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    跨越山海,同心携手。9月,2025欧亚经济论坛如约在陕西西安盛大启幕。这场盛会中,一场聚焦地矿领域的“合作对话”尤为引人注目:作为论坛重要组成部分,以“加强科技引领,促进矿业发展”为主题的上海合作组织国家地学合作与矿业发展暨第四届“一带一路”国际地球物理会议,于9月23日~25日同期奏响合作强音。各国专家学者、行业精英齐聚一堂,共绘地学与矿业合作发展新蓝图。

    从地质勘探技术共享到矿产开发经验互鉴,从科研平台联合搭建到人才培养深度协作,近年来,在中国—上海合作组织地学合作研究中心的推动下,上合组织国家在地学与矿业领域的合作触角不断延伸,以澎湃动力驱动区域经济在高质量发展的赛道上加速前行。

    科研合作共破地学难题

    中国与上合组织国家山水相连,具有可对比的地质构造背景和类似的成矿规律与成矿地质条件。为破解共同面临的资源环境和地球系统科学问题,中国—上海合作组织地学合作研究中心(以下简称中国—上合组织地学中心)经中国外交部、自然资源部(原国土资源部)批准,于2014年10月依托中国地质调查局西安地质调查中心成立,为上合组织国家的地学交流架起了一座坚实的“桥梁”。

    就在上海合作组织国家地学合作与矿业发展会议召开前夕,中国地质调查局西安地质调查中心项目组刚刚结束了在塔吉克斯坦的联合野外地质调查与技术交流活动。双方在塔吉克斯坦天山地区联合开展1:5万比例尺水系沉积物地球化学调查,完成调查面积150平方千米,为后续区域资源评价工作奠定良好基础。

     

    在塔吉克斯坦举行的联合野外地质调查与技术交流活动现场。

    这只是中国—上合组织地学中心组织开展联合境外考察的一个缩影。

    截至目前,中国—上合组织地学中心与各国专家联合开展境外考察60余次,围绕中亚、特提斯带两大跨境成矿带,实地剖析关键地段物质组成、结构及重大构造—岩浆—成矿作用,明确了中亚、西亚地区古亚洲、特提斯构造域内重大地质构造界线、巨型成矿带的延伸情况及重要矿床成矿机制、成矿模式,如中亚金腰带、特提斯巨型铅锌矿带、斑岩铜矿带、沉积型锰矿带、蛇绿岩型铬铁矿带、伟晶岩型锂矿带等。这些工作的开展,推进了对两大构造域地质背景、成矿规律和关键地质问题的深化认识。

    在此基础上,中国—上合组织地学中心与哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦、巴基斯坦、阿富汗等国地学机构合作,围绕阿尔泰、准噶尔—巴尔喀什、天山、西昆仑—帕米尔—兴都库什等跨境成矿带,探讨了古亚洲洋和古特提斯洋构造转换过程与资源环境效应,并合作编制了古亚洲洋构造域西南段、特提斯构造域中西段1:250万~1:25万多层次系列地质图件、图集与专题研究报告等。这些服务产品不仅实现了标准统一、数据共享和地质界线对接,而且为各国地质找矿、重大工程部署、环境治理等提供了基础图件和数据支撑与科学应对方案。

    作为“化学地球”国际大科学计划的组成部分,目前,中国—上合组织地学中心已与塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦、巴基斯坦、哈萨克斯坦、伊朗、土耳其等国联合完成160万平方千米低密度地球化学填图,绘制了69种/71种地球化学元素图谱,圈定出一大批地球化学异常区、找矿远景区,为合作国自然资源与生态环境可持续发展提供了权威的地球化学数据与解决方案,受到合作国高度肯定。

    白俄罗斯去年成为上合组织成员国。在此次上海合作组织国家地学合作与矿业发展会议上,白俄罗斯地质科研生产中心主任梅利尼科夫表示,非常期待和与会各方在深部与超深部钻探技术、矿产资源成矿预测、地质数据处理、绿色矿山建设以及地质勘探技术设备研发等方面加强合作,支撑服务可持续发展和繁荣。

    人才共育筑牢合作之基

    9月23日,由西安地质调查中心与长安大学共建的“中国—上合组织地学中心长安学院”揭牌。该学院将依托双方科研教学资源,搭建集人才培养、科技创新、学术交流于一体的国际平台,为上合组织国家培育更多地球科学领域的卓越工程师与科学家。

    此前,在中国地质调查局和中国地质大学(武汉)的推动下,于2019年成立的中国—上合组织地学中心武汉学院,目前已形成常态化培养机制,共有来自上合组织成员国、观察员国及对话伙伴国的在校生620人,包括博士110人、硕士510人,大大促进了上合组织国家地质调查能力和科研技术水平提升。

    此外,中国—上合组织地学中心还通过组织短期研修、国际培训班、高级访问学者计划、项目合作等多种方式开展国际人才培养与交流。截至目前,该中心协助举办地矿官员、专业技术人员来华研修及短期培训22期,培训人员560人次;通过地质调查与科研项目合作,为上合组织国家地调科研机构培养专业技术人员200余名;在塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦、巴基斯坦、哈萨克斯坦等国组建的由中青年科技骨干组成的国际合作地质调查与科研团队,不仅成为国际地学合作的中坚力量,更是促进人文交流和文化传递的重要使者。

    9月23日,上海合作组织国家地学合作与矿业发展会议开幕式上,还举行了上海合作组织青年地质科学家交流营颁奖仪式。中国地质大学(武汉) 伊朗籍博士研究生巴哈雷、西北大学巴基斯坦籍博士研究生阿克拉姆、长安大学中国籍博士研究生陈贤哲荣获“最佳青年报告奖”,西安石油大学俄罗斯籍本科生黛西荣获“文化交流使者”称号。

    据悉,为积极践行《上海合作组织成员国元首理事会天津宣言》中关于深化上合组织框架内科技人文交流的重要精神,中国—上合组织地学中心于9月21日~23日在西安组织了上海合作组织青年地质科学家交流营。来自13个国家的50位青年地质科学家代表,通过学术研讨、实地考察和文化互动,促进青年智慧碰撞,激发青年创新活力。 

    深化合作共赢广阔未来

    当前,上合组织各成员国正处于经济转型升级与工业化加速推进的关键时期。矿业已成为这些国家经济发展的重要支柱乃至增长引擎。此次上海合作组织国家地学合作与矿业发展会议上发布的《上海合作组织成员国矿业发展报告(2025)》(以下简称《报告》),描绘了未来上合组织成员国矿业发展图景。

    《报告》指出,围绕上合组织天津峰会关于促进能源可持续发展、绿色产业、数字经济、人工智能、科技创新等声明和行动计划,各成员国间要进一步加强矿业投资与产业合作,着力打造国际矿业高质量协同发展新格局。

    共绘绿色与可持续矿业新蓝图方面:共同制定与互认绿色矿山、环境保护与生态修复标准;推广ESG(环境、社会和治理)投资理念,建立区域绿色矿业发展示范区;推动资源开发与碳中和目标协同,为全球矿业治理提供“上合方案”。

    共建地质信息与资源共享平台方面:深化跨境成矿带联合地质调查与能源资源潜力评价;推动成员国共享地质资料、矿业政策与投资环境信息;合作应用“空—天—地”一体化勘查技术,联合圈定和优选找矿靶区。

    共筑韧性安全的矿业产业链供应链方面:加强从勘查开发到加工冶炼的关键矿物产业链协同;合作建设矿业产业园区,提升矿产品附加值;建立产业链供应链风险预警与协同保障机制。

    共促科技创新与能力建设方面:联合研发与推广绿色智能开采、低碳选冶等先进技术;加强数字化矿山建设合作;建立联合实验室和人才培训基地。

    执大象,天下皆往;循正道,同行者众。如今,上海合作组织巨轮从天津再出发,开启充满希望的新航程。中国与上合组织各国的地学与矿业合作也必将走向更广阔的舞台。

    中国地质调查局相关负责人表示,愿以此次会议为契机,与各成员国、合作伙伴国的地矿机构、科研院所、高校及企业一道,继续深化地学务实合作,联合开展地质调查、科学考察、编图、专题研究;持续推动绿色矿业发展,加强地质矿产领域技术与装备创新合作,推进科技政策和管理经验共享;依托中国—上合组织地学中心,持续推动地质科技、矿业贸易、政策法规等信息互通共享,促进区域经济社会发展。

    上合组织国家在地矿领域的合作触角不断延伸——志合...

    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

    春天是东北最好的季节,一场透彻心扉的春风吹过,吹醒了大兴安岭皑皑白雪下沉睡的大地,吹绿了广阔平坦的松辽盆地,吹化了蜿蜒千里的辽河。伴随着新一轮找矿突破战略行动的全面铺开,中国地质调查局沈阳地质调查中心(以下简称“沈阳地调中心”)基础地质调查团队聚焦找矿突破需求,积极统筹谋划,主动担当作为,服务东北地区13个大型资源基地建设,为东北地区新一轮找矿突破战略行动提供基础地质支撑。基础团队长期从事野外一线的基础地质工作,为了探寻地学奥秘,他们不畏丛林沼泽、不惧严寒酷暑,调查一个个露头、分析一组组数据、绘制一张张图件。他们以孜孜不倦、坚持真理、以苦为乐的地质调查精神,取得了一系列的丰硕成果,向人们展现了白山黑水的地质史卷,让人们领略了沧海桑田的地壳变迁。

     图1沈阳地调中心基础团队合影

    近年,基础团队聚焦找矿突破需求,积极统筹谋划,主动担当作为,在前寒武纪变质基底、中亚造山带与古生物调查研究、数据更新与综合编图等传统优势学科方面成效显著,为服务东北地区新一轮找矿突破战略行动提供了强有力的基础地质支撑。

    变质基底调查崭露头角,创新性成果明显

    该项工作带头人主要由沈阳地调中心基础地质室陈井胜副主任、赵辰和张超三位博士组成,近年主要致力于地球古老克拉通岩石圈早期构造演化样式及变形特征(以华北克拉通东部陆块冀东地区、鞍-本地区等为研究重点)、华北克拉通古元古代辽-吉造山带构造演化等。通过地质填图和基金项目工作的开展,近年取得系列创新性成果。

    团队赵辰博士毕业于中山大学,置身于华北克拉通太古宙构造体制研究中。面对常年和爱人两地分居的状况,并没有影响他坚定的地调科研脚步。通过他主持的国家自然科学基金青年基金和1:5万区调项目,在华北冀东地区取得了多项创新成果。厘定出冀东安子岭花岗绿岩带为典型的穹脊构造样式,冀东太平寨高级变质区为卵形构造域,为古板块重建以及探索板块构造在地球上的启动与演化机制提供新的构造地质学证据。

    在张立东研究员和邢德和正高级工程师都曾是基础地质室的“老主任”,通过他们主持的“辽东-吉南地区区域地质调查”二级项目,创新提出了“辽-吉古元古代造山带”是我国保存最好的古元古代洋板块地层系统,重新厘定了硼矿等矿产资源产出的建造构造特征,为新一轮找矿突破战略行动提供了新资料。目前,两位先生虽已退休,却还在为沈阳地调中心的发展奉献着余热和提供技术上的指导。

