鲁迅、顾琅编著的《中国矿产志》 

　　中国的地质调查之所以在辛亥革命后起程，有几个具体的背景不能忽视。换句话说，中国的地质调查是应“运”而生的，有其逻辑自恰的合理性：一方面，鸦片战争之后，看到西方列强在自己的国土上疯狂地掠夺矿产资源，一部分先知先觉的爱国之士，通过深邃地思考后，认为必须通过开发矿业、强国富民，才能拯救民族于水火，维护矿权、实业救国的呼声日益高涨；另一方面，大量西方人涌进中国进行地质调查、近代地质学传入、地质教育的兴起以及科学与民主思潮的出现等，使得建立中国自己的地质机构、开展地质调查成为必然。

　　下面，我们就从这几个方面进行阐述——

　　（一）大量外国人在中国进行地质调查 

　　鸦片战争后，西方列强用炮舰打开了中国沉封已久的国门，强迫清政府签订一系列不平等条约，从此，中国沦入半殖民地半封建社会的深渊。

　　从那时起，在中国尚没有自己的地质调查队伍的情况下，大量外国传教士、商人、旅行家及地质学家蜂拥而来，强行到中国境内进行地质调查。他们搜集资料、测绘图件、采集标本，带回其国内研究，写成著作并正式发表。

　　据中国地质调查局发展研究中心副主任施俊法等专家研究，并综合其他学者的有关研究成果，这个时期来中国开展过考察与地质研究的外国地质学家及其出版的著作主要有——

　　19世纪中叶，英国人斯特拉克里曾到西藏喜马拉雅山地区进行地质考察，1848年，发表《论西藏地质》一文，1851年又发表《论喜马拉雅山山脉和西藏地质》一文。

　　1861年，英国人金斯米尔来华，在我国东部、南部从事地质考察，做过大运河北段的测量工作，调查研究过我国黄土。著有《中国东南省份的边区煤田》、《中国地质重点在扬子江下游各省》等文章。回国后还在伦敦地质学会作过《中国之地质》的专题演讲。

　　1863年，美国地质学家拉斐尔·庞培里应邀来华工作了两年多，走遍了华东、华中、华北很多地区。回国后， 1867年出版了《1862－1865年期间在中国、蒙古和日本的地质研究》，全书共10章，其中9章内容都是关于中国的。他是以近代地质科学方法对中国广大地域进行系统全面研究的第一位学者。他详列了“中国有用矿产产地目录”，共列出矿产地276处，其中铁矿112处，有色金属116处，非金属杂类矿48处，可以认为，他也是编撰《中国矿产志》的先驱。

　　1865年，法国工程师罗歇到我国云南省考察，于1879～1880年出版了《中国云南省》（两卷）。其中第二卷论及该省各类矿产分布，并记述了铁、铜、锡、银矿等之冶炼方法。

　　1868年，德国地质学家李希霍芬获得美国加州银行和上海西商会提供的资助，藉此机会他在4年间对中国作了7次旅行考察，考察时间累计约20个月，行程数万公里，走遍了大半个中国。1872年未回国后，出版了最少300万字以上的五卷大部头的巨著—《中国：亲身旅行及据此所作研究的成果》，另有地理和地质图册两集，堪称“中国近代地质科学启蒙时期之经典”。传入我国后，成为我国地质学家工作的重要参考书。

　　1892～1894年，俄罗斯地质学家奥勃鲁乔夫参加波塔宁领导的蒙古和中国考察队，穿越了整个中国“三北”（东北、华北和西北），1894年发表了《祁连山山脉概要》一书。在1905～1906年及1909年，奥勃鲁乔夫又两次进入中国西北地区，提出了黄土成因的“风成学说”。他还论证准噶尔地区有石油、沥青、煤及金矿富集，并提出通过准噶尔修建从莫斯科到北京的铁路线。

　　1895年，法国矿业工程师杜克洛参加里昂商会组织的“中国经济考查团”，由越南进入我国云南省昆明，对沿途矿产资源，尤其是东川铜矿做了考察。

　　1897年，英国地质学家毕克姆、法国地质学家勒库黎到我国广西进行地质矿产调查，并测有地质图，他们的工作开创了广西矿产地质调查的先例。

　　1905年，清政府聘任日本地质学家阿部正治郎到陕西延长县考察，经试凿发现石油，1907年设延长石油厂，聘日本人佐藤弥市郎为技师，同年凿成我国大陆第一口油井——延长一号井，开创了我国大陆石油生产史。

　　1909年，英国地质学家戴维斯考察山西太原西山煤系，于1922年发表了有关该区石炭二叠纪煤系划分对比的文章。

　　这个时期来中国且后来与中国的地质调查发生关联的，还有一位取了一个地道中文名字的瑞典年轻地质学家“新常富”。他刚从大学毕业就来到中国山西太原定居，参加了山西大学的筹建，后长期担任该校地质系教授，还帮助该校建立了博物馆。他还向北洋政府建议聘请瑞典地质学家来华工作。北洋政府农商部矿政司采纳了他的建议，在1914年以高薪聘请了两位著名的瑞典地质学家安特生和丁格兰任顾问。他们来中国后和新常富一起着重调查了北京附近及华北的矿产资源，并对宣化龙烟地区发现的铁矿进行了深入研究。安特生还参加了北京农商部地质研究所的教学工作，多次带领该所学员去北京西山和华北地区进行野外实习及考察，搜集了华北地区的资料。

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　　应该说，这些外国“客卿”早期在中国从事地质研究显然是“越俎代庖”，但他们毕竟是在中国土地上进行地质学研究，获得的成果载入了世界科学的典籍，对世界地质科学事业的发展做出了贡献，也为以后中国人自己从事地质调查和研究工作积累了资料，创造了必要的条件，因此应当实事求是的评价。

　　事实上，中国地质学的先驱们对他们给予了“极端公正、恰如其分的评价”。比如，1933年即德国人李希霍芬诞辰百周年时翁文灏曾在《中国地质学会志》（英文刊）上发文，肯定了这位德国地质学家为中国地质学所做的贡献：“中国地质学的巩固基础，实在是由德国人李希霍芬最早奠定的……李氏之前，关于中国地质学所知极少……”

　　但也要看到，因为他们掌握了情况，使中国的地质特别是矿产分布情况也暴露在世界的目光之下。比如，李希霍芬《中国》一书中所称“中国矿产资源异常丰富，尤其是煤的蕴藏量为世界之冠，山西一省之煤可供金球使用千年有余”等，一时在海外引起震动，引起了西方列强对我国矿产宝藏的垂涎觊觎。

　　（二）日本等西方列强疯狂掠夺我国的矿产资源 

　　鸦片战争后，西方列强开始对中国的矿产资源进行勘探与开发，并肆无忌惮地掠夺中国的矿产资源。

　　日本觊觎中国的矿产资源由来已久。

　　1895年，清朝北洋海军在中日甲午海战中失败，清政府被迫签订《马关条约》，条约明文规定允许日本在我国通商口岸任意从事工业制造，实际上更扩大到矿产开发，这被其他西方列强援用。

　　1904年，日本和俄国在我国东北地区开战，俄国战败后，两国在美国朴茨茅斯签订了和约：东北大部分地域由原来俄国的势力范围变成了日本的势力范围。日本获取特权最多的是辽宁省，因其处于整个满洲之南，所以称为“南满”。

　　1907年，由日本建立的“南满洲铁道株式会社”（简称“满铁”）开始营业。这实际上是日本帝国主义经营我国东北的“国策会社”。营业之初，就在矿业部下设地质课（科）和煤田地质调查事务所，1909年地质课改为地质研究所，下设庶务科、地质科、矿产地质科、物理探矿科和研究科，共5个科，专门在东北进行地质矿产调查与研究。

　　根据资料统计，从甲午战争后到“九一八事变”36年中，为了掠夺中国东北的矿产，日本人在东北开展了大规模的地质工作，并撰写了大量的地质工作报告。如果按省份分类，辽宁省的达215份，吉林省的46份，黑龙江省的5份，分别占在中国开展地质工作的15个省份中的第一、二、九位。另外还有涉及东北两个省以上的达8份。

