主动服务“海南生态文明试验区”“海洋强省”建设，自2022年起，中国地质调查局海口海洋地质调查中心（以下简称“海口中心”）开展海南岛昌化江流域生态修复支撑调查项目，着力查明昌化江流域生态地质条件、水土流失、侵蚀淤积等主要生态地质问题，识别生态安全风险，逐步建立“调查-监测-评价-修复”服务模式，为昌化江流域生态保护与修复、国土空间规划与利用提供地质支撑。

项目团队拍摄的昌化江流域部分区域植被情况

边学边干 支撑生态修复措施提出

海南岛昌化江流域生态修复支撑调查项目是海口中心转制以来实施的第一个生态类项目，项目周期为2022年-2024年。

“我们团队缺少经验，只好边学边干。一年多的时间，我们都集中精力在昌化江流域中下游开展生态本底调查研究。”项目带头人、探矿工程高级工程师李习文说道。项目组积极对接海南职能部门，收集资料进行学习，在开展实地调查过程中，还经常请教中国地质科学院岩溶地质研究所、中国地质大学（北京）等科研院所的专家。

工作、学习两手抓。在野外调查期间，项目组多次线上请教中国地质大学（武汉）教授，并邀请教授学者实地指导项目组运用遥感解译、模型反演等多种技术手段查证流域生态地质问题、分析成因机理。项目组基于遥感动态监测数据分析流域土地利用现状及变化，发现2017年以来昌化江流域植被覆盖较好，矿山面积有所减少，废弃矿山的修复效果较好，主要得益于海南省落实严格的生态保护举措。

此外，基于遥感动态监测数据，项目组利用中国土壤流失方程CSLE计算，分析出流域水土流失程度、面积、分布和变化，发现昌化江流域存在不同程度的水土流失问题。项目组针对流域的成土母质、地形地貌、植被覆盖、降雨、气候等因素进行调查研究，发现流域风化层松散，中上游降雨丰富，雨水侵蚀持久，下游降雨集中量大，侵蚀作用强，加上流域大部分地区以农业为主，沿线种植果园，人类对土壤改造频繁，存在土壤裸露和植被破坏现象，导致水土流失相对突出。

为了准确掌握流域下游河流两侧地层产状及含水层分布情况，查明地下水补充方式，分析河水径流量对地下水的影响，项目组在昌化、三家、四更3个镇实施探采结合井10口，揭露调查区基岩为花岗岩，查明了15米以上的浅层含水层分布情况，经水质检测及综合分析，昌化江两侧地下水存在径流补给形式，但影响范围较小，主要在河流两侧1千米以内，河口因海水倒灌，导致两侧少部分土地盐渍化。

“这些调研成果为后续提出相应的生态修复措施提供了很重要的参考依据。”李习文表示。

乘风破浪 解密沉积成因机理

河口淤积，不仅会影响船舶通行妨碍渔业发展，还会影响河口生态，造成河口岸线的侵蚀加强。项目团队在昌化江河口布设了55个取样点位来采集海水样和沉积物样本，检测昌化江河口区域水质，分析河口沉积物来源，沉积成因机理。

项目团队在取样调研

“我们租用居民的小渔船，凌晨5点上船，一出去就是一整天。”李习文说，河口工作区水深在1-10多米不等，2人徒手将20多斤重的沉积物采样抓斗拉上来很是吃力。有时河口和海上风浪大，船小而颠簸，队员们会出现晕船现象。为完成任务，他们在船上每天只补充少许干粮，两天下来大家都晒得黝黑。

“前期我们沿着昌化江流域海岸线徒步走了75千米，设置了61个控制点，调查防护林和海岸侵蚀淤积状况。”项目团队成员张士友说，为了更进一步掌握河口水底地形地貌、海水流速流向变化情况，团队在河口设置了2站位的定点海流观测和60千米的单波束测量。

他们在船上作业，不是早出晚归，就是挑灯夜战，有队员调侃道：“以前一直想看日出日落都没实现，参加野外调查竟一次圆梦。”

在查证海岸线侵蚀淤积变化情况时，项目团队设置了10余条岸滩剖面监测点，选择潮位最低时进行RTK测量线上固定点位高程。项目组经过多种手段实地调查，结合遥感等数据综合分析发现，昌化江河口侵蚀淤积比较严重，流域水土流失较为突出，降雨后携带大量泥沙至河口，中上游多处水库、发电站蓄水，平常下游水量小，入海口海水倒灌，海水与河水交汇受影响，河口三角洲、沙嘴地貌发育，从而形成河口淤积。

