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    编者按:党中央、国务院高度关注地质灾害防治工作。每到汛期,国务院领导同志都会专门为此作出重要批示,要求加强地质灾害巡查和预警预报,确保人民群众的生命财产安全。国土资源部党组每年汛期都会召开专题会研究地质灾害防治工作,并适时召开全国地质灾害防治电视电话会议,坚持“不死人、少伤人、少损失”的工作目标,倾尽全力做好地质灾害的预警和预测,大力推进现代科技在地质灾害防治工作中的应用,用科技助力基层地质灾害防治工作。今天本报推出陕西省商洛市镇安县地质灾害防治“五化模式”,以期让更多人受益。

    地质灾害一旦发生,对人民群众的伤害无法估计。

    2017年6月24日6时左右,四川茂县叠溪镇新磨村突发山体高位垮塌。造成46户农房上百人被掩埋。这是今年最惨重的一次灾害。

    根据国土资源部地质灾害应急指挥中心《全国地质灾害通报》数据,2016年全国共发生地质灾害9710起,共造成370人死亡、35人失踪、209人受伤,直接经济损失31.7亿元。众所周知,我国地质灾害隐患点数量多、分布广、危害大。中国地质环境监测院提供的数据显示,截至2016年底,全国共调查确认地质灾害隐患点28.3万处,威胁人员1782万,威胁财产4000多亿元。

    为进一步提高地质灾害防治科技水平和信息化水平,促进行政管理与技术支撑相融合,提升基层地质灾害防治能力,中国地质环境监测院在国土资源部和中国地质调查局的领导下,依托公益性地质灾害调查项目,与地方政府合作在陕西镇安示范建立了管理支撑层级化、数据采集智能化、监测手段多样化、预警预报及时化和信息服务一体化的地质灾害防治“五化模式”。

    记者从中国地质环境监测院了解到,陕西镇安“五化模式”取得了初步成效,得到地方政府的高度认可,在商洛市一区六县全面推广。国土资源部副部长凌月明在2017年全国汛期地质灾害防治工作视频会议上提出,将陕西省商洛市监测预警体系建设等典型做法作为年度推广重点。

    何谓地质灾害防治“五化模式”

    为解决地质灾害防治工作中存在的问题,提高地质灾害防治科技水平和信息化水平,支撑服务国土资源部地质灾害防治管理工作,2012年以来,中国地质环境监测院在陕西省、商洛市、镇安县各级政府和国土资源主管部门的大力支持下,开展了镇安县地质灾害防治体系建设与示范。通过示范研究,创建了地质灾害防治“五化模式”,为贯彻落实全国地质灾害防治“十三五”规划提供了有益探索。

    █ 管理支撑层级化——

    一是建立层级化的行政管理与技术支撑融合体系。以辖区为单元,以地质灾害群测群防县、镇(办)、村三级网络和监测点体系建设为抓手,夯实县、镇(办)、村三级行政管理部门职责,建立技术支撑单位、县级地质环境监测站和镇办国土资源所三级技术支撑体系,形成“三层管理、三级支撑”,促进行政管理与技术支撑相融合,充分发挥专业技术人员的支撑作用,推动地质灾害群测群防向群专结合转变。

    二是健全地质灾害防治工作制度。建立“党委领导、政府防治、部门协作、公众参与、上下联动”的共同责任机制,编制完善地质灾害身份证制度、增销号制度、部门防灾工作责任制度、带值班制度、灾险情速报制度、零报告制度和监测人员管理制度等,规范地质灾害群测群防运行与管理。

    █ 数据采集智能化——

    一是群测群防点监测数据采集智能化。基于智能手机,研发“地质灾害群测群防数据采集系统”,解决了群测群防定量监测数据、宏观观测现象、灾情险情信息快速规范化、智能化采集与适时上报,实现地质灾害预警信息接收和群测群防员GPS定位管理等功能。

    二是地质灾害野外排查数据采集智能化。基于平板电脑,研发“地质灾害野外调查数据采集系统”,采用移动3S技术和语音录入等技术,基于地质灾害野外调查“一张图”,实现野外工作导航定点、调查表填写、拍照记录、实体勾绘、平剖面图绘制、调查路线记录等功能,解决地质灾害排查和群测群防“一表两卡”等信息野外现场规范化、智能化采集与管理。

    三是地质灾害隐患点三维遥感数据采集智能化。基于微型无人机,研发单点多角度倾斜摄影飞行控制系统,快速获取群测群防点三维地形和高精度遥感影像,提高地质灾害隐患点边界范围、变形部位和受威胁对象的调查识别精度和效率,为创新编制清晰直观、通俗易懂的群测群防防灾避险图提供支撑。

    █ 监测手段多样化——

    一是建立手段多样化的群测群防监测技术方法体系。设计发明激光测距监测法,改进传统埋桩法和埋钉法,集成应用裂缝伸缩仪法、裂缝报警器法、上漆法和简易雨量法等方法,形成了一套包括7种手段在内的地质灾害群测群防监测技术方法体系,扩展了施测对象和监测范围,提高了监测精度,并且具有建设成本低和操作简便等特点。

    二是建实手段多样化、定量化的新型群测群防监测网络。综合利用7种监测手段,通过监测网点布设,建实地质灾害群测群防监测网络,实现对地质灾害隐患点前缘陡坎、后缘裂缝、坡体裂缝、房屋开裂和降雨量等定量化监测,跟踪掌握隐患点变形发展趋势。同时,结合区域自动化雨量监测和重要隐患点专业监测,进一步推进群专结合。

    █ 预警预报及时化——

    一是群测群防监测数据预警预报及时化。基于互联网,建立“地质灾害信息管理系统”,在接收到监测员手机上报监测数据后,自动分析相邻变化量、累计变化量和灾险情信息,触发相应预警等级时,第一时间自动向监测员和相关负责人发送预警信息;在接收到社会公众报送的灾情险情信息后,第一时间向上报人和相应片区负责任人发送预警信息。

    二是地质灾害气象预警及时化。通过国土资源与气象部门合作,实时共享自动化雨量站监测数据,分析预警等级,并根据站点辐射范围向区内群测群防监测员及相关负责任人定向发送预警信息。同时,结合气象部门提供的降雨预测信息,及时制作地质灾害气象预警产品,有针对性地发送预警信息,并通过电视或网络面向社会公众发布。

    █ 信息服务一体化——

    一是地质灾害防灾减灾工作全过程信息化、一体化。利用地质灾害数据采集系统、信息管理系统和地灾地图等软件,实现地质灾害防治数据采集、集成管理、挖掘分析和发布服务全流程信息化、一体化。

    二是地质灾害综合防治信息管理服务一体化。依托地质灾害信息管理系统,整合地质灾害调查评价、监测预警、综合治理、应急等综合防治信息,基于地质灾害防治“一张图”,实现数据互联互通、一体化管理,有效服务地质灾害防灾减灾工作。

    三是地质灾害防灾减灾信息发布服务一体化。基于互联网和地灾云平台,引入二维码技术,落实地质灾害身份证制度;结合微信二维码扫描、野外采集系统二维码扫描和地灾地图等,打造“掌上地灾服务中心”,实现防灾减灾信息发布服务一体化,助力地质灾害防治实现“全民参与、全民防灾”,切实提高基层防灾减灾意识和能力。

    四是“县-市-省-全国”四级地质灾害数据库动态更新一体化。完善建立地质灾害标准化数据库,利用地质灾害数据采集系统,自动更新县级地质灾害数据库;建立“县-市-省-全国”四级地质灾害数据库自动更新机制,试点实现了自下而上的数据库联动更新,为全国地质灾害动态数据库建设提供支撑。

    “五化模式”取得五大成效

    应该说,“五化模式”的诞生,是适时而为。

    近年来,经过各方的努力,尽管我国地质灾害防灾减灾工作取得显著成效,但是防治形势依然严峻。《全国地质灾害防治“十三五”规划》明确提出“全面建成地质灾害综合防治体系,全面提升基层地质灾害防治能力,加强地质灾害防治信息化工作,强化科学研究,创新技术水平”。2017年,国土资源部要求“依靠科技创新和信息化手段,加强群测群防与专业监测融合,提高预警的准确性和时效性”。

    面对新形势、新要求,地质灾害防治存在四个方面需要进一步解决的问题:一是地质灾害群测群防作为重要的防灾减灾措施,存在监测手段少、监测精度低、预警分析难等问题;二是地质灾害专业调查与行政管理数据库不一致,数据库动态更新难;三是地质灾害调查评价、监测预警、搬迁避让、工程治理和应急等工作相对独立,数据分散管理;四是地质灾害防治成果社会化服务程度不够。

    因此,建立一套科学的、全国统一的地质灾害防治模式刻不容缓。可以说,“五化模式”为全国地质灾害防治工作提供了样板。2017年5月25日~26日,在全国地质灾害监测预警现场研讨会上,该模式得到了国土资源部环境司相关领导的充分肯定和各省国土资源厅(局)的高度评价,并被认为有必要在全国推广。

    地质灾害防治“五化模式”是依靠管理创新、科技创新和信息化手段,结合地方防灾减灾需求进行的有益尝试,有力提升了基层地质灾害防治能力。

    一是探索建立了中央与地方合作分工的防灾减灾新模式。国家公益性事业单位承担科技创新和技术支撑,构建地质灾害防治技术业务体系,地方政府负责体系建设、制度建设与运行。

    二是以信息化建设为手段,促进地质灾害防治行政管理与技术支撑深度融合,推动基层地质灾害调查评价、监测预警、综合治理和应急综合防治“四大体系”融合,实现群测群防与专业监测融合。