　　日本人在华开展地质工作较多的另一个地区是台湾省。1895年，清政府被迫与日本签订《马关条约》，将台湾割让予日本。

　　根据资料，从甲午战争后到“九一八事变”36年中，日本人撰写的有关台湾省的地质工作报告达10份之多，居15个省份中的第5位（仅次于辽宁、吉林、山东、河北，而台湾的面积仅是以上4省的1/6到1/4）。

　　日本侵略者除了进行地质矿产调查外，还以武力直接占领现成的矿区，掠夺开采矿产资源，最典型的便是抢劫辽宁的抚顺煤矿和鞍山铁矿。

　　1904年，日本帝国主义以战胜国的身份取得原沙俄在东北的特权。他们凭借武力，在一个月内将抚顺煤矿全部侵占，把华兴利公司开采存储的4000多吨炭运回日本国内。

　　1905年5月1日，日本侵略者在抚顺成立隶属于日军大本营的“采炭社”，对该煤矿进行掠夺式开采。1907年，该社交“满铁”经营，他们用武力强占土地，扩大开采区域，掠夺煤炭资源。当年抚顺煤炭产量为23.3万吨。后来年年直线上升，1910年产量达到131.1万吨，3年之内几乎增大了6倍。

　　1909年8月，“满铁”在鞍山地区调查温泉时，发现了铁矿。后来又发现了鞍山西南的营口大石桥（今营口县）菱镁矿，还有粘土矿等资源，经过以后10年的建设，成立了鞍山制铁所，于1919年正式投入生产。

　　谈到列强掠夺中国矿产的卑劣行径，鲁迅和顾琅编著的《中国矿产志》在“导言”中专门用了一章的篇幅进行揭露，并且大声疾呼：“我国民当留意焉。”他提醒：“列强将来工业之盛衰，几一系于占领支那之得失。遂攘臂而起，惧为人先。”于是便“划分势力范围”“瓜分中国”，“于是今日山西某炭田夺于英，明日山东各炭田夺于德，而诸国犹群相要曰：采掘权！采掘权！”于是“行将见斧凿丁丁然，震惊吾民族，窟洞渊渊然，蜂房吾土地。”“及尔时，中国有矿业，中国无矿产矣！”

　　 

　　华蘅芳与玛高温翻译的《地学浅释》内文 

　　（三）开办现代矿业必须掌握地质学和采矿知识 

　　面对西方列强对中国矿产的肆意掠夺，一些爱国之士及清政府内部的洋务派官僚深感问题严重，提出了“师夷之长技以制夷”的主张，疾呼“开矿致富”。比如，康有为当时提出：“美人以开金银之矿，为图强要务之一；英人以煤铁之矿，雄视五洲；其余各国，开矿均富10倍。而藏富于地，中国为最……我若不开，他人入室。”洋务派也认为“东西洋无不开矿之国”，“且以此致富强”。于是，开办新式矿业成为洋务派强国求富的主要活动之一。

　　要开矿，首先要找矿，这就需要相应的地质学与采矿知识。但众所周知，由于长期的封建统治特别是清王朝后期的昏庸无能，闭关自守，中国在近代科学技术方面被西方国家远远甩在了后面。在西方国家，至19世纪中叶，便建立并完善了近代地质学的理论和方法体系，完成了学科体制化建设，比中国至少早一个世纪。这样，为了解决开办新式矿业对地质学采矿学的急需，洋务派及一些有识的爱国人士开始举办翻译机构，翻译、引进与著述相关的地质学理论。同时，开始向西方国家选派留洋学生。

　　1843年，英国人麦都思创办了“墨海书馆”，随后，江南制造总局译书馆、广言文馆、京师同文馆等陆续兴办；随之，涌现了一批著名的翻译学者与译著，地质科学逐渐引入国内。如英国传教士兼地质学家慕维廉在上海写成地质地理科学普及读物《地理全志》，其中有几卷就是地质学的内容。这是最早一部用中文写作的近代地质学文献。据李鄂荣先生等考证，我国近代科学意义上的“地质”一词，最早就出现在慕维廉的《地理全志》里。

　　19世纪80年代初，华蘅芳与玛高温合译了《金石识别》（现译为《系统矿物学》）与《地学浅释》（现译为《地质学纲要》）两本书，开创了中国翻译出版近代矿物学和地质学书籍的先河。后来，他们又合译了《金石表》（就是后来的《矿物学名辞典》），这套书对中国地质学、矿物学的发展影响极大。随后，潘松与英国人傅兰雅合译了《求矿指南》，王汝聃翻译了《相地探金石法》，舒高第与沈陶章合译了《矿学考质》。这几本译著，基本上属于今天的“矿床学”。

　　同时，中国人自己也开始著书立说。中国人编著的地质文献最早见于1903年鲁迅写的《中国地质略论》，发表在日本东京出版的中文刊物质《浙江潮》第8期上；1906年，鲁迅和顾琅又合纂了《中国矿产志》，由上海普及书店印行。

　　1910年，在直隶省矿政调查局担任知矿师的邝荣光在中国地学会主办的《地学杂志》上，发表了我国首幅彩色区域地质图和矿产图——1∶250万《直隶地质图》和《直隶矿产图》，还有我国的第一张古生物图版——《直隶石层古迹》。

　　“庚子”之役以后，“洋务运动”代表人物之一曾国藩推出一项有意义的举措，就是在1870年设立“幼童赴美留学预备班”。1872年正式派遣30名10岁左右的儿童去美国留学。以后又连续3年每年都派去30名留美学生。这里面学地质矿业的有邝荣光、吴仰曾、邝炳光等。1877年，清政府又派林庆升、池贞铨、张金生、罗臻禄、林日章5人赴法巴黎矿务学堂学习矿务。1886年，李鸿章又派留美归国的吴仰曾至英国伦敦皇家矿冶学校留学，于1890年完成学业。

　　据有关资料，从1872年至1876年，清政府共派出留学生120人，大部分学理工；1889年又派出64人；1900至1906年派出留学生人数达到高峰，有万余人。他们不仅学到了地质学知识，而且了解了当时地质科学的最新成就，摸清了关于当代地质科学前沿的知识。他们后来都成了中国地质事业的创始人和奠基人，成为中国地质学的先驱和中坚。留学生除了上述诸位外，学习地质、矿业的还包括——

　　王宠佑（1879—1958），广东东莞人， 1901年赴美国留学，1904年获哥伦比亚大学地质矿物学硕士学位。后又留学英、法、德国，1908年回国。

　　章鸿钊（1877—1951），浙江湖州人，1899年22岁时考中秀才，1905年留学日本，1911年毕业于东京帝国大学理学部地质学系，获学士学位。

　　丁文江（1887—1936），江苏泰兴人，1902年留学日本，1904年又留学英国，1911年毕业于苏格兰格拉斯哥大学，获地质学动物学双学士学位后回国。

　　1911年，章、丁二人参加了清政府留学生文官考试，获“格致科进士”，以后他们都成为中国地质科学事业最早的创始人和奠基人。

　　翁文灏（1889—1971），浙江鄞县人，1908年留学比利时鲁凡大学地质系，1912年毕业，其毕业论文《勒辛的石英玢岩》水平极高，荣获“特优”成绩而被破格授予博士学位。这样，他就成为中国地质学界第一位博士，也是最年轻的博士（23岁）。他1913年回国，参加了北洋政府的留学生文官考试，名列第一，任农商部佥事。后来，他就与章鸿钊、丁文江共同开创了中国的地质科学事业。

　　李四光（1889—1971），湖北黄冈人，1904年到日本留学。1910年毕业于大阪高等工业学校舶用机械科，同年回国。1911年9月去北京参加留学生文官考试，成绩为最优等，获“工科进士”。1913年再度出国留学，去英国伯明翰大学，初学矿业，后改学地质，1918年获硕士学位。1920年回国，任北京大学地质系教授。