    陈井胜博士毕业于吉林大学,通过主持“华北克拉通北部燕辽大规模辉绿岩床群侵位机制及古环境与古地貌响应”联合基金项目,发现华北克拉通北部燕辽地区存在多期次基性岩浆活动,这些岩浆活动总体与全球13-14亿年哥伦比亚超大陆裂解事件有关,使得我国元古代构造岩浆活动与全球构造事件接轨迈出了坚实的一步。而这一成果背后,也是他强忍着岳父岳母常年卧病在床、自己父母身体也不乐观的情况下的艰辛付出。

    沈阳地调中心基础地质室主任汪岩正高级工程师,同时任基础地质室党支部书记,平日大部分时间需要处理基础地质室的全面工作,而这并没有影响他地调科研的步伐。通过主持的“松辽盆地西缘扎赉特-巴林左旗区域地质调查”二级项目,在内蒙古东南部阿鲁科尔沁旗双胜镇一带新发现古元古代一套变质杂岩,为中亚造山带南部的微地块的成因和演化历史研究提供了新证据。

    团队钱程硕士和张超博士,家里孩子小,没人帮忙照顾。但是通过主持的“大兴安岭成矿带突泉-翁牛特地区地质矿产调查”二级项目的开展,取得了系列创新性地质成果,如新厘定出了“龙江-乌兰浩特微地块(27-14亿年)”,为兴蒙造山带前寒武纪结晶基底构造格局的厘定提供了新资料。而这些成果的取得都是和他们的爱人和家庭默默奉献和坚定支持密不可分的。

    另外,沙特阿拉伯地盾精细填图项目是沈阳地调中心基础团队首次走出国门,与世界先进的地质填图方法技术接轨迈出的重要一步。陈井胜博士与团队成员李斌、尤洪喜、孙巍和江斌等人员克服了全新的填图理念、地质条件和恶劣气候带来的不便,他们舍小家为大家,在异国他乡传递着中国基础地质人的精神。目前已完成了3幅1:10万地质图的野外数据采集和地质图说明书的编写工作。这不仅是基础团队个人业务能力的展示,更是团队协作的胜利,为沈阳地调中心建立国际化区域地质调查队伍、培育国际化地学人才、打开国际化区域地质矿产调查市场奠定了坚实基础。

    精细解剖中亚造山带构造格架,造山带团队接力再奋进

    中亚造山带精细解剖工作是一项长期的、艰巨的、繁重的事业,伴随着沈阳地调中心的不断发展,一代又一代地质人在探索中不断前进。在上世纪80-90年代,以唐克东研究员为代表的沈阳地调中心老一代专家,组织我国北方有关科研、教学和生产单位联合进行基础地质研究,为东北地区构造格架的建立和古亚洲洋的演化历史研究做出了突出贡献,《1∶100万东北地区构造体系图及其说明》、《中国北方板块构造文集》(第一集-第五集)等大量论著的出版与发表,建立了西拉木伦加里东弧-陆碰撞褶皱带和东乌珠穆沁加里东陆缘活动带,将锡林浩特杂岩解体为俯冲-增生杂岩和陆缘火山-碎屑岩南北两带,当前许多重要地质问题的主体认识依然遵从这一时期的综合研究成果。

    到了二十世纪初,面积性地质调查工作逐渐加快,1∶5万区域地质调查和1∶25万区域地质调查修测工作的开展,为解剖中亚造山带构造格架奠定了基础,以张立东、付俊彧、刑德和、汪岩、杨晓平正高级工程师等为代表大区专家,在林西-巴林左旗-法库新发现晚二叠世-早三叠世蛇绿构造混杂岩,提出了“双向俯冲”模式,确定了古亚洲洋的最终闭合位置及时限;解体了华北板块北缘构造带和扎兰屯岛弧带的物质组分,复原了洋壳的俯冲过程;完成了东北亚地区主要构造单元划分,提出了古亚洲洋构造域是古生代造山带镶嵌一系列微陆块的基本格局。

    随着区域地质调查工作的持续开展与综合研究工作的不断深入,中亚造山带研究团队的年轻一代接过前辈手中的火把继续在探索之路奋进。如,张超、钱程、秦涛、杜继宇、李斌、那福超、马永非、时溢、张丽等技术骨干,他们以精细解剖中亚造山带构造格架为目标,联合国内外科研单位青年学者,从图幅尺度区域地质调查工作扎进露头尺度的精细研究工作,先后申请国家自然科学基金项目,辽宁省自然科学基金项目和东北区创基金项目等多项科研项目,并取得了一列原创性研究成果:解剖了法库-昌图-公主岭-双河镇地区的构造混杂岩,明确了古亚洲洋南部大陆边缘系统组成和结构;将原划“扎兰屯地块”重新厘定为早古生代弧盆系;新识别出一系列古老微地块等。他们以年轻人最具有的创造能力和创新潜力,持续推进精细解剖中亚造山带构造格架工作;他们以火热的热情和坚毅的信念,接过前辈手中的大旗,用自己的青春书写新时代的地质印记。

    发挥传统优势学科作用,古生物团队持续发力

    地层古生物是沈阳地调中心的优势学科,研究团队具有优良的传承和深厚的积淀。自1962年建所以来,特别是上世纪60-90年代,老一代专家们为东北地区区域地层系统的建立和各门类生物化石的研究做出了突出贡献,《东北地区古生物图册》等大量地层古生物论著的出版与发表,在古生代腕足类动物群、安加拉植物群,中生代林家植物群、羊草沟植物群、热河生物群、黑龙江鸡西—龙爪沟生物群以及木化石等研究领域取得了突出成绩,展现了沈阳地调中心在该领域曾处于国内一流水平、部分研究居国际领先地位。该时期是沈阳地调中心地层古生物团队的辉煌四十年,团队人才济济,生物门类齐全,涌现出多个分支学科的专家。如:黄本宏、郑少林、张武三位研究员是古植物学界顶级专家;张立君研究员不仅是介形类专家,而且掌握东北地区大量区域地质资料,被称为“活地图”;王五力研究员既是是叶肢介类等无脊椎动物专家,又是大地构造专家;谷峰老所长擅长双壳类,苏养正研究员擅长腕足类,郭胜哲擅长珊瑚、蜓类等。他们足迹遍布东北,为东北地区基础地质研究以及能源矿产寻找发挥了重要作用,有力支撑了东北老工业基地和国家的现代化建设。

    上世纪末至本世纪初,沈阳地调中心地层古生物研究持续取得了一些新成果,有关早期被子植物及银杏类化石的研究曾合作在美国《Science》及英国《Nature》杂志共发表了3篇论文,木化石研究成果也受到国内外学术界的广泛重视。以上成果曾多次获得国家及省部级奖励。

    二十一世纪早期,沈阳地调中心地层古生物研究团队张立东、邢德和、陈树旺、丁秋红、郑月娟等研究员成为中流砥柱。他们在辽西地区开展了1:5万北票等4幅区调,取得了一系列的原创性成果,出版了《辽西义县组-冀北大店子组火山-沉积地层对比》、《辽西中生代珍稀化石及其生物群地质图集》等专著,发表了一系列地层古生物论文,将地层古生物研究推向另一个高潮。然而,即便如此,受上世纪末期地质行业大萧条的影响,地质人才断层、流失严重,导致沈阳地调中心的地层古生物学科逐渐没落。

    可喜的是,随着新一轮的地质调查工作的开展,大量古生物化石点的新发现和一系列新进展新认识的取得,促进了新一代地层古生物研究团队的成长,如:张渝金、张德军、公繁浩、黄欣等。他们不忘初心,坚持专业,长期工作在野外第一线,为与国内、国际学科研究前沿接轨而努力。基础地质室副主任张渝金正高级工程师,作为沈阳地调中心新一代古生物人的代表,联合沈阳地调中心古生物学者和沈阳师范大学古生物学院、中科院南京地质古生物研究所青年老师们,针对国家需要导向,积极申请项目,开展东北地区的地层和古生物工作。先后申请国家自然科学基金项目、科技部国家创新平台项目、辽宁省自然科学基金项目和中心区创基金项目等多项科研项目,并取得了一系列原创性成果:新发现大量古生物化石新材料,建立了8个新属种化石,建立3个孢粉植物组合序列,首次证实了我国东北地区中侏罗世末曾存在寒冷期等,建立了晚中生代温室气候期古大气二氧化碳浓度变化等方面取得一批原创性重要成果,为我国东北地区侏罗纪植物群演化、地层划分和对比研究做出了重要贡献。

    未来沈阳地调中心地层古生物团队将以“部辽西中生代地层系统野外科学观测研究站”和“古生物陈列馆”为主要平台,合作建立沈阳地调中心的地层古生物工作基地,在人才培养、学术研讨,科普宣传等方面,积极与各大地质院校、研究院所、地方或国家地质博物馆等单位交流合作,以提升沈阳地调中心地层古生物学科的影响力。

    智能驱动与数据更新,综合地质编图工作持续跟进

    沈阳地调中心基础团队有这样的三位老同志,他们是付俊彧、杨晓平和汪岩三位同志,都是地质矿产正高级工程师,具有丰富的野外调查、综合研究与地质编图经验,是沈阳地调中心基础地质和综合编图的学科带头人。他们先后于80年代末-90年代初参加工作,三十多年的地质调查研究风霜雪雨,斑白了他们两鬓,常年的野外地质生活给他们留下了深深的印迹,书架上、收纳箱中保存的一本本专业著作以及工作心得,记录了几十年区域地质矿产调查工作的峥嵘岁月,特别是东北地区著名的三道湾子金矿、三合屯金矿都是他们在1∶5万区域地质调查工作中发现的找矿线索,并顺利转变为勘查目标,成就大、中型金矿床。特别是汪岩和杨晓平同志,爱人都在齐齐哈尔工作,两地分居已十年有余,但这丝毫没有影响他们前进的脚步。作为为地质奉献了青春和智慧的老兵,他们现在依然在东北大地上奋笔疾书,为了找寻地质演化的真象,跑遍了东北大地每个角落,实时跟踪实施项目的进展,形成了500余份大比例尺剖面和素描图,开展了多次野外交流会,集成了500余幅1∶5万区调成果,参考了2000余篇文献,带领包括宋维民、刘英才、张广宇、那福超、庞雪娇、陈井胜、钱程、张超、张渝金、唐振、施璐等一众年轻的地质骨干,编制出版了《中华人民共和国地质图(东北)(1:1500000)及说明书》、《东北地区1∶150万大地构造相图及说明书》、《中国东北及邻区1∶250万地质图及说明书》;完成了东北地区1∶50万无缝整合的地质图空间数据库建设;按照洋板块地质学思想编制了大兴安岭成矿带和东北地区1∶100万地质图、1∶200万洋板块地质构造图、1∶200万岩浆岩地质图、1∶200万变质岩地质图等,并在此基础上编著并出版了《大兴安岭古生代“洋板块地质”研究进展》;编著并即将出版《中国区域地质志▪大兴安岭志》、《中国区域地质志▪东北志》。这些综合编图与研究成果,对古元古代辽吉洋、古生代古亚洲洋和中-新生代滨太平洋构造演化过程及其对矿产资源、能源的控制作用研究起到了至关重要的作用,开启了大兴安岭及东北地区洋板块地质综合研究之先河,极大提高了东北地区成矿基础地质背景的认知水平。

