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    引言 

    习近平总书记在2016年全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会明确指出“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。李克强总理最近多次批示“推动开展地球深部探测研究”,“可以列为重大专项”,“两个方面,一是地下资源能源问题,二是城市地下基础情况问题。”《“十三五”国家科技创新规划》对地球深部(深地)探测研究也有明确的表述。这表明党和国家对地球深部探测研究高度重视,并指明了方向。

    2012年10月~2014年3月,在科技部原部长徐冠华和科技部基础司的倡导和支持下,以“地球深部过程与成矿作用”为主题的调查研究开始进行。这项研究耗时一年半,参与人员达150余人,含院士8人、教授和研究员30人。为保证调研工作的顺利开展,成立了专家组,组长为莫宣学院士,副组长为马福臣研究员、赵振华研究员,成员包括李曙光院士、金振民院士、张国伟院士、朱日祥院士、华仁民教授、邓晋福教授。秘书为朱弟成、杨立强、王银宏教授。研究完成并提交了《地球深部过程与成矿作用》战略调研总报告及5份分报告(造山带、克拉通、花岗岩省、地幔柱、实验)。在此基础上,于2014年3月召开了以“地球深部过程与成矿作用”为主题的483次香山会议,由孙鸿烈院士、翟裕生院士、滕吉文院士、莫宣学院士、马福臣研究员担任执行主席,来自各方面的40多位专家参加了会议。会后发表了会议简报,向国家有关主管部门提出尽快对“地球深部过程和成矿作用”立项,并列入优先资助领域,给予长时间、大强度的支持。2015年4月瞄准国科发资〔2015〕52号文件中第7个重点方向(面向国家战略需求的基础研究)中的“深地”战略性研究,提出“地球深部过程与成矿作用”的立项建议。

    本文仅对地球深部探测研究与地下资源的关系作一些探讨。

     

    莫宣学院士简介:莫宣学,岩石学家,中国地质大学(北京)教授,中国科学院院士,1938年12月出生,1960年毕业于北京地质学院。1981年~1983年美国伯克利加利福尼亚大学及劳伦斯伯克利国家实验室访问学者。曾任中国地质大学(北京)副校长、中国地质大学研究生院院长、国家自然科学基金委员会第六、七、十、十一届学科评审专家组成员、第30届国际地质大会学术委员会副主席、经济地质学会(Society of Economic Geologists)Fellow及负责亚洲区域的副主席。现任《 地质学报》主编及《Geoscience Frontiers》主编。曾获国家科技进步奖一等奖。

    莫宣学首次提出任意压力下岩浆氧逸度计算公式及含Fe2O3硅酸盐熔体密度预测模型,为建立岩浆演化综合热力学理论模型发挥了关键作用。他几十年长期研究青藏高原构造-岩浆作用,在揭示印度-亚洲大陆碰撞时间、青藏高原巨厚陆壳成因与增厚机制、深部壳幔物质运移等方面,取得了系统成果。他长期坚持“岩浆-构造-成矿”方向,研究青藏高原及金沙江-澜沧江-怒江成矿带的成矿规律与具体找矿方向,为开拓西南“三江”和西藏冈底斯国家级矿产资源新基地做出了贡献。

    “地球深部过程与成矿作用”研究的必要性与紧迫性 

    确保矿产资源供应是实现我国“两个一百年”发展目标不可缺少的关键要素。目前,我国经济发展进入新常态,对矿产资源的需求总量保持高位态势。据统计,2013年我国21种矿产消费量居世界首位,占全球消费总量的1/3。未来10年~15年,我国矿产资源刚性需求仍将持续,大宗金属矿产需求峰值将陆续来临,对外依存度将大幅攀升,严重超越国家资源安全警戒线。如果未来10年探明资源储量不能大幅度增加,几乎所有的大宗金属矿产将面临消耗殆尽的危险局面,形势危急,前景堪忧。立足国内,开辟新的找矿空间和深度,寻找找矿战略新区,实现找矿重大突破,提高资源保障程度,已成为我国一项紧迫、艰巨而又长期的重大战略任务。

    为了完成这项重大战略任务,必须揭示中国地质结构和演化的复杂性与特殊性,及其导致的中国成矿作用的复杂性和特殊性。中国地处世界三大构造域的复合部位,经历众多离散陆块多期聚合拼贴过程,在中生代、新生代遭受改造与活化,岩石圈结构异常复杂、不同深部过程多期叠加复合,导致成矿金属选择性地巨量堆积,形成金属成矿省和巨型成矿带,造成我国矿种繁多、类型多样,多源复成、破坏再生的禀赋。

