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    为庆祝中国共产党成立98周年,积极践行“责任、创新、合作、奉献、清廉” 的新时代地质文化,“不忘初心、牢记使命”,激励各党支部和广大党员更好地发挥战斗堡垒作用和先锋模范作用,促进中心事业发展和业务转型。自然资源部中国地质调查局地学文献中心于近日召开庆祝建党98周年党员大会,表彰先进,组织党员重温入党誓词,并开展党课教育。地学文献中心主要负责人主持会议并发表讲话,纪委书记宣读党委表彰决定并为党员重温入党誓词领誓,党委成员、全体党员和积极分子参加了会议。

    会议指出,纪念和庆祝党的生日,目的就是动员和鼓舞广大党员,进一步继承和发扬党的优良传统,自觉担负起时代赋予的新的光荣使命,深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想,贯彻党的十九大精神,为实现全面建成小康社会、实现“两个一百年”奋斗目标而努力。就是要全面贯彻落实局党组的工作部署和要求,围绕全国地质调查工作会议上提出的“全力支撑能源、矿产、水和其他战略资源安全保障,精心服务生态文明建设和自然资源管理中心工作”的职责定位,实现服务方向、指导理论、发展动力三个根本性转变。以国家需求、人民的需求为最大需求,聚焦重点项目,进一步发挥科技创新的引领作用,加大人才特别是高素质、高层次人才的培养,弘扬地质文化,增强党组织凝聚力、战斗力、创造力,将地学文献中心建设成为全国自然资源领域引领行业发展的文献信息服务中心,使地学文献中心以矫健的步伐在第二个百年新征程中行稳致远。

    会议针对地学文献中心下一步工作提出要求:一是要扎实开展主题教育活动,按照印发的实施方案,抓好学习教育,搞好调查研究,认真查找问题,切实检视问题,抓好问题整改落实。二是要做好巡视检查的各项准备工作,梳理往年巡视检查发现问题的整改情况,整改到位的要建立长效机制,对个别没整改到位的要抓紧做好整改。三是党员领导干部特别是各支部书记、处室负责人要履行好“一岗双责”,以党的政治建设为统领,加强党建工作与业务工作的深度融合,有效推进各项重点工作落实。

    会议期间,组织党员观看了《铁血忠魂》、《榜样》教育片,开展了一堂生动的主题教育党课。广大党员干部一致表示,要不忘初心,牢记使命,以优异成绩迎接新中国成立70周年,以饱满的热情、昂扬的斗志、良好的精神状态迈向文献中心第二个百年新征程。

    会议还为受表彰的2个先进党支部、8名优秀共产党员颁发了荣誉证书。  

    地学文献中心召开庆祝建党98周年党员大会并开展主题...

    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

    为深入开展“两学一做”,加强党性修养,做合格党员,近日,地调局水环中心沂蒙山革命老区1:5万水文地质调查临时党支部组织项目组成员到618战备电台进行参观学习实践教育活动。

    618战备电台是二十世纪六十年代为适应国防需要,由时任济南军区司令员的杨得志将军亲自选址兴建的,它是华东地区规模最大,保存最完整的战备电台,两条坑道总长470米,分别向东西、南北方向延伸。20064月,618战备电台旧址被批准为淄博市爱国主义教育基地和国防教育基地,里面幽深的山中坑道,老式的广播设备,浓郁的军事色彩,神秘的洞中生活,深深地烙上了时代的印记,记录着老一代广电人不畏艰险不怕伤病,发挥聪明才智,挥洒汗水和热血的英雄事迹。

    在临时党支部书记李伟同志的带领下,大家怀着崇敬的心情走进了618战备电台,大家边走边参观,认真听取讲解,并深深地被老一辈广电人的聪明才智和革命英雄主义和乐观主义精神所震撼。走在洞中,仿佛感受到了当时的广电人为了保证党和政府的声音及时迅速传达到人民中间,不畏极端艰苦的物质条件和单调寂寞的精神生活,常年奋斗在近于与世隔绝的山洞中,为党和人民奉献自己的青春年华的情景。正是由于千千万万这些舍小我顾大局的共产党员的无私奉献,才换来了我们今天安定和平的生活。与老一辈革命工作者相比,我们现在进行的野外调查工作面临的困难与经历的辛苦显然微不足道,我们应时刻以老一辈革命工作者艰苦奋斗的精神激励自己,披荆斩棘,继续前进。

    通过此次参观活动,全体成员重温了党的峥嵘历史,加强了党性教育。在回来的路上大家纷纷表示,在实际工作中要认真学习老一辈共产党员无私奉献,艰苦奋斗的精神,时刻保持一颗水文地质工作人员的初心和艰苦奋斗的决心,为地质行业奉献自己的一份力量。

     
    艰苦奋斗 做平凡进取地质人

    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...

    八月下旬的内蒙古勒马戈山矿区,一场聚焦“生态保护与资源勘查协同发展”的草原湿地绿色找矿装备示范调研活动拉开帷幕。30余台/套适用于草原覆盖区典型场景的绿色找矿技术装备整齐排列,与周围广袤的草原相得益彰,吸引了来自全国各地的百余名代表驻足观摩、深入交流。

    生态优先,绿色勘查迈出新步伐

    草原、湿地具有涵养水源、调节气候、维护生物多样性等不可替代的生态功能,是我国重要的自然生态系统。数据显示,我国草地绿地面积达28600多万公顷,约占陆域国土面积30%;湿地面积也稳定在5635万公顷以上。我国许多成矿带位于草原湿地范围内——草原湿地生态系统需要保护,矿产资源也需要勘查开发,如何平衡两者之间的关系考验着地质工作者的智慧。

    “传统矿产勘查往往伴随着修路、开挖探槽等破坏性作业,对草原湿地生态造成长期影响。现在,绿色找矿技术装备的推广应用正在改变这一状况。”在活动现场,行业地勘单位、装备技术企业的代表望着参展装备发出了由衷的感慨。

    近年来,地质工作者坚持“生态优先、保护优先”的原则,将“绿水青山就是金山银山”的理念贯穿地质勘查全过程,以绿色勘查积极推动行业转型升级。“绿色勘查要求运用科学、高效环保的方法、技术、工艺和设备等,最大限度地减少或避免对生态环境造成的不利影响,并对受扰动的环境进行修复。”中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心讲解员介绍道,“这次,我们带来了无人智能化空天地一体综合地质勘查平台、多旋翼无人机航磁勘查系统、航空物探遥感地面保障车等一系列生态效益显著的装备。”

