与广度。

    为彻底扭转工作程度总体偏低和精度不高的被动局面,第四次全国区域地质调查工作会议就进一步全面深化改革作出部署,下一阶段围绕标准更高、精度更细、效率更快、质量更优的工作要求,以陆块聚散与资源环境效应为主线,重点谋划推进新一轮国家地质填图,全力推进“一个计划”,协同构建“一个机制”,全面建设“四个体系”。

    中国地质调查局基础调查部相关负责人介绍,聚焦战略性矿产安全、能源转型、区域协调发展、海洋强国建设和原始理论创新五大服务领域,新一轮国家地质填图将重点开展重点成矿区带填图、能源盆地填图、重要经济区与新型城镇填图、重点海域填图和重大地质问题区填图,形成“五区”填图格局,系统解决制约全国资源与环境的关键基础地质问题。同时,布局陆域大地电磁、地球化学、地应力观测“三网”建设,以及地球物理、地球化学专项调查,进一步深化深部地质作用对成山、成盆、成藏、成矿、致灾等地质演化过程的认识;加快建设全国数字地质图“一张图”服务系统平台,为全社会提供优质产品服务。

    第四次全国区域地质调查工作会议强调,构建从中央到地方权责清晰、运行顺畅、优势互补、充满活力的央地合作、统筹部署、协同创新、成果共享的新机制。中国地质调查局要以快速提高国家区域地质调查工作程度为己任,推动与地方、企业和高校的需求对接、项目对接,推动形成全国区域地质调查“一盘棋”工作格局。各地要担起提升本地区区域地质调查工作程度的责任,将区调工作与促进地方经济社会发展紧密结合。央地合作开展新技术、新方法联合攻关、试点示范与推广应用,央地企共同推进数字成矿区带、数字盆地建设等,及时将各方调查成果汇入国家数字地质图平台。

    第四次全国区域地质调查工作会议还提出,加快打造国际化现代化技术方法和标准体系、用户友好的优质服务产品体系、高标准严要求的高水平管理体系和高素质高水平的人才队伍体系;强化预研究、预填图,做到野外路线填图带着问题填、有针对性地填,提高野外填图效率和填图质量。

    锚定现代化,改革再深化。

    夯实“百年区调”根基,中国的区域地质调查事业再次踏上新的征程,用下一个阶段的改革发展成果,擦亮这块“百年老店”的金字招牌。

    夯实地质工作之基——我国区域地质调查改革发展纪略

    今年的世界地球日主题宣传活动周为4月20日至4月26日。自然资源部中国地质调查局南京地质调查中心结合中心重点工作和工程、项目科普目标任务,充分考虑属地疫情防控工作部署,创新活动形式,围绕活动周主题将组织开展一系列科普活动。

    走进中山门社区党群服务中心开展了“珍爱地球 人与自然和谐共生”的主题宣传活动,向社区捐赠了中心科普成果书籍和图册。此次向社区捐赠的图书包括《支撑服务赣南革命老区脱贫攻坚40年地质调查成果图集》、中心科技人员主编出版的《雁荡山火山地质与地貌》、《神龙架叠层石》、《走进地质公园旅游丛书》等图书,以及地球日知识和地质灾害防治等宣传手册,集中宣传展示了中心的地质调查成果,普及了地球科学知识,传播了人与自然和谐共生的理念。

    开展第51个地球日网络直播科普活动。2020年4月24日上午,一场别开生面的网络直播活动,在微赞及抖音两个网络直播平台同时展开。这是中国地质调查局南京地质调查中心联合江苏省自然资源厅、江苏省地质学会,在第51个世界地球日科普活动期间举办的一场特殊的科普宣传活动。直播活动中,南京地调中心的科研人员向网友们介绍了地球历史上5次大型生物灾变事件的特征及成因,同时对我国白垩纪火山活动特征、火山产物及典型火山类地质公园与可持续发展以及近年来中国地质调查局为支撑国家乡村振兴战略而兴起的“地质文化村”建设工作进行了全面介绍。本次科普直播活动,是在当前特殊形势下如何有效开展科普宣传活动的一次有意义的尝试,也是科普工作融合新技术、新平台的探索。在直播过程中,科研人员不仅调动起了网友的兴趣,直播更添加了互动环节,获得了网友们的广泛好评。整场直播活动时长一个多小时,微赞直播平台在线观看人数达2500人次;抖音直播平台在线观看人数达2000人,直接科普受众超过4500人。此次网络直播科普活动,将科普工作创新融合新媒体、新技术的探索工作落到了实处,为未来地质科普工作的创新发展奠定了良好的基础。

     

    南京地调中心开展第51个世界地球日系列活动

    在新一轮找矿突破战略行动中,中国地质科学院(以下简称“地科院”)充分发挥其在地球物理探测技术领域的技术积淀与创新优势,以三维激电探测技术为利刃,在全国多个重点成矿区带取得显著找矿成果,为保障国家能源资源安全提供了坚实力量。

    近年来,地科院科研团队在三维激电探测技术研究方面取得丰硕成果。获国内外多项专利授权,涵盖三维激电测量装置、数据采集与处理方法等多个关键环节;成功登记一系列软件著作权,如三维激电数据处理软件等,极大地提升三维激电探测数据的处理效率与解释精度;同时,发表多篇高水平学术论文,深入剖析三维激电方法的理论基础、数据处理方法及地质解释模型,为该技术的广泛应用提供了坚实的理论支撑。

    团队获得的三维激电方法技术发明专利证书 

    (左:南非发明专利;中:国内发明专利;右:美国发明专利) 

     

    团队取得的三维激电方法技术软件著作权 

    团队发表的三维激电方法技术部分相关文章

    此外,地科院在硬件设备储备上同样优势显著。目前,已配备超过 150 台全波形分布式三维激电接收机,是全国该型号设备保有量最大的机构。这一庞大的设备储备,为开展大规模、高精度的三维激电探测工作提供了坚实的硬件支撑,有力支持深地探测重点实验室各项目任务,从容应对不同区域、不同规模的勘查需求,为技术持续应用和创新提供了强力保障。

