自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所发挥探矿工程技术优势，聚焦国土空间生态修复重大需求，加大创新研发力度，自主研发的国土空间矿山生态修复的环保钻井液技术较好地支撑了矿山生态修复治理。该技术已广泛应用于邢台邢东矿、邯郸羊东矿、安徽淮南张集矿与辛集矿、山西夏店与介休矿以及内蒙古唐家会等矿区，在服务矿山生态修复、矿山治理和绿色矿山建设中发挥了重要作用。

羽状多分支水平井是一种新的矿山治理方法（图1），钻探是羽状多分支水平井的关键。羽状多分支水平井施工中多存在陷落柱、煤层与含泥岩断层等复杂地层易坍塌问题，以及大位移水平井岩粉携带性差、摩擦阻力大等难题。针对这些问题、难题，探矿工程所创新研发了一套以环保型增黏剂GZN及环保型油基润滑剂GLUB为关键处理剂的水平井环保钻井液体系。应用情况表明，该钻井液具有优良的携带性与润滑性，护壁效果好，可有效提高施工效率。某水平段长约1300米的复杂地质条件水平井，采用该钻井液技术与材料，仅用16天即完成施工，而采用其他钻井液则需耗时近50天。

该钻井液还具有无毒可降解的优点，一处采用该钻井液的钻井废泥浆池中长出了不少植物（图2）。

图1 羽状多分支水平井施工示意图

图2 淮南张集矿区废泥浆池中已长出不少植物

中国地质学会2019年度十大地质科技进展和十大地质找矿成果近日在京揭晓。

据了解，中国地质学会自2007年开始，每年组织评选年度十大地质科技进展和十大地质找矿成果。“双十”评选工作的开展，能让社会各界了解我国地质行业为国民经济发展做出的贡献，对提高地勘行业的社会认知度，不断推出地勘行业领军人才起到了积极作用。

2019年度十大地质科技进展分别是：松辽盆地陆相页岩油调查取得重大突破、我国首眼干热岩试验开发井（青海共和盆地）完井并成功试压裂、埃迪卡拉纪新化石揭示动物的早期演化、中国大型锂矿成矿机制研究取得新进展、准噶尔盆地砂岩型铀矿预测技术新进展、钨矿稀土矿等矿产成矿理论新认识与找矿突破、国内首套深海井口吸力锚技术装备研制成功、国内首套小型化高精度ZAG-E型冷原子绝对重力仪研制成功、全国煤制油气用煤资源潜力调查评价取得新进展、湘西-滇东地区矿产勘查科技创新及应用。

2019年度十大地质找矿成果分别是：渤海湾盆地渤中凹陷探明全球最大的变质岩凝析气田、河南省栾川县深部探明超大型钼多金属矿、鄂尔多斯盆地庆城10亿吨级页岩油田勘探重大突破、云南省会泽铅锌矿区深部找矿取得重大突破、广东省蕉岭县作壁坑矿区探明超大型铷矿、川南地区五峰组-龙马溪组3500米以浅探明万亿方页岩气田、湖北省保康县堰边上矿区发现超大型磷矿、黑龙江省林口县三合村探明超大型石墨矿床、内蒙古巴尔陶勒盖-复兴屯发现特大型陆相火山岩型铅锌银矿床、安徽省淮南市潘集煤矿外围实现煤炭找矿新突破。

（详细内容如下）

十大地质科技进展（排名不分先后）

松辽盆地陆相页岩油调查取得重大突破

以中国地质调查局沈阳地质调查中心杨建国和油气资源调查中心徐兴友为核心骨干的陆相页岩油科技攻关团队，于2019年在松辽盆地白垩系青山口组实现页岩油调查的重大战略性突破，松页油1HF井青山口组一段泥页岩储层压后自喷获得日产14.37立方米高产工业油流，松页油2HF井、吉页油1HF井青山口组一段泥页岩储层压后抽汲分别获得日产10.4立方米和16.4立方米高产工业油流。创新形成了以七性关系和六要素为核心的陆相盆地页岩油地质综合评价体系；建立了陆相页岩油富集机理与分布模式；创新形成了陆相盆地页岩油钻探和地层含油气性测试技术体系。该成果总体达到国际领先水平，对国内陆相页岩油勘查开发具有引领示范作用。

我国首眼干热岩试验开发井（青海共和盆地）完井并成功试压裂

由中国地质调查局水环部、水环中心张二勇为工程首席牵头组织实施的青海共和盆地干热岩勘查与试采取得重要进展。一是创新钻探技术工艺，克服高温硬岩钻完井难题，高效完成我国首眼干热岩注采试验井；二是成功完成首眼干热岩试验开发井试压裂，达到预期成效；三是创新构建干热岩压裂高精度实时综合监测体系；四是综合运用地面调查、物探、钻探、地球化学勘查等多种手段，研究提出共和盆地干热岩热源机制与成因模式。上述成果有效推进了我国干热岩试验性开发工作。