    此次活动中,中国地质调查局相关局属单位、紫金矿业集团、中国地质装备集团有限公司、山东中勘机械有限公司、深层探索(北京)科技有限公司等单位共展示各类技术装备30余台/套。这些装备安装拆卸快捷、移动搬运方便、作业绿色环保,是草原湿地绿色勘查技术装备创新成果的代表。

    据自然资源部新一轮找矿突破战略行动办公室装备组介绍,2024年,自然资源部党组和中国地质调查局党组围绕新一轮找矿突破战略行动作出一系列重大部署,对加快科技攻关、推进绿色勘查和技术装备建设等提出明确要求。此次选定勒马戈山工作区开展草原湿地绿色找矿技术装备示范,正是为了打造草原湿地找矿技术装备样板。“实施绿色勘查是践行习近平生态文明思想的具体行动保障,也是保障国家能源资源安全的重要举措。我们希望通过此次活动推动构建统筹生态环境保护与找矿突破的现代化装备体系,为新一轮找矿突破战略行动提供坚实装备支撑。”

    图为全液压便携式模块化钻机 本报记者 潘冰 摄

    技术创新,找矿装备实现绿色升级

    此次活动展示的技术装备分为AI智能找矿、航空物探遥感、地面物化探、地质钻探、分析测试等五大板块,覆盖了草原湿地绿色找矿的全流程。

    在AI智能找矿板块,具有自主导航、障碍识别、人员跟随等功能的全陆域多足智能重载机器人备受瞩目,独特的“下肢”机构和不破坏工作区生态的作业方式令参观代表印象深刻。作为国内唯一一套用于地质勘查的空天地一体化测试平台,无人智能化空天地一体综合地质勘查平台可通过机臂的变结构设计实现飞行和地面驾驶模式的灵活切换,被形象地称为“无人飞车”。卫星靶向超弱核磁共振AI数字技术将AI技术应用于自然资源探测领域,属国内首创。

    航空物探遥感板块展示了一系列空中“黑科技”:集成光泵磁力仪、姿态仪、高精度定位系统、高度计、无线数据传输等多个模块的多旋翼无人机航磁勘查系统,探测范围广、受限因素少,穿梭在中高山、深切割等高危探测区域的无人直升机重磁勘查系统,突破整机重量“卡脖子”技术难题、精度指标达国际先进的小型轻量化航空重力测量系统,深部矿产勘查利器、工程地质调查的“好帮手”——直升机时间域航空电磁测量系统,不受接地条件限制、高精度同步、探测深度更深的半航空瞬变电磁探测系统……

    地面物化探装备呈现接收精度高、勘探深度大、异常源定位准等特点。首先映入眼帘的是来自紫金地球物理科技(北京)有限公司的震旦三维激电系统,其探测深度是常规激电探测深度的2~3倍,可达1500米,达到国际先进水平。由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所自主研发的分布式多参数电磁探测系统,关键技术指标达到国际先进水平,实现了我国电磁探测由二维向三维的跨越式发展,可完全满足国外同类产品的国产化替代需求。此外,还有高温超导瞬变电磁探测系统、地电化学测量仪、地气测量仪等。

    在绿色钻探板块,中国地质调查局北京探矿工程研究所带来了总重仅20公斤、背包即走的新能源电动钻机,采用全液压驱动、模块化结构设计的反循环多工艺钻机。中国地质装备集团有限公司、山东中勘机械有限公司在野外搭建了多功能全液压车载钻机、全液压便携式模块化钻机、全液压履带钻机,并现场演示了污染少、扰动小、效率高的“微创”式钻探工艺。

    高效实用是分析测试板块的主题。据国家地质实验测试中心、中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所、中国地质调查局呼和浩特自然资源综合调查中心、斯派克公司等单位介绍,随着绿色勘查的兴起,野外现场分析测试技术装备正朝着更高效、更易编录、响应更快的方向发展。此次展出的多种设备,如固体矿产车载野外现场分析平台、集装箱营地、台式X荧光光谱仪、弯晶X荧光光谱仪,在实际工作中都能显著提高地质、化探与钻探样品施工效率,助力项目组及时调整工作部署。

    活动当天虽然下着雨,却丝毫没有冲淡现场的热烈氛围。大家笑着说:“草原的天气就是这样变幻莫测,这场雨来得正好,让我们有机会更全面地了解装备性能。”

    协同发力,守护草原湿地绿色未来

    今年正值“绿水青山就是金山银山”理念提出20周年。从江南到塞北,从城市到乡村,“两山”理念对全社会各项事业发展都具有重要指导意义,地质行业也不例外。

    此次活动的举办场地——勒马戈山矿区,正是地质人践行“两山”理念的一次典范。项目运用微粒子测量技术快速圈定成矿远景区,通过地面物化探精细测量缩小靶区,再以车载或模块化钻机进行高效验证,同时借助大功率激电测深与AI技术评价深部找矿潜力,不仅取得了显著的找矿成果,还建立了基于小流域本底调查的环境评价技术,实现了资源勘查与生态保护的统一。

    在座谈交流环节,来自全国草原湿地覆盖面积较大省份的自然资源主管部门、林草主管部门、行业地勘单位,中国地质调查局相关局属单位,以及地勘技术装备企业的代表围绕草原湿地绿色装备支撑服务新一轮找矿突破战略行动展开深入研讨交流。

    尽管地质条件和资源禀赋不同,但各地推进绿色勘查、守护绿水青山的愿望是一致的。近年来,内蒙古、四川、西藏、甘肃、青海、新疆等地不断加强绿色勘查工作监督指导,严格执行生态修复要求;同时,各地积极推广“空-天-地”一体化技术,支持绿色钻探工艺研发及应用,开展绿色勘查示范项目,全力探索绿色可持续发展之路。

    与会代表一致认为,此次展示的AI智能找矿装备、绿色先进钻探技术装备等,是我国自主创新研发的重要技术成果,标志着我国地质勘查技术迈上了新台阶。它们在草原湿地环境中的推广应用,将带动地质勘查行业整体向绿色化、智能化、现代化转型,显著提升行业核心竞争力,实现地质勘查行业高质量发展。

