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    由中国地质环境监测院等单位联合承担的云南省重大科技专项“乌蒙山区重大地质灾害易灾机理和风险防控研究”项目日前正在稳步推进。在殷跃平院士的带领下,项目组全面开展了以镇雄县为重点的乌蒙山区地质灾害研究工作。

    据悉,该项目于今年5月启动实施。经过4个多月的努力,项目组在地质灾害发育分布特征与智能识别、复合易滑地层结构孕灾模式、汛期和冬季失稳机理、煤炭开采与乡村人居环境安全等方面取得了初步进展,特别是直接参与了镇雄县等汛期地质灾害防灾减灾的科技支撑工作。

    镇雄县位于上扬子地台乌蒙山区腹地,扬子褶皱基底经过多期构造运动,形成了特有的强烈褶皱地貌形态,主要的易灾地质结构包括区域褶皱控灾构造、软硬相间孕灾地层和上陡下缓远程成灾地貌的组合。项目组初步构建了涵盖地形、地质、扰动、监测等多模态数据特征的乌蒙山区地质灾害隐患智能识别样本库,支撑了乌蒙山区地质灾害精准调查与智能识别模型研究。同时,分别在煤层采动区典型滑坡布设深部科学观测钻孔19个,重点监测滑坡深部变形、温度、渗压和浅表层温度、含水率等参数。截至8月底,已完成5个深部观测孔的光纤光栅阵列传感监测系统建设与数据采集工作,为科学分析采动区滑坡失稳机理提供有效监测数据。在开展现场调研工作期间,项目组联合地方政府开展了重大地质灾害风险会商,现场指导了多起突发重大地质灾害险情处置,提出了镇雄县煤炭资源开采区采动山体灾害监测预警方案,为采动山体灾害科学防灾减灾提供技术支撑。

    下一步,项目组将针对镇雄等地区冬季特大地质灾害高发问题,加强高寒山区久雨久雪滑坡失稳机理与风险预警研究。围绕乌蒙山区煤层采动区薄层状碎裂基岩滑坡失稳机理问题,进一步研究典型易灾地质结构模型。开展乌蒙山区地质灾害数据规律统计与孕灾背景图层标准化处理,研发灾害区域智能化识别算法。

     

    环境监测院(技术指导中心)科技支撑乌蒙山区汛期地...

    谢桂青(左)在野外勘查

    1975年出生的谢桂青,1994年考入长春地质学院,从大学学习地质学专业,在中国科学院地球化学研究所攻读矿物学、岩石学、矿床学专业研究生,直到2003年博士毕业进入中国地质科学院矿产资源研究所工作,地质似乎是他命中注定的一份事业。

    脚踏实地,努力实现找矿突破

    自参加工作以来,谢桂青承担了10多项科技部、国家自然科学基金委和地质大调查项目,迅速成长为科技骨干。

    铜矿是我国紧缺矿种之一,斑岩—矽卡岩型铜矿是我国主攻的找矿类型。针对制约找矿的科学问题,在前辈指导下,谢桂青开展了不同维度下的斑岩—矽卡岩型铜矿矿床模型与预测的调查研究。

    2003年~2007年,谢桂青依托中美矿产资源评价等项目,开展了全球和中国斑岩铜矿的成矿规律的调查研究,收集了全球1886个铜矿床的地质资料,并将全球分为14条重要铜矿成矿带,建立起不同类型矿床的描述性矿床模型,为我国矿业“走出去”提供了重要信息和技术支撑。

    秦岭是全球最大的钼矿成矿带,但铜矿找矿一直未取得重要突破。2009年~2011年,谢桂青带领团队与西北有色地质勘查局的地质队合作,厘定了陕西省山阳县池沟为南秦岭首例斑岩铜矿床,推动了南秦岭铜钼矿的找矿突破。

    在地质找矿过程中,人们较多地关注成矿带和典型矿床的调查研究,但对矿集区的成矿模型研究较少。自2003年起,谢桂青团队就一直以我国矽卡岩铜铁矿床最集中的地区——湖北大冶矿集区为研究对象,最终建立起大冶矿集区的成矿模型,拓宽了铜矿的找矿方向。

    近20年来,谢桂青带领团队跑遍了50多处大大小小的老矿山。他早已记不清有多少个节假日是在井下度过的,让他印象最深的是2008年的端午节,当时,谢桂青正在湖北省大冶鸡冠咀金铜矿地下470米深处开展剖面测量和采样。突然,停电了,漆黑的巷道让人心生恐惧,手电筒因进水也无法正常使用。他和矿山工程师背着样品,摸黑走了近2公里,硬是从掌子面走出了巷道。回想当初的情景,谢桂青感慨地说:“见到亮光时,心里突然有一种重见天日的喜悦,这让我更加深刻体会到了地质人的‘三光荣’精神。”

    披荆斩棘,勇攀地质科学高峰

    矽卡岩矿床,又称接触交代矿床,是在中酸性侵入体和碳酸盐岩类等岩石的接触带及其附近,由含矿热液交代作用形成的高温热液矿床。

    我国碳酸盐岩地层特别发育,是全球矽卡岩矿床规模最大和数量最多的国家之一。矽卡岩矿床以品位高为主要特征,是经济价值较大的矿床类型。前人对矽卡岩矿床的成矿机制开展了大量研究,但斑岩—矽卡岩矿床与低温矿床之间是否有成因联系,是一个未解决的关键科学问题。

    工作10多年来,谢桂青主要开展高温矽卡岩矿床调查研究,从未接触过低温金锑矿床。直到2014年,他主持了又一个国家重点基础研究发展计划(973)项目之子课题“低温成矿与深部作用的关系”。

    地质工作是个良心活。除了脚踏实地的科学研究,没有任何捷径可走。接到任务后,谢桂青带领项目组和研究生迅速开展了湖南中部低温金锑矿床的野外踏勘,并研读了大量国内外资料,提出了工作模型,计划在低温矿集区寻找高温矽卡岩矿床。

    虽然面临较大的困难,但谢桂青团队没有退缩。经过近5年的努力,他们找到了大量证据,并提出湘中低温矿集区有高温远端矽卡岩钨矿床,建立起与壳源岩浆有关的矽卡岩钨矿床﹢低温金锑矿床组合模型。

    2018年底,以中国工程院院士陈毓川为组长的课题评审专家组认为,“低温成矿与深部作用的关系”课题在低温金锑矿床与岩浆热液钨矿床具有成因联系的矿床组合模型等方面取得了创新性成果,并将该课题成果评为“优秀”。

    受此成果的启发,谢桂青带领团队还开展了长江中下游成矿带矽卡岩铜金矿外围的低温金矿床调查研究,查明矽卡岩铜金矿床外围的低温金矿床是远接触带低温金矿床,是长江中下游成矿带新的矿床类型,与矽卡岩铜金矿床属于同一成矿系统,并建立了与壳幔混源氧化性岩浆有关的幔源矽卡岩铜金矿床﹢远接触带低温金铊矿床组合新模型,指引在矽卡岩成矿系统中发现红铊矿和铊矿化。

    孜孜以求,瞄准矿床模型前沿

    选择了地质事业,就意味着担负起国家的重托。为了更好地完成项目任务,谢桂青经常深入一线开展地质调查,少的十几天,多则几个月。面对亲人和家庭时,他只有深深的愧疚和自责。

    谢桂青没有辜负家人的理解和支持。2012年,谢桂青成为中国地质科学院资源研究所最年轻的博士生导师。从此,谢桂青肩上更多了作为园丁的重任。“我希望自己是个合格的领路人。”

    除了做好自己的科研,谢桂青的另外一件大事就是把研究生培养成地质科学复合型人才,根据每位学生的特点,扬长避短,力争让每名研究生都能取得一些创新性成果。谢桂青每年都会带着研究生开展野外考察,亲自教他们做野外路线调查、岩心编录和系统采样,带领他们真正把“论文写在祖国大地上”。

    谢桂青说,矿床学的目的就是要发现在现代经济技术条件下可以开发利用的石头。地质学科既要加强基础研究推动理论创新,也要面向国家重大需求。因此,地矿科技工作者必须投身到野外一线,围绕找矿勘查开展调查研究。

    20多年来,为了唤醒深埋在地下的宝贵矿藏,谢桂青带领团队跋涉于崇山峻岭,攻坚克难,赢得了一项项荣誉:国家自然科学二等奖,省部级科技成果一等奖、二等奖,2019年获得国家杰出青年基金资助……

    上天不易,入地更难。面对目前的矿产资源形势,寻找深部富且大的矿体已成为我国未来矿产勘查的重要方向。“随着地质工作程度不断加深,找矿难度日益增大,我们急需加强矽卡岩矿床的立体成矿模型研究。”谢桂青说。

    如今,谢桂青的下一个科研目标已经锁定——以斑岩—矽卡岩矿床为研究对象,向矿床组合模型研究这一世界科技前沿发起进攻,提出深部矿体有效找矿标志,实现紧缺矿产的找矿突破。

    科技创新人物 谢桂青:把脉大地 寻矿探宝

    3月11日,第十八次李四光地质科学奖科研奖获得者、中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)原副总地质师肖克炎研究员新申报的战略矿产项目“战略性矿产资源大数据综合信息预测与找矿勘查示范”通过评审。在过去的40年间,从数学地质到数字化矿产预测,从信息化大数据分析再到如今的智能化资源勘查,肖克炎始终围绕国家需求、紧盯科技前沿刻苦钻研,奋战在中国地质行业数字化、智能化研究的前沿,成为这一进程的缩影和地质科学工作者的榜样。

    肖克炎研究员获李四光地质科学奖科研奖

    理想:将“计算机+矿产预测”作为“一生的事业”

    1980年,16岁的肖克炎考入湘潭矿业学院地质系煤田地质与勘探专业。如果不出意外,他的人生轨迹也会像他的许多大学同学那样,毕业进入煤炭行业,一生从事煤田地质方面的研究和实践。

    不过,20世纪80年代初,改革开放的浪潮席卷中国大地,对“科学技术现代化”的渴望蓬勃生长。那时的湖南,一件大事正在发生。1983年12月22日,中国第一台每秒钟运算一亿次以上的“银河”巨型计算机,在位于长沙的国防科技大学计算机研究所问世。“银河”对青年肖克炎的影响是巨大的,从小头脑活跃、热爱数学的肖克炎看到了计算机在煤田矿产资源领域的巨大应用前景。

    1983年年底,他为自己的实习论文圈定了两个方向——矿产资源趋势分析、计算机应用。学校没有计算机怎么办?在学校的支持下,肖克炎在核工业二三〇研究所(原长沙铀矿地质研究所)借了一台进口巨型计算机,它几乎占据了整个屋子。有了这个“宝贝”,肖克炎花费一个星期时间,对湖南湘中盆地煤田沉积谷地的矿产资源进行了5次趋势分析,圆满完成了实习论文。

    这次成功尝试,点燃了他以数学研究地质的兴趣和志向。当然,那时的他,还不知道未来计算机技术将飞速发展,更不知道自己将以此为起点,与“计算机+矿产”打一辈子的交道。

    1984年,肖克炎考取长春地质学院数学地质专业硕士研究生,师从著名数学地质专家王世称教授,并继续攻读该专业的博士学位。

    数学地质是用数学分析及建模的手段,对地质问题进行规律性的研究。然而,把复杂的地质现象进行定量化研究实非易事,不仅需要把矿床成因、地球探测信息技术、计算机等多学科的知识进行交叉、融合,更需要具有宏观的科学视野和创造性的数理推算能力。在学习和实践中,肖克炎不断探索多元统计分析方法的应用、金铜异常区复合模型的建立以及综合信息矿产预测等领域,像海绵吸水一样,在课堂授课、实习项目和国内外资料中汲取知识和经验,并最终将自己的专业方向确定为矿产预测。这也是他坚定不移的选择,为他未来的研究奠定了坚实的基础。

    在长春地质学院学习期间,肖克炎展现出了非凡的勤奋和才华。他发表了数十篇论文,远超学校规定的数量。期间,他还参与了由王世称教授主持的《综合信息矿产预测理论与方法体系》项目,并获得了国家科学技术进步奖二等奖。

    1991年年底,肖克炎博士毕业后不久,中国地质大学开始招收博士后。在博士后流动站和长春地质学院之间,为了自己的梦想,他选择了前者,来到武汉,成为中国地质大学“矿产普查与勘探”博士后。师从我国著名数学地质学家、原地大总校校长赵鹏大教授,进一步深化对数学地质的研究和应用。1993年博士后出站,已晋升为副研究员的肖克炎,来到资源所成矿远景区划研究室(简称“区划室”)工作。

    直到现在,肖克炎都很庆幸自己的“运气”,不仅能师从于数学地质领域有着“南赵北王”之称的两位泰斗,还能在中国矿产资源顶级科研院所找到专业最对口的工作岗位。当然,这份幸运并不是偶然的,而是他坚守初心、不懈努力的结果。 

    肖克炎研究员野外工作

    使命:“成矿区划”→“潜力评价”→“深部预测”

    踏上工作岗位,正直20世纪90年代,全国地质工作陷入低谷期,而肖克炎的“好运”却并未离他而去。

    肖克炎刚刚来到资源所,就赶上了一个大项目——全国第二轮成矿区划工作,并在其中从事成矿远景区划计算机化及GIS应用研究。巧合的是,肖克炎本科和硕士期间,也曾参与过全国第一轮成矿远景区划的部分工作。

    这个项目由时任中国地质地科院院长和地质矿产部总工程师的陈毓川组织领导。此时,经过数十年的找矿,不少地区已转入隐伏矿床、盲矿床预测寻找和评价阶段,找矿难度大,必须筛选出具有较好成矿远景的重点区域,形成“以点带面、点面结合”的找矿突破。同时,当时的地质科技与成矿理论较之改革开放前有了明显的进步,急需使用新理论、新技术综合研究最新的资料,指导找矿。

    陈毓川找到肖克炎,阐述了中国成矿体系和第二轮成矿区划工作的目标,以及应用计算机技术对区域成矿规律进行研究的设想。他强调,一定要注重开展全国和区域性物化资料综合研究,进行矿产预测和评价;要瞄准世界先进水平加快发展勘查技术,加快现代计算机技术的数据处理和成图技术研究,实现“地矿工作信息化”。