    几十年如一日的坚守,三位老同志之间团结互助,对待工作尽心竭力,协同提高业务水平;在团队建设中一直以身作则、以踏实的工作作风为年轻人做出榜样,不忘沈阳地调中心“老带新”、“传帮带”的光荣传统,在业务上悉心指导年轻技术人员,促进年轻技术人员的成长,为形成研究室精诚团结、协作共进的学术氛围、造就研究室高凝聚力奋发向上的业务团队作出了表率。那些经过岁月锤炼的经历、镶嵌在地质图及研究报告中汗水、对青年人成长的悉心指导,一直是沈阳地调中心区调人代代传承的精神宝藏。

    在熠熠生辉的成果背后,是所有基础团队成员付出的艰辛和汗水。他们有父母,想为日益衰老的父母多锤几次背;他们有家庭,也想为日夜操劳的妻子分担家务;他们有子女,更想为可爱灵动的孩子讲故事、盖被子。在茫茫林海、在崇山峻岭、在荒茫沙地,纵然荆棘满目、浑身泥泞、满面尘土,经历了基础地质调查工作的高峰和低谷,他们的眼中始终有光,心中始终坚信,执着坚守、孜孜不倦地献身东北地区基础地质调查工作。正如古人谚语所言:“不经一番寒彻骨,怎得梅花扑鼻香”,经过多年的辛勤劳作,近年基础团队成果显著,先后完成1∶5万区域地质填图80余幅(其中全国特优图幅2幅、优秀图幅6幅)、1∶25万区域地质填图2幅,编制小比例尺综合图件与说明书5套,撰写科技论文100余篇,出版专著6部,获批国家基金8项、科技平台课题3项。这些成果系统总结了东北地区大地构造单元划分及不同断代大地构造演化与成矿作用的关系,为新一轮找矿突破战略行动提供了大量的基础地质资料。

    目前,沈阳地调中心按照中国地质调查局三性工作定位进一步梳理东北地区基础地质工作的发展方向,继续充实发展“基础团队”,在以往工作的基础上,分专业更加细致建实基础团队下设的“前寒武纪变质基底调查研究团队(带头人:陈井胜、赵辰、张超)”、“中亚造山带调查研究团队(带头人:张超、杜继宇)”、“中生代构造岩浆作用调查研究团队(带头人:张渝金、张海华)”、“地层古生物调查研究团队(带头人:张德军、张渝金)”和“数据更新与综合编图团队(带头人:付俊彧、杨晓平)”,提升不同断代、不同构造域影响下的成矿地质背景综合认知水平,进而建实“中国地质调查局东部大陆边缘研究中心”和“自然资源部辽西中生代地层系统野外科学观测研究站”。

    相信在中国地质调查局党组的坚强领导下,在沈阳地调中心党委的正确带领下,在基础团队“老带新、传帮带”精神的感染下,充分发挥党员的先锋模范带头作用,始终坚信“心有所向,行则将至”!“找矿求突破,基础在先行”,乘着“新一轮找矿突破战略行动”的东风,基础团队在今后的工作中将会大有作为,为沈阳地调中心发展和东北老工业基地全面振兴做出更大贡献。

    找矿求突破 基础在先行——沈阳地质调查中心基础地质...

    日前,中国地质调查局沈阳地质调查中心编著的《中国东北部及邻区地质图(1:2500000)及说明书》由中国地质大学出版社正式出版发行。该大型图件及专著是一部以地球系统科学、旋回演化论及全球动力学思想为指导编制的东北亚地区综合研究类成果,是沈阳地质调查中心近年来取得的一项重要科研成果,并受到了中国科学院院士任纪舜的高度评价。

    该大型图件地理上跨中国、蒙古国、俄罗斯、朝鲜、韩国5个国家,编图范围西起贝加尔湖,东到萨哈林岛(库页岛),北起尚塔尔岛,南至渤海湾;地质上经历了古亚洲洋和太平洋两大构造域的叠加演化过程,地质构造极其复杂。该专著以区域不整合界面为主要依据,以超大陆的聚合与裂解为主线,梳理和建立了整个古亚洲构造域东段和太平洋构造域北段的地层-岩浆-变质-构造格架,系统总结了区域构造演化历史。总结了中国东北部及邻区中生代活动大陆边缘构造格架主体特点,探讨了“燕山运动”大地构造属性及幕次划分;梳理了中国东北部及邻区前中生代不同构造单元的地质特征,从全球超大陆旋回的角度描述了区域构造演化过程;开展了专题综合研究,并提出了东北亚地区大地构造格架一些新的认识。它是中国东北部及邻区最新的一部区域地质构造研究的总结性著作,具有重要的科学意义和实用价值。

    该成果为东北亚地区基础地质科学问题的深入研究,为国土空间规划、自然资源管理以及重大工程建设提供快捷有效的基础地质信息,并填补了东北亚地区地质图数据库体系的空白,为地质大数据、“地质云”建设和社会化服务提供基础数据支撑。

     

     
     
    《中国东北部及邻区地质图(1∶2 500 000)及说明书...

    一、背景

    (一)国际发展动向

    基于20世纪科学技术的迅猛发展,人类活动已经扩展到世界各个角落,实现全球合作、促进全球发展逐步成为各国的共识。全球范围内的发展中国家和发达国家在享受全球发展带来巨大收益的同时,也付出了资源、环境以及社会方面的高昂代价。人类生产活动不仅在全球范围内破坏着自身赖以生存的生态环境,同时由于过度开发,人类赖以发展的自然资源也正以惊人的速度减少。联合国给出的《千年生态系统评估》(2005年)报告指出:“由于人类活动的干预,2/3支持地球生命系统运转的自然资源已被严重破坏,几近耗光。人类赖以生存的生态系统有60%处于不断退化状态,支持能力正在减弱。未来50年内,这种退化也许还将继续。”随后,世界自然基金会(WWF)的《地球生命力报告(2008年)》针对人类对自然资源需求的生态足迹,指出“人类对自然资源的需求超出了地球承载力的近1/3。美国和中国的国家生态足迹最大,各消耗约21%的全球生物承载力。美国人均生态足迹量9.4全球公顷,可覆盖4.5个地球;中国人均生态足迹量2.1全球公顷,覆盖1个地球。”而据《中国生态足迹报告(2008)》,2003年中国人均生态足迹量1.6全球公顷,低于2.2全球公顷的全球平均生态足迹。有关度量指标除生态足迹(人类需求)、生命地球指数(自然状况)外,还有碳足迹、水足迹。一些发达国家已形成“经济(Economy)-能源(Energy)-环境(Environment)”协调发展的“3E”模式,而2009年的达沃斯论坛传出了“水资源破产”的预警。

    (二)我国中长期经济、社会发展的趋势预测

    在发展的大潮席卷全球的同时,我国经济社会发展遭遇了前所未有的契机与巨大的挑战。1970年以来,世界人口增长近60%,耕地、草地面积相对稳定,基于灌溉、化肥的农业增产,与人口增长相对平衡。与此同时,中国耕地数量历经20世纪80年代缓慢减少和1999~2003年迅速减少两个阶段后,进入基本受控状态。据相关数据统计,21世纪上半叶世界人口将增长70%,而人均耕地、草地面积将会减少;日益增长的人口与持续减少的耕地、草地之间的矛盾依靠先进的农业科学技术可得到缓解,人地关系预计不会到达崩溃的程度。虽然中国对改善目前形势、确保更好的发展有充分的信心,但形势依然严峻。世界银行公布的一份《解决中国的水稀缺》(2009年)的报告中列举中国“每年有约250亿立方米的水因受污染而不能使用,有240亿立方米的地下水被超采,水危机导致的经济损失占GDP的2.3%,不容忽视”(我国水利部公布的地下水超采数据为120亿立方米/年),由此可见我国保证资源可持续利用的任重道远。

    (三)国家当前和近期需要

    国家发改委2008年做出的关于《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》实施中期情况的报告中,提出“十一五”后两年难以有效解决的全局性、战略性重大问题:①能源资源利用问题。②生态环境保护问题。③空间开发结构优化问题。④粮食安全保障问题。⑤城镇化健康发展问题。⑥人力资源开发问题等。并要求及早谋划好与之相关的“十二五”时期发展战略。这6个问题同时也是6个前瞻性研究题目,而前5项均与国土资源和国土空间的调控有关。

    从长远看,国土资源和空间战略目标将以可持续性、生态化、低碳化、信息化、全球化为依归。

    (四)经济与矿产资源全球化、区域化

    随着世界经济或结束剧烈震荡进入缓慢复苏期,包括矿产资源全球化在内的经济全球化已成为当今世界不可逆转的发展趋势,各国的市场化改革与经济结构调整此起彼应,各国展开抢占下一轮发展经济制高点的竞争愈益激烈。在2009年全球经济复苏的曙光出现时,“后危机时代”世界经济的新格局正在形成。作为全球经济复苏的“主推手”——中国在世界经济舞台上的角色也在悄然发生变化。APEC作为亚太区域经济合作论坛起着对话和交流的作用,中国-东盟自由贸易区(CAFTA)即将面世,同时与南盟(SAARC)的区域合作开始提上日程,东北亚的中日韩自由贸易区的进程要慢一些,上海合作组织(SCO)则以地区安全为重心,并进一步深化区域经济合作。

    (五)国土安全隐患

    在经受全球发展冲击而引发资源、环境的国际纠纷不断的同时,我国的国土资源和空间由于历史、自然等原因也面临重大安全隐患。中印边界问题由来已久,印度除侵占我国藏南部分领土并设立所谓“阿鲁纳恰尔邦”外,还觊觎南疆阿克赛钦地区;国外和新疆的“东土耳其斯坦”分裂势力和恐怖组织妄图将新疆从中国分离出去;我国管辖海域近一半与邻国有争议,南海“九段线”虚多实少,主权深受侵蚀;钓鱼岛的主权争议,与那国岛、冲之鸟礁的军事开发问题都对我国东海海疆构成挑战。此外,自然灾害频发、生态环境破坏、资源衰退和骤减、国际金融抢滩我国资源开发等也成为国土资源安全的胁迫因素。

    二、起点

    (一)我国快速工业化、城镇化

    改革开放以来,随着我国工业化的快速发展,城镇化水平也逐年提高。2008年我国的GDP总值达到30万亿元(相当于4.3万亿美元),成为世界第三大经济体,而人均GDP 仅3266美元,只及世界中等偏下收入水平,国土经济密度以倍数增长;工业化率达48.6%,正处在工业化中期、以传统工业为主的产业结构,遭遇资源“瓶颈”;城镇化率只及45.7%,低于世界平均水平,城市群规划建设开始提上议事日程;市场化程度达60%,已超过市场经济临界水平;国际化程度,我国已全方位对外开放,深度融入全球经济一体化;科技创新能力居发展中国家前列,总的仍处于世界中等水平。据世界经济论坛2009年9月公布《2009~2010全球竞争力报告》,中国(大陆)列全球第29位(比2008年晋级1位),继续领跑“金砖四国”。作为人口、经济总量“双庞大”、结构复杂、非均衡性突出的发展中大国,中国积极参与国际竞争,如应对得当,有可能继续保持上升势头。