    “通过这次活动,我们了解了很多新理念、新技术、新装备,重塑了对绿色勘查的认识,也更加坚信以最小的生态环境损害实现绿色勘查是完全有可能的。”甘肃省地质矿产勘查开发局参会人员表示。

    活动结束后,这些新型绿色找矿技术装备将踏上新的征程,奔赴不同的工作区——无需搭桥修路,不再留下车辙和伤痕,在美丽的草原湿地之上,书写人与自然和谐共生的新篇章。

    守护好草原湿地金山银山

    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

    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

    “地质工作非常重要,用长远眼光搞清楚地质成矿背景才能为未来找矿提供重要价值。”

    ——中国工程院院士、著名矿床地质学家

    裴荣富

    24岁开启地质人生

    在四处找矿中

    提出

    “大冶式铁矿

    为广义矽卡岩型矿床”的概念

    总结了

    锰磷矿层变质变形规律

    中国工程院院士、著名矿床地质学家 裴荣富

     

    20世纪60-70年代

    他多次率队援外

    在巴基斯坦找到赤铁矿

    为苏丹探明铬铁矿近百万吨

    ……

    1981年任苏丹国地矿局顾问,赴红海山区考察铁矿(中)

     

    20世纪80年代

    他开启了自己创新的巅峰期

    提出了

    矿产勘查的“双控论”

    “合理域”模型

    风险投资决策支持系统

    被国内外广泛引用

    在工作室对岩矿标本观察研究

     

    20世纪90年代

    他组织编辑出版了

    《中国矿床模式》

    带领团队完成了

    《中国特大型矿床成矿偏在性

    与异常成矿构造聚敛场》

    ……

    一系列成果

    让他获得诸多荣誉

    在获第四届李四光科学奖会上(右)

     

    但是

    他没有停下前进的脚步

    而是把目光转向国际

    参与编制了

    《1∶1000万亚洲成矿图》等图件

    总结提出了

    “四元”模型

    裴荣富院士在工作

     

    如今

    他用毕生积蓄设立基金

    希望能有更多青年人才

    投身地质事业

    他说:

    “地质工作不是一代人的事,

    希望我们的年轻人不忘初心,

    做不怕苦累的地质‘尖兵’,

    为国家找到更丰富的矿藏。”

     

    他是中国工程院院士

    著名矿床地质学家

    裴荣富

     

    为国家勾勒找矿蓝图

    ——记中国工程院院士、著名矿床地质学家裴荣富

    8月24日,裴荣富刚刚度过96岁生日。作为一名矿床地质学家和矿产勘查学家,裴荣富踏入地质行业已70余载,踏遍青山,为国家探明铁、磷、锰等丰富矿藏,开创“双控论”“合理域”等固体矿产勘查模型,提出特大型矿床“成矿偏在性”“异常成矿”等新概念,建立研究矿业可持续勘查开发的“四元”模型,为地质勘查、合理探矿提供了理论基础与指导。

    如今,这位九旬的老院士担任我国“1∶100万海陆成矿系列编图”项目名誉顾问,通过总结海陆成矿演化的规律,勾勒着新一代找矿蓝图。

    “没有野外就没有地质”

    “没有野外就没有地质。”这是裴荣富一生从事科学研究的心得。

    1948年,清华大学毕业后,24岁的裴荣富成为中央地质调查所北平分所的一名实习技术员。他的地质人生就此启幕。

    毕业后,裴荣富先后赴山西大同、辽宁青城子、山西五台山和丹东接梨树,开展煤炭、铅锌矿、铁矿和铜矿普查工作,在实战中积累了对各类矿床的丰富经验。此后,他又参加了湖北大冶铁矿的普查勘探和江苏海州磷矿的资源评价,在实践中提出“大冶式铁矿为广义矽卡岩型矿床”的概念,总结了锰磷矿层变质变形规律,为两地找矿提供了重要依据。

    “对我来说,野外考察是从学院走向地矿界从事矿业开发最为重要的阶段,也是我后来在地学界成长的基础。”裴荣富说。

    20世纪60~70年代,裴荣富受命领衔国家地质援外项目,先后率队赴巴基斯坦和苏丹,在巴基斯坦卡拉巴赫找到了赤铁矿,为苏丹探明铬铁矿近百万吨,并在苏丹红海山区探明1530余万吨富铁矿。他和援外团队的工作受到巴苏两国地质部门的高度评价。

    1979年回国后,裴荣富先到原地质部地矿司黑色金属处任工程师,继而调至原中国地质科学院矿床地质研究所工作。在持续深入进行野外实践工作的基础上,这一时期成为他创新的巅峰期。

    20世纪80年代初,裴荣富率领原地质部综合地质大队等单位的研究队伍,首次在全国完成10个矿种、30多个矿山的固体矿产地质勘探与矿山开采工程验证对比研究,获得了大量的第一手资料。基于此,他提出了矿产勘查的“双控论”“合理域”模型和风险投资决策支持系统,为高效进行矿产资源勘查提供了科学方法和思路,被国内外广泛引用。

    20世纪80~90年代,裴荣富先后在南岭、华北、长江中下游等重要成矿带开展区域成矿规律研究,在区域成矿学、成矿年代学理论方面又有诸多建树。1995年,裴荣富组织原地质矿产部矿床地质研究所等28个科研、教学及生产单位的专家学者,编辑出版了《中国矿床模式》。该书首次在全国范围内划分出4大构造成矿域和27个成矿堆积环境,建立了92个普适性矿床模式,是当时我国固体矿产地质勘查实践经验的总结和理论研究成果的大荟萃。

    他还作为首席科学家,带领研究团队历时4年完成《中国特大型矿床成矿偏在性与异常成矿构造聚敛场》一书,提出特大型矿床与一般矿床在成矿环境和成矿过程上存在差异的见解。

    众多理论创新和开创性的工作让裴荣富在1995年获得中国地质学研究最高奖——李四光地质科学奖地质科技研究者奖,并于1999年当选中国工程院院士。

    “地质工作要勇攀高峰”

