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    稀土是日本可再生能源等尖端领域不可缺少的元素。日本是世界第三大的稀土消费国,其稀土进口量的82%来自中国,占中国出口总量40%,用日本的话说是“一直以来高度依赖于中国的廉价稀土”。从2000年开始一直在探讨确保稀土稳定供应的对策。特别是2010年中国加强限制出口措施以来,日本政商各界对其稀土资源供应以及高科技发展的可持续性产生了极大的担忧。为此,日本政府高度重视稀土资源的全球战略,采取联合欧美利用WTO向中国施压,建立稀土储备,积极拓展资源外交,寻求中国以外的稀土进口来源以及合作勘探与开发稀土项目,鼓励再生回收、减少使用量,开展替代材料研发,积极开展海洋稀土资源的勘查开发,等等措施加以应对。

    一、背景

    近年来,日本利用其海洋资源勘查开发技术的优势,加强了对海洋稀土资源勘查开发研究和相关模拟实验,旨在为日本提供稳定的稀土供应源,保持日本制造业的国际竞争力,以及开发新用途和新产业领域等方面的优势。

    2012年,分布于水深5000~6000m的海底,稀土含量达到数千ppm以上的海底沉积物,被认为有望成为新型资源的含稀土沉积物,已被确认在日本南鸟礁周边的海底存在。

    在此背景下,在2013年4月日本内阁会议修订的《海洋基本计划》中,明确提出要加强“对含稀土的海底沉积物进行基础科学调查和研究,探讨其作为未来稀土资源的潜力”。据此,经济产业省于2013年12月制定的《海洋能源矿产资源开发计划》中决定,“为探讨未来的稀土资源潜力,利用3年左右的时间对海底稀土沉积物的赋存状况进行调查,确定有前景的稀土富集海域,探明远景资源量,同时,对具高粘度等特性的稀土沉积物的采泥技术和从深海底的扬泥技术,开展以开发和开采为目标的广泛的技术领域的调查和研究”。

    日本石油天然气金属矿物资源机构(JOGMEC)牵头,历时3年于 2015年末完成了上述工作任务,并提交《稀土沉积物的资源潜力评价报告》(以下简称《报告》)。《报告》主要成果如下。

    二、南鸟礁周边海域高品位稀土沉积物资源评价

    利用活塞取样器,JOGMEC在日本南鸟礁周边43km2海域内采集了70个样品。分析表明,在南鸟礁拓洋第5海山的东部海域,发现了海洋稀土沉积物的高品位分布区(图1),该区共取了13个样品,采样点间距12.5km,稀土品位(50cm区间的平均品位)最高5366ppm,平均品位1221ppm。稀土沉积物中重稀土类的含量较高,为45.8%,尤其钇含量特别高,占重稀土总含量的65.2%。稀土资源评价结果:以湿态、平均品位2652ppm计,现阶段估算的稀土氧化物远景资源量约为77万吨。

       

       图1 南鸟礁周边海域的样品采集地点和稀土高品位度分布区

    三、采泥、扬泥及冶炼实验

    该项目使用模拟泥进行采泥试验,据此选定最理想的采泥刀头,通过陆上气动升降(Airlift)试验确认实施扬泥作业的可能性,取得了与采泥、扬泥相关的基础性技术数据与应用前景的评估。

    在选矿技术研究中,进行了包括选择性回收稀土精矿的海底选矿研究,实施了粒度分选和浮选法等方面的基础实验。实验结果证实,稀土元素富集在粗粒(20μm以上)磷灰石中,浮选分离效果显著。

    在冶炼方法研究中,确认了碳酸钠是从选矿后提取液中回收稀土的最佳沉淀剂。同时还发现,通过使用能够选择性吸附重稀土的吸附剂,可以高效回收稀土元素。

    设置海底停锚系和沉降粒子捕集器的同时,对海底沉积物样品进行了生物含量分析。根据分析结果,确定该区域在现阶段并不属于异常海域。

    四、开采系统的研究和经济性评价

    根据基础性开采技术研究结果,提出了扬泥量为3500吨/日的开采系统及其作业流程方案,同时对该开采系统提进行了成本估算。为了确保经济可行性,选择高品位海域进行采泥和扬泥,并以提高品位为目标进行了相应的技术研发,得出的结论是:如果稀土价格能以过去的最高价保持20年的话,开采具有经济效益(图2)。