埃迪卡拉纪新化石揭示动物的早期演化

中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队袁训来课题组在湖北三峡地区约5.5亿年前的“石板滩生物群”中发现并研究了新的动物化石——夷陵虫及其遗迹。夷陵虫是目前在寒武纪之前发现的唯一的身体分节、具有运动能力、可以形成连续的遗迹的两侧对称动物，将具分节两侧对称动物出现的时间提前了至少一千万年，为之后寒武纪以三叶虫为代表的动物大爆发找到更为久远的“根”，表明“寒武纪大爆发”时期以底栖动物为主体的生态系统已经开始建立，并逐渐取代了前寒武纪统治地球数十亿年的微生物席基底，对地球表面系统造成了深远的环境和生态影响。

中国大型锂矿成矿机制研究取得新进展

由中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所王登红研究员为首的科研团队组织实施的川西甲基卡大型锂矿资源基地综合调查评价等项目，提出了“多旋回深循环内外生一体化”的锂矿成矿机制新认识，指导了川西甲基卡、可尔因、九龙等地以锂为主的硬岩型稀有金属地质找矿工作并取得突破，其中在甲基卡矿区及外围探获Li2O资源量约30万吨，马尔康矿田探获Li2O资源量约13万吨。在该理论的基础上，拓展了“五层楼+ 地下室”的勘查模型，指导川西、华南及中央造山带秦巴山区等地在寻找伟晶岩型锂辉石矿床、花岗岩体型锂铍铌钽矿床及层控热液型铍矿床等方面取得新进展，打开了稀有金属找矿的新局面。

准噶尔盆地砂岩型铀矿预测技术取得新进展

由核工业北京地质研究院秦明宽率领的研究团队引领、推动了准噶尔大型盆地砂岩型铀矿找取得重大突破。项目首次将基底属性及其演化纳入大型叠合盆地产铀潜力评价体系，从盆地发展演化的“根”上判识其成矿有利度；首次明确提出头屯河组为全盆地首要找矿目标层；自主开发了活性炭吸附式梯度测氡、有利砂体精细识别等多项技术方法，实现了对深部控矿要素、铀矿化异常信息的高精度识别；集成构建了大型叠合盆地砂岩铀矿预测评价技术体系，定量预测研究区铀资源潜力达19万余吨。项目成果及时应用于铀资源勘查部署，预测的找矿靶区经钻探工程查证，已落实万吨级的大型砂岩型铀矿产地1处。

钨矿稀土矿等矿产成矿理论新认识与找矿获突破

由江西省地勘基金团队实施的“江西省地勘基金找矿重大突破与科技创新”项目隶属江西省自然资源厅部署的“紧缺与优势资源保障工程”。建立“朱溪式”钨矿床成矿模式和“石竹山式”硅灰石成矿模式，创建赣南地区“浅变质火山碎屑岩+风化壳+离子吸咐”稀土成矿理论及勘查技术，率先提出九瑞地区“上铜下钨”勘查模式，引领江西取得重大找矿突破。探获大型规模以上矿床9处（其中世界最大矿床2处）、具有开发利用价值地热田35处；改变世界钨、硅灰石矿分布格局；开创全球浅变质岩中寻找离子吸附型稀土矿的先河，刷新江西省地热田孔口水温和地热水规模记录。探索出省级财政公益性地质工作主动服务地方经济社会发展和产业脱贫的“江西模式”。

国产首套深海井口吸力锚技术装备研制成功

由中国地质调查局广州海洋地质调查局局长叶建良领导、以中国地质科学院勘探技术研究所宋刚为主设计师的研究团队，成功研发了首套国产深海井口吸力锚。该技术装备可为深海钻井提供有效井口支撑，解决深海浅软地层井口支撑力不足的难题，提高深海油气钻井井口稳定性和承载力。研究团队自主创新解决了吸力锚结构形式、姿态监控方式和安装工艺等一系列关键技术，并于2019年11月在南海神狐深水海域安装成功，垂直度0.17度，相关技术指标和施工效率达到国际先进水平, 实现了井口吸力锚理论和安装的重大突破，打破了国外技术垄断，使我国成为拥有完全自主知识产权的深海井口吸力锚技术装备的国家。