    荣誉并没有让裴荣富停下前进的脚步。“地质工作要勇攀高峰,不断深入。”他说。

    长期的国内外地质实践工作,让裴荣富深刻感受到矿产资源图在找矿中的重要性。他把目光转向国际,申请编制世界大型超大型矿床成矿图。

    2008年5月,由裴荣富任首席科学家完成的世界地质图委员会国际合作项目——《1∶2500万世界大型超大型矿床成矿图》通过验收,填补了国内外空白。在他的带领下,由中国、俄罗斯、阿根廷等国地质学家组成的合作团队提出了客观实用的大型超大型矿床划分全球标准,从全球1285个主要矿床中厘定出445个大型超大型矿床。

    “全球发现大型超大型矿并达到有开发效益的概率,不超过10%。要突破这个瓶颈,决不能‘眉毛胡子一把抓’。”裴荣富说。他们还提出了全球成矿作用的统一性、不同区域成矿的特殊性、大型超大型矿床成矿的偏在性和异常成矿作用等新认识,极大地丰富了经典矿床学成果。

    这项国际合作为我国地学“走出去”增添了浓墨重彩的一笔。2004年,裴荣富被国际矿床成因协会理事会授予终身荣誉会员称号,当时只有8位国际著名矿床学家获此殊荣。此后,世界地质图委员会又批准裴荣富担任首席科学家,先后编制了《1∶2500万世界海洋矿产资源图》和《1∶1000万亚洲成矿图》。

    老骥伏枥,志在千里。为促进矿业可持续勘查开发,2017年,已是93岁高龄的裴荣富在总结长期实践经验的基础上,又提出从地质、环境、技术和经济4个方面研究矿业可持续勘查开发的“四元”模型,指出只有在地质背景显示有矿、勘查开发技术可行、能实现矿床经济效益最大化且又不破坏生态环境的情况下,矿产资源勘查开发活动才是合理而非盲目的。他和团队还运用该模型检验了西藏冈底斯成矿带甲玛铜多金属矿勘查开发方案的合理性。

    “四元”模型与裴荣富此前提出的“矿业三资”——资源、资产、资本,以及“5R循环经济矿业可持续发展”模型——减量化(Reducing)、再利用(Reusing)、再循环(Recycling)、再发现(Rediscovery)和复垦(Reclamation),共同构成了他的绿色矿山开发理念。他希望能够通过“四元”模型、“5R循环经济矿业可持续发展”模型,让地质资源经过合理勘查变成资产,再经过合理利用变成资本。

    “地质工作不是一代人的事”

    如今,裴荣富仍在继续他的事业,作为我国1∶100万海陆成矿系列编图项目荣誉顾问,奉献着自己的光和热。“这一系列图集的特点是海陆统筹,总结海陆演化的规律,对于找矿预测很重要。”裴荣富介绍,目前该项目要绘制的7幅图已经完成80%,到了最后“冲刺”阶段。

    70多年的地矿勘探实践,让裴荣富体会颇深:地质工作不确定性非常大,必须通过长期的野外调查,才能达到对客观地质体的正确认识,必须脚踏实地才能攀登科学高峰,所有论著必须建立在稳固野外工作的基础上。

    回顾地质生涯,他总结了地质工作应遵循“DECUT”5字箴言:D(Description)即描述野外地质观察研究是基础;E(Experiment)即开展室内测试是野外基础地质的锦上添花;C(Correlation)即已有研究成果的国内外对比,避免坐井观天;U(Understanding)即对客观地质的理解,达到知其所以然;T(Theory)是达到理性认识和自主创新。他说,这是“从事地学工作的研究者脚踏实地攀登高峰的阶梯”。

    裴荣富说:“地质工作非常重要,用长远眼光搞清楚地质成矿背景才能为未来找矿提供重要价值。”“希望自然资源部加强地质工作、支持矿业发展!”

    这位九旬院士一直希望能有更多青年人才投身地质事业。今年5月,“裴荣富矿产勘查奖”正式设立,成为李四光地质科学奖基金会下设的专项基金。谈到用毕生积蓄的500万元设立该基金,裴荣富说:“地质工作不是一代人的事,希望我们的年轻人不忘初心,做不怕苦累的地质‘尖兵’,为国家找到更丰富的矿藏。“

    院士裴荣富:为国家勾勒找矿蓝图

    “我要做的,就是从国家和人民的需要出发、从国家和地质工作的发展出发,促进地质行业最需要的改革发展和科技创新建设。”

    — —中国工程院院士、著名矿床地质学家

    陈毓川

    从苏联求学的

    潜心苦读

    到大厂五载的

    寂寞风雨

    1980年 陈毓川,于广西桂东南(大厂)

     

    从年轻的铁矿研究队队长

    到提出和发展

    成矿系列理论的矿床学家

    1988年9月 陈毓川在新疆阿舍勒铜矿

     

    壮年

    组织号令全国地勘工作

    晚年

    开展矿产资源战略研究

    1995年5月 陈毓川在甘肃省地矿局三大队大水金矿考察

     

    他将自己

    毕生心血

    投入到中国地质事业

    矿产勘查

    成矿预测

    区域成矿理论研究

    作出了突出贡献

    1997年10月 陈毓川在海南抱伦金矿

     

    在他的日历上

    没有周末和假日

    只有排得满满的工作

    2019年10月底 陈毓川在新疆玛尔坎苏锰矿野外照片

     

    如今

    86岁的他

    只要有时间

    就会走出京城

    走向祖国各地的深山矿区

    探索地质科学奥秘

     

    他说

    “我这辈子最大的愿望就是找矿”

    “为国家发展服务是我一生的使命”

     

    他是中国工程院院士

    著名矿床地质学家

    陈毓川

     

    愿为地质找矿奉献一生

    ——记中国工程院院士、著名矿床地质学家陈毓川

    他是我国著名的矿床地质学家,提出并发展成矿系列理论,为矿产勘查、成矿预测、区域成矿理论研究作出突出贡献;他曾任原地质矿产部总工和中国地质科学院院长,领导了一个时期的全国地质找矿工作。今天,已经86岁的他,仍然奋战在地质矿产科学研究的前沿,主持《中国矿产地质志》研编这一规模宏大、泽被后世的科学文化工程。他,就是中国工程院院士陈毓川。