    (二)对国土开发程度与资源、环境承载力的不同估计

    1.综合评估:总体上尚未超载,西北和北方部分地区超载

    据中国21世纪议程管理中心编著的《发展的基础——中国可持续发展的资源、生态基础评价》(2003年),中国“水资源和水环境的人口承载力在15亿~18亿人之间,但将从南到北大规模转移;而土地对食物的承载能力略有盈余,在未来50年内都不会超出其边界;能源与矿产资源供需失衡的形势将更加严峻,10亿吨燃煤造成的污染已接近环境的承受极限,6种大宗矿产(铁、锰、铬铁矿、铜、铝、钾盐)现已供不应求。”而《中国工业发展报告——资源与环境约束下的中国工业发展》(2005年)认为:“中国经济增长越来越接近于资源和环境条件的约束边界。”《中国至2050年区域科技发展路线图》(2009年)把“资源环境承载力已接近饱和”列为4个基本国情之一。

    就人口发展与资源承载能力而言,《国家人口发展战略研究报告》(2008年)指出,中国人口发展总体上没有超越自然资源承载能力,但是局部地区和部分资源已出现资源紧张和供需失衡现象。现有的经济发展规模和人口数量均在水土资源承载力范围之内,但区域之间极不平衡,西北部和北方部分地区超载严重。

    2.分区域评估

    1)海岸带开发不足。海岸带是连接陆地与海洋的纽带,是开发海洋资源、发展海洋经济的依托。我国拥有1.8万多千米的大陆海岸线,海岸带面积达38万平方千米,约相当于沿海省(区、市)面积的1/4。专家指出,我国沿海诸省(区、市)每1000平方千米陆域的海岸线资源量,基本上与欧洲主要国家和美国处于同一水平上,但开发程度却远比那些经济发达国家为低。

    2)沿海地区局部已过度开发。在自然条件较好的东部沿海地区过度开发严重,珠三角9市土地开发强度15.9%,超过了日本三大都市圈,也超过国土面积相当的荷兰;包括安徽在内的环长三角地区,国土面积(约34万~35万平方千米)与德国、日本相当或相近,开发强度(约15%~16%)超过德国(12.8%)、日本(15.0%)。海洋资源过度开发造成开发利用密度高、生态环境退化严重的局面,需要实行绿色保护的海洋政策,解决可持续开发利用问题。(《2010~2020 中国海洋战略研究》,2009)

    3.分资源门类评估

    由于长期森林过伐、草地过牧、坡地滥垦、矿产乱采,超过限度,使我国的自然资源遭到不同程度的破坏,虽然近年施行了禁止乱砍滥伐、退耕还林、限制矿产开采等措施,我国的资源破坏现象有不同程度好转,总体上仍不乐观。

    我国超限开发的典型例子还包括近海水产过度捕捞,年产量峰值可达1400万吨,超限额75%,导致海洋生态系统和水产资源严重退化,产量减少,水产品个体变小。

    在水环境方面,水与环境超载,形势严峻。根据水利部2009年发布的最新数据,我国水资源总体上已经过度开发,其中黄河水资源利用率>60%,海河>98%,内陆河流域>40%。过度的开发,不仅威胁或损害河流健康,还使某些主要功能丧失。不少地方水环境开始退化,出现了水质恶化、地下水位下降、河湖干涸、湿地消失的现象,所有这些都是出现水危机的先兆。

    4.国土的粗放开发和资源、环境承载力评价

    中国当前正经历新一轮重化工业化及与其相克相生的“资源瓶颈”,资源除总量大、人均少外,在国土开发利用中的矛盾也很突出,总的资源开发强度与国土经济密度不对称,开发过程中的粗放、分散、重复、低效、退化等问题(表1)日久年深,有的积重难返。

    表1我国国土资源开发利用中的倾向性问题一览表

    人口基数大和粗放式强度开发加重了国土的负担,对人口、经济密集区的资源、环境承载力有必要做出科学评价。国家部署主体功能区规划,根据自然条件适宜性开发,控制开发强度,调整空间结构,也以资源环境承载能力为基本依据。关于环境承载力,“十五”后期由清华大学承担的宁波市环境承载力研究,从资源供给能力、环境纳污能力、人类支持能力3个角度来量化环境承载力,建立了评价指标体系。厦门大学对厦门海岸带也做了生态安全压力分析。资源、环境承载力评价的综合度更高,相应的难度也更大。对此,中国地质调查局在汶川地震灾后重建规划工作中有实战性演练,正组织“环渤海湾重点地区环境地质调查及脆弱性评价”项目,将扩及全国海岸带资源、环境承载力调查监测和风险评估,其重要性不言而喻。

    5.对国土面貌演变方向的两种预计

    基于当前国土资源的利用现状,对未来国土面貌演变方向有以下两种预计。

    1)从低收入转为中等收入国家的提升期是包括公共服务在内的现代服务业加速发展期、国土面貌向良性转变期,人均GDP 3000美元是对资源环境的边际压力的转折点。中国发展高层论坛2004年年会的总结讲话指出这一时期的6个基本特点:“消费结构升级,工业化进程加快,城市化速度上升,人口大量转移,国土面貌日新月异,社会财富迅速增加。”其中,“国土面貌日新月异”是良性预期。2005年,我国荒漠化和沙化土地面积实现中华人民共和国成立以来首次“双缩小”,“破坏大于治理”转为“破坏与治理相持”;2008年,电力弹性系数首次小于1(低于GDP增速),都顺应和促进这样的转变。

    2)《新一轮全国国土规划前期研究(中国地域空间、功能及发展)》综合报告(2006年),“第一章背景——剧烈变化的‘国土’”指出了我国国土开发和建设布局无序及空间失控态势的严重,包括:地域(空间)开发利用严重无序,建设用地过度扩张;许多地区资源环境压力过大,而支撑体系太弱;不少城市盲目攀比,贪大求洋,超前定位;一些快速发展地区环境状况令人担忧;生态退化问题依然严重,由此招致“国土安全和资源保障的危机”。这里所说的“剧烈变化”非“良性”一词所能道破。2009年9月《科技日报》关于“建设低碳城市”的对话栏目中有专家指出:“我们75%的地面水已经被污染,国土变得枯黄”,就是相应的写照。

    国土面貌是广域性土地利用/覆被变化(LUCC,全球变化的中枢和核心主题之一)的反映,尤以人口增长胁迫下的LUCC为甚。我们终需这样的系统观测和研究成果为基础给出说明。

    三、基点

    (一)大国土

    1.活动半径

    日本前首相田中角荣1972年为中日邦交正常化访华,在与毛泽东主席会谈时曾说:“一个民族的能力水平与活动半径成正比。”其着眼点在于国家的对外开放和国际化程度。

    一个国家的国土资源和空间管理及于领土、领空、领海和管辖海域(“准国土”或“国土化海域”),我们要上天、入地、下海,所要求的技术、工程和管理能力水平也与活动半径相关。

    “大国土”指现有国土全方位的内涵深化(包括系统化、整体化、聚合化、空间化)和管理(包括监督管理)到位:在国家层面上加强统筹协调,但不因“大国土”而扩张国土空间;在部门层面上加强内融外联,也不借以扩大职能范围。

    2.内涵假设

    “大国土”即广义的国土:一是国土资源与国土空间(或地域空间)的统一;二是自然国土与人文国土的统一;三是覆盖陆海、充斥立体空间的“三维国土”;四是统筹国内地球表里诸圈层的“多圈层国土”;五是宏观和中观层面上的“和合国土”。

    (1)国土资源与国土空间

    国土资源指土地、水、矿产、生物、海洋、大气等实体性资源,它们又占有各自的区位或地域,即空间性国土。而国土资源管理现状,既有重实体资源、轻空间的倾向,如把国土(空间)规划视同“国土资源规划”;也有重空间、轻实体资源的倾向,表现为土地管理的重数量、轻质量,区域地质调查的重陆轻海。

    在适当的地形地貌条件下,农业用地的耕作层、建设用地的工程持力层都是实体,农业、建筑业等活动先选址、后丈量,基本程序是由实体到空间;探矿权首先是带有虚拟性的“空间试用权”,而采矿权是资源的用益物权,矿业过程是由空间到实体。由此可见国土资源的实体性和空间性同等重要,不可分割。

    中国社会科学院黄皮书《2006年:全球政治与安全报告》认为,国家强弱更多取决于综合国力,其构成中科技力、人才力和信息力各占25%,自然资源和资本各占12.5%。自然资源的权重只占1/8,在当前阶段可能估低了,如果加上国土空间(区位)要素更要考虑提高。

    (2)自然国土与人文国土

    中国作为人口众多的文明古国,对国土垦殖和开发的历史悠久,但空间上极不均衡。开发强度,是指一个区域建设空间占该区域总面积的比例。作为发展中国家的中国,2008年全国平均开发强度达到3.48%,超出一度预计2010年达到3.23%的强度值很多,特别是东部沿海的一批城市已进入强度开发或超强开发,上海、无锡达到29%~30%,而东莞、深圳高达38%~40%,已臻于极限值,人工生态系统置换了自然生态系统。按照这样的发展速度,2020年全国开发强度达到3.91%的预计值也有可能被突破,国土人工化的趋势难以逆转。资源、资产、资本“三资合一”也是人文超过自然的国土。

    另据吴霁虹指出,在全球化背景下的信息社会中,不同于土地、劳动力和资本要素的知识、商业生态网络、组织流程等已成为创新活动的“新生产要素”,实现全球联系和思想交流的商业生态网络正成为新的“虚拟地产”。IBM 2008年的企业价值超过1577亿美元,然而其土地、建筑物、实验室等有形资产只占9.1%,基于空间和时间动态地创造价值的组织流程相当于“创新工厂”。由此可见,“人文国土”的未来发展具有很大的空间。

    (3)“三维”国土

    科技部2008年推出基础科学研究和前沿技术探索的“三深战略”,包括“深空(宇宙空间)”“深海(公海大洋基底)”“深蓝(信息安全)”三大纵深领域,“三深”没有“深陆”。在国土资源战略的“三维国土”构架中,“深”含“深陆”“深海”,它们同属岩石圈、水圈富于探索价值的人类未知领域;“空”首先是地面以上100~110千米的“领空”或“近空”,其次是外层的“深空”或“公空”(图1),概称“陆、海、空、深”。2009年9月,我国第一个集数据、软件于一体的三维地理空间信息系统——数字地球(中国)问世。

    图1“三维”国土示意图

    国土、资源、地质各有其自然演变和随人类社会农业、工业、科技革命的变异过程,并谋求可持续发展——时间维的过去、现在和未来。以46亿年计的地球历史可谓“深时”。这是“三深”向“四深”的发展。

    《浙江省信息化测绘体系建设发展战略》(2008年)首次提出了基于“时间维-对象维-方法维”的测绘体系概念模型,是对信息化测绘体系的基本构成与内涵的创新性探索,这也是“国土资源战略研究”吸收地方成果的一个范例。