    三是通过科技创新,借助野外智能采集系统和二维码技术,解决了长期存在的专业调查与行政管理数据库不一致和数据库动态更新难的问题,打通了自下而上的“县-市-省-全国”四级数据库动态更新通道,实现地质灾害防治信息实时采集、实时传输和实时更新。

    四是通过技术革新,解决传统监测手段少、监测精度低、预警分析难等问题,提升群专结合监测预警科技含量,实现适时采集、动态分析、及时预警,提高了预警预报准确性和时效性。

    五是基于云平台和“掌上地灾服务中心”,推动全民参与地质灾害防灾减灾,实现防灾减灾社会化、公众化和普及化。

    “五化模式”为地灾防治提供样板

    他是一个“80后”,一名中共党员,一位普通的地质工作者。他是儿子,是丈夫,是父亲,却为了更好地保护人民群众的生命财产安全,为了更精确地防治地质灾害而永眠河湟。

    回望他的一生,虽其短暂,却荡气回肠,无愧天地。他自律、担当、尽心尽力,以“居其位,安其职,尽其诚而不逾其度”的忠诚履行责任;他学习、探索、敢闯敢试,以“苟日新,日日新,又日新”的坚持追逐创新;他积极、热情、集思广益,以“同其心,一其力,人尽其才”的精诚共谋合作;他勤奋、仁爱、克己为公,以 “以身许国,何时不可为”的慷慨毕生奉献;他耿介、正直、进德修业,以“天无私覆,地无私载,日月无私照”的磊落恪守廉洁。

    逐一比照中国地质调查局党组提出的“责任、创新、合作、奉献、清廉”的新时期地质工作者的核心价值观,李祥龙是忠实的实践者。他以实际行动诠释了新时期地质工作者核心价值观的真正内涵,堪为地质工作者的行为典范,精神上的引路人。

    本报今日推出长篇人物通讯《黄土悠悠祭忠魂》,作为“深入开展‘两学一做’ 发扬光大地质精神——走进践行新时期地质工作者核心价值观先进典型”专栏的开篇,敬请垂注。

     

    暑热炎炎,哀思弥漫。

    白发双亲、孀妻幼子,泪流成海,悲恸锥心。7月12日,甘肃临夏回族自治州殡仪馆内,李祥龙的遗体告别仪式正在举行。

    李祥龙,1986年生于河北廊坊。中共党员,博士。生前任中国地质调查局地质环境监测院水工环地质工程师,兰州地质灾害风险评估与管理项目负责人。

    2016年7月8日14:30,李祥龙在临夏州东乡县果园乡陈何村下坪山滑坡点开展地质灾害调查勘查时,不幸因公殉职,年仅30岁。

     

    坚守岗位,遇不测永眠河湟

     

    “他从未和我说过出野外会有多苦。他发给我的照片都是在最美的风景里他最好的状态……我也一直觉得出野外不都一样吗?我们做区调,都是一群人一起出去,一起回来,大家相互照顾,疲惫但很快乐。我从没想过他的‘野外’是那么荒凉、艰苦的地方。如果知道他会发生这样的事,我坚决不会同意他改签航班……甚至,我早就帮他调动工作了,无论他同不同意。”说这些的时候,李慧就那么一直坐着,一只手紧紧握成拳头,不时一声长叹。

    李祥龙发给妻子李慧最后一条微信的时间是7月8日7∶30。

     

    李祥龙在甘肃野外调查现场

     

    按原计划,这天上午,他应该在赶往兰州机场的路上。当天傍晚,就能从北京回到廊坊,出现在家人面前。他确实太想念父母、妻子,还有年幼的女儿了。而另一个更重要的原因是,国土资源部与德国经济技术部之间开展的“兰州市地质灾害风险评估与管理”国际合作项目,需要他回来做前期沟通准备工作。

    可是他临时“变卦”了。他告诉李慧,他想多留一天,把陈何村滑坡的滑带找到,查清滑坡机理,所以他已经改签了9日的航班。

    “他说他一定要亲眼看到陈何村滑坡的滑带,不然回去心里也不踏实。”李慧说,“抛开滑坡灾害会带来危险这个‘恶’的层面,从地质科学的角度看,其实在他眼里,它是特别美的。那种美可能不是通常意义上的美。他像欣赏艺术品一样去欣赏滑坡灾害的一切,从中找到一切可能的研究价值。”

    “河湟”一词最早出现于汉代。《后汉书·西羌传》有“乃度河湟,筑令居塞”的记载。其中,“河湟”是指今甘青两省交界地带的黄河及其支流湟水。此后,“河湟”逐渐演变为一个地域概念,泛指黄河上游农区,当然在更广的范围内也包括洮河流域。

    洮河,位于我国甘肃省南部,是黄河上游第一大支流。洮河流域下游处于黄土高原与青藏高原的接壤处。这里的滑坡灾害在我国乃至世界上都非常典型。这里在行政区划上属我国唯一的东乡族自治县。由于植被覆盖率低、地形破碎,地质灾害涉及面积占全县总面积的八成以上。该县也成为国家级贫困县之一。地质灾害成为当地群众脱贫致富的一大障碍。

    实习生王冠兵还清晰地记得李祥龙曾说过的一句话:“我们的工作也属于精准扶贫。真希望通过我们的努力,能让他们的生活得到改善。”

    站在果园乡陈何村下坪山滑坡体上,巴谢河就在脚下流过。巴谢河左岸,古滑坡发育密集,几乎一个挨一个。而在3千米外,1983年,洒勒山滑坡,近6000万立方米的滑坡堆积物掩埋了4个生产队,伤亡278人,毁坏农田3000余亩。这些,也被写入地灾相关专业的教科书。

    为了深入研究滑坡发生过程及其机理,为今后的地质灾害防治提供科学的数据理论支撑,2015年,洮河流域下游地质灾害调查监测项目设立。李祥龙的工作又增加了一项重要内容。他比以前更忙了。

    自5月23日出野外以来,按照“规矩”早就过了轮换探亲的时间,他却一直没回去过。由于古滑坡时间久远,滑带模糊难辨,工作开展了一年多,研究迟迟没有进展。李祥龙有点着急,“他希望至少能确定控制滑坡的地层到底是哪一层。”

    6月10日,陈何村发生了滑坡。滑坡体掩埋了120米长的乡村干道,幸好没造成人员伤亡。对李祥龙来说,没有人员伤亡的滑坡是非常值得庆贺的事。因为这至少可以为研究提供最新样本,有可能带来突破性的进展。

    项目组决定在这里调查、取样,布置钻孔。

    项目组的成员说,此前几天,李祥龙每天在裂缝遍布、黄土松动的滑坡体上爬上爬下。他根据掌握的知识,初步推断是岩层滑动。黄土层滑动不太可能有这么大的土方量。可到底是哪个岩层?怎么证明?只有亲眼看到滑带,亲手取到样本,才能得出结论。

    7月8日——多留下的这一天,李祥龙一点都不愿浪费。

    吃过早饭,李祥龙就和项目组同事侯圣山,实习生王冠兵、金文祥一起去了东乡族自治县果园乡陈何村滑坡点。

    观察岩心,去旁边的山沟里查看岩层,爬到滑坡体顶部选好地方指挥挖掘机挖探槽让滑带尽快漏出来……整个上午,李祥龙一刻未闲。

    “他叮嘱我说,在他回京后你要把这个滑坡盯好,如果钻机打到滑带了,马上拍下照片发给他。”王冠兵说。

    有人看到,午饭后,李祥龙曾站在坡顶远望群山,良久沉思。

    他熟悉这里的每一处滑坡、泥石流、崩塌、不稳定斜坡,他几乎踏遍了巴谢河和广通河沿岸的每一寸土地。

    探槽挖到长约5、6米,深约4.5米的时候,挖掘机挖到石头了,只好暂停。但这足以完成进探槽观察,取样,拿到求之不得的第一手资料。这样的工作李祥龙做过很多次。

    和往常一样,按照安全规程,金文祥留在外面观察预警,李祥龙和王冠兵下去。带上安全帽,拿上地质锤,李祥龙顺着斜坡走进探槽,王冠兵拿着铁锹跟在后面。

    探槽两边的土壁比人高出一米多,里面阴凉昏暗。

    王冠兵跟着李祥龙在应是滑带的地方停下仔细观察了片刻。他听到李祥龙说:“奇怪,怎么出现砂岩了?走,我们先上去,到旁边再看看岩层去。”可他刚一转身,身体就动不了了,紧接着眼前一片黑暗。在黑暗中,在失去意识之前,他隐约听到李祥龙发出了两次声音,感觉李祥龙的右手动了几下。他刚想喊,就吃进了一口黄土。

    “他们前方头顶的黄土迎面坍塌下来。只一瞬间,根本来不及反应,两个人都不见了。”金文祥眼睁睁看着这一切就这么发生却无能为力。

    待人们用铁锹或徒手挖开泥土,王冠兵因头部在黄土之上,虽险无恙。而李祥龙双眼紧闭,身体站得笔直,左手的地质锤被黄土紧紧挤压在胸口上……压迫性窒息,医学术语如此定义他的死因。