国内首套小型化高精度ZAG-E型冷原子绝对重力仪研制成功

由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心和浙江工业大学联合研制的国产ZAG-E型冷原子绝对重力仪获得成功。研究团队由浙工大林强教授和航遥中心周坚鑫教授级高工领衔。该仪器测量精度达10μGal，具有单次测量时间短、可连续测量、使用寿命长等特点，各项技术指标达到国际先进水平。该仪器是国内首个得到国家权威机构认证的高精度绝对重力仪，其成功研制突破了国外的技术垄断，性能和技术指标可以满足在地质调查、地震监测和地球物理测量等相关领域开展绝对重力精密测量的要求。

全国煤制油气用煤资源潜力调查评价取得新进展

以中国煤炭地质总局勘查研究总院宁树正为首席专家的研究团队推动全国煤制油气用煤资源潜力调查评价，为保障特殊时期国家能源战略安全提供了科学依据。厘定了液化、气化等煤制油气用煤资源评价指标；建立了地质调查、采样测试与煤岩煤质分析相结合的调查技术要求和评价方法。从矿区-赋煤区-全国三个层面开展调查评价，深化了对我国煤制油气用煤煤岩煤质特征、控制因素及赋存规律的认识，编制了全国煤制油气用煤资源分布图，建设了全国煤质基础数据库，摸清了我国煤制油气用煤资源家底。提出了可供规模开发利用的煤制油气用煤资源战略选区及政策建议。

湘西-滇东地区矿产勘查科技创新及应用

由中国冶金地质总局中南局李朗田主持完成的“湘西-滇东地区矿产地质调查”项目，圈定找矿靶区25处，新发现矿产地12处，其中大型、中型矿产地8处，探获锰矿资源量5620万吨，探获一批稀土、磷、钒矿资源量；建立了主要成锰期锰矿区域成矿模式及找矿模型，完成了锰矿资源潜力动态评价，预测锰矿资源量26亿吨；在滇东南地区发现了石炭系上统顺甸河组、三叠系下统石炮组2个含锰新层位；厘清了湘潭、松桃、黔阳成锰盆地古构造格架，总结了成矿前基底浅层平移断裂和同沉积断裂“行”“列”交汇的控盆、控相、控矿特点，提出了“凹中凹”或“盆中盆”控制锰矿沉积的新认识。成果为扬子陆块及周缘锰矿勘查提供了新的思路和方向。

十大地质找矿成果（排名不分先后）

渤海湾盆地渤中凹陷探明全球最大的变质岩凝析气田

以中海石油（中国）有限公司天津分公司薛永安为首席专家的团队首次在中国东部老勘探区——渤海湾盆地发现了中国东部最大的以变质岩潜山为储层的渤中19-6大型整装凝析气田。项目团队针对渤海湾盆地特点，创新提出“湖盆成气”理论，指出油型盆地在某些构造与沉积特殊的凹陷具有形成大型天然气田的地质条件，从而揭示了油型湖盆在寻找大型油田之后寻找大型天然气田的机会。该凝析气田已上交国家探明天然气储量超千亿立方米，凝析油储量超亿吨。渤中19-6大型整装凝析气田的发现是我国天然气成藏理论发展的成果，对保障国家能源安全、京津冀生态文明建设、助推雄安新区绿色发展有重大作用。

河南省栾川县深部探明超大型钼多金属矿

河南省地质调查院承担的河南省自然资源厅地质勘查基金项目“河南省栾川县冷水-赤土店钼铅锌多金属矿深部普查”取得重大找矿突破，在栾川县深部探获超大型钼多金属矿。团队通过多元地学信息三维地质建模和定量预测方法，指导施工的35个深部勘查钻孔全部见矿，证实了区内钨钼矿体深部连续性及巨大找矿潜力。圈定8个钨钼矿体，累计新增（333）+（334）？资源量WO344.98万吨、钼319.40万吨，另有(333)低+(334)？低 WO329.80万吨、钼72.50万吨，在钼矿石中估算伴生铼146吨。区内探明钼资源量跃居世界第一。区内矿床具有规模大、有用元素种类多、开采条件成熟等特点，钨钼的深部找矿突破为国家钨钼资源布局和长远规划提供了依据。

鄂尔多斯盆地庆城10亿吨级页岩油田勘探获重大突破

以中国石油长庆油田分公司付锁堂为首席专家的团队在甘肃省首次发现我国规模最大的庆城10亿吨级页岩油田，进一步夯实了油田冲刺6000万吨的资源基础。庆城地区位于晚三叠世鄂尔多斯湖盆中心，延长组长7发育典型的页岩油藏。项目团队通过系统开展厘米级沉积特征研究、微纳米级储层孔喉精细刻画、页岩油充注机理模拟以及研发地震、测井、压裂改造等配套技术系列，创新了页岩油地质理论和勘探技术，实现了页岩油勘探重大突破，落实含油面积3000平方千米，新增石油三级储量超10亿吨，其中石油探明储量3.58亿吨。目前已具备年产原油300万吨生产能力，“十四五”末，原油年生产能力可达500万吨，为国家能源安全和甘肃省经济社会发展做出了重要贡献。