    (4)“多圈层”国土

    大国的“陆、海、空、深”是互相影响的“多圈层”国土。1760年英国工业革命以来,世界各国累计开采、消费了3万多亿吨(以标煤计)化石能源,近250年间从地球岩石圈向大气圈释放出数以万亿吨计的CO2(土地利用/覆盖变化也贡献了>30%的份额),扰乱了地球各圈层之间的平衡,导致全球气候变暖。同时,还要看到海洋-大气相互作用的重要影响,还有生物圈中土壤碳库(可抵消全球5%~15%的碳排放量)的储碳潜力。就碳排放大国而言,也可以看作“大国土”结构问题。

    钱正英在《我国的江河整治问题》(1981年)中曾经建议:“对国土整治进行统一规划,水利建设纳入国土整治的统一规划。”

    第33届国际地质大会中国代表团建议探索“外层空间”新领域,测绘瞄着“地-空-天一体化”目标,都是超出地球圈层范围的深空探索。

    (5)宏、中观层面的“和合”国土

    以城镇化进程中的土地资源管理为例,在城乡分割体制下的土地二元配置和使用,造成城镇和农村“两栖”人口的“双重占地”,导致“两不经济”的结果,加剧了城乡用地和人地关系的紧张局面,必须实行以城乡一体化为目标统筹城乡用地的战略转变。这既有利于人际和谐、人地和谐,也促进城乡融合,以臻于“和合(和谐+聚合)”境界。统筹陆海、区域(行政区、经济区、气候区等)、城乡、“三生(生活、生产、生态)”空间等,都是形成疏密有序的“和合”国土之路。

    而国家所提倡的保护耕地的实质是保住耕作层的综合生产能力平衡,节约集约利用土地,以土地总和效益最大化为目标,都寓意于提高多元一体化程度的综合或集合,“和”“合”并用,相辅相成。

    3.陆、海、空关系

    (1)“滨海之国”与“滨、近海之国”

    大国土涉及陆海关系,美国区域规划协会称美国为“滨海之国”,是离海岸线80千米的范围,在这个占国土面积13%的区间集中了美国51%的人口、57%的国民收入。实际上这只限于美国本土,美国又是多海洋国家,除了滨海的阿拉斯加州、夏威夷州,还有5片海外属地(岛域或群岛),其管辖海域散布在大西洋、太平洋和北冰洋,比上述区域要大得多。就美国本土而言,我们把它看作“半环形的滨海(湖)之国”(东北角是五大湖区)。中国的陆海情况与它迵然不同,总体上是东南向临海的“滨、近海之国”。从大国土着眼,我们在看重沿海省(区、市)的同时还要看到近海省。近海省按区位可分3类:①中部近海省,涵盖中部地区6省;②西部近海省,有贵州、云南;③3个近海边疆省,即吉林(临海最近距离15千米)、黑龙江(临海最近距离<100千米)和云南(临海最近距离<500千米)。按此设想,现有沿海省(区、市)加3类近海省(区、市)共有24个,占全部省级单位的77%,这就能让更多的内陆省共享海洋资源,既有利于海洋共同开发和国土均衡,也有利于扩大内需和(海)港-腹(地)一体化,沿海省(区、市)和近海省(区、市)依托地缘关系共筑“和合国土”。

    (2)深陆和深海

    大国土包含“深陆”,现代科学技术的发展使人类向地壳深部、深海大洋和洋壳的探索成为现实。表2列举了我国实施的部分大陆深钻和超深钻。此外,山东新汶矿业集团的一处矿井深1350米,是亚洲最深矿井;清华大学与四川二滩水电开发公司合作,在锦屏山覆盖层深2500米以下的引水隧洞旁建筑极深地下暗物质探测实验室。

    表2 我国实施的大陆深钻、超深钻一览表

    海洋正逐步成为人类的第二生存空间、食品生产基地、化石能源和新能源开发基地、新的水资源开发基地、新的医药资源开发基地,又是全球交通和物流通道。美国《面向21世纪海上合作战略》(2007年)认为:在世界所有国家中,美国和中国是海洋利益最大的国家(实际上两者缺乏可比性)。大国土中涵盖的深海指的是水深超过500米的海域,我国把深海资源开发列为超前部署领域,尚处于发展的中级阶段。表3概列出海平面以下的分层化。

    表3中所列海平面200米以下的深层水,保持低温、洁净,具有多种功能,在美国、日本、韩国开发利用这类较深的优质海水,已形成产业。

    (3)近空和“地空”

    城市高层建筑林立。全国大城市中现有5000多座50层以上的高层建筑。上海环球金融中心建成世界第一高楼,在高密度的建成区中出现了不同产权单元在空间上层层叠加的现象,并愈益普遍化。这一层近地空间简称“地空”。表4列出了近空分层的高度以及各层对应的主要功能。

    表3 海平面以下分层化表

     

    表4近空分层化表

     

    我国利用低空(地表以上100米)风能发电居世界第四位,而“高空”(地表以上200米)风能尚未开发,这两层空域均在“地空”范围内。在更高空还有丰富、稳定的风能资源,其开发利用与航空飞行不兼容,待进一步研究。

    城市在向空中“长高”的同时还向地下延深。我国有10个城市已使用或正在建设地铁,另有8个城市提出或筹建地铁,到2020年建设城市轨道交通线路将达到2000~3000千米,表明城市“地铁时代”已经来临。

    “地空”和地下工程呼唤城市三维地质调查、三维地籍测绘和管理。

    4.城市“三维”地质调查和“三维”地籍测绘与管理

    地空和地下工程呼唤城市的三维地基调查和三维测绘调查,现在我国有6个城市在试点,上海、北京已经验收。

    “上海市三维城市地质调查”项目按“中心城-新城-郊区”3个规划功能区,建立“基岩地质层-第四纪地质层-工程地质层”3个层次的地质结构模型,使三维可视化地质信息系统、地面沉降防治、地下空间与地质环境容量评价、地球化学调查与农用地分等定级相对接,特别是搭建起大型、综合、动态的地理地质信息平台,可望打破多源、异构、多维数据形成的“信息孤岛”互不相通的僵局,实现全市地质信息由分散到集中管理、由平面到三维显示、由单项专业应用到多元服务的转变。另在全市地下工程普查的基础上,从黄浦区着手地下地籍调查,构建“地上地籍图-地下地籍图-地质图”系统,为地下空间管理提供有效支持。

    “北京市多参数立体地质调查”项目(2009年通过评审)推出的智能化三维地质信息管理与服务系统,为城市规划、建设和管理提供了全方位的科学依据。

    在完成6个城市试点的基础上,将考虑另33个超大城市的“三维”地质调查。

    深圳市国土与房产局正启动“三维地籍”的专项研究,这是有关城市“三维”地籍测绘和管理研究,在国内外尚处于探索阶段。而历来以二维宗地为核心、以“四至”为边界的传统地籍,都建立在宗地内产权主体同质化的基础上,而城市土地的立体化利用则以垂直方向上、产权主体的多元化为前提,即地表、地上、地下空间可以分层开发并分属不同权利人,这就形成以六面体或多面体为基本单元的“三元产权体”,在空间形态上表现为复杂的产权簇或产权层,需要有相应的“三维地籍”测绘为支撑的“三维地籍”管理。此外,《物权法》要求实行不动产统一登记制度,而任何不动产都占有一定的空间域,系统的三维地籍研究为在一个统一的技术框架下处理土地和房产的登记问题提供了可能。

    上海市地质调查研究院研究地下空间资源管理与权籍调查关键技术,也有初步成果。

    从城市空间要素立体化趋势中可引出一种新型的财产权,即空间权,它与建设用地使用权相分离,成为一项独立的物权(参见《民法》第七百七十三条、第八百三十二条),在我国台湾省已建立起比较完整的空间权制度。

    住宅产业规划到2020年基本做到“户均一套房、人均一间房、功能配套、设备齐全”。在产业层面,青岛“海尔地产”为节能省地提出“小户大家(小户型、大社区),和谐住区”的理念。即通过5个空间结构把家庭做大:家居空间紧凑化,环境空间功能化,会馆空间场所化,商业空间生活化,网络空间无域化(建设数字化网络社区,用网络服务来解决物理空间解决不了的问题,使得生活无域化——与“虚拟地产”相联系)。而微观上的空间意识将会有助于模式和设计创新。

    (二)大资源

    1.内涵假设

    “大资源”即广义的自然资源及其组合开发利用。

    一是单门类自然资源及其多形态的综合利用,多功能的优选利用(如在农业用地中, 对耕作层既是“土壤水库”又是“土壤碳库”的合理利用),非常规资源和新资源的递进或接替利用。

    二是包括土地、水、矿产、生物、海洋、大气等在内的多门类自然资源及其优化组合和综合管理(如水、土资源综合管理,海洋综合管理)。

    三是大资源以土地、能源为根本,我国的耕地和宜居建设用地都是稀缺资源,要在统筹生活、生产、生态空间的前提下节约集约和多元利用土地,新能源比传统能源的范围大大拓宽,要在尽可能清洁利用化石能源的同时研发低碳导向下的替代能源。

    四是确立、推进基于生态系统的国土资源管理和海洋综合管理,与经济、社会、生态建设相互交融,并探索资源、资本、资产“三位一体”的复合式管理方式,使资源开发利用的技术链、产业链、价值链层层相扣。

    五是融入经济全球化,积极利用包括国际海域在内的境外资源和公共资源。

    2.大资源与大能源

    中国在2012年将成为世界最大能源消费国。在21世纪上半叶,能源在我国矿产资源中仍居首位。在低碳导向下的大能源发展离不开大资源、大地质的支撑(表5)。

    3.单项管理案例

    水利部基于我国人多水少、水资源时空分布不均、与生产力布局不相匹配的突出水情和严峻的水资源形势,从2009年开始实行最严格的水资源管理制度。这比实行最严格的土地管理制度晚13年,但所规定的“三道红线”——开发利用“红线”即控制用水总量;水功能区限制纳污“红线”即控制入河排污总量;用水效率控制“红线”即遏制用水浪费——是对水量、水质和水耗的综合调控,体现了水资源和水环境管理的相对统一,起点高于只设“一道红线”的土地管理制度,也可以说把土地管理、利用的两个最严格制度“合二而一”了。

    2009年瑞典斯德哥尔摩大学和德国波茨坦气候研究所的科学家量化分析了“蓝水”和“绿水”,其中,“蓝水”是来自河流和地下含水层的水资源,占35%,“绿水”则是源于降水、存储于土壤并通过植被蒸发而消耗掉的水资源,占65%;科学家们根据分析结果提出了应该大力研发绿水资源利用技术,由此可见土壤水作为“大资源”的一个分支兼及“大土地”“大地质”领域,应予以重视。

    表5 大能源战略及其资源、地质支持一览表

    :①第33届国际地质大会中国地质代表团得到启示:“非传统能源越来越受到重视,能源多样性是今后出路所在。可再生型能源可能是未来能源的主体。”

    4.综合管理案例

    中国工程院2007年关于《东北地区有关水土资源配置、生态与环境保护和可持续发展的若干战略问题研究》指出,基于东北是我国水土资源搭配最好的地区,可以建成全国最大的优质商品粮基地,而东北地区过去的垦荒,实际上是占用了林、草、湿地。目前的生态与环境状况,已到了临界状态。因此得出一条基本结论:“东北地区土地利用的总体格局应当是:耕地总量不再增加,林、草、湿地不再减少,城市和工矿用地合理控制”;并指出东北“西部地区的农业发展方向必须是农牧结合,以牧为主;农作物……以雨养农业为主,在缺水地区不宜种植水稻”等,在宏观上都有道理。但一年后,即2008年推出的《吉林省增产百亿斤1斤商品粮能力建设总体规划》中规划投资62亿元引嫩入白、以稻治碱,用5年时间在该省西部新增255万亩基本农田。这反映出国家战略研究与地方战略行动脱节,见仁见智,有待实践检验。