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　　尽管洋务派的一系列改良运动皆不果而终，但由维护矿权、开发矿业运动引发的翻译与留学热潮，却为地质学的本土化和中国近代地质学的产生做出了贡献。

　　（四）地质学的引进为近代科学思潮在中国的兴起扫清了道路 

　　杜智涛先生在他的《西学东渐与中国近代地质学的产生与发展》一文中写到，地质学所体现的辩证唯物主义精神，冲击了中国传统封建思想，它一传入中国，就与科学、民主、爱国的品质相互融合，彼此依存，为近代科学思潮的兴起扫清了道路，反过来，又推动了地质调查工作在中国的产生，为中国地质科学的发展奠定了基础。

　　敬天法祖是中国封建伦理纲常思想的重要组成部分。“富贵在天”、“天不变，道亦不变”……这种观念成为中国近代变革和民族进步的巨大阻力。而地质学作为一种科学，它客观地揭示天、地、生的变化，向人们阐明了自然界的运动规律，“月日蚀地震，雷鸣星变，皆天地自然之功用，其中有一定之法，初无所谓妖异也。”这种自然科学中的唯物主义，使人们开始怀疑过去一成不变的旧礼教，尝试用一种新的唯物的自然观去审视世界，使人们久被压抑和禁锢的思想得到了启蒙。

　　甲午战争以后，社会的全面变革提到了议事日程，而地质学说成为人们倡言变法的有力根据。维新运动的领袖康有为在广州长兴里创办万木草堂，向学生讲授地球及其远古动植物的演化，指出自然界的变化和人类社会的发展有一定的规律。他在给学生所列的西学必读书目中，《地学浅释》成为重要的篇目之一。同时，他在一系列给皇帝的上书中，也多次引用地质学知识，以论证变法维新的合理性和必要性。梁启超用地质学知识来说明中国进行改革的重要性和紧迫性。1896年8月9日，他发表《变法通议》，其中开宗明义的第一章就引用了地质学的知识：“大地肇起，流质炎炎，热熔冰迁，累变而成地球……藉日不变，则天地人类并时而息矣。”谭嗣同、唐才常等维新派名士的思想也深受近代地质学的影响。

　　20世纪初赴日、法留洋的学生中，不少地质学子如章鸿钊、丁文江、翁文灏、李四光等不仅接受了孙中山的民主主义思想，也接受了辩证唯物主义思想，他们将地质学的精神与社会革命相结合，高举科学与民主大旗，成为以地质学精神为支撑的科学与民主运动的主力军。随着新文化运动的开展，科学与民主成为革命主题，地质学中蕴涵的科学精神成为这场思想革命的有力武器。

　　（五）新式学堂的兴起，开启了中国地质教育的先河 

　　19世纪后半期兴起的洋务运动，推进了当时新式学堂的兴起。中国的地质教育最早可以追溯到洋务运动中开办的路矿学堂矿冶系，其后的1903年，北洋大学也设立了矿冶系。1909年在京师大学堂设地质门，维持了两年多，学生有4人。

　　我们不妨详细了解一下：

　　19世纪后半叶，中国出现了首批官办新式学校，主要在传统的文、史、哲等经典课程之外，增加了外语和西方的现代科学技术，其中也包括地质矿业在内。

　　1862年，中国最早的官办新式学堂——京师同文馆诞生，学制为8年。从第5学年起，加设科学馆。从第6学年起增设了地质矿务、航海测算、机器制造、经国策、万国公法等科目。高年级才修金石学（矿物学）课，由德国教师斯图曼博士讲授，在矿物学教学内容中也渗透了化石知识。

　　1863年，在上海设立了广方言馆。1867年以后，该馆毕业生择优赴京师同文馆科学馆再求深造。

　　1867年，闽浙总督左宗棠奏准在福州马尾设立福建船政学堂，这是中国第一所海军学堂。该校也讲授地质学课程。

　　1889年，两广总督张之洞奏准在广东水师学堂内增设矿务学堂，聘请英国人为教习，最初招收了30名学生。

　　1892年，湖北铁路矿务局设立了附属矿务学堂，这是中国最早的初等矿业专门学校。

　　1895年，盛宣怀在天津开办了中西学堂，其中的头等学堂为大学本科，里面设有矿物科，培养地质、采矿人才。

　　当年10月2日，清光绪皇帝御批将中西学堂改为北洋大学堂，其中的矿务学门开始招收采矿冶金科新生。

　　1896年，两江总督张之洞奏准在南京江南陆师学堂附设矿务铁路学堂（矿路学堂），浙江绍兴青年鲁迅曾到该校求学。

　　1898年，康有为、梁启超辅佐清光绪皇帝领导“戊戍维新运动”，其中一项措施就是在原京师同文馆的基础上创办“京师大学堂”。该校分为天学、地学、道学、政务、文学、武学、农学、工学、商学和医学10个科，地学科中附设有矿学。

　　1909年，京师大学堂的“格致科”内设立“地质学门”，有王烈、裘杰、邬友能、陈祥翰、路晋继5名学生（都是由预科德文班毕业升入的）。这一年被称为“中国高等地质教育事业的开局之年”，无疑具有里程碑式的意义。

　　地质教育的兴起，促进了一批地学教科书的编纂出版。如美国公理会女教士、北京贝满女子学校校长柳拉·迈诺尔编著出版的《普通地质学》（1903年），这应是中国最早的地质学教科书。此后，杜亚泉翻译出版了中学教科书《植物学矿物学》和《最新矿物学》（1904年），钟观浩翻译出版了《新式矿物学》（1906年），杜亚泉编译出版了《最新中学教科书·矿物学》（1906年）。1909年，张相文根据日本横山又次郎的《地质学》，并参考其他书籍编译出版了《最新地质学教科书》（共4册），此书是中国人自己编写的第一部地质学教科书。

　　谈到中国地质调查工作的发端，我们不能忘记，1840年鸦片战争以后，中国是怎样一步步沦为半殖民地半封建社会的辛酸过程；我们更不能忘记，中国地质工作的先驱们、开创者们，是如何在国破山河碎的极端困难的情况下，筚路褴褛、卧薪尝胆，从无到有，建立起中国人自己的地质调查机构，并且学会独立地开展地质调查工作的。

　　（笔者在撰写此文过程中，参阅了众多专家学者撰写的文献、资料，由于出处甚多，恕难一一注明，在此一并表示谢忱。）

17岁进入地质队，到今年他已57岁。四十年山水相依，四十年风雨兼程，周琦说，他仅仅做了一件事——高原寻锰。

风餐露宿的勘探，日晒雨淋的跋涉，这位贵州省地矿局首席科学家的脸色也基本上成了“锰褐色”。曾几何时，锰矿是南半球的“专利”，而如今，中国“贫锰”的帽子，如同当年贫油的帽子一样，被远远甩向了太平洋。周琦，一个土生土长的贵州汉子，率领团队，在黔东地区发现并探明了4个世界级超大型锰矿床，一举改变了中国锰矿在世界的格局。贵州锰矿资源储量一跃成为亚洲第一，黔东地区成为了中国锰矿资源最丰富的地区和世界级锰矿资源富集区。

“锰矿，穷毕生精力找到它，作为地质人，我初心无悔。”周琦对笔者说。

寻找接续资源迫在眉睫 

进入21世纪以来，贵州锰工业迅速发展，锰矿资源需求量迅速上升，锰矿石供需缺口加大。已探明的老矿区锰矿资源几近枯竭，寻找接续矿产资源迫在眉睫。

时任贵州省地矿局103地质队队长的周琦，把找锰当成了第一要务。他带领团队在松桃西溪堡地区开展地质普查评价，历尽曲折，未见进展。接着又在笔架山一带布置了两个钻孔，也没有结果。就这样，吃在大山里，宿在大山里，梦在大山里，周琦恨不得钻进地下看个明白，一探究竟。