    他把命留在了古老的河湟。

     

    深明责任,由汶川宣誓人生

     

    李慧说,也许是汶川改变了李祥龙的人生。“就是从那次汶川赈灾以后,他才重新审视他即将深入学习的专业,对人生、对责任有了更深刻的思考和认知。”

    2008年,汶川地震。

    而这一年,李祥龙本科毕业,以专业综合排名第一的成绩被保送中国地质大学(武汉)硕博连读,师从著名滑坡专家唐辉明教授。

    6月,他背起行囊跟随有唐辉明教授参与的该校科技赈灾队进驻汶川地震灾区进行调查。这次调查最终形成了相关建议和报告,提交给国土资源部参考。

    “他去汶川的时候,我在准备研究生考试。很久以后,他向我感慨,人在自然、在灾难面前真的太渺小了。站在汶川的灾后现场才懂得什么叫人间地狱。”李慧说。

    从那以后,她明显感觉到李祥龙变了,“他的性格里更多了一种悲天悯人的情怀。”

    2009至2010年间,李祥龙硕士在读。

    这期间,他参加了汶川地震地质灾害调查评价项目,前后三次深入地震灾区,对受灾最为严重的汶川县映秀镇及北川县陈家坝乡两处典型区域进行工程地质调查。

    从事地质研究,最关键的资料永远在一线,亲眼看到,强过万千描述。

    一次临行前,他不小心扭伤了脚踝。导师照顾他,有意安排他整理内业。李祥龙急了,马上找到导师,忍着脚痛快走了几步,以此证明他可以参加现场调查,最终成行。

    有超过两年的时间,李祥龙一直在映秀。很长时间,项目组就他一个人在驻地留守。“我去看过他。他就一个人睡在河边的一个小房子里。四周空寂。夜晚静得只听到潺潺的水声……我才知道其实他有多孤独。”李慧说。

    事实上,在映秀,在汶川,在四川,李祥龙经历的不止这些,还有因对责任、对底线的坚守而遭遇的人身威胁。

    2011年,李祥龙攻读博士学位期间,参与了一个灾后重建项目,并作为设计代表长期驻扎在现场。有一次,他到现场检查时,发现施工方偷工减料,施工质量与设计要求相差甚远。他拒绝在验收报告上签字,并当场要求返工。施工方来人把一沓钱塞给他,被他严词拒绝。施工方见收买不奏效,就以人身安全相威胁。李祥龙回复得义正辞严:“这是灾后重建项目,事关人命。偷工减料就是犯罪。我走不走得出去没关系,但是工程必须要合格!”

    也许正是这些经历,让李祥龙懂得坚守责任背后将意味着要承担更多的未知。但他依然可以乐观笃定地走下去。

    博士毕业时,北京电力、水利行业的几家单位向李祥龙抛出了橄榄枝,并为他开出了非常优厚的薪酬,李祥龙都逐一拒绝。

    “他说,妈妈,我学了这么多年地质灾害防治,一定要做这方面的工作。我要为提高中国地质灾害研究和防治水平做出点什么,我觉得我一定能。”每当想起儿子说的这番话,李祥龙的母亲心里都满满的骄傲,“他的眼神是坚定的。他知道他想要什么。”

    在中国地质环境监测院第二届青年地质论坛上,李祥龙曾做了题为《层状节理岩体高边坡地震动力破坏机理研究》的报告。

    他在PPT最后一页的备注里这样写道——从工作角度来说,我希望自己能够依靠同事的帮助和自己的努力,尽快熟悉和掌握我院主要工作内容和工作方法,以及我所在的地质灾害调查监测室的主要工作内容和研究方向,完成从学生到地质环境工作者的角色转变,实现对今后需要参与的工作的较为系统和深入的认知;从专业角度来说,我十分渴望能够依托我院的优势硬件及软件条件,发挥运用自己已经掌握的地质灾害防治方面的专业知识,同时在实践工作中继续学习,探索地质环境相关领域的新工作方法和新科研方向,从而实现学以致用、持续学习,与我院和我室的大发展趋势保持高度的同步的同时,也争取发展个人的学术优势和科研动力,为我院和我室的发展贡献自己的专业力量;从生活角度来说,作为一名普通的中国公民,我认为自己有责任也有义务,为中华民族实现全面复兴、为中国人民实现“美丽中国”的梦想传递属于自己的正能量,为了我们能够拥有一个人与自然能够和谐相处的社会主义社会而奋斗。“美丽中国”既是我们每一个中国公民的梦想,也是我们每一个地质环境工作者的工作追求,更是整个中华民族的梦想。我相信我一定能够以我室分配的具体工作目标为自我定位、以我国地质环境工作需求为方向,以助力“美丽中国”梦想为理想,通过认真的工作、学习和研究,贡献作为一名年轻地质环境工作者的能量。

    或许可以说,这就是他为自己的地质人生定义的方向和责任,是他的事业宣言。

    谋求创新,肯动脑善学好问

    “他专业知识扎实,悟性高,善于学习,更为难得的是他对工作充满激情,肯吃苦,肯动脑筋,能堪重任。领导信任他,同事爱戴他。同时拥有这些品质,在年轻人中是很少见的。”这是中国地质环境监测院副院长田廷山对李祥龙的评价。

    善学好问,肯动脑筋,能解决问题,可堪重任,是当下“创新型”人才共有的特点,也是李祥龙留给熟知他的人比较一致的印象。

     

    李祥龙(左四)参加北川陈家坝滑坡调查

     

    2011年,李祥龙在攻读博士学位期间,作为国内学生中的佼佼者,被公派前往美国华盛顿大学参加博士生联合培养研究。

    在美国一年的时间里,他的绝大部分时间是在实验室度过的。为了抓住难得的机会做好地质灾害物理模拟实验,李祥龙成了一名不折不扣的“工匠”。他从市场上买来水泥、木材、锤子、锯子等工具,自己动手,将自然界中的地质灾害做成模型在实验室内模拟。

    为了能够掌握准确的数据,他经常连续好几天通宵达旦地待在实验室里,一遍一遍地重复操作。他手上磨出了血泡,几个月下来瘦了十几斤。

    这一年,他在动力岩石力学、现场模拟离心机试验研究、动荷载岩石边坡稳定性分析等方面均取得了不俗的成绩。华盛顿大学的导师非常喜欢李祥龙严谨的科学态度和能吃苦的精神,希望他留在美国继续从事研究工作。但他毅然选择回到祖国。

    “哀牢山地区地质灾害监测预警”项目是李祥龙工作后承担第一个项目。高速远程滑坡在哀牢山地区比较典型,且破坏力巨大。为分析这种滑坡的致灾机理,李祥龙查阅了国内外大量资料,也进行了大量现场调查。

    2014年汛期,哀牢山地区发生了一起泥石流,冲下来四千米远。当时李祥龙在北京。调查是由项目组的其他成员完成的。他的同事说,从北京到了哀牢山后,他放下行李就去了泥石流发生地,踩着巨大的乱石,从上到下实地走了一遍。“他说他要亲眼看看,能对这片地区的灾害多增加点认识。”

    经过调查和分析,他选取两个有代表性的滑坡,对滑坡发生后的情况进行了数字模拟研究。研究所需的软件是他借鉴国际前沿方法,从国外专业网站上找到的,软件的使用方法也是他自己学习和摸索的。这一创新性研究丰富了哀牢山项目的成果,对当地同一类型滑坡的防治具有借鉴意义。

    李祥龙办公室的书架上摆满了各种专业书籍,不仅有地质学方面的,还有很多关于计算机编程等其他领域的书。

    “他出事的前两天还买了两大包专业书寄到家里,有一包还没有拆封。”相识十年,对于李祥龙爱钻研的韧劲儿,李慧着实领教过。“我们圈子里的朋友都是学地质的。无论是和他一起踢球的朋友,还是和我小聚的闺蜜,他总有本事把话题最终引向探讨地灾滑坡。”

    “他总是说,要想在工作上有所创新、有所突破,需要学习的东西太多了,感觉时间根本不够用。每一次参加培训,他都会叮嘱我把资料拷回来,我也会尽可能在朋友那搜集更多的前沿资料供他学习。我明白,他是想借鉴融汇其他专业的知识来解决他面对的专业难题。”

    闫金凯与李祥龙同在一间办公室,是共处时间较长的同事。他说,他英语特别好,专业知识扎实,而且特别喜欢钻研,涉猎的领域有些很少有人了解。

    参加工作3年来,李祥龙以项目负责人、副负责人、课题骨干身份承担和参加中国地质调查局矿产资源评价项目、国家重点项目、国际合作项目十余项。在岩土力学、岩石力学与工程学报、工程地质学报、国际工程地质大会等高水平期刊或会议论文集发表论文10多篇,并形成项目成果若干部。2014年,他被选拔为地质环境监测院青年英才。

    李祥龙的办公桌下放着一台专门用于建模的电脑。很少人知道,在离世之前,他一直在用心研究程序语言。他想尝试建立一个适用于兰州地区、适用于中国黄土高原地质灾害的风险评估模型。

    在推进中德合作的过程中,李祥龙搜集了大量国外地质灾害风险性评估的数据、文献,努力掌握全球最新动态。他了解到,在国内,针对单体地质灾害的预警模型应用得较为广泛,而针对一个区域的风险性评估模型虽然有,但普适性不强,也缺乏统一的标准。如果能建立一个适用于兰州地区、适用于中国黄土高原地质灾害的风险评估模型,就能够为中国地质调查局地质环境监测院申请专利。更好的结果是如果推广开来,对地质灾害防治将是重要的参考和推进。