    多门类资源的综合管理,如作为复合式资源和空间的海洋综合管理,已成为国际趋势。其核心思想是从分散的行业管理转向跨行业、跨学科和跨部门的、基于生态系统的海洋综合管理。20世纪90年代中期,厦门市率先建立了海洋综合管理体制,成为有关国际组织部署的东亚海洋防污和管理的示范区,但推广不易。国家海洋局受权“综合管理中国海域”已10多年,尚难到位。对此,《2010~2020中国海洋战略研究》第五章中有具体建议。

    (三)大地质

    1.内涵假设

    大地质基于经济、社会与时俱进和地质工作功能最大化,不断扩大服务领域、贯穿于生产和生态建设的全过程。

    一是为经济、社会发展打好三个(应用)基础,即资源基础(开源、节流)、环境基础(保护、修复和防灾减灾)和工程基础(岩土工程),都有旺盛需求,为夯实资源和工程基础服务的地勘、工勘已商业化, 作为环境基础前期工作的“全国土壤现状调查与污染防治大计划”(2006年)正在实施中。

    二是大地质工作即大地质产业,它跨三次产业,即为“一产”服务的农业地球化学调查和供水水文地质勘察,融入矿业(现属“二产”)的矿产勘查和融入工程业的工勘作业,隶属“三产”的地质科学研究和信息服务,分别拉长产业链,不自成独立体系,大地质≠大地矿(对1991年提出的“地矿产业”要反思),按这个产业定位,现行地勘行业管理的覆盖范围还要加宽。

    三是基于国家财政支持、走在商业性地质工作的前面的公益性地质工作要做大,其信息供全社会共享,基于市场和地勘基金的商业性地质工作规模更大。

    四是地学研究多元化,地球科学正从传统的分散的单学科研究向地球系统科学研究转变,地质科学也要向地球系统科学即“大地学”拓展。

    五是适应“矿产资源全球化”的发展趋势,在立足国内的同时,“走出去”开拓境外地质工作,为利用“两个市场、两种资源”不失时机地做好前期服务。

    2.大地质与大地学

    基于地质科学的大地质和基于地球科学的大地学,其研究对象相同而研究领域不同。大地学的包容面广于大地质,但有交融态势(表6)。

    表6 大地学与大地质研究方向的概略比较表

    由表6可见,两者的共同点比较多,有向地球系统科学合流趋势,但在学科上仍显示出整体和局部相包含关系的脉络。“大地质”栏中未列举的海洋、陆地地表过程恰是“大国土”关注的热点领域。

    3.大地学——科技和信息服务

    公益性地质工作以地质图件为窗口面向全社会服务。英国地调局2006年发起的《全球1∶100万数字地质图计划》,产生于矿产资源全球化催生地质调查全球化的背景,旨在推进各国既有地质图数据网络化和国际共享。为保护市民避免遭受地震、海啸、滑坡和火山爆发等地质灾害的威胁,由联合国发起在日本神户通过的《2005~2025兵库行动框架》,有关信息和知识都要及时传输到全社会。

    2008年我国地理信息产业已形成测绘服务、遥感服务、地理信息系统、卫星导航4大支柱产业,总产值>600亿元;2009年增速20%,从业人员达40万人,机构>1万家;预计到2010年达到800亿~1000亿元,带动相关产业增长5000亿元。目前,全国唯一、初具规模的黑龙江省地理信息产业园2007年在哈尔滨开园,已建起国际地理空间数据加工基地和高新技术企业孵化器,前景看好。《北京空间信息产业调研白皮书》披露,该产业应用领域扩大到数字奥运、政府共享平台、数据库、防灾减灾等方面,国际合作领先于全国。

    四、浅释

    “三大”之间是有内在联系的,以“四面体”(图2)示意:A代表“大土地”,B代表“大海洋”,它们是“大国土”的两个主要载体,C代表“大资源”,D代表“大地质”作为基础置于底面。

    图2“三大”内在联系示意图

    (一)“四面体”扫描

    “大国土”与“大资源”有交叉重叠,宜各有侧重:“大国土”重在空间,以地表面、海平面为通用界面;“大资源”重在物质和能量,以水土、生物、能源和矿产为载体;“大地质”连同“大测绘”提供科学支撑和信息服务。三者构成一个统一、聚合的“四面体”。我国陆地空间虽大、资源品种虽多,但受结构性矛盾的深度制约,难题不少。

    定格国土空间区位的“大土地(A)”和“大海洋(B)”,其中“大土地”“七山二水一分田”,又派生出:A 高原和山地型土地结构(平原少,后备耕地少,开发成本高),A-C中低产型耕地、草地结构(优质耕地、草地少,又是少林国家)和大江河与中小湖泊型的陆地水域结构(淡水少);“大海洋”“三海两链半纷争”,源于A-B单面陆缘海与陆中海型海洋结构,而中国是世界上拥有邻国最多的国家(共29个,其中15个直接相邻),于本国资源禀赋弊多利少;“大资源(C)”“门类多、总量大、人均少、时空分布不均衡、相互匹配不理想”,又派生出煤基型化石能源结构(高碳、高硫空间)和低品位型非煤大宗矿产结构(富矿少)等。

    (二)“三大”的必然性和价值取向

    “三大”既是科学理念,又是顺应必然趋势的战略定位(表7)。作为人口过量的资源大国和经济大国,必须从大处着眼,针对国土开发中长期存在的几个倾向性问题(表1),集中多方面智慧谋划与经济、社会发展相适应的“大格局”(表8),使“三大”的组合优势得以充分发挥。

    表7“三大”的必然性一览表

    表8营造国土、资源的“和合”大格局一览表

    以上大格局,有的正在形成,有的受体制和机制束缚,施展不开。现行体制、机制问题如表9所列,要有序、分期研究解决。

    提出“三大”,旨在落实科学发展观,融合部门职能,加强统筹协调。经济、社会发展对资源环境的需求与时俱进、因人而异(表10),要瞻前顾后、留有余地。

    表9 “三大”的体制、机制问题一览表

    表10 人对“三大”的阶梯式需求一览表

    资源“瓶颈”有两重性,要以“三大”为杠杆,与经济发展互动,形成供、需“双向制约”,同时,还受生态、社会、政治等“多重制约”(表11)。

    表11 供需双向和多向制约一览表

    下一步,“三大”的研究领域再向“五维”拓宽,“五维”除时间维、空间维外还包括市场维、环境维、文化维。

    (三)推进“三大”的路径选择

    对于推进“三大”的路径可从以下几方面着手:

    1)把“国家可持续发展国土资源战略研究”项目持久化、常态化,提高研究内容的战略含量,从国家层面加强对重大问题的协调力度。

    2)编制部门战略规划,或加强部门发展规划的战略引导,向“三大”提升。

    3)有条件地实施部内整合,发挥基础地质调查、测绘、国土信息和经济研究工作对土地、矿产资源和海洋管理的全面支撑作用。

    4)基于“智能地球”(中国),搭建国土资源管理信息化的综合平台,从小到大,分步实现多门类资源的信息交流和共享。

    5)加强跨部门协调,在政企分开、所有权与行政权分离的前提下,逐步推进“非全能”、服务型的大部门制。

    6)在现行法规基础上适时启动国土资源和空间的综合立法。

    (四)几点困惑

    1)国土、资源管理和地质工作中积累下来的矛盾比较多,化解矛盾要有一个过程,现在是不是推出“三大”的合适时机?

    2)“三大”是从国家层面立意的,眼下设想“三大”的高度还不完全上得去。

    3)“三大”的容量放大了,没有现成的抓手,有待于实践中探索。

    (该文原载《国土资源战略与构建保障和促进科学发展新机制(2009年度)》、国土资源部信息中心《国际动态与参考》2010年第1期(总第439期)。本文为国土资源管理改革与战略高层论坛上的演讲。演讲于2009年11月19日。郭文华、刘丽、陈静、李政制作图表,王凌云整理。)

     
     
    国土资源战略研究的起点和基点

    由中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)王晓霞、欧阳荷根、刘军、柯昌辉等编著的《燕山期中国陆缘岩浆成矿作用及其深部过程》近日出版。

    燕山期是中国大陆岩浆和成矿作用最强烈的时期,特别是在东部古太平洋板块、北部蒙古-鄂霍次克洋板块和西南部中特提斯洋板块,发生强烈俯冲增生和俯冲-碰撞,所形成的三个巨型汇聚带,历来为地质学界所关注。本书以板块构造理论为指导,以燕山期古太平洋、蒙古-鄂霍次克洋和中特提斯(班公湖-怒江洋)三大板块向欧亚大陆俯冲汇聚的视角,研究了古太平洋俯冲增生陆缘带、蒙古-鄂霍次克洋俯冲-碰撞造山带和班公湖-怒江俯冲-碰撞带关键地区岩浆与成矿作用的期次、空间分布规律、物质来源及其深部物质组成特征。在此基础上,结合前人的研究成果和资料,编制了中国燕山期陆缘岩浆成矿图,首次系统对比分析了不同演化阶段陆缘岩浆成矿作用的规律、异同及其与深部物质组成的关系。本书的出版为进一步深入探索和认识东亚燕山期多板块汇聚与中国大陆成矿大爆发等重大科学问题奠定了新的基础,提供了新的视角,也有益于该时期深部与浅部岩浆成矿作用关系的深入研究。

     

     
    《燕山期中国陆缘岩浆成矿作用及其深部过程》专著正...