“河口淤积带来的问题比较复杂，不仅会导致河水与海水交换削弱，让近岸红树林出现退化，还会影响当地渔业发展和行船安全。”张士友说。

对接需求 坚持调查与公益并行

经过一年多的调查，除了初步掌握昌化江流域水土流失、河口淤积、近岸侵蚀等现状外，项目团队还基本查明了流域地形地貌、地层岩性、成土母质、土壤类型等生态地质条件，为开展昌化江流域生态地质区划，进行流域生态地质评价提供了数据支撑。

目前，项目组联合海南省水文水资源局，拟借助昌江县保桥水土流失监测站，利用现有的“径流小区”（对坡地水土流失规律和小流域水土流失规律进行定量研究的一种测验设施），加强对昌化江流域水土流失的长期监测，分析不同坡度、植被覆盖度、降雨等多种因子对水土流失的影响，以便基于实验结果提出生态治理和修复的方案。

项目组建立了下游泥沙模型，提出护水土和清淤等河口淤积治理措施，将有力支撑昌化江河口生态修复及昌化一级渔港建设；初步构建了热带雨林区生态修复综合调查技术指南，逐步建立“调查-监测-评价-修复”服务模式，为持续开展热带雨林区生态保护修复提供技术支撑。

与此同时，项目组还积极对接地方，开展公益服务活动，完成海南琼中黎母山镇天然富硒地块调查及省级推荐评价，初步圈定无公害富硒地5342亩，助力琼中特色农业发展和乡村振兴；在昌化、三家、四更3个镇实施探采结合井10口，解决了1000余人饮水和100余亩农作物灌溉用水问题。

下一步，团队将继续对昌化江流域上游，尤其是对热带雨林生态多样性情况进行调查研究，按下生态调查“快进键”，开启海洋地质调查新征程，为服务“海南生态文明试验区”和“海洋强省”建设谱写新时代地质人的华美篇章。

海洋资源是海洋环境中可以被人类利用的物质、能量以及空间，包括生物、矿产、海水、空间资源及海洋能源。人类对海洋资源的调查、开发和利用是从近岸到远岸，再至深海。随着人们对海洋资源环境重要性认知程度的加深，海洋环境调查和影响评价成为提高海洋资源开发利用价值、维护海洋环境功能的重要方式。

环境基线值指研究区环境参数的当前水平值，即环境现状值，它是环境影响评价工作中最基础的内容。环境基线调查需要记录包括物理海洋学、化学海洋学、地质地貌、生物群落等方面信息。其中，生物基线调查的主要内容包括：采集原生动物及后生动物群落数据——巨型动物、大型动物、小型底栖动物、微生物群落、底栖鱼类和食腐动物以及与资源直接相关的生物区系的数据；记录观察到的海洋哺乳动物，近水面大型动物和鸟群；记录和描述沉积物的生物扰动活动和混合状况；摄影记录手段建立图像背景资料档案；等等。

近期，自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局首次依靠自身力量完成了西太平洋工区的生物和环境调查外业工作，采集了浮游生物、底栖生物、微生物样品，并利用海底摄像记录大型底栖动物与底质环境的图像资料，为建立深海环境基线打下了基础。

合理的技术路线和科学的技术方法是航次任务顺利完成的重要保证。下面，我们来围观本航次生物与环境调查过程与方法。

浮游生物调查取样

浮游生物是指生活在水中缺乏有效移动能力的漂流生物，分为浮游植物和浮游动物。它们体型细小，大多肉眼不可见，且其游动速度往往比它自身所在的洋流流速慢很多，因此它们常常“随波逐流”。浮游生物种类和数量繁多，且时空变化明显，是水域中其他生物生产力的基础。浮游生物调查研究有重要的科学价值，它们有的可以作为海流指示种，有的具有富集放射性同位素的能力并可以作为污染的指示种，硅藻、有孔虫和翼足类等死后沉积在海底，成为海洋底质重要组分，能助力古海洋环境研究。

我们使用深水浮游生物拖网（图1）来获取大洋浮游植物（藻类）、小型浮游动物和大中型浮游动物样品。

图1 深水型浮游生物拖网

采样之前，需要准备3个润洗好的广口瓶，记号笔分别标记大、中、小和站位号，对应收集浮游生物拖网中的样品，同时备好甲醛溶液、镊子，手套等工具。每次下网前检查三个网的网具是否破损，网底管是否处于闭口状态（图2）。