    肖克炎始终认为,陈毓川院士是自己重要的伯乐和导师。通过陈毓川指导与项目实践,肖克炎的学术视野愈发开阔明朗,牢牢把成矿系列理论作为计算机技术应用的基础和出发点,成为他所坚守的、不同于其他矿产资源数字化、智能化研究团队的鲜明特点。

    在第二轮成矿区划工作中,肖克炎作为主要骨干,带领团队逐步建立了以成矿系列理论为指导、以GIS计算机技术为支撑的综合信息矿产预测方法体系,开展了不同比例尺矿产资源方法学比较研究,提出了预测底图编图综合解释模型,完善了综合信息找矿评价模型的研究内容方法,编制了首张中国矿产成矿系列图和跨世纪找矿工作部署图,建立了全国成矿远景区划数据库。

    时间紧、任务重。有时候,“活儿”要得急,肖克炎经常要加班到下半夜。好在,辛勤的汗水换来了扎实的成绩:第二轮成矿区划成果“中国成矿体系和区域成矿评价”,在2004年获得国家科学技术进步奖二等奖,肖克炎是主要完成人之一。

    大项目催生大人才。1996年,肖克炎被破格晋升为研究员,1997年开始担任资源所成矿远景区划室总工,2000年,被任命为区划室主任。2006年,原国土资源部部署全国矿产资源潜力评价国情调查工作。这次,作为学科带头人的肖克炎,毫无悬念地成为其中“全国重要矿产总量预测”项目的总负责。

    从2006年到2013年,肖克炎上满了“发条”,瞄准“总量预测”目标任务,创立了矿床模型综合地质信息矿产预测方法;研发出地质专家系统预测与综合信息预测的预测模型,总结了以计算机信息技术为手段,运用矿床模型地质参数法进行资源潜力估算的预测工作方法流程;首次提出区域预测综合信息编图的综合解释模型、矿产预测类型、矿产预测方法类型、最小预测区等概念,创新发展了矿床模型地质参数资源量估算方法;建立了全国矿产资源潜力预测评价成果数据库,为国家资源决策提供了权威国情数据。

    肖克炎研究员在野外与国际知名专家共同野外查证

    矿产资源潜力评价预测成果促进了地质工作顺应时代的发展:广泛应用于我国“十三五”各类矿产勘查规划部署,厘定了我国26个重要找矿部署区带,优选110余处国家重要整装勘查区和矿集区;支撑国家找矿突破战略行动和矿业企业的矿产勘查,推动新发现多处大中型矿产地,实现找矿工作重大突破。即使是现在,其成果仍在发挥着重要作用。

    近年来,矿产勘查逐渐向深部转移,肖克炎智能勘查技术的研发目标也“由浅入深”,在科技部深地资源勘查开采专项“深部资源预测系统技术研究与示范”项目的支持下,围绕深部资源预测需求,系统开展了深部矿产资源预测理论研究、关键技术、平台系统研究,突破了成矿空间三维结构重建机制、深部矿化定位机制及深部预测途径等关键技术瓶颈,首次建立了找矿模型—三维建模—定量预测三元大数据深部矿产资源预测理论方法,自主研制了一套具有自主知识产权的深部综合信息预测评价平台系统,创新研发了深部成矿构造、地球物理、地球化学和地质异常的时空结构解析方法与深层次信息提取新技术,解决了矿集区深部成矿空间三维结构重建、成矿地质异常空间重构以及矿化空间定位等技术难题,推动了我国深部找矿、三维预测领域的技术进步。 

    深部找矿勘查示范基地

    一个个走在科技创新“风口浪尖”的大项目,有效地支撑服务了国家矿产资源安全保障和资源管理,引领了我国矿产资源潜力定量评价与预测科学进步。它们不仅赢得了近十个国家和省部级奖项,也为肖克炎带来了诸多荣誉:俄罗斯科学院与工程院外籍院士、享受国务院政府特殊津贴,以及部百名跨世纪科技人才、原国土资源部先进个人、自然资源部科技创新人才、湘江学者、楚天学者、珠峰人才等称号,而2023年获得的第十八次李四光地质科学奖科研奖,更是对他在地质科研方面突出贡献的充分肯定。

    与此同时,肖克炎不仅在个人学术研究上取得了显著成就,更在团队建设方面展现出卓越的领导力。

    在全国矿产资源潜力评价和国家重点研发计划等项目的实施过程中,他建立了一支集成矿规律、潜力评价、数学建模、软件工具研发等全链条、多层次的高水平科研团队,形成了全国领先的大数据智能找矿“理论—方法—系统平台”完全自主知识产权的开创性成果。

    在他的指导下,团队突破学科壁垒,出色完成了全国25种重要矿产资源2千米以浅资源量预测研究,圈定了各类找矿靶区4万余处、成矿远景区2000余处、重要矿集区240余处,并科学估算了不同深度预测资源量。在山东莱州—招远金矿整装勘查区、四川会理—会东矿集区、湖南—贵州锰矿整装勘查区、贵州贞丰—普安金矿整装勘查区、甘肃玛曲—合作金矿整装勘查区、西藏冈底斯成矿带等地,开展了深部(3000 米以浅)三维预测评价及找矿预测示范,取得了多项找矿突破。由此,肖克炎科研团队在国际SCI期刊上发表了论文106篇,获得发明专利24项,软件著作权27项,6人获得省部级及以上荣誉称号;培养了博士后5人、博士50余人、硕士100余人,为相关行业、企业输送了大量高素质人才。同时,举办各类培训班40余次,培训了行业、企业技术骨干近千人,他本人还在商务部举办的“一带一路”非洲预测方法培训班中多次授课,近千名国外地质专家聆听相关课程。这些工作和成果在学术界产生了广泛的影响,为矿产预测定量化发展作出了重要贡献。

    未来:发展人工智能预测技术是“创新的高地”

    所谓矿产预测,就是在现代地质成矿理论指导下,对预测区的地质、地球物理、地球化学、重砂和遥感等各种成矿信息进行提取解译,并使用先进的多元统计方法和计算机技术进行综合,从而确定成矿有利地段和靶区,并最终估算其矿床数和资源量。

    在如今的矿产预测领域,很少有人不知道MRAS(矿产资源综合信息评价系统)和MinExplorer(探矿者软件)。这套由肖克炎带领团队在全国矿产资源潜力评价项目实施期间自主开发并拥有全部核心技术与知识产权的矿产资源预测评价系统平台,打破了国外在此领域的技术壁垒,填补了我国矿产预测信息化领域的空白,已被全国32省(区、市)的上千家地质调查单位全面应用。 

    探矿者软件(MRAS3.0)赠送仪式

    科学的探索从来都是循序渐进、厚积薄发。

    早在1996年,肖克炎申请承担的“基于GIS平台矿产资源评价辅助决策系统”,在国内首次提出将传统矿产资源评价与现代地学信息技术相结合的研究思路并研制了MRAS软件系统;2002年,肖克炎承担国家863项目“地学空间信息三维可视化系统”,通过基于GIS的资源评价分布式网格计算,开始了对“探矿者”软件核心技术的研发与积累;2006年~2013年,“探矿者”在全国危机矿山找矿专项中推广应用,形成了矿床勘探3DEM储量估算系统;之后,“探矿者”升级为v3.0版本,实现了对三维数字矿床模型及深部矿产资源的立体预测评价。

    MRAS打通了矿产资源评价的GIS工作流程,实现了多源信息变量自动赋值及预测单元自动划分,彻底地改变了以往在预测单元选择、变量研究过程中进行矿产资源统计预测的费时费力的工作环境;而探矿者软件,则是一套适合地质矿产勘查、三维可视化智能分析、三维预测评价系统,其自主研发的三维矿产勘查评价智能地质制图、三维地质建模、三维可视化等底层核心技术,实现了从二维平面预测向三维空间立体预测转化,也使传统统计预测要几个月完成的工作,缩短到几天就可以完成。

    这些,都颠覆性地提升了地质工作中矿产预测的工作模式、准确度以及经济性。

    探矿者地质矿产勘查软件系统(MRAS v3.0)

    30多年对矿产预测数字技术的研发与应用,让肖克炎深深地体会到了“大数据驱动”已成为新的科学范式,而对前沿科学极为敏感的他则清晰地意识到,发展新一代人工智能预测技术是当前资源评价领域创新高地,地质找矿工作智能化已是“奔腾的江河”,必然势不可挡、必然汹涌向前。

    如今,在“人工智能+”找矿的大趋势中,肖克炎又针对战略性矿产资源开始了新的研究探索——通过战略矿产项目“战略性矿产资源大数据综合信息预测与找矿勘查示范”,针对锂、钴、镍等11个战略性关键矿产资源,创新大数据预测评价基本理论、方法流程、预测模型及成果表达等,研发智能地质预测模型和大数据精准预测技术,创新资源评价知识驱动和数据驱动双引擎,突破智能地质模型预测计算机关键技术,形成新一代智能战略性矿产评价软件系统,解决资源评价软件卡脖子难题。

    又是一场硬仗。在今后的4年中,肖克炎将带领项目团队,完成战略性矿产超常富集机理及成矿模型研究、战略性矿产大数据综合信息提取与智能预测方法技术研究、战略性矿产数字矿床模型及预测评价系统平台研发、战略性矿产重点成矿区带资源潜力定量评价、战略性矿产重点矿集区三维预测与找矿勘查示范等课题,继续推进矿产资源大数据智能预测评价水平,为国家提供更多的找矿新靶区,尽快找大矿、找好矿、找急需的矿提供重要支撑。

    熟悉肖克炎的人都知道,他有着地质人的豪迈大气,也有着数学家的精细严谨,既有身为学者的“勇攀高峰、敢为人先”,又有作为教师的“春风化雨、玉汝于成”。30多年来,被同事、学生称为“拼命三郎”的他,始终把李四光等地质先辈的科学家精神视为榜样和指引,以服务国家需求为己任,勇于创新、勤于实践,全身心地投入到了“推动矿产预测理论技术进步”的事业中,而未来,面对国家对能源矿产资源的全新需求和日新月异数字技术的不断召唤,他以科技创新驱动大数据智能预测方法研发的步伐也将更加坚定。

     

    深耕资源评价智能化——记第十八次李四光地质科学奖...

    党的十九大以来,科技体制改革成为推动我国经济社会高质量发展的重要支点之一。2017年国务院印发《深化科技奖励制度改革方案的通知》,其中提出,科技进步奖评选要围绕创新性、应用效益和经济社会价值,定标定额,以鼓励科技人员潜心研究。

    在2018年国土资源科学技术奖评选中,自然资源部充分适应新形势、新要求,共评选出63项获奖成果,其中一等奖7项。从本次获奖的项目成果来看,科研人员围绕用科技解决资源环境约束、提升国土空间管理治理能力等,创新开展了丰富且卓有成效的实践,多个项目成果体现了产学研合作、中央-地方协调联动的公益性地质工作。

     

    成矿规律研究思路和就矿找矿基本思路

    自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”),在2018年度国土资源科学技术奖评选中硕果累累,共斩获2个一等奖、1个二等奖3个奖项。“全国一共7个项目成果获得一等奖,资源所一家单位就占有两席,确实厉害!”有专家在接受记者采访时也不由发出了赞叹。

    “全国重要矿产和区域成矿规律研究”项目是资源所本次获得一等奖的项目之一。记者近日专程来到资源所,采访了该项目的负责人——该所稀有稀土贵金属研究室主任王登红研究员。王登红表示,该项成果得益于部、局科技创新体制机制改革的引导与促进,更是团队合作的结晶。

    据了解,“全国重要矿产和区域成矿规律研究”项目是我国首次在国家层面开展区域成矿规律科学研究的工作,有效保障了“全国重要矿产潜力评价”工作的顺利完成。其相关成果不仅为摸清我国铁、铜、铝土矿、钾盐等重要矿种的矿产资源家底提供了理论指导,填补了成矿规律研究方面的一系列空白,开创了众多全国乃至全世界科技创新、理论创新、技术创新的先河,是我国矿产资源领域一项里程碑式的科研成果,更是为深部找矿、整装勘查、“三稀”矿产资源调查实现新突破提供了有力地科技支撑。

    项目培养了研究生24人,发表论文168篇,出版专著11部,其中《中国重要矿产和区域成矿规律》获得了第六届中华优秀出版物奖,也成为了目前唯一一部获此殊荣的地质矿产类图书。

    立足国家战略需求不断创新

    “在开展这项研究工作之前,成矿规律研究曾被很多人认为是‘拍脑袋的艺术’。这个项目起点高、涉及面广、难度大,是我国矿床学界有史以来罕见的一项全国性系统工程。”王登红介绍说,在此之前,大范围地开展成矿规律研究工作尚无先例,因此项目开始之初整个团队背负着“不小的压力”。

    亚瑟·柯斯勒曾说:“天才的主要标记不是完美而是创造,天才能开创新的局面。”艰巨的任务摆在王登红面前,对于他所带领的这样一支平均年龄不到40岁的朝气蓬勃的队伍来说,有压力,但对应的也是更大的创造的空间。经过8年的科技攻关,一系列创新成果如汩汩涌泉,为发展我国成矿学理论、提升成矿预测和潜力评价水平发挥了重要作用。

    据了解,在工程技术方面,该项目首次研发了统一的技术要求,集成创新了成矿规律研究思路和方法,设计并实现了全国23个主要矿种多要素编图的综合图例及编图标准化,弥补了行业空白,为指导全国的成矿规律研究提供了技术规范。

    在成矿规律方面,该项目重新划分了全国3个级别的成矿区带,首次实现了陆域和海域国土面积成矿带划分的全覆盖,系统总结了16个成矿省和17个单矿种(组)的全国性成矿规律,显著提升了我国成矿规律研究总体水平。

    在成矿理论方面,该项目提出了华南中生代新“三源成矿”理论,阐明了华南成矿省区域成矿规律和地球动力学新机制,建立了华南成矿省区域演化模式;提出了低温成矿域多期成矿模式,发现和探讨古老板块两侧对称成矿机制,显著提升了对区域成矿规律的研究程度和认知深度。