    可是建立这样一个模型谈何容易,要开发软件,要考虑到各种各样的因素。

    李慧记得,那段时间,李祥龙很忙碌,也很有激情,“他是那种一有了想法就要马上尝试执行的人。由于国外一些模型是用python编写的,为了对滑坡进行数值模拟,所以他专门买了好几本关于python编程语言的书,一有空就给他懂程序的朋友打电话请教,把新技术新模型用到自己的项目中。”

    如今,模型已粗具雏形,而他,却英魂远逝。

     

    奉献合作,顾大局慷慨一生

     

    李祥龙出生在一个地质世家,从小是在地质大院听着《勘探队之歌》长大的。他的外公是新中国成立后的第一代地质工作者。他的外婆也是地质队职工。小时候,父亲经常出野外天南地北地跑,很少能陪伴他。他的童年大部分时光里只有妈妈。

    在李慧眼里,李祥龙是一个特别自律的人,也是个特别爱操心的人。“他有每天记日记的习惯,就算没有大事,他也会寥寥几笔记录一下。”

    “有时候,对他额外的操心我也会很烦。他会满脸歉疚地解释说,是从小习惯了……小时候,爸爸出野外,我总想保护妈妈,保护身边的每个人。”

    闫金凯说,李祥龙为人特别好,总能很快就和大家打成一片。在云南项目组时,当地国土资源局的同志都很喜欢他。后来他到了其他项目,大家还总念叨他。

    其实,留在云南的,除了熟人的想念,还有一个少有人知的秘密直到他离世才为人所知。

    他的同事说,在哀牢山地区开展地质灾害调查期间,李祥龙和同事常常要爬山。新平县当地很多贫困家庭的破旧土坯房都建在半山腰。每次路过,李祥龙都会驻足片刻。一次,他们进了一间低矮的房子。屋里仅有一盏煤油灯照明,阴暗潮湿。一个约十一二岁、衣衫破旧的女孩瞪着一双清澈的眼睛看着他们。女孩上初一,生活窘迫到基本的生活费都难以负担。李祥龙立刻决定资助这个孩子。此后的每个月,他都会给云南的女孩寄去几百元的生活费。但是,没人知道他自己也还背负沉重的房贷和家庭开销,手头并不宽裕。

    洮河流域下游地质灾害调查监测项目负责人王立朝说,李祥龙是整个地质环境监测院每年出野外天数最多的人。“他的好不仅仅是业务能力强,还有着更强烈的团队合作意识。他英语基础好,又留过学,就主动搜集国外文献,总结国外期刊刊发的最新研究动态,发在专门建立的灾害室的QQ群里,和大家共享。”

    工作之外,李祥龙也是一个组织协调能力超强的高手。2013年,李祥龙来到中国地质环境监测院工作的时候,该院组建数年的足球队因为成员年龄老化的问题,需要有技术全面、体能充沛、懂“排兵布阵”又能掌控全局的“灵魂人物”接续。李祥龙加入后,主动定期协调时间,联系队友,组织比赛。几场比赛下来,他的能力、人品和奉献精神征服了队友,被一致推举为球队队长的候选人。

    2014年,中德两国合作开展的“兰州市地质灾害风险评估与管理”项目开始筹划。因为专业知识扎实,英语好,李祥龙被任命为中德合作项目的副负责人,承担与德方的业务沟通以及相关数据资料的收集整理、文件起草等工作,并以“固定发言人”的角色代表中方与德国专家对话。他的睿智、谦逊与和善,德国专家十分认可。德国专家得知他罹难,连发数封邮件表达悼念与惋惜。

    李祥龙的遗物里有他在野外使用的记事簿。翻开来,字迹工整清秀,每一张地质素描图都令人赏心悦目,甚至滑坡上的每一道裂缝都清晰地描画出来。那些素描图,工整清晰的记录,踏实而老练。这无疑是对地质人传统的最好传承。他的人生多了地质人别样的情怀,工作和生活多了更坚韧的“底气”,永远充满激情,永远苦中作乐。

    他对地质的热爱是长在血液里的。

    2013年,李祥龙和李慧的婚礼上现场播放的音乐是《勘探队之歌》。2015年的七夕节,李祥龙是在甘肃的野外过的。不能陪伴妻子,他深感愧疚。看到草原上开着的各种颜色不同种类的小花,就一支一支摘下凑成了花束,让同事帮着拍了张照片传给李慧作为七夕节礼物。

     

    这张献花的照片是他寄给妻子的礼物

     

    “头顶是蓝天白云,脚下是绿草野花,他手捧花簇站在画中……什么玫瑰名包啊,和这比起来都弱爆了。”那一刻,李慧曾凝视照片,暗地欣喜,如今却以天人永别。

    对他“工作狂”的状态,她也会抱怨。“我们结婚去塞班旅行,中间转机要在机场等12个小时。他不说话,就打开电脑开始工作。我只好一个人在机场的商店里转来转去,转累了回去靠在他身上睡着了。等我醒了,他还在工作。”“从5月出野外,他还没有休过假。本来这次他回来,我们计划要出去让他放松一下……”

    在悼念李祥龙的文章里,他的大学室友何晨辉这样写道:他比我们少了一份迷茫,多了一份对自己信念的坚定。他身上散发着睿智、执着的光芒,生活充满着正能量,让我忍不住靠近。除了在生活上的帮助,他更多的是给予我心灵的充实。

    李慧说:“相识十年,我在不知不觉中成了他希望我变成的样子……这种影响是潜移默化的。你不能察觉,也无从抗拒……他就是这么一个有感染力的人。你会不知不觉地靠近他,跟着他的方向走。”

    李祥龙给女儿起名“李成蹊”,取自《史记》中的一句谚语“桃李不言,下自成蹊”,比喻为人品德高尚,用不着自我宣言,就自然受到人们的尊重和景仰。

    而他,舍弃繁华,远离亲人;忍受寒冷饥饿,坚守清贫孤独,踏遍深山大川,攀爬悬崖峭壁,挥洒才情,开创事业,自己用短暂的一生,诠释对地质事业矢志不渝地传承与坚守,坚持不懈地热爱与追求,用生命践行共产党员鞠躬尽瘁、死而后已的奉献精神。

    欧阳修说,圣贤者“虽死而不朽,逾远而弥存”。

    斯人已逝,精神长存。

     

    后记:7月11日,中国地质调查局党组研究决定,要总结挖掘李祥龙同志的先进事迹,将其作为“两学一做”学习教育和践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观的先进典型,组织全局干部职工向李祥龙同志学习。

    黄土悠悠祭忠魂

    摘要:利用超基性岩体内中央含矿构造岩相带控矿作用、物探成果的综合分析研究成果,验证发现 了 Cr-80、Cr-168等厚大矿体,累计新增铬铁矿矿石资源储量约200万t,提交了多处新找矿靶区,基本确定了罗布莎今后的找矿方向。

    1.项目概况

    铬具有熔点高、质硬、耐腐蚀等特点, 90%用于生产不锈钢,其合金产品广泛应用于 航空、汽车、造船以及国防工业生产枪炮、导 弹、火箭等领域。但我国铬铁矿储量少、产量低,98%的铬依靠进口。目前,已查明的铬铁 矿主要分布于西藏、内蒙古、新疆和甘肃,其中以西藏为最多。

    2012年,为了扩大西藏罗布莎铬铁矿资源 量,西藏自治区地质矿产勘查开发局第二地质大队依托地质矿产调查评价专项,矿山企业积极参与,共同承担了“西藏自治区曲松县罗布莎岩体矿山密集区深部铬铁矿战略性勘查”和 “西藏自治区曲松县罗布莎铬铁矿接替资源勘 查”项目,取得了较好的找矿效果。

    2.成果简介

    (1 )罗布莎矿段新进展。利用超基性岩 体内中央含矿构造岩相带控矿等规律,通过总 结分析罗布莎铬铁矿区已有资料,根据“中央含矿构造岩相带内铬铁矿体平面上成群出现、 分段集中,剖面上斜列叠瓦状展布”的空间 分布规律,结合物探工作和对已有物探资料 的再开发,提出深边部铬铁矿找矿远景地段 (图1)。同时,利用钻探工程验证在I矿群南 部12—28排勘探线之间施工4个钻孔,发现了 Cr-80~89和其他6个铬铁矿盲矿体。矿石类 型主要为冶金级致密块状铬铁矿(图2-c ), 铬铁矿品位40%~55%,控制最大矿体长约 160m,估算铬铁矿矿石资源量( 333 + 334 )为57万t。找矿成果激发了公司的投资热情, 2013年部署了 10000余米钻探工作量,对新发 现的部分矿体进行了更系统的控制,提交铬 铁矿矿石资源量( 332+333 ) 201.8万t,其中 Cr-80矿体约115万t,成为目前国内发现单体 规模最大的铬铁矿矿体(图3)。

    (2) 香卡山矿段的新进展。在XIV矿群 南东的23—31排勘探线上布置了4个钻孔,新 发现并初步控制了 Cr-166~171六个铬铁矿矿 体。其中zk2701钻孔控制最大矿体Cr-168铅直 厚度达30.28m,单孔控制3个矿体铅直累计厚 度33.35m,目前新发现矿体估算铬铁矿矿石 ( 333+334)资源量25万t。新发现矿体在走向、 倾向上没有控制边界,从其所处的岩相、构造位置分析,矿体在倾向、走向上均应有较大的 延伸,资源量将有进一步扩大的前景。