    近日,由自然资源部中国地质调查局地学文献中心王淑玲研究员等著的《俄罗斯海洋地质调查现状与前景》一书正式由地质出版社出版。中国工程院院士金庆焕,国务院参事、原国土资源部总工程师张洪涛为本书作序。

    该书为“地学情报综合研究与产品研发”(DD20160354;121201015000150002)项目成果之一,是在多年学科积累的基础上完成的一项研究成果。

    该书通过对世界屈指可数的海洋大国和海洋强国――俄罗斯的海洋地质调查的历史和现状的系统研究,揭示了如下内容:

    一、海洋强国是俄罗斯海洋地质调查宗旨

    俄罗斯的陆地和海洋领土面积均居世界首位。其东临太平洋;西接大西洋;南有里海、黑海、亚速海等内陆海;北靠北冰洋。海岸线总长37653千米。大陆架面积广达620万平方千米,约占其陆地面积的36.3%,占世界大陆架总面积的21%,是世界海洋大国。国家和社会的需求是俄罗斯海洋地质调查的主要驱动力,俄罗斯海洋地质调查的悠久历史,就是一部海洋强国的发展历史,尤其是近20年来把海洋地质调查和资源开发作为国家的一项重大战略任务,是地质矿产调查工作的重中之重,在海洋地质调查方面取得了巨大的成绩。

    二、俄罗斯海洋地质调查起步早,成果显著

    俄罗斯海洋地质调查起步早,从20世纪50年代至今,俄罗斯大陆架已完成的小比例尺地质调查区块已占大陆架总面积的37.0%,中比例尺地质调查覆盖了大陆架面积的20.3%。在俄罗斯海域已完成约200×104千米的二维共深反射地震剖面、大约6000平方千米的三维共深反射地震勘探,大陆架航磁测量剖面的总长度超过200×104千米,同时完成了大量重力测量和地球化学调查。

    俄罗斯海洋地质调查工作,首先为俄罗斯海域油气和固体矿产勘查提供了大量资料,油气资源量大幅增长,发现了大量近岸和滨海砂矿。其次,地质和地球物理调查为俄罗斯外大陆架自然延伸的划界要求提供了佐证,如果2015年向联合国大陆架边界委员会提交的北极大陆架外部边界划分申请得到认可的话,俄罗斯将对申请的120×104平方千米的大陆架拥有资源勘探、开发、管理和保护方面的主权。再次,大洋矿产调查方面,俄罗斯与国际海底管理局2001年签订了为期15年的太平洋克拉利昂-克里伯顿海区(面积7.5×104平方千米)多金属结核勘探合同,2015年签订了为期15年的太平洋麦哲伦海山区(150个区块,每个区块面积20平方千米)富钴结壳勘探合同,2012年签订了为期15年的北大西洋中脊北纬12°48′36″~20°54′36″范围内100个区块(总面积1×104平方千米)的深海多金属硫化物勘探合同。

    三、俄罗斯高度重视北极大陆架的战略地位

    早在2008年9月,俄罗斯就出台了《2020年前俄罗斯联邦北极地区国家政策原则及远景规划》,确定了俄罗斯北极政策的国家利益、主要目标、战略优先方向、基本任务和执行机制。2009年俄罗斯又出台了《2020年之前俄罗斯国家安全战略》,强调未来国际政治将聚焦于能源争夺,北极是争夺的焦点地区之一,在争夺时不排除使用武力的可能。2013年俄罗斯通过了《2020年前俄罗斯联邦北极地区发展和国家安全保障战略》,进一步明确提出了俄罗斯在北极的主要利益。2014年4月批准了《2020年前北极地区社会经济发展国家规划》,目前正在审议的文件有《关于俄罗斯联邦北极地区》的方案草案。这些文件涉及俄罗斯北极主权权利、资源能源利益、领土和军事安全以及北极经济社会发展等重要内容,是形成俄罗斯联邦北极战略的主要“专门”性文件。此外,俄罗斯还在南极开展了大量地质-地球物理调查工作。

    四、俄罗斯出台国家海洋战略,建立强有力的海洋管理机构

    早在2001 年7 月27 日,普京就批准发布了《2020 年前俄罗斯联邦海洋学说》,强调“俄罗斯只有成为海洋强国,才能成为世界强国”,“无论从疆域和地理特点来看,还是从在全球和地区国际关系中的地位和作用来看,俄罗斯始终是世界海洋强国”。2001年9月1日,俄罗斯政府批准成立了俄罗斯联邦政府海洋委员会,主要负责协调联邦行政机关、联邦主体行政机关和科研机构从事的所有海洋活动,包括研究、开发世界海洋和南北极地区的一切海洋行动。为加强自然资源管理,2008年俄罗斯政府对原自然资源部进行了调整,成立了自然资源与生态部,加强了海洋资源勘探、开发与环境监测。多年来,俄罗斯一直把大陆架的油气资源勘查开发作为其海洋地质调查的首要任务,并取得了巨大成就;南、北极和太平洋是俄罗斯海洋战略的重点,大陆架地质环境监测处于重要地位。俄罗斯海洋资源调查经验值得我国借鉴。2015年7月26日,俄罗斯总统普京签署了《俄罗斯联邦海洋学说》,确定了其海洋战略的大地区方向为大西洋、北极、太平洋、里海、印度洋和南极,对海洋及海洋地质调查勾画出了其雄心勃勃的中长期战略。值得关注。

    五、俄罗斯北极海洋资源前景广阔,同时也面临诸多挑战

    俄罗斯大陆架油气及固体矿产资源丰富尤其是俄罗斯北极地区,具巨大的开发前景,但俄罗斯海洋地质调查也面临北极气候严酷、西方制裁、经费困难、研究程度不够、技术设备及政策障碍等诸多挑战。

    “他山之石,可以攻玉”。俄罗斯海洋地质调查的许多经验值得我们借鉴。该书的出版,可为了解俄罗斯海洋地质调查情况提供第一手资料,为中俄在海洋地质调查领域的合作提供背景资料,对落实党的十九大提出的“加快海洋强国战略”的实施和相关政策的制定具有参考价值。

    yw117俄罗斯书稿

     

     
     
    地学文献中心《俄罗斯海洋地质调查现状与前景》专著...

    海洋六号"14日驶抵广州,结束了历时231天、累计超过65000公里的科考航程。作为从大洋迈向极地的尖兵,成果丰硕的她与"雪龙"一起开辟了我国极地科考的历史新篇。

    目前,我国在南北极已经分别设有长城、中山、昆仑、泰山、黄河等多个科考站点,而更多的、新的科考站点也在建设与筹划之中。去年底,我国新一代的极地科学考察破冰船已经开工建设,预计于2019年投入使用,再加上其它科考船的加入,“多船多站”将成为我国迈向极地科考强国的标志性特征。

    听听中国地质调查局副局长王研是怎么说的。

     

     船员合影庆祝。

    在南极之外,本次科考还首次在南太平洋开展地质调查,发现新的富集稀土的深海沉积物,拓展了我国在国际海底区域的资源战略空间。科考履行了中国大洋协会与国际海底管理局签订的勘探合同义务。继续在太平洋我国富钴结壳合同区开展调查,进一步摸清了我国勘探合同区的资源环境状况。

    长城站掠影。

    除了和雪龙号会师,还有“海陆会师”!在南极科考期间,“海洋六号”科考船组织的登陆考察队伍还与中国地质科学院地质力学所科考队员联合开展陆地科考,这一“海陆联合”也是我国在极地开展更大范围,更多学科考察活动的有益尝试。

    “海洋六号”还首次开展了大范围、立体式的多波束海底地形探测,获取了南极海底近2万平方千米三维地形地貌高精度资料。看,南极海底的幽深海沟!

     海洋六号从南极海底采集的样品。在南极科考期间,海洋六号刷新了中国科考船在南极重力柱取样的记录,看看这些管子有多长就能体会这种成就了。这里面都是宝贵的南极“海底泥”。

    是不是有点“抽象”?来点具体的干货。“海洋六号”这次南极之行,最直接的收获就是“刷记录”。在科考期间,“海洋六号”首次对南极海域进行了大面积、高精度、高分辨率的地球物理调查,为研究南极地质演化与全球气候变化关系奠定了基础。来,看看科考队员们是如何在南极“放炮(多道地震调查)”的。

    停泊在麻涌码头的海洋六号。

    重要不重要,成果来说话。先看数字。在这次科考中,“海洋六号”累计完成多道地震测量1420千米、多波束测量12326千米,浅层剖面测量7083千米,深海摄像138千米,以及重力柱状取样、箱式取样、地热测量以及温盐深探测共74个测站等,获取了一批宝贵的第一手资料,成果丰硕。

    为什么用“历史性”来形容这次科考航程?因为这是一次跨越了深海、大洋和极地的科考航次,“海洋六号”是在同时还执行了2016年深海地质航次、中国大洋41航次科考任务的情况下,再奔赴南极的;当它和“雪龙”号一起出现在南极长城湾时,也是我国时隔26年后第二次“双船并进”开展南极科考。

     

     海洋六号科考船在南极穿越浮冰。

     不到40天的“南极时间”里,“海洋六号”战气旋,斗严寒,抗风浪,最大的挑战就是无处不在的浮冰,由于气象变化剧烈,科考船必须精准预判天气不断调整作业区域,先后“六进六出”科考工区,最终超额完成各项工作任务。来,记者带你看看“凶险”的浮冰吧。

    南极,地球的最后一块净土,这里气象环境复杂,海况条件恶劣,极地气旋、雨雪风暴、大浪浮冰,给科考船航行和作业构成了严重威胁。在穿越风高浪急的德雷克海峡后,“海洋六号”于2016年12月30日抵达南极半岛附近海域,至2017年2月4日驶离南极工作区域。新华社记者全程跟踪采访了这次历史性的科考任务。

     这是一次航程近7万公里、历时超过230天、工作区域横跨了太平洋和南极海域的科考工作,主角就是这艘蓝白相间、线条优美的“海洋六号”。作为我国自主设计建造的高性能综合地质地球物理调查船,她具备极地夏季轻度冰区航行能力,最南抵达南纬63°09’海域,实现了与冰山、企鹅和长城站的“亲密接触”。

     从赤道,到南极,科考船海洋六号今天回到广州。

    创历史、刷记录、开新篇:海洋六号科考船归航祖国

    1012日,在北京举办的中国地球物理科学技术奖颁奖典礼上,《中国海陆及邻区地质地球物理系列图(1:500万)》喜获中国地球物理科学技术进步一等奖。

    据中国地质调查局青岛海洋地质研究所副所长张训华研究员介绍,《中国海陆及邻区地质地球物理系列图(1:500万)》编制项目于2008年启动, 历时5年之久,编制完成了空间重力异常图、布格重力异常图、磁力异常图、地震层析成像图、莫霍面深度图、地质图、大地构造格架图、大地构造格架演化图8种专题图件及其说明书,取得了丰硕的成果.

    一是创建了“块体构造学说”,建立了该学说的认识论、方法论,明确了块体和结合带的概念、类型及其与板块理论的关系;指出印支期以前属古全球构造阶段,可用块体构造来描述;印支期以后属新全球构造阶段,适用板块构造理论。

    二是该编图任务以实测资料为基础,通过延拓、小波分析等技术手段进行区域场的提取获得地球物理场特征,编制了空间重力异常图、布格重力异常图和磁力异常图三种资料性图件。

    三是分析了各块体地壳厚度、岩石层速度结构等方面的变化特征,编制了莫霍面深度图和地震层析成像图两种解释性图件,开创了表面构造与深部地壳结构相关联、相印证的研究方法。

    四是地质图作为基础性图件,从沉积地层、断裂展布、岩浆岩分布和基底变化等方面归纳总结了块体的区域地质特征;解决了海区地质图图面主要表示现代沉积,内容单一的编图难点。

    五是以“块体构造学说”为指导,以资料性图件和基础性图件为依据,以解释性图件为参照,以清晰反映欧亚、印度和菲律宾海三大板块,古亚洲洋、特提斯洋和太平洋三大构造域,“三横、两竖、两个三角”的构造格架为目标,编制了大地构造格架图,总结了中国海陆大地构造格架空间展布特征。

    六是综合使用古磁学、岩石学、沉积学、岩相古地理、古气候、全球构造理论等进行古大陆再造的工作模式,编制了10个时间断面(∈3、O、D1、C、P、T、J、K、E、N)的古大陆再造图,重点反映了古生代以来中国海、陆时空分布格局和不同地质时期在全球构造中的位置,展示了中国海陆大地构造演化过程。

    七是针对菲律宾海板块构造单元、西太平洋俯冲模式、中国西部块体构造纲要、中国东部块体划分、台湾构造演化、中国海陆岩石层结构等科学问题开展了专题研究,研究专题针对编图难题,编研结合促进了编图成果水平的提升。

    据悉,该编图任务由中国地质调查局青岛海洋地质研究所、中国科学院地质与地球物理研究所、广州海洋地质调查局三家单位牵头负责,中国国土资源航空物探遥感中心、中国地质调查局发展研究中心等10家单位参加,以该项目为依托,编写专著2部,公开发表科研论文90余篇,其中SCIEI收录文章20余篇。

     

    新闻链接:

    中国地球物理学会是中国科技协会的一级学会,为激励广大科技工作者积极开展原创性科学工作,经科技部批准设立了中国地球物理学会科学技术奖,奖项有“中国地球物理学会科学技术进步奖”和“中国地球物理学会科学技术创新奖”。

    中国海陆及邻区地质地球物理系列图(1:500万)获中国...