    在成矿预测方面,该项目提出了矿产预测类型、白钨矿趋势线等若干新概念、新认识,建立了典型矿床的描述性模式、成因模式和评价找矿模型,为指导找矿预测提供了理论基础,为矿产资源潜力评价提供了科学依据。此外,该项目还提出了“矿产预测类型”的概念及其划分方案,有效指导了找矿预测;提出了“五层楼+地下室”等找矿勘查模型,拓展了找矿思路,为深部探测提供了理论指导等。

    该项目成果还创新了同位素年代学测试技术方法,首次构建了中国成岩成矿年代学谱系。

    中国工程院院士裴荣富对该项目成果高度评价,认为该研究提出的“五层楼+地下室找矿模型”,对于指导深部找矿具有重要意义,可有效地指导找矿勘查部署工作;首次通过精确的同位素年代学资料刻画出中国矿床的成矿演化历史轨迹,构建了中国成岩成矿年代学谱系,为建立区域成矿谱系和深化区域成矿规律研究提供了方法和实现的途径。

    重视人才培养传帮学带

    团队——这是记者在采访中听到最多的一个词,不管是王登红自己,还是与他一起工作的同事、学生,总会不自觉地把项目成果和荣誉归结于集体智慧,记者能够感受得到,这决不是客套。

    王登红带领的这个科研团队秉承着一种精神:他们敲山问石、倾尽心血奔赴在祖国的崇山峻岭、戈壁荒漠之中,掘地求宝;他们不畏酷暑严寒、风沙雨雪,以星空为伴,与大地为侣,只为在大自然中找到造福人类的矿产资源;他们怀着一颗为国家为民族的胸怀、为理想为信念的意志、不怕苦不怕累的精神,任劳任怨,数十年如一日,一心只为地质事业,不做出成效决不回头。

    据了解,截至目前,这个团队开展过野外地质调查的矿产地已经有600余处,在全国各地几乎都留下了他们的足迹,提出了23个主要矿种的矿产预测类型划分方案,厘定出了388个矿产预测类型,指导了23个单矿种(组)成矿带划分和成矿规律研究,总结了17个成矿省的成矿规律……

    俗话说,以身作则胜于口头训诲。一个团队的成功离不开一个优秀的带头人,王登红就是这样一个用实际行动影响身边人的典型。用他学生的话来说,“王老师不仅知识渊博,为人也十分温润谦和,深受同学们的尊敬和喜爱。”作为自然资源部中国地质调查局评选的首批“杰出地质人才”之一,王登红为多个项目的主要成员,确实很忙,但他也从不忘记自身的责任和使命,尽心尽力为年轻人搭建平台。他常常挂在嘴边的一句话说:“你们这些年轻人赶快成长起来吧,国家需要你们。”

    “经过王老师修改的报告和论文常常是满满的注释和建设性的意见,大到报告和论文整体的课题把控,小到语句的表述,甚至是标点符号,他都会改出来。”从2009年到资源所工作,加入王登红团队已近10年的黄凡博士对此深有体会:“我刚到资源所时,被王老师安排出野外学习,本以为正值暑期,可以提前回京,于是在野外只待了一星期就返回单位了。王老师知道后,严厉地批评了我,当时我才明白王老师对待工作上的事从不含糊,交代的工作一定要认真完成。”

    团队成员刘丽君博士也讲了一个故事。她说:“王老师在做颈椎手术期间,看到核磁共振造影剂药物里含有稀土元素,眼睛瞬间就发光了,生病之余还查阅了该药物的相关资料,从一件药品的使用拓展到一种资源的开发利用和现状,这充分体现出一个科学家的家国情怀和触类旁通的科学素养。他就是这样一位心怀家国的科学家,以老百姓的视角想着怎么把科研工作运用到生活中,怎样跟老百姓生活密切相关。”

    团队成员代鸿章博士回忆起跟王登红一起出野外的情景时说:“王登红老师是一个工作起来忘记自己身体疼痛的人,别人身体不适他会很紧张很关切,自己身体不适却只会闷声忍着。有一次,我们在海拔4500米左右的川西甲基卡矿区开展野外工作,刚上山王老师就开始安排工作,讨论问题时并没有觉得他有什么不正常,但仔细观看就会发现,他因为高原反应而嘴唇发乌、脸色苍白,同学们让他原地休息,他却说自己没事。”

    一个在工作上无私奉献、笃定忘我的人,生活中又是什么样呢?刘丽君对记者说:“在生活中,王老师对学生的关心是无微不至的,但在野外共处时的点点滴滴却更让人感动。我觉得王老师不仅是老师,更像是一位慈父。每次和王老师一起出野外的时候,他总是走在前面,先查看地形地貌,害怕大家不熟悉路况,出现什么意外,不仅自己的东西自己拿,还抢着跟大家一起背地质样品。他就是这样宽以待人,严以律己,希望学生们能多学一点,也尽可能地为学生们遮风挡雨。”

    王登红就是这样一个热爱地质事业的人,他的学生说:“老师都这么努力,身为学生的自己有什么理由不去奋斗呢?”在他的学术指导和言传身教下,团队中的年轻人得到了充分锻炼,取得了优秀的成绩。

    据了解,在王登红培养的学生中,有很多人荣获了程裕淇优秀研究生奖、优秀学位论文等奖励,还有一些人在找矿勘查实践中取得了较大突破,于扬博士就是一个很典型的例子。在王登红的指导下,于扬在赣南通过6年坚持不懈分季度的采样监测,基本查明了离子吸附型稀土开采对环境尤其是水环境影响的各种因素,建立了稀土矿山环境评价的理论模型与SMAIMA工作方法体系,即:野外调查(S)-实验测试(M)-特征分析(A)-指标体系构建(I)-模型研究(M)-综合评价(A),为矿山环境评价和治理提供了新的技术平台。

    随着团队的不断壮大,团队间的业务交流就显得尤为重要,该团队建立并实施了周例会制度。据代鸿章介绍,此想法产生于王登红给年轻人修改文章的过程中,他考虑到团队中成员普遍较年轻,参加工作的时间较短,且每个人遇到的问题不同,如一一单独解答,费时费力且效率不高。因此,他提出,要建立一套长期高效的业务交流机制,于是每周的例会就这样开始了。据了解,团队每次例会内容丰富、主题鲜明、目标明确,大家在交流中发现问题,分享经验。更加难能可贵的是,经过多年如一日的坚持,这项交流活动已经成为了王登红团队的一个传统和特色,甚至在全资源所都起到了很好的示范作用。

    继往开来再创佳绩

    古人云,千人同心,则得千人之力。就是这样一个不到20人的团队,他们齐心协力取得了一个又一个成就,用自己的言行践行着“责任、创新、合作、奉献、清廉”的新时期地质工作者核心价值观。虽然,有时候因为常年在野外工作,他们错过了很多所谓的“机会”,但那并不妨碍他们默默无闻奉献自己的青春,也不影响他们在自己的工作岗位上创造奇迹。

    “我们做地质工作是为了勘查野外地质情况,为下一步的矿业开发提供第一手准确的信息,而不是为了追逐名利。”“我们要及时把科研成果转化成能造福百姓的实实在在的东西,做地质工作就是要造福人类。”当记者问到如何在工作中去找到心理平衡时,团队成员们基本都用王登红的这两句话进行了回答。

    立足基层、服务基层,他们以自己的实际行动参与精准扶贫工作,为推动当地经济社会的发展贡献着自己的力量,他们始终牢记自身职责使命,以“找大矿、找好矿、好找矿”为宗旨,以国家重大战略需求为导向,在平凡的工作岗位上尽心尽力,扎根于人民大众的生活中。

    王登红表示,新时代,团队还有更多的事要做,下一步团队要在两个方面继续努力:一是全国重要矿产成矿规律研究,要动用全国地质工作者之力,系统总结自新中国成立以来的钨、锡、铜、金等18个矿种的成矿规律,继续研编《中国矿产地质志》,进一步完善成矿系列理论体系,提升我国在地质矿产资源领域的研究水平,指导地质找矿取得新突破,为我国经济社会发展提供矿产资源安全保障,为中央、各级地方政府制定矿业发展规划提供技术支撑;二是全面了解、掌握我国“三稀”资源现状、成矿规律、供需形势、主要应用领域和利用技术及其发展趋势,分析“三稀”金属矿产开发利用关键技术研发需求,指导“三稀”金属成矿区带远景调查和重要找矿远景区调查评价,实现找矿新突破,建立“三稀”矿产资源勘查、开发评价指标体系,为国家提供“三稀”资源后备基地,促进我国战略新兴产业发展。

    采访时记者还了解到,为贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于进一步完善中央财政科研项目资金管理等政策的若干意见》和《国务院关于优化科研管理提升科研绩效若干措施的通知》等精神,促进国家、部局科技创新政策的落地生效,资源所正在修订相关管理办法,包括简化财务报销流程、强化科研项目绩效评价等,对像王登红这样的优秀团队给予倾斜,加大项目成果奖励力度,不断加强人才队伍建设,充分做到为科技人员“松绑”,全力保障他们开展科技创新,全身心投入地调科研工作,培养一支坚强有力的科研团队,孕育产生一批具有宏观影响的重大成果和整装成果。

    资源所青年科研人员是资源所发展的主力军。该所以学科建设为核心,以体制机制创新促进人才队伍建设,依托重点实验室这一科技创新平台,通过举行青年座谈会、聘请专家讲座等形式,为青年科研工作者搭建展示自己及成果的舞台,增强学术氛围,激发青年创新活力,提升科技创新能力,助力资源所各项事业的高质量发展。

    剑炼八年终成利器——“全国重要矿产和区域成矿规律...

    中国地质科学院矿产资源研究所日前在内蒙古浩尧尔忽洞金矿,通过综合信息三维定位预测优选的深部靶区,经企业钻探验证发现金矿体,经济效益显著。

    浩尧尔忽洞金矿是华北陆块北缘中段中元古界白云鄂博群中的低品位超大型金矿床,矿床成因和找矿靶区优选是亟待解决的科学和实际问题。项目组通过典型矿床详细解剖研究,确定矿床成因属晚二叠世造山型金矿床,指出中元古界白云鄂博群比鲁特组下部黑色岩系和脆-韧剪切带是主要的控矿因素;在前期矿床地质模型研究成果基础上,运用大数据科学研究新范式思维,实践了矿山三维深边部找矿预测相结合的地质找矿工作新模式,提交了4个深部预测靶区和1个外围找矿靶区。

    矿山企业对东矿段西部找矿靶区开展钻探验证发现金矿体,单钻孔揭露矿体累计真厚度40~51米,平均品位0.63-0.82克/吨,找矿效果显著。

    上述应用实例充分说明,大数据智能化技术与传统地质找矿知识创新融合,将引领推动地质调查现代化发展,激活矿产资源勘查开发效能,支撑新一轮找矿突破战略行动取得更多、更大成果。

     图1 浩尧尔忽洞金矿成矿模型

     

    图2 东矿段深部成矿预测,圈定2处找矿靶区

     
    “大数据+”技术助力矿山取得重要找矿突破

    加拿大矿山。 张锦洪 摄

    澳大利亚矿石港口

    目前,世界各国高度重视关键矿产(也译为“危机矿产”),国际机构、政府部门、行业组织和科研院所均从不同侧面开展了专项调查或研究。

    关键矿产是出于资源、经济、环境、技术等各种原因而导致供应上可能存在一定障碍和风险的矿种,具有重要性、战略性、稀缺性、动态性等特点,是现代化经济体系建设急需、生态文明建设必需、新能源等新兴战略产业发展特需的矿种。

    世界主要国家管理关键矿产在战略、清单、风险、政策等方面都有各自的经验,对我国关键矿产的研究和管理工作具有借鉴意义。

    1 战略管理

    当前,世界范围内对关键矿产的理论研究、评估方法、产业政策等方面的管理,已经上升到全局、系统、长远的战略高度,逐步形成了各个国家或地区关键矿产发展战略。

    美国:将确保关键矿产安全和可靠供应上升为联邦战略

    2008年,美国国家科学研究委员会发布《矿产资源、关键矿产和美国经济》研究报告。2011年,美国能源部发布《关键矿产战略》研究报告。2017年,美国总统特朗普签署《关于确保关键矿产安全和可靠供应的联邦战略》总统行政命令,强调关键矿产是对美国经济和国家安全至关重要的非燃料矿产或矿物原材料,如果没有这些矿产资源,将会对美国经济和国家安全产生重大影响。

    研究数据表明,美国拥有大约价值6.2万亿美元矿产资源储量,但每年仍进口近70亿美元矿产品,美国军工部门每年需要进口75万吨矿产品,包括夜视镜使用的镧、光学跟踪设备使用的铍、防弹衣使用的镍和阿帕奇直升机使用的银。调查表明,美国90%的制造业高管对能否及时获得所需关键矿产表示担忧。美国地质调查局数据表明,42种非燃料矿产中,有11种净进口依存度高于90%,而且国外生产高度集中,对新兴技术来说是不可替代的矿种。因此,美国将确保关键矿产安全和可靠供应上升为联邦战略。

    欧盟:以安全获取关键原材料为目标

    欧盟于2008年发起《原材料倡议》,提出以安全获取关键原材料为目标的关键矿产战略。2010年,欧盟定义“关键原材料”是经济意义重要的、供应风险高的非燃料矿产或矿物原材料。欧盟委员会(欧盟唯一有权起草法令的机构)于2012年起6年内先后发布《为欧洲未来福祉提供原材料》《迈向循环经济》《关于欧盟循环经济行动的报告》《投资智能、创新和可持续发展工业——重新制定欧洲工业政策战略》《关键原材料和循环经济报告》,均涉及关键矿产发展战略。

    其中,关键矿产发展战略要点包括:支撑欧洲工业政策,提振欧洲工业竞争力;加强新矿山开发,增加关键原材料产量;促进关键矿产有效利用和再循环,将循环经济作为欧盟优先领域;提高欧盟各国各机构和广大投资者对关键原材料潜在供应风险和发展机会的认识;在贸易谈判、处理纠纷过程中重点关注关键矿产进口依存度,在实施《2030年可持续发展议程与目标》中充分发挥关键原材料的作用。