    科学家们认识到,虽然资源、环境、灾害问题主要表现在地球的浅表层,然而其推动力却来源于地球深部,地球深部过程控制了浅部运动与变化。例如,青藏高原是地球上最高、最大的高原,蕴含着丰富的自然资源,又对亚洲乃至全球的气候、生态、环境有重大的影响。然而,造成这一切的根本原因却是印度-欧亚碰撞以来青藏高原壳幔各圈层物质和能量的调整和再分配,即印度-欧亚大陆碰撞所引起的青藏高原下面地球各圈层内部及圈层之间(重点是中下地壳、岩石圈地幔、软流圈地幔)的物质与能量的调整和再平衡。正是这个物质与能量的调整和再平衡过程,从根本上控制着青藏高原的隆升、形成演化和资源环境效应。由此可见,只有阐明了地球深部过程,即地球内部的物质组成、性质、运动演化过程及动力学,才能抓住资源环境问题的关键。

    同样,矿产资源虽然主要就位于地球的浅表层,但其驱动力也来源于地球深部。地球深部过程是大规模成矿作用的“发动机”(提供能量和动力)、“供应源”(提供金属和流体)和“开拓者”(提供矿质输运通道和汇聚空间)。在不同动力学体系作用下,地球深部过程(包括地球深部发生的物质-能量交换以及成矿物质活化、调整和再分配)促使深部含矿岩浆和地壳流体运移、聚集,卸载,在地壳的适宜部位形成巨型成矿带和大型-超大型矿床。因此,要从根本上回答我国矿产的分布格局与资源潜力,从深层次上揭示区域成矿规律和金属巨量堆积过程,开辟新的找矿空间和深度,预测找矿战略新区,就必须深入理解地球深部过程,深刻揭示地球深部物质、结构和层圈相互作用,特别是深部物质-能量交换-传输的地球动力学过程,创建全新的成矿理论体系。

    地球深部过程是指地球内部(从地壳到地核)壳-幔物质与能量交换、物质运动行为、轨迹及其动力学响应。地球深部过程与成矿,是指在不同力系作用下,深部物质重新分异、调整,并在特定壳-幔结构空间驱动含矿热液流体运移、富集并在地壳介质的适宜部位,特别是在深部空间(500米~3000米)形成大型、超大型矿床或矿集区的作用过程。主要包括岩石圈尺度(背景场)、Moho界面(壳-幔物质与能量交换的界面)、小于5千米 的“透明”上地壳(理解导矿控矿构造与层序和矿化分带)、500米~3000米深度(本世纪固体矿产勘查开发的主要深度)。地球深部过程及其对成山、成盆、成岩、成矿(包括能源)、成灾的制约和影响,是本世纪地球科学深化认识地球本体的核心科学问题。迄今,我国对矿产资源的利用和勘查工作主要还在500米以上的地球浅部,对地球深部的成矿规律了解得很不够。然而,如果只懂浅部不懂深部,不研究地球深部过程对矿产形成和保存的控制,就不能回答诸如我国急需矿种的成矿潜力究竟如何,在哪里能够找到大型-超大型矿床这样的重大资源战略问题,不能从根本上解决国家的矿产资源保障。

    关键科学问题 

    根据中国大陆所具备的独特地质条件,针对国内外研究现状和存在问题,提出下述三大关键科学问题:

    (一)深部物质组成、结构的不均一性和演变及差异成矿作用

    地球深部物质组成和结构的不均一性及深部壳幔作用过程,从根本上控制着矿产的区域性分布、区域优势矿种和成矿潜力的差异,也从根本上控制着矿产资源的形成。但迄今仍然不很清楚中国大陆重要成矿区带的深部结构、物质组成以及深部物质结构的不均一性与成矿元素离散与聚集的关系。因此,需要精细解剖中国大陆重要成矿区带不同尺度(从表层到壳幔过渡带)岩石圈的组成、结构与时空变化特点,深入研究岩浆作用的成因,有效识别幔源物质、壳源物质的贡献,将岩浆作用与成矿作用紧密地联系起来,围绕大矿、富矿形成的源、运、储,开展深入研究,查明成矿物质超常堆积的控制因素(如壳幔不均一性、岩石圈类型与厚度、地壳类型与厚度、软流圈的上隆及侧向运动、壳内和幔内或壳/幔相互作用的程度和方式)和差异成矿的根本原因。

    (二)深部流体过程与物质能量交换

    成矿作用与岩浆过程、岩浆-热液过程或热液过程引起的物质和能量交换密切相关,矿床的形成(成矿物质来源、成矿物质迁移和成矿元素的沉淀)离不开成矿流体,可以说没有成矿流体就没有矿床。深部巨量熔/流体在岩石圈内部的系统循环是金属元素活化、迁移的必要条件,也是大型超大型矿床形成的诱因。但迄今对岩浆和热液体系氧逸度变化的控制因素及其对成矿作用的影响、对金属元素在深部熔/流体中迁移、演化与富集机理的认识还存在很大争议。因此,还需要采用多学科交叉结合的手段,充分考虑流体作用对软流圈地幔的改造和对成矿岩浆的贡献,查明流体的来源、迁移和聚集过程,查明金属元素富集机理和物质能量交换过程。