样品采集时，拖网的落网和起网保持匀速和慢速，速度0.5m/s左右，钢丝绳倾角不得大于45°，直到拖网设备出水。使用水泵抽海水，从凌空的网外侧自上而下冲洗，使粘网的标本集中于网底管，确保网中样品全部收入样品瓶，采集的样品使用中性的甲醛溶液固定，最后将样品放入阴凉避光的样品库保存。

图2 浮游生物拖网采样

底栖生物调查取样

海洋底栖生物是指栖息于海洋基底表面或沉积物中的生物。它们多为无脊椎动物，也包括以绿藻、褐藻、红藻等为主的典型植物。按生活方式，底栖动物有固着、附着、穴居、爬行、游泳、共栖、共生及寄生等多种类型，其种类多样性极其复杂，分布范围从潮间带直至万米水深的深海底。按体型大小，底栖动物可分为大型、小型和微型底栖动物。底栖生物分别处于不同的营养层次，并且与底质环境之间存在耦合关系，因此，阐明底栖生物的数量变动规律及其与本底环境、资源间的联系，对海洋环境调查研究有重要意义。

本航次底栖生物调查对象以底栖动物为主。按体型大小，调查对象分为大型底栖、小型底栖和微生物。大型底栖和小型底栖（以能否通过0.5mm孔径的筛划分）调查工具包括箱式采样器、定量框、样品筛、PC管等。

采样之前，准备好硅胶软管、3个广口瓶、定量框、量杯、PC管、铲子等工具，样品筛的最上和最下层孔径没有要求，可以选择粗孔径的网筛，中间三层由上至下按孔径从大到小的顺序排放。

底栖生物调查可以使用底拖网和箱式采样器等方式，本航次以箱式采样为主。箱式采样器出水、去上覆水后，观察沉积物的表层有无大型生物体，若有可用自封袋留存，拍照记录样品位置和站位名称；挑选未扰动或扰动少的地方，将备好的定量框和PC管插入箱式采样器中；待箱式采样器中的泥样脱离箱体，拍照并记录；取出插管，处理后两头加管堵，贴好标签根据实验目的置于普通冰箱冷藏或冷冻保存，待检测小型底栖生物；取出定量框并进行过筛处理，过筛时顶层可以加盖一层筛子防止冲水时水泥溅出，同时也防止高压水枪直接冲破样品，最底部垫一层筛子，有利于泥水尽快排空；过筛后将筛子上的剩存物分别装到样品袋，处理后置于普通冰箱保存，待检测大型底栖生物（图3）。

图3 底栖生物调查取样

微生物调查取样

海洋微生物是来自海洋环境，可在寡营养、极端环境（低温、高压、高盐等）下长期存活并能持续繁殖的微生物，主要包括真核微生物（真菌、藻类和原虫）、原核微生物（海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等）和无细胞生物（病毒）。海洋微生物在生物地化循环中起非常重要的作用。深海微生物由于长期处在极端环境条件，使之形成了特殊的生物结构、基因类型和代谢产物，是重要的深海生物资源，也是深海环境基线调查的内容之一。

本航次微生物调查内容为：水体/沉积物样品中的微生物群落多样性组成及空间分布特征等。调查工具包括箱式采样器、活塞重力采样器、无菌袋、无菌注射器、无菌瓶、去离子水、缓冲液、液氮等。

箱式取样器出水后，用软管和无菌广口瓶收集上覆水，立即冷藏和沉淀；用润洗过的花泥铲或不锈钢勺刮取表泥（未扰动，水平方向不紧挨着插管和箱式壁）装入无菌袋，由于微生物样品对光照和温度变化十分敏感，为了防止其降解，现场处理完成后可将其置于超低温冰箱（-80℃）保存；将事先冷藏的上覆水样品取出，润洗所有过滤工具，包括空瓶、镊子、滤膜夹等器具(膜除外)；滤膜夹装膜并过滤，过滤过程需注意水要从膜具的中孔流出，且螺纹口处不漏水。过完膜后，用镊子将圆形滤膜折成小扇形过液氮，置于EP管中超低温保存（图4）；重力柱的上覆水/泥样品以类似的方式处理。

图4 微生物调查取样

海底摄像影像资料采集

如果你认为4000米水深以下的海底是一望无边的黑暗和寂静，那你就错了。利用海底摄像系统，我们能揭开海底原貌的神秘面纱。淡定摇尾的鱼、落荒而逃的芒虾、看似不动的蛇尾、海参和海葵、固着海底的海绵、一张一弛的头足类......在镜头下一览无遗。