2000年春节刚过，第一个钻孔完成，显示无矿；接着打第二个钻孔，结果还是无矿……接连的失败，接踵的打击。矿在哪里呢？如何找到它？

周琦17岁自昆明地质学校中专毕业后，就分配到103地质队，开始寻锰生涯。原有的专业知识，已有的找矿经验，显然不能回答现实问题。接二连三的失败与打击，对于弱者可能是灭顶灾难，对于强者却是营养和力量。逆水行舟，面对重重压力，必须提升自我，站到巨人肩上去。周琦选择考研，下决心深造。他一边探索，一边研学，由硕到博，完成了嬗变。“后来我才明白，传统的外生沉积成锰理论是导致失败的主因，必须寻求新路。”通过孜孜求学与独立思考，周琦渐渐找到了打开“芝麻开门”的钥匙。看那地表露头的锰矿，已经被开采得差不多了，我们必须目光向下，向深部要矿，必须将目光深入到千米以下，寻找地下的全隐伏锰矿。因为限于当时的技术条件，千米以下找“盲矿”，难度大，风险高；而传统的方法是由浅入深，即从露头的矿体顺藤摸瓜，大致推测一个方向，再打钻孔检验是否有矿。周琦认为，这种方法不适用于攻深找盲，也找不到深部隐伏锰矿。

周琦在野外踏勘

关键时刻改变找矿方法 

细节决定成败，思路决定出路。周琦决心沿着这一思路，探索创建一套适合于我国的锰矿成矿理论和找矿方法。理论的“大厦”，总是生长于一砖一瓦。每当野外勘查时，周琦总是发现，锰矿体中含有沥青，面对这一种奇异的地质现象，问号总在脑子里打转，“锰矿里怎么会有沥青跑进来呢？”周琦白天走路在想，晚上做梦也在思。为了搞明白就里，每到野外，周琦就坐在公路边或者坑道中，用心观察锰矿，用素描将形态画下来，用相机拍下来。饿了不知道吃，累了不知道困。回到家就翻资料，分析研究。看到他如此“痴迷”，不少人都觉得不可思议：矿，本就是那样；人，却陷入了物我两忘。可周琦偏偏就死抓住这一细节不放。他翻遍了相关文献，他到处请教业内专家，拜师教授，上下求索路径，苦苦寻找着答案。

周琦决定，再次安排技术人员对西溪堡进行更为详尽的地质工作，在不同的区域点上取样，对锰铬比值进行细致地测试分析。通过数据分析发现，在西溪堡地区，预测的矿体由北到南、从厚到薄、从有到无，分布的规律非常明显。于是周琦便决定在盆地的中心位置设计钻孔，安排带钻普查。

第一个钻孔打下去，到500多米就见到矿，而且品位超过20%，这样高的品位在103队近几年的锰矿勘查中是极少见到的。团队上上下下都感到了振奋。第二个钻孔打下去，却没有见到矿；第三个钻孔打下去还是不理想。是停下来，还是继续勘探？为了证明自己的理论，应当坚持。第四、第五个孔相继见矿了。但整个矿区还不能连成一个整体。周琦经过仔细分析和慎重考虑，决定改变思路，放弃钻探，改为坑道勘探。当坑道打到508米时，主矿体出现了，这是一个相当完整的矿体啊。周琦终于用实践证明自己的找矿理论是科学的！关键时刻，改变找矿方法，变钻探为坑探的思路与决策，无疑是天才灵感之妙笔！

改变世界锰矿资源格局 

2008年8月8日，贵州省地矿局与铜仁市政府签订合作协议，按照“战略合作、促进发展、成果共享、风险共担”原则，对铜仁市优势矿产资源开展合作勘查，由此建立了“地方政府、地勘单位、企业”“三位一体”矿产资源合作勘查的“铜仁模式”。随即，他们对锰矿率先实施了整装勘查，开展了空前的找锰大会战。作为锰矿整装勘查指挥长的周琦，深感找锰突破的历史性机遇来了。他有对黔东地区南华纪“大塘坡式”锰矿从事30多年的理论研究与实践探求，也走出了初期找锰的种种困惑，锰矿找矿新突破的曙光就在眼前。

作为锰矿整装勘查的指挥长和技术总负责，周琦拼了，他带领的找矿团队也拼了。他们不断总结找矿经验，完善找矿理论，使黔东地区南华纪“大塘坡”式锰矿研究不断取得新突破，创立了锰矿气液喷溢沉积成矿原创性理论和隐伏新类型锰矿找矿预测关键技术方法等，用以指导锰矿整装勘查区找矿预测研究和勘查工作。新的找锰理论技术指导和支撑大会战，找矿成果凸显。仅钻探工作量就完成了30多万米 ，若将钻杆相连，可以从贵阳市拉到铜仁市了。就这样，他们先后发现并探明了亚洲最大的锰矿——松桃普觉隐伏超大型锰矿，以及道坨隐伏超大型锰矿、桃子坪隐伏超大型锰矿和松桃高地隐伏超大型锰矿等4个世界级隐伏超大型锰矿，新增锰矿资源量6亿多吨。要知道，全球仅有13个储量超1亿吨的超大型锰矿，贵州铜仁就占4个，不仅改变了世界锰矿资源勘查开发格局，还一举改写了世界超大型锰矿床主要分布在南半球的历史。

梅花香自苦寒来。历经40年，周琦终于建立起一套较为完善的锰矿成矿新理论，并据此创建了一个新的隐伏锰矿找矿预测方法，使我国找锰实现了历史性重大突破，同时还创造了上万亿元的潜在资源价值。周琦因此于2017年获得了我国地质科学领域的最高奖——李四光地质科学奖；2018年，荣获贵州省最高科学技术奖；2020年5月，获得第二届全国创新争先奖状。

四十年，周琦只做了这一件事，把青春无悔地献给高原，将论文写在了祖国的大地上。

土壤资源的前世今生

郭俊刚 赵恒勤

前世

你可知道，松林下松软芬芳的泥土和坚硬巨大的岩石原来是一样的呢。大自然鬼斧神工，又历经数亿年，悄然将坚硬的岩石变成了肥沃的土壤。

早在几十亿年前，地球的表面都是岩石。地壳表面裸露的岩石，受到风力和水力的侵蚀，在物理、化学、生物、气候等多种因素综合作用下，逐渐被破碎和分解。山一样大的石头变成了小块，小块又变成了细粒。在岩石由大变小、由粗变细的过程中，不仅仅是个头变化了，同时岩石也变成了一种叫“成土母质”的物质，这个过程就叫作风化。要注意的是成土母质还不是土壤。时间又过了数亿年，成土母质在水、空气、腐殖质和微生物的帮助下，逐步形成真正的土壤。成土母质的性质决定了土壤的类别，所以在我国有东北的黑土地，有西北的黄土高原，有云贵川的红土，还有中原的棕色土壤。土壤的垂直剖面从下往上通常可划分为“土壤母质层”“底土”和“表土”三个部分，其中“表土”和“底土”合称为“土体”，是土壤的主要部分，土壤的顶部则是由动植物残体腐烂转化而成的“腐殖质层”。大自然需要300年到1000年的时间才能形成大约2.5厘米厚的土壤。

今生

时间来到了人类文明，人类利用和改造世界的能力不断增强，对矿产资源的大规模开发利用，也对土地资源造成了伤害，土壤环境严重恶化，已经威胁到人类的生存与发展。

一、土地的压占和破坏

根据有关部门测算，至2009年底，全国有1亿多亩历史遗留工矿废弃地尚未复垦。在全国11.23万座矿山的开采活动中，每年约有300万亩土地遭受毁损。在新增被损毁的土地之中，耕地或其他农用地高达60%以上。耕地的减少，导致失地农民的增多，土地利用效率降低，生态环境恶化，对社会经济的可持续发展造成严重影响。

二、土壤污染

土壤污染包括矿产资源开发利用造成的土壤酸化和土壤重金属污染。

土壤酸化是指酸性物质使土壤变酸的过程。一部分是矿物开采过程中，硫化矿床从地下开采到地表后，矿石中的硫元素会转化为硫酸根离子，硫酸根离子随同降雨、地表径流等水体进入土壤，导致土壤酸化；另一部分是在矿物加工利用过程中，如煤炭燃烧所产生的二氧化硫、氮氧化物等大量酸性气体，进入大气后遇水形成酸雨，使土壤环境被酸化。