       

    图2 稀土沉积物开采系统流程

    五、JOGMEC对下一步工作的建议 

    1.为了搞清楚未来开发可行性,在资源量评价方面,有必要在高品位地区进一步缩小取样间距,以便更加准确地把握稀土资源量。并且,为了查明稀土沉积物富集层和发现新的富集区,JOGMEC期待通过SIP(战略创新创造计划)和民间的共同努力,在成因分析等科学技术领域取得新的成果。

    2.通过3年技术方面的调查与研究,特别是通过扬泥试验,尽管取得了技术上的前景,但是,为了在水深超过5000m以上的实际海域中应用,还应该研究大规模扬泥试验和最佳模拟方法的构建问题,进一步厘清其技术前景。

    3.JOGMEC认为,切合实际的做法是:当这些研究成果和国内外技术开发的动向已被掌控、且富集区的确定、稀土价格的上涨以及开采成本的降低等前景明了的时候,再开展资源量和经济效益评价,并着手进一步研究商业性开采系统和法律制度及环境影响评价。

    六、结论与认识

    稀土消费量巨大的日本,其稀土需求高度依赖于中国的廉价稀土,这是他们最大的忧虑,也是一个经济巨人和资源侏儒的悲哀。

    近年来,日本加强了海洋稀土研究,如能在海里解决稀土的资源问题,对日本摆脱对中国的资源依赖无疑是意义深远的。但深海稀土的开采成本很高,技术难度甚大,经济上是否可行,目前还有相当多的难题。根据JOGMEC的此项研究成果,如果利用现行技术开采南鸟礁的稀土矿床,在高品位区、采矿、杨矿、冶炼、价格等诸多假设条件均成立的条件下,商界仍处于利润边界附近,几近无利可图,市场价格稍有波动,开采企业就可能面临灭顶之灾。《报告》虽然进一步肯定了海洋稀土发现的价值,肯定了深海稀土的商业意义,但是字里行间还是透露出来重重的忧虑。因此,日本对发现深海稀土所进行的宣传,实际上带有一定的资源政治的色彩。

    1.从资源评价看,目前的富集带取样间距约为12.5~25km,由于海底表面的起伏性较大,需要进一步确认含矿层横向的连续性和品位分布情况,以便计算出更加准确的资源量。因此其评估的77万吨稀土远景资源量尚有许多疑问;

    2.从采泥和扬泥实验看,进行的是陆上空气升降系统模拟实验,与稀土泥高粘度性、5000~6000m深海底情况尚有巨大的差距,且实验的规模也小,与实际复杂的海底情况差距巨大,尚存在许多不确定性;

    3.陆上冶炼分离系统,只是提出了一个建设性的方案,尚未进行研究及开发;

    4.从经济性评估看,海洋稀土的开发,需要有高品位海域稀土矿区的保障前提条件下,且稀土价格在历史最高2011年水平保持20年才能有经济效益。稀土价格自2011年开始一直呈下跌趋势,未来还面临陆上稀土新资源的发现、替代品等因素影响,要保持20年的2011年稀土最高价的可能性尚是疑问;

    5.从现在的储量调查和技术调查的程度、经济性、采泥、扬泥以及冶炼分离技术等综合考虑,我们认为现阶段把稀土作为资源,对其综合潜力的评价下结论是不合适的。日本深海稀土开发,路尚遥远!中国稀土资源仍在世界稀土资源和市场上占绝对主导地位。

    详细内容,见中国地质调查局地学文献中心内部刊物《海洋地质信息》“周边国家海洋地质调查及资源开发专刊”中关于“日本对南鸟礁周边海域稀土沉积物的资源潜力评价”。

     