本航次海底摄像调查内容为：记录底质环境状况；记录大型生物多样性。深海高清摄像系统主要由甲板单元、水下拖体及光电复合缆组成，可满足最大摄像作业深度为6000米。

通过海底摄像可以现场记录底质环境状况；现场记录摄像大型底栖生物出现的时间、数量、种类（图5，图片依次为芒虾、蛇尾、海参、鱼类、海葵、海绵、快速游动的头足类）；根据班报记录情况统计底质环境状况和底栖生物多样性。

图5 深海大型底栖生物影像

初步认识

本次调查收获满满，所获浮游生物样品肉眼可见桡足类、端足类（钩虾）、水母、浮游幼体等浮游动物；大型底栖生物样品肉眼可见生物栖管、海绵骨针；微生物样品从上覆水过滤和表层泥样中提取，需进一步实验室检测分析其群落结构和多样性；海底摄像拍摄到的生物超过200个，主要生物类型有：海绵、蛇尾、鱼类、虾类、海参、头足类、海葵等。

当前，服务支撑海洋生态环境保护，实现海洋资源绿色勘探是自然资源统一管理的重要内容。新时代新职责赋予海洋调查研究工作新使命，也要求基层海洋工作者不断学习和参与实践，丰富原有知识体系，跨学科交流和融会贯通，才能提高履职尽责能力，适应职能转型的新要求。

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。

2018年5月至8月，自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心以“唐山-秦皇岛海岸带地质环境综合观测科研基地”为依托，为支撑服务渤海近岸海域生态环境保护修复，在唐山海洋牧场及周边近岸海域开展了“空陆海”综合地质调查监测示范。

目前，在该区已开展的调查与监测工作包括：空中自动巡航无人机对人工礁体投放区域周边的岸滩进行调查监测，地面辅以地貌调查和RTK测量，查明投礁前后岸滩的变化，分析人工礁体投放对地表环境的影响；水下利用多波束、水下摄像对海洋牧场内的人工牡蛎礁现状进行调查，在此基础上通过抓斗、重力取样器、潜水员下潜实地取样，定期对水质、底质、泥沙含量、粒度、重金属、营养盐等进行测试，进而评估生物种类及生长速率，为海洋生态环境评价提供实测资料；同时，在该区搭建了海洋、大气多参数实时综合监测平台，对波浪、潮汐、海流、浊度、侵蚀淤积、大气、水质以及生物指标进行全面系统监测，为多场耦合模型提供监测数据。基于空中、陆地、海底多方位、多手段、多目标的综合地质调查，建立了支撑多圈层作用下的海洋生态环境质量动态监测、评价体系，为近岸海域生态环境变化趋势分析、模拟及其灾害预警提供全链条支撑服务。

天津地调中心海岸带与第四纪调查研究团队作为支撑海岸带工程的核心部门，将持续瞄准海洋生态保护修复对海岸带地质调查工作的需求，探索地质调查支撑服务近岸海域生态环境保护修复工作的新模式，切实服务于渤海海洋生态环境保护修复。

为了提高地调局环境监测院业务人员的科技创新能力，把“用科技创新改造、支撑、引领地质调查工作”的指导思想落到实处，近日，环境监测院先后邀请香港大学岳中琦教授、联合国教科文组织水资源学院周仰效教授为业务人员作学术报告，开展学术交流。

10月16日，岳中琦教授以“科技原始创新的思维方法探讨”为题，通过他三十年多来的学习与研究经验和体会，结合实例演示，生动形象地分析、阐明了常规思维法和科技原始创新思维方法的不同，何为原始科技创新，以及怎样才能做到原始科技创新。

10月17日，周仰效教授以“鄂尔多斯地下水与地表水相互联系及植被对地下水的依赖”为题，以定量研究海流兔河流域地下水与地表水之间的相互联系、当地典型农作物和植物对地下水的依赖程度为例，向与会人员展示了如何用科学的态度选择和确定研究目标、研究思路、研究方法、寻求科学答案，并如何利用科学研究成果为当地经济社会发展提供支撑和服务。

环境监测院始终把加强地质科技创新和人才队伍建设放在重要位置，组织学术交流活动是践行科技创新精神、加快人才培养的主要手段之一。2017年，环境监测院已成功举办8次学术交流活动，邀请专家涵盖美国、德国、瑞士、荷兰等国家及香港地区，交流范围涉及地下水监测、水文地质调查、地下水含水层利用、地质灾害风险评估、监测仪器设备应用、国际合作成果等，为科研人员创造了一个良好的国际学术交流平台，极大调动了青年人钻研业务知识、做好地质工作的积极性和主动性。