随着矿产资源的开发利用，进入到土壤中的铜、铅、锌、铬、镉、汞、砷等重金属超出土壤承载能力，影响植物正常生长，诱发植物发生病变甚至死亡，也会在植物体表或体内积累，通过食物链进入人体，诱发人类的疾病。

未来

伴随着“绿水青山就是金山银山”号角的吹响，我们必须采取一定的措施，将矿产资源开发利用对环境造成的损害降到最低。通过矿山土地复垦，增加可耕地数量，提高土地质量，改善生态环境；通过开采工艺的改进，充分利用采空区和废弃巷道，减少地表塌陷和废石排放；通过生产设备和生产工艺的改进和优化，实现对矿产资源的高效节约集约利用，减少废弃物排放。

目前，已经涌现出一些重金属修复技术，比如利用钝化剂使重金属的形态趋于稳定，利用超富集作用的植物吸收土壤中的重金属。重要地块被污染又不易治理的话，直接给土壤搬个家，将污染土壤移走，将清洁土壤移来。

土壤是我们人类赖以生存的资源，要把生态文明理念贯穿到整个土地资源和矿产资源的开发利用过程中不仅要注重土地数量的保持，还要注重土地利用质量的提升，实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。

宜兴保磷矿基地选矿厂实现零排放

周文雅 吕振福

磷矿是地球上不可再生的非金属矿产资源，是一种重要的化工矿物原料，是保证粮食安全不可替代的矿产资源。

根据《全国矿产资源规划（2016—2020年）》，我国规划有3个磷矿资源基地：滇中、贵州开阳-瓮福、湖北宜兴保。中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所46种重要矿产资源开发利用水平调查项目组2019年奔赴湖北宜兴保磷矿基地进行开发利用水平调查，考察基地内资源的可持续保障情况、开采选别技术水平、尾矿废石的排放情况。

2018年全国共有磷矿采矿权证288个，湖北宜兴保磷矿资源基地有磷矿采矿权证62个。磷矿是湖北在全国最具比较优势的矿种，查明资源储量74.96亿吨，位居全国第一。为了提高生产效率和产品质量，大部分企业都会优先使用高品位磷矿，以避免不必要的原材料消耗、减少产生的废渣、提高磷矿的利用率。中低品位的磷矿石一般要通过一些特定的选矿技术，得到磷含量较高的精矿，才能用于后续的生产。宜昌的磷矿资源具有明显的夹层结构，中层为富矿，上下两层均为贫矿。特殊的矿层结构加上历史原因，宜昌当地采富弃贫的现象普遍。

湖北省磷矿资源管理暂行办法要求对磷矿必须“全层开采，全部入选”；对开采规模实行总量控制；对磷矿石(粉)实行凭准运单运输的准运制度；逐步重组和关闭生产能力在 15 万吨/年以下的磷矿企业，提升资源利用水平。宜昌市继续减少磷矿石开采计划，2018年在1300万吨的基础上又缩减了300 万吨。一系列措施，有效保障了湖北磷矿资源的可持续发展。

2018年，湖北宜兴保磷矿基地内磷矿企业有62家，在产企业54家，均采用地下开采，运营期间采掘废石不出坑，回填采空区，既可降低采空区上方的开裂、沉降变形，又防止固体废弃物对环境的污染。由于基地磷矿实行开采总量控制，基地内总设计采矿能力3212.5万吨，实际采出矿石1440.795万吨，平均采矿产能利用率46.02 %。

湖北宜兴保磷矿基地选矿厂普遍采用重介质旋流器进行磷矿选别。磷矿原矿破碎后进入重介质旋流器，品位高的磷矿颗粒在旋流器中下沉，成为精矿产品；品位低的磷矿颗粒在旋流器中上浮，随溢流水排出，成为尾矿产品。所有生产废水净化后全部循环使用，完全实现零排放。

宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿废石70.94万吨，年利用磷矿废石95.87万吨，磷矿废石累计积存量为194.26万吨，2018年磷矿废石利用率为135.14% 。

宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿尾矿41.32万吨，年利用磷矿尾矿37.32万吨，平均磷矿尾矿利用率为90.32 %，累计磷矿尾矿积存量为95.89万吨。

磷矿属于不可再生资源，缺乏相应的替代品种，被列为我国重要的战略资源，在国家粮食生产安全中占有极其重要的地位。湖北宜兴保磷矿资源基地资源储量大，2016年湖北远安发现一特大型磷矿床，初步探明储量达4.29亿吨，是我国首次发现的单一矿区最大规模磷矿，后备资源丰富。湖北对磷矿实行开采总量控制性管理，可有效保障我国未来磷的供应能力，保障我国粮食安全，助力中国磷业发展。

材料界的“百变星君”——石墨

郭理想 张然 刘磊

地球上的碳分布非常广泛，既可以分布于地壳表层，又可以存在于地壳深部甚至是地球内部更深处的地幔中。此外，碳还是地球上生物体的基本组成元素之一。同时，其存在的状态也很多样，氧化态、还原态以及单质形式的碳均能在各种自然和人为环境中存在。截至目前，自然界中已发现的由碳单质构成的物质有三种：第一种是价值斐然、人尽皆知的钻石，第二种是与我们的日常生活密切相关的石墨，第三种是尚存争议且人们知之甚少的卡宾碳。

石墨最早由德国矿物学家A.G.Werner（1749~1817）命名。自然界中产出的石墨外观呈现出钢灰色或黑色，形状主要有鳞片状和土状两类，还有部分以块状形式产出。其化学成分主要是碳，天然产出的石墨成分纯净的很少，其中常包含SiO2、Al2O3、FeO以及粘土、沥青等杂质。

石墨矿床的形成需要具备以下两个主要条件：大量的碳，即碳质要集中，它们是形成石墨的主要原材料；合适的热力学条件，例如相当高的温度，好比是工厂中用于生产的机器需要合适的工作参数和加工环境。

全球石墨资源分布广泛，美国地质调查局最新发布的《世界矿产品概要2019》中的数据显示，全球范围内的石墨储量主要分布在土耳其、中国、巴西、莫桑比克、坦桑尼亚、印度、越南等国。其中晶质石墨主要分布在中国、巴西、莫桑比克、乌克兰、马达加斯加等地，隐晶质石墨主要分布在土耳其、印度、墨西哥等地。

我国是传统的石墨生产和消费大国。石墨属于不可再生资源，是我国的优势矿种，我国在2016年12月将晶质石墨列入国家战略性矿产目录。根据自然资源部最新发布的《中国矿产资源报告2019》显示，我国晶质石墨查明资源储量为4.37亿吨，主要分布在黑龙江、山东、内蒙古、吉林和湖南5个省（区）。我国已发现的石墨矿床总体上可分为三种类型：区域变质型，如黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿、山东省青岛市莱西南墅石墨矿、内蒙古自治区乌兰察布市兴和石墨矿等；接触变质型，如湖南省郴州市鲁塘石墨矿，吉林省吉林市磐石烟筒山石墨矿等；岩浆热液型，如新疆维吾尔自治区昌吉苏吉泉石墨矿，巴音郭楞蒙古自治州尉犁县托克布拉克石墨矿等。

石墨的用途也颇为广泛。石墨具备良好的导电、导热、润滑、耐磨，以及耐高温、抗腐蚀、防辐射等诸多优良性能，能用于制造各种产品，被广泛用于国民经济的各个行业，可谓是材料界的“百变星君”。在传统行业中，石墨可作为耐火砖、坩埚、增碳剂等，应用于耐火材料和钢铁工业。由于洁净钢及超低碳钢的发展，以及节能降耗的要求，开发低碳耐火材料已成为必然趋势，石墨在炼钢领域的用量正逐步降低。

在新能源领域，石墨可作为锂离子电池的负极材料。负极材料对石墨性能要求较高，通常需要将石墨球形化以后，提纯到99.9%以上。在核能领域，天然石墨也发挥着重要作用，球床式高温气冷堆的球形燃料元件中，天然石墨占据64%的比例。