    欧盟成员国也相继制定关键矿产发展战略。比如:《法国战略金属计划(2010)》《德国原材料战略(2010)》《荷兰原材料政策(2011)》《葡萄牙地质资源和矿产资源国家战略(2013-2020年)》《瑞典关键矿产发展战略》《芬兰矿产资源战略(2010)》等。

    英国:提出以关键矿产为重点的自然资源联合战略

    英国《资源安全行动计划(2012)》是一项自然资源联合战略,详细介绍英国政府认识到关键矿产的重要性和必要性,加强国家资源战略和关键矿产的评估研究,为企业提供解决关键矿产供给风险的行动框架,建立一个在政府与现有伙伴关系基础上的关于自然资源问题的行动计划。2018年7月,英国政府发布《国家规划政策框架》强调,促进关键矿产的可持续利用,为国家发展的需要提供足够的矿物供应,并对此制定专门的规划和政策。

    澳大利亚:战略强调抢抓机遇、发挥优势、延续繁荣

    澳大利亚是一个大宗矿产品主要出口国,2018~2019年度,资源和能源出口总额将创下2520亿澳元的新高。该国2013年发布研究报告《高科技世界的关键矿产:澳大利亚供应全球需求的机会》,分析了澳大利亚关键矿产的资源潜力,认为关键矿产是对全球及主要经济体发展至关重要的矿产资源。2018年,澳大利亚“资源2030工作组”发布近20年来最新一份国家资源声明《澳大利亚资源:确保子孙后代的繁荣》研究报告。研究报告高度重视电池产业和其他关键矿产下游产业,进一步强调寻找生产、加工和出口新材料的机会。

    日本:战略要求高度重视海外矿产资源可靠供应

    2012年,日本政府发布《矿产资源安全战略》,其战略重点是安全有效地从世界各资源国家获取关键矿产,战略要求是政府高度重视海外矿产资源的可靠保障。在《矿产资源安全战略》指导下,日本当年就与越南签署了在越方境内联合勘查稀土的协议。

    2 清单管理

    近年来,世界各国关于关键矿产评估方法的研究比较活跃,并在实际操作中运用相关模型形成了关键矿产的目录清单,成为关键矿产管理的重要手段和基本方法。

    国外关键矿产目录概况

    2011年,美国能源部分析了风能涡轮机、电力汽车、太阳能电池和节能照明设备所需要的14种关键矿产。2016年,美国国家科学技术委员会发布《关键矿产的评估方法和初步应用》研究报告,确定了32种关键矿产目录,其中对铂族金属的研究更加充分,对硅以及有关合金高度重视,在关键矿产目录中突出铂族金属、硅及有关合金的排序。2018年,美国内政部公布新的关键矿产目录共35个矿种,与2016年目录相比增加了砷等非金属,以及铀、锂、铷、铯等高技术产业应用广泛且发展前景看好的矿产。

    2010年,欧盟发布关键原材料评估方法,决定建立关键原材料目录,并且每3年一次更新目录。2011年评估出14种关键原材料,2014年评估出20种关键原材料,2017年从61个原材料中评估出27种关键原材料。

    澳大利亚资源能源和旅游部结合自身国情和矿情发布关键矿产目录,评估分为一类和二类资源关键性指数。2013年,澳大利亚地质调查局确定了稀土、铂族金属、钴、镍、铬、锆、铜、铟等22种关键矿产目录。

    英国地质调查局在2011年和2012年研究矿产资源供应风险指数,并定期进行关键矿产目录更新。英国地质调查局的评估方法不断改善,2015年确定了稀土元素组、锑、铋、锗、钒、镓、锶、钨、钼、钴、铟等40种关键矿产目录。

    国外目录清单主要特征

    一是关键矿产目录中的矿产种类,大多数大宗矿产不在目录之中。而铜和铝这两种20世纪的大宗金属,在21世纪仍将有较大的需求量,主要原因是能源产业发展的驱动,特别是电动汽车和输配电、电缆等领域的需求。这在一定程度上也表明,随着全球的经济发展和技术进步,经济结构调整和产业结构升级,所需要的矿产种类在发生变化。

    二是关键矿产目录中的矿产种类,非金属矿种数量不多但相对集中。主要包括天然晶质石墨、萤石、重晶石、硅藻土、滑石等少数几种特种非金属。与金属矿产相比,非金属矿产的开发利用仍然存在很大程度的不足,这需要材料技术方面的重大创新与突破。

    三是关键矿产目录中的矿产种类,相似度非常高的矿种是“三稀金属”。主要包括稀土、锂、钴、镍、锰、钨、铍等稀有、稀土和稀散金属。这些都是未来国际竞争的重要矿种,是高新技术发展的关键矿种,是生态文明建设的必需矿种。

    四是一些国家或地区将不少特种金属合金列入关键矿产目录。合金元素指的是在冶炼金属的过程中加入一定数量的一种或多种金属或非金属元素从而获得材料的特殊性能,如提高强度、改善抗氧化性能、提高塑性和工艺性能等,而这些添加进去的辅助性元素材料就叫作合金元素。

    五是关键矿产目录是动态的,不同关键矿产的危机性也是动态的。这主要取决于技术的进步和产业的调整。比如,欧盟委员会关键矿产目录,原则上每3年调整一次,每次调整时,可能增删一些关键矿产的种类,也可能对一些关键矿产的危机性进行调整。比如锂,在早期一些关于关键矿产的研究报告中,或者将锂排除在外,或者评估锂的危机性较低,但随着电动汽车的发展,近期一些关于关键矿产的研究,均将锂列入目录之中并加以重点分析和研究。

    3 风险管理

    近年来,全球范围内围绕关键矿产竞争日趋激烈,并呈现复杂化、扩大化的态势。强化关键矿产风险因子管理,成为各国政府矿政管理的重点工作。

    重点矿种是关键矿产管理重中之重

    美国地质调查局研究的42种非燃料矿产中,国内资源或产能无法满足国内需求的矿种有11种,包括铼、铂、钯、钛、锰、铬、锂、锆、钽、铌、铑,都是在现代社会发挥重要作用的关键矿产。

    未来的资源冲突和供给风险则可能更多地集中于对某些非燃料矿产的竞争,比如锂、镍、钴等,其原因是这些危机性十分突出的重点矿种的广泛运用,使得一批又一批新兴技术成为可能或现实。例如:锂是电动汽车的重要燃料。研究预测,2035年全球锂需求量可能比2017年增长30倍,未来关于锂资源的市场竞争将非常激烈。由于电池中含镍钴锰三元材料,未来镍需求量也将会大幅度增加。而钴作为一种非常稀缺的矿产,2016全球钴消费中用于电池生产的钴的比例上升至46.5%。

    净进口依存度是关键矿产管理的基本因子

    美国地质调查局认为,净进口依存度是量化一个国家对某种矿产品来自国外的消费量,可以观察国外来源的关键矿产的潜在供应中断风险。2017年,美国地质调查局提供了90多种非燃料矿产和原材料的生产、消费和进口依存度数据,将这些数据合并为每种矿产品的“净进口依存度”,对美国关键矿产进行分析,并提出满足美国关键矿产需求的建议。

    生产集中度是关键矿产管理的重要指标

    生产集中度,是指某个行业的相关市场内若干家最大的排名靠前的企业所占市场份额的总和,是对整个行业的市场结构集中程度的测量计算,是市场实力的重要量化指标。在美国等国家或地区关键矿产评估方案中,生产集中度是主要指标。

    根据美国地质调查局的数据,全球70%的锂资源储量在智利、玻利维亚和阿根廷,锂矿生产的国家集中度已经远远高于10年前水平,由此导致锂矿供不应求,价格维持强势。另外,2017年刚果(金)钴矿资源占全球钴储量和产量的50%和60%。

    地缘政治是关键矿产风险的一个瓶颈

    地缘政治是根据各种地理要素和政治格局的地域形式,分析和预测世界或地区范围的战略形势和有关国家的政治行为,把地理因素视为影响甚至决定国家政治行为的一个基本因素。在世界范围的关键矿产竞争中,地缘政治往往发挥出难以预测的作用。对于政府主导自然资源海外投资尤其是关键矿产投资的国家而言,总体上看,更加关注地缘政治而非市场意义,使地缘政治成为关键矿产供给中断的突发风险和管理瓶颈。以钴为例,当前全球最大的钴供应国刚果(金),政局时有动荡,政府治理指数扭曲,导致钴供应风险加大。

    综合协调是关键矿产风险减缓的有效途径

    一是各国政府在关键矿产竞争中扮演着重要角色。美国于1970年颁布相关法律,强调提振美国矿产资源产业,促进国内矿业发展,积极开展循环利用;1980年又提出确保涉及国家安全和经济发展的关键矿产的稳定供应;近几年特朗普签署总统行政命令,高度重视关键矿产问题。其他各国政府矿政部门在关键矿产管理也中积极作为,其主要职能是确定关键矿产目录清单,开展关键矿产调查评价,简化矿业权审批程序,营造良好投资环境,促进关键矿产勘查,鼓励关键矿产开发。

    二是学术界在关键矿产研究中发挥出基础性作用。关键矿产是全球矿产资源政策研究的热点课题。比如:美国国家科学研究委员会2008年发布研究报告和矿种目录;白宫成立危机原材料研究小组,主要职能是推进关键矿产基础研发,促进关键矿产供应多样性,提供关键矿产市场风险信息,建立联邦基金,评估市场风险,提供决策支撑。

    三是矿业界将矿产勘探开发的重点向关键矿产转移。2014年,英国石油公司BP公司发布研究报告,其特点是从能源消费角度予以考虑,分析未来可能出现的新能源消费路径,加大关键矿产勘探开发的投入。

    4 政策管理

    目前,世界范围内的关键矿产管理政策,可以概括为扩大国内供给、稳定全球供应、加强循环利用、推进技术研发等4个方面。

    扩大国内供给

    一是加强国内关键矿产资源评价。美国开展了现代历史上首次关于关键矿产的全国地质调查。欧盟提出建立原材料战略数据库,通过有效畅通的数据来支撑矿产资源评价。利用欧盟资助的各类项目,提供有关地质信息,以支持获取关键矿产的空间土地利用计划。2010年欧盟特设改善矿产资源开采框架条件工作组,实施相关计划,其目标都是评价尚未查明储量的矿产资源,重点是关键矿产。

    二是鼓励开展国内关键矿产勘查。美国强调查明关键矿产新的来源,确保美国矿业公司和生产企业可以采取电子方式获得美国国土范围内最先进的地形、地质和地球物理数据。欧盟鼓励成员国增加国内采矿业投资,加大关键矿产勘查力度。

    三是简化关键矿产矿业权审批流程。美国要求精简矿业权租让和许可程序,加快关键矿产资源准入速度,推动勘探、生产、加工、回收和冶炼进程。欧盟鼓励成员国制定矿产资源政策,使得矿产资源勘查和开发审批流程更加有效、清晰、易懂,简化行政程序。

    稳定全球供应

    稳定全球供应是世界主要国家保障关键矿产供应的重要手段。提高国外来源的关键矿产保障程度,是各个国家对关键矿产关注的重点,也是关键矿产管理的要点。美国政府明确提出,改变关键矿产依赖国外供给的格局,欧盟的主要目标是加大国外关键矿产供给力度。稳定全球供应、降低国外供给风险,成为各国关键矿产管理的重要任务。

    加强循环利用

    当前,全球关键矿产最终产品的回收率很低,许多情况下不到1%。世界各国都在研究制定和积极实施关键矿产最终产品回收利用的措施,形成全产业链的高效回收利用,推进循环经济。欧盟于2015年提出《迈向循环经济》报告,2017年提出《关于欧盟循环经济行动的报告》,2018年提出《关键原材料和循环经济报告》,大多涉及关键矿产最终产品的回收利用。

    推进技术研发

    目前的研究,以减少关键矿产使用强度、寻求替代技术突破等创新创造为主,重视基础性研究,促进清洁能源发展,拓展关键矿产供应多样性。美国地质调查局全面开展全球评估,确定关键矿产新的资源,关注矿产品使用效率、替代、回收等技术。日本经济产业省与资源开发企业和大学合作,促进关键矿产的高效使用和循环利用。欧盟《原材料倡议》提出后,已经实施56个项目,其中技术类项目2.67亿欧元,包括勘探、开采、选冶、替代性、废弃物处理等技术;非技术类项目2830万欧元;国际合作750万欧元。

    启示与建议

    加强关键矿产调查研究及勘查工作

    鉴于国际经验,建议我国提高对关键矿产工作的重视程度,加强关键矿产的调查研究及勘查工作。

    一是建议组织专门力量,进行关键矿产目录编制研究。对此,要建立专责小组,确定关键矿产评价指标体系,提出关键矿产清单,尽快形成我国关键矿产目录。同时,加强对备选关键矿产的形势分析,加强跟踪监测、预警和研判,有针对性地提出关键矿产的发展战略和产业政策。

    二是抓好关键矿产潜力调查评价与规划。建议针对重点地区、重要成矿带加强关键矿产资源潜力调查评价,加强关键矿产成矿理论模型研究,摸清我国关键矿产资源潜力,并以此为基础做到关键矿产资源潜力调查工作制度化。

    三是加大关键矿产勘查力度。建议将关键矿产勘查作为今后“找矿突破战略行动”的主攻矿种,进一步创新找矿机制,采取积极有效的激励措施,吸引社会资本对关键矿产勘查的投入。对此,要重视理论及方法、机制创新等研究,着重加强绿色勘查工作,为提高关键矿产国内保障能力奠定扎实的资源基础。

    四是制定相应的关键矿产矿业权制度。建议在深化矿产资源管理制度改革过程中,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,优化矿业权出让流程,完善矿业权出让收益标准,降低企业矿业权获取和持有成本,加快关键矿产地质调查成果的应用转化,尽快将找矿靶区转化为可以向社会出让的探矿权。

    五是加强关键矿产全流程和生命周期管理。建议确立跨部门协调机制,由资源管理部门、产业管理部门乃至境外投资促进部门采取统一政策和目标导向,确保关键矿产的安全稳定供应。同时,要采取多种政策手段加强技术研发工作,重点是关键矿产的高效利用和循环利用以及替代品研究,提高国内关键矿产资源的勘查开发和利用效率。