    《日本稀土沉积物的资源潜力评价报告》简介

    为进一步推动“两重工作”进展,推进矿产资源节约与综合利用调查工程实施,做好二级项目“青海祁漫塔格金属矿集区综合地质调查”各项年度工作总结,11月11日-13日,青海祁漫塔格金属矿集区综合地质调查项目在郑州召开二级项目年度会议,对二级项目下设的三级项目及委托业务进行了年度验收。

    祁漫塔格金属矿集区综合地质调查的各三级项目负责人和委托项目负责人分别对各自项目的年度中期进展情况、地调局大型资源基地综合地质调查工作指南的落实情况及下一步工作部署进行了汇报。通过一年的工作,项目组取得了较大的工作进展和成果:查清了工作区的资源现状和成矿地质条件,预测了资源潜力,丰富完善了可利用等级评价体系,形成了工作区矿产资源开发地质环境影响变化机制及防控技术,提供了该区资源开发地质环境防治对策建议,建立了适于矿集区资源开发的经济社会效益评价模型和指标体系,从宏观上科学评价了资源开发经济社会效益;构建了矿集区资源勘查开发布局评价体系,初步形成了该区资源的勘查开发布局对策。与会专家认真审阅原始资料及成果报告,并听取各项目汇报及答疑,认为各三级项目和委托业务均按照任务书或合同要求,完成了各项工作,实现了预期目标,经费使用基本合理,同意通过验收。同时,专家还提出了建设性意见,为项目的下一步顺利实施打下了良好的基础。

    目前,中国地质调查局积极转变传统的资源调查方式,助推单一资源调查向地质资源潜力-技术经济条件-环境影响评价“三位一体”的综合地质调查转变,为找矿突破和绿色矿业发展提供支持,“青海祁漫塔格金属矿集区综合地质调查”项目作为大型资源基地综合地质调查试点工作,项目的实施,具有较好的示范引领作用。

    中国地质调查局、中国地质调查局国土资源实物地质资料中心、中国国土资源经济研究院、中国地质调查局西安地质调查中心、中国地质调查局环境监测院、河南省地质调查院等单位领导、专家参加会议。

    青海祁漫塔格金属矿集区综合地质调查项目召开2017年...

    为确保国家重点研发计划项目“喀斯特断陷盆地石漠化演变机理及综合治理技术与示范”圆满完成任务,满足各项考核指标要求,尤其是野外示范基地建设情况。2020年8月23-30日,项目牵头单位自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所组织各课题、专题负责人及骨干赴云南省泸西县、建水县及蒙自市对项目野外示范基地工作进行质量跟踪检查。

    项目负责人对各课题前期的工作给予了充分肯定,同时提出了下一步工作指导意见:一是要将野外示范区的工作内容与课题的重大科学问题和关键技术研发紧密相结合;二是野外验收手册是比科技报告更重要的成果梳理,示范区野外验收手册编写的内容必须体现“十三五”生态专项设计的理念“基础研究-技术研发-试验示范-效益评价”;三是强调野外工作和示范区工作的重要性,要以流域为尺度、系统性体现“把地质-生态的文章写大地上”;四是明确验收检查的基本要求和与地方政府友好对接的必要性。

    本次野外质量跟踪检查,不仅是对各课题、专题工作进展情况的了解,更是对各课题、专题接受验收组织能力的检查,也为全面、高效完成任务书规定的各项野外示范任务等提供了保障。

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    国家重点研发计划项目“喀斯特断陷盆地石漠化演变及...