石墨烯是近年来的热点新型碳材料。英国曼彻斯特大学的物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年首次发现了石墨烯，他们也因此荣获了2010年的诺贝尔物理学奖。我国目前已经实现以天然石墨为原料，通过氧化石墨-还原法制备石墨烯粉体的工业化量产过程，并在防腐涂料、导热膜等领域有较好的应用效果。未来石墨烯在新能源汽车、海洋工程、能源发展、高端装备、环境治理等领域的应用将进一步深入，有望成为各个重大领域不可或缺的应用材料。

“工业味精”——锡矿的开发利用

田敏 张红新

地壳中锡的平均含量只有0.004%，属于比较稀贵的金属。目前已发现锡矿物和含锡矿物50余种，其中具有工业意义的主要矿物为：锡石、黄锡矿、圆柱锡矿、硫锡铅矿、辉锑锡铅矿。地球上锡矿主要呈带状分布在东南亚和东亚两大锡矿带，东南亚锡矿带北起缅甸的掸邦高原，沿缅泰边境向南延伸到印度尼西亚。东亚锡矿带西起中国云南个旧，延伸至广西，南起朝鲜，经中国延伸至俄罗斯。中国居于东亚锡矿带的主要区域，因此成为全球锡资源储备第一大国。近年来数据显示，全球锡储量共约480万吨，中国拥有150万吨，印尼80万吨，巴西70万吨，玻利维亚40万吨，澳大利亚37万吨。

我国锡矿资源分布较为集中，主要分布在云南、广西和湖南三个省（区），三个省（区）锡精矿产量合计约占全国总产量的90%。目前，世界上有20多个国家开采锡矿，自1993年以来中国锡精矿产量一直居于世界第一。

我国锡矿资源按照矿物组成不同分为三类：原生锡矿、砂锡矿和其他类型锡矿石，储量分别为92.88%、0.80%和6.32%。原生锡矿主要分布在广西和云南，合计占总累计查明储量的83.06%。目前，工业生产中锡矿选厂根据资源类型的不同，共有7种方法处理矿石，分别为重选、单一浮选、浮-重-浮、浮-磁-重、重-浮-磁、重-磁-浮、重选-浮选，重选法处理矿石量最多，单一浮选法处理的原矿品位最高。我国资源量最大的原生锡矿和砂锡矿主要采用重选工艺，使用的机械设备有跳汰、摇床、溜槽及离心机等重选设备。我国虽然锡矿储量丰富，但品位较低，主要集中在0.1%~1%之间。国内矿山企业着力提高锡矿伴生资源综合利用水平，通过科学制定选矿工艺，回收共伴生组分11种元素，包括镉、硫铁矿、镍、铅、锑、铁、铜、钨、锌、铟、银。

锡最大的优点是可以100%回收，符合环保、节能、节约资源的国家战略，国家不断出台多项政策鼓励扩大锡的应用领域。近几年，我国电子产品出口日益增多，在欧盟《关于报废电子电器设备指令》和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》发布实施后，欧洲将强制步入无铅化电子时代。中国电子无铅化趋向势在必行，预计我国在锡焊料领域中消费量年增长率将在10%左右；塑料工业生产因环保要求，将扩大锡热稳定剂的使用；硫酸亚锡作为新型绿色环保水泥的添加剂，在近几年发展较快。随着我国汽车、钢铁、机械制造业和矿山工业的发展，锡的使用量会逐步增加，锡产业将迎来长期良好的发展前景。

你了解氟中毒吗？

冯乃琦 张永康 曹耀华

氟在自然环境中广泛分布且与人体健康密切相关，主要分布在人的骨骼、牙齿、指甲和毛发中。氟是与人体健康密切相关的必需微量元素，但若摄入过量就会引起氟中毒，氟污染还可以使动植物中毒，影响农牧业生产。我国地方性氟中毒病区分布广、病情重，遍及29个省、市、自治区。全国有病区县1314个，病区村10万余个，受威胁人口超过1亿人。

一、什么是地方性氟中毒？

地方性氟中毒，是指在自然条件下，人们长期生活在高氟环境中，主要通过饮水、空气或食物等摄入过量的氟而导致全身慢性蓄积性中毒。

二、地方性氟中毒的危害是什么？

地方性氟中毒是一种慢性全身性疾病，主要表现在牙齿和骨骼上。对牙齿的损害主要表现为氟斑牙。主要危害为7~8岁以下的婴幼儿，一旦形成残留终生。

对骨骼的损伤会引起氟骨症，主要表现腰腿及全身关节麻木、疼痛、骨关节变形，出现弯腰和驼背，最后发生功能障碍，乃至瘫痪。另外还可能对神经系统产生障碍，对肌肉、肾脏、甲状腺、甲状腺旁腺等产生不同程度的损害。

三、大气、土壤和水中的氟是从哪里来的？

大气中的氟：大气中氟的人为来源主要是工矿业的生产过程和煤炭燃烧的排放，以气态和颗粒形式将氟化物释放到环境中。

土壤中的氟：土壤中氟的来源主要有3个途径：岩石中含氟矿物的风化；火山喷发进入大气的含氟化合物经干湿沉降进入土壤；人类工业活动。据估计，我国磷肥厂一年排放10多万吨氟，砖瓦厂排氟量达50万吨以上。此外，钢铁、制铝、化学磷肥、玻璃、陶瓷、氟化工等工业以及燃煤过程中排放的含氟三废，数量也极高。

水中的氟：萤石和磷灰石的溶解是地下水中氟的主要来源，黑云母、角闪石以及含蛭石、高岭石和蒙脱石的黏土矿物也是其来源之一。

四、地方性氟中毒有哪几种类型？

根据氟的来源和摄氟途径不同，将地方性氟中毒分为三大类：饮水型氟中毒、燃煤污染型氟中毒、饮茶型氟中毒。

五、地方性氟中毒临床表现有哪些？

氟中毒最突出的表现是骨骼和牙齿受损害。骨骼损害引起氟骨症，出现全身关节疼痛，四肢或躯干麻木，手足抽搐、僵硬，严重时还有关节活动困难，弯腰驼背，胸廓变形，甚至不能直立行走，丧失劳动能力。

六、影响氟中毒发病的主要因素有哪些？

一是摄氟量：摄氟量高，发病率高，病情严重。二是营养条件：蛋白质、钙和维生素有抗氟保护机体的作用。三是饮水中的化学成分及硬度。饮水中的钙和镁可降低人体对氟的吸收，促进氟从体内排泄，减少氟对机体的危害。饮水的碱度增强可使氟的活性增强，有利于氟的吸收和增加氟的毒性。四是抗氟元素的摄入，如钙、镁、铝、硼、锌、硒、铜、钼、铁等，可促进氟由体内排出或增强某些酶的活性，从而提高机体抗氟能力，降低氟的毒性。五是生活、饮食习惯与燃煤污染型和饮茶型地方性氟中毒有着极为密切的关系。

七、氟中毒的预防措施有哪些？

饮水型氟中毒病区预防的根本措施是降低水氟含量，使之达到生活饮用水卫生标准。

一是改换水源。在有条件的地区采用引水、打深井等措施，使病区群众改用低氟水源。二是在干旱地区，可利用物理、化学方法除去水中过量的氟，使之达到生活饮用水卫生标准的要求。常用的方法有混凝沉淀法、活性氧化铝吸附过滤法、骨炭过滤法等。三是饮茶型氟中毒病区要大力宣传高氟茶的危害，使病区广大群众认识到高氟对人体健康危害的严重性，自觉改变不良的饮茶习惯，增强自我防病能力。