    踏遍青山,为国找矿矢志不渝

    陈毓川是少年立志。受新中国成立前投身革命的长兄长姐影响,他在中学担任团支部书记时,就确立了为国为民奉献一切的共产主义信仰。

    1952年,陈毓川考入南京大学地理系,第二年被选送去苏联留学。1959年,以优异成绩毕业于顿涅茨克工业学院地质勘探专业的陈毓川,第一次来到了中国地质科学院。从那时起,走遍祖国大江南北、为国家找矿就成了他最大的心愿。

    青年时代的他,在广西大厂锡矿区,沉下心用5年时间深入解剖典型矿床;在江西东乡枫林铜矿,带队在国内外首次提出并验证了钨在硫化矿床氧化带中的地球化学行为,破解了“含钨铁帽之谜”;在长江中下游地区,致力于火山岩成矿研究,建立了宁芜玢岩铁矿成矿理想模式。

    中年时期,他肩负重任,在原地质矿产部总工和地矿司司长、地调局局长、中国地质科学院院长等领导岗位上,全力组织推动新一轮全国普查工作、主持全国找金大会战、开展第二轮成矿区划,成为一个时代地矿工作的倡导者和引领者。

    步入晚年,他仍然激情满怀,全情投入地质科学事业,在中国工程院战略研究等舞台上,殚精竭虑为国家矿产资源安全、矿业健康发展鼓与呼。

    在陈毓川的头脑里,是没有休息日的概念的。直至今日,他每天早上都会骑着自行车来到办公室,一头扎进学术研究的海洋里,直到夜色阑珊。只要有机会,他一定要到野外矿区去,多走、多看、钻研、思考……

    “能看到普通人难以看到的风光,能更深刻地领略自然的韵味,是地质工作给予我的一份奖励。”于是,便有了他无法忘记的大厂星空和浓郁花香,有了攀登高山、俯瞰深谷的畅快淋漓。至于下坑道时遭遇爆破、考察加多岭铁矿后连人带车滚下山崖、在西藏美多锑矿区发生严重高原反应的经历,则成了他口中的“野外趣事”。

    更加令他难以忘怀的是1974年参加国庆招待会见到周总理时的情形。他说,对于周总理,自己所敬仰效仿的不仅仅是面对各种复杂局势时的大智慧,更是“在任何艰难困苦的情况下,都要以誓死不变的精神为共产主义奋斗到底”的坚定信念。

    “国家需求是我的终身目标!”陈毓川是这样说,更是这样做的。

    当前,陈毓川还在主持推动一个极其浩大的工程——《中国矿产地质志》研编,对全国所有的矿产、矿产地和成矿规律进行全面的总结。他在同龄人安度晚年的时候,选择这种高强度的方式工作,就是希望为世界地质科学、为中国的地质事业留下更多、更有价值的东西。

    探索科学,孕育矿床经典理论

    上世纪70年代末,中国科学院院士程裕淇与陈毓川等人在国际上首次提出了“矿床的成矿系列”概念,之后,这一理论作为我国区域成矿分析的主要理论基础,为国家矿产资源勘探提供了重要科学依据。

    全球及各地区的地质演化历史是具有一定规律的,同时具有相似性和相对的继承性。因此,陈毓川等认为,矿化与矿床是地质环境中的一个组成部分,矿床成矿系列是由有成因联系的矿床所组成的自然体,因此矿床成矿系列亦可以说是在一个历史阶段中一个相对独立的成矿系统的最终矿床产物。

    实践证明,成矿系列是研究矿床的区域成矿规律的关键性环节,也是基础性的研究工作。

    在他的领导下,一大批地质科学工作者深入开展重点地质构造地区的矿床成矿系列及其时空成矿物质演化规律研究,从成矿区(带)、各省(区)至全国建立矿床成矿系列,总结区域和全国的成矿规律,并进一步应用成矿系列概念及研究成果进行成矿远景区域规划和不同比例尺的成矿预测,大大促进了我国的矿床勘查工作。

    40多年来,这一矿床研究领域的经典理论还在不断地丰富发展,并通过“中国成矿体系及区域成矿评价”“全国矿产资源潜力评价”“中国矿产地质志”等项目,全面推动了中国成矿体系和区域成矿规律的研究。而最初在业内产生巨大影响的《初论矿床的成矿系列问题》,也逐步延伸为“再论”“三论”“四论”,直至目前正在修改中的“七论”。

    对于陈毓川而言,地质科学的世界是那样色彩斑斓、充满魅力。从那里,他看得到自己的梦想,听得到自己的期待,收获了满满的幸福感。

    科学道路悠远漫长,科学探索无穷无尽。他不止一次地强调,科学研究是有时代局限的,地球太复杂,我们今天对地球对矿产资源的认识、对自然法则的认识,只是阶段性的,很有可能在未来人类科技更加发达的条件下被修正甚至被推翻,所以科学工作者千万不能自以为是,更不能自得意满,一定要有不断探索、不断创新的精神。

    战略研究,推动矿业健康发展

    “陈毓川是一位矿业领域的战略家。”许多矿业界的同仁如此评价。

    追寻陈毓川的人生轨迹,梳理他在地质事业上留下的闪光足迹,一个重大事件不可或缺。那就是由他与36位院士联名提交给国务院一封题为《对地质工作情况的反映及建议》的信,促成了2006年1月28日《国务院关于加强地质工作的决定》的正式发布。而这一纲领性的文件,引领了21世纪初期中国地质工作尤其是地质找矿工作最辉煌的10年。

    从2000年至今,他连续组织实施了8个中国工程院组织的矿产资源战略咨询研究项目,参加参与的项目数量更为可观。通过这些具有宏观性、战略性、综合性、前瞻性的咨询研究工作,他的站位越来越高,思考也越来越深邃。

    他对中央机构改革将各类自然资源统一管理、成立自然资源部的决策非常支持,认为此举有利于国家发展,可以更好地管理自然资源。他多次给部领导进言,内容涉及矿业政策、绿色勘查、科技创新、地勘队伍改革等。

    他认为,要依靠改革应对变局、开拓新局,要坚持目标引领和问题导向。“山水林田湖草”还要加上海洋、矿产,构建涵盖“山水林田湖草海矿”的自然系统观。“它们既是资源又是生态环境的重要组成部分,既要综合考虑自然资源的调查评价和科学管理,又要考虑其作为生态环境要素的可持续利用问题。就矿业而言,绿色勘查和绿色开发完全可以实现矿业与自然生态的协调,在有些荒漠地区甚至可以改善环境。”