云南省会泽铅锌矿区深部找矿取得重大突破

由云南冶金资源股份有限公司和云南驰宏锌锗股份有限公司组建的项目团队，通过系统总结川滇黔地区铅锌矿床的成矿规律，深入研究区域及矿区的构造、岩性组合、围岩蚀变等要素，建立找矿预测模型，在云南省会泽铅锌矿区一带的深部找矿取得重大突破。共备案矿石量915.88万吨，铅锌金属量244.07万吨、铅锌品位26.65%，伴生锗金属量432437千克，银金属量587560千克。云南省会泽铅锌矿矿床规模大，矿体厚度大、品位高，富含锗、银等，矿石易采易选，矿山建设基础条件好，矿床潜在经济价值巨大，深部和周边还有很大找矿潜力，近几年的找矿工作和地质科研工作为区域上的找矿工作提供了新的思路和方向。

广东省蕉岭县作壁坑矿区探明超大型铷矿

以广东煤炭地质二〇二勘探队孙宝德为首席专家的团队在蕉岭县作壁坑探明超大型铷矿。共探获铷矿资源量（331+332+333）矿石量132774千吨、氧化物量（Rb2O）72727吨，同时探获可综合利用的石英矿资源量（333）44258千吨，其经济价值和战略价值都十分巨大。该铷矿是以蚀变花岗岩为主控矿因素的热液蚀变型矿床。矿体赋存在与震旦系老地层相接触的燕山三期蚀变花岗岩体中，在岩体和地层Rb元素丰度都较高的情况下，各种成矿作用叠加，Rb元素多期运移富集，最终形成含黑云母的碱性长石花岗岩型铷矿床。综合研究表明，该铷矿床的成矿地质条件在岭南地区并不罕见，在该区域找到其他同类矿床的潜力很大。

川南地区五峰组-龙马溪组3500米以浅探明万亿方页岩气田

以中石油西南油气田分公司谢军为首席专家的团队在川南地区五峰组-龙马溪组埋深3500米以浅发现了国内首个万亿方页岩气大气田。项目组提出了适于川南特殊地质条件的页岩气“三控”富集高产理论，指导了建产区的优选；创建了本土化的页岩气勘探开发六大技术系列，包括地质评价技术、开发优化技术、优快钻井技术、体积压裂技术、工厂化作业技术和高效清洁开采技术，实现了3500米以浅页岩气规模效益开发和3500~4000米页岩气勘探开发突破。项目组在川南地区五峰组-龙马溪组累计探明储量10610.50×108立方米，形成了万亿方页岩气大气区。2019年底，年产气量80亿立方米，成为中国最大的页岩气生产基地。

湖北省保康县堰边上矿区发现超大型磷矿

以中化地质矿山总局湖北地质勘查院汤从寿为首席专家的团队在湖北省保康县堰边上震旦系陡山陀组地层中探明一处超大型、沉积型磷矿床。该矿床处于宜昌磷矿北东延伸部，埋深约680米至1430米，控制规模为5800×2800米，单一磷矿体厚度约12米，P2O5平均含量23.54%，通过选矿可达到较好选矿指标。经估算，堰边上磷矿总资源储量为5.9亿吨，其中Ⅰ级品富矿资源量43487千吨，平均含量31.80%，矿山潜在经济价值可达到500亿元。本次系统勘查为宜昌磷矿深部找矿提供了理论方向，对鄂西磷矿深部成矿模式规律研究具有一定价值。项目投产后，可带动山区脱贫致富，促进地方经济发展。

黑龙江省林口县三合村探明超大型石墨矿床

以黑龙江省第六地质勘查院马新春为首席专家的团队，首次成功运用“地层+构造+航磁”石墨找矿模型，在黑龙江省林口县三合村再次探获一处超大型晶质石墨矿床，新发现5条石墨矿带，矿带长1.2～6.57千米，矿体80条，新增推断的内蕴经济（333）+预测的（334）？矿石资源量34583.16万吨，矿物量1888.87万吨。西北楞-三合村石墨矿田内已累计发现11条石墨矿带，矿带长1.2～11.57千米，累计探明推断的内蕴经济（333）+预测的（334）？矿石资源量88068.46万吨，矿物量5590.32万吨。西北楞-三合村石墨矿田为全国第三、黑龙江省第二大石墨矿，也是单矿体长度世界第一的超大型石墨矿，为黑龙江石墨产业发展提供了坚实的资源支撑。

内蒙古巴尔陶勒盖-复兴屯发现特大型陆相火山岩型铅锌银矿床

由内蒙古自治区地质勘查基金管理中心出资，内蒙古国土资源勘查开发院承担的“内蒙古自治区科尔沁右翼前旗复兴屯银多金属矿集中勘查一区银矿普查”取得重大找矿突破。一区圈定银矿体92条，评审备案资源量银金属量(333+334？)5105.05吨，平均品位194.17克/吨，伴生铅锌金属量37.09万吨。另有低品位铅锌矿体484条，金属资源量(333+334)361.78万吨，为特大型隐伏矿床。矿床受火山机构和晚侏罗世火山岩控制，成因类型属陆相火山-次火山热液充填型铅锌银矿床。该特大型银多金属矿床在大兴安岭火山岩地区为首次发现，其深部及外围仍具较大找矿潜力，为今后在本地区勘查找矿提供了新思路和方向。

安徽省淮南市潘集煤矿外围实现煤炭找矿新突破

以安徽省煤田地质局勘查研究院朱文伟为首席专家的团队在淮南市潘集煤矿外围发现一处特大型煤矿床。该项目是安徽省“358”找矿突破战略行动核心项目。研究团队基本查明了煤炭赋存特征，新发现煤炭资源量48.57亿吨，均为优质炼焦用煤。首次开展了“深部煤炭勘查与开采地质条件专题研究”，建立了深部煤层开采地质条件勘查、测试技术与评价方法；首次建立了一套巨厚松散层覆盖下复杂煤系地层深孔绳索取芯钻进关键技术。率先在淮南煤田展开煤层气、页岩气、地热能及其他有益矿产综合勘查与评价工作。项目不仅为现有煤矿企业发展提供了充足的后备资源，也将为长三角经济一体化协同发展提供能源保障。

2019年11月28日至30日，安徽省2019年度绿色矿山建设工作培训会（第二期）在蚌埠开班。自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所受邀为会议作“绿色矿山标准解读”和“矿产资源综合利用先进技术”专题讲座。 

郑州综合利用所信息标准研究室主要负责人、“46种重要矿产资源开发利用水平调查”项目负责人分别对绿色矿山建设行业标准、矿产资源综合利用先进技术助推绿色矿山建设进行了详细解读，对绿色矿山建设、基本要求以及绿色矿山的申报、评估、遴选和入库管理等主要内容进行了讲解，并与受训人员进行了现场交流答疑。培训使参会人员认识到了绿色矿山建设的重要意义，了解了绿色矿山建设的相关政策和标准。

安徽省自然资源厅分管领导，合肥、淮北、宿州、亳州、阜阳、蚌埠、淮南、滁州、六安市自然资源和规划局分管领导，长江以北县（市、区）自然资源和规划局分管领导、各地勘单位负责人、矿山企业负责人，以及安徽省自然资源厅相关部门、安徽省公益性地质调查管理中心负责人共260余人参加了培训会。

7月6日，陈明团队在湖南湘潭进行镉铅锌铜汞污染场地修复前调查

2014年，在福建德化做Hg污染土壤修复的盆栽实验

2015年，与同事和研究生在湖南湘潭做重金属污染土壤电动修复技术试验

6月27日，十二届全国人大常委会第二十八次会议分组审议了《中华人民共和国土壤污染防治法（草案）》。作为我国国家层面制定的第一部土壤污染防治领域的单行法，草案对农用地和建设用地土壤污染的风险管控和修复分别作出规定。面对国家针对土壤污染的高度关注，国土资源部长期从事污染土壤修复的专家怎么看？日前，记者走访了中国地质科学院矿产资源研究所陈明研究员。

《土壤污染防治法》呼之欲出，土壤修复产业再迎利好

经过雨水连日的洗涤，北京恢复了阳光灿烂的夏季“日常”。看上去，陈明的心情也很晴朗，他说，比起手中多个土壤修复项目进展顺利，更让他高兴的是国家对土壤污染高度关注的“大气候”。

他告诉记者，自己曾多次参加土壤污染防治法立法讨论会。《土壤污染防治法》反映了预防为主、保护优先、分类管理、风险管控、污染担责、公众参与等土壤污染防治的原则，它的及时出台，对防治土壤污染将有巨大的推动作用。草案明确国家每10年组织一次土壤环境状况普查，并实行土壤污染状况监测制度。同时，建立土壤污染防治基金制度，设立中央和省级土壤污染防治基金，鼓励企业以市场运作方式参与土壤污染防治。“就土壤污染修复市场而言，这无疑是继‘土十条’之后，在本行业最振奋人心的国家政策。”

被公众称为“土十条”的《土壤污染防治行动计划》要求，到2020年，初步遏制土壤污染加重趋势，保持土壤环境质量总体稳定，农用地和建设用地土壤安全得到基本保障，土壤环境风险得到基本管控；受污染耕地和污染地块安全利用率均达到90%或以上。到2030年，土壤质量要稳中向好，农用地和建设用地土壤安全有效保障，土壤环境风险得到全面管控；受污染耕地和污染地块安全利用率均达到95%以上。到本世纪2050年左右，土壤环境质量全面改善，生态系统实现良性循环。

“目标明确，难度很大，完善立法显然是关键的一步。”陈明说，我国的土壤污染整体上分成耕地污染、场地污染和矿山污染3大类，实际工作中还会涉及到固废、淤泥和河湖底泥等。对农用地而言，可按污染程度和相关标准划为3个类别：未污染和轻微污染的划为优先保护类，轻度和中度污染的划为安全利用类，重度污染的划为严格管控类。

《土壤污染防治法（草案）》细化了农用地分类管理制度，规定“安全利用类”耕地集中区应定期开展耕地土壤和农产品协同监测；对于“严格管控类”农用地，将依法划定特定农产品禁止生产区；对于建设用地，将建立土壤污染风险管控和修复名录制度，列入名录的污染地块，不得批准其作为住宅、公共管理与公共服务等用地。同时，草案还禁止在居民区和学校、医院、疗养院、养老院等单位周边新建或者扩建可能造成土地污染的建设项目。

“农用地严格管控、分类利用，污染地块不得作为住宅用地，这些都大大激发了土壤修复市场的活力。土壤修复产业即将迎来一个新的快速发展期。”他告诉记者，我国约有4200万亩轻度污染和2800万亩中度污染耕地，属于安全利用类。纵观国内外耕地修复，真正见效快而且一次修复效果能够持续数年的耕地修复技术其最低成本也在3~5万元/亩，而且视土壤类型和污染物种类而差异巨大。因此，仅安全利用类耕地修复一项，预计市场空间至少有2.1万亿元人民币。“此外，还有约2000万亩属于重度污染的严格管控类耕地，同样需要不同形式的处理和修复，相关市场空间应该大于前者。”

陈明说，按照最保守的估计，我国至少有污染场地50万个，修复成本为1000万元至数十亿元每个不等，估计平均修复成本约为5000万元，市场空间约为25万亿元。另外，我国有不同规模的污染矿山约6万座，绝大部分存在生态破坏和重金属污染问题，面积一般在数平方公里。由于其修复难度更甚于耕地和污染场地，如果都要进行修复的话，修复成本将是天文数字。

土壤污染积重难返，形成缓变型地球化学灾害

以往数十年的粗犷式经济发展，大量的污染物快速进入水土系统，使某些地方的土壤成为最肮脏、形成机理最复杂、修复难度最大的环境介质。

陈明告诉记者，人类自青铜时代就向自然界投放各种化学物质。尤其是工业革命以来，人类在采掘自然资源、进行物质生产、创造物质文明的同时，也大量向自然界排放各种废弃物和有毒有害物质；现代化的农业使大量的农药、化肥残留在土壤中。

尽管土壤系统也具有一定的环境容量和自净功能，即土壤可以容纳少量的重金属或有机污染物，把它们转化成活性较差的形态，如果缓慢加入可能不至于造成严重的生态危害，但环境容量是有限的，自净能力也是有限的，也需要时间去“消化”。如果外部的污染物长期不断地加入进土壤系统，或者加入的速度太快，就会使有害物质的累积量超越了土壤承受能力限度，则土壤的理化性质就会发生剧烈变化，甚至此前积累的、相对稳定形态的污染物会重新被活化、二次释放而容易被各种植物吸收，并进一步导致对生态系统乃至人体健康带来严重的和不可逆转的灾害性后果。这种情况在1978年被欧洲科学家定义为“化学定时炸弹”。

中国科学院院士谢学锦先生首先将“化学定时炸弹”的概念引入中国，引燃了国内土壤和沉积物中污染物的非线性积累与释放的研究热潮。从2001年开始，在谢学锦等的建议下，国内将“化学定时炸弹”的研究转向更具科学内涵的“缓变型地球化学灾害”研究。

2002年，陈明作为项目或课题负责人承担了国土资源部“十五”规划项目和国家“973”课题，开始研究缓变型地球化学灾害爆发过程和机理，认为重金属的缓变型地球化学灾害主要体现在污染物的不同存在形态之间的相互转化上，并定义了其中了两个重要概念——“污染物可释放总量”和“活动形态的总浓度”。也就是说，土壤中绝大多数污染物都存在不同的形态，有的形态可以溶于水，直接被动物、植物吸收，有的则在常温常压下是稳定的，不溶于水，也不会直接被动物植物吸收。例如：土壤中的铬可以以铬尖晶石形式存在，在常温常压下极为稳定，即使是在现代冶炼条件下也不容易释放出来。“因此土壤修复重点考虑的不是污染物的总量，而是如何遏制或消除土壤中‘可释放’的活动形态的污染物。”

2004年，陈明在执行科技部重点国际合作项目“大型城市水土环境污染机理与综合修复技术研究”中，研究了硫化钠/硫代硫酸钠作为稳定化剂的可能性及其缺陷，并基于缓变型地球化学灾害理论提出了用炭石灰进行重金属污染土壤修复的思路，取得了较好的修复效果。

2012年，陈明又承担了“海西经济区缓变型地球化学灾害研究”课题，带领团队探索了汞元素缓变型地球化学灾害链的组成与阻断途径，将天然矿物与纳米材料结合起来，研发了一种新型汞稳定化剂，可使汞元素超标土壤中的活动态汞下降65%以上，敏感作物空心菜中汞含量下降75~90%。

“如今，国土资源部已形成一系列具有地学特色的理论研究成果和土壤修复技术。其中，理论研究成果主要体现在缓变型地球化学灾害和地球化学工程学两方面，在技术上则研发了以地球化学工程技术为核心的若干种土壤修复剂及重金属污染土壤的电动修复技术。”陈明介绍说。

地球化学服务农业，揭秘农作物与土壤的关系

国内最早的区域性土壤地球化学质量调查工作试点是上世纪80年代中期，由浙江省区域地质调查大队实施。1988年，刚从长春地院毕业后被分配到浙江物探队刚刚一年的陈明又承担了“浙江省厚层覆盖区地球化学扫面设计”。在工作中，陈明了解到土壤地球化学质量与农产品的产量和质量密切相关，一个有趣的现象深深吸引了当事仅有22岁的他：浙江黄岩地区有些地方的蜜桔外表鲜亮，而某些地方的蜜桔则外皮变皱、口感发酸？

调查发现，优良的柑桔主要产于海拔200米以下的侏罗纪火山岩残积层发育区和滨海平原区，由于这类地区土层厚、通透性好、土壤养分丰富；而有些地方柑橘产量、品质下降，是因为土壤某些元素养分因长期种植流失严重。陈明记得很清楚，在一块柑橘种植区发现了一个奇怪的现象，在大部分柑橘树失绿、果实变差的同时，却有个别树未受影响，而这些树都被农民钉上了铁钉挂东西。这与土壤化学调查结论不谋而合：这里的土壤中缺铁，而铁钉生锈后恰恰增加了植物对铁元素的吸收。据说后来农民得知这个结论后，就在其他树根上也钉上了铁钉子，蜜桔就又恢复了之前的圆滚滚，味道也变得更甜了。

陈明告诉记者，其实古人很早就对“农作物种类品质与土壤密切相关”有所认识。距今2500年前的《晏子春秋》中曾记载了这样一段：“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。”而现代科学尤其是地质科学完全可以从地球化学的角度，更为详细地解答农业地质背景与农作物的关系。

1989年，陈明回到长春地院读研究生。1990年，他代表长春地院参加了由原地矿部国家地质试验测试中心承担、李家熙负责的国家“八五”攻关项目——《区域地球化学在农业和生命科学上的应用研究》，通过生命元素在岩石、水、土、食物直至人体迁移循环过程中不同介质内的含量及其分布特征，将岩石圈一生物圈一水圈系列中的主要环节有机地连结起来，总结和概括出区域性环境地球化学背景，研究影响生态环境的主要因素和相关因素，揭示生态环境现实状况，对地球化学环境作出客观评价，建立合理的区划，以达到治理环境、促进工农业生产和提高人们健康水平的目的。“正是这个项目，改变了我的人生轨迹。”陈明说。后来，陈明还参与了针对吉林人参、河北水蜜桃等特色农产品的区域土壤地球化学背景研究，与同事们共同揭示了地域土壤组成的“化学秘密”，为当地农作物种植区划分、品质提升提出了一些建议，可惜的是，这些地质科研项目的成果并没有得到推广和应用。

修复重金属土壤，国土资源行业要重拳出击

国内外对土壤重金属污染的治理主要从两方面入手：一是活化手段，即增加重金属的溶解性和迁移性，通过土壤淋洗和植物萃取等手段把土壤固相中的重金属快速转移出土壤。二是钝化手段，即改变重金属在土壤中的存在形态，通过降低重金属的生物有效性，从而降低农作物对重金属的吸收量，降低污染风险。从农业生产的角度看，钝化手段比较符合现阶段我国农业的发展水平，经济可靠且易于农民掌握，有利于大面积推广。

“地球化学工程学原理是应用地球化学知识，通过人工制造的某些地球化学作用或利用地球化学原理制造的产品实现环境污染治理与管理的途径、方法和技术。”陈明告诉记者，在这一思路下，地质科学工作者提出了稳定化、净化和适宜化3种土壤修复思路。稳定化就是把不稳定的有害组分固定住，使其失去生物有效性；净化就是把高含量的有害组分去除掉或充分降低；适宜化就是在某些情况下把一些有益元素加入到特定的系统中去。

陈明告诉记者，与传统物理、化学和生物技术相比，采用地球化学工程技术治理重金属污染，具有廉价、高效、管理简单、无二次污染的特点。其中，利用黏土矿物或通过改性来生产地球化学处理剂，原料来源广泛、价格低廉，不会对环境造成二次污染，非常适用于重金属污染土壤的修复工程。

据他介绍，近些年，国土资源部利用地球化学工程技术，在重金属污染土壤修复等方面积累了大量技术经验，形成了多个示范性工程。如：国家地质实验测试中心在安徽铜陵尾矿坝的重金属污染土壤修复示范区，选用若干种黏土矿物，结合一定的环境条件控制技术，使重金属元素超标土壤中种植的蔬菜的重金属元素含量达到《食品中污染物限量标准》。该研究成果已经成功用于德兴铅锌矿冶炼厂重金属污染山体的修复，使寸草不生的酸化和多金属污染土壤恢复种植功能，山体复绿。再比如：将含磷矿物用于土壤重金属污染原位修复，使重金属元素有效态转化为稳定的形态，降低其有效性和生物可利用性；采用地球化学工程—生物土壤修复技术，有效降低重金属高污染区人体暴露的风险。

近几年，陈明带领的资源所土壤修复科研团队利用不同天然矿物材料对重金属的专属吸附性，研发3种高效土壤重金属稳定化剂专利技术，可将重金属禁锢在土壤微粒中，不易被氧化、分解和重溶，从而使得修复效果具有长期稳定性。测试表明，新型修复剂可降低65%以上的土壤活动态重金属，并降低70%~95%的农产品中的重金属。

针对大城市高地价区的场地污染修复，陈明团队还研究了一种重金属提取技术——具有地学特色的“原地异位”的EK-SS电动修复技术。该技术用电动力模拟多期次脉动热液成矿作用过程，利用重金属捕获器可以将高浓度重污染土壤、重金属污染固体废弃物甚至矿石在48~72小时内将土壤中重金属去除60%~90%。

“任何一种土壤修复技术都不是万能的，因为我国各地土壤特性不同、气候条件各异，污染物种类、浓度以及活动态、非活动态都不一样，而且土地的用途各不相同，如城市的场地修复可以下猛药，耕地修复就必须高标准严要求，以保证土壤的微生物种群、营养物质、分层结构都不破坏，而矿山修复更为复杂。所以，我认为在实际进行土壤修复时，必须做到因土而异、订制施治，这样才能像老中医一样，做到一人一方，才能做到药到病除。特别是耕地修复，由于土壤类型、自然地理条件、污染物种类及其组合、污染物含量范围等因素错综复杂的交叉，实际上不存在‘一药治百病’的‘仙方’。”陈明强调。

值得关注的是，目前的《土壤污染防治法》主要关注了场地污染和耕地污染，而对矿山这个重金属污染的源头的关注比较少。陈明认为，过去由于中国地质科学院定位于社会公益型研究基础，主要从事基础性、公益性研究工作，很在在应用性的土壤修复技术研究方面获得国家和部门项目资助，这是非常可惜的。在当前“万众创新”的大形势下，这样的局面有望被打破，国土资源部门数十年积累的地质、地球化学基础研究成果有望在土壤修复领域发扬光大。对于矿山环境修复，国土资源部门的科技工作者应有“舍我其谁”的担当。

记者离开时，陈明表达了自己的一个愿望：“当前党中央、国务院高度重视土壤环境保护工作。作为具有深厚基础、长期经验和技术优势的国土资源部门，理应加大对相关理论研究和技术研发的支持，针对国家对矿山土壤环境修复的迫切需求，快速形成实用性强的土壤修复创新成果，为国家解决土壤污染难题和生态文明建设作出应有的贡献。”