    六是优化境外关键矿产资源战略布局。加强对国外关键矿产战略布局研究和前期基础调查,引导企业“走出去”获得矿权。尤其要关注“一带一路”沿线国家集中度高的关键矿产,如南美铜、锂矿,非洲的镍、铜及钴矿等,要作为战略布局的重点。

    作者单位:中国地质调查局发展研究中心(自然资源部矿产勘查技术指导中心)

    从战略高度谋划对策保障供应

    2018年11月18-21日,第五届全国矿田构造与深部找矿预测学术研讨会在江西省南昌市召开。会议由中国地质学会地质力学专业委员会、中国地质学会构造地质与地球动力学委员会和国际矿床成因协会矿床大地构造委员会等单位发起,由中国地质学会主办,自然资源部中国地质调查局地质力学研究所和东华理工大学等单位承办。会议旨在展示和交流近四年来我国矿田构造研究新成果和新进展,总结找矿经验,协力推动我国矿田构造理论研究和深部找矿预测工作的发展与创新。

    自然资源部中国地质调查局地质力学研究所、东华理工大学、国家自然基金委、江西省地质学会等单位相关负责同志分别致辞,翟裕生院士、康玉柱院士、毛景文院士莅临指导,相关单位和行业的领导专家出席了会议。

    地质力学所所长在致辞中指出:当前,党和国家对新时代地质事业提出了新的要求。新时代地质调查面临“三大转变”,服务方向从过去以支撑服务矿产资源管理为主向支撑服务包括矿产资源在内的自然资源管理转变,指导理论由传统的地质科学向地球系统科学转变,发展动力由主要依靠承担项目向主要依靠科技创新和信息化建设转变。新时代矿田构造研究进入了以系统化、深层次、多领域、定量化为特点的新的历史阶段。地质力学理论指导紧缺能源和资源勘探,服务中国铀矿、铁矿、金矿等找矿工作,为国家重大战略和当地矿业开发做出了重要贡献。他表示,地质力学研究所将抓住新时代赋予的机遇,在地质工作转型升级中发挥地质力学矿田构造研究的科技引领和实践指导作用,希望和大家同心同向、共同携手为新时代矿田构造研究在找矿勘查中献计献策,在矿业开发中贡献谋略,在国家能源发展中贡献智慧。

    中国科学院院士翟裕生教授作了题为“深部找矿的矿田构造研究”的大会报告。翟裕生院士从深部找矿的重要性、理论依据、科学意义和实例等方面进行了阐述,指出矿田构造研究对于深部找矿具有重要意义,呼吁重视和加强矿田构造研究。中国工程院院士康玉柱研究员作了题为“地质力学理论的创新与实践”的大会报告,回顾了地质力学思想指导下的塔里木盆地油气勘探突破的历程,介绍了全球构造体系研究的最近进展。中国工程院院士毛景文研究员作了题为“成矿理论与找矿技术新进展”的大会报告,介绍了世界矿产资源需求形势、区域成矿规律与成矿模型研究、找矿技术手段等方面的进展,指出快速、低成本的钻探技术研发是深部找矿的关键因素之一。

    来自中国地质调查局、中国科学院、中国地质科学院、北京大学、中国地质大学(北京)、长安大学、东华理工大学、昆明理工大学、桂林理工大学、江西省地矿局、中核集团和英国莱斯特大学(University of Leicester)等单位的15位专家做了相关研究领域的大会报告。报告内容丰富广泛,得到了与会人员的一致好评。

    专题研讨会围绕矿田构造理论与实验、矿田构造解析与找矿进展、构造-岩浆作用及其成矿过程、盆地构造演化与资源效应、构造流体动力学及成矿机理、构造地球化学与勘查、区域深部探测与资源预测、数学地质与矿田构造定量化发展以及“一带一路”资源战略中构造成矿研究等9个方面,展示了近四年来我国矿田构造研究的进展和重大突破。

    两天半的研讨会成果丰硕,提出了构造-岩浆活化是矿床形成的重要机制,并将该理论应用于华南地区金多金属矿床的研究中;综合不同尺度构造解析、典型矿床解剖,总结了矿床构造控矿规律;展示了显微构造在矿田构造研究与应用中的最新进展,报道了矿床保存研究的最新成果,首次在狮子山铜矿深部发现刺穿构造,根据矿田构造特征推测了深部矿体出露位置;利用微区成分和多元同位素方法阐述了构造、岩浆及成矿的耦合关系,探讨了战略性关键矿产资源的成矿机制,如铀、钴、金等,建立了成矿元素的分带模型;探讨了盆地构造演化过程,及其与油气、钾盐、铀矿、煤和其它多金属等的成藏、成矿关系;报道了最新的流体地球化学实验及模拟成果,深化了成矿流体动力学过程,结合多种地球化学分析手段精细刻画了流体来源,迁移和沉淀机制;提升了构造-蚀变岩相学填图方法和技术,特别是岩浆侵入构造系统构造岩相学填图应用效果显著,并将精密地球物理勘查新方法研发和应用与矿田构造紧密结合,在深部探测和矿田找矿预测中取得重要进展,实际找矿效果显著;利用数学地质方法,进行了矿田构造定量化研究,并应用于国内外的铀、钨和金等金属矿床;丰富和发展了“一带一路”沿线的构造成矿理论。

    会议交流研讨表明,构造解析依然是当前矿田构造研究的主要手段,矿田构造填图及大比例尺多手段综合研究是目前广为推广和实践的区域和深部找矿技术手段,成矿结构面物理化学和构造蚀变岩相研究正为大家接受,构造-岩浆作用及其成矿过程研究、构造流体动力学与成矿机理研究日益精细和确切,盆地能源资源构造综合物探研究日益深化,大数据分析正在渗透到传统矿田构造研究之中。

    本次大会不仅弘扬和发展了传统的矿田构造理论和研究方法,同时融入了数值模拟、计算力学、高精尖的地物化遥技术手段等,将矿田构造研究提升到一个新的高度,更好地服务于深部找矿预测。

    地质力学所的科研人员共有21人作大会报告和专题报告。展示了近年来该所在矿田构造与深部找矿预测研究等方面的最新成果和进展,与各会议代表交流了新方法和新技术,获得了新的启示。

    会议得到了全国地矿界的广泛支持和积极参与。来自国内外科研院所、高校、地勘队伍和矿山企业等48家单位的近500余名代表参与了大会。大会举办会前讲座4场,大会报告18个,专题报告183个,其中研究生报告69个,共收到论文摘要155篇。

     

     

     

     

    第五届全国矿田构造与深部找矿预测学术研讨会顺利召...

    8月末的哈尔滨凉爽怡人,清风将人们从南方烈日下带过来的酷热与狂躁都赶走了。由中国地质学会主办,岩矿测试技术专业委员会承办,地调局实验测试中心协办的第十届全国地质与地球化学分析学术报告会暨第四届全国地质与地球化学分析青年论坛于8月28日-8月30日在哈尔滨举行,本次会议的主题是“地质、环境与实验测试”。会议收到论文43篇,其中大会特邀报告13人,青年论坛报告30篇。

    中国地质调查局环境监测院张进德教授对我国矿山环境的宏观概况和矿区水土风险现状作了详细分析,介绍了矿区水土污染调查与防治的有效研究方法,并对水土污染防治对策和未来发展提出富有远见和中肯的建议。中国科学院地质与地球物理研究所李献华研究员阐述了离子探针对锆石/斜锆石定年技术,着重从技术方面介绍了怎么提高精度和准确度,以及怎么提高空间分辨率。地调局实验测试中心沈亚婷副研究员以南京栖霞山铅锌矿区为例,从土壤-植物重金属总量、元素的生物可利用性、食物链模型研究、人体内重金属元素含量等方面详尽分析了铅锌矿区重金属生物地球化学特征,评估了矿区污染给人带来的健康风险,并对污染物在生物链中的传递途径及其人体组织的代谢模式等进行了深入探索。

    加拿大地质分析技术专家邵友彬先生介绍了粉末进样ICP光谱分析技术的新设想、新装置及其在勘察地球化学样品分析中的运用和前景,为我们打开了一扇粉末进样ICP光谱分析的大门,为有效解决ICP需制备溶液的繁杂前处理问题和实现绿色分析提出了新的思路和值得探索的途径。中国地质科学院地球物理地球化学勘察研究所马生明研究员报告的题目是“勘察勘察地球化学与分析测试”,从地球化学家的角度对地质和地球化学样品的选择、样品收集、样品分析提出了要求,并阐述了元素含量、元素形态等多种元素信息在地球化学勘察中的重要作用。核工业北京地质研究院郭冬发研究员从国内、国际标准方法质量控制方案系统介绍了铀、钍、镭的分析方法。

    中国地质科学院地球物理地球化学勘察研究所的张勤研究员介绍了课题组研制的新型气体发生-原子荧光光谱仪和新型固体粉末压片机,前者在仪器耐受酸度、仪器光学系统、低温点火装置等方面实现了改善,后者实现了更大压力下的粉末压片。青岛海洋地质研究所林学辉高级工程师介绍了海洋地质实验测试的两大类实验测试对象:海底矿产资源和海洋沉积物,并介绍了相应的实验测试技术。贵州省地质矿产中心实验室郑松高级工程师介绍了贵州省铜仁市优质水资源的调查研究成果,发现了近270多处优质水资源,为贵州省大力发展水资源产业、确保优质水资源的可持续利用作出重大贡献。中国地质科学院水文地质环境地质研究所张琳研究员从同位素参考物质的建立、双标准同位素校准,以及同位素标准物质现存问题多方面介绍了稳定同位素标准物质的研制及其在地学研究中的重要作用。

    在此同时,本次会议成功举办了“第四届全国地质与地球化学分析青年论坛”。该论坛面向40岁以下对的年青科研人员,主要围绕地质与地球化学分析领域的基础和前沿领域展开研究热点、争论的论述,在选题新颖性、前瞻性,参赛者思维活跃性、洞见力和语言表述等方面展开竞赛,恪守公正、公平、公正的原则。通过现场报告和专家无记名评议,评选出一、二、三等奖和优秀奖。肖志斌获得一等奖;孙晓艳、徐国栋获得二等奖;张世涛、马海萍和汪双双获得三等奖;时磊、于亚辉、陈园园、郭潇潇、李增胜、韩梅、邓晓燕、张向阳、李艳广获得优秀奖。该论坛得到了全国地质与地球化学相关科研单位的广泛关注与积极参与,为我国青年科技人才提供了全面展示科技水平和能力及成就的平台,加速发展、培养、扶持了青年科技人才的成长,推动了我国地质与地球化学分析技术的发展。

    在全国地质分析工作者和中国地质学会岩矿测试技术专业委员会的努力下,全国地质与地球化学分析学术报告会已连续举办了十五年。十五年来,我国地质分析水平已显著提高,年轻地质分析工作者的科研思维和科研能力明显增强,本届青年论坛的科技水平和研究实力大幅度提升,整体科研水平已不逊于国际。他提倡地质科技工作者在日常科研和生产实践中,能发现、思考更多的科学问题,解决科研一线的技术难点,下大力寻找、探索科学与技术的突破口。

    会议期间,举行了中国地质学会第八届岩矿测试技术专业委员会第一次全体会议。到会的37名代表踊跃发言,对今后专业委员会的工作提出了许多有益和中肯的建议。第一次专委会对专业委员会的有关事项作出了相应决议,商定了专业委员会第二次全委会的举办时间和地点。

    第十届全国地质与地球化学分析学术报告会暨第四届全国地质与地球化学分析青年论坛的召开,加强了国内与国际学术交流,为推动全国地质与地球化学分析技术的发展、促进地质实验工作者与国家地质工作的紧密结合、发现并培养年轻地质分析家发挥了积极作用。

    来自全国各地的地质、冶金、建材、化工、环境保护等行业研究院所、分析测试中心及中国科学院和高等院校等相关单位、企业等约150名代表参加了大会。

     

     

    第十届全国地质与地球化学分析学术报告会暨第四届全...

    2016年12月8日,地调局地学文献中心《名师讲堂》邀请著名专家、中国地质调查局资源所毛景文教授,进行了题为“矿产资源:需求、发现与探索”的学术报告,主要报告国内外矿床成矿理论和矿床模型研究新进展,新技术方法应用与找矿,矿产资源需求态势判读及其采矿现代化技术应用。讲座紧扣主题,理论分析专业,列举了大量详实的矿产模型实例加以讲解,受到了来自地科院、高咨中心、航空物探遥感中心、等多家单位相关专业科研人员以及中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院、地球科学与资源学院等师生的热烈欢迎,互动气氛浓厚。

    地学文献中心“名师讲堂”是地学文献中心积极响应国家政治、经济、环境形势的迫切要求,紧扣地质工作研究热点难点,支撑地质科技创新驱动战略的一次深度探索,2016年正式启动,通过特聘专家作为“高级研究馆员”以及邀请国内外知名学术专家,举办“名师讲堂”,传递前沿信息、分享科研成果、交流观点认知,现已连续举办5期,并将所有讲座资料共享在中国地质图书馆“名师讲堂”栏目,免费向系统内外地质工作者开放。

     

    讲座现场

    地学文献中心《名师讲堂》举办“矿产资源:需求、发...