    (3)其他地段找矿进展。在W矿群南东部 24排勘探线新发现铬铁矿矿体铅直厚度11.75m, 在n矿群南西部12—28排勘探线之间新发现5个小矿体,在IV矿群中西段18排勘探线新发现铬铁矿矿体铅直厚度2.22m。综合上述钻孔见矿情 况,3年累计新发现找矿靶区5处。今后通过对这些新找矿靶区的进一步系统勘查,有望新增 更多的铬铁矿资源量。

    3. 成果意义

    项目开展以来,罗布莎矿段新增的资源量 是前60年内提交的铬铁矿总资源量的1/3。近30 年内香卡山矿段陆续开展了较多的找矿勘查工 作,但一直没有取得很好的找矿成果,一度让 当地的采矿企业陷入困境,2014年的新发现让 矿业公司看到了新希望。目前,针对新发现的找矿靶区仍在继续控制中,资源量将会有更大
    的增加。罗布莎地区铬铁矿新增资源量,对缓 解我国铬铁矿紧缺局面起到积极作用,不仅提 振了铬铁矿的找矿信心,而且为矿业企业创造 了可观的潜在经济价值,可延长20多年的服务年限,可解决约1000人的就业。

    国家投入、企业跟进、有雄厚技术力量的 地勘单位参与、专家指导等多方联动,资金与技术紧密结合的工作模式,通过对岩体岩相分 带的再认识,对已有物探资料的再开发研究以 及新物探方法灵活运用的成功找矿经验,为全 国铬铁矿找矿起到示范作用。(西藏自治区地质矿产勘查开发局第 二地质大队张能军供稿 )

    新认识引导西藏罗布莎铬铁矿实现找矿突破

    新华社广州10月9日电 题:九天之光何以点燃深海之冰?——十五运会和残特奥会火种采集侧记

    新华社记者周强、田宇、王浩明

    引天之光,燃海之火。

    10月9日,在距离第十五届全国运动会开幕整整一个月之时,十五运会和残特奥会火种在广州南沙完成采集。

    当日10时许,广州海洋地质调查局科考码头。在我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号前,国家体育总局、中国残联、广东省委省政府主要负责同志与香港、澳门特别行政区行政长官共同点燃十五运会和残特奥会火种盆。

     

    这是10月9日拍摄的火种采集仪式现场。新华社记者 邓华摄

    这份火种由可燃冰引燃,来自南海1522米海底深处。

    世代相依的广袤南海,见证着粤港澳大湾区面海而生、因海而兴、向海图强。如今,来自地球“蓝色心脏”深处的绿色能量,完成了从古老海洋到活力湾区的迁徙,成为连接自然馈赠与人类追求的纽带。

    这一曲“冰与火之歌”,正是人类千百年来勇于拼搏的体育精神,与不断探索的创新精神的动人交响。

     

    10月9日,采火少女点燃采火棒。新华社记者邓华 摄

    9月16日上午10时,广州南沙码头,汽笛声响亮悠远——“海洋地质二号”科考船带着“海马”号深海遥控潜水器(ROV)启航。

    “海马”号ROV是由广海局牵头研制的深海遥控潜水器。它可以替代人类到4500米深的水下施工,覆盖我国南海所有海域。

    “海洋地质二号”沿着“海上丝绸之路”的足迹,一路向西南800公里,目的地是水深约1500米的海马冷泉区。

    海马冷泉地处南海北部海域,是我国迄今发现规模最大的活动性冷泉。从1999年起,广海局就在我国南海调查和寻找可燃冰储层。2015年,“海马”号首次应用就传来捷报,次年这个冷泉被命名为“海马冷泉”。

    “海马冷泉”,就是可燃冰的采集地。

    “海洋地质二号”科考船搭载“海马”号深海遥控潜水器在南海北部进行“源火”采集(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣 摄

    广海局高级工程师王静丽介绍,可燃冰是天然气水合物的俗称,是甲烷等烃类气体和水在低温高压的环境下形成的一种类冰晶状的固体,被全球科学家公认为21世纪最具潜力的新型替代能源之一。

    经过两天的航行,18日,“海洋地质二号”抵达“海马冷泉”区域。采火执行组副组长、广海局高级工程师冯强强下达指令:“ROV准备下潜!”

    “海马”号逐渐下潜,通过一同下潜的4K相机镜头,神秘的海底世界渐渐在屏幕上显现。约一小时后,密集大量的珍珠般白色气泡不断喷出。

    广海局高级工程师肖曦介绍,冷泉渗出的气体,滋养了以有机气体为食物的底栖生物,形成了深海底部的“生命绿洲”,在黑暗的海底,就像是指路牌,帮助“海马”号找到目的地。

    采火执行组组员、广海局工程师闫樨霖准备远程操控机械臂,她身旁坐着的是采火执行组组员、广海局工程师叶俊聪,他担任“海马”号ROV主驾。他面前的屏幕上显示,“海马”号下潜深度已达1522米。

    水中的“海马”号深海遥控潜水器(9月18日摄)。新华社发(陈驰摄)

    叶俊聪操作“海马”号在去年一年下潜了100多次,笑称自己“身经百战、千锤百炼”。

    采火执行组组长、广海局正高级工程师陈宗恒说:“茫茫大海里面找到气源,有种大海捞针的感觉。”

    陈宗恒2007年参加工作,2008年“海马”号研制项目启动,从图纸设计,到零件加工、集成,再到投入使用、发现冷泉……陈宗恒见证和参与了每个细节。

    “我刚工作的时候,只能看到海底的画面,但是想抓一个东西,或者仔细观察都非常难。现在海底的这些作业,在之前都是遥不可及的,但是我们都把它变为现实了。”陈宗恒说。

    在科考船上的“海马”号深海遥控潜水器控制室里,工作人员遥控采火装置在海底进行作业(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣 摄

    9月18日16时许,“海洋地质二号”科考船控制室内,人们的目光聚焦在同一块显示屏。

    “各单元注意,‘源火’采集倒计时准备!”总指挥下达准备指令。

    “5、4、3、2、1——采火!”陈宗恒按下红色按钮,甲板上太阳能光伏装置产生的电能经由电缆传送至海底,引燃棒开始加热。

    二十几秒过后,引燃棒突然燃起一粟红,一点点变大,随即发出一道刺眼的光,把圆柱形的引燃室照得通红。

    几秒后,喷口倏地跳出跃动的火苗,镶嵌着一圈金边。透过引燃室后面的蓝宝石玻璃窗,深蓝色的大海里,成千上万的豆粒大的可燃冰气泡向上翻涌,这簇微火仿佛置身于璀璨的星河。

    采火装置在海底成功引燃“源火”(9月18日摄)。新华社发(广州海洋地质调查局供图)

    16时48分,采集装置保障组副组长、浙江大学海洋学院助理研究员葛勇强克制着激动的情绪报告:“成功引燃!”

    “深海‘源火’顺利引燃!”“源火”采集组副组长、广海局副总工程师沙志彬语气铿锵。

    霎时,控制室被掌声淹没。

    为纪念这一历史时刻,“海马”号在海底采集点位放置了“十五运会与残特奥会‘源火’采集点”永久基点定位标。

    深海采火的创意,源于去年6月,十五运会和残特奥会广州赛区执委会大型活动部成立科技小组,力求挖掘原创性成果、颠覆性技术、独占性产品,为十五运会赋能。科技小组与广州海洋地质调查局深入交流后,共同提出“海底采火”创意。

    然而,1500多米深海处的水压几乎是150个标准大气压,相当于两三个成年人的体重集中在一个指甲盖上。在这样的环境下,让这个“大型打火机”安全顺利完成任务,难度可想而知。

    采火装置在海底冷泉喷口采集可燃冰(9月18日摄)。新华社发(广州海洋地质调查局供图)

    自去年下半年起,广海局联合东海实验室和浙江大学海洋学院等单位,研究攻关基于“海马”号的海底可燃冰原位收集及燃烧点火装置。这一年里,他们进行了上百次试验,遇到的困难远比想象的多得多。

    今年1月,第一代样机测试失败。第二代样机于5月试验成功,经过不断优化改造,这次使用的装置已是第三代。

    葛勇强喜欢健身,是浙大力量举比赛连续三年的冠军。这个身形魁梧的大男孩,却在装置上有着许多艺术巧思。

    在采集装置保障组组长、东海实验室教授陈家旺的鼓励下,设计装置支撑座时,他采用了这次十五运会徽的三个颜色,代表粤港澳三地。他给“海马”号底部手绘了蓝色波浪,采火成功后,“海马”号从深海出水的那一刹那,海浪与波浪图纹交叠在一起,很是动人。

    采集“源火”后,“海马”号深海遥控潜水器从海底返回,浮出水面(9月18日摄)。新华社记者卢汉欣 摄

    18日17时30分,“海马”号带着“源火”出水时,全船人都跑到甲板上迎接。

    “海洋地质二号”从广州南沙码头驶向南海作业区的航线上,深中通道、港珠澳大桥如跨越天堑的巨龙,静卧在碧波之上。

    越向远海航行,往来船只越发零星,海水颜色却更加纯粹。这如同拥有“海洋梦”的勇士们从事的事业,寂寞却纯粹。

    “海洋地质二号”科考船搭载“海马”号深海遥控潜水器在南海北部进行“源火”采集(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣 摄