八、地方性氟中毒该如何治疗？

地方性氟中毒由于发病机理不太清楚，目前尚未研究出根本有效的治疗方法，只能对症或缓解某些症状，减轻病人痛苦。

一是切断氟源，减少机体摄氟量。根据病区类型和特点，采取不同措施，把环境介质中的氟含量降到或控制在国家标准范围内，减少机体摄氟量。

二是减少机体对氟的吸收。利用某些元素与氟的亲和力与氟离子结合，形成新的难溶性盐，不能被机体吸收利用，如铝、硼、钙等元素。

三是促进体内氟的排泄。体内氟主要从肾脏排泄，某些药物和元素能促进氟从机体排出。如甘草和维生素C，两者对增强体内新陈代谢、加强利尿解毒有一定作用。

四是改善生活条件。生活条件和营养状况对地方性氟中毒的发生与发展有直接影响，改善生活条件，增强机体抵抗力，补充必要的营养，有利于减轻发病和提高疗效。

五是对症治疗。地方性氟中毒患者常出现疼痛、麻木、抽搐，以及消化系统、神经系统障碍等症状，可给以镇静、镇痛、助消化等药物，解除患者痛苦。

九、刷牙会导致氟中毒吗？

我国居民氟的适宜摄入量应在1.0到1.5毫克之间，可耐受最高摄入量为3毫克，超过此安全限值，氟就会在体内积蓄，引起氟中毒。我国牙膏含氟量标准是：成人牙膏0.05%～0.15%。如果使用1克的含氟牙膏（约1厘米长的膏体），每天刷牙2次，氟总量只为2～3毫克。刷牙后吐掉泡沫，已经吐掉了大部分的氟，剩下吞咽到体内的氟只是很少的一部分，不会对人体产生伤害。

对于儿童，特别是6岁以下的儿童，由于吞咽反射比较差，容易在刷牙时吞入牙膏，要注意防止氟摄入过量。一方面，儿童应该使用含氟量更少的儿童牙膏，并且每天刷牙不超过2次。另一方面，家长要监督孩子刷牙，鼓励他们吐出泡沫，不要吞咽。偶尔发生的吞入不用过于担心，因为即使是使用含氟1500毫克/千克的牙膏，1岁儿童也要一次服下33克才会达到可能中毒量。

10月26日，从北京传来喜讯：第十五次李四光地质科学奖颁奖，贵州省地矿局总工程师周琦喜获“李四光地质科学奖野外奖”，成为贵州省首位李四光地质科学奖获得者。10月30日，记者采访了获此殊荣的周琦。

改变格局，摘下中国“贫锰”帽子

数十年来，54岁的周琦只做了一件事——找锰矿。长期的野外工作，导致这位总工程师的皮肤染上了茶色。

长久以来，锰矿是南半球的特产，我国曾长期戴着“贫锰”的帽子。

如今，“贫锰”的标签正在被一点点撕下，而周琦正是其中重要的贡献者之一。

他率队先后发现了4个世界级超大型锰矿床和1个特大型富锰矿床，这些超大型锰矿床数约占全球总数的1/3，改变了世界超大型锰矿床主要分布在南半球的格局。

“锰矿是国家十分紧缺的战略矿产资源之一，找到更多锰矿是我们地质人的使命。”周琦经常将这句话挂在嘴边。

误打误撞，开启40年寻矿之旅

1978年，14岁的周琦以全县总分第一的成绩从石阡县考入原地质部昆明地质学校，入读地质调查及找矿专业。

“入校前，我其实不太清楚这个专业是干什么的，真正学了以后，才渐渐喜欢。”周琦回忆道。

毕业后，在业内资深前辈的引领下，周琦开始接触到了锰矿。

周琦（左一）在野外现场教学

“作为国家重要的战略紧缺资源，锰是特种钢不可或缺的合金元素；在新能源汽车电池中，三元锰系电池是主流发展方向……”说起锰的应用，周琦滔滔不绝。

“由于自产锰矿不能满足国内需求，我国每年需大量从国外进口。2015年，我国锰矿对外依存度高达69%，高于同期石油、天然气。”周琦说。

从入行时起，周琦便下定决心，一定要为国家找到更多的锰矿，改变依赖进口的现状。

或许是因为儿时的玩伴——数不尽的群山，一直留在心间。与周琦的交流中，记者发现，无论在深山里待多久，他从未觉得苦。“无论寒暑，做项目八九个月窝在山坳里是常有的事儿，扛着设备和样品满山跑。有时一天下来，肩上和后背上的皮肤都被晒脱皮了，但也不觉得痛。反而是隔上几天不进山，心里就憋得慌。”周琦说。

就这样，从17岁开始，周琦一直坚持到了今天。

回炉深造，探究找矿失利原因

20世纪90年代初，地矿行业发展陷入低谷。周琦当时所在的单位甚至连工资都发不全，同事纷纷另谋出路。改行、调职、下海成了那时很多人的选择，可周琦愣是咬着牙留了下来。

其实他也很难。彼时他刚结婚，生活负担很重。“那时候我就想着，国家的发展是离不开地质工作的，以后慢慢会好起来的。”周琦的预感没错。没过几年矿业转暖，地质行业开始复苏。就在那时，周琦承接了一项原国土资源部下达的关于黔东地区锰矿资源调查评价的重要项目。

可项目进行得并不顺利。以前，技术人员通常在初步预测某地可能蕴藏有锰矿后，便会对目标区域进行打孔，以验证是否有矿。2000年2月，第一个钻孔完成，结果无矿；2000年4月，第二个钻孔完成，依旧无矿。“接连的失败对我来说，是个沉重的打击。为什么我没找到矿呢，思来想去，我觉得这是因为缺乏相关的专业知识。”周琦说。

一次次打击坚定了周琦要继续深造的决心，接着他开始了考研准备。很快，他考入中国地质大学（武汉）攻读硕士学位，毕业后又在该校继续攻读古生物与地层学博士学位。

大胆求索，提出成矿新理论

“后来我才知道，传统找矿方法是导致当时失败的主要原因。”周琦在求学中渐渐找到了问题症结。

“当时在地表露头的锰矿已经被开采得差不多了，只能将目标锁定在完全掩埋于地下的全隐伏矿，也就是‘盲矿’。限于当时的技术条件，传统的老方法是由浅入深，即从露头的矿体顺藤摸瓜，大致推测一个方向，再打孔检验是否有矿。”周琦说，这种方法不适用于找“盲矿”。

周琦决心创建一套适合于我国的锰矿成矿理论和找矿方法。

外出勘查时，周琦总能看到，锰矿体中含有沥青等奇异的地质现象。

“沥青是怎么跑到矿里来的呢？”为了弄明白这件事，每到节假日，周琦就会坐在公路边或者坑道中观察锰矿，甚至会用素描将它们的形态画下来。看到他如此痴迷，很多人都觉得很奇怪，“这个问题就是那样，有什么可想的？”

可周琦偏偏抓住了这一点。他翻遍相关文献，请教业内专家、教授，上下求索，却一直未能找到答案，直到2005年9月。

当时还在读博的周琦参加了全国第三次沉积学大会。“当听到台上学者讲到现代海底天然气渗漏形成甲烷礁时，我发现其沉积构造、化学特征等和6亿多年前的锰矿何其相似！”周琦说。

于是沿着这一思路，他于2008年在其博士毕业论文中给出了一种全新的锰矿成矿理论——古天然气渗漏沉积成锰理论。

周琦提出，形成锰矿的物质主要来自于地幔。锰和烃类气体、流体融合在一起从地幔涌上来，在裂谷盆地、断陷盆地等中心区域沉积成矿。这也揭开了锰矿中含有沥青的谜底——沥青是古天然气渗漏沉积成锰过程中的伴生产物。

经过十年的打磨，如今的周琦和团队终于建立起一套较为完善的锰矿成矿新理论，并依据此理论创建了一个独特的锰矿找矿方法。矿床学界的陈毓川、翟裕生、侯增谦和毛景文等院士都对此给予了充分肯定。

硕果累累，一片向好“锰产业”

“地质找矿这项调查研究工作带有很强的探索性，没有强大的理论支撑，无异于盲人摸象。”为了扭转这一局面，周琦反复琢磨前辈们留下的资料，利用古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿理论建立的锰矿找矿模型这一方法，周琦及其率领的团队把找寻锰矿的特征从3项增加到8项，研究步步深入，多项技术难题被攻克，深部锰矿找矿成果一发不可收拾。在理论的指导下，贵州省地矿局103地质队进行了由表及里、由浅入深的技术调整，将《贵州省铜仁-松桃地区南华纪锰矿成矿条件与预测》、《古天然气与锰矿成矿-以黔东地区南华纪“大塘坡式”锰矿为例》两项科研成果运用到地质找矿中，为地质找矿拨开云雾。