    凭借先进的三维激电探测技术,目前地科院项目团队已承接新疆、宁夏、内蒙古和黑龙江等多地的金属矿地球物理探测勘查工作,项目总额超过400万元。在新疆某重点成矿带开展勘查中,通过三维激电探测,精准圈定了具有重要找矿潜力的异常区域;在某铜多金属矿勘查项目中,依据三维激电数据构建的地下地质模型,清晰揭示了深部矿体的空间分布形态与赋存规律。经对比钻探验证,成功发现了地下隐伏的脉状金矿体,显著提升了该地区的资源储量规模与找矿潜力。

    某金矿三维激电探测反演综合图

    在宁夏,聚焦中卫北山地区金属矿勘查,团队利用三维激电探测技术,有效识别出矿区回填物覆盖层下部物探异常,为后续地质调查与找矿工作指明了方向,大大提高了找矿工作的针对性与成功率;在内蒙古,团队深入大兴安岭北段等重点区域开展勘查作业,借助三维激电探测技术准确获取深部地质体的电性信息,成功圈定多个与铜钼矿相关的异常靶区;在黑龙江,团队针对黑河三道湾子金矿开展了详细的地球物理探测工作,通过三维激电探测,对主体构造与深部岩体分布形态进行大体了解,有待对极化率信息及关键示矿信息的地质意义及信息提取进行深入研究。在此基础上,团队还成功预测多个潜在矿体分布区域,为进一步扩大矿区资源储量提供了有力依据。

     

      

    黑龙江三道湾子金矿三维激电反演解释图(上)和综合剖面图(下)

    地科院三维激电探测技术在新一轮找矿突破战略行动中的卓越表现,不仅展示了地球物理技术在深部资源勘查中的强大威力,也为我国矿产资源勘查工作提供了全新的技术思路与方法范式。未来,地科院将继续加大在地球物理探测技术领域的研发投入,不断优化三维激电探测技术体系,为推动我国找矿突破战略行动持续深入开展、实现深部找矿重大突破贡献更多智慧与力量。

     

    地科院三维激电探测技术赋能新一轮找矿突破战略行动

    山河为卷,青春作笔。在时代发展与民族复兴的伟大征程中,涌现出一批锐意进取、奋发有为的地质青年们,他们以昂扬姿态勇立潮头,为自然资源领域发展注入源源不断的青春动能。“中国地质调查”特开设“青春正能量”栏目,让我们一同走进他们拼搏奋斗的青春故事,感受蓬勃朝气,汲取奋进力量,以青春之我、奋斗之我,共绘时代发展的绚丽画卷。

    西安地调中心沙特填图青年理论学习小组

    丝路青年担使命,填图筑梦谱华章

    两千多年前,张骞怀揣着丝绸与地图,毅然踏上了出使西域的征程,开启了东西方文明交流的“凿空之旅”。到了2013年,习近平总书记提出的“一带一路”国际经济合作倡议,给21世纪东西方合作与发展按下了“加速键”,为推动全球共同进步、构建人类命运共同体注入了强大动能。西安地调中心基础地质调查领域的一群热血青年们,深入学习了习近平总书记关于共建“一带一路”的重要论述。为了响应中沙联合声明中有关“拓展两国矿业等领域的合作”“支持并鼓励双方在科技等领域的科技交流与合作”的精神,支持沙特实现“2030愿景”,我们带着满腔的青春热情、敢闯敢拼的担当精神,扛着现代中国地质调查的先进技术理念,怀揣着“一带一路”合作共赢的美好愿景,信心满满地开始牵头起草沙特阿拉伯地盾精细地质填图项目标书。万事开头难。6个中青年骨干,靠着连续20天高强度工作,每天只睡3—4个小时,雕琢着标书里的每一个字。第一次顺利提交项目标书后大家合影留念,脸上的喜悦中难掩疲惫。功夫不负有心人,经过一路“披荆斩棘”,在2022年成功拿下了沙特填图项目。14.36亿元人民币,11年,60万平方公里,这么大的项目,究竟谁来做呢?沙特填图指挥部迅速集结了来自31家部局属单位、高校和行业地勘单位的基础地调人才,体现了我们举全行业之力高质量实施填图项目的宏伟目标。在这支精英战队中,管理和专家组成员平均年龄为42岁,填图组成员平均年龄为30岁,充分展现出新时代地质青年在筑梦丝路、科技报国路上的担当。

    多边对话架桥梁,风险预控稳根基

    从项目实施的那一刻,和平合作、开放包容、互学互鉴、互利共赢的丝路精神就如同指南针一般,始终指引着我们每一步前进的方向。我们都知道,在国际合作中,文化差异、理念分歧、利益冲突这些问题总是如影随形,稍有不慎,合作便会中途“夭折”。从签署协议到项目实施,经历了将近5个月的漫长等待。那么,我们只能坐着干“等”吗?不!项目组把共商、共建、共享作为推进“一带一路”的法宝,以对话代替对抗,就是让合作健康成长的“良药”。在等待期间,中国地质调查局、沙特地质调查局和中国地质矿业总公司前前后后开了十余次会议,仔仔细细地合同里各方的责任和义务。从责任目标、质量管理、HSE管理体系、项目进度监管机制,每一项都抠得仔仔细细,要求也越来越明确。团队青年们更是鼓足干劲,迎难而上。在正式开展工作前,为沙方提交了28个工作计划、8个工作手册,把中沙合作可能遇到的矛盾风险都提前“揪了出来”,精准预控、有效规避,为项目的顺利启动、高质量实施打下了坚实的基础。

    沙方技术人员室内培训

    标准对接增共识,攻坚克难显担当

    不过,作为21世纪全球最大的地质填图技术服务项目,其难度、强度、广度也是超乎想象。团队遇上的第一个“硬骨头”就是设计-填图-成果产品的标准磨合。国内成熟的编图和填图技术体系是我们能取得该项目的核心竞争力,但到了沙特推行起来可谓举步维艰。由于文化和理念的差异,团队工作的每个流程细节、报告的每个标点符号都遭受沙特地调局和第三方监理的“审视”与质疑。从不被认同到平等对话,专家组付出了巨大的努力,在一次次与沙特地调局和监理专家的思维碰撞中,一步步将中国地调技术标准推向世界。

    沙方技术人员无人机培训

    艰苦朴素一直以来都是地质调查工作的特点,沙特阿拉伯主要为热带沙漠气候,长期高温的天气为野外地质考察增加了难度。沙特填图的青年们是如何开展野外工作的呢?为了避免野外中暑,同志们每天早上五点半就起床吃饭。伴随着蒙蒙亮的天色启程前往作业区,下午2点便开始返回驻地。即便如此,每天工作的最高温度都在37℃以上,夏季更是轻松高于40℃。每一口呼吸都是热浪与身体的交换。岩石露头都烤得发烫,观察、采样都需要戴手套操作。为了防止被紫外线晒伤,无论多高的温度都要穿着长袖、长裤,戴好遮阳帽。如此全副武装,你以为会汗流浃背吗?完全不会!因为你的汗液才刚刚渗出,就立刻随着热浪蒸发掉,只在衣服上留下盐渍。沙特极度缺水,大家生活用水基本都是海水淡化得来的,洗澡水都带着微咸。填图组的同志们经常打趣道:“白天日晒风干,晚上盐水浸泡。管你再怎么鲜嫩的小鲜肉,经过这一道工序,迟早变成老腊肉啊!”

    监理专家野外成果验收

    除此之外,高强高压的工作模式对人的身心都是巨大的考验。95年的闫佳鑫2022年刚参加工作就被指派到沙特填图项目组,高强度的工作压得他喘不过气,但为了给项目组提交出色的成果报告,他一直在沙特的工作岗位上坚守了238天才第一次回国。回国后,我很自然地问他何时再回沙特?他连忙摆手:“千万别说‘回’,是‘去’!”是啊,“家”才用“回”,而这里才是家。想家,从踏上飞机的那一刻就已经开始了。思念,只能寄托在每一次视频通话中。GIS专家杨博每每拨通家里的电话,女儿总用稚嫩的声音问:“爸爸,你什么时候回来啊,我好想你啊!”他只能一次次重复:“快了,快了。”填图组的张宗言作为“地质二代”,不仅无法顾及家庭,还经常把父亲当外援,在填图现场给中国地质大学(武汉)教授张克信打电话请教专业问题。项目经理郭磊在采访中谈及境外工作,他只说“贡献力量”,他只谈“为国争光”,再往下却不敢讲了。因为,他害怕再想下去,眼前会浮现出父母苍老的面庞,耳旁会响起妻子温柔的叮咛,对家人的亏欠时刻就要喷涌而出。春节,举国欢庆、阖家团圆,留在沙特的项目组成员只能一起包个饺子、录个新春祝福,苦中作乐,以此庆贺。

    2025驻沙人员贺新春

    为了续写中沙友谊,为了展示中国速度,为了将“一带一路”倡议同沙特“2030愿景”对接,沙特填图团队的青年同志们怀揣地质报国的初心,肩负为国争光的使命,背井离乡、挑灯夜战、分秒必争。一切都能扛过去,一切都必须扛过去!这是中国心,这是地质魂!科技合作促共赢,标杆引领启新程为了让合作更上一层楼,沙特填图团队秉持互利共赢的理念,不仅自主研发了一套全新的地质调查野外采集系统Go-Field,还创新性地建设了全流程数据驱动的编图和填图技术体系,为实现全数字化填图创造了全球典范。通过联合培训沙特技术人员、协同共建联合实验室等方式,促进技术转移与人才成长,打造了中沙合作新亮点。

    习近平总书记说过,科技是国之利器,国家赖之以强,企业赖之以赢,人民生活赖之以好。科技合作是共建“一带一路”合作的重要组成部分。沙特填图项目中,青年人才智慧在科技创新中发挥了重要作用。我们深刻体会到,科技创新不仅是技术的突破,更是国家综合实力的体现。“一带一路”倡议不仅是经济合作的纽带,更是文化交流互鉴的桥梁。“中国专家真了不起,通过他们的培训,我们的填图水平有了质的提升。”沙方项目经理阿沙拉夫日前开心地说。“一流的地质调查局,一流的数据库,一流的填图技术,每一张图都是一件艺术品。”项目监理方芬兰资深专家塔皮奥对项目组填图工作给予高度评价。这些赞扬与褒奖让我们自信心和使命感得到进一步增强。如今,中沙地质合作项目已成为两国在资源勘探与地质调查领域深度合作的典范。未来,沙特填图项目团队会继续秉持丝路精神的核心理念,坚定不移践行“一带一路”倡议,以科技合作为纽带,推动各国共同发展、繁荣,为构建人类命运共同体贡献更多智慧与力量!

    青春正能量 | 丝路精神耀征程 中沙地调谱新篇——记...

     

    “我在福建沿海地区工作了将近18年,对海有浓厚的感情”“要发扬优势,做好‘海’的文章”“建设海洋强国,我一直有这样一个信念”……从地方到中央,习近平总书记对海洋的关注一以贯之。“建设海洋强国是实现中华民族伟大复兴的重大战略任务。”党的十八大以来,习近平总书记多次强调要进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋,指引我国海洋强国建设不断取得新成就。 

    (一)“海洋经济发展前途无量”

    人类居住的地球表面70%是海洋。浩瀚大洋蕴藏着丰富的矿产、油气和生物资源。习近平总书记十分重视对海洋资源的开发利用,对海洋经济有着高瞻远瞩的战略眼光。1994年,时任福州市委书记的习近平同志提出建设“海上福州”战略构想,在全国沿海城市中率先吹响“向海进军”号角。在浙江,他指出一定要做足做好海洋经济这篇文章。在上海,他要求努力争创海洋经济发展的新优势……从科研实验室到渔业种子基地……党的十八大以来,习近平总书记多次前往沿海省份考察海洋经济发展,强调“海洋经济发展前途无量”“提高海洋资源开发能力”“着力推动海洋经济向质量效益型转变”。2013年考察大连船舶重工集团海洋工程有限公司时强调“要顺应建设海洋强国的需要,加快培育海洋工程制造业这一战略性新兴产业”;2018年在上海考察时视频连线洋山港四期自动化码头,指出“经济强国必定是海洋强国、航运强国”;2023年在广东湛江考察海洋渔业,提出“耕海牧渔,发展海洋经济大有可为、大有前途”……从构建完善的现代海洋产业体系到布局港口、航运建设,再到统筹陆海区域重大战略对接等,习近平总书记推动把加快经济发展的触角从陆地向海洋延伸,为拓展蓝色经济空间谋篇布局、指明方向。党的二十届三中全会《决定》提出“完善促进海洋经济发展体制机制”。以制度建设为保障,海洋经济高质量发展之路正越走越坚定、越走越宽阔。

    (二)“推动海洋科技实现高水平自立自强”

    海洋科技发达是海洋强国的重要标志,科技水平的高度决定了海洋开发的深度。从万里碧波之上的极地破冰船、大洋科考船,到万米水下的深潜设备,习近平总书记一直牵挂在心头——2012年6月,我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号深潜成功突破7000米,第二年的5月,总书记在北京人民大会堂会见载人深潜先进单位和先进工作者代表;2018年4月,在海南三亚中国科学院深海科学与工程研究所,同“深海勇士”号载人潜水器总设计师和潜航员团队互动交流;2020年11月,致信祝贺“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航,指出“‘奋斗者’号研制及海试的成功,标志着我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力,体现了我国在海洋高技术领域的综合实力”;2024年11月,致信祝贺“梦想”号大洋钻探船建成入列,强调这“标志着我国在深海进入、深海探测、深海开发上迈出了重要一步,是建设海洋强国、科技强国取得的又一重大成果”;……“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号、“梦想”号等海洋科技“大国重器”不断技术迭代、逐梦深海,提升建设海洋强国的科技成色和底气。在对海洋强国建设的战略指引中,习近平总书记反复提及科技进步的重要意义:“发展海洋经济、海洋科研是推动我们强国战略很重要的一个方面,一定要抓好”“建设海洋强国必须大力发展海洋高新技术”。重点在深水、绿色、安全的海洋高技术领域取得突破;推进海洋经济转型过程中急需的核心技术和关键共性技术的研究开发;推动海洋科技实现高水平自立自强,加强原创性、引领性科技攻关……一项项具体要求,指明海洋科技创新的发力点和突破点。

    (三)“要像对待生命一样关爱海洋”

    党的二十大报告提出,发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国。保护好海洋生态环境关乎美丽中国,关乎海洋强国建设。红树林,这种扎根于海岸潮间带的胎生木本植物,对它的保护习近平总书记十分关注。“红树林保护,我在厦门工作的时候就亲自抓。党的十八大后,我有过几次指示。这是国宝啊,一定要保护好。”2023年4月在广东湛江考察时,习近平总书记语重心长地说,“海洋生态文明建设是生态文明建设重要组成部分”“这是国家战略,要一代接着一代干,久久为功,建设美丽中国,为保护好地球村作出我们中国人的贡献”。海洋强国建设,落脚点是实现“人海和谐”。“要像对待生命一样关爱海洋”“要把海洋生态文明建设纳入海洋开发总布局之中”“坚持开发和保护并重、污染防治和生态修复并举,科学合理开发利用海洋资源,维护海洋自然再生产能力”“保护海洋生物多样性”……习近平总书记的重要论述不断赋予海洋强国建设“绿色可持续”的内涵。党的二十届三中全会《决定》明确提出“健全海洋资源开发保护制度”。保护海洋生态环境,也是在保护生产力。统筹协调开发与保护的关系,以高水平保护支撑高质量发展,海洋经济的“蓝色引擎”才能持续迸发澎湃动力。2024年7月,《中国的海洋生态环境保护》白皮书发布的一系列重要举措,向世界展示了中国广泛开展海洋生态环境保护的实际行动、中国努力构建人海和谐海洋生态环境的积极姿态。当前,中国已迈上以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的新征程,海洋事业迎来重大历史机遇期。唯有以生态优先的理念经略海洋,海洋福祉才能绵延不绝。

    (四)“构建海洋命运共同体”

    海洋对人类社会生存和发展具有重要意义,海洋孕育了生命、联通了世界、促进了发展。2019年4月,习近平总书记首次提出构建海洋命运共同体,进一步丰富和发展了人类命运共同体理念。世界百年变局下,全球海洋问题形势严峻,制约着人类社会和海洋的可持续发展。作为全球治理的重要领域,全球海洋治理问题,成为国际社会共同面临的重要课题。海洋命运共同体蕴含着“讲信修睦”“亲仁善邻”等东方智慧,是全球海洋治理的中国主张、中国方案。“波涛之上尽是波涛”。海洋具有流动性和不可分割性,国际合作开发海洋是大势所趋。依托“一带一路”建设,中国进一步密切同共建国家合作,为构建海洋命运共同体打下坚实基础。国家“十四五”规划纲要提出“深度参与全球海洋治理”。构建海洋命运共同体,是理念也是实践,是实现全球海洋有效治理的行动指南。中国深度参与国际海洋治理机制和相关规则制定与实施,将同世界各国携手共建和平之海、繁荣之海、美丽之海。

      

    新华社:总书记对海洋强国建设的战略指引

    在地质科学探索的广袤苍穹中,中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心分析测试实验室,从荒芜中蹒跚起步,于磨砺中不断蜕变,在挑战与机遇交织、荆棘与繁花共生的时代浪潮中砥砺前行。长沙中心以“拓荒者”的姿态,在设备操作与数据跃动间,将“地质密码”逐一破译。长沙中心实验室的发展巨变,不仅见证着地质分析技术的迭代升级,更书写着分析测试人员以实验室为家、用青春和智慧助推地质事业高质量发展的动人篇章。

    军魂淬志:逆境突围的浴火重生之路

    时间回溯至2020年,长沙中心分析测试实验室自拉萨回迁至宁乡。彼时的它,恰似在汹涌波涛中失去罗盘的孤舟,陷入前所未有的困境。高、精、尖仪器设备缺失,关键岗位技术骨干流失,连最基础的实验室资质都成了遥不可及的目标,发展之路举步维艰。曾经繁忙有序的工作场景不复存在,陈旧设备在角落蒙尘,仿佛无声地诉说着实验室的落寞与沧桑,科研人员于寂静中等待着转机。

    刚从中国地质调查局武汉地质调查中心交流来长沙中心担任分析测试实验室负责人的谭靖,面对困局,他目光如炬,并激励团队:“大家都是曾身披戎装的‘黄金兵’,军人的字典里从无‘退缩’二字。军魂不能遗忘,血性更不能丢。没有资质,我们可以通过努力获取;技术力量流失,可以广纳贤才培养;设备陈旧,可以积极筹措资源更新;业务停滞,可以奋力开拓新局。只要我们坚定信念,撸起袖子加油干,就没有攻克不了的‘娄山关’,也没有逾越不了的‘腊子口’。”在他的鼓舞引领下,团队成员重拾军人退伍不褪色、转改不转志的赤诚信念,于困境中破冰前行,在筚路蓝缕中开启一段凤凰涅槃、换羽新生的奋进征程。

    破茧焕彩:跨越发展的卓越进阶之路

    在长沙中心的领导下,团队积极作为,广泛走访业内多家兄弟单位,深入落实专家论证等系列务实举措,全面推动硬件设施与技术能力的迭代升级。短短数载间,实验室仿若破茧而出的彩蝶,轻盈挣脱往日的青涩与局促,取得一系列令人瞩目的突破性成果。

    为尽早形成分析检测能力,团队加快推进实验室改造升级。在基础设施建设方面,精细优化水电供应系统,确保设备运行稳定流畅;精准配备温湿度控制系统,为仪器设备营造适宜的运行环境;科学规划实验场地,明确化学分析区、样品制备区、仪器操作区等功能分区,有效避免交叉污染,大幅提升工作效率。同时,实验室大力引入高端先进设备,对老旧仪器进行维修与更新换代。目前,实验室已配备124台(套)化学分析测试与样品加工设备,为高质量检测工作提供坚实有力的硬件设施保障。

    为加快推进人才队伍建设,团队大力实施人才引进战略,通过岗位锻炼遴选、社会公开招聘与校园精准揽才等多措并举,吸纳7名优秀专业人才,为团队注入强劲动能。同时,团队构建起完备的“外培内训”人才体系,先后50余次选派技术骨干前往湖北省地质局、武汉地调中心、湖南省地质调查所等行业单位交流学习,通过联合开展科研项目、技术研讨、人员互访、业务讲座等形式,引进前沿技术与先进管理经验,健全完善实验室质量管理与内部培训体系,进一步拓宽工作视野。此外,团队定期选派技术骨干参加国内外行业高端会议与学术交流活动,实时洞悉行业前沿动态。通过一系列扎实有效的举措,团队构建了科学合理、梯次分明的人才队伍体系,孕育出强大的科研生产力。

    创新领航:匠心筑梦的科研腾飞之路

    在科技创新的赛道上,实验室始终以“追光者”的姿态前行,团队始终坚持目标和问题导向,用爬坡过坎、滚石上山的勇气攻克工作中的难点、堵点,积极探索解决方案,通过尝试与努力,将一串串“问题清单”变为“满意答卷”。

    通过几年的接续奋斗,实验室在科技创新领域成果丰硕。通过优化实验流程、改进设备性能,实现检测效率大幅跃升,具备快速、精准完成大量实物工作量分析检测能力,有效提升生产效能。同时,团队积极开展锑矿石标准物质研制等科研项目,不断拓展科研边界、提升科研深度。在学术研究方面,团队获批专利20余项,涵盖实验设备优化、分析方法改进等多个关键领域,发表SCI、EI及中文核心论文10余篇,充分彰显了团队深厚的科研实力与学术水平。

    夜幕降临,实验室灯火通明,依旧是加班忙碌的身影。这里的每一台设备都铭刻着科研人的匠心,每一组数据都凝聚着探索者的执着,每一项成果都闪耀着创新者的智慧。站在新的起点,团队将以“归零”的心态,重整行装再出发,以科技创新为引擎、以人才培养为根基,在地质科研的星辰大海中锚定航向、劈波斩浪,在淬火中锻造一双地质勘探的“火眼金睛”和资源开发的“智慧大脑”,为保障矿产资源勘查和地球化学调查工作提供有力支撑,擘画分析测试科研人转型发展的新画卷。

    将“地质密码”逐一破译——长沙中心分析测试实验室...

    在地质科学探索的广袤苍穹中,中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心(简称“长沙中心”)分析测试实验室,宛如一颗蓄势待发的启明星,从荒芜中蹒跚起步,于磨砺中不断蜕变,在挑战与机遇交织、荆棘与繁花共生的时代浪潮中砥砺前行。它以“拓荒者”的姿态,在设备操作与数据跃动间,将“地质密码”逐一破译。实验室的发展巨变,是长沙中心高质量发展的缩影,不仅见证着地质分析技术的迭代升级,更书写着分析测试人员以实验室为家、用青春和智慧助推单位高质量发展的动人篇章。

    军魂淬志:逆境突围的浴火重生之路

    2020年,长沙中心分析测试实验室自拉萨迁回宁乡,彼时的它,恰似在汹涌波涛中失去罗盘的孤舟,陷入前所未有的困境。高、精、尖仪器设备缺失,关键岗位技术骨干流失,连最基础的实验室资质都成了遥不可及的目标,发展之路举步维艰。曾经繁忙有序的工作场景不复存在,陈旧设备在角落蒙尘,仿佛无声地诉说着实验室的落寞与沧桑,科研人员于寂静中翘首以待转机。

    面对“一穷二白”、百废待兴的困局,分析测试实验室负责人谭靖激励着迷茫中的团队:“大家都是曾身披戎装的‘黄金兵’,军人的字典里从无‘退缩’二字!军魂不能遗忘,血性更不能丢!没有资质,我们可以通过努力获取;技术力量流失,可以广纳贤才培养;设备陈旧,可以积极筹措资源更新;业务停滞,可以奋力开拓新局。只要我们坚定信念,撸起袖子加油干,就没有攻克不了的‘娄山关’,也没有逾越不了的‘腊子口’。”在他的鼓舞引领下,团队成员重拾军人退伍不褪色、转改不转志的赤诚信念,从零起步,于困境中破冰前行,在筚路蓝缕中开启一段凤凰涅槃、换羽新生的奋进征程。

    破茧焕彩:跨越发展的卓越进阶之路

    在长沙中心党委的坚强领导下,团队积极作为,广泛走访业内多家兄弟单位,深入开展专家论证等系列务实举措,全面推动硬件设施与技术能力的迭代升级。短短数载间,实验室仿若破茧而出的彩蝶,轻盈挣脱往日的青涩与局促,取得一系列令人瞩目的突破性成果。

    团队加快推进实验室改造,提升分析检测能力。在基础设施建设方面,精细优化水电供应系统,确保设备运行稳定流畅;精准配备温湿度控制系统,为仪器设备营造适宜的运行环境;科学规划实验场地,明确化学分析区、样品制备区、仪器操作区等功能分区,有效避免交叉污染,大幅提升工作效率。同时,引入高端先进设备,对老旧仪器进行维修与更新换代,目前已配备124台(套)化学分析测试与样品加工设备,为高质量检测工作提供坚实有力的硬件设施保障。

    团队大力实施人才引进战略,加快推进人才队伍建设。通过岗位锻炼遴选、社会公开招聘与校园精准揽才等措施,吸纳7名优秀专业人才,为团队注入强劲动能。同时,团队构建起完备的“外培内训”人才体系,先后50余次选派技术骨干前往湖北省地质局、武汉地调中心、湖南省地质调查所等多家行业单位交流学习,通过联合开展科研项目、技术研讨、人员互访、业务讲座等形式,引进前沿技术与先进管理经验,健全完善实验室质量管理与内部培训体系,进一步拓宽工作视野;推行“师带徒”培养模式,促成经验丰富的老职工与新入职人员“结对子”,开展“一对一”精准指导,助力新员工快速熟悉业务流程、提升技术水平。此外,团队定期选派技术骨干参加国内外行业高端会议与学术交流活动,实时洞悉行业前沿动态。通过一系列扎实有效的举措,构建了科学合理、梯次分明的人才队伍体系,孕育出强大的科研生产力。

     2022年12月份,实验室获得国家级CMA检测资质证书,目前认定参数已达529项,覆盖岩石、土壤、水质、水系沉积物等5大类19个产品,充分彰显其在分析检测领域的深厚专业底蕴与卓越技术实力。近日,实验室成功通过地球化学调查项目样品分析测试能力(54项)考核,这一成果不仅是对其检测技术精准度与可靠性的权威认证,更是对其在地球化学分析领域综合实力的充分认可。从起步时的艰难蹒跚到如今成为行业佼佼者,实验室的每一次进步,都凝聚着中心党委、领导的关心关怀和全体成员的辛勤汗水,生动展现了分析测试人员不畏艰难、勇于创新的精神风貌。

    微光凝焰:坚守初心的笃行致远之路

    实验室工作每一个操作流程都容不得半点疏忽与懈怠。从精确称量、精准温控到科学用水管理,从器皿细致清洗到仪器参数精细调试,每一个环节、每一处操作,都犹如精密机械上的零部件,环环相扣、缺一不可。在实验室这片安静的一方天地涌动着火热的科研激情,一群默默耕耘的幕后英雄,他们日复一日、年复一年地坚守,在分析检测的“主战场”上冲锋。

    明小银是实验室金元素测试的技术骨干,长期从事岩石、土壤样品中金元素分析的一线工作。实验常用的锥形瓶,传统清洗方式耗时费力且清洁效果欠佳,他看在眼里、急在心头,凭借创新思维与敬业精神,他利用业余时间反复钻研、试验,历经无数次失败与尝试,最终成功发明冲水洗瓶装置并荣获专利。这一创新成果,极大提升实验室锥形瓶清洗效率,为科研生产高效推进节省了大量宝贵时间,成为实验室创新实践的生动范例。

    刘雁峰承担着碘元素测试的重要任务,在地球化学调查项目样品分析测试能力(54项)考核的关键节点,他的妻子刚刚诞下新生命,家庭正需他悉心照料陪伴。然而,面对实验室数据精准度要求极高的考核任务,他深知自己肩负的责任与使命,毅然选择坚守岗位。一个深夜,他仍在实验室仔细核对实验数据,同事询问他家中情况,劝他先回家照顾妻儿。他低声说:“现在团队工作到了节骨眼,实验室更需要我,我走了工作就断了链,等忙完这阵,再好好陪老婆孩子。”那一刻,他的眼眶翻滚着泪花,充满着对家人的愧疚。白天他在实验室争分夺秒分析碘元素,夜晚抽空赶回家照顾妻儿,连续20天的奔波,换来的是考核数据一次性通过的喜讯。

    创新领航:匠心筑梦的科研腾飞之路

    在科技创新的赛道上,实验室始终以“追光者”的姿态前行。水质分析组组长钟奕昕常挂在嘴边的话是:“科研不能等问题找上门,要主动去发现问题、直面问题、剖析问题、攻克问题。”团队始终秉持这一理念,坚持目标和问题导向,用爬坡过坎、滚石上山的勇气攻克工作中的难点堵点,积极探索解决方案,通过一次次的尝试与努力,将一串串“问题清单”变为“满意答卷”。

    通过几年的接续奋斗,实验室在科技创新领域成果丰硕。通过优化实验流程、改进设备性能,样品检测效率大幅跃升,已具备快速、精准完成大量实物工作量分析检测能力,有效提升生产效能。同时,团队积极开展锑矿石标准物质研制等科研项目,不断拓展科研边界、提升科研深度。在学术研究方面,团队获批专利20余项,涵盖实验设备优化、分析方法改进等多个关键领域,发表SCI、EI及中文核心论文10余篇,充分彰显了团队深厚的科研实力与学术水平。从初出茅庐的青涩起步到如今行业中坚的稳健担当,这些科技创新成果,不仅是实验室实力稳步攀升的有力见证,更是团队智慧光芒的璀璨绽放。

    夜幕降临,实验室灯火通明,一个个忙碌的身影依旧穿梭其间。这里的每一台设备都铭刻着科研人的匠心,每一组数据都凝聚着探索者的执着,每一项成果都闪耀着创新者的智慧。站在新的起点,团队将以“归零”的心态,重整行装再出发,以科技创新为引擎,以人才培养为根基,在地质科研的星辰大海中锚定航向、劈波斩浪,为保障矿产资源勘查和地球化学调查工作提供有力技术支撑,擘画分析测试科研人转型发展的新“画卷”。

     

    以奋斗为笔 擘画转型发展新画卷——长沙中心分析测试...

    受全球气候变化影响,近年来极端暴雨引发的突发性、群发性地质灾害,给当前防灾减灾工作带来巨大挑战。4月25日,自然资源部召开了2025年全国汛期地质灾害防治工作视频会议,指出今年全国气候年景总体偏差,极端天气气候事件总体呈多发强发态势,地质灾害防治形势依然严峻复杂。

    极端气候条件下,我国地质灾害形成分布与成灾模式将呈现哪些新的特点?地质灾害防灾减灾工作面临哪些新的挑战?对此,记者近日采访了中国工程院院士、自然资源部地质灾害技术指导中心首席科学家殷跃平。

    殷跃平在乌蒙山区指导地质灾害调查

    极端气候下,地质灾害防范应综合施策

    记者:

    地质灾害隐患点是如何调查识别的?

    殷跃平:

    防范地质灾害,首先要调查识别出隐患点在哪里,这是防灾减灾最重要的基础工作。我国自20世纪90年代以来系统开展了全国地质灾害的面上调查和详细调查,目前正在地质灾害高风险地区开展精细调查。这些调查工作动用了全国水工环地质勘查队伍力量。

    随着科学技术的进步,地质灾害调查手段也越来越先进,以卫星遥感、无人机和地面勘查相结合的“空-天-地”一体化技术成为标配。同时,经费投入也成倍激增。例如,早期的面上调查阶段,每个县投入平均10万元,详细调查阶段每个县投入平均在百万元,而现在的精细调查阶段,每个县投入大约要千万元。由于地质作用过程在不断变化中,每年汛期或强震发生后,还要专门开展应急排查工作。

    地灾隐患点的调查识别具有动态性。目前,在册纳入全国防灾减灾具自然属性的地质灾害隐患点大约有28.4万处。此外,还有记录在册的180多万处因开挖切脚等导致稳定性降低的风险斜坡,构成了每年的人为性地质灾害隐患点。

    以滑坡为例,从防治和减灾救灾角度,传统上把地质灾害体分为三种类型。一种是不稳定斜坡,开裂变形等现象显著,稍遇降雨等就会失稳滑动,我们定义其安全系数小于1.0,由于滑动成灾特征明显,相对来说防范难度不大。另一种是稳定斜坡,即使在暴雨、地震等外力作用下,也不易发生整体滑动,安全系数大于1.2,通常不作为防灾减灾的重点。第三种是欠稳定斜坡,安全系数介于1.0~1.2之间,在非汛期等正常条件下,发生整体滑动的可能性较低,但在久雨、暴雨、地震等因素作用下,安全系数极易低于1.0,也会失稳滑动形成灾害,实际上是具有高隐蔽性的不稳定斜坡,这就是我们通常说的“地质灾害隐患点”,成为每年我们防灾减灾要重点关注的对象。

    记者:

    极端气候下,地灾隐患点识别面临哪些新问题?

    殷跃平:

    我们目前面临三个方面的新问题。

    第一是小体积成大灾。早期的隐患点识别对象主要为体积达十万立方米至百万立方米级的大中型灾害体,其变形特征较为明显,易于识别。但是,目前每年发生的地质灾害绝大多数体积在10万立方米之下,为小型、微型灾害体。我们对最近5年的地质灾害做了统计,在西南山区、东南山区和北方山区95%以上都是小微型灾害体。灾害体体积量级变小,发生地质灾害的隐蔽性、随机性就更强,准确识别难度在量级上也就加大了。

    第二是远程成灾模式。我们目前对隐患点的识别评估,基本上偏重于稳定和不稳定极限平衡的静力学范畴,而对于滑动后的远程成灾风险的动力学评价明显不足。例如,今年在四川筠连发生的高位滑坡灾害,实际上滑动后转化为碎屑流,成灾范围达1800米,超出了滑源区距离的数倍,导致距离滑坡体较远的村庄被摧毁。最近几年,发生了多起高位远程地质灾害,例如2017年在四川茂县,滑坡转化为碎屑流,滑动2800米后掩埋了新磨村,导致70余人遇难。

    第三是未知风险源识别。极端暴雨常态化导致了原本属于稳定的斜坡转化为欠稳定或不稳定斜坡,尤其对小微型灾害体的扰动非常明显。2023年汛期,北京西郊遭受了百年罕遇暴雨的袭击,在北京市房山区记录到4天之内降了1025.5毫米,远超过北京多年平均降雨约600毫米的量值,导致了房山、门头沟地区发生了1200多处群发性的小微型流滑地质灾害。2024年,广东、福建、湖南、广西等南方地区因极端降雨也发生了群发性小微型流滑地质灾害,特别是湖南资兴县,6月单日降雨量达643毫米,引发了19300多处群发性小微型地质灾害。

    记者:

    面对这些新问题,如何提高地灾隐患点精准识别与科学评价能力?

    殷跃平:

    针对这三个新问题的防灾减灾,我们逐渐探索出了一些新办法。

    首先,对小微型地质灾害隐患点,应从易灾地质结构角度进行识别,实行“点+面”双控。例如,从地质结构上,华南地区花岗岩全强风化斜坡、西南地区岩溶煤系复合地层斜坡、华北地区推覆构造斜坡、西北地区黄土-红层二元结构斜坡等都是地质灾害的易发易灾区。

    其次,从成灾地貌上,上陡下缓的靴状地貌、滑坡下部的沟谷地貌、高陡危岩带等都易于形成远程灾害。

    再次,应开展不同降雨工况下,甚至地震工况下的,中型、小型和微型地质灾害隐患点评估厘定和风险分级评价。对近年来的多起特大灾害的复盘分析表明,即使是安全系数大于1.2的稳定斜坡,在罕遇暴雨的作用下,也会形成新的灾害,这也就是每年汛期大量地质灾害发生在隐患点之外的重要原因。

    我们对2024年汛期福建、广东、湖南的群发性小微型地质灾害进行复盘,发现即使是安全系数大于1.8的超稳定全强风化花岗岩斜坡,在罕遇暴雨作用下,也会失稳滑动,特别是切坡建房未支护的斜坡更易失稳成灾。

    记者:

    我国地质灾害监测预警方面取得了哪些成效?

    殷跃平:

    在调查识别隐患点的基础上,需要对灾害发生的时间做出及时的判断。目前,在全国地质灾害隐患调查识别的基础上,主要采用“群测群防”的方式进行监测预警。

    “十四五”以来,我国地质灾害科技减灾的能力显著提升,并对6.6万处地质灾害隐患点安装了监测预警仪器。但是,由于地质灾害隐患点主要散布于运行环境复杂的广大农村山区,受技术精度的限制,这种监测预警仪器主要适用于大变形的短临预警。同时,这些隐患点威胁对象一般仅为数户人家,受经费的限制,监测点主要采用主剖面的方式布设,对灾害体面上的控制精度仍然有限,因此称之为普适型监测预警仪。近三年来,普适型监测预警仪已成功预报灾情约150起,涉及可能伤亡人数3000余人,并有效预警险情近600起,紧急撤离约1.1万人,成效非常显著,推动了我国地质灾害从群测群防体系向“人防+技防”相结合的监测预警体系提升。

    记者:

    极端气候下,地质灾害监测预警面临哪些挑战?如何提高复杂山区重特大地灾隐患的专业监测预警能力?

    殷跃平:

    经过多年努力,威胁百人以上的滑坡基本得到控制。但是,泥石流成为对人民生命财产威胁最大的地质灾害灾种。

    我统计了一下,目前威胁人数大于100人的泥石流隐患点约有4800处,其中威胁人数大于1000人的泥石流沟有240多处。受极端气候变化的影响,对泥石流的监测预警难度也更大,造成的重特大地质灾害风险更高,特别是在西部高寒山区,无法利用现有的普适型监测仪器作出及时预警。

    2024年8月3日,四川康定姑咱镇发生山洪泥石流灾害,从海拔5000米高山启动后形成山洪泥石流灾害,致使雅康高速康定至泸定段日地1号隧道至2号隧道间桥梁垮塌和姑咱镇日地村房屋冲毁,27人死亡。据了解,当时,姑咱镇日地沟沟口的降雨量仅25 毫米左右,并未达到泥石流发生阈值。

    这是由于西部高山区易形成地形雨,降雨量从沟口到半山腰再到沟顶差别很大,沟口降雨量虽然仅几十毫米,但后山可能已达到特大暴雨等级。

    实际上,针对这些地区高位泥石流的专业化监测预警设备的研发已经较为成熟,关键是认识上的问题。泥石流大多发生在高陡偏远山区,通常对其调查勘查精度不够、成灾动力学机理研究不深、监测预警技术适配性较差、工程防治等级偏低,这也是每年汛期重特大泥石流灾害易发高发的原因。因此,对于威胁百人、数百人,甚至千人以上的西部高山或极高山区的泥石流灾害点,必须走更加专业化的监测预警之路,即“技防”为先、“人防”辅助。就像疑难杂症仅靠社区医院是不行的,必须依靠三甲医院的力量。

    记者:

    极端气候下,如何提高地质灾害综合防灾减灾能力?

    殷跃平:

    除了极端气候的影响,人类工程活动范围的扩大,也加大了地质灾害发生的潜在风险。尤其是复杂山区的城市、乡镇和居民点建设的扩张,切坡建房和切坡修路的范围扩大,令原本稳定的坡体变得不再稳定,遇极端气候更易诱发地质灾害,在某些地区甚至出现“切坡就滑”的现象。

    在防灾减灾体系中,调查评价和监测预警仅是防灾减灾救灾体系中的一环,要与避让搬迁和工程治理相结合。针对当前灾害“中心”向乡村转移的现状,要加强农村国土空间规划中地质安全风险评估,特别是农民切坡盖房,要指导进行简易治理,可以采取修建矮挡墙等降险措施,屋后还要留出一定的避让距离,以降低灾害潜在风险。

    在一些矿区,人口迅速增加,地质灾害风险明显增高。要针对村庄、居民点,开展“以人为本”的精准调查,加强易灾地层的隐患点与崩塌滑坡易发区带双管控,应运用新理论新技术,科学划定地质灾害红线,该搬迁避让就搬迁,该监测预警就安装设备,该治理就做好工程治理。只有用科学的态度和方法,才能正确处理好国家能源安全与人居环境安全的关系。

    殷跃平院士谈极端气候下地质灾害防灾减灾策略
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