    在“海洋地质二号”六楼的驾驶室内,三副兼报务员孟祥杰正拿着望远镜遥望远处的船只。大副、二副、三副每天六班倒,三人覆盖全天24小时。

    谈到家里人,孟祥杰坦言“很亏欠”。他房间的桌上,摆着一张全家福,夫妻俩抱着刚出生的孩子。船上网络带宽有限,他基本只能通过文字和家人联系。

    但广袤的大海也会给人以慰藉。“日出日落、粉红色的天空、完整的彩虹,成群海豚跳跃、鲸鱼喷水,这些我们都遇到过,甚至都有美景免疫力了。”

    “深海采火”执行团队圆满完成任务。十五运会和残特奥会广州赛区执委会供图

    这次“源火”采集航行中,一天凌晨1点多,船长黄远明发现左舷有许多海豚。他拍下视频——成群的白色海豚灵动地从漆黑的海面上跃起,划出一道道弧线,激起阵阵浪花。

    大家相信,这是十五运会和残特奥会吉祥物中华白海豚对“源火”采集的祝福。

    百万年来,人类生活在占地球表面积三成的陆地上,却从来没有停止对海洋的追寻。

    从“东临碣石,以观沧海”的壮志豪情,到“海上生明月,天涯共此时”的悠远情思,海洋寄托着人们对平凡生活的美好向往;从郑和下西洋,到哥伦布、麦哲伦穿越大洋,海洋凝聚着人类探索世界的脚步。

    在科考船甲板面,工作人员从搭载在“海马”号深海遥控潜水器上的采火装置里取火(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣 摄

    滚滚向前、不知疲倦的浪花,像历史奔涌的进程,也像人类探索大海的决心。沙滩上的浪花会褪去,但很快又会有新的浪花漫上来。一代代人对大海的探索亦是如此。海洋里的每一段故事,都在推动今天的逐梦者继续向深海进发,追求新的突破与极限——这也正是体育的意义。

    我们为什么向往大海?

    那里有我们的历史,更有我们的未来。

    新华网:九天之光何以点燃深海之冰?——十五运会和...
    今天上午

    第十五届全国运动会、

    全国第十二届残疾人运动会

    暨第9届特殊奥林匹克运动会 

    火种采集仪式在广州举行

    ↑火种采集仪式现场。新华社记者 邓华 摄

    本届盛会的“源火”

    首次使用深海可燃冰点燃全运圣火

    依托我国自主研发的“海马”号ROV 

    4500米级深海遥控潜水器) 

    在南海琼东南“海马冷泉区”

    水深1500多米处采集甲烷气体 

    现场原位合成可燃冰

    并利用太阳能通过特种装置

    在深海引燃可燃冰

    “水火既济”的科技奇观惊艳呈现

      ↑9月18日,下水采集“源火”前,工作人员在调整搭载在“海马”号深海遥控潜水器上的采火装置。

    新华社记者 卢汉欣 摄  

    918日 

    “海洋地质二号”科考船抵达目标海域

    “海马”号ROV精细作业 

    在超深海环境下

    完成采集、输送、引燃、回收全流程

      ↑9月18日,“海洋地质二号”科考船搭载“海马”号深海遥控潜水器在南海北部进行“源火”采集。

    新华社记者 卢汉欣 摄  

      ↑9月18日,“海洋地质二号”科考船搭载“海马”号深海遥控潜水器在南海北部进行“源火”采集。

    新华社记者 卢汉欣 摄  

      ↑9月18日,“海马”号深海遥控潜水器搭载着采火装置准备下水采集“源火”。新华社记者 卢汉欣 摄  

      ↑9月18日,“海马”号深海遥控潜水器搭载着采火装置下水采集“源火”。新华社记者 卢汉欣 摄  

      ↑9月18日,水中的“海马”号深海遥控潜水器。(陈驰 摄)  

      ↑9月18日,采火装置在海底冷泉喷口采集可燃冰。(广州海洋地质调查局供图,张亚念摄 

      ↑9月18日,在科考船上的“海马”号深海遥控潜水器控制室里,工作人员遥控采火装置在海底进行作业。

    新华社记者 卢汉欣 摄  

      ↑9月18日 采火装置在海底成功引燃“源火”。(广州海洋地质调查局供图,闫樨霖 摄)  

      ↑9月18日 采火装置在海底成功引燃“源火”。(广州海洋地质调查局供图,闫樨霖 摄)  

      ↑9月18日,采集“源火”后,“海马”号深海遥控潜水器从海底返回,浮出水面。新华社记者 卢汉欣 摄  

    随后

    “海马”号携带燃烧的“源火”

    返回科考船甲板面后

    科研人员将“源火”转移至“源火”盒

    “源火”采集成功

      ↑9月18日,在科考船甲板面,工作人员从搭载在“海马”号深海遥控潜水器上的采火装置里取火。

    新华社记者 卢汉欣 摄  

      ↑9月18日,在科考船甲板面,“源火”采集组副组长,

    广州海洋地质调查局副总工程师沙志彬(左)用引火棒将“源火”转移至“源火”盒。

    新华社记者卢汉欣 摄  

    绿色低碳理念

    全面融入“源火”采集过程

    光伏追光系统

    通过特种电缆将电能传输至

    1500多米海底驱动设备

    真正实现“引天之光、燃海之火”

    为本届盛会注入生态底色

    本次“源火”采集是国际体育史上

    首次利用太阳能驱动深海设备

    精准引燃可燃冰获取绿色“源火”

    也是首次通过高清摄像系统实时回传

    实现全程高清直播采集过程

    “源火”采集任务圆满完成

    深海科技之光与全运圣火交相辉映

    1500多米海底点燃的不仅是火种 

    更是中国深海科技创新的力量与智慧

    此刻,海洋科技与体育精神相融辉映

    映照出新时代盛会的活力与梦想

    新华社:深海逐梦,燃“冰”成炬!1500米深海采集的...
      一
      向东,向东,离开M1盆地,海洋六号抵达中太平洋。船长笑着说,那盆地目前正被两个台风包围,还好我们出来了,算幸运。
    但阴天、涌浪一直跟随着我们。还有许多意料之中或者意料之外的事情出现了。
      第一是时间轴被完全打乱。从8月8日到8月15日,8天的时间里,大副蒋和平相继三次广播通知大家将时间往前拨1小时。8月12日,船驶过日变线,大家奇异地过了两个12日。在时差和剧烈涌浪干扰下,睡不醒和睡不实成为普遍存在的生理状况。
      第二是没有信号。飘在信号盲区,手机成为单纯的手表和相机,之前依赖微信和家人朋友的联系被中断,想家的情绪在蔓延。
      海洋六号开展了各种提振精神的活动:除了继续举办系列大讲堂,还有全员包饺子活动,还有乒乓球、飞镖、扑克牌、麻将的体育比赛,还有简报。沉闷逐步化解,笑声多起来了。
      人的活动和自然的活动有太多的相关性。海洋上最撩人的是云,从黎明到傍晚,云展示着无穷尽的形状和颜色的变化。如果在凌晨,你看到的大片乌云,也许很快就会被升起的太阳点化成白云朵朵。

      二
      中太平洋工区要进行本航段最后一场攻坚战——拖网取样。
      当地时间8月14日凌晨4点多,负责大夜班的部门长于宗泽打来电话:“还有20分钟,就要拖回昨晚放下去的取样网了”。
      大夜班,就是从半夜1点半到凌晨6点半值班。
      天空,大片乌黑的云蒙住即将升出的太阳,海水,乌黑中见蓝。所有值大夜班的技工和调查人员站在甲板上,等待。
      就在这时,雨哗哗地下起来。
      绞车一点点地将拖网拉起来,四角铁架携带着一张巨大的网,里面装着黑色粒状物让所有人看着抑制不住脸上的喜悦。显然由于太重,缆绳带着拖网在空中荡来荡去。
      雨越下越大,一时间竟如有人从天空往海里直接倒水一般。技工董国强一边用对讲机指挥绞车,一边匆忙擦去蒙住眼睛的雨水,值班人员排成两列拼命去拉控制拖网的绳索。
      终于,拖网安全落在后甲板。大伙用力倒出里面的颗粒物,一共9大桶,全是多金属结核!站在一边负责土工的何树平对我说,不用称,肯定不下800。结果,真是800多公斤,
      雨骤然停,刚从5000多米海底拖出来的东西,被雨水淘洗得干干净净。
      第36航次第三航段的最后一役,完胜!

      三
      布置全员大合影、罗列到港后补给清单;安排各专业组负责整理数据报告撰写和装订……,大洋36航次任务结束,很多事情要收尾,也有些事情即将开始。
      接下来的两个航段主要执行中国地质调查局的资源调查任务。其中下航段最先要用的方法,是多道地震。
      这将是在大洋航次中首次使用这种调查手段。作为综合调查船,海洋六号有完备的多道地震设备,但能否顺利应用,需要在本航段收尾时进行先期测试。
      当地时间8月15日上午,如同突然开出一辆大坦克, 6个色彩鲜艳的大浮球高高地耸立在后甲板一座铁架上。左侧,一条粗粗的橙色软管,从后面绞车一直探到水面,右侧,电缆上即将装载7个飞鸟定位仪,尾部装有两个白色尾标。这是前一天晚上十多人共同协作的劳动成果。此前一路我所见都还算小型武器,突然上来一威风凛凛的“高大上”,很是惊喜。
      10点多,总指挥关晓春发出指令,实验开始。作为震源的气枪通过控制室发出信号,水下每隔15秒传出闷响,掀起团团雪白水花。红白色浮球在蓝色海水中起伏,携带的接受声波反射信息的仪器将数据传输到监测室的电脑中……。
      一切正常。只有这个时候,所有人的内心都充溢着彻底放松的开心。


    多道地震测试现场


    多道地震测试现场


    夜间团队作战将缆绳换到另一架绞车上


    准备明天多道地震测试设备
    完美收官

    采集“源火”后,“海马”号深海遥控潜水器从海底返回,浮出水面(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣摄

    在科考船甲板面,工作人员从搭载在“海马”号深海遥控潜水器上的采火装置里取火(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣摄

    在科考船甲板面,工作人员从搭载在“海马”号深海遥控潜水器上的采火装置里取火(9月18日摄)。新华社记者 卢汉欣摄

    10月9日,第十五届全国运动会和全国第十二届残疾人运动会暨第九届特殊奥林匹克运动会(以下简称“十五运会和残特奥会”)火种采集仪式在广州举行。随着手捧“源火”盒的采火技术团队代表走上舞台,这一簇来自南海1522米深处的可燃冰“源火”正式揭开神秘面纱。

    本届盛会“源火”的采集,是依托我国自主研发的“海马”号深海遥控潜水器(ROV),实现在超深水海底远程精准采集及引燃可燃冰,呈现“水火相济”的海底奇观,创下了全球体育运动史上新纪录——首次在深海海底获取绿色“火种”。

    绿色“火种”来自深海

    深海“取火”创意从何而来?

    为了贯彻“绿色、共享、开放、廉洁”的办赛理念,展现粤港澳大湾区的创新元素、科技含量和文化软实力,十五运会和残特奥会广州赛区执委会联合广州海洋地质调查局经多次研究论证,将战略性清洁能源、深海探测关键技术及核心装备等元素有机融合,提出“深海采火”的创意设想。位于南海北部海域的海马冷泉区,成为十五运会和残特奥会圣火的“源火”诞生地。

    9月18日14时26分,“海马”号深海遥控潜水器下潜至1522米的海底,抵达冷泉渗漏点。科研人员远程精准操控机械臂持采集舱,采集渗漏点溢出的可燃冰及伴生气。沉睡的可燃冰在降压作用下被“唤醒”,分解产生的甲烷气体成为“源火”气源。16时48分,船上的光伏发电装置将太阳能转化为电能并传输到海底,成功将这股来自地球“蓝色血脉”中的气体引燃。

    “源火”采集成功后,科研人员通过“海马”号在海底采集点位放置“十五运会和残特奥会‘源火’采集点”永久基点定位标,以纪念这次具有开创性意义的“源火”采集行动。

    本次火种采集实现了全球大型综合运动会历史上的突破,即首次利用深海遥控潜水器集成搭载“可燃冰原位采集分解及引燃装置”,在超深水海底远程精准引燃可燃冰获取“源火”,并以超高清设备记录展示采集过程。

    突破海底取火三大技术难题

    俗话说,水火不相容。要在海底取火,谈何容易。

    “深海面对着极高的水压和低温、腐蚀、黑暗的恶劣环境。‘海马’号可以下潜到4500米,但4500米深海下的压力,相当于在小手指指甲盖上面有1吨多的压力。”广州海洋地质调查局方法所副所长陈宗恒介绍,“源火”采集必须克服这些问题。比如,燃烧舱要抗压,能耐住海水的压力;为了记录深海采火的过程,他们必须对专用相机进行耐压封装、远程精准遥控;因为涉及水压定位的难点,以及深海黑暗环境的影响,多潜水器第三视角的拍摄难度挑战也非常大。

    2024年7月,广州海洋地质调查局牵头成立科技攻关团队。“源火”采集装置先后克服了深海耐压性和密闭性难题,重点突破深海可燃冰原位收集技术、多通道气体流量精确控制技术、燃烧环境维持及燃烧产物处理技术等三大技术,利用“海马”号的“大脑”精确控制,实现在1500多米的深海采集“源火”。同时,团队自研的深海专用超高清4K相机,将“源火”采集整个过程记录下来。

    “我们经常使用‘海马’号进行下潜作业,对它非常有信心,但在同一艘船下两个ROV是很少有的,为此团队做了很多调试。当看到整个‘海马’号在海底的姿态完整呈现出来时,感觉此前的一切努力都是值得的。”陈宗恒说。

    高端无人深海装备、超深海能源探测及采集引燃关键技术、战略性清洁新能源……以体育为纽带,“源火”采集展现出我国深海科技创新的力量,也体现出粤港澳大湾区在海洋高端装备制造、深海探测进入、清洁能源勘探等领域的前沿性进展。

     

     
     
    科技日报:“水火相济”海底奇观如何实现

    引言 

    习近平总书记在2016年全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会明确指出“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。李克强总理最近多次批示“推动开展地球深部探测研究”,“可以列为重大专项”,“两个方面,一是地下资源能源问题,二是城市地下基础情况问题。”《“十三五”国家科技创新规划》对地球深部(深地)探测研究也有明确的表述。这表明党和国家对地球深部探测研究高度重视,并指明了方向。

    2012年10月~2014年3月,在科技部原部长徐冠华和科技部基础司的倡导和支持下,以“地球深部过程与成矿作用”为主题的调查研究开始进行。这项研究耗时一年半,参与人员达150余人,含院士8人、教授和研究员30人。为保证调研工作的顺利开展,成立了专家组,组长为莫宣学院士,副组长为马福臣研究员、赵振华研究员,成员包括李曙光院士、金振民院士、张国伟院士、朱日祥院士、华仁民教授、邓晋福教授。秘书为朱弟成、杨立强、王银宏教授。研究完成并提交了《地球深部过程与成矿作用》战略调研总报告及5份分报告(造山带、克拉通、花岗岩省、地幔柱、实验)。在此基础上,于2014年3月召开了以“地球深部过程与成矿作用”为主题的483次香山会议,由孙鸿烈院士、翟裕生院士、滕吉文院士、莫宣学院士、马福臣研究员担任执行主席,来自各方面的40多位专家参加了会议。会后发表了会议简报,向国家有关主管部门提出尽快对“地球深部过程和成矿作用”立项,并列入优先资助领域,给予长时间、大强度的支持。2015年4月瞄准国科发资〔2015〕52号文件中第7个重点方向(面向国家战略需求的基础研究)中的“深地”战略性研究,提出“地球深部过程与成矿作用”的立项建议。

    本文仅对地球深部探测研究与地下资源的关系作一些探讨。

     

    莫宣学院士简介:莫宣学,岩石学家,中国地质大学(北京)教授,中国科学院院士,1938年12月出生,1960年毕业于北京地质学院。1981年~1983年美国伯克利加利福尼亚大学及劳伦斯伯克利国家实验室访问学者。曾任中国地质大学(北京)副校长、中国地质大学研究生院院长、国家自然科学基金委员会第六、七、十、十一届学科评审专家组成员、第30届国际地质大会学术委员会副主席、经济地质学会(Society of Economic Geologists)Fellow及负责亚洲区域的副主席。现任《 地质学报》主编及《Geoscience Frontiers》主编。曾获国家科技进步奖一等奖。

    莫宣学首次提出任意压力下岩浆氧逸度计算公式及含Fe2O3硅酸盐熔体密度预测模型,为建立岩浆演化综合热力学理论模型发挥了关键作用。他几十年长期研究青藏高原构造-岩浆作用,在揭示印度-亚洲大陆碰撞时间、青藏高原巨厚陆壳成因与增厚机制、深部壳幔物质运移等方面,取得了系统成果。他长期坚持“岩浆-构造-成矿”方向,研究青藏高原及金沙江-澜沧江-怒江成矿带的成矿规律与具体找矿方向,为开拓西南“三江”和西藏冈底斯国家级矿产资源新基地做出了贡献。

    “地球深部过程与成矿作用”研究的必要性与紧迫性 

    确保矿产资源供应是实现我国“两个一百年”发展目标不可缺少的关键要素。目前,我国经济发展进入新常态,对矿产资源的需求总量保持高位态势。据统计,2013年我国21种矿产消费量居世界首位,占全球消费总量的1/3。未来10年~15年,我国矿产资源刚性需求仍将持续,大宗金属矿产需求峰值将陆续来临,对外依存度将大幅攀升,严重超越国家资源安全警戒线。如果未来10年探明资源储量不能大幅度增加,几乎所有的大宗金属矿产将面临消耗殆尽的危险局面,形势危急,前景堪忧。立足国内,开辟新的找矿空间和深度,寻找找矿战略新区,实现找矿重大突破,提高资源保障程度,已成为我国一项紧迫、艰巨而又长期的重大战略任务。

    为了完成这项重大战略任务,必须揭示中国地质结构和演化的复杂性与特殊性,及其导致的中国成矿作用的复杂性和特殊性。中国地处世界三大构造域的复合部位,经历众多离散陆块多期聚合拼贴过程,在中生代、新生代遭受改造与活化,岩石圈结构异常复杂、不同深部过程多期叠加复合,导致成矿金属选择性地巨量堆积,形成金属成矿省和巨型成矿带,造成我国矿种繁多、类型多样,多源复成、破坏再生的禀赋。