    (三)成矿系统的深部过程驱动机制

    深部过程应包括构造过程、岩浆过程、流体过程、热化学过程和地球物理过程。如前所述,地球深部过程控制着浅部构造运动与矿产资源的形成和保存,查明地球深部的物质组成、结构和性质,阐明地球深部过程(物质运移-聚集规律、运动-演化过程和动力学机制),是正确理解地球浅表层矿产资源形成、变化与保存等问题的关键。但迄今为止,对岩石圈及壳-幔圈层物质和能量交换的深部动力学过程仍然还停留在概念层次上,对金属元素超常堆积的控制因素和深部驱动机制也缺乏很好约束。因此,需要更新现有的技术和方法,补充新的分析手段(如铁、铜、镁和钙等非传统同位素示踪手段),重视高温高压实验研究,加强同位素示踪和数值模拟,通过地质学、地球化学和地球物理学的综合探测研究,利用合适的地质学和岩石学概念模型、边界条件和物性参数,探讨不同构造体制下的壳幔物质交换、矿源供给、流体迁移、成矿元素堆积和矿床定位等一系列不同层次深部过程的驱动机制,阐明由深部地质过程引发的构造-岩浆-流体-化学作用与元素富集成矿机理。

    长远目标与近期目标 

    应当紧紧围绕上述三个关键科学问题开展“地球深部过程与成矿作用”研究,努力达到建立地球深部过程与成矿作用相统一的理论的长期目标,提高矿产资源保障工作的预见性与目的性。

    “地球深部过程与成矿作用”研究的近期目标是:揭示造山带、克拉通、大花岗岩省、地幔柱的深部物质组成、结构、演变及与成矿作用的内在联系,开展相应的实验模拟和方法研究,解剖代表性大型矿集区,查明其深部流体作用与物质能量交换,成矿作用的深部驱动机制,控制大规模成矿的主要因素,提升大型矿床预测效率。在时间上,以中-新生代为重点,兼顾晚古生代;圈层上,以地壳-上地幔为重点,适当探索核幔边界。□

    (标题为编者所加) 

    寻找战略新区须深入理解地球深部过程

    9月28日,2024年全国科普日活动期间,中国地质调查局青岛海洋地质研究所(以下简称“青岛海洋所”)联合山东教育电视台、中国地球物理学会、青岛海洋科普联盟、山东石油学会、青岛市科学技术协会、青岛市地质学会、中国石油大学出版社等单位共同推出全国科普日特别直播活动:“‘鉴’护海洋”。近6万名观众次通过青岛海洋地质研究所视频号、山东教育电视台、“悦读成长计划”视频号、青岛海洋科普联盟“微赞”平台、中国地球物理学会“地球科学探秘”视频号、中国石油大学出版社“好学好知”视频号等平台观看。

    本次科普直播活动围绕习近平生态文明思想,紧扣“提升全民科学素质 协力建设科技强国”的全国科普日主题,采用主持人与青岛海洋所三位专家进行现场科普访谈的形式展开。访谈期间,三位专家从司法鉴定的定义讲起,逐步引申到司法鉴定人、司法鉴定的类别等,并结合自身的办案经历,介绍了海洋环境损害鉴定的特点,损害评估的流程和难点,详细分享了盗采海砂环境损害鉴定、湿地损害鉴定及修复、土壤污染修复后效果鉴定等典型案例,阐述了海洋环境损害鉴定在海洋资源和生态环境保护中的作用。

    本次直播访谈活动包含了丰富的海洋学、地质学、地球物理学、地球化学等多个学科领域的知识点,观众们通过聆听专家的讲解,明白了海洋环境损害鉴定的概念,了解了司法鉴定人如何为海洋环境司法鉴定工作提供保障,领悟了科研工作者开展海洋资源环境损害司法鉴定的意义。活动也弘扬了新时代科学家精神,向以青少年为主体的社会公众普及了知识,宣传了科技创新成果,进一步提高了大家关心海洋环境、保护地球家园的意识。

     
    青岛海洋地质研究所举办全国科普日直播活动:“鉴”...

    应中国地质科学院地质力学研究所(以下简称“地质力学所”)能源研究室邀请,近期,德国基尔大学Mehdi Ostadhassan教授来地质力学所作题为“Multiscale evaluation of mechanical properties of geomaterials”的学术报告。

    Mehdi Ostadhassan教授于2021年荣获德国“洪堡学者”,在德国基尔大学(Kiel University)开展页岩储层地质力学方面的研究工作,致力于从多尺度对岩石力学性质进行定量评估。其主要研究领域为非常规油气地质力学、页岩弹性各向异性、页岩油藏工程、以及应力与页岩油气开发的耦合作用等方面;担任Journal of Oil, Gas and Petrochemical Sciences副主编和Journal of Chemistry首席客座编辑; 是美国石油工程师协会、勘探地球物理学家协会以及美国石油地质学家协会会员。Mehdi教授已出版非常规油气地质力学相关研究领域3本英文专著,在油气地质学顶级期刊(AAPG Bulletin;Marine and Petroleum Geology;Energy & Fuels)等杂志发表SