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    摘要:

    矿业是保障我国现代化建设能源资源安全的战略基础,新时代生态文明建设对矿业发展方式提出了更高要求。但国内矿业发展空间不足、动力不足,正处于绿色化、国际化、治理现代化的转型关键期,正在经历由大到强的蜕变,发展面临提升发展活力、推动绿色转型升级、建设现代化矿业市场体系、参与全球矿业治理等任务及要求。

    党的十八大以来,中国地质调查局紧扣国家能源资源安全主题,在以公益性地质调查支撑能源矿产勘查及转型、支撑战略性新兴矿产找矿、以新技术实现资源节约集约高效利用、精准对接服务矿业绿色转型升级及科技创新支撑深部找矿方面取得了一系列成果,为我国矿业转型发展奠定了坚实基础。

    Abstract:

    Mining industry is the strategic basis for ensuring energy and resources security in China's modernization drive , and the construction of ecological civilization in the new era puts forward higher requirements for its development mode.However, the development of domestic mining industry is insufficient in space and motive force and in the critical period of transformation of greening, internationalization and modernization of governance. It is undergoing transformation from big to strong. The development of domestic mining industry is facing the promotion of development vitality, promotion of green transformation and upgrading, construction of modern mining market system, and participation in global mining governance.

    Since the 18th National Congress of the Communist Party of China, the China Geological Survey has been closely following the theme of national energy and resources security, supporting energy and mineral exploration and transformation, supporting strategic emerging mineral exploration, realizing resource conservation, intensive and efficient utilization with new technology, accurately docking services, green transformation and upgrading of mining industry, and supporting scientific and technological innovation. A series of achievements have been made in deep prospecting, which laid a solid foundation for the transformation and development of China's mining industry.

    支撑能源矿产勘查转型

    《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确提出,要推动能源结构优化升级,建设多轮驱动的现代能源体系。

    近年来,中国地质调查局将能源矿产地质调查放在更加突出的位置,瞄准服务国家能源安全保障、改善能源结构、支撑油气勘查开发体制改革的目标,加大了对页岩气、铀矿、天然气水合物、地热、锂矿和石墨等非常规及新型能源的调查力度,重点开展基础地质调查评价、重点区勘查示范、理论、技术及装备创新等工作,取得了一批地质调查成果,为我国现代能源体系的建立提供了坚实的基础。

    ——页岩气(油)调查实现重大发现或突破。一段时期内,我国南方油气页岩气突破均来自四川盆地、江汉盆地和苏北盆地等盆地内,盆地外复杂构造区一直未获重大突破或发现。中国地质调查局通过在四川盆地周缘、武陵山、滇黔桂、中扬子、下扬子地区开展基础地质调查工作,开辟了6万平方千米勘查新区,圈定了正安-酉阳、宜昌-长阳等10处页岩气调查远景区,基于重大突破和发现成果,优选了正安、秭归等14个页岩气有利勘查区块,支撑了新一轮页岩气招标工作。

    拓展9套盆地外复杂构造区新层系,取得新层系重大突破。在四川盆地、江汉盆地等盆地外,新发现震旦系陡山沱组、灯影组,寒武系岩家河组、天河板组,奥陶系宝塔组,志留系石牛栏组,二叠系栖霞组、龙潭组、大隆组9套油气页岩气新层系。安页1井首次发现志留系石牛栏组和奥陶系宝塔组含油气地层,同时首次在四川盆地外二叠系栖霞组发现厚达147米的含油气地层。秭地1井、秭地2井在武陵山地区震旦系陡山沱组发现页岩气,鄂阳页1井在震旦系灯影组发现礁滩相含油气地层,鄂宜页1井在寒武系岩家河组首次发现含油气地层,宜地2井在寒武系天河板组钻获裂缝性天然气,港地1井、泾页1井在二叠系大隆、龙潭组获得海陆交互相页岩油气新发现。

    中国地质调查局在贵州省遵义市正安县实施的安页1井

    发现3种新类型,取得油气页岩气调查新类型的重大突破。安页1井钻获志留系石牛栏组海相互层状泥晶灰岩与钙质泥岩,是我国首次发现的高产海相致密气藏。宜地2井首次发现天河板裂缝性天然气新类型。曲页1井在赣中和黔西六盘水二叠系煤系地层发现煤层气、页岩气、致密砂岩气“三气”共存模式。其中,贵州遵义安页1井、湖北宜昌宜地2井等12口井是国内重大油气页岩气突破与发现。安页1井一举获得二叠系栖霞组,志留系石牛栏组、五峰-龙马溪组和奥陶系宝塔组“四层楼”式天然气、页岩气重大突破。其中,石牛栏组含气地层累计厚68米,经压裂获超过10万立方米/日的高产稳产工业气流。安页1井油气调查的重大突破被认为是历史性、里程碑式的,对南方复杂地质构造区和贵州省油气勘查具有重要意义,圆了中国地质工作者和贵州省人民60多年的油气梦。此外,宜地2井钻获70米优质页岩,鄂宜页1井钻获水井沱组86米厚高含气页岩气层,鄂阳页1井在牛蹄塘组钻获页岩气流,均实现重大发现。

    ——海域天然气水合物获得重大发现。海域圈定6个天然气水合物成矿远景区,预测资源量达744亿吨;陆域圈定9个天然气水合物有利成矿区块,预测资源量350亿吨油当量;利用综合地质、地球物理和地球化学等多种调查技术手段,在西沙海槽、琼东南海域、神狐海域及东沙海域圈定6个远景区、19个成矿区带、25个有利区块,预测水合物远景资源量达744亿吨油当量;在青南藏冻土区优选出9个天然气水合物有利成矿区块,预测远景资源量达350亿吨油当量。

    在南海北部珠江口盆地首次钻获高饱和度水合物,首次钻探证实超千亿立方米级天然气水合物矿藏。在珠江口盆地东北海域钻获高纯度天然气水合物实物样品,控制面积55平方千米,控制储量达到1000亿~1500亿立方米。在南海北部神狐海域实施的19个钻孔均发现天然气水合物,控制面积128平方千米,控制资源量超1500亿立方米,其中通过钻探取芯落实的2个大型矿体,探明储量达400亿立方米,为海域天然气水合物试采提供了重要参考靶区。

    ——地热资源展现新前景。目前,已完成336个地级以上城市浅层地温能调查评价,浅层地温能资源每年可采量折合标准煤7亿吨,可用于建筑物供暖和制冷,实现建筑物夏季制冷面积326亿平方米、冬季供暖面积322亿平方米,提高浅层地温能高效利用每年可节煤2.5亿吨,减少二氧化碳排放6亿吨。全国地热水资源每年可采量折合标准煤18.65亿吨,以中低温为主,高温为辅,每年可开采量折合标准煤18.28亿吨;其余山地丘陵区中低温地热资源折合标准煤0.19亿吨,温泉多分布其中。高温地热水资源每年可采资源量折合标准煤0.18亿吨。

    战略性新兴矿产调查获突破

    近年来,中国地质调查局在锂矿、石墨战略性新兴矿产调查方面取得重大进展。

    通过开展四川甘孜甲基卡锂辉石矿调查,新发现锂辉石矿脉14条,新增氧化锂资源量 88.55万吨;新发现9处含锂盐湖,四川甲基卡地区新增锂矿资源量88.55万吨,平均品位1.41%,全区总资源量超过200万吨,为打造川西新能源产业基地夯实了资源基础。

    在西藏北部地区开展盐湖水化学地质调查,收集盐湖水化学地质资料,新发现结则茶卡、龙木错、查波错、扎仓查卡、捌仟错、仓木错、拉果错、当雄错和鄂雅错等9处含锂盐湖,引导和拉动商业性勘查,新增资源量1400万吨;在青海柴达木盆地东台吉乃尔、西台吉乃尔和一里坪等开展盐湖卤水锂矿调查,企业跟进勘查新增资源量1260万吨;在柴达木西部南翼山地区开展深层富锂卤水资源调查,估算资源量1200万吨,达到超大型卤水锂矿规模。

    石墨矿调查取得一批新进展。内蒙古、青海等地圈定石墨找矿远景区18处,新发现矿产地11处,探获资源量3000万吨。新疆奇台黄羊山晶质石墨矿是我国发现的首个超大型规模岩浆热液型晶质石墨矿,改变了岩浆热液型无石墨大矿的历史,估算石墨资源量2000万吨以上,平均固定碳含量7.01%,大鳞片晶质石墨含量30%~35%,有望形成1处新的晶质石墨资源基地。

    助力资源节约集约高效利用

    稀土选冶及盐湖提锂技术取得新突破,为资源开发利用提供了技术支撑。

    成功开发出脱泥-浮选技术和浮团聚磁选技术,并先后应用于冕宁稀土矿等,实现了技术转化,为该地区稀土资源绿色、高效开发提供了技术支撑。针对轻重混合型复杂稀土,研发出化学解理-选浸联合技术,成功实现了轻、重稀土的有效分离与富集。稀土精矿盐酸直接提铈技术等稀土分离提取工艺成功生产了氯化物、氧化物、氟化物、碳酸盐、高纯金属、稀土硅化物等系列产品。

    研发的太阳池提锂技术已成功应用于西藏扎布耶盐湖开发。该技术工艺利用青藏高原丰富的太阳能资源,让高锂碳酸盐型卤水在太阳池中只加热不蒸发,从而获得70%~90%的高品质碳酸锂精矿,再经简单加工即可得到工业级或电池级碳酸锂产品。这一工艺对环境影响较小。目前,利用该项技术已在扎布耶盐湖建成了5000吨工业级碳酸锂生产线。该技术以及中国科学院青海盐湖研究所的膜分离锂镁分离技术和青海盐湖集团的吸附法提锂技术共同促进了青藏高原盐湖锂矿开发利用。

    在钼铜冶炼淋洗液中稀散元素铼的综合回收和高效利用技术方面取得重大突破,并在国内多个大型企业成功转化,为我国航空发动机规模化生产提供了资源保障。

    为矿山生态修复出谋划策

    中国地质调查局“十三五”科技创新发展规划明确提出,将大型资源基地资源环境综合调查作为重要矿产资源领域4项主要任务之一,组织所属单位,发挥自身的专业技术优势,对占用大量土地的尾矿进行二次开发,提高尾矿综合利用率;对开发用量大、投资少、有销路的尾矿,通过实现规模经营和多品种开发的资源化、商品化使其变废为宝,真正成为经济商品中的一部分;对尾矿坝中的废水进行处理以达到国家标准,实现浮选废水适度净化后全部回用和零排放。对于未处理的采空区、废旧巷道等,利用井下采空区排放尾矿。积极开展土壤治理研究工作,构建矿山污染耕地土壤微生物治理技术模型,研究成果应用于耕地土壤重金属污染治理;组建土壤修复实验室,并部分建立土壤试验田,作为土壤治理技术的孵化与示范。此外,还通过精准服务“长江经济带”“皖江经济带”等国家和区域发展重大战略工程,以综合地质调查成果报告的形式涵盖所属区域矿山生态修复所需基础数据,并为其提供修复方案。

    为皖江经济带提供的调查报告提示发展需要关注的3个重大地质问题就包括皖江地区矿山环境问题,指出矿山开采与城市建设、生态保护的矛盾凸显,因采矿产生的地面塌陷、边坡失稳等地质灾害、“三废”污染、水土流失、压占毁损土地资源等生态环境问题日趋严重,建议对重点塌陷区开展塌陷现状及治理情况核查,并在回填基础上进行生态复垦;针对已闭坑的老井工开采矿山,加强对采空区的排查;对岩溶塌陷区进行水文地质条件详查,提出岩溶塌陷防治措施;矿山开采引发的崩滑流等地质灾害主要发生于露天开采矿山,建议对露天矿坑隐患点进行边坡加固,对废旧露天矿坑进行边坡改造、修复治理,对崩塌滑坡灾害点进行清理、测量、评价、修复;矿山废水排放和废渣堆置不当,给矿山周围的地表、地下水体造成了不同程度的污染,对矿区周围地表水影响较严重,建议对已占有、已污染土地进行试点修复工作,技术成熟后进行推广;对矿区影响范围内水土质量下降区域进行详查,理清污染途径,提出水土保护措施;关于矿山开采压占、毁损土地资源,建议开展毁损土地资源修复和治理,支撑矿山城市升级转型。

    推动矿山生态地质调查和绿色矿山建设,初步实现有效指导矿山开发、监管和保护;参与编制9项绿色矿山建设标准;建成并完善全国重要矿产矿山数据库和尾矿综合利用特征数据库,编制重要矿产固体废弃物分布图;调查我国部分尾矿库,形成固废综合利用新技术,筛选部分尾矿库开展可利用性评价。

    支撑引导老矿山深部找矿

    近年来,中国地质调查局在有资源潜力的现有老矿山部署深部找矿项目,紧密结合地方经济社会发展,以矿山企业投资为主体,对公益性地质工作给予适当支持,引领和拉动矿山企业跟进勘查,增加矿山可采资源储量,稳定和扩大矿山产能,延长矿山服务年限和保障职工就业,促进矿业城市(镇)经济社会持续发展和社会稳定。

    2012年~2014年,中国地质调查局共部署实施老矿山找矿项目188项,其中勘查类项目168项、找矿预测与方法技术研究类项目20项,共有115家地勘单位和143个矿山企业参与项目实施;累计投入经费22.3亿元,其中中央财政资金10.4亿元、地方财政资金550万元、矿山企业资金11.8亿元;实现老矿山深部和外围新区、新类型、新方向找矿重大突破,共55个矿山新增资源量达大中型规模,其中通过研究西藏罗布莎矿区含矿构造岩相带与矿体空间分布规律,配合重磁电综合解释,圈定深部找矿靶区,经钻探验证发现厚大隐伏矿体,实现铬铁矿找矿重大突破;新增铬铁矿资源量200万余吨,其中Cr-80矿体提交115万吨,是目前国内发现单体规模最大的铬铁矿体;在香卡山矿区深部发现6个铬铁矿富盲矿体,新增资源量25万余吨,预测深部仍有很好的找矿潜力;罗布莎铬铁矿的找矿突破深化了对区域空间成矿规律的认识,总结完善了有效的勘查方法,拓展了区域找矿空间,对缓解我国铬铁矿供需压力和提高资源保障能力具有重要的现实意义。

    尽管一路披荆斩棘,成绩显赫,中国矿业转型发展依然任重道远。在精准研判国际国内矿业发展形势的基础上,中国地质调查局提出,要紧扣国家能源资源安全,精准对接矿业转型发展,着力构建现代矿业发展服务体系,着力打造中国地质调查局在服务矿业转型发展中的权威和品牌,向矿业企业提供受欢迎、能解决实际问题、能满足企业需求的服务产品和平台。中国矿业报社作为这一战略性部署的具体实施者,在遵循“解放思想、大胆探索、聚焦需求、创建精品”这一原则的基础上,面向全球和中国矿业,打造“国际一流、国内顶尖”的矿业信息产品和服务平台,树立中国地质调查局服务矿业转型发展的品牌,强化智库型媒体功能,力求尽快建成中国矿业融媒体主平台,从2020年到2025年,打造中国矿业最权威的信息发布平台、较强国内和国际影响力的矿业资讯平台和专业化的咨询服务平台,向世界发出中国矿业声音,亮出中国观点,提供中国方案。

     
    中国地质调查工作服务矿业转型发展纪实

    7月18日,在“2025钾盐钾肥大会暨格尔木盐湖论坛”召开期间,中国地质学会盐类资源环境专业委员会作为承办单位之一组织召开了“战略性盐类矿产勘查开发与增储”分论坛。论坛围绕钾盐、锂矿等战略性盐类矿产勘查理论技术创新、找矿突破、开发利用、增储上产、供需形势等内容进行了深入研讨与交流。

    分论坛上,国际盐湖学会副主席、中国工程院院士郑绵平做了题为“承前启后 建立大盐类科学”的主题报告。郑绵平院士表示,盐类科学是研究盐类体系的化学、物理、生物与其资源环境与资源性质及特点,并推进其工程的一门交叉型综合学科,涵盖盐类矿业、盐湖农业、盐境旅游业、盐湖生态环境、盐碱地碳中和与生态保护等。他倡议,包括中国地质学会盐类资源环境专业委员会在内的广大盐类资源环境工作单位与机构,抢抓发展机遇,协同创新,谋划建立盐类国际科创中心,形成创新高地,共创大盐类科学新未来。

    论坛认为,郑绵平院士提出的建立大盐类科学体系,在布局开展未来战略性盐类矿产勘查开发与增储等工作方面具有重要意义,盐类资源环境专业委员会将结合年度工作加快推进。

    据了解,我国钾盐查明资源储量以陆相为主,海相钾盐历经几十年攻关,一直未获重大突破。近年来,中国地质调查局中国地质科学院矿产资源研究所海相钾盐攻关团队在郑绵平院士的指导和带领下,在川东北宣汉地区取得海相可溶性“新型杂卤石钾盐矿”的发现、勘查理论技术创新与找矿突破,开拓了海相钾盐找矿的新方向和新领域;提出了我国钾盐找矿进展及增储路径,明确了“走出去”获取钾盐等盐湖资源的目标国家,如泰国、老挝、刚果(布)等。

    据悉,“2025钾盐钾肥大会暨格尔木盐湖论坛”由青海海西州委、州政府、中国无机盐协会共同举办,每两年举行一次。本届大会以“绿色创新 数智赋能 共建世界级盐湖产业基地”为主题,深入开展了钾盐、锂矿和镁盐等盐湖资源利用的技术交流。

    本次分论坛以资源勘查与增储为特色,由中国地质学会盐类资源环境专业委员会首次在2025钾盐钾肥大会上举办,包括院士、相关领导在内的50余位专家学者参加。

     

     

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    中国工程院院士郑绵平在战略性盐类矿产勘查开发与增储分论坛作报告 

    中国地质学会盐类资源环境专业委员会在“2025钾盐钾...

    近日,以“世界海洋日”为契机,自然资源部中国地质调查局南京地质调查中心联合宁德市自然资源局、国家海洋局宁德海洋环境监测中心站及蕉城区自然资源局在福建省宁德市成功举办了主题为“保护红树林保护海洋生态”的科普宣传活动。

    红树林是以草本、藤本红树植物为主体组成的潮滩湿地木本生物群落,是生长于陆地与海洋交界带的滩涂、浅滩的特殊生态系统,有着“消浪先锋、海岸卫士”的美誉,由于围海造地、养殖及砍伐等人为因素,我国红树林面积由40年前的4.2万公顷减少到1.46万公顷,分布最北地带即为闽东地区。活动当日,“宁德海岸带陆海统筹综合地质调查”项目组以宁德三都澳自然资源综合调查成果为基础,采取展板海报、宣传手册、海相古生物化石标本等展示方式,向宁德市民,特别是青少年学生宣传和讲解海洋生态系统、海岸带资源保护与合理开发利用、红树林湿地保护与修复的重要性以及生态极重要价值等科学知识,引导广大人民群众积极增强关注海洋、珍爱地球的生态保护意识。

    央-地联合,“保护红树林”计划在闽东进行

     

    中国地质调查新进展论坛现场。 谷兰丁/摄

    10月18日,2018中国国际矿业大会——中国地质调查新进展专题论坛拉开帷幕。

    本次论坛上,来自中国地质调查局的四位专家分别介绍了2019~2021年中国地质调查业务总体布局,以及2016~2018三年来在解决制约能源资源、重要矿产资源、环境和灾害、地球系统科学等方面的基础地质调查突出成果,在油气资源、大宗紧缺矿产、战略性新兴矿产和大型资源基地综合地质调查等方面的新进展,以及支撑服务国家重大区域发展战略、自然资源管理、地质灾害防治,组织实施地热科技攻坚战等方面取得的工作成效。

    小编撷取了专家报告中的精彩内容,与大家一起分享中国地质调查事业的新成果、新部署。

    地质调查业务总体布局

    (2019年-2021年)

    新时代地质工作的新定位:

    全力支撑能源、矿产、水、粮食和其他战略资源安全保障,精心服务生态文明建设和自然资源管理中心工作。

    地质调查十大计划:

    1 公益性基础地质调查计划

    目标:提升地球系统认知程度;推进基础地质理论原始创新和关键技术方法进步;促进地球系统科学发展。

    任务:自然资源赋存的地质背景和条件;解决深部制约因素;表生地质过程和控制因素;多圈层交互作用和资源环境效应。

    2 能源矿产地质调查计划

    目标:全力支撑服务能源资源安全保障。

    任务:加强常规和非常规油气资源调查,突出清洁能源调查,支撑油气体制改革,提供油气、页岩气、煤层气等招标区块。

    3 重要金属非金属矿产地质调查计划

    目标:支撑矿产资源安全保障,为矿产资源管理提供招标区块。

    任务:开展大型资源基地资源潜力、开采条件和环境影响“三位一体”综合评价,圈定一批找矿靶区,引领商业性矿产勘查,助推形成一批大型矿产资源基地;开展锂、铍、铌钽、高纯石英等战略新兴矿产和钾盐、锰、铜、金等大宗紧缺矿产调查;开展矿产资源节约与综合利用调查。

    4 海洋地质调查与天然气水合物勘查试采计划

    目标:服务海洋强国建设和“一带一路”倡议,全力支撑国家能源资源安全保障;探索服务国家重大战略的海洋地质调查新模式和重大成果集成新产品。

    任务:围绕重大工程开展海洋基础地质调查;开展海洋油气地质调查,实现油气突破;开展海域天然气水合物勘查试采,实现既定目标;开展大洋科学钻探首钻选址,两极科学考察;持续更新国家海洋地质信息和提升服务水平。

    5 重要经济区和城市群综合地质调查计划

    目标:服务国家重大区域发展战略;支撑国土规划、城市发展规划、重大工程基础设施建设规划;支撑服务沿海城市群经济发展。

    任务:京津冀协同发展区、长江经济带、粤港奥大湾区、丝绸之路经济带综合地质调查;海岸带综合地质调查;雄安等多要素城市地质调查;提出国土空间规划与资源利用地质解决方案。

    6 地质灾害隐患和水文地质生态地质调查计划

    目标:服务城镇和重大工程规划建设;服务民生保障和脱贫攻坚;承接好水资源调查评价技术支撑工作;拓展生态地质调查领域。

    任务:开展重大工程地质问题区的区域活动构造调查;开展地质灾害调查和防治;开展地下水监测工程建设和数据采集分析工作,实现动态数据发布;开展水文地质调查;地球关键带生态地质调查。

    7 资源环境承载能力评价地质调查支撑计划

    目标:为自然资源综合管理提供技术支撑;开展区域资源环境承载能力调查评价,支撑服务国土空间规划和用途管制;在国家生态文明建设试验区开展综合地质调查试点,探索形成地质调查服务生态文明建设工作模式;针对荒漠化、石漠化、湿地退化、矿山环境破坏等问题,开展专项地质调查,为国土生态保护与修复提供支撑。

    任务:开展国土空间开发适宜性调查与评价、区域资源环境承载能力调查评价、资源环境遥感地质调查与监测、生态文明示范区综合地质调查。

    8 地质数据更新与应用服务计划

    目标:形成符合各类用户需要的信息产品,及时有效地提供地质资料信息服务。

    任务:开展国家基础地质数据更新与集成,提供国家级地质产品;建设地质大数据分中心,形成地质调查、资源环境数据及时在线汇聚机制和运行体系,构建核心数据库;建设“地质云3.0”,构建地质数据共享服务体系;推进智能化地质调查,初步实现采集处理和应用的智能化;提升地质云基础设施支撑能力,加强地质云网络安全制度与防控措施建设。

    9 服务国家重大战略和国土开发保护地质调查计划

    目标:推进国际能源资源产能合作,服务“一带一路”国家战略。支撑自然资源管理中心工作,开展国土开发保护地质调查,提供地质解决方案、国情调查报告、标准规范、工作指南和对策建议等。

    任务:周边国家重要成矿带对比研究,提升中国在全球资源配置中国际合作能力;开展“一带一路”基础地质调查、数据 更新和服务应用;围绕国家重大战略、自然资源管理和行业管理重大需求,开展地质调查战略研究;开展土地质量地球化学调查、古生物化石及地质遗迹调查、矿产资源国情调查与安全战略研究。

    10 地质科技创新计划

    目标:取得地质理论原始创新和关键技术重大突破,引领地质调查。

    任务:解决制约重大资源环境灾害问题的关键性、基础性的科学问题;创新技术方法并推广应用,研发新装备;创新工作机制、调查方法和表达方式;及时有效地指导和服务地质调查实践。

    基础地质调查新进展

    (2016-2018年)

    解决制约能源资源的关键基础地质问题

    ● 明确银额盆地具有双层结构,存在白垩系及晚古生界两个不同的含油气地层系统,将下部的晚古生代系统划分为7个分区,为油气资源勘探提供了依据。

    ● 通过联井剖面分析,明确了松辽等主要盆地砂岩型铀矿的赋存规律。

    ● 编制了华北平原基岩地质图,突出表达了雾迷山组、马家沟组等热储层,为地热调查提供了基础支撑。

    ● 完善了南黄海海相古生界多源多期油气成藏地质模型,提交了油气勘探井的布设方案。

    解决制约重要矿产资源的关键基础地质问题

    ● 提出喜马拉雅双穹隆构造带南、北两侧构造环境不同,分别控制稀有金属、Au成矿的新认识,指明了找矿方向。

    ● 明确幕阜山复式岩体中早白垩世S型花岗岩后期伟晶岩脉控制稀有金属矿成矿,推动江南造山带稀有金属矿产找矿突破。

    解决制约环境、灾害的关键基础地质问题

    ● 建立华北晚更新世以来的地层格架,明确了晚更新世以来沉积过程、环境变化与黄河流域人类文明发展的关系。

    ● 编制了冀东平原区的第四纪地质图,明确滦河冲积扇向东迁移,查明7000年来渤海湾海岸线北岸不断侵蚀、南西岸不断淤积的变迁规律,为寻找潜在水源地和渤海湾生态环境研究提供了科学依据。

    ● 根据浅表土壤地球化学测量结果,揭示了北京南部平原区拒马河和永定河冲积扇物质组成的差异及其根本原因、表层次生盐渍化与农田灌溉的关系。

    基础地质调查技术方法创新

    ● 建立了适合中国国情的现代区域地质调查技术体系。

    ● 自主研发国际领先水平的无人机航空磁测系统,并广泛应用。

    ● 智能地质填图方法在11个区调项目中推广利用,有效促进了地质云和信息化建设。

    解决地球系统科学的关键基础地质问题

    ● 厘定了我国主要克拉通最古老岩石的分布和时代,提出扬子陆块与全球板块构造启动时间上一致性的认识。

    ● 在华北克拉通识别出三条巨型高压麻粒岩相变质带,明确了19.0亿~18.5亿年聚合成统一克拉通,是哥伦比亚超大陆聚合的响应。

    ● 确定扬子陆块南、北缘均发育840Ma左右的蛇绿岩和弧岩浆岩,以及830Ma变质事件和820Ma板内裂解事件,明确了扬子陆块Rodinia超大陆聚散的响应过程。

    ● 在昌宁—孟连结合带识别出完整的古生代蛇绿混杂岩,揭示特提斯洋从早古生代一直延续到晚古生代,建立了原—古特提斯连续演化模式。

    ● 发现并精细解剖了兴蒙造山带10余处蛇绿混杂岩带,提出了古亚洲洋主缝合带展布的新认识。

    ● 地球演化过程中环境与生物巨变事件新认识。识别出1.57Ga古海洋的氧化事件;提出华北克拉通存在与全球一致的1.38Ga中基性火山作用及大洋缺氧事件;厘定了黔西—滇东P/T灭绝事件前后植物群落的演化序列。

    矿产资源调查新进展

    (2016-2018年)

    油气资源地质调查 

    长江经济带页岩气调查

    ● 贵州遵义安页1井获得日产超10万立方米稳定高产工业气流,引领四川盆地外复杂构造区页岩气勘查开发。

    ● 鄂西地区页岩气资源潜力大,多套层系见良好页岩气显示。

    ● 安徽宣城港地1井在二叠系海陆过渡相同时获得页岩气、致密气、煤层气、页岩油“三气一油”的重要发现。

    ● “三位一体”富集成藏理论指导优选17个页岩气有利区,为加快页岩气的勘查开发提供了目标。

    北方新区新层系油气调查

    针对新区新层系优选了15个油气有利区; 首次在塔里木盆地温宿地区获高产工业油流,开拓了库车坳陷、乌什—拜城凹陷新近系缓斜坡区油气勘探新领域;阜新盆地辽阜地2井钻获15.3立方米/日的高产工业油流;在银额盆地优选了油气有利区,部署实施参数井获油气重大发现,展示良好油气勘探前景。

    非常规油气调查

    ● 煤层气:川南川高参1井稳产超6000立方米/日;黔西杨煤参1井稳产超4000立方米/日;新疆新乌参1井稳产超2000立方米/日;黑龙江鸡煤参1井稳产超1000立方米/日。

    ● 油页岩、油砂、水合物:在松辽、鄂盆南部、淮南、川西北、三塘湖、柴北缘、塔北缘、羌塘等盆地钻获优质油页岩、油砂矿;在青海木里地区钻获天然气水合物;评价了陕南汾渭盆地氦气资源前景。

    大宗紧缺矿产地质调查

    ● 新疆玛尔坎苏锰矿新区、新层位找矿重大发现

    深部发现多层厚大矿体,拉动后续勘查,富锰矿资源量增至5000万吨以上,远景1亿吨以上。

    ● 桂中发现我国石炭系规模最大的锰矿

    广西南丹—宜州地区圈定沉积型锰矿找矿靶区4处,估算资源量8300万吨,资源潜力在2亿吨以上。

    ● 重庆城口锰矿

    累计新增锰矿石资源量1.07亿吨,全区预测远景资源量约5亿吨,其中埋深1500米以浅2.4亿吨。

    ● 皖东地区浅覆盖区金矿找矿重大发现

    江山金矿外围圈定3处激电异常,预测金资源量在100吨以上,有望成为新的金矿集区。

    ● 焦家金矿带北段取得新突破

    圈定后坡—小西庄—招贤等找矿靶区,预测(2000~3000米)金资源量900吨,拉动后续商业勘查,探获金资源量达100吨。

    ● 四川拉拉铜矿外围找矿再获重要发现

    在拉拉铜矿外围银厂箐、双狮、白云山、红铜山等地区新增铜资源量20万吨,会理—会东矿集区铜资源总量有望突破200万吨。

    ● 新疆西昆仑超大型铅锌矿资源基地形成

    新发现多处中小型以上矿床,全区探明铅锌资源储量达2400万吨以上,资源潜力4000万吨以上。

    ● 西藏罗布莎—香卡山地区铬铁矿深部调查取得重大发现

    香卡山深部探获3层厚大矿体,厚度达到32.35米,平均品位50%,新增铬铁矿石资源量近30万吨。

    ● 内蒙古维拉斯托锂锡多金属矿深部调查

    新增锂( Li2O )资源量35.7万吨,累计探明锡资源量8.9万吨。

    ● 滇东北镇雄富磷矿资源基地显雏形

    新增P2O5资源量超1亿吨,累计探获富磷矿资源量10亿吨以上,初步形成磷矿资源基地。

    战略新兴矿产地质调查

    ● 川西地区锂辉石矿调查

    甲基卡新增氧化锂资源量110万吨,累计探获资源量约200万吨;川西可尔因新发现斯则木足锂矿,探获氧化锂资源量52万吨,进一步夯实了川西锂矿资源基地资源基础。

    ● 新疆西昆仑锂矿调查

    发现大红柳滩伟晶岩型锂辉石矿和苦水湖等卤水型锂矿,初步估算氧化锂资源量100万吨,远景500万吨;氯化锂资源量145万吨,远景200万吨。西昆仑和田地区大型锂资源基地初现雏形。

    ● 新疆奇台黄羊山

    发现超大型岩浆岩型石墨矿, 圈定3处石墨找矿靶区,发现8个矿(化)体;累计探获晶质石墨矿物量7264万吨 ,成为世界上规模最大的晶质石墨矿。

    ● 湘西北铌钽矿调查

    湘西北竹山—竹溪地区新发现超大型土地垭(铌)钽矿,圈定矿体4处;累计探获Ta2O5资源量超万吨,达超大型规模 。

    大型资源基地综合地质调查

    ● 实施7项综合地质调查试点项目

    内蒙古赤峰有色金属基地

    新疆东天山中段有色金属基地

    青海祁漫塔格有色金属矿集区

    川西稀有金属矿集区

    四川攀西钒钛铁石墨矿资源基地

    新疆和田地区火烧云—大红柳滩铅锌锂资源基地

    贵州毕节—六盘水地区能源资源基地

    ● 初步建立了矿产资源基地综合地质调查技术方法体系;探索建立了技术经济评价模型和环境影响评价指标体系;矿产地质调查取得一批重要新发现。

    水工环地质调查新进展

    (2016-2018年)

    支撑服务国家重大区域发展战略

    围绕京津冀一体化协同发展区和长江经济带空间规划编制了一系列地质图集和图件。

    对我国19个城市群资源环境条件、337个地级以上城市发展的优势地质资源和重大地质问题进行了分析。着重开展了北京城市副中心城市地质调查、雄安新区城市地质调查、成都城市地质地下空间调查等。

    组织编制了《中国海岸带资源环境图集》《粤港澳大湾区自然资源与环境图集》;开展承德生态文明示范区自然资源综合调查。

    支撑服务自然资源管理

    编制了全国和分省自然资源图集、中国滨海湿地变化情况遥感调查报告和东北地区地下水超采情况报告;梳理总结近年开展多门类自然资源调查的实践经验,围绕支撑服务自然资源管理、优化地质调查业务结构和布局等部署开展了一系列专题研究。

    全面完成国家地下水监测站点建设,初步实现对全国主要平原盆地的地下水动态监测。参与编制完成《全国国土空间开发适宜性评价研究报告》。编制了33幅全国地质环境区划图系及其说明书,10幅已出版。

    支撑服务地质灾害防治

    九寨沟地震:提供了地震地质灾害快速解译与应急评估成果。

    纳雍崩塌:提供了工程地质孕灾背景及形成机理分析成果。

    茂县滑坡:提供了滑坡解译图、 坡体变形InSAR分析、应急排查及成因机制分析成果。

    初步建立了基于物联网、信息化和大数据技术的地质灾害监测预警系统,创新提出了地质灾害监测预警“GPP”模式,即“政府主导+专业支撑+群众参与” 模式。

    地热科技攻坚战

    京津冀地热调查科技攻坚战:雄安新区(D18)井口温度达到93℃,为目前地热田范围内温度最高的地热井。雄安新区不仅广泛分布低温地热资源,还存在具备开发潜力的中温地热资源。“献县科研基地”实现地热资源梯级利用。

    青海共和盆地:圈定出18处干热岩体,总面积达3092平方千米。GR1井3705米处的孔底温度为236℃。

    中国地质调查新进展新部署

    全球非常规天然气资源量约923万亿立方米,其中近半数为页岩气,其资源量(456万亿立方米)与常规天然气(378万亿立方米)相当。美国是开发页岩气资源最早、最成功的国家之一。已发现的页岩气盆地主要是分布在以 Appalachian盆地为主的东部早古生代前陆盆地带、以 Fort Worth盆地为代表的南部晚古生代前陆盆地带、以 San Juan盆地为代表的西部中生代前陆盆地带以及以 Michigan 盆地和 Illinois盆地为代表的古生代—中生代克拉通盆地带。

    Appalachian盆地位于美国东北部,是美国石油工业的发源地,也是目前页岩油气资源勘探开发的主要盆地之一,其中的Marcellus页岩是北美洲最高产的区带之一。尽管Marcellus页岩区带仍是Appalachian盆地中具有低风险、高质量的资源区域,但是该区域内很多业内领先的生产商都在逐渐将他们的注意力从Marcellus页岩转向其下覆地层,美国能源部化石能源办公室认为“就厚度和延伸范围等方面而言,Marcellus页岩下方的Utica页岩的油气勘探开发潜力更大”。Utica/Point Pleasant页岩属于目前美国页岩气产量增长最为迅猛的页岩区带之一。

    我国页岩气资源丰富,勘探开发前景广阔,目前已在四川盆地及周缘多个区块取得海相页岩气勘探开发突破。四川盆地具有与美国东部典型盆地(如Appalachian盆地)相似的构造演化和地质条件,均为古生代沉积的海相盆地,页岩气勘探前景良好。美国典型盆地的页岩气开发为我国的页岩气开发展示了良好的前景,对我国页岩气的高效开发具有重要的参考意义。

    中国地质调查局地学文献中心(中国地质图书馆)文献情报室依托地调局二级项目“地学情报综合研究与产品研发”,针对美国Appalachian盆地石油天然气研究协会(AONGRC)和西维吉尼亚大学的相关研究成果组织编译了《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑,旨在为国内页岩气勘探开发提供借鉴。

    《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑集合并包含了不同尺度下进行的研究成果,范围涵盖了从盆地规模的地层和构造,到储层中因有机质生气而成的纳米级孔隙。主要包含三大方面内容:①描述和评估了Utica页岩和Appalachian盆地北部相应岩层的岩性、烃源岩、地球化学特征、地层发育特征、沉积环境及储层特性;②通过区域填图、钻井活动和生产动态跟踪的整合,确定了Utica石油和天然气富集区;③通过本研究过程中收集的地质和地球化学数据,提供了基于生产和体积计算的Utica资源量评估。第一章对Utica页岩的地质研究进行了简要介绍,包括所有数据的访问、组织和管理。第二章为Utica钻探活动和生产动态跟踪成果。第三章描述了整个研究区域Utica和与之相应的岩层的岩相特征。第四章阐述了测井分析、相关对比和填图成果。第五章介绍了岩心研究结果,包括沉积环境的解释。第六章涉及无机地球化学研究成果。第七章介绍了Utica源岩的地球化学发现和解释。第八章提供了储层孔隙成像和孔隙度/渗透率数据。第九章为资源评估结果。第十章为Appalachian盆地北部Utica区带开发的总体结论及意义。参考文献的完整清单包括在第十一章中。

    后续地学文献中心还将完成《东得克萨斯和路易斯安那州西部Haynesville页岩气地质》专辑,敬请关注。

     

    中国地质调查局地学文献中心完成《Appalachian盆地U...

    9月21日,受《大型油气田及煤层气开发》国家科技重大专项领导小组办公室委托,实施管理办公室在北京组织专家对国土资源部中国地质调查局承担的《页岩气资源评价方法与勘查技术攻关》(编号:2016ZX05034)项目可行性研究报告进行了论证。油气调查中心翟刚毅副主任代表项目组向专家进行了汇报。贾承造、康玉柱院士为组长的专家组审阅了报告,听取了汇报,经质询和讨论,一致认为,项目目标、任务、预期成果及考核指标明确,技术创新重点突出,技术路线合理可行,经费预算基本合理,同意启动实施。

    专家认为,开展页岩气资源评价方法与勘查技术攻关,是贯彻落实“十三五”国家能源计划和《找矿突破战略行动纲要(2011-2020年)》的重要举措,对于引领全国页岩气资源调查评价和勘查评价,促进我国页岩气产业跨越式发展,实现《大型油气田及煤层气开发》国家科技重大专项目标“形成我国页岩气成藏理论与勘探开发重大技术,页岩气开发战略性新兴产业得到长足发展”,提高能源保障能力,优化能源结构,促进生态文明建设,具有十分重要的战略意义。

    项目全面分析了我国页岩气地质条件与勘查评价技术发展现状、重大科技问题及攻关需求,提出了针对海相、海陆交互相、陆相等不同类型页岩气,开展页岩气生成机理与富集规律、页岩气资源评价方法和参数体系、低成本快捷页岩气勘查评价技术与设备、页岩气勘查评价技术试验与应用推广等四个方面科技攻关。论证依据充分,目标任务明确,研究内容合理,考核指标具体,预期取得的基础理论、技术创新和储量增长与专项目标和任务一致,同时该项目的实施为相关页岩气示范工程的建设提供理论与技术支撑。

    项目技术路线可行,课题设置合理,任务落实到位,注重学科交叉、多种手段的综合应用,研究思路和技术方法具有创新性。工作部署合理,进度安排得当。

    项目由中国地质调查局油气资源调查中心具体牵头实施,组织国土资源部优势科技力量,联合具有页岩气科研基础的高校、科研院所和企业,集中全国优势力量,开展产学研联合攻关。项目具备科研攻关的资料基础、人才和技术装备条件,组织实施和保障措施得力,预期能够保证项目总体目标的实现。

    专家还建议项目应聚焦页岩气资源评价,加强新层系、新区、新领域评价研究;加强不同相类型、不同层系页岩气“甜点”形成条件研究。

    国土资源部科技与国际合作司、地质勘查司,中国地质调查局总工程师室、科技外事部相关领导和人员参加了立项论证会。

    中国地质调查局承担的《页岩气资源评价方法与勘查技...

    滇西南中生代盐盆地是我国海相固体钾盐资源的有利远景区之一,由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”)郑绵平院士承担的地质调查二级项目《西部地区钾盐资源远景调查评价》研究团队重点关注盆地内中侏罗统海相地层的成盐和成钾条件,在“二层楼”钾盐成矿理论和找钾多学科协同创新的指导下,于20187月在云南省江城县正式施工了设计深度2700米的钾盐探井,该项目团队克服滇西南湿热林密、蛇虫出没、交通不便等艰苦野外作业条件,持续跟钻研究。

    20195月,在井深23002500米之间的中侏罗统和平乡组发现了厚度约45米的岩盐,其中含钾盐层累计厚度约5米。这项成果继2012年资源所完钻的MK-1井之后,进一步证实了兰坪-思茅盆地中侏罗统海相地层具备含盐、成钾条件,预示着盆地内中侏罗统海相地层找钾工作有良好的前景。

    郑绵平院士会同协作专家南京大学尹宏伟教授,率多学科研究团队赴野外现场检查指导岩心编录、盐矿物分析、盐构造识别等工作。他认为,通过钻探工程揭示中侏罗统海相地层含盐、含钾这一客观事实,符合研究区的地质背景、沉积演化特征和成盐成钾理论,预示着兰坪-思茅盆地探寻中侏罗统钾盐资源大有可为。同时,要把基础工作做扎实,把地层时代‘敲死’,建立中侏罗统海相地层含盐、含钾标志性层序。

    全体野外工作人员深受钻获钾石盐的鼓舞,下步将按照郑绵平院士提出的找钾思路,系统开展岩心采样、分析测试、综合研究等科技攻关,力争在海相成钾理论的指导下,在滇西南侏罗系含盐盆地钾盐资源调查评价中实现找钾重大突破。

       

    完整、韵律清晰的岩盐岩心

     

    郑绵平院士现场指导找钾层序的厘定

     

    现场工作人员合影

    滇西南中生代盐盆地钾盐资源调查取得重要进展
     











    阅读提要

    ◆页岩气开发,还有待各项鼓励和监督政策的引导和支持,开发的关键技术仍有待突破

    ◆资源节约与综合利用的理念仍要不断加强,建立矿产资源勘查开发保护系统观

    ◆系统评价资源本底的综合地质特征和资源环境承载力,为京津冀协同发展提供重要支撑服务

    我国极具开发潜力的新能源有哪些?我国矿产资源综合利用的潜力有多大?京津冀一体化协同发展如何应对资源环境约束?4月25日,中国地质调查局围绕第46个地球日“珍惜地球资源转变发展方式——提高资源利用效益”主题举办的中国地质调查成果主题报告会上,三位工程首席专家为来自国务院相关部委、国土资源部相关司局、在京地质调查行业单位、大型矿业企业以及大专院校等各方代表,带来一场内容丰富的有关地球资源利用的知识盛宴。

    三位科学家从我国国土资源国情出发,讲述了中国地质调查局在提高资源利用效益方面取得的卓越成果以及今后工作的着力点。透过这些成果,我们看到了地质工作者为提高资源利用效益所作出的努力,也看到他们力图通过自己的努力,让蓝天常在、青山常在、绿水常在的美好愿景。

      新能源开发利用

      更低碳、更环保

    当前,我国经济换挡升级,能源和其他重要矿产资源的需求总量仍居高位,但需求结构发生重要变化,以低碳、绿色、环保为特征的新能源、新材料等战略性新兴产业的迅速崛起,促进能源消费结构的重大调整,并带动以锂、钴、三稀等为代表的新能源、新材料矿产品需求增长。

    中国地质调查局油气资源调查中心副主任翟刚毅在报告中介绍了我国目前极具开发潜力的几种新能源。

    页岩气,是一种清洁、高效能源。美国依靠页岩气开发技术的突破,2009年以6240亿立方米的产量首次超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国。这也让页岩气逐步走入公众视野,并日益受到关注。

    据翟刚毅介绍,全球页岩气技术可采资源量与常规天然气可采储量相当,约187万亿立方米,我国的页岩气储量在世界位居首位,地质资源量达134万亿立方米,可采资源量25万亿立方米(不含青藏区),其中四川盆地储量最高,其次为鄂尔多斯盆地和松辽盆地。截至2014年,我国共有页岩气探矿权54个,勘探面积17万平方千米,页岩气产量13亿立方米,今年有望达到65亿立方米。四川盆地海相地层页岩气勘查的突破,最为振奋人心。目前,在重庆涪陵区块已形成10亿立方米的年生产能力,实现了我国首个大型页岩气田的规模开发。鄂尔多斯、四川和柴达木盆地的陆相地层勘查也取得了重要发现。

    翟刚毅指出,作为我国未来重要的接替新能源,页岩气的开发,还有待各项鼓励和监督政策的引导和支持;开发的关键技术仍有待突破,水力压裂、压裂液、水平井等核心技术亟待加强研究攻关;与页岩气开发相应的环境问题更要予以关注,切实做到利用新能源,造福全社会。

    翟刚毅介绍的第二种非常规清洁能源,是天然气水合物。达到全球已知煤炭、石油和天然气资源量总和两倍,可满足人类1000年需求的资源量,使得天然气水合物成为新能源大家族中的翘楚。目前,全球共发现132处水合物产地,其中冻土区9处。

    我国可燃冰主要分布在南海、西北冻土区及东北冻土区。南海水合物自2007年取得突破后,2013年通过实施23口钻探井,控制水合物分布面积55平方公里,折算成天然气,控制储量为1000亿~1500亿立方米,相当于一个特大型常规天然气田规模。祁连山冻土区2008年首次发现天然气水合物,并得到室内激光拉曼检测结果的证实。

    另一种资源量巨大的清洁能源就是干热岩。这种赋存在地下深部具有高温的岩体,主要被用来提取其内部的热量。据初步估算,我国陆区3~10千米深处的干热岩资源量,为860万亿吨标准煤燃烧所释放的能量。

    锂是作为火箭、导弹、宇宙飞船燃料的最佳金属之一。1千克锂通过热核反应放出的能量相当于2万多吨优质煤燃烧的能量。我国已探明的锂资源储量约为540万吨,约占全球总探明储量的13%。相对于国外80%碳酸锂产量来自盐湖卤水,我国目前80%的碳酸锂为矿石提取。而值得指出的是,我国锂资源的85%以上为盐湖锂。由于卤水多具有较高的镁锂比,盐湖锂提取技术瓶颈难以突破,我国卤水锂开采远落后于发达国家。翟刚毅指出,未来加快对卤水锂提取技术的研发,是我国锂资源开发的重要方向。此外,在加工环节,资源利用率仍有待提高。延长锂产业链、发展多元化产品是提高资源利用率、实现循环经济是未来的方向。

      矿产综合利用

      潜力巨大、任重道远

    我国矿产资源禀赋的特点,决定了新常态下必须加大综合开发利用的力度。来自中国地质调查局郑州综合利用所所长冯安生的报告显示,我国矿产资源综合利用的潜力巨大。

    冯安生在报告开始就指出,矿产资源综合利用并不仅在矿产资源利用阶段实现,而是要贯穿矿产勘查开发的全过程。在勘查早期阶段,通过工艺矿物学研究判断矿产资源的可利用性;在矿产普查阶段,通过实验室试验和概略研究初步判断资源经济潜力;在矿产详查阶段,通过实验室扩大连续试验,确定可能的矿产方案产品,通过预可行性研究确定资源的经济属性;在矿产勘探阶段,通过扩大连续试验和半工业确定产品方案和配套工艺技术条件,通过可行性研究和环境影响评估,预测资源的生命周期;在矿产开发阶段,通过技术进步提高资源价值,减少环境扰动,通过产品方案优化,提升产品功效。

    那么,我国矿产资源综合利用的潜力有多大?冯安生用详实的数据予以说明。

    我国已开发利用的141种矿产中,有87种是共伴生矿,占总数的61.7%。85%以上的金属和非金属矿中都有共伴生元素,尤以铝、铜、铅锌等有色金属矿床为多。但从综合利用的角度看,共伴生矿产资源则成为我们的优势。通过高效的选冶分离技术,就可“一矿”变“多矿”。比如:我国91%的钒资源分散在其他矿床之中,银有2/3是铅锌矿的伴生矿、l/3是铜的伴生矿;白云鄂博铁矿中共含有71种化学元素、114种矿物,伴生的稀土金属储量占我国总储量的90%,占世界总储量的80%;攀枝花铁矿是由40多种化学元素、20多种矿物组成的伴生矿,其中钴的储量占全国的90%以上,钛储量占全国的80%以上……

    我国还有存量巨大的尾矿资源。截至2011年底,我国尾矿累计堆放量120亿吨,目前并且还在以每年几亿吨的速度增加。

    冯安生指出,随着资源综合利用技术水平显著提高,我国矿产资源开发利用步入了新阶段。主要表现在,矿产开发利用“三率”水平的提高,延长了资源保障年限,萤石、铝土矿、锑、铁、石墨、磷、锰等10个余种矿产的入选品位已低于地质品位;矿产资源产业集中度明显提高,钾盐、钼矿、铜矿等大型矿山的采矿量占比及选矿厂处理量占比均达到70%以上;矿业废弃物循环利用及共伴生矿产综合利用都取得了显著进步。

    尽管我国矿产资源综合利用水平有了较大提高,但依然任重而道远。冯安生指出,我国矿产资源禀赋制约了我国矿产资源的全球竞争力,目前仍有91.55%的固体非能源矿产必须经过选矿才能有效利用;部分矿种精矿品位显著下降,造成后续作业能耗显著升高;共伴生矿产利用仍有巨大潜力待挖掘;矿业活动从粗放走向绿色化,从单纯矿业开发走向提高资源利用效率,使得新能源资源比以往更加要求可利用性评价,高纯、高性能的矿产品能否合理地被提取变得更关键。

    冯安生最后强调,资源节约与综合利用的理念仍要不断加强,建立矿产资源勘查开发保护系统观。从提高矿产资源利用率转变到提高矿产资源利用效率上,要创建以资源综合效益为中心的开发利用模式;从矿产资源勘查转变到矿产勘查评价一体化上,要营造市场经济条件下的勘查评价新机制;从勘查开发并重转变到统筹勘查开发保护上;要从行政管理转变到管理与技术监督结合上来,减少和杜绝矿产资源勘查开发中履约保证失控,促进企业行为规范符合探矿证、采矿证、开发利用方案等约定要求,从而提高矿业的管理水平。

      人地和谐

      京津冀协同发展有地质保障

    如何促进人地和谐,是生态文明建设的重要课题。中国地质调查局针对京津冀地区城镇和基础设施规划建设、地质灾害防治、绿色农业发展、生态环境保护、水资源管理等需求,充分利用已有资料,系统评价资源本底的综合地质特征和资源环境承载力,编制完成《京津冀地区国土资源与环境地质图集》,提出了合理利用国土资源的建议,为京津冀协同发展宏观决策和规划编制提供了重要支撑服务。

    报告会上,中国地质调查局天津地调中心马震研究员,结合京津冀资源、环境现状,对京津冀一体化国土资源系列图件进行了详细解读。马震指出,京津冀地区面临水资源短缺、地下水超采严重、地面沉降、地裂缝等问题,但土壤质量良好,浅层地温能资源丰富。

    据马震介绍,为服务于城镇与重要基础设施规划建设而编制的地质适宜性建议图,从地质安全角度出发,综合考虑地震与活动断裂、地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷对工程规划建设的影响,划分出不同类型适宜区供规划建设决策参考。

    地质灾害分布与易发程度分区图,划定出9万平方千米的沉降区,其中严重沉降区面积约2.53万平方千米;发现地裂缝主要分布在河北平原区和北京平原区;西部山区及北部山区发生的地质灾害有崩塌滑坡泥石流及地面塌陷。

    重要湖泊湿地修复建议图,将2007年遥感影像解译的湿地分布区定为现状湿地分布区,1975年遥感影像解译的湿地分布区定为湿地修复建议区,五湖及周边的洼地区定为宜湿地修复区。

    土壤质量地球化学分布图显示,京津冀地区良好以上等级土壤占全区80.89%,其中优质级占1.72%、优良级67.1%、良好级12.07%。

    绿色农产品产地适宜性评价图,根据土壤汞、镉、砷、铬、铜、铅等含量及有机质、全氮等养分指标,将土壤种植绿色农产品的环境适宜性分为3级,其中适宜区面积为9.6万平方千米,占全区面积的97.01%。

    此外,天津地调中心还与中国土地勘测规划院合作开展了京津冀地区资源环境综合承载力研究,为京津冀地区国土规划编制提供直接地质资料支撑。

    据马震介绍,今后中国地质调查局将持续开展京津冀地区地质调查,开展区域地下水资源开发保护和地下水严重污染区治理修复,重点规划建设区地质资源与地质安全保障,地面沉降、地裂缝等环境地质问题监测与防控,主要活动断裂及区域地壳稳定性调查评价等,并建立地质环境综合监测体系和三维可视化地质环境信息平台,为京津冀一体化协同发展提供地质保障。

    让蓝天常在绿水长流

     

    7月7日,国土资源部中国地质调查局在湖北宜昌鄂宜页1井页岩气调查重大突破成果研讨会上透露,中国地质调查局部署实施的鄂宜页1井,在地层形成于约5亿年前的寒武系水井沱组,获得了6.02万立方米/日、无阻流量12.38万立方米/日的高产页岩气流,并首次在形成于约6亿年前震旦系陡山沱组发现页岩气藏——迄今全球发现的最古老地层中的页岩气藏。

    这是世界页岩气勘查史上的一个重大突破——在排液仅40分钟,鄂宜页1井就形成高产气流并点火成功。鄂宜页1井,成为我国中扬子地区首次获得页岩气工业气流的参数井,也是迄今世界上在最古老地层中获得页岩气重大发现的参数井。鄂宜页1井,还标志着我国南方老地层的页岩气勘查在中部率先实现了突破。

     

     

    长江经济带主要油气、页岩气田分布示意图

     

    鄂宜页1井压裂施工现场技术研讨

     

    ①半个世纪的梦想终成真 

    “鄂宜页1井的突破,圆了中国地质人半个多世纪的梦想。”中国地质调查局武汉地调中心主任姚华舟说完,介绍了地质人在南方寻找油气资源的艰辛历程。

    在地质学中,与华北板块相对应的南方大陆叫扬子板块。其中,四川盆地以东的渝东、湖北、湖南及江西的一部分被称为中扬子。新中国成立后,华北板块上的油气勘探突破接踵而至,可扬子板块除了在上扬子的四川盆地内部找到普光、元坝、安岳气田,在四川盆地周缘的川东及川南地区获得页岩气突破外,中、下扬子一直没有大的发现。

    怀着找油找气的梦想,自1958年开始,地质人年复一年在中扬子地区深耕细作。但无奈这里地质条件太复杂,总的成藏条件不是太好,油气勘探一直没有大的进展。

    “有人形象地把中扬子地区比喻为摔在地上还踹了一脚的玻璃块。”中国地质调查局李四光学者、武汉地调中心油气资源室主任陈孝红说,“中扬子虽然被人们视为一个完整的板块,但其实是被秦岭—大别造山带与江南—雪峰造山带挤成的碎玻璃块。”

    “尽管如此,地质人始终没有放弃在中扬子寻找油气资源的梦想。”姚华舟说,在经过半个多世纪的艰苦探索后,地质人对中扬子地区海相层系成藏条件、盆地的构造演化、构造圈闭类型等形成了一系列新认识,认识到黄陵基底等对于区域构造格架的稳定作用。特别是在油气调查类型上,实现了由单一找常规油气向常规油气与非常规油气并重的转变,从而在鄂宜页1井实现了页岩气勘探的重大突破,圆了地质人半个多世纪以来的梦想。

    ②变顺藤摸瓜为寻根究底 

    谈到突破,武汉地调中心鄂宜页1井项目部的刘安、张保民、罗胜元、李海、张国涛、危凯、曾雄伟、李培军等一帮年轻人说,关键就是找矿思路由原来的顺藤摸瓜变为现在的寻根究底。

    他们介绍说,常规油气找矿理论可概括为生、储、盖、移4个字,即确定油气生成地层后,再找油气的运移通道和有良好盖层的储存空间。而页岩气则属于生成后原地保存的天然气,不用考虑运移通道因素。

    依据这一原理,武汉地调中心在一开始就形成了独具特色的页岩气勘查模式,即在勘查团队组建上,选择与油气资源生成密切相关的地层古生物研究室为主体,再根据工作需要不断引进和补充油气地质研究人员;在研究思路上,坚持从基础地质调查做起,以坚实的地质调查为基础,从一大堆碎玻璃片中找出相对较大的碎玻璃块。

    “这个勘查模式更显示了生物生油理论与勘查单位优势学科有机融合的魅力。”姚华舟说。

    原来,武汉地调中心自1962年成立后,一直以中扬子地区地层、沉积、构造等基础地质研究为主,以宜昌黄花场“金钉子”剖面、关岭生物群等为代表的地层古生物研究更是在全球享有盛誉。页岩气赋存在富有机质页岩中,而页岩往往富含生物化石,是地层古生物学家的重要研究对象。这些因素无缝对接,为中扬子页岩气勘查新模式的形成创造了条件。

    从2007年开始,武汉地调中心承担的《雪峰山西侧地区海相油气地质调查》《中南地区非常规油气形成地质背景与富集条件综合研究》《中南地区页岩气调查评价》《中扬子地区页岩气基础地质调查》等油气、页岩气研究项目硕果频出,和页岩气相关的新认识也逐渐清晰:宜昌地区在寒武纪早期处于台棚过渡相带,富有机质页岩的厚度较大,往往能达到数十米至上百米,页岩富含有机质,生烃条件好;宜昌地区发育古老的结晶基底,在印支期以来的构造运动中相对稳定,地表地质调查和地震剖面解释断裂不发育,页岩气保存条件好;宜昌黄陵古隆起属于继承性古隆起,长期隆起致使寒武系水井沱组页岩的热演化程度相对较低,页岩气形成的时间晚,气体逸散时间相对坳陷区短,有利于页岩气富集;宜昌地区大面积寒武系水井沱组、志留系龙马溪组页岩埋深在1000~3500米,地层倾角一般在10°以下,有利于部署页岩气地质井和参数井……

    对这些专业表述,陈孝红用3个比喻进行了解释:宜昌是华南的“根”,基底是30多亿年前的太古代地层;宜昌是生命的“源”,是华南最早的海底多细胞生物分布区,为油气成藏提供了丰富的物质来源;宜昌是恐龙的“家”,侏罗纪和白垩纪地层为油气的保存盖上了厚厚的被子。

    “良好的刚性基底、完整的沉积盖层、丰富的烃源岩,使宜昌成为油气成藏的有利地区。”陈孝红说。

    在这些新认识指导下,新的勘查模式率先在宜昌开花结果。2015年,武汉地调中心在宜昌点军区车溪和远安县石桥部署了两口页岩气调查井,在中扬子地区寒武纪、志留纪系地层进行页岩气调查。

    2016年4月28日,鄂宜页1井正式施工,开启了宜昌地区寒武系页岩气的系统评价。2017年1月22日,在鄂宜页1井评价基础实施侧钻水平井,4月13日进入压裂试气阶段,5月11日,压裂液返排开始。

    “排液40分钟时,监测人员抱着试试看的心态将火种伸向排液口,没想到一下就腾起近1米高的火焰。”承担压裂任务的中石化江汉油田页岩气开采服务公司总经理袁发勇说,而且这还是在气液尚未分离、排液孔口径10毫米的情况下实现的。

    ③创新助推梦想启航 

    “鄂宜页1井创造了我国页岩气勘查的多个第一。”中国地质调查局油气咨询专家乔德武兴奋地告诉记者:“第一次在复杂构造区的寒武系老地层中找到高产页岩气工业气流、第一次在中扬子地区采用水平井压裂、第一次在中扬子地区使用国产桥塞……”

    “能实现这么多第一,还在于我们贯彻了分工合作、有机整合、成果共享的市场化条件下科技创新机制。”武汉地调中心副主任张旺驰说,这也可以看作是新的勘查模式的一大特色或内容。

    在项目实施过程中,武汉地调中心在坚持地质理论、认识创新的同时,还同工程施工单位一起深入研究工程施工中技术工艺的创新。如在直井施工中,武汉地调中心地质人员与核工业216大队技术人员一起,通过技术工艺创新解决了施工中遇到岩性复杂井斜控制难、高演化页岩解气精度不高等难题,使完钻后的鄂宜页1井井眼直,固井质量好,目地层定位准确,为水平井准确入靶和完井作业奠定了良好的基础。

    “特别值得称道的是江汉油田页岩气开采服务公司。他们宁可自己经济上吃亏也坚持为地质服务。”张旺驰介绍说,在水平井施工前,页服公司技术人员研究主压裂层的剖面图后发现,页岩层呈北东—南西向以8~10 度的倾角展布,若水平井向北东方向施工,压裂后排放压裂液时就有一定的势能可以利用,既不用再上工程手段增加排液费用,还会节约排液时间降低总体费用。但当地质人员提出下倾角下方的页岩层赋气性更好时,总经理袁发勇当即表示:“朝最好的页岩层打钻,排液不畅就上手段!只要能打出高产气流,我们亏的钱就当是对中扬子油气大突破的贡献!”

    地质与设计施工单位融合创新,带来了一系列对中扬子板块油气勘探突破具有现实借鉴意义的成果:

    创新地质与工程联合攻关的地调项目工作新模式。坚持以实现产能最大化的地质目标为导向,地质设计与工程施工一体化;强调钻完井工程的目标整体化下各个施工环节工作目标责任制以及无缝对接管理。制定了工程设计和施工过程考核与最终地质目标相结合双重目标责任制考核方法。建立了以地质目标引导过程考核,以过程严格考核促进地质目标实现的目标责任制考核管理方式。

    创新低勘探程度地质工程一体化技术。提出了低勘探程度复杂构造条件下“精细描述—技术研究—工程设计—组织实施—综合评价”地质工程一体化技术,集多学科气藏研究、全方位项目管理及钻完井设计施工于一体,攻关形成了适应寒武系页岩储层特征的钻完井一体化工程技术系列。

    创新构造复杂区低勘探程度定录导一体化技术。提出了低勘探程度构造复杂区分段分级控制、井震剖面对比—计算—预测—调整地质导向方法,优化设计了变曲率渐增式五段制井眼轨道,优选出精准导向钻具组合和钻进参数,创建了定向+录井+地质导向联合工作模式,形成了构造复杂区低勘探程度定录导一体化技术。

    创新复杂地质条件下高位垂比长水平段井壁稳定技术。研制了低温乳化剂、润湿反转剂、降滤失剂,自主研发了低温防垮塌油基钻井液体系,创新提出了全过程井壁稳定预控模式,形成了复杂地质条件下高位垂比长水平段井壁稳定技术,解决了寒武系页岩层长水平段水化失稳难题。

    创新常压低温高钙质高应力差页岩储层改造技术。在国内率先提出了常压低温高钙质高应力差页岩储层“主缝+复杂裂缝”改造思路,评价分析了寒武系常压低温页岩储层“六性”特征及其改造效果影响因素,建立了寒武系常压低温页岩储层复杂缝网评价方法及模型,优化了支撑剂组合方式、射孔方式、泵注程序等施工工艺。

    创新低温低伤害页岩气压裂液体系。研制了低温破胶剂、减阻剂、稠化剂、助排剂,自主研发了低温低伤害FLICK滑溜水和低温低伤害LOMO胶液体系,有效提高了常压储层压裂液返排率,减少了储层伤害,打破了国外技术垄断。

    鄂宜页1井的突破,增添了企业在中扬子的油气勘探信心。现在,中石油已在相邻区块内完成300平方公里的三维地震,并已部署一口评价井;中石化则拟直接利用尚在压裂试气中的鄂宜页2井的资料和经验,在进行充分准备后直接进入开发。

    ④为了梦想衣带渐宽终不悔 

    “鄂宜页1井的突破,离不开项目组全体人员付出的泪水、汗水和心血。”武汉地调中心党委书记胡茂焱动情地说,“为了找到扬子板块油气资源勘探的突破点,为全面突破提供科学理论和实践经验,项目组的同志只得将对家人的愧疚深压在心底。他们无愧于中国地质人的称号!”

    这个团队在陈孝红、王传尚的带领下,用一个个创新性成果回报了家人对自己的支持与理解:

    以这一项目为平台,陈孝红修订了宜昌地区寒武纪、志留纪地层格架,建立了宜昌地区寒武纪镶边碳酸盐台地边缘沉积相模式和志留纪前陆盆地沉积相模式,发现了寒武系、奥陶系甲烷渗漏证据以及古地理、古环境和古气候变化及其对页岩气储层的制约关系,为页岩气有利区优选、井位部署提出了科学依据。

    王传尚提出了宜昌地区页岩气具备多层系立体勘探潜力的认识,为页岩气参数井的部署提供了依据。

    刘安通过项目实施查明了寒武系页岩气地质条件,获得了含气性参数,圈出了远景区。通过古流体研究,分析了中扬子重要圈闭构造的油气保存条件,明确了宜昌地区古流体演化过程与页岩气富集的关系。

    张保民通过深入研究,精细刻画了宜昌斜坡带寒武系富有机质页岩的发育层位,明确了页岩的古地理分布特点,结合二维地震资料的分析解释,深化了宜昌斜坡带地层、构造以及古地理的认识,圈定了宜昌地区寒武系页岩气有利区。

    张国涛在全面收集、整理和分析中扬子地区震旦系和下古生界页岩有机地球化学特征后,编制了中扬子地区震旦系和下古生界各页岩的厚度、有机碳含量、成熟度等有机地化参数等值线图,圈定了中扬子页岩气远景区。

    罗胜元通过对中扬子复杂构造区页岩气形成富集机理的系统研究,提出宜昌斜坡区所处的黄陵古隆起对页岩气的形成和聚集有优越控制作用,是寒武系页岩气有利勘探区的认识……

    路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。项目组成员表示,今后,他们将继续发扬拼搏、奉献、创新的精神,为实现中扬子油气资源的全面突破继续努力。

    中扬子油气梦想扬帆起航

    首次揭示南极大陆岩石圈三维构造格架

      1月17日,在北京召开的中国地质科学院2016年工作会议上,中国地质调查局党组成员,中国地质科学院党委书记、副院长王小烈提出,地科院要充分把握国家科技创新发展的大好机遇,深化改革、开拓创新,奋力实现地质科技创新发展新跨越,全面提升地质科技创新能力和支撑服务水平,努力建设世界一流地学科研机构。

      基础科技能力提升 地调科研成果丰硕 高层次人才梯队建设成效突出

      2015年是“十二五”收官之年。据王小烈介绍,2015年,地科院承担各类项目1465项,总经费9.82亿元,其中,国家科技项目经费1.85亿元、地质调查项目经费6.74亿元、横向项目经费0.56亿元。组织实施地质调查2项计划、12个工程、82个二级项目。获批国家自然科学基金项目95个,总经费4911万元。院基本科研业务费立项资助项目36个,经费1136万元。

      “地科院去年基础创新能力大幅度、全面提升,地质调查、学科建设、前沿研究成果丰硕,技术创新、成果应用、支撑服务效果良好,服务国家战略和生态文明建设更加有力,在找矿突破、生态环境、减灾防灾等方面为经济社会发展作出了积极贡献。”王小烈说。

      国家重大科技项目组织实施进展良好,基础研究和理论创新成绩斐然。“973”计划项目《青藏高原南部大陆聚合与成矿作用》、《中国陆块海相成钾规律及预测研究》顺利验收。“973”计划项目《我国富铁矿成矿机制与成矿预测》及在研“863”计划、重大仪器设备研发、重点基金等项目进展良好。在赣州等地新发现长羽毛恐龙及翼龙化石。全国1∶100万分幅地质图、1∶250万月球地质图出版,编制了数字化亚洲花岗岩图;建立了印度—欧亚大陆碰撞地球动力学模型和青藏高原新的成矿模型。陆块海相成钾理论研究取得重要突破,提出找钾靶区及成钾远景区,指导江陵凹陷中南部整装勘查取得找钾突破;海相火山岩型和BIF铁矿形成背景及富铁矿成矿机理研究取得重要进展。完成第一张南极板块(大陆及海域)高精度三维地壳和岩石圈结构图,提高了南极地质研究程度。

      技术方法研发应用取得新进展。建立了全球首个碳酸盐全岩稀土元素精确定量溶解法;东海长期观测站建立井下综合地球物理观测研究平台;成功研制国家第一个钕同位素比值(143Nd/144Nd)标准样品。铼—锇同位素、元素微区与形态分析等测试水平显著提高。在无人机航磁测量系统、地震勘探、油气地球物理综合探测、土地质量地球化学调查评价和土壤修复等方面取得重要进展。

      高层次科技人才培养引进取得重大突破,国际合作与交流不断深化。高锐当选中国科学院院士,朱立新、蒋忠诚、王贵玲当选俄罗斯自然科学院外籍院士,石建省获“全国优秀科技工作者”称号,侯增谦获李四光地质科学奖,成杭新获“全国国土资源系统先进工作者”称号,曾令森获黄汲清青年地质科技奖,翟庆国获国家自然科学优秀青年基金资助,唐菊兴获地调局首批卓越地质人才称号。中俄蒙哈韩五国第三阶段项目合作进展顺利。引进第四纪测年带头人组建中—澳年代学联合实验室。

      地调科研成果丰硕。全院2015年获国土资源科技一、二等奖各3项,其他省部级奖2项;6项成果入选中国地质调查局中国地质科学院2015年度地质科技十大进展;2项成果获中国地质学会2015年度十大地质科技进展。发表学术论文1034篇,其中第一作者SCI检索论文378篇、EI检索论文76篇、国内核心期刊论文497篇,出版专著19部。获发明专利15项、实用新型专利27项、软件著作权登记11项。

      产学研用紧密结合 科技引领找矿突破 有力服务国家战略和生态文明建设

      2015年,中国地质科学院科技支撑找矿突破,取得重要成果。

      在西藏班公湖—怒江成矿带实现重大突破,铁格隆南斑岩—浅成低温热液型铜矿成为我国最大的千万吨级超大型矿床,预测资源量超过1500万吨;川西甲基卡勘查发现超大型锂辉石矿,有望成为世界级锂资源基地;在准噶尔东部发现大型隐伏斑岩—矽卡岩型铁铜矿;通过“油钾兼探”在柴达木盆地、兰坪—思茅盆地、塔里木盆地等6个有利区,获氯化钾远景资源量8.89亿吨,氧化钾资源远景量近百亿吨。在冈底斯和北喜马拉雅地区圈定一批找矿靶区和成矿远景区,为青藏高原矿产资源勘查部署提供了重要依据。

      在青藏铁路沿线措美县钻获205摄氏度高温地热蒸汽资源,估算发电潜力约110兆瓦;在福建漳州龙海实施我国第一口干热岩科钻进尺突破3120米。

      服务国家战略和生态文明建设更加有力。编制完成了《中国地下水质量与污染调查报告》,为“水十条”制定和全国人大常委会《水污染防治法》执法检查提供了重要技术支撑。发布《中国耕地地球化学调查报告(2015)》,对我国耕地地球化学总体状况作出科学判断。创新西南石漠化综合治理技术,驱动火龙果生态产业跨越式发展。编制中国主要活动断裂对重大工程规划建设影响分析报告;积极参与尼泊尔8.1级地震地灾应急调查。

      产学研用结合更加紧密。落实中央精准扶贫要求,开展对口扶贫单位云南省盐津县地灾调查和典型地质景观调查;推进“乌蒙峡谷地质公园”规划建设。全面支撑部地质公园管理,组织修订《国家地质公园规划编制技术要求》、《国家地质公园验收标准》和《中国国家地质公园建设指南》;推动甘肃敦煌和贵州织金洞正式列入世界地质公园名录。与浙江地勘局、江西地勘局、深圳地质局等单位通过联合承担项目、设立院士工作站,多方面开展合作。

      深化体制机制改革 加强科技平台建设 破解重大资源环境和地球科学难题

      王小烈表示,2016年是国家实施“十三五”规划的开局之年,是局、院“科技创新年”,也是体制机制改革的攻坚之年、全面推进地质科技创新的关键之年,要切实做好“两重一主”工作,通过加快提高地质科技创新能力,破解重大资源环境问题和地球系统科学问题,为“十三五”开好局、起好步。

      “我们要深刻认识科技体制改革带来的机遇和挑战,以科技创新引领全院各项事业发展。要面向世界科技前沿,聚焦国家重大需求,激发创新活力,着力解决地球科学与资源能源重大问题,支撑服务国土资源和地质调查事业发展,为建设世界一流的地学科研机构作出积极贡献。”王小烈说。

      一是精心组织、积极推进,深化体制机制改革。

      积极推进地质科技体制机制改革。要按照深化科技体制改革和事业单位分类改革相关要求,出台“十三五”地质科技发展规划,加快推进地质科技体制机制改革,提高管理效能,促进地质调查与科学研究一体发展。

      加快推进国家实验室建设,把筹建“自然资源与能源安全国家实验室”作为重中之重抓好抓实,全力推进国家实验室的申报工作。

      深化落实地质调查与科学研究融合机制。将科技创新纳入地质调查计划、工程、项目的考核内容。继续推进“8+6”、“1+6”合作机制。扎实推进产学研用结合,促进成果转化、应用和服务。

      二是规范运行、完善管理,提升科技平台建设水平。

      加强各类科技支撑平台建设和管理。着力推动成矿作用及资源评价、岩溶动力学、地下水资源与工程等部级重点实验室申报国家重点实验室,联合申报工程技术研究中心。建实建强地球深部探测中心、全球矿产资源战略研究中心等科技创新研究中心,组织实施好深部地质调查工程,全面完成全国新一轮矿产资源保障程度论证。

      全力推进地质科研实验基地和基础设施建设。做好京区科研实验基地建设,加快做好厦门科研实验基地、桂林国际岩溶研究基地、北京离子探针中心二期建设。加快推进深部地下实验室申报。

      三是围绕中心、服务大局,强化管理和服务保障能力。

      要适应国家财政体制改革的新要求,推进项目法人负责制。修订地调科研项目和经费管理办法,提高资金使用绩效和管理水平。

      要大力开展云南盐津县等精准扶贫,继续加大资源环境灾害调查和地质公园建设力度。积极推进成果资料汇交和大型仪器设备共享使用,完善国家地质公园信息数据库建设。进一步做好科普工作,加大各类科技条件平台的开放力度。

      四是聚焦需求、瞄准前沿,组织申报实施重大科技项目。

      组织申报实施国家重大科技项目。重点申报深地资源勘查开采、地下水探测与调控、岩溶地区生态修复、战略稀缺资源综合评价等项目。组织申报国家自然科学基金重大项目、重点项目及面上基金、青年基金等各类项目,力争涌现更多的“杰青”、“优青”人才。

      全力支撑服务“一带一路”、京津冀协同发展、长江经济带等国家重大战略。积极推进能源资源综合调查、重要成矿区带和战略性新兴矿产调查评价。开展重要活动构造与地壳稳定性调查评价,推进含水层水质综合调查、地热资源勘查评价和地球关键带地质调查,加强岩溶水文地质环境地质、岩溶塌陷、应对全球气候变化等调查研究,推动土地质量地球化学调查及成果应用。

      2016年全院基本科研业务费大幅增加,要加强统筹协调,做好与国家科技项目及地调项目的衔接。重点支持重大科技项目申报前期的孵化性研究及交叉领域学科新生长点的前瞻性研究。

      五是培养引进高端创新人才。

      建立开放竞争、引进与培养并重的人才队伍建设机制,创造招揽全球人才的良好环境。推进“李四光学者”特聘专家引聘工作。出台院加强地质科技人才队伍建设指导意见,培养和造就一批在国内地学界有影响力、在国际地学界有话语权的科学家、科技领军人才和高层次中青年专家,培养和建设一批特色鲜明、国内一流、国际知名的高水平创新团队。

      六是发挥优势、突出重点,深化国际科技合作交流。

      探索提出和组织申报青藏高原深部过程与资源环境效应合作研究、全球地球化学调查、地球关键带监测研究等国际大科学计划。重点开展特提斯构造带和中亚造山带对比研究、极地科学考察与国际合作、国际合作编图与综合研究。积极开展国际地学合作交流,加强与世界一流大学和科研机构的实质性地学科技合作,开展高水平科学联合攻关。
    提升创新能力 推进跨越发展
    我国煤矿资源丰富,长期开发形成了巨大的可利用特殊地下空间,为发展地下生态城市创造了得天独厚的条件。据调查,我国现有煤矿地下空间约139亿立方米,到2030年,预计将达到241亿立方米,长度约160万千米,可绕赤道40圈。

    开发利用废弃煤矿地下空间,既可以避免煤矿采空区被充填造成极大的特殊地下空间浪费,又可以缓解地面城市发展面临的土地紧缺等问题,可为废弃矿井企业提供一条转型脱困和可持续发展新路径,不断推动资源枯竭型城市的转型发展。

    煤矿井下可利用空间的类别 

    煤矿经过长期开采会产生大量的地下空间,这些空间主要包括井筒、巷道、硐室和采空区。

    井筒是指在井工采矿或地下工程建设,从地面向矿体开凿的垂直或倾斜一类工程,垂直的工程称为立井,倾斜的工程称为斜井。井筒是矿井通达地面的主要进出口,是矿井生产期间提升运输煤炭(或矸石)、运送人员、材料和设备以及通风和排水的咽喉工程,是整个矿井结构最“牢固”的地方。

    巷道分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道。一般来说,巷道空间上呈条带状,绵延数公里,断面形式为拱形和矩形。开拓巷道服务年限最长,服务于全矿井,准备巷道服务年限其次,服务于矿井的一个区域,回采巷道服务时间最短,基本随着采矿活动的结束而坍塌消失,很少能够保留下来。采矿活动结束,将对准备巷道和回采巷道进行封闭,封闭之后的空间会直接淹没在矿井积水或有毒有害气体中。因此,判断巷道可利用性时,需要考虑空间环境的恶劣性,再对其进行有针对性地改造、修复甚至直接放弃。

    井下硐室主要有排水泵房、变电所、避难硐室等。这些硐室空间大,直径一般在8米,直立高度一般为50米。煤矿井下硐室在设计之初普遍采用了高强支护材料和特殊的结构形式,服务年限一般较长,结构较为牢固。因此,矿井关停后,井下硐室的空间可利用性较好。

    采空区一般是指将地下煤炭开采完成后留下的空区。由于煤炭的赋存一般呈层状煤层出现,因此可以形成大片连续的采空区。一般来说,煤矿开采过程中,采空区顶板需要在特定时间自动垮落或被强制垮落,形成垮落区。顶板岩石会重新充填采空区,因此,煤矿采空区的空间利用局限性很大。

    煤矿地下空间的优缺点 

    废弃煤矿地下空间主要有三大优点:一是防护性和安全性优越。煤矿地下空间具有天然抗灾性,对于防御战争的空袭、核冲击、抗御地震破坏等明显优于普通浅层城市地下空间。二是空间环境条件较稳定。由于埋深较大,煤矿地下空间具有隔音隔震、低本底无辐射、恒温恒湿的特点,受外界影响小,冬暖夏凉。三是节省投资。由于煤矿地下空间在形成过程中已经进行了开拓和加固,因此废弃煤矿地下空间在开发利用时只需要稍加改造、加固和修缮即可,较新建地下工程空间可以节省大量投资。四是有利于就业安排,具有很好的社会效益。煤矿地下空间开发利用对于废弃矿井转型发展提供新的生命,可以缓解当地的就业问题,促进社会稳定,为资源枯竭型城市的转型发展提供新的思路。

    尽管煤矿地下空间具有上述优点,但在开发利用时需要考虑几个问题:

    一是煤矿地下空间结构稳定性和可靠性。在开发利用之前,需对围岩和支护结构进行全面评估,并采取措施进行修复和加固以提高其稳定性和可靠性。二是矿井地质条件与井下环境问题。煤矿地下空间埋深较大,地质条件复杂,地下水、地压、地热、瓦斯及其他有害物质等都会对其可利用性产生重要影响,在开发利用时需要额外注意并采取相应措施。三是提升运输及基本维护费用问题。煤矿地下空间埋深较大,地质环境复杂,二次开发利用时候,通风、进出口提升、巷道运输、排水以及照明等日常维护成本较高。而且,煤矿地下空间一般出口较少,在二次利用时提升运输能力稍显不足。

    煤矿地下空间开发利用的模式 

    基于煤矿地下空间的基本特点,研究人员和工程技术人员开发出多种二次利用模式,主要包括:

    地下储库。煤矿地下空间具有隔音隔震、低本底无辐射、恒温恒湿的特点,为此,利用煤矿地下空间作为地下储库最为适宜,这也是目前其最主要的开发利用模式。煤矿地下空间可以用来储存炸药、雷管等易爆有毒危险品,甚至作为地下水库等。

    博物馆、地下旅游和文娱活动场所。以煤矿地下空间作为博物馆、地下旅游和文娱活动场所在国内外已有较多实例。例如,德国鲁尔工业区的埃森煤矿在关停后改造成地下矿井博物馆,开展煤矿采矿科普教育、矿井旅游等活动,取得巨大成功,并于2001年被联合国教科文组织评为世界文化遗产。国内唐山开滦煤矿是2005年批准建设的全国首批28家国家级矿山公园之一,并被评为国家AAAA级旅游景区。

    开滦国家矿山公园运煤小火车 

    抽水蓄能电站。由于煤矿地下空间体积大且埋深较大,可以将其改造成抽水蓄能电站的地下水库,并将地面矿坑改建抽水蓄能电站的地上水库。在用电低峰的时候,利用便宜、多余的电力,将地下水库的水提升到地表水库中;在用电高峰时段再将地表水库的水向下排放到地下水库发电。目前,德国鲁尔区普斯波(Prosper-Haniel)煤矿正在建设一个抽水蓄能电站,将其埋深1200米、绵延26公里的井巷系统改造成一个100万立方米容积的地下水库。

    地下生态城市示范区。由于煤矿地下空间具有环境清洁、隔音隔震、天然抗灾等优势,可以构建地下宜居城市、地下房地产、地下轨道交通系统等,打造地下生态城市示范区。

    变废弃矿石为可利用资源 

    □田 敏

    矿产资源在我国的国民经济发展中起着举足轻重的作用,我国95%以上的能源、80%以上的工业原料、70%以上的农业生产资料等都来自矿产资源。

    早期受科技水平的限制,人们对矿石中矿物的使用具有单一性粗放性,矿石中低含量矿物或伴生矿物均作为废矿被抛弃,造成极大的浪费。经过长期的科学研究,矿物加工领域的工程师们已经取得了巨大进步,大量低含量或复杂伴生的可利用矿物能够被综合回收。但据不完全统计,全世界每年排出的矿业固体废物仍然在100亿吨以上。

    为了解决这些问题,科研人员通过长期研究,将废石变成了可利用资源。首先,科研人员利用高倍显微镜研究废石的矿物组成,探究其内部结构,尤其是不同矿物之间的连接架构,同时还要仔细了解不同矿物的生长粒度,分析每一种矿物内部的晶格形态。比如,标准石英矿物是由4个氧原子和两个硅原子组成的硅氧四面体,在分析该废石石英矿物时必须考虑其在自然界中是否受外力影响,氧原子被其他矿物如铝原子替换形成类质同相现象。因此,随着对废石中矿物性质的深入研究,将为下一步不同矿物分离奠定坚实的基础。

    玻璃制品在人类的生活中无处不在,其主要是以高品质石英矿物作为原料。石英矿物中的主要成分二氧化硅含量不同则制作的产品也不同,达到90%以上的可以制作玻璃器皿,达到98%以上时可以制作精密的光学产品,达到99.9999%以上时可以作为目前具有高科技性质的芯片原料。江西钨矿属蚀变规模不大的石英脉型钨矿床,废石中矿物含量达到40%~70%的为石英矿物。其内部晶型发育良好,杂质含量极低,具备成为制备高品质石英的原料。经过破碎-分级-物理除杂-化学除杂,利用石英无磁性、硬度较高耐磨性、耐腐蚀性、巨变温差下产生裂隙性等性质,可以生产出高品质石英原料的产品。

    废石中除石英矿物外,还有含量分别在10%~20%的萤石、长石、云母等矿物,萤石是无机盐工业的重要原料,长石在陶瓷工业具有举足轻重的作用,云母天然形态呈现片状,具有良好的弹性、韧性,广泛应用于电器、橡胶、塑料、造纸等行业。针对这几种矿物的不同晶体结构,采用具有针对性络合试剂,通过浮选工艺可以有效地分离,获得不同高纯度优质产品通过变废为宝,再次应用在不同的工业领域,创造更高的经济价值。

    通过采取综合利用技术,将几乎90%的废石变成可以利用的资源,从而实现“变废为宝”,既能产生重要的经济价值,又可以彻底解决土地污染,可谓一举多得。

    钨矿共伴生组分的综合回收 

    □张红新 赵恒勤

    世界钨矿资源储量比较丰富,发现的钨矿物和含钨矿物有20余种,但具有开采价值的只有黑钨矿和白钨矿,黑钨矿约占全球钨矿资源总量的30%,白钨矿约占70%。钨矿资源特点之一是共伴生矿床多,综合利用价值大。我国许多钨矿床伴共生有益组分多达30多种,主要有锡、钼、铋、铜、铅、锌、金、银等。

    根据矿石赋存状态的差异,有些共伴生组分可以在选矿过程中分离,比如锡、铜、铅、锌、萤石等,有些需要在冶炼过程中分离,比如金、银、铟、镓、铼、钪等稀有元素。对钨共伴生组分的综合回收方法的选择则需要根据矿石性质差异采用合适的工艺流程和设备进行分离,主要的分选方法有拣选法、重选法、磁选法、浮选法等,由于钨矿共伴生组分较多,几乎涵盖了所有的选矿方法。

    拣选法。根据物料中不同颗粒之间某些易被检测的物理特性差异,通过对颗粒的逐一检测和鉴别,然后以一定外力使欲拣颗粒分离出来的一种选矿方法。对颗粒进行逐一检测和鉴别,以及依靠外力分离欲拣颗粒,这是拣选不同于其他选矿方法的独特之处。手选是最古老、最简单的拣选。它是根据物料颗粒之间颜色、光泽、密度、硬度、形状等物理性质的差异进行分选的。手选法在黑钨矿中应用较多,通过手选可分选出黑钨矿和石英初级产品。

    重选法。根据矿物密度不同而分离矿物的一种选矿方法,进行重选时除了要有各种重选设备之外,还必须有介质,重选过程中矿粒受到重力(如果在离心力场中则主要是离心力),设备施加的机械力和介质的作用力,这些力的组合就使密度不同的颗粒产生不同的运动速度和运动轨迹,最终可使它们彼此分离。通过重选法可以得到密度较大的锡石。

    磁选法。基于被分离物料中不同组分的磁性差异,采用不同类型的磁选机将物料中不同磁性组分分离的一种选矿方法。在磁选过程中,强磁性矿物所受磁力最大,弱磁性矿物所受磁力较小,非磁性矿物不受磁力或受微弱的磁力。在磁选过程中,矿粒受到多种力的作用,除磁力外,还有重力、离心力、水流作用力及摩擦力等。当磁性矿粒所受磁力大于其余各力之和时,就会从物料流中被吸出或偏离出来,成为磁性产品,余下的则为非磁性产品,实现小同磁性矿物的分离,通过磁选法可以获得黑钨矿。

    浮选法。根据矿物颗粒表面物理化学性质的差异,从矿浆中借助于气泡的浮力实现矿物分选的过程。现代的浮选过程一般包括:磨矿,先将矿石磨细,使有用矿物与其他矿物(或脉石矿物)解离;调浆加药,调整矿浆浓度适合浮选要求,并加入所需的浮选药剂,以提高效率;浮选分离,矿浆在浮选机中充气浮选,完成矿物的分选;产品处理,浮选后的泡沫产品和尾矿产品进行脱水分离。通过浮选法可获得共伴生组分中的铜、铅、锌、硫等有色金属。

    有些稀散元素,由于其含量极低,常常以载体形式依附于其他矿物,比如金、银和铜、铅、硫结合紧密,通过以上选矿方法难以有效回收,需要在后续冶炼过程中回收。

    以上所述方法通常需要组合使用,然后再选择合适的设备,才能将各种矿物得到有效的回收。通过综合利用,在钨矿利用的同时,也综合回收了其他伴生组分,一方面提高了资源的利用率,增加了矿山企业的经济效益,另一方面也减少了金属矿物的排放,降低了环境污染。

    石英矿床类型及用途 

    □张亮 刘磊

    石英资源是一种重要的非金属矿资源,可作为加工玻璃砂、工业硅等原料,是冶金、化工、玻璃、陶瓷、铸造、橡胶等行业的重要原料,也是电子信息产业、光伏、新能源产业和有机硅新材料产业发展的基石。自然界石英矿床成因多种多样,目前常见可供开发利用的石英矿床工业类型有天然水晶、石英砂岩、石英岩、脉石英、粉石英、天然石英砂和花岗岩石英七类。

    天然水晶 天然水晶为透明的大型石英结晶体矿物,主要成分为二氧化硅。水晶多是在岩洞、岩石裂缝或节理、断层中自然生长形成的,其生长条件比较苛刻,必须同时满足4个条件:充裕的生长空间,能够提供富含二氧化硅的热液,一定的温度和压力,足够生长时间。我国天然水晶资源分布广泛,其中以江苏东海地区最为丰富。

    天然水晶 

    天然水晶矿床储量小,开采条件差,资源匮乏,价格昂贵,难以满足大规模工业生产的需要。但由于天然水晶的色彩丰富,晶莹剔透,美丽纯正,目前主要用作雕刻各种工艺品。

    石英砂岩 石英砂岩是经过沉积作用固结的砂质沉积岩,其石英和硅质碎屑含量一般>95%,副矿物多为长石、云母和黏土矿物,胶结物一般为硅质。目前,我国石英砂岩在各省均有分布,其中云南大关、盐津、彝良及四川沐川等地区资源较为丰富。

    石英砂岩矿床一般规模较大,地质产状稳定,开采条件较好。同时,矿石硬度一般相对较低,天然粒度适中,易于破碎分级和大规模工业化生产。但由于石英砂岩胶结物成分比较复杂,因此通常用于生产日用玻璃砂、玻璃纤维、金属硅、耐火材料、白炭黑、有机硅等领域。

    石英岩 石英岩通常是由石英砂岩或其他硅质岩经区域变质作用或热接触变质作用而形成的变质岩石,伴生矿物除长石、云母和黏土矿物以外,往往还含有微量的电气石、赤铁矿和锆石等。与石英砂岩相比,石英岩其矿石更加致密坚硬。我国石英岩资源十分丰富,开发利用量大,主要分布在安徽凤阳等地区。

    石英岩矿床具有规模大、地质产状稳定、开采条件较好等优点,其矿石一般致密均匀,块度好,比较适合日用玻璃砂、浮法玻璃砂、玻璃纤维、金属硅、耐火材料、石英板材等SiO2含量 99%左右传统应用领域产品大规模工业化生产。

    脉石英 主要是在岩浆热液作用下形成的,通常呈致密块状构造,其矿物成分单一,几乎全部为石英,SiO2含量一般在99%以上。脉石英矿床规模一般不大,产状陡,厚度一般在几米至几十米,长度一般为十几米至几百米,一个矿区可由一条矿脉或由多条矿脉组成。

    脉石英矿床资源储量规模一般相对较小,开采难度相对较大,但由于其杂质含量少、资源品质稳定等特点,因此多将其用于制备SiO299%~99.9%的硅微粉、低铁石英砂、光学玻璃、半导体等高品质石英产品。

    粉石英 通常由硅质母岩在特殊的地质构造条件下(温湿的古气候、地形平缓古地理、水力作用等)风化解体而成的沉积风化型矿床,石英含量通常为95%~98%,有的可高达99%以上。该类矿床在我国南方分布较多,如贵州贵定、江西莲花、渝东云峰山等。

    与石英岩和石英砂岩相比,该类矿床规模相对较小,其主要优点是自然白度高,天然疏松多孔,容易超细粉碎加工,可作为陶瓷原料、硅微粉填料等。

    天然石英砂 天然石英砂是由花岗岩、石英岩、石英砂岩和脉石英等母岩经过自然界长期风化而形成的一种以石英为主要矿物成分的砂状石英矿物原料,其伴生矿物包括长石、岩屑、云母、黏土矿物及锆英石、电气石、钛铁矿和角闪石等重矿物,主要为海相沉积砂矿床和河湖相沉积砂矿床。

    该类矿床规模一般较大,其主要优点是通常具有天然适中粒度和角形因数,开采简单,是加工铸造用石英砂产品理想原料,但该类矿床缺点是杂质成分比较多,如果杂质充分去除可用于SiO2含量99%左右所有石英产品加工。

    滨海石英砂开采现场 

    花岗岩石英 指由于岩浆作用固结成岩形成的大颗粒花岗岩或花岗伟晶岩(白岗岩)中的石英。该类矿床中的石英品位多在25%左右,矿物杂质主要来自石英颗粒中的流体包裹体级晶格杂质元素。该类矿床为生产高纯石英的主要原料,目前主要产自美国北卡罗来纳州Spruce Pine地区。

    和谐共生 资源综合利用大有可为

    “我很幸运赶上了一个需要资源的时代,是国家的大发展成就了我们这代人的矿产资源研究事业。”

    ——中国工程院院士、著名盐湖学家

    郑 绵 平

    2020年1月

    云南思茅盆地山路上

    有位86岁的老人拄着树枝艰难行走

    2020年1月云南思茅盆地野外考察

    他就是中国工程院院士

    著名盐湖学家

    郑绵平

    这只是他盐湖研究生涯中的

    又一次野外工作

    中国工程院院士、著名盐湖学家 郑绵平

    他在野外跑了一辈子

    被称为“为盐湖而生的人”

    半个多世纪

    考察过上百个盐湖

    走遍条件恶劣的高原无人区

    研究领域涉及

    钾盐、硼、锂、铯等

    盐类矿产资源

    2002年无人区科考途中观察野外露头

    上世纪50年代

    百废待兴的新中国开始了找钾征程

    郑绵平的科研事业从此开启

    1957年首次在察尔汗盐湖发现了钾盐矿物

    ——新沉积的光卤石

    1956年在大柴湖取样

    1980年

    在扎布耶盐湖发现新矿物

    ——天然原生碳酸锂

    1982年在扎布耶湖进行现场盐矿鉴定(左一 郑绵平)

    本世纪初提出

    “海陆并举,固液并举、深浅并举”

    近些年研究发现

    “新型杂卤石钾盐矿”

    在高原腹地

    建立三个长期科学观测站

    坚持30年观测

    1984年 郑绵平(中)在扎布耶北湖观察盐藻

    盐是什么?

    在普通人眼中可能只是调味品

    在科学家眼里

    则是分布广且种类多的天赐资源

    藏着地球财富和地球秘密

    2005年西藏野外考察

    他持续致力于学科创新

    探索研究成果产业化

    呼吁发展

    “盐湖农业” “盐类学” “类地行星盐类学”

    2005年郑绵平在西藏野外考察

    人在岁月中行进

    会遇到多次选择

    很多选择会因多个兴趣点的插入

    而走出复杂的生活轨迹

    但他所有的人生轨迹

    都集中在盐湖资源的

    研究发现及拓展应用上

    2018年柴达木盆地野外地质考察

    “加强基础研究和技术创新的结合

    掌握独立知识产权

    才可能不被别人卡脖子

    才可能走到世界学科前沿”

    他是中国工程院院士

    著名盐湖学家

    郑 绵 平

     

    毕生探求尽在盐湖

    ——记中国工程院院士、著名盐湖学家郑绵平

    一位老人以树枝为杖,艰难行走在思茅盆地杂草丛生的小径,郑绵平的学生张雪飞应采访邀请发来这一照片,“这是郑院士正带我们做云南钾盐科考项目”,她解释说,“时间是2020年1月,春节前夕”。只有一行人背影的模糊小照,让记者联想起27年前在西藏采访时第一次见到郑院士的场景——被高原风蚀成的经典藏民面孔和难以听懂的福建口音。86岁了,还在出野外!

    人在岁月中行进,会遇到多次选择,很多选择会因多个兴趣点的中途插入而走出复杂的生活轨迹,但郑绵平很专一,他所有的人生轨迹,都集中在盐湖资源的研究发现及拓展应用上。

    让中国告别无钾盐矿床的时代

    中国是农业大国,钾肥需求量大。然而由于自然禀赋复杂,在相当一段时间,“缺钾”成为国家发展的软肋之一。

    上世纪50年代,百废待兴的新中国开始了找钾征程。1956年,刚刚从南京大学毕业的郑绵平坐着简陋的汽车随化工部地质普查组来到柴达木盆地。一望无边的盐碱地考验着所有来人。但是,此行采集到的样本却出现了含钾高的情况,这难道意味着什么?

    怀着疑问,第二年郑绵平随中国科学院的科考队再赴柴达木。有天散步,他在路边坑壁上发现了光卤石结晶矿体,这不是钾盐矿物吗?他和同事们一阵惊喜。随即,他们进行了涵盖全湖的坑探和钻探,最终圈定了120平方千米范围内断续分布的老光卤石,以及遍及察尔汗盐湖的富钾卤水。1958年,已经调到地质部矿物原料研究所的郑绵平主笔对此次考察做了详实的调查报告。在报告中,他首次估算该盐湖卤水氯化钾资源量为1.508亿吨。这一估算结果,被之后地质队的勘查报告所证实。第二年,察尔汗盐湖固体钾盐矿床依靠土法上马成功生产出了氯化钾,当年就产出几十吨的钾盐。中国从此告别了无钾盐矿床的时代。

    收获了找矿的第一次喜悦,郑绵平信心大增。此后,他像着了魔一样不停地往西部盆地跑,从青海察尔汗盐湖,到西藏扎布耶盐湖,到新疆罗布泊,到四川和云南……在半个多世纪的盐湖研究生涯中,他考察过上百个盐湖,走遍青海、西藏、新疆等地的条件恶劣的高原无人区,研究领域涉及钾盐、硼、锂、铯等盐类矿产资源。

    创新海陆并举成钾思路

    钾盐的溶解度大,需要稳定环境才能得到沉积,而中国地质构造的特征是活动性大、陆块小。相对不稳定的地质背景,使得我国盐盆地具有破碎、埋深和变形的特点。

    在不断的找钾实践中,郑绵平对中国钾盐有了越来越清晰的认识:“中国地质条件复杂,不能完全套用传统教科书,要从地质实际出发解决我们自己的找矿问题。”

    本着这样的思考,他主张要“海陆并举、固液并举、深浅并举”。一方面探索创新发展陆相成钾理论,提出了柴西第四系新层系承袭“砂砾型”成钾新思路;另一方面,在海相找钾上也取得了一系列突破。

    在新一轮地质调查工作中,郑绵平团队在川东北发现“新型杂卤石钾盐矿”。他认为,这种杂卤石散布于岩盐层中,在深部较易溶于水,这个观点已经被企业采用水溶法溶采钾盐的生产实践所证实。

    基于特提斯侏罗纪大规模成钾理论认识,他提出滇西南“二层楼”成钾模式,以此指导钻探验证,取得了侏罗系海相固体钾石盐矿重要发现。

    他主持的地调项目通过研究组“油钾兼探”大量岩屑调查,终于在库车盆地发现厚层钾石盐矿层,指明了该区古近纪海相固体石盐的良好资源前景。

    探索硼、锂产业化发展之路

    盐是什么?在普通人眼中可能只是调味品的盐,在科学家眼里,则是分布广且种类多的天赐资源,藏着地球财富和地球秘密。郑绵平告诉记者,广义“盐湖”涵盖古今盐类资源,既包括深浅部、固液态的盐碱硝普通盐类,也包括钾、镁、硼和锂、铯、铷、溴、碘及盐生物等综合资源。对这种资源的价值认知和开发利用,是随着发展需求和科技进步逐步展开的。

    上世纪50年代末到70年代,郑绵平盐湖研究的主战场从青海转至西藏。他先是在班戈湖研究硼酸盐,进而深入到阿里地区,发现了一批硼、钾、锂矿产及新类型的镁硼矿床。

    与许多人不同的是,郑绵平不仅着力于勘查资源,而且还探索找矿成果转化和产业化道路。

    上世纪70年代初,为解决西藏阿里地区经济发展问题,他曾向阿里地区行署提交阿里地区硼矿资源与开发咨询报告。这份报告当即被地方政府采纳,成为该区硼矿山建设的依据,并很快取得社会经济效益。

    说起来,早在上世纪50年代察尔汗盐湖科考报告中,郑绵平就在估算卤水氯化钾资源量的同时,估算出该湖还有氯化锂资源量300万吨。

    1980年,他主持盐湖队在扎布耶盐湖打钻取样,发现扎布耶盐湖的沉积物中锂的含量很高,显微镜下观察,能看到许多细小、针状的东西。这种天然的碳酸锂矿石,他起名叫“扎布耶石”。“扎布耶石”后经国际矿物学会新矿物命名委员会确认为新矿物。

    4年后,郑绵平带队开展扎布耶盐湖资源野外调查,从地质勘查、长期观察,到盐湖扩试,到太阳池积热析锂,再到碳化法加工提纯,研发出了扎布耶盐湖锂资源开发利用成套新技术,并实现了产业示范。2006年11月,国家西部大开发示范工程项目“西藏扎布耶锂资源产业化示范工程”通过竣工验收,该工程以郑绵平团队的核心技术为支撑,建成了我国首条盐湖提锂工业化生产线。

    对于郑绵平,盐湖是实现产、学、研的结合的重要平台。从1990年起,他和团队相继在高原腹地高海拔的扎布耶、当雄错和班戈错建立了3个长期科学观测站。高海拔地区,缺氧、风寒、日烈、交通不便,他们克服种种困难,坚持30年观测,为高原盐湖开发和环境保护积累了珍贵的基础数据。

    在全球需求盐类新资源时代呼吁拓展盐类学

    盐湖研究让郑绵平获得了很多荣誉,这些荣誉包括国家科技进步一等奖、二等奖,李四光地质科学奖地质科技研究者奖和何梁何利科技进步奖等。2014年和2017年,他两次当选国际盐湖学会主席。所有荣誉的背后都是艰苦付出。因为干得太拼,郑绵平曾被人称“为盐湖而生的人”。

    一个地道的南方人,却迷恋西部,甘愿将一生抛洒在青藏高原,郑绵平的理解是——“我很幸运赶上了一个需要资源的时代,是国家的发展成就了我们这代人的矿产资源研究事业。”

    1934年,郑绵平出生在福建漳州贫穷家庭,经历过战乱逃难。新中国成立后,在国家的救助下,他顺利完成学业并开启科研生涯。满怀赤子之心,他希望用自己的方式为祖国建设作贡献。

    耕耘盐湖事业一辈子,现任自然资源部盐湖资源与环境重点实验室主任的郑绵平有几点体会:一是要坚持不懈注重野外工作,“要多到野外调查,领悟大自然奥秘,才能取到科学真经”。二是要立足解决实际问题,“科学家不能只满足发论文,科学研究和产业化结合起来才能有更大的价值”。三是要不断开拓思路,延伸新的学科生长点。

    一直以来,郑绵平都在呼吁发展“盐湖农业”“盐类学”和“类地行星盐类学”等。自然资源部成立后,他的这种意识更加强烈。“盐湖不仅能为人类提供资源,而且是我们研究古今生态变化的天然实验室”。郑绵平认为,新时代的盐类学要适应盐资源的全球新需求,在自然资源科技领域发展中,要充分利用信息技术环境开展跨学科协同创新,构筑盐类大科学、大产业。“加强基础研究和技术创新的结合,掌握独立知识产权,才可能不被别人卡脖子,才可能走到世界学科前沿。”他说。

    院士郑绵平:毕生探求尽在盐湖
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