      

    石漠化地区

      

    石漠化地区三七种植基地

     

    近日,由中国地质调查局岩溶地质研究所牵头的国家重点研发计划项目《喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范》正式启动。本项目将以国家石漠化治理工程区的蒙自、建水、泸西三个盆地为研究区,通过研发和集成喀斯特断陷盆地石漠化演变机理、水土漏失阻控、植被恢复、特色资源开发及生态衍生产业构建,建立喀斯特断陷盆地生态环境基础数据库、技术模式与方法库及信息共享平台等,形成断陷盆地生态安全评估技术体系,建立喀斯特断陷盆地综合治理理论与技术体系。

     

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    中国在喀斯特生态及石漠化治理研究中居领先地位,石漠化治理仍需加强

     

    项目首席科学家、岩溶所曹建华研究员介绍,喀斯特生态环境的脆弱性导致石漠化问题在世界不同喀斯特地区普遍存在。石漠化在中国西南、中南半岛、中东地区、地中海沿岸均有分布。除中国西南、中南半岛外,其他国家更多关注的是石漠化区的资源禀赋及其导致的干旱缺水问题,而对生态退化及修复关注较少。

    中国在喀斯特生态及石漠化治理研究中居领先地位。我国从“十五”时期就开始了石漠化的治理工作,中国科学家连续组织实施5个IGCP项目,针对石漠化治理进行研究。在国家石漠化综合治理工程的努力下,我国石漠化面积由逐年增加变为逐年下降,总体趋势好转,西南地区石漠化土地总面积减少7.4%,植被盖度增加4.4%;生态产业得到大力培植与发展,实现200万人脱贫;岩溶地下水开发工程解决了部分人畜饮用水问题。

    2015年4月,中共中央国务院发布《关于加快推进生态文明建设的意见》,明确提出继续推进石漠化综合治理。2016年3月,国务院发布的“十三五”规划纲要明确指出,荒漠化、石漠化、水土流失综合治理是推进国家重点区域生态修复的主要内容,标志石漠化综合治理工作又进入了新的阶段。

    目前,我国石漠化治理在以下几方面仍需加强:石漠化演变机理研究需加强,断陷盆地类型区尤其薄弱;缺水问题没有得到根本解决,水资源利用效率有待提高;水土漏失的阻控技术尚未形成;石漠化区植被退化修复生态学机制有待阐明;特色生态产业物种配置,引进物种适应性及功能缺乏综合效益评价;断陷盆地石漠化治理模式和技术集成欠缺。

     

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    我国断陷盆地石漠化治理起步晚,治理模式和技术相对单一,亟须实现理论突破和技术创新

     

    尽管我国石漠化治理取得一定成效,然而,目前已开展的系列国家“973”计划、科技支撑计划和重点自然科学基金等国家重大项目主要集中在喀斯特高原和峰丛洼地区,断陷盆地鲜有涉及。

    断陷盆地区是我国石漠化最为典型、程度最严重的地区之一,研究显示,我国断陷盆地石漠化面积比例达1.51万平方千米,占喀斯特面积高达32%,集中分布在我国的滇东和攀西一带。由于断陷盆地盆—山地形变化剧烈,气候反差大,降水偏少,蒸发量大,地下水埋藏深、水土资源分离、植被立地条件差等一系列特点,造成断陷盆地石漠化治理起步晚、投入少,导致一系列资源环境问题。

    一是水土漏失加剧。调查结果显示,喀斯特地区土壤侵蚀以地下漏失为主,地下漏失模数占年均总土壤侵蚀的70%~80%。蒙自南洞地下河是水土漏失过程的典型代表,该地下河出口泥沙含量达0.77kg/m3,是南盘江的2.33倍。整个南洞流域水土流失总量为43.6万t/a,高原面土壤垂向漏失是造成地下河泥沙含量提高的主要原因。断陷盆地水土漏失严重威胁长江、珠江中下游经济区的生态安全。

    二是水资源开发与利用不匹配,缺水困难没有根本解决。据调查,西南喀斯特区仍有6637万人存在饮水不安全问题,缺水人口达1947万人。目前完成的西南喀斯特区1:5万水文地质调查面积23万平方千米,可开发利用水资源量615亿立方米/年,但开采程度仅16%。断陷盆地地下水深埋,受制于技术手段落后,地下水勘探、开采、利用难度大,缺水问题仍十分严重。

    断陷盆地地区隶属国家级连片特困地区——乌蒙山区和滇黔桂石漠化区,其中分布在滇东的国家级贫困县有24个,22个是喀斯特县。生态环境恶劣的石漠化区人口密度高,贫困人口近百万,贫困面大且程度深,是西南乃至全国扶贫攻坚的重点地区。

    最新遥感数据显示,滇东—攀西断陷盆地重度石漠化面积呈增加的趋势。滇东—攀西地区隶属国家“两屏三带”生态安全屏障的黄土高原—川滇生态屏障,国家14个连片特困地区的乌蒙山区、滇黔桂石漠化区,影响着长江、珠江、澜沧江等国内、国际重要河流的生态安全,是我国重要的生态保护功能区。

    相比其他喀斯特地貌类型区,我国断陷盆地石漠化治理在基础理论研究和治理关键技术研发方面相对薄弱,治理模式和技术单一,效果较差,存在着“地头水柜水不见,山高水深饮水难,水土流漏无措施,地下“红”河愁不清,山路崎岖生活艰,居民贫根难拔除”的现象,亟须实现理论突破和技术创新,形成科技支撑服务的、产学研用为一体的生态治理—生态产业协同发展的断陷盆地石漠化综合治理模式。

     

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    选择蒙自、建水和泸西3个典型研究区,拟解决3个重大科学问题

     

    据曹建华介绍,《喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范》重点研发计划项目将由岩溶所牵头、联合中科院亚热带农业生态研究所、中国水利水电科学研究院、北京林业大学、云南省地质调查局等单位产学研用攻关,针对断陷盆地盆—山共存的环境地质结构、水土资源不匹配和石漠化严重等问题,选择断陷盆地典型、石漠化程度严重的蒙自、建水和泸西3个研究区开展研究工作。

    三个研究区各有特点。其中,蒙自研究区为断陷盆地喀斯特发育强烈、水土流/漏失严重的典型代表,拟在该地区进行石漠化演变机理研究、水土流/漏失阻控技术和生态产业研发和示范。建水研究区气候干热,缺水严重,具有多级盆地结构特点,拟在该区进行地表—地下水联合调控、植被恢复及功能提升研究。泸西示范区,以小江流域断陷盆地为核心区,流域上游区为喀斯特槽谷与喀斯特峰丛分布区,中游为断陷盆地,下游为峡谷区,将重点研究示范区断陷盆地生态环境地质分异特征及其石漠化演变机理,对断陷盆地“五水”循环过程及水资源均衡进行分析,研发地表—地下水联合调控及水资源高效利用及优化配置技术,构建立体生态产业模式,集成泸西断陷盆地水土资源高效利用、石漠化生态治理—生态富民耦合调控技术,进行综合效益、适用性评价,在县域(流域)范围进行应用示范。

    项目将重点解决3个重大科学问题:

    一是地质—气候制约的断陷盆地生态系统运行规律及石漠化驱动机制。

    针对断陷盆地急剧变化的地形、气候特点以及“盆—山”共存的环境地质结构,加之断陷盆地生态环境地质具有高度异质性,形成特殊的生态水文及其耦联的碳、氮、钙物质循环过程,影响和控制了区域喀斯特生态系统运行和石漠化的发生、演变过程,重点揭示地质—气候制约的断陷盆地生态系统运行规律及石漠化驱动机制,有效服务于断陷盆地水土资源高效利用,进行土壤侵蚀阻控,退化生态修复,生态产业模式构建。

    二是断陷盆地地表—地下水、土过程与资源高效利用调控机理。

    断陷盆地特殊的地质结构和水文地质条件,导致地下水埋深大,“土在楼上,水在楼下”,空间分布极不均匀又不配套,水资源以地下水为主,土壤资源集中分布在盆地平坝区。将对断陷盆地不同喀斯特形态影响水土过程、制约了水资源和土壤资源的开发利用机理等进行研究。

    三是生态服务功能提升与生态产业培育协同机制。

    基于喀斯特断陷盆地富钙偏碱的地球化学背景,导致喀斯特区植被具有喜钙性、旱生性、石生性。缺水少土导致立地条件差,生态恢复的难度大。生态服务功能的提升需要系统阐明植被退化与恢复生态学机制;生态产业涉及的物种与断陷盆地区域地质生态环境协同的生态学原理需进一步揭示;拟建立断陷盆地石漠化治理评价指标体系与评价方法。

     

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    设置6个课题,系统研究石漠化演变机理及综合治理技术与示范

     

    根据项目的重大科学问题、构建技术、生态产业模式等目标,本重点研发项目设置6个课题,拟系统研究石漠化演变机理及综合治理技术与示范。

    《断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理》课题,将选择代表性的喀斯特断陷盆地石漠化区,定量刻画典型流域植被与水文过程交互作用,确立流域生态需水关键期及需水量,明确植被生态水文耦合过程对碳、氮、钙、水等物质传输的影响。在此基础上,解译喀斯特断陷盆地生态环境地质分异规律及其内在联系,揭示喀斯特断陷盆地生态环境地质分异与石漠化协同演变机制、生态系统演替趋势,为喀斯特断陷盆地石漠化区面向生态的水资源合理配置和生态功能恢复提供理论依据。

    《断陷盆地地表、地下水资源高效利用与优化调控》课题,针对断陷盆地水资源以地下水为主、且埋深大、雨水集中、水资源时空分异大、水资源与土壤资源空间上分隔、时间上存在错位等突出问题,以泸西、建水、蒙自三个盆地为解剖对象,开展断陷盆地地表—地下水过程研究、资源高效利用调控技术研发,阐明断陷盆地流域尺度水文地质结构与水文过程,分析“五水(雨水、地表水、喀斯特表层带水、地下水、土壤水)”转换过程,研究喀斯特系统水均衡问题,研发地下水开发、地表水调蓄、雨水收储、水污染风险评估及水质修复、节水灌溉、土壤保墒等综合高效利用技术,探索断陷盆地水资源可持续利用管理技术途径提供科技支撑。

    《断陷盆地土壤流/漏失阻控与质量提升》课题,选择蒙自、建水断陷盆地,针对喀斯特断陷盆地周边山地(陡坡带、高原面)土层浅薄不连续、土壤流/漏失严重、土地持续利用难等问题,查明陡坡带、高原面岩土组构与土壤生态特点,揭示土壤流/漏失驱动因素、土壤退化对石漠化演变的响应关系,及特色作物连作障碍机理,研发深根系乔—灌—草生物篱等阻控技术,消减土壤连作等障碍因子,提高土壤质量,为该区土壤资源抢救、保护与高效利用的有机结合提供理论和技术支撑,促进区域生态改善与生态富民。

    《断陷盆地石漠化区植被恢复与功能提升》课题,针对断陷盆地生态环境地质分异、植被退化和石漠化程度严重等问题,以建水断陷盆地为主要对象,开展植被退化与恢复生态学机制研究,阐明断陷盆地高原面、坡面和盆地植被退化与恢复生态学机制,以生态系统服务功能提升为核心,研发喜钙、耐旱植物材料筛选与快繁技术、稳定群落构建与可持续性经营管理技术,构建仿自然植物群落与林—灌—草优化配置模式并示范,为喀斯特断陷盆地林草植被生态恢复提供理论和技术支撑。

    《断陷盆地特色生态产业的培育、技术开发与示范》课题,针对断陷盆地光热资源丰富,但石漠化严重、水资源短缺、植被退化严重、产业单一、经济效益低下、生态产业欠发达、农民贫困等问题,以提升生态衍生产业发展为主要目标,选取蒙自市和泸西县作为课题研究区域,研发断陷盆地特色经济价值的林、灌、草植物品种种植技术,构建具生态经济效益的复合经济林—草(药)—畜(禽)等系统和复合水/干果技术模式,形成生态衍生产业模式并示范;研究市场潜力大的生物资源(塔拉等)与断陷盆地地质生态环境的适应机制,研发绿色产业提质增效加工利用技术,培育特色生物资源加工企业,为喀斯特断陷盆地的石漠化综合治理和农民脱贫致富提供科技支撑。

    《断陷盆地石漠化综合治理模式与技术集成》课题,针对断陷盆地石漠化区生态治理—生态产业协同石漠化综合治理模式欠缺、石漠化综合治理效益评估缺乏等关键科学问题,开展断陷盆地石漠化治理技术集成与规范,断陷盆地石漠化治理模式集成与范式,断陷盆地石漠化治理县域示范与效益评价,断陷盆地石漠化区生态环境保护、资源综合开发利用建议与对策研究。集成水土资源高效利用、石漠化生态治理—生态富民耦合调控技术,形成基于生态服务功能提升的石漠化生态富民综合治理模式;对石漠化治理工程进行综合效益、适用性评价,并在县域(流域)范围进行应用示范,为断陷盆地退化生态修复和精准扶贫发挥技术支撑与示范引领作用,同时利用联合国教科文组织国际岩溶研究中心平台作用,积极开展国际科技合作,促进技术共享转化。

     

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    重点研发6项关键技术,致力于改善我国老、少、边、穷地区区域生态环境质量

     

    项目将重点研发6项关键技术:

    一是大功率充电联合跨孔CT 成像准确定位地下河技术。

    在断陷盆地区,地下水空间分布及运移规律复杂,难以定位,开采难度大。采用大功率充电联合跨孔彩色CT成像技术,可以降低噪音,提高识别分辨率,对地下水的空间分布进行准确定位。

    二是流域尺度水土资源高效利用与优化调控技术。

    从水资源承载力出发,集成地下水开发、地表水调蓄、雨水收储、水污染风险评估及水质修复、节水灌溉、土壤保墒等技术,达到地表地下水联合调配高效利用。从断陷盆地土壤属性出发,集成有机培肥、保护性耕作、特色作物连作障碍消减等土壤质量提升技术,达到土壤资源高效利用。

    三是深根系乔—灌—草生物篱土壤流/漏失阻控及水土保持生态工程技术。

    以具有丰富溶蚀裂隙喀斯特表层带和落水洞为单元,开展深根系乔—灌—草配置阻控土壤漏失试验,研发相关生物篱技术;引进传统土壤流失防治工程和生物措施,集成断陷盆地水土保持生态工程技术。

    四是喜钙耐旱植物材料筛选与快繁及仿自然植物群落优化配置技术。

    筛选喜钙、抗旱、抗风、耐瘠薄、保水保土固氮能力强等适宜优良植物材料,进行栽培试验;通过种、营养体、最适合环境营造等多技术途径,研发不同植物材料的快繁技术体系。

    五是特色经济林—草(药)—畜(禽)复合系统构建技术。

    重点突破断陷盆地石漠化修复的林下种草养牛(羊)与圈养技术、林—果—药复合经营技术、特色林(果、药)的种苗繁育与优质栽培技术。

    六是生物资源利用提升与生态衍生产业培育技术。

    从塔拉引种、栽培、适应性试验,到生物资源获取、生物产品研制,延长生态产业链,进行喀斯特特色资源利用加工企业的培育。

    曹建华表示,项目参与单位囊括国土资源部、国家林业局、教育部、水利部、中国科学院等部门,覆盖了地学、生态学、林学、土壤学和水土保持学等学科,项目各研究团队均具有深厚的学术研究基础和很强的技术优势,为本项目的顺利执行奠定了坚实基础。

    项目的实施地点与示范区位于我国老、少、边、穷地区,生态环境恶劣,项目将技术研发、试验示范与推广相结合、新技术与已有技术集成和组装相结合、生态效益与社会经济效益相结合,研发技术的应用推广将极大改善区域生态环境质量,使示范区土壤侵蚀模数降低20%~30%,示范区生态服务功能提高30%以上,推动相关生态衍生产业的发展,为生活在生态环境脆弱的断陷盆地区贫困农民提供新的发展机会,对促进少数民族地区的社会稳定具有巨大的社会效益。

    地质扶贫,瞄准断陷盆地精准发力

    摘要:矿产资源开发在保障国民经济发展需要和创造巨大经济效益的同时,引发的矿山环境地质问题也十分突出。深入开展大型矿产资源基地地质环境调查工作,分析评价采矿活动对区域地质环境的影响,提出矿山地质环境保护与治理对策建议,为促进矿区生态文明建设、有效实施矿山地质环境监督管理提供依据。

    1.项目概况

    我国矿产资源开发遗留了大量的矿山地质环境问题,许多矿区地质环境破坏已超过区域环境的承载力和自然恢 复能力,成为制约区域经济可持续发展的重要因素。为了有力支撑国土资源部加强矿山环境管理,推进全国矿山地质 环境保护与恢复治理工作,中国地质调查局启动了两轮全国性的矿山地质环境摸底调查,全面系统地摸清了全国矿山 地质环境问题类型、分布及其危害。自 2014年起,全国矿山地质环境调查工作进人新阶段,由过去全国性的摸底调查转向面向我国矿山地质环境保护与恢复治理工作需要的重点区域详细调查。主要部署开展了17个大型矿产资源基地的地质环境调查工作。

    2.成果简介

    (1)全面完成淮南、湘南等17个矿业基地2014年的野外调查工作。完成区域地质环境背景调查7260km2、矿山地质 环境问题野外调查1480km2、1:5万区域水文地质调查920km2、1:1万专项地质灾害(地面塌陷)测量200km2、采集水土样品5517件,完成物探测点3250个、钻探 3200m、浅井200m、槽探550m3(图版I)。

    (2)完成淮南、湘南等17个矿业基地2014年的遥感解译工作。完成1:5万遥感解译29250km、1:1万矿山地质环境 遥感解译300km2,完成野外实地调查验证工作。通过分析影像中各特征图斑的疑似点,与实景作对比分析,编制遥感 解译工作报告,掌握了区域土地占用破坏、地形地貌景观破坏等面状矿山地质环境问题状况。

    (3 )完成淮南、陇南、潮白河、梅山等17个矿区地质环境分析研究,摸清矿业基地矿产资源开发利用强度,查明 区域矿山地质环境问题的类型及特征,分析评价了以水土污染为主的矿山地质环境问题及矿业活动对区域环境的影响破坏状况,并对各矿区典型矿山地质环境问题的成因及分布规律进行重点解剖。

    (4)完成黄石市(图1)、潜江市典型资源枯竭城市的矿山地质环境调查,进行矿山地质环境治理工程社会影响评 价、矿山环境破坏损失评价,以及矿山地质环境适宜性评价研究,为资源枯竭城市转型和可持续发展提供依据。

    (5)开展典型矿山地质环境问题专题研究,完成华北典型废弃煤矿充水特征及其区域地下水的影响及典型矿山地 质环境时空变化特征研究。选择陕北能源基地大贝卯、韩家湾和瑞祥3个典型矿山,用仿真模拟演算的方法,运用Flac3D软件设计开采沉陷模型,选用符合岩土体扰动变形特征的本构模型,对黄土区采空地表塌陷破坏机理进行数模拟研究。

    (6)开展矿山地质灾害治理效果评价与管理支撑能力建设。选择浙江遂昌金矿等8处矿山地质灾害防治及地质环境 治理恢复工程为研究对象,开展治理恢复的经济和社会效果评价,建立矿山环境治理恢复经济社会效益评价指标体系 和评价模型。

    3.成果意义

    该项目面向我国矿山地质环境保护与恢复治理工作需要,选择重要的大型矿产资源基地,开展前瞻性、基础性的 地质环境调查工作。通过调查,深入分析矿业开发对区域地质环境的影响,提出防治对策,为矿业基地的经济转型、 地质灾害治理、土地复垦、生态修复,以及矿业基地的绿色生产和可持续发展提供支撑和服务,对提升我国地质环境
    调查工作的服务水平,促进新常态下矿业基地的可持续发展和生态文明建设具有重要意义。(中国地质环境监测院 张进德 张德强供稿)


    矿山地质环境调查服务矿区生态文明建设