通过在贵州铜仁松桃锰矿国家整装勘查区实践检验，新发现以世界第五、亚洲第一的贵州松桃普觉隐伏超大型锰矿床为代表的4个世界级超大型锰矿床，新发现超大型锰矿床数占全球超大型锰矿床总数的约1/3，新增锰矿石资源量达6.17亿吨，超过了2011年全国保有资源量的总和（5.48亿吨），经济价值巨大，维护了国家经济安全，实现了我国锰矿这一战略紧缺矿产地质找矿有史以来的最大突破，成为国务院找矿突破战略行动纲要（国办发﹝2011﹞57号）颁布实施以来，全国代表性的找矿重大突破成果之一。

目前，黔东地区已是国内惟一的世界级锰矿资源富集区，成为国家最重要的锰矿资源基地和战略供应核心区。

 

近日，自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室组织四川省宣汉县盘龙洞二叠系长兴组生物礁古油藏剖面野外考察培训。

四川省宣汉县盘龙洞二叠系长兴组生物礁古油藏为中国地质调查局成都地质调查中心研究员牟传龙等同志于2002年首次发现并命名。该礁体中充填大量的沥青，礁顶上覆鲕粒滩相白云岩完全被沥青充填，是典型的生物礁古油藏。盘龙洞二叠系长兴组生物礁古油藏的发现为川东北普光气田最优质储层时空展布预测提供了基础性与前瞻性依据。

考察培训现场，牟传龙向大家介绍了古油藏发现与命名的过程、古油藏发现对普光气田的意义，讲解了碳酸盐岩剖面观察核心内容、层序岩相古地理编图要点与方法，现场指出长兴组从开阔台地到生物礁建礁、再到生物礁消亡演化过程，形成了礁滩相白云岩，是普光气田优质天然气储层。同时，牟传龙建议尽快拿出野外现场布设、剖面简介展示等具体方案，将盘龙洞二叠系长兴组生物礁古油藏剖面建设成为四川盆地东北部立典剖面，与湖北省利川市见天坝二叠系长兴组生物礁剖面一起，可供2021年第七届全国沉积学大会、2022年第21届国际沉积学大会嘉宾代表野外考察。

成都地调中心沉积室、基础室有关同志，参加了此次生物礁古油藏考察，并就具体立典剖面建设问题现场讨论、积极献言献策。

 

现场考察 

湘张地1井是中国地质调查局武汉地质调查中心部署并组织实施的一口页岩气调查井，该井主探下寒武统牛蹄塘组页岩气，兼探中寒武统敖溪组含气性，设计井深2000米。该井位于湖南省张家界市永定区沅古坪镇柏杨坪村，其构造位置处于雪峰隆起带北侧、慈利-保靖断裂以东的复杂构造区内。该区断层发育，保存条件成为影响页岩气聚集成藏的关键因素，因此，项目组将该井部署于慈利-保靖断裂上盘所发育的两条逆冲断层之间的相对稳定区内。

湘张地1井完钻井深2018.25米，开孔层位为奥陶系底部锅塘组，从上至下依次钻穿寒武系追屯组、比条组、车夫组、花桥组、敖溪组、清虚洞组、杷榔组和牛蹄塘组，钻至震旦系顶部灯影组完钻，获得了雪峰山地区寒武系斜坡带敖溪组新区新层系页岩气、清虚洞组下部裂缝型天然气、以及牛蹄塘组页岩气等一系列重要发现:

一是钻获中寒武统敖溪组页岩气，为雪峰山地区新区新层系的重要发现。湘张地1井钻至中寒武统敖溪组白云岩、灰岩之下1375.5-1551.6米时黑色泥页岩大量出现，主要岩性变为泥页岩夹泥质灰岩，泥页岩岩心累计厚度超过90米，其水浸实验均有气显，其中1387.7-1411.6米与1434.4-1483.2米两段气显较为强烈，尤其是裂缝发育的岩心段气显异常强烈，对两段泥页岩样品采用燃烧法解析测试的含气量为0.64-2.31立方米/吨，解释为较好含气层段，两段岩心累计厚度达72.7米，反映出该段泥页岩高含气性纵向上跨度大。敖溪组黑色泥页岩广泛发育于湘西吉首-张家界地区的寒武系斜坡相带上，分布面积广，是本项目发现的寒武系除牛蹄塘组之外的一个新层系，该层系的发现拓宽了整个湘西地区页岩气勘探层位和勘探区。

二是钻获寒武系清虚洞组碳酸盐岩、泥页岩互层中的裂缝型天然气，为探索清虚洞组天然气成藏理论提供了新的材料。湘张地1井钻至清虚洞组井深1692.9-1708.3米泥页岩、泥灰岩段时，现场录井气测值迅速升高，录井全烃值最高达到10.4%，并对录井仪收集的随钻井液返排气体直接点火成功，火焰呈淡蓝色，同时对该段泥页岩样品现场解吸的含气量值分布在0.77-1.98立方米/吨，显示该层段除微裂缝气外的泥岩吸附气量较高，为清虚洞组中的一个优质含气层。结合岩心及地表露头综合分析，该层段灰岩及泥岩中纵向裂缝发育，且裂缝遇不同岩性往往尖灭，该层段录井气测值的迅速蹿升，正是微裂缝发育的表征。该含气层的发现为今后碳酸岩、泥页岩共存层位的油气勘探增添了新的关注点，为探索清虚洞组天然气成藏理论提供了新的材料。

三是钻获寒武系牛蹄塘组优质泥页岩含气层，提振了在复杂构造区勘探该层系页岩气的信心。湘张地1井牛蹄塘组泥页岩从上至下共分为三段，其岩心水浸实验均有气显，气测全烃值主要分布在1%-7%，从含气性现场解析测试来看，中段（1909.2-1982.4米）含气性最好，其岩性主要为灰黑色炭质泥岩夹少量薄层泥质灰岩，其样品解析气含量0.12-1.59立方米/吨，含气量超过0.5立方米/吨的连续泥岩段厚度达到32米(1933-1965米)，为牛蹄塘组的主含气层，体现出该区牛蹄塘组泥页岩良好的含气性。同时，该组泥页岩纵向上含气性存在差异，在裂缝发育段含气量明显较高，反映出裂缝对该组泥页岩含气性的改善作用。湘张地1井钻获牛蹄塘组页岩气，是继宜昌黄陵隆起周缘寒武系水井沱组页岩气重大发现之后，中扬子地区（含雪峰山地区）在寒武系页岩气勘探的又一重要发现，大大提振了雪峰隆起构造带寒武系页岩气勘探的信心。

四是钻遇震旦系灯影组孔缝型白云岩储层，气显明显，揭示了该区新生古储常规天然气勘探巨大潜力。湘张地1井钻至井深1998.0-2010.4米震旦系灯影组白云岩、硅质白云岩段时，现场录井气测全烃值升高，且稳定在3%左右，解析气含量相对较低，表明该段为较好的常规储层段。该段泥晶白云岩裂缝与溶孔极为发育，且低角度缝与高角度缝均有发育，局部形成网状裂缝系统，缝中多见方解石不完全充填；溶孔多分布在裂缝边缘或内部，尤其在裂缝交汇处较为发育，以团簇状、狭长条带状、针孔状为主，部分溶孔中充填沥青质，表明该层段地质历史时期曾发生过油气充注。孔缝的发育极大的改善了该层段白云岩的储集空间。灯影组白云岩上覆的寒武系牛蹄塘组黑色页岩为优质烃源岩层，同时，牛蹄塘组与杷榔组泥岩盖层条件优越，形成了良好的生、储、盖配套组合，揭示了该区新生古储常规天然气勘探巨大潜力。

灯影组白云岩储层段岩心裂缝分布

清虚洞组页岩气点火试验