    科学家们认识到,虽然资源、环境、灾害问题主要表现在地球的浅表层,然而其推动力却来源于地球深部,地球深部过程控制了浅部运动与变化。例如,青藏高原是地球上最高、最大的高原,蕴含着丰富的自然资源,又对亚洲乃至全球的气候、生态、环境有重大的影响。然而,造成这一切的根本原因却是印度-欧亚碰撞以来青藏高原壳幔各圈层物质和能量的调整和再分配,即印度-欧亚大陆碰撞所引起的青藏高原下面地球各圈层内部及圈层之间(重点是中下地壳、岩石圈地幔、软流圈地幔)的物质与能量的调整和再平衡。正是这个物质与能量的调整和再平衡过程,从根本上控制着青藏高原的隆升、形成演化和资源环境效应。由此可见,只有阐明了地球深部过程,即地球内部的物质组成、性质、运动演化过程及动力学,才能抓住资源环境问题的关键。

    同样,矿产资源虽然主要就位于地球的浅表层,但其驱动力也来源于地球深部。地球深部过程是大规模成矿作用的“发动机”(提供能量和动力)、“供应源”(提供金属和流体)和“开拓者”(提供矿质输运通道和汇聚空间)。在不同动力学体系作用下,地球深部过程(包括地球深部发生的物质-能量交换以及成矿物质活化、调整和再分配)促使深部含矿岩浆和地壳流体运移、聚集,卸载,在地壳的适宜部位形成巨型成矿带和大型-超大型矿床。因此,要从根本上回答我国矿产的分布格局与资源潜力,从深层次上揭示区域成矿规律和金属巨量堆积过程,开辟新的找矿空间和深度,预测找矿战略新区,就必须深入理解地球深部过程,深刻揭示地球深部物质、结构和层圈相互作用,特别是深部物质-能量交换-传输的地球动力学过程,创建全新的成矿理论体系。

    地球深部过程是指地球内部(从地壳到地核)壳-幔物质与能量交换、物质运动行为、轨迹及其动力学响应。地球深部过程与成矿,是指在不同力系作用下,深部物质重新分异、调整,并在特定壳-幔结构空间驱动含矿热液流体运移、富集并在地壳介质的适宜部位,特别是在深部空间(500米~3000米)形成大型、超大型矿床或矿集区的作用过程。主要包括岩石圈尺度(背景场)、Moho界面(壳-幔物质与能量交换的界面)、小于5千米 的“透明”上地壳(理解导矿控矿构造与层序和矿化分带)、500米~3000米深度(本世纪固体矿产勘查开发的主要深度)。地球深部过程及其对成山、成盆、成岩、成矿(包括能源)、成灾的制约和影响,是本世纪地球科学深化认识地球本体的核心科学问题。迄今,我国对矿产资源的利用和勘查工作主要还在500米以上的地球浅部,对地球深部的成矿规律了解得很不够。然而,如果只懂浅部不懂深部,不研究地球深部过程对矿产形成和保存的控制,就不能回答诸如我国急需矿种的成矿潜力究竟如何,在哪里能够找到大型-超大型矿床这样的重大资源战略问题,不能从根本上解决国家的矿产资源保障。

    关键科学问题 

    根据中国大陆所具备的独特地质条件,针对国内外研究现状和存在问题,提出下述三大关键科学问题:

    (一)深部物质组成、结构的不均一性和演变及差异成矿作用

    地球深部物质组成和结构的不均一性及深部壳幔作用过程,从根本上控制着矿产的区域性分布、区域优势矿种和成矿潜力的差异,也从根本上控制着矿产资源的形成。但迄今仍然不很清楚中国大陆重要成矿区带的深部结构、物质组成以及深部物质结构的不均一性与成矿元素离散与聚集的关系。因此,需要精细解剖中国大陆重要成矿区带不同尺度(从表层到壳幔过渡带)岩石圈的组成、结构与时空变化特点,深入研究岩浆作用的成因,有效识别幔源物质、壳源物质的贡献,将岩浆作用与成矿作用紧密地联系起来,围绕大矿、富矿形成的源、运、储,开展深入研究,查明成矿物质超常堆积的控制因素(如壳幔不均一性、岩石圈类型与厚度、地壳类型与厚度、软流圈的上隆及侧向运动、壳内和幔内或壳/幔相互作用的程度和方式)和差异成矿的根本原因。

    (二)深部流体过程与物质能量交换

    成矿作用与岩浆过程、岩浆-热液过程或热液过程引起的物质和能量交换密切相关,矿床的形成(成矿物质来源、成矿物质迁移和成矿元素的沉淀)离不开成矿流体,可以说没有成矿流体就没有矿床。深部巨量熔/流体在岩石圈内部的系统循环是金属元素活化、迁移的必要条件,也是大型超大型矿床形成的诱因。但迄今对岩浆和热液体系氧逸度变化的控制因素及其对成矿作用的影响、对金属元素在深部熔/流体中迁移、演化与富集机理的认识还存在很大争议。因此,还需要采用多学科交叉结合的手段,充分考虑流体作用对软流圈地幔的改造和对成矿岩浆的贡献,查明流体的来源、迁移和聚集过程,查明金属元素富集机理和物质能量交换过程。

    (三)成矿系统的深部过程驱动机制

    深部过程应包括构造过程、岩浆过程、流体过程、热化学过程和地球物理过程。如前所述,地球深部过程控制着浅部构造运动与矿产资源的形成和保存,查明地球深部的物质组成、结构和性质,阐明地球深部过程(物质运移-聚集规律、运动-演化过程和动力学机制),是正确理解地球浅表层矿产资源形成、变化与保存等问题的关键。但迄今为止,对岩石圈及壳-幔圈层物质和能量交换的深部动力学过程仍然还停留在概念层次上,对金属元素超常堆积的控制因素和深部驱动机制也缺乏很好约束。因此,需要更新现有的技术和方法,补充新的分析手段(如铁、铜、镁和钙等非传统同位素示踪手段),重视高温高压实验研究,加强同位素示踪和数值模拟,通过地质学、地球化学和地球物理学的综合探测研究,利用合适的地质学和岩石学概念模型、边界条件和物性参数,探讨不同构造体制下的壳幔物质交换、矿源供给、流体迁移、成矿元素堆积和矿床定位等一系列不同层次深部过程的驱动机制,阐明由深部地质过程引发的构造-岩浆-流体-化学作用与元素富集成矿机理。

    长远目标与近期目标 

    应当紧紧围绕上述三个关键科学问题开展“地球深部过程与成矿作用”研究,努力达到建立地球深部过程与成矿作用相统一的理论的长期目标,提高矿产资源保障工作的预见性与目的性。

    “地球深部过程与成矿作用”研究的近期目标是:揭示造山带、克拉通、大花岗岩省、地幔柱的深部物质组成、结构、演变及与成矿作用的内在联系,开展相应的实验模拟和方法研究,解剖代表性大型矿集区,查明其深部流体作用与物质能量交换,成矿作用的深部驱动机制,控制大规模成矿的主要因素,提升大型矿床预测效率。在时间上,以中-新生代为重点,兼顾晚古生代;圈层上,以地壳-上地幔为重点,适当探索核幔边界。□

    (标题为编者所加) 

    寻找战略新区须深入理解地球深部过程

    近日,由中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心(以下简称“长沙中心”)和中国地质调查局油气资源调查中心(以下简称“油气调查中心”)联合实施的页岩气参数井“黔麻页1井”顺利完井。该井完钻井深2308米,取心251.8米,成功钻遇多套含气层,含气层累计厚度大、气测显示活跃,进一步拓展了雪峰西南缘寒武系页岩气勘探新区,有力支撑桂中-黔南地区页岩气资源基地建设。

    “黔麻页1井”由油气调查中心完成井位论证与地质设计,长沙中心全面负责钻井、取心、录井、测井及固井等现场作业。该井是长沙中心首台ZJ50DB大口径石油钻机列装,并组建油气钻井与录井队伍后,独立完成的首口页岩气参数井,作业过程中面临着不少挑战。

    面对灰岩地层坚硬破碎、漏失严重、软硬频繁互层、地层水敏性强,以及局部井段岩层倾角高达50°等系列难题,钻井队伍积极践行绿色勘查理念,创新突破高效护壁堵漏、井斜精准控制、机械钻速提升和恶性漏失固井等多个关键技术瓶颈;同时通过自主研发的废浆处理系统,实现了钻井废浆的无害化处理与绿色循环利用。

    针对目的层取心工作量大、地层研磨性强的特点,钻井队伍采用自主研发的DC182型取心钻具,显著增强抗压、抗扭和井下工作稳定性,配套特制金刚石及PDC取心钻头,通过“取心钻具+直螺杆”组合有效提高机械转速与破岩效率;应用双筒取心技术,最高回次机械钻速6.6m/h,岩心收获率100%、日最高取心进尺39m。此外,泥浆泵液动出心技术最大限度保留了岩心的原状结构,有效保留游离气,实现地层参数“取全、取准”,为后续页岩气储量计算与开发决策提供可靠依据。

    长沙中心ZJ50DB钻机首口页岩气参数井“黔麻页1井”顺...

    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
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