    当然,陈毓川最为关注和忧虑的还是地质矿产事业的发展。他认为,矿产资源是人类经济社会进步的物质基础,当前国际形势很复杂,矿产资源的安全问题也很严峻,有些矿业政策需要很好地研究和调整,使其更加有利于推动矿产资源的勘查、储备与开发。他建议国家对风险较大的初级勘查和一些矿种的勘探予以扶持,从而调动各方面的积极性,国家应有计划地参与矿产勘查工作,使矿业稳定地发展下去。

    另外,他感到在国家对科技创新如此看重的当下,中国地质科学院要更充分地发挥科技专业研究所的创新专长,更好地承担国家深地专项任务。只有集中力量进行科技创新,推动地质科技发展,地科院才能真正成为国内国际地质领域一流的科学研究单位。

    陈毓川还特地谈到了地质工作队伍的改革:“改革既要积势蓄势谋势,又要识变求变应变,重点在于扭住关键、突出实效。通过改革让地勘队伍保存精干力量,更好地为国家服务,并过上幸福生活,是我很大的愿望。”

    “我现在没有任何行政职务,我要做的,就是从国家和人民的需要出发、从国家和地质事业的发展出发,促进地质行业最需要的改革发展和科技创新建设。”陈毓川说。

    院士陈毓川:愿为地质找矿奉献一生

    高铁行驶在昆楚大铁路上。

    李茂颖 张伟明摄影报道

    开栏的话

    “十三五”即将收官。这是值得点赞、必须铭记的五年。在复杂的国际国内形势下,中国砥砺前行,以智慧、勇气和担当,一次次攻坚克难,稳步迈向全面建成小康社会的宏伟目标。GDP总量接近100万亿元人民币,人均GDP迈上1万美元台阶,中国成为全球经济分量更重、含金量更高的领跑者。

    这是每个中国人为了更美好生活孜孜努力、梦想成真的五年。就业稳定,收入增加,消费红火,空气变好,预期寿命增长,文化活动多姿多彩,惠及民生的新科技新业态新模式层出不穷……分享着改革发展的成果,老百姓的获得感更强、精气神儿更足。

    从今天起,本报推出“十三五·中国印象”专栏,回眸神州大地这五年来令人感奋的可喜变化和生动故事,全面展示“十三五”时期中国经济社会发展的新成就新亮点。

    “每次坐高铁都很兴奋。现在有机会实地感受高铁制造,太酷了!”近日,乌克兰小伙子伊戈尔和上百位车迷一起,走进位于湖南的中车株洲基地。

    他们看到,一列列电力机车如箭在弦般整齐排列、引弓待发,全球首个超千亿规模轨道交通装备产业集群就在此地。成功研制全球最大功率电力机车、产品服务出口全球逾百个国家和地区……组建5年来,中国中车在新时代的轨道上一路驰行。

    回望这5年,“十三五”规划落地生长、拔节育穗。时光隧道沿途,一幅幅向上的图景闪现——

    那是国之重器彰显国家实力。

    客流量突破1000万人次!在北京,大兴国际机场投运整年来,“钢铁凤凰”引颈展翅,启动京津冀协同发展新引擎。目光移至南国,港珠澳大桥建成通车近两年,一桥连三地,天堑变通途。这五年,人们见证了被外媒直呼“世界新七大奇迹”工程的诞生,也见证了科技领域的一次次突破,飞机“三剑客”,蓝天竞翱翔,国产大航母,下海逐波浪,是嫦娥跃升空、玉兔落月面,是北斗联天下、天问赴苍穹……

    这背后,是中国经济实力的大幅跃升。2019年,中国国内生产总值超99万亿元,人均GDP进入“1万美元俱乐部”,对世界经济增长的贡献率约达30%。预计到“十三五”末,中国GDP将稳稳地跃过100万亿元。“世界比以往任何时候都更需要中国”,美国《纽约时报》今年年中这样写道。

    那是数字创新激起动能澎湃。

    不久前,泰国副总理兼商业部长朱林在中国电商平台为泰国水果直播“带货”,一口气卖出近5000个榴莲和2万个椰青。网络零售、电子支付、大数据、云计算、5G、新能源,一系列创新为中国经济拓开新空间,也在全球掀起新潮流。“我非常钦佩中国在跨境电商方面取得的成就和领先的技术。”朱林赞叹。

    今天,中国研发经费投入总量居世界第二,近4年信息传输、软件和信息技术服务业等新兴服务业年均增速高达19.4%。作为世界第一大市场,中国正成为全球创新的策源地。

    那是开放合作谱就共赢乐章。

    疫情冲击不小,中欧班列却逆势开出加速度。“每周都有45趟至60趟中欧班列往来于杜伊斯堡和中国城市,这个数字创下新纪录。”德国杜伊斯堡市政财务主管马丁·穆拉克说。到今年8月底,中欧班列累计开行近2.9万列;在全球,83%拥有铁路的国家都运行着中车的产品。

    坚持在开放中发展,中国2019年货物贸易进出口总值达31.54万亿元、稳居世界第一,累计与138个国家和30个国际组织签署200份共建“一带一路”合作文件。“中国对外贸易的稳定为世界贸易复苏提供了重要动力。”德国工业联合会董事总经理约阿西姆·朗说。

    那是改革红利结出惠民果实。

    机场修到了云南省怒江州兰坪县!过去“出门过溜索,种地靠攀岩”的怒江人终于有了自己的机场。“这是我们千年‘飞天梦’,也是脱贫致富、发展提速的‘空中快车’。”兰坪县丰华村党总支书记杨五金说。随着脱贫攻坚步步深入,当地傈僳族同胞搬进新居,村镇上盖起崭新的幼儿园、卫生院……“村民再也不用为小病跑老远!”兰坪县啦井镇卫生院院长李汝妹笑得开心。

    2016年到2019年,中国超过5000万农村贫困人口脱贫。到2020年末,现行标准下农村贫困人口全部脱贫、贫困县全部摘帽的目标将如期实现,困扰中华民族几千年的绝对贫困问题将得到历史性解决。