    摘要:2016年,中国地质调查局紧紧围绕地质调查工作服务国家能源资源安全保障,服务促进生态文明建设,服务防灾减灾,服务新型城镇化、工业化、农业现代化和重大工程建设,服务海洋强国建设的“五大服务”,深入实施陆域能源矿产地质调查、重要矿产资源调查、重要经济区和城市群地质环境调查、地质灾害防治和地质环境保护支撑、国土开发与保护基础地质支撑、“一带一路”基础地质调查与信息服务、地质调查科技支撑、地质数据更新与应用服务、海洋地质调查“九大计划”,坚持中央公益性地质工作定位,坚持围绕国家重大需求和国土资源中心工作,坚持实行“大项目”机制,坚持以科技创新与进步为引领和支撑,坚持出成果与出人才同步规划、同步实施、同步考核,坚持加强项目和资金管理,通过不懈努力,各项工作成效明显。

     

    图为中国地质调查局在贵州省遵义市正安县实施的安页1井

    2016年,中国地质调查局紧紧围绕地质调查工作服务国家能源资源安全保障,服务促进生态文明建设,服务防灾减灾,服务新型城镇化、工业化、农业现代化和重大工程建设,服务海洋强国建设的“五大服务”,深入实施陆域能源矿产地质调查、重要矿产资源调查、重要经济区和城市群地质环境调查、地质灾害防治和地质环境保护支撑、国土资源开发与保护基础地质支撑、“一带一路”基础地质调查与信息服务、地质调查科技支撑、地质数据更新与应用服务、海洋地质调查“九大计划”,坚持中央公益性地质工作定位,坚持围绕国家重大需求和国土资源中心工作、坚持实行“大项目”机制,坚持以科技创新与进步为引领和支撑,坚持出成果与出人才同步规划、同步实施、同步考核,坚持加强项目和资金管理,通过实施不懈努力,各项工作成效明显。

    在解决能源、资源、环境、灾害和地球系统科学问题方面成效显著,地质调查的基础性、先行性作用得到进一步体现。页岩气、油气、铀矿等能源矿产取得重大成果,锂、锰、铅锌、钾盐、石墨等矿产资源调查评价取得一批新进展。环境地质调查、地质灾害调查为京津冀非首都功能疏解区、长江经济带等重点地区规划建设提供有效地学信息服务。

    陆域能源矿产地质调查

    在常规能源领域,地质调查取得了一系列进展。在羌塘盆地、尼玛盆地、松辽盆地外围、塔里木盆地、武威盆地、银额盆地、二连盆地都取得了不同程度的油气发现。其中,在羌塘盆地已完成靶区优选,并发现天然气水合物良好显示;在尼玛盆地地表首次发现厚大规模沥青显示,表明盆地南部凹陷经历了大规模油气生成、运移、聚集和散失的过程,具有一定油气勘探前景;在松辽盆地外围获得一系列油气新发现,确定了该区具有油气资源勘探前景;地质调查与油气勘探紧密结合,促进银额盆地发现了高产工业气井和工业油流井;塔里木盆地地震大剖面综合处理解释取得新认识,该重大项目的开展突破了塔里木盆地两大石油公司油气矿权限制,搭建了产学研综合研究公关平台,获得的地质成果揭示了塔里木盆地深层地质特征,提升了盆地整体认识,推动了油气勘探工作,同时有利于稳定新疆社会经济发展、提高南疆少数民族地区生活水平,具有重要的社会意义。河西走廊武威盆地北部首获良好油气显示,该区石炭系一旦获得突破,将建立河西走廊资源接替领域,对促进甘肃和“一带一路”经济建设具有非常重要的战略意义;二连外围盆地群新发现铀矿层、油气显示及有利储层。

    在非常规能源领域,地质调查成果丰硕。页岩气、页岩油、煤层气、砂岩型铀矿、干热岩都获得了一批重大成果。

    中国地质调查局在贵州省遵义市正安县实施了安页1井,一举获得4个地质层系的页岩气、油气重大突破性成果,并对其中一个层系进行了气量测试显示,每日稳产超105m3,属高产天然气井。安页1井重大发现意义深远,实现了“五新”的重大突破。即油气新区的重大突破、油气新类型的重大突破、油气新层系的重大突破,油气新理论的重大突破。安页1井重大突破能够以“三促”带动地方经济和社会发展,即支撑长江经济带战略,促进沿江清洁能源产业发展;服务精准脱贫,促进地方经济发展;支撑油气体制改革,促进企业勘探开发。

    另外,湖北宜昌鄂阳页1井在牛蹄塘组钻获页岩气流;湘中地区发现多个非常规气新层系;川东高陡构造带获得页岩气资源调查重大发现;安徽宣城水东向斜调查发现多种类型油气资源;六盘山盆地调查发现中生界页岩油气资源。同时,中国地质调查局在2016年南方地区1∶5万页岩气基础地质调查中获得一批基础地质资料,形成了页岩气地质资料包,并在湖北秭归、重庆龚滩和贵州斑竹地区获得页岩气重要发现。

    通过煤层气基础地质调查,初步证实了新疆准南、黑龙江鸡西、四川南部及贵州六盘水地区具有勘探开发煤层气的地质条件和资源基础。勘探开发煤层气,可有效地缓解当地天然气资源紧缺的局面,改善当地环境保护,有效地促进产业转型,解决当地煤炭产业人员的就业问题,促进经济发展。

    干热岩地质调查查明了青海共和盆地地热地质特征及资源潜力。

    2016年,中国地质调查局创新机制,推动北方砂岩型铀矿地质调查工程,开展我国煤田勘查区、油气田勘查区铀矿地质调查工作,开辟铀矿找矿新区,取得了一批成果。为夯实我国核电发展的资源基础、保障能源安全发挥了关键性、基础性、先行性作用。“油铀兼探”在多地取得明显进展。

    重要矿产资源调查

    2016年,中国地质调查局矿产资源调查评价工作取得一批重要进展。

    其中,“三稀”矿产方面,贵州获得铁-稀土矿、富锂铝土矿新发现。贵金属方面,青海、黑龙江分别发现金矿床。黑色金属方面,新疆、湖南、广西等地取得锰矿勘查新进展;山东取得富铁矿新发现。有色金属方面,藏南、黔西北、新疆等地发现铅锌矿产地,科技引领促进藏南扎西康新增铅锌资源20万吨,进一步夯实藏南地区铅锌资源基地资源基础;冈底斯成矿带西段发现斑岩铜矿找矿新线索;云南新发现一处铝土矿;湖北新发现一处钨矿。重要非金属方面,塔里木盆地发现钾盐岩层,河南;祁连成矿带发现石墨矿产地。

    重要经济区与城市群综合地质调查

    2016年,各重要经济区与城市群地质调查成果斐然。

    京津冀协同发展区方面,地调成果服务北京新机场、北京副中心、天津滨海新区、津保高铁、京张交通干线规划等重大工程建设;地面沉降地裂缝调查发现宋庄地裂缝;燕山-太行山水文地质调查服务地方经济社会发展。

    长江经济带地区方面,地调成果支撑苏南现代化建设示范区、江苏省沿海办规划建设,并为嘉兴和台州城市生态红线划定提供可靠依据;发布《支撑服务长江经济带发展地质调查报告》;圈定沿长江傍河水源地,保障皖江经济带供水安全;长江中游城市群咸宁-赤壁和南昌-怀化段高铁沿线1∶5万环境地质调查初步摸清区内环境地质问题;研究重大水利工程对长江下游地质环境影响,并向有关部门提交建议。粤港澳湾区完成镉、汞、砷环境风险评价。

    丝绸之路经济带境内段方面,关中-天水城市地质调查成果支撑西咸新区规划发展;柴达木盆地找水支撑水资源保障及四省连片藏区解困脱贫。

    东北经济区方面,长吉经济圈地质环境综合调查助力长春新区发展建设。

    地质灾害防治与地质环境保护支撑

    2016 年,中国地质调查局安排1∶5万水文地质调查4.4×104km,1∶5万地质灾害调查2.1×104km。在洮河流域、安宁河断裂带、青藏高原东缘重大工程区等地质灾害高易发区,选择典型地区开展 1∶5万崩塌滑坡泥石流调查与风险评价示范,显著提高了地质灾害早期识别准确率和评价精度, 为地方地质灾害防治管理提供了重要依据。

    洮河流域下游地质灾害调查实践新技术新方法。为“地质灾害野外调查数据采集系统”开展全面测试工作。全面采用了手持PAD端的“地质灾害野外调查数据采集系统”进行野外调查数据采集,为该系统完善后在地质灾害调查领域中全面铺开应用打下坚实基础。开展无人机倾斜摄影在地质灾害调查工作中的试用,探索了地质灾害快速调查评价新技术、新方法。探索了无人机高精度三维倾斜摄影在地质灾害调查领域应用的可行性,探索不同分辨率影像对地质灾害解译的适用性,最终筛选出适用于新一轮地质灾害调查评价工作的最优化方案。

    新技术拓展地灾调查与监测成果服务链。将多旋翼无人机航拍技术与传统地面调查手段相结合,建立了基于无人机技术的地质灾害调查新模式,优势主要表现在:一是利用“无人机”遥感影像图作为临灾避险底图,提升了图件的可读性、易懂性,形成了地质灾害群测群防工作的新特色;二是协助当地国土资源部门,对多处隐患点及其灾害链进行了排查,精准、直观、快速地划分了危险区,拓展了地质灾害应急调查思路;三是以“无人机”调查为先导,有助于调查人员从直观上掌握灾害体及灾害链发育特征,切实提高野外调查效率,开辟了地质灾害快速调查新方法。

    长江经济带活动断裂与区域地壳稳定性研究取得新进展,厘定和发现对区域地壳稳定性具显著影响的重要活动断裂带32条。

    积极推进革命老区、贫困地区以及西南岩溶区和西北干旱区等生态脆弱地区1∶5万水文地质调查。初步提出了地下水及湖泊水的补给来源,建立了巴丹吉林沙漠南部地下水循环模式。

    通过实施2016年“长江、珠江、黄河岩溶流域碳循环综合环境地质调查”项目,结合历史资料的综合研究,建立了流域尺度岩溶动力系统中碳循环的概念模型。模型阐明了大型流域中碳元素由“无机碳→有机碳→内源有机碳”的迁移过程,有力地回答了针对“地质碳汇中碳酸盐岩化学风化碳汇稳定性”的质疑,为碳汇通量计算、模型研究等提供依据,有助于提升我国在气候变化会议上的话语权。

    国土开发与保护基础地质支撑计划

    2016年,中国地质调查局开展了土地地球化学调查、国土资源利用与保护基础支撑、地质矿产调查战略规划支撑和国土遥感综合调查等工作,进一步加大支撑服务力度。

    在土地地球化学调查领域,在不同区域部署1∶25 万多目标区域地球化学调查和1∶5万土地质量地球化学调查。调查区包括乌蒙山区、滇西边境地区、滇黔桂石漠化区3个集中连片特殊困难区,165个国家级贫困县,占全国总贫困县的27.9%,涉及贫困人口约2398万人,约占全国总贫困人口的34%。调查发现的绿色富硒土地资源已成为当地政府帮助贫困地区农民精准脱贫的重要抓手,四川屏山县、广西横县、云南昭通等地通过合理开发利用富硒土地资源,发展天麻、苹果等富硒农产品,取得了显著的社会经济效益。

    在国土资源利用与保护领域,支撑国土资源部发布《国土资源环境承载力评价技术要求》(试行);开展青海格尔木大型水源地、西藏多龙矿床技术经济与环境综合评价,助力绿色矿山建设;部署了全国重要地质遗迹调查,统筹开展了省级调查评价和全国综合集成两个工作层次工作,摸清地质遗迹资源家底,服务经济社会发展。

    在地质矿产调查战略规划支撑方面,中国地质调查局2015年立题“中国能源与矿产资源安全动态评价与决策支持系统建设”,综合评判未来中国经济走势、能源和主要矿产资源需求趋势。(1)发达国家100年来GDP增速变化趋势研究表明,随着工业化过程经济快速发展,GDP增速显现早期GDP增速快速上升、中期增速放缓并逐渐到达峰值、之后呈缓慢下降直至平稳的“S”形变化轨迹。(2)近年来中国GDP增速减缓的趋势与发达国家相同发展阶段GDP增速减缓的“S”形轨迹相一致,是工业化中期发展阶段大宗商品需求增速放缓背景下产业结构调整的必然。(3)根据人均矿产资源与人均GDP的关系,判断未来15年重要矿产资源需求趋势。中国主要大宗矿产资源已经进入了消费增速减缓时期,预计中国主要矿产资源将在2017年至2025年间陆续到达消费峰值点或零增长点。强调尽管GDP增速下降将导致中国主要矿产资源需求增速放缓,但资源消费总量在未来5~8年时间内仍然会持续缓慢增长,并保持较高的人均消费水平。

    在地质矿产调查战略规划支撑方面,还初步构建中国物质流研究框架与信息平台,地质调查业务管理启动一站式服务模式;地质勘查进展年报及时提供行业最新动态。

    在国土遥感综合调查领域,形成了2016年度矿产卫片执法监督检查工作图件数据;分析了年度全国矿产资源开发利用状况;国边海防基础地质遥感调查成果为国防建设提供了服务;发现和总结典型冰湖溃决灾害的三种成因模式;形成了全国自然资源本底数据和系列图件。

    “一带一路”基础地质调查与信息服务

    2016年,国际对比研究与编图成果斐然,1∶1000万亚洲成矿图、1∶2500万世界海洋矿产资源图等图件编制完成。

    《1∶2500万世界海洋矿产资源图》通过编制世界海洋地貌背景图和构造背景图,在全球4大洋厘定3类、161个海洋地貌单元和3类、36个海洋构造单元。采集世界海洋矿产资源数据2334组,建立包含17个属性的世界海洋矿产资源数据库。首次在国际上编制完成数字化的、展示7种海洋矿产资源空间分布的1∶2500万世界海洋矿产资源图,填补了国内外空白。对世界海洋石油、天然气、天然气水合物、磷酸盐岩、铁锰结核、富钴结壳、多金属硫化物资源的调查研究及勘查开发概况、分布特征、地质特征及成因进行了全面论述,初步总结了世界海洋矿产资源的形成和分布规律,为21世纪开发利用海洋矿产资源、维护我国海洋权益奠定了地质科学基础。该项成果对我国实施海洋强国战略和推进“一带一路”建设具有重要意义。

    《1∶1000万亚洲成矿图》通过编制亚洲构造背景图,在亚洲大陆及毗连海域划分出6个构造域、71个构造单元。采集大型超大型矿床数据891组,建立由24个属性构成的亚洲矿床数据库。首次在国际上编制完成数字化的、包含25种矿产的1∶1000万亚洲成矿图,填补了国内外空白,获得世界地质图委员会的国际认可。对亚洲石油、天然气、煤炭、铀、铁、锰、铬、铜、铅、锌、铝、镍、钨、锡、钼、汞、锑、金、银、铂、锂、稀土、磷、钾盐、金刚石等25种矿产的资源概况、地质特征、分布特征进行了论述,在亚洲大陆及毗连海域划分出4个成矿域、10个成矿区、26个成矿省,初步总结了亚洲成矿规律。该项成果是继1∶2500万世界大型超大型矿床成矿图和世界海洋矿产资源图后又一个具有国际影响的矿产资源编图成果。

    地质调查合作填图与研究取得一系列成果,中国地质调查局援摩洛哥地球化学和地质填图项目受到摩洛哥政府表彰;制作了“一带一路”64个国家/地区不同比例尺的三维遥感影像图。

    全球尺度地球化学国际研究中心落户中国。中国地质调查局全球矿产资源地球化学与遥感调查工程实施的全球地球化学基准网建立子项目,中国牵头与30余个国家开展了合作研究,建立了覆盖面积近3200×104km2地球化学基准网和化学地球大数据平台。中国在全球地球化学基准网建立中发挥了核心作用。牵头制定了全球地球化学基准技术指南、实验室分析指南、数据管理与图件编制指南。中国还承担了大国责任,举办了4次国际地球化学填图培训班,让世界共享了我国先进技术。以该计划为基础,经联合国教科文组织和中国政府批准建立全球尺度地球化学国际研究中心,体现了中国在该领域取得的国际领先地位。2016年5月12日中心正式成立和运行。目前为止,完成全球陆地面积22%的全球地球化学基准网建设,对全球地球化学基准数据80万条数据进行收集整理、校对和入库。全球地球化学基准网持续记录全球化学基准与变化等科学数据,以此为基础设立了“化学地球大科学计划”,为编制全球地球化学一张图,绘制地球化学元素图谱,建立“化学地球”大数据平台,支撑全球自然资源与环境可持续发展,提供权威数据,为决策者、科学团体和社会公众提供共享服务,为世界贡献中国力量。

    信息集成与服务成果显著。以国产卫星数据为主要数据源,初步制定了《“一带一路”资源环境卫星遥感解译技术指南》,制作了“一带一路”64个国家/地区不同比例尺的三维遥感影像图;在此基础上,开展了泰国、蒙古、哈萨克斯坦、波兰等35个国家(总面积达1300×104km2)的城镇、交通、水系、构造、地层、岩性、矿业活动区、林地、耕地、荒漠化、湿地等11个资源环境要素的遥感解译,形成1∶100万遥感解译中间图件近40幅;初步开展了中蒙俄、新欧亚大陆桥、中伊土、中巴、孟中印缅和中新等6条经济走廊沿线重点地区的资源环境遥感解译2×104km2,形成1∶25万遥感解译中间图件10多幅等等。通过对“一带一路”地区35个国家的遥感地质解译,快速有效地获取了大范围、多要素、多尺度的资源环境信息,为国家“一带一路”倡议、多家“走出去”企事业单位资源勘查和投资决策提供了信息服务,发挥了重要先导作用。

    完成了中巴经济走廊工程地质调查服务重大工程建设;“丝绸之路经济带”地质矿产信息综合数据库建设。

    国际合作与交流日益频繁,圆满完成了蒙古铜金矿床地质矿产考察。

    地质调查科技支撑

    2016年以来,在地层、古生物、地质构造、地质勘查技术、科学钻探等方面取得了新成果和新进展,充分发挥了地质科学技术的引领和支撑作用。

    四川昭觉地区发现白垩纪恐龙足迹化石,长羽毛恐龙及翼龙研究取得新发现;发现剑头翼龙属新材料,骨组织研究取得进展。

    印度-亚洲碰撞带由挤压到走滑的构造转换的重大发现及机制破解;高演化页岩油气地质条件评价热解分析仪初步研制成功;海域天然气水合物钻探取样装备完成优化试制;地质灾害应急调查有了新型便携式工具箱;南海天然气水合物试采技术形成创新体系;软硬交错复杂地层钻进技术的改进为深部隐伏矿体找矿提供了有效的技术支撑;创新成矿理论、找矿模型及勘查方法;矿产地质志完成多项阶段性成果;铜陵地区典型Cu-Au矿床成矿分带及三维建模已初步完成。

    地质数据更新与应用服务

    2016年,全国地质资料馆共提供各类地质信息服务超过240万人次。

    新增20万个钻孔数据提供服务,总服务量超过60万个;获取50余万景高分辨率国产卫星数据,形成基础遥感地质解译产品;完成中国陆域1∶25万~1∶500万区域地球化学系列图;完成1∶150万华北、东北、华东、中南、西南和西北六大区基础地质数据和图件更新;正式出版1∶250万中国大地构造系列图、1∶500万中国变质地质图;编制完成中国海及邻域1∶500万布格重力异常图、中国海-西太平洋1∶300万均衡重力异常图;构建了我国阿尔金成矿带“地质云”示范模型;利用移动服务应用和微信公众服务平台使地学文献信息获取更加便捷。

    海洋地质调查

    2016年海洋地质调查总体进展顺利,取得了一系列丰硕成果。

    1∶25万海洋区域地质调查为三亚新机场建设提供重要地质依据;高取心率钻孔精细厘定东海外陆架晚第四纪地层框架;海陆统筹综合地质调查助推海岸带协同发展;围绕舟山绿色石化基地等重大工程,开展浅层气相关地质灾害影响评估;海岸带综合地质调查提高了重大工程建设保障能力;建成多个海岸带地质环境监测示范区;南黄海科学钻探CSDP-2井揭示前新生代海相地层并发现油气显示;圈定东沙中生代13个有利圈闭构造及西沙海槽盆地5个重点构造;神狐海域新发现高饱和度、高渗透率水合物储层;冷泉探测发现目前我国海域规模最大的冷泉羽流;发现“海马”冷泉生态系统复杂,历史甲烷渗漏量大;“高富强”地震勘查新技术落实了调查参数井井位;创新形成了天然气水合物试采技术体系;初步建成天然气水合物数据集成及共享服务平台;整合推出海洋地质新数据并提供服务;海洋地质数据成果三维展示提升海洋地质信息服务水平。

    科技创新成就累累硕果

    贵州工作组在锦屏县飞山社区现场核查滑坡隐患点。 资料图片

    西藏工作组在林芝市调查冬如村暴雨泥石流可动物源量。 资料图片

    今年入汛以来,河南、湖北等地遭遇极端强降雨,造成重大损失。党中央、国务院统筹部署防汛救灾工作,强调始终把保障人民群众生命财产安全放在第一位,抓细抓实各项防汛救灾措施。自然资源部党组多次研究部署地质灾害防治工作,中国地质调查局积极行动,派出专业技术人员组建一线工作组,按照“指导到基层,工作到一线”原则分赴地灾易发高发区,同时组建后方技术保障团队,前后协同、部省联合,全力做好汛期地灾风险防御工作。

    增派技术力量

    为防灾组建“国家队”

    为深入贯彻习近平总书记关于防灾减灾救灾重要指示精神,落实李克强总理7月26日在抗洪抢险救灾和防汛工作视频会上的有关要求,自然资源部紧急部署调度,决定进一步加强地灾防治一线技术力量,由中国地质调查局在已有66名驻守专家基础上,增派205名专业技术人员组建一线工作组,分赴31个省(自治区、直辖市)协同开展汛期地灾风险防御技术指导。同时,在后方组建了业务指导组、遥感支持组、信息保障组,每天向一线工作组推送72小时气象预警风险区及区内已有地灾调查数据、普适型监测情况等信息。现场技术人员还可利用“地质云”实时浏览、查询,并每天在线汇报工作进展。

    自7月31日开始,由271名技术人员组成的31个专家组已对全国2496处地灾隐患点、风险区开展了现场排查,对57处受滑坡泥石流威胁严重的县城和集镇进行了现场核查,并抽查检视了2301处地灾监测预警实验点在线运行状况。对排查出的存在较大风险的隐患,专家组及时向地方政府提出针对性防御措施,助力开展风险处置、避险转移等工作。作为专业技术支撑力量,一线工作组紧盯可能造成群死群伤的隐患点和风险区,把握地灾成灾规律,提前研判风险趋势,向地方政府提出针对性防范措施。

    广西一线工作组在贺州市平桂区道石学校地面塌陷风险区域进行排查时,深入塌陷现场察看施工地质条件,对地下可溶岩层结构进行专业分析,提出补充实施地下水水位应急勘查及气压监测等技术措施,帮助地方解决了隐蔽溶洞盖层破坏无法准确预测预警的难题,增强了应对处置过程的安全性和科学性,提高了风险防御能力。

    延长预警时间

    为响应打好“提前量”

    为应对今年汛期复杂的天气状况,增强风险区防御时效性,全国地灾气象风险预警在坚持24小时周期发布基础上,加密全国未来72小时地灾气象风险研判分析,将降雨落区、滞后影响区、强震影响区、人为影响强烈地区与地灾易发区以及隐患点在线监测总体趋势进行套图分析,发布预警研判结果并及时推送给一线工作组,支持科学选定重点防御工作区,精准指导定向巡查排查、提前转移避让、危险区域管控等预警响应措施的实施。

    据介绍,全国地灾气象预警预报工作始于2003年,18年来在预警模型研究、业务系统构建、防灾减灾服务等方面取得了较好成效,起到了“消息树”“发令枪”作用,已成为当前地灾风险预警的首要途径。

    今年入汛以来,自然资源部地质灾害技术指导中心着力研究,提升预测预警预报技术水平,部署开展针对性的预警预报、趋势研判工作,组织参加国家防办、应急管理部组织的防汛会商会40次,共发布未来24小时地灾气象预警136期,联合国家气象中心制作并上报未来72小时地灾气象预警产品136期,有效支撑了自然资源部及地方各级自然资源部门开展灾前防御部署和灾后应急响应。

    用好先进技术

    为防治提高“精准度”

    本次驻守指导工作加强了光学遥感、合成孔径雷达干涉等技术在地灾防御工作中的应用,充分将空天地一体化技术手段和地质易滑规律研判相结合,合力开展工作,科学高效防御地灾风险。据了解,综合光学遥感解译、合成孔径雷达干涉处理和遥感地质判识等技术手段曾在甘肃、四川等省份地灾防治工作中发挥了积极作用。工作组利用合成孔径雷达干涉监测获取的形变数据,结合光学遥感影像、数字高程模型与地质背景资料,通过综合分析判识,确定广域疑似隐患的位置、范围、类型及其风险等级,并据此提出开展群测群防、增设普适型监测点、整理斜坡排蓄水设施、部署工程治理和避险移民搬迁等针对性建议。

    今年以来,自然资源部共完成四川、重庆、甘肃、云南等地灾高中易发区11省市321个县的综合遥感地灾隐患识别工作。目前在321个县识别出以滑坡为主的灾害隐患点共计9675处。另在川东川南红层地区55个县共识别出滑坡隐患点1741处,对其中1320处开展了实地验证,确认隐患点为1115处,其中高风险以上的有222处。汛期分省支撑地灾防御工作先后向重庆、湖北、湖南、陕西、云南、四川、甘肃7省(市)核实分发了5447处疑似地灾隐患信息,派驻专家组对这些疑似隐患点进行了野外核查,为后期强化群专结合监测预警、实施精准防治奠定了基础。

    自2019年地灾监测预警实验开展以来,中国地质调查局牵头研发了第一代滑坡仪预警系统,已在全国17省份2.5万余处隐患点完成安装并运行。一线工作组每日对在线监测情况进行室内外检查,加强异常数据重点分析,适时启动多级云会商,定期开展数据质量评价等工作。据汛期分省驻守工作总协调人介绍,今年的汛期分省支撑地灾防御工作对于地灾监测预警实验成果是一次检验,一线工作组可以将宏观判断和案例分析相结合,作出现阶段监测预警实验的经验总结、问题梳理,不断完善实验点与灾害体结构、形变过程及环境适配性分析,为今后监测预警实验选点、布设做好准备。

    注重培训指导

    为人员增强“技能树”

    此次驻省协同工作是自然资源部针对今年严峻的地灾防灾形势,首次部署中央地方专业技术人员协同合作,深入风险区一线开展地灾防御工作。为保证工作取得高效,中国地质调查局聚焦今年汛期地灾防御特点,邀请中国气象局相关专家,就“七下八上”全国气象趋势、地灾风险趋势、驻守一线技术工作总体要求和要点、综合遥感识别现场核查、信息服务与报送,以及组织和业务保障要求等,对参加汛期地灾风险防御工作的20个局属单位进行了培训。同时组织召开每日在线会商、每十天总结分析调度和重大专题会商等会议,总协调人、首席科学家等在线回答相关问题并对一线防御工作提供全程技术指导。

    一线工作组在开展地灾现场核查排查过程中,发挥对地灾风险防御的全盘把握和对风险甄别识别的专业技术优势,采取联合分组方式,实地为基层地灾防治提供专业技术支持,向地方政府和相关从业者进行防灾减灾救灾技术培训,同时面向群众加强科普宣传。这不仅是技术、知识的传播,更是提醒地方政府要牢固树立地灾防御的风险意识,尤其是地灾发生概率不高但人口密集、人为工程实施较多的地区。

    紧盯核心问题

    助地方拧紧“安全阀”

    近年来,自然资源部围绕地灾“隐患在哪里”“结构如何”“什么时候发生”三个核心问题,探索推进“隐患点﹢风险区”双管控地灾防御机制,织牢织密防线。据自然资源部地灾技术指导中心专家介绍,继去年浙江率先探索开展地灾“隐患点﹢风险区”双管控试点并取得初步成效以来,今年重庆、四川、贵州、云南、甘肃等省也开展了此项试点工作,在严管已有隐患点的基础上,更加严格落实风险区群测群防和网格化管控措施,建立地灾预警分级防御响应机制与方案,在紧急情况下可提前组织风险区人员转移。

    当前,受前期降雨引发地灾风险滞后性及局地降雨趋势影响,各一线工作组将继续紧盯重大隐患点和重要风险区,尤其是跟踪关注西藏墨脱、四川凉山、重庆武隆、贵州六盘水等高风险区域,以及降雨趋势可能增强的西北地区。

    针对接下来的地灾风险防御趋势,一线工作组专家建议,各地在紧盯隐患点和风险区的同时,要进一步扩大地灾防治的重点领域。一要加强地灾防治队伍建设。既要有能够把握重大地灾规律、解决“疑难杂症”的专家智囊,又要有能下沉一线、实地提供基层一线技术支撑的地质调查技术力量。二要大力提升技术防御水平。要加强地灾防治技术手段的研发与应用,健全监测网络与网格化风险管控,不断提升巡查排查中的隐患识别效率,制定风险区管控技术指引,制定完备的预警响应方案。三要提升地灾防御工程标准。地方政府要根据地灾特点、易发程度、风险区域等因素,因地制宜提升承灾体工程防御标准,提升韧性减灾基础。四要加强地灾防灾减灾科普宣传。科普宣传对提升公众灾害风险防范意识、增强识灾防灾避灾技能至关重要,各地政府要大力提升全社会的群测群防技术水平。

    据介绍,汛期分省驻守工作目前已取得阶段性成效,后续还将进一步梳理前期巡查排查调查情况,核实验证预测预警预报工作成果,总结一线工作中出现的具体技术问题和有效解决措施,并加强对区域灾害地质规律、致灾承灾特点、有效减灾技术方法、因地制宜的风险管控措施等方面的认识与总结,不断提升技术防灾减灾成效。

    强化专业支撑 提升防灾效能

    日前,2.2万余处地质灾害监测预警实验点全面建成进入试运行阶段。至此,自然资源部已连续3年开展的地质灾害监测预警实验,通过提高地质灾害监测技术装备集成化、智能化水平和风险预警能力,扩大地质灾害专群结合监测预警覆盖面,推动我国地质灾害防治加快实现“人防﹢技防”——

    自然资源综合调查指挥中心专家组在青海调研地质灾害监测预警实验进展情况

    “4月25日,广西壮族自治区河池市金城江区平桃屯滑坡先后触发蓝色、黄色预警,经地质灾害防治专家现场核实、综合研判,该滑坡处于强变形临滑阶段。当地政府立即组织112名群众撤离危险区,并采取铺盖防水薄膜等应急措施进行处置,该滑坡在5月6日、6月10日再次加速滑动,目前已损毁威胁区域房屋……”

    这份监测信息是自然资源部中国地质调查局地质环境监测院接收到的众多地质灾害有效预警信息中的一份。据介绍,自去年11月至今年5月底,山西、浙江、福建、江西等17个地质灾害防治重点省份陆续完成了2.2万余处地质灾害隐患点的设备安装,至此2021年地质灾害监测预警实验安装工作全部完成并全面进入试运行阶段,截至目前,已有效预警地质灾害险情11起。

    三年磨剑 地质灾害监测预警技防体系初步建成

    自2019年起,自然资源部在全国范围内启动了地质灾害监测预警实验工作,由中国地质调查局牵头推进并提供全流程科技支撑、省级自然资源主管部门组织实施。2019年,中国地质调查局地质环境监测院联合20余家企事业单位开展集成研发攻关,初步形成了监测地表形变与降雨的6种单测项监测设备,以及1个平台和系列标准,并在29处地质灾害隐患点开展了实验。

    2020年,根据“提高可靠性、提高集成度、减低功耗、降低成本”的研发思路,四川、重庆、贵州、云南、陕西、湖南、甘肃、湖北、广东等9省(市)完成了2512处地质灾害监测预警实验点的设备安装和并网,滑坡仪I代正式定型,建成地质灾害智能预警系统V1.0版,有效预警了重庆云阳县团包滑坡、甘肃省陇南泻流坡滑坡、陕西略阳县小石碑子滑坡等15处地质灾害灾情险情,有效避免了366人可能因地质灾害造成伤亡。地质灾害监测预警实验工作在保障人民群众生命财产安全方面取得了初步实效。

    为进一步加快推进建立人防和技防并重的地质灾害监测预警新工作模式,也为进一步巩固和提高2020年地质灾害监测预警实验的工作成效,2021年自然资源部在山西、浙江、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、新疆等17个省份(区、市)选择险情较大、成灾风险较高、威胁人数较多的2.2万余处地质灾害隐患点继续开展监测预警实验,并于汛期前全面建成运行。截至5月25日,17个省份全部完成仪器安装和并网工作,实际实施监测22609处,达到任务数的102.8%,监测预警实验进入试运行。截至目前,已有效预警了四川广安、广西河池、江西赣州、湖南怀化、重庆彭水、福建南平等地11起地质灾害险情,由于及时组织人员避险转移,未造成人员伤亡。

    中国地质调查局地质环境监测院的专家介绍说,连续3年开展的地质灾害监测预警实验,提高了地质灾害监测技术装备集成化、智能化水平和风险预警能力,扩大了地质灾害专群结合监测预警覆盖面,推动了我国地质灾害监测预警工作科学化、规范化和标准化,初步构建了“人防﹢技防”的地质灾害监测预警新格局。

    倾囊相授 专家团队提供全流程技术支撑指导

    2021年地质灾害监测预警实验建设阶段分为踏勘选点、方案设计、招标采购、安装实施与并网运行等5个关键环节,中国地质调查局利用其强大的技术力量和专家团队,提供了全流程技术支撑服务。

    据了解,在2021年地质灾害监测预警实验工作开展伊始,中国地质调查局调集地质环境监测院、自然资源综合调查指挥中心、天津地质调查中心、沈阳地质调查中心、南京地质调查中心、武汉地质调查中心、成都地质调查中心、西安地质调查中心、航空物探遥感中心、地质力学研究所所、水文地质环境地质调查中心、探矿工艺研究所等12家单位的科技支撑队伍,推进标准编制、方案复核、现场检核与技术培训等各项工作。

    “如何科学合理地选择隐患点”和“如何正确地安装监测设备”是监测预警实验工作建设阶段一直面临的难题,为进一步提升隐患选点和设备布设的科学性,中国地质调查局在实际工作中一直全力提供技术支撑。

    在方案设计阶段,12家局属单位抽调精兵强将对17个省份提交的2.49万处监测方案进行方案复核,对其中1.07万处提出了完善意见,极大提升了隐患勘选和设备布设的科学性。进入设备安装阶段,中国地质调查局选派80余名经验丰富的专家下沉到一线,开展地质灾害监测预警的现场技术指导和技术培训,协助各地及时发现和解决实施过程中出现的问题。

    从3月开始,中国地质调查局各技术支撑单位专家与分省驻守专家组成技术专家组,陆续对17个省的地质灾害监测预警实验工作进行了现场技术指导,主要围绕隐患点选择的合理性和设备布设的科学性等问题,对安装阶段方案设计、现场施工等环节的工作进展和质量进行了详细检查,并对设备立杆不规范、GNSS基站位置不合理、通信标准不统一、数据接入不同步、系统配置不完善等存在的问题提出了进一步的改进建议。

    进入4月,随着部分省份逐步完成了设备安装工作,中国地质调查局又聚焦仪器性能、安装布设合理性与预警机制等关键环节关键问题,按照“市州全覆盖、项目全覆盖、灾种全覆盖、单位全覆盖”的原则,对17个省的监测预警实验开展了新一轮质量检查与技术指导,重点对前期实施过程中发现问题较多的项目和具有区域代表性的地质灾害隐患进行抽检,指出各省份在安装布设、预警机制等方面存在的不足,并给予了技术指导与完善建议。

    6月10日,17个省份的质量检查与技术指导工作全面完成。各专家组对后续工作提出了相关建议,主要包括:一是要继续开展典型地区孕灾环境、致灾模式、成灾机理与风险预警研究,探索形成适合本地区的地质灾害风险预警模式;二是积极推进监测数据的重构与修补、多元数据耦合判定方法、动态预警阈值设定等方面的研究,通过样本积累统计,稳步提升预警准确度;三是通过试设备、试系统、试标准、试运行机制、试管理模式,为设备改进升级、系统优化完善提供理论与实践依据。

    此外,地质环境监测院还对参与实验的省级行政管理部门和技术队伍开展了多次技术培训和指导,规范技术文件、方案设计、报告编制、技术标准和工作流程。各省负责对本辖区内行政管理部门和技术队伍进行具体技术培训指导。据了解,仅地调局系统在各省开展的相关技术培训便多达80余次,各省份组织的各类技术培训达300余次。

    群策群力 环环相扣保障安装运行工作高效完成

    2021年地质灾害监测预警实验工作不仅得到了各级自然资源主管部门的广泛支持,还得到了设备厂商等社会力量的大力协助,在建设过程中逐渐形成了围绕监测预警实验工作,各级自然资源主管部门、地质调查勘察队伍、基层乡镇部门、施工队伍、设备厂商等多方力量共同参与的工作模式。在多方力量的共同努力和协同推进下,今年的地质灾害监测预警实验建设工作如期顺利完成。

    据了解,各省级自然资源主管部门对地质灾害监测预警实验工作高度重视,自监测预警实验开始便建立了专门的推进机制和工作专班负责地质灾害监测预警工作的各项事宜。各省份不仅多次召开项目建设培训会议,还制定了施工组织计划,细化工作任务,层层落实责任,加强项目资金和质量监管,同时利用科技手段强化技术支撑,有序推进各项工作。

    各省实验工作由各省自然资源主管部门牵头推进,涵盖多层级、多单位工作小组,协调指挥调度,充分发挥监督和技术指导作用,有力保障项目实施。据了解,广东省自然资源厅就曾先后派出10余个工作组,前往广东省20个相关地市开展调研指导工作,协调解决推进过程中出现的疑难问题,全面督促广东省加快地质灾害专业监测工作进度。

    地质灾害监测预警实验工作实施涉及设备仪器厂家、地质驻守队伍、设备安装人员众多,信息交互极其频繁。为进一步加强沟通协调、全面推进工作,各省级自然资源主管部门建立了项目统一沟通协调机制,及时传达工作要求和指示,明确工作职责任务,及时解决项目实施中出现的各类问题。同时,实施单位和设备厂商协同推进多项工作,科学合并工作环节,保障项目建设工期。据重庆市地质环境监测总站工作人员介绍,重庆市在工作过程中全面采用了信息化协同办公,统一信息交互平台,既保证了信息畅通,又保障了信息统计的及时性和准确性,做到了繁中有矩、忙中有序、紧中有力,按时高效完成建设任务。

    统一标准 为监测预警工作提供统一技术准则

    地质灾害监测预警实验工作曾面临诸多难题,对于地质环境监测院的研发团队来说,最大的难题就是如何提高监测设备的可靠性与智能化水平。地质环境监测院专家张鸣之介绍,GNSS是地质灾害监测设备中应用较多的一类设备,以前的“测绘型”GNSS设备监测精确度非常高,通过静态解算可监测到毫米级的变化,但是每1~2小时一组高精度监测数据可能漏报一些快速变形的崩滑灾害,此外设备常年保持24小时在线监测,功耗较高,仪器可靠性易受影响。

    地质环境监测院的研发团队根据“两提高、两降低”的思路,提出了“地灾型”GNSS设备研发思路,通过集成微机电传感器实现变频监测与智能唤醒,当监测到倾角、振动加速度测项变化发生时,设备从休眠状态被“唤醒”,进行厘米级高频动态位移数据采集,其他时间设备处于深度休眠状态,每天定时报送1~2组毫米级静态结算位移监测数据。这样,不仅可以最大限度降低设备功耗,而且对于快速变形的滑坡也能实现有效监测,同时使得综合成本大大降低。

    地质灾害监测设备具有精度适当、功能简约、功耗较低、安装便捷等特点,标准化的设备才有可能实现工业化规模化生产。但由于各地标准不同,各生产厂家的仪器设备规格不一,因此也造成设备不能组网混用、无法规模量产的情况。

    为规范地质灾害监测预警“感-传-知-用”各环节技术标准,地质环境监测院目前已联合有关单位共同编制了《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》《地质灾害监测预警数据库建设标准》和《地质灾害监测预警设备检测检验技术规范》四项行业标准,为监测预警工作提供了统一的技术准则,有利于监测预警设备的统一管理和数据共享,保障了今年的监测预警实验工作得以科学、规范、高效完成。

    地质环境监测院专家说,当前开展的地质灾害监测预警实验不只是适合地质灾害监测领域,形成的系列监测装备与风险预警技术对公路、铁路、电力等领域都有一定的借鉴意义,希望目前开展的工作可以引领全国地质安全监测领域的发展方向。

    研用结合 持续推进预警水平和防灾能力再提升

    今年的地质灾害监测预警实验工作按时完成并初步取得了良好的成效,但实验过程中也发现存在的一些问题。地质环境监测院的专家表示,已发现或梳理出来的问题将会是监测预警实验工作接下来改进的重要方向。

    中国地质调查局专家组在检查过程中发现,目前完成的一些监测点中存在监测不足和过度监测两种情况,个别监测隐患点规模较大,但监测设施较少、对关键位置控制不足,而个别规模较小的隐患点又存在设备安装过密的情况;部分设备安装不够规范,由于部分地区植被茂密或者房屋密集,太阳能板、雨量计受遮挡情况时有发生,从而影响监测效果。此外,个别隐患点还存在设备监测数据采集、上传机制不合理,监测数据不能及时上报的情况。针对存在的问题,各省将进行一次全面自查自纠,确保主汛期到来之前整改到位,监测预警实验工作能够真正发挥实效。

    据了解,地质灾害监测预警实验下一步的工作重点,一是抓紧构建完善“人防﹢技防”的地质灾害监测预警新工作模式,结合原有群测群防工作体系,建立数据分析、预警发布、现场调查、应急处置、信息上报等环节工作机制,形成管理闭环。二是完善监测数据质量评价机制,着手开展监测数据质量评价,查找出问题项目、问题设备,并督促整改,着力提升监测数据质量,为有效预警提供保障。三是加强数据分析和预警模型研究,及时汇总有效预警案例,加强对监测曲线、预警模型的分析和总结,强化机器学习、人工智能等技术的运用,不断提高预警模型的有效性。四是对实验过程中监测设备、预警平台等方面出现的问题进行系统总结,明确方向集中攻关,不断提升监测预警技术水平。

    广西河池地质灾害监测预警设备安装现场

     

    构建地质灾害监测预警新格局