    特提斯洋是地质历史时期存在于冈瓦纳和劳亚大陆之间的古大洋,根据洋盆的时空展布特征,可进一步划分为:原特提斯洋、古特提斯洋、中特提斯洋和新特提斯洋。中特提斯洋,也有学者称之为新特提斯洋北支,是二叠纪时期伴随着基梅里大陆从冈瓦纳大陆的裂解而逐渐打开形成的,现主要以青藏高原内部的班公湖-怒江缝合带为代表。蛇绿岩作为古大洋岩石圈的残余,是恢复和反演古大洋形成演化历史的最直接证据。班公湖-怒江缝合带一线蛇绿岩出露范围广,岩石组合完整且保存较好。过去的研究工作显示,这些蛇绿岩多具有俯冲相关(SSZ)蛇绿岩的特征,进而推断班公湖-怒江洋是有限小洋盆,或新特提斯洋的边缘海(弧后小洋盆),对于是否存在主洋盆(或大洋盆),尚没有清晰的认识。

    为了进一步研究中特提斯洋洋盆属性、形成演化及其动力学过程,自然资源部中国地质调查局地质研究所构造地质研究室唐跃博士后及其合作导师翟庆国研究员等,对班公湖-怒江缝合带中段地区的蛇绿岩开展了立典研究。研究团队选择典型蛇绿岩出露区开展了大比例尺专题地质填图(1:25000、1:5000),结合高精度的分析测试手段与综合室内研究,首次在班公湖-怒江缝合带中厘定出了典型的大洋中脊型(MOR)型蛇绿岩。

    藏北湖区位于班公湖-怒江缝合带中段,蛇绿岩广泛分布在长约200km,宽约160km的范围内(图1),是该缝合带中蛇绿岩最为发育的地区。仁错蛇绿岩地处藏北湖区蛇绿岩的最南端,野外填图工作发现,该蛇绿岩具有典型Penrose型蛇绿岩岩石组合,主要由地幔橄榄岩、层状和均质辉长岩、席状岩墙群、枕状熔岩及放射虫硅质岩组成(图2),尤其是大规模的均质辉长岩、席状岩墙和枕状玄武岩可与现今快速扩张的大洋中脊相类比(图3)。玄武岩、辉绿岩和辉长岩均显示出典型N-MORB的地球化学特征,明显正的全岩εNd(t)和锆石εHf(t)值以及与地幔岩浆岩类似的锆石O同位素组成。这些特征表明仁错蛇绿岩是典型的MOR型蛇绿岩,形成于快速扩张的大洋中脊环境,可能代表了中特提斯洋的主洋盆。在此基础上,对蛇绿岩中的辉长岩、辉绿岩和斜长花岗岩等开展了系统的锆石U-Pb定年,结果表明其时代主要集中于169-147 Ma之间(中-晚侏罗世)。

    结合其它相关研究资料,研究团队初步建立了班公湖-怒江中特提洋多岛弧盆体系的构造演化过程,主要经历了前侏罗纪的大洋扩张、早侏罗世晚期-中侏罗世早期的安多微陆块拼合以及俯冲南向跃迁、中侏罗世以来的南北双向俯冲,以及早白垩世的大洋闭合(图4)。这一研究成果为“中特提斯洋是一个与新特提斯洋并行的古大洋”的研究提供了关键的证据,改变了传统上对班公湖-怒江中特提斯洋属性(有限小洋盆)的认识,为深入认识中特提斯洋的形成演化及其动力学过程提供关键约束。

    本研究受国家自然科学基金(91755103, 41872240)、第二次青藏高原综合科学考察研究专项(2019QZKK0703)和中国地质调查局项目(DD20190060,DD20190370)等的资助。研究成果发表于国际著名地学期刊《Geological Society of America Bulletin》上:Tang Yue, Zhai Qingguo*, Chung Sunlin, Hu Peiyuan, Wang Jun, Xiao Xuchang, Song Biao, Wang Haitao, Lee Haoyang, 2020. First mid-ocean ridge-type ophiolite from the Meso-Tethys suture zone in the north-central Tibetan plateau. Geological Society of America Bulletin. V. 132, no. 9-10, p. 2202-2220.
    原文链接:https://doi.org/10.1130/B35500.1

    图1 班公湖-怒江缝合带中段藏北湖区构造简图

    图2 仁错蛇绿岩野外照片

    图3 仁错蛇绿岩层序剖面及其与邻区蛇绿岩对比

    图4 中特提洋中段构造演化模式图

    青藏高原中特提斯缝合带中首次厘定出MOR型蛇绿岩

    摘要:对华南白垩纪盆地沉积-变形和岩浆活动特征进行了重点勘查,建立了华南白垩纪三阶段构造演化模式。研究阐述了古太平洋和新特提斯构造域板块动力学如何控制华南白垩纪的演化,并为探索长江中下游地区铜、金等多金属矿床的成因提供了新的参考模式。

    1.项目概况用为典型特征(图1),这些变形、岩浆与成矿作用在全球中生代构造演化中独具特色,为国华南白垩纪构造演化以大规模伸展断陷盆内外地质学家关注的焦点。2008—2013年,中地形成、岩浆侵位、火山作用及多金属矿化作国地质科学院地质力学研究所在国家专项“深部探测技术与实验研究”子课题“华南地区中生代构造演化与动力学过程”的资助下,对华南白垩纪盆地沉积、变形和岩浆活动特征进行了系统勘查,建立了华南白垩纪沉积-构造-岩浆演化过程。

    2.成果简介

    (1)华南白垩纪断陷盆地沉积特征。华南白垩纪断陷盆地群主体呈NE—SW走向展布。从内陆至沿海,共选择了11个具代表性的断陷 盆地,重点对盆地内沉积物的岩性组成、厚度及地质年代进行了论述和对比分析。分析结果显示,①早白垩世沉积物主要集中分布在内陆,其面积和厚度向沿海呈递减趋势;②晚白垩世沉积物更多集中在沿海,其面积和厚度从内陆至沿海呈递增趋势(图2)。由此可见,华南主要沉降中心早白垩世一晚白垩世经历了从内陆至沿海的转移。

    (2)华南白垩纪构造变形及古应力场演化特征。为建立华南大陆白垩纪构造应力场演化序列,在衡山低角度拆离带、湖南沅麻和衡阳盆地、江西会昌、浙江金衢、天台、嵊州、永 康、丽水盆地等地区开展了大量野外地质调查和构造要素产状测量工作,建立了华南大陆白垩纪5阶段的构造应力场演化序列,即:早白垩世NW—SE伸展和NW—SE挤压,中一晚白垩世WNW—ESE伸展和WNW—ESE挤压,晚白垩世N—S伸展。

    (3)华南白垩纪岩浆活动特征。华南白垩纪地壳伸展作用诱发了大规模的岩浆活动,形成了NE—SW走向宽大于600km的岩浆岩带,总出露面积约14万km2(图1)。其中,侵人岩以花岗岩为主,分布在长江中下游、江南造山带和华 夏地块;喷出岩以玄武岩、安山岩和流纹岩为 主,分布在赣江断裂带以东的沿海地区(图3、图4)。结合锆石U-Pb年代学、岩石学和地球化学特征,它们可分为早、中、晚三期,即:早白垩世(145~137Ma)埃达克岩和片麻状花岗岩,中白垩世(136~118Ma) A型花岗岩和钙碱性火山岩,和晚白垩世(107~90Ma)A型花岗岩和双峰式火山岩。据岩浆岩的年龄-空间分布关系可见, 这些白垩纪岩浆岩从内陆至沿海呈逐渐年轻的趋势(图3、图4)。

    (4)华南白垩纪构造演化及动力学机 制。综合上述资料,建立了华南白垩纪盆地沉 积、岩浆和古构造应力场演化综合图。早白垩 世初(145~137Ma),挤压作用导致:①长江中下游地区俯冲洋壳或地壳加厚熔融形成埃达克质岩,Cu-Au等多金属矿床形成;②东南沿 海地区地壳加厚重熔,形成片麻状花岗岩,其形成机制与古太平洋和伊泽奈崎板块之间的洋中脊俯冲作用密切相关。早白垩世一晚白 垩世初期(136~80Ma),NW—SE伸展和NW— SE挤压交替运行,前者导致大规模伸展断陷盆地和岩浆岩的形成,与古太平洋板块俯冲过 程中的板片后撤诱发的弧后扩张作用有关;后者导致断陷盆地广泛构造反转。晚白垩世末期(80~65Ma),古构造应力场转变为N—S伸展,可能与新特提斯构造域板片俯冲过程的弧后扩张作用有关。

    3.成果意义

    研究成果显示,华南白垩纪大地构造演化以幕式挤压-伸展变形为特征,并与周缘板块动力学活动密切相关。这一研究深化了对于华南白垩纪构造演化及动力学机制的理论认识,并为探索长江中下游地区铜、金等多金属矿床的成因提供了新参考模式。(中国地质科学院地质力学研究所 张岳桥 李建华 供稿)

    华南白垩纪构造-岩浆演化与动力学过程

    “大家好,这里是海洋六号科学考察船……”当地时间9月17日17:30,正在西太平洋执行大洋41B航次第三航段科考任务的“海洋六号”船首席科学家姚会强等人,通过网络视频直播向全国青少年讲解了“海洋六号”、航次工作进展、船上调查技术手段及天然气水合物相关科学知识。这是海洋六号首次参加全国性的“海洋科考直播课堂”。

    本次“海洋科考直播课堂”活动是2017年全国科普日北京主场的主题活动,由中国科协青少年科技中心主办,国家海洋实验室承办,中国海洋大学、中国地质调查局广州海洋地质调查局、国家海洋局第一海洋研究所等单位协办,共有海洋六号、向阳红1号、科学号、东方红2号等4艘正在“两洋一海(太平洋、印度洋和南海)”执行任务的科考船参加。在为时20分钟的网络直播中,“海洋六号”首席科学家姚会强、船长蓝明华、首席科学家助理胡波、青年女海洋地质工作者张伙带分别从“海洋六号”航次工作进展、船舶情况、船上调查技术手段、天然气水合物基础知识及我国海域天然气水合物试采等方面进行讲解,为全国青少年带来了一堂生动的海洋现场科普课。

    “海洋六号”首次参加全国海洋科考直播课堂