    5年来的一幕幕,在华生活的伊戈尔都是见证者。中车株洲基地上,他目不暇接,不停提问,还随手将这些科技创新的结晶统统“装”进镜头里,“要让更多人认识开放、发展的中国。”伊戈尔说。

     
    这五年,中国经济实力杠杠的

    近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所科研团队在近海松散沉积物中的甲烷研究方面取得新认识,相关成果以 “Biogenic methane in coastal unconsolidated sediment systems: A review”为题在环境科学领域TOP期刊Environmental Research (影响因子8.431)上发表。

    该研究综述指出,海洋沉积物是世界上已知的最大甲烷储库。在许多沿海地区,甲烷被埋藏在海底以下几厘米到几百米深的沉积物中,以气囊、分散气泡和溶解气体的形式存在,也被称为浅层气(甲烷为主的气体混合物)。浅层气的存在影响工程地质环境,威胁人工设施的安全。浅层气从沉积物中逸出到大气,甚至会威胁生态系统安全,影响全球气候变化。

    在海上开发不断深入和全球变暖的背景下,对浅层气的现有科学认识与为相关问题制定科学解决方案的需求之间存在巨大差距。基于这一需求,科研人员系统收集了上述浅层气各方面的资料,全面总结了目前的科学认识,分析了存在的不足,为浅层气灾害防治、工程技术、气候变化与碳循环等领域的研究提供系统的参考。

    近年来,青岛海洋所团队围绕近海生物成因甲烷开展了系列调查、监测和研究工作,为碳循环理论研究、浅层气灾害防治、含气土体工程治理等领域提供了全面的科学理论、技术方法和基础数据支撑。

     

    图1.近海松散沉积物中生物成因甲烷全生命周期概念模型图

     

    图2.近海松散沉积物中甲烷可能导致的危害和影响

     
     
    青岛海洋所近海沉积物中生物成因甲烷研究取得新认识

    (一)自主成功研发深海浅软地层大口径水平井技术

    深海浅软地层完成水平井建井

    该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头,中国地质调查局勘探技术研究所、中国石油集团海洋工程有限公司等单位共同参与完成。牵头完成人为叶建良、秦绪文、谢文卫、刘春生。其主要进展及创新:

    1.创造了深海浅软未固结地层17-1/2″井眼造斜率>15°/30米的世界造斜新纪录。研发了专用大直径高造斜钻具,创新软弱未固结地层的水平井定向钻进工艺,经过4个试验场累积12824米试验,在水深大于1200米的试采井现场施工中实现连续8个靶点高精度中靶,确保了井身轨迹精准穿越储层地质甜点。

    2.首次采用开路钻完井技术钻开储层,大幅度拓宽了钻井液安全密度窗口,有效解决了未固结浅部地层易破裂等问题。综合优化利用施工平台双井架同时作业,实现浅软地层水平井安全高效建井。

    3.创新研发了动力导向下套管技术,攻克浅软地层中高造斜率大直径套管下入难题。利用动力导向工具引导套管下入,大幅度降低管柱下入摩阻,减少粘附卡钻风险,避免新井眼的产生,创造深水浅软地层套管下入纪录。

    4.研发全球领先的第四代“慧磁”高精度中靶系统,拓展了姿态测量模式,并提高了仪器的探测距离和测量精度,精准控制监测井与试采井间距,为实现储层精确监测提供了技术保障。

     

    (二)干热岩高效控缝控震压裂和高温硬岩多靶点精准定向钻井技术取得突破

    青海共和 GH-01 井压裂现场

    该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部牵头,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为叶成明。其主要进展及创新:

    1.自主攻关形成干热岩裂缝定向控制压裂技术,以裂缝系统净压力控制为关键手段,调整工艺和参数,研发应用超高温、长效封堵暂堵转向剂促使裂缝向高应力方位延伸,达到有效控制裂缝走向和延展距离的目的。

    2.基本掌握干热岩压裂高效控震技术,建立多场耦合三维地质模型,评价诱发地震风险。采取填砂封堵敏感结构面、无级变速压裂缓停泵、中小排量连续泵注等工艺,减缓压裂诱发地震。实时获取诱发地震信息,动态评价诱发地震风险,指导压裂参数调整。

    3.创新建立微地震-时频电磁高精度裂缝联合观测系统,实时获取微震响应和裂缝延展特征,形成了适合干热岩压裂微震监测的高精度微地震监测技术,支撑压裂工艺参数调整和诱发地震风险管控。

     

    (三)新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证(略)

     

     (四)智能滑坡监测预警系统研发与地质灾害隐患遥感识别技术取得突破并成功应用

    滑坡仪-GNSS位移监测设备

    该成果由中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质力学研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为邢丽霞、殷跃平。其主要进展及创新:

    1.第Ⅰ代滑坡仪定型试制。融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术,突破低耗采集、变频监测、组网定位与多模通信等关键技术瓶颈,可靠性不断提升,达到95%优秀级;集成度大幅提高,实现多测项按需集成。

    2.智能预警系统多级应用成效显著。系统实现“建设-运行-维护”全流程在线管理,并构建了“人机结合”决策模式与技术流程,初步实现人机综合研判。

    3.“1+4”监测预警技术标准体系初步形成。构建1总4分技术标准体系,其中《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》已印发执行。

    4.隐患识别方法体系初步建成。提出融合多源、遥感观测,涵盖形态、形变、形势的隐患识别技术方法,形成专题信息提取、隐患特征识别、野外核查验证的业务流程。

     

    (五)深部地热系统成因理论及模式支撑找热取得新成效

    “同源共生-壳幔生热-构造控热”成因模式示意图

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局地质科学院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质调查局北京探矿工程研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为王贵玲。其主要进展及创新:

    1.建立了深部水热型和干热岩型地热资源系统的成因理论,从地热系统的角度阐释了两种类型地热资源的关联和差异,统一了地热找矿新思路。提出不同构造区水热与岩热相伴生的“同源共生-壳幔生热-构造聚热”的成因理论,进一步完善了地热资源研究的基础理论。

    2.将深部地热系统划分为沉积盆地古潜山复合型、沉积盆地深坳陷层控型、断陷盆地地压型、陆陆碰撞板缘型、板缘俯冲带热控构造型、隆起山地深循环型以及近代火山型七种类型,为区域地热资源勘查开发提供了理论依据。

    3.基于此理论,相继在雄安新区、东南沿海、江西宁都等地区实现找热突破。在雄安新区钻获华北迄今温度最高的地热井,在广东惠州钻获东南沿海迄今温度最高、流量最大的地热井,在江西宁都小布镇钻获了当地第一口可供商业开发的地热井。

     

    (六)航磁超导全张量梯度测量系统研发成功

    低温超导(左)和高温超导(右)航磁全张量梯度测量系统试飞团队

    该成果由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国科学院空天信息创新研究院、吉林大学等单位共同参与完成。牵头完成人为刘浩军、郭华、郭子祺。其主要进展及创新:

    1.对无磁杜瓦进行小型化、轻量化设计,并通过电磁屏蔽技术保证杜瓦低涡流噪声性能,提高系统稳定性。设计高、低温超导系统通用的读出电路和惯导系统匹配的主测控装置,实现了多通道SQUID测控系统工作点自动调节技术,以及八通道磁测数据和姿态数据的同步采集、存储和上传;设计并研制水滴形吊舱及配套吊缆,通过空气动力学、电磁兼容性等分析测试,解决水滴形吊舱研制和飞行姿态控制等关键技术问题。

    2.高温超导测量系统采用全新探头结构设计,通过增加芯片基线距离,提高磁梯度灵敏度。

    3.低温超导测量系统采用六棱台绝对对称结构设计,通过多芯片设计增加磁测数据冗余度,结合磁通变换器,提高磁测数据质量和稳定性。

     

    七)中国东部克拉通古陆核形成与大陆演化研究取得重大进展

    该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局成都地质调查中心、中国地质调查局南京地质调查中心、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地质调查局地质研究所共同参与完成。牵头完成人为邓新。其主要进展及创新:

    1.在黄陵古陆核发现扬子克拉通已知最古老的(29.5亿年)表壳岩系、华南最古老的(33亿年)TTG岩系,发现迄今扬子克拉通最古老的冥古宙(40亿年)继承锆石,在云南元江地区查明存在扬子克拉通南部最古老的(31~28亿年)结晶基底。

    2.在胶北发现27亿年富钾花岗岩,指示该区太古宙地壳在27亿年时已完成由不成熟的TTG片麻岩向成熟的壳熔花岗岩转变,限定华北克拉通吕梁群的时代为新太古代(25亿年),改写了华北古元古代BIF成矿历史。

    3.重塑了华南元古宙弧盆系演化格局,为深化认识显生宙战略性矿产区域成矿规律提供了基底构造信息。

    4.深化了中国东部克拉通古陆核地壳演化的认识,为探索全球早期陆壳形成及其与板块构造体制的关系提供了新资料,相关成果发布后引起了地学界广泛关注,实现了基础地质理论创新。

     

     

    (八)大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体

    甲玛矿区推-滑覆构造控矿体系

    该成果由以中国地质调查局矿产资源研究所唐菊兴为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新:

    1.在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻,精细揭示斑岩成矿系统结构,实现地质信息“透明化”,累计揭示584.36米铜钼(金、银)矿体,建立了完备的高原科学深钻施工工艺,也为构建3000米以浅的资源勘查和预测技术方法奠定了坚实基础。

    2.创建了斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型,丰富和完善了碰撞造山成矿理论,并依此新发现则古朗北矿段的巨厚斑岩和矽卡岩矿体。在矿区深部及外围取得重大找矿突破,据最新估算成果,甲玛矿区累计探获资源量铜882.5万吨(Cu 0.7%以上 392.8万吨),钼85.6万吨,铅111万吨,锌63.8万吨,伴生金244吨,伴生银13000吨,当量铜1814.8万吨。

    3.通过“产、学、研、用”技术理念以及科技成果转化,项目成果直接应用于矿山深部和外围找矿,并取得重大找矿突破。

     

    (九)望谟生物群首次发现并揭示三叠纪早期海洋生命复苏与演化

     

    望谟生物群化石类型

    该成果由以中国地质调查局成都地质调查中心的周长勇、张启跃为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新:

    1.在南盘江盆地首次发现早三叠世海洋生物化石群落,初步鉴定包括6门14纲,命名为“望谟生物群”。其丰富的化石门类展示出从初级消费者到顶级捕食者的复杂食物链,表明在早三叠世一个复杂的海洋生态系统已经形成,海洋生态系统恢复时间小于5百万年,是研究早三叠世海洋生态快速复苏机制的窗口。

    2.填补了南盘江盆地早三叠世海生爬行动物演化空白,与之后的罗平生物群、兴义动物群、关岭生物群形成了华南三叠纪海洋生态演化的完整系列,对深入研究二叠纪末生物大灭绝后海洋生态系统复苏、辐射具有重大意义。

    3.地方政府和相关部门高度重视望谟生物群化石保护和研究,已协调黄百铁路等基础建设改线避让以促进妥善保护化石产地。

     

    (十)水平衡理论与北方生态水文演变研究取得新认识

    坝上高原及察汗淖尔流域盐尘空间分布

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为石建省、吴爱民、聂振龙、张光辉。其主要进展及创新:

    1.构建水平衡理论体系,提出水平衡区域控制、水平衡问题响应、水平衡危机预警等水平衡“红线”指标。从技术逻辑出发,对多尺度自然单元进行水平衡分析研究,提出水平衡关键要素发生重大变化的指标界限,再以行政逻辑为着眼点,按多级行政单元对技术型结论进行管控分配,形成在生态系统合理维持前提下,水平衡状态满足经济社会发展需求的可调节指标、范围和途径。

    2. 提出了内蒙古高原萎缩型湖泊与青藏高原扩张型湖泊的水平衡模式,揭示内蒙古高原察汗淖尔、达里诺尔、岱海等湖泊萎缩的主要原因是干旱气候背景下地表水过度开发和地下水超采;查明了盐湖流域四湖水源构成,定量识别了冰川冻土融水及地下水补给量,精准预测了盐湖水位的溢出时间,实现了高寒湖泊水平衡分析理论方法创新。

    3. 创建了西北干旱区地下水生态功能渐变-质变-灾变识别理论方法,揭示了西北干旱区地下水生态危机形成机制。

     
    2020年度地质科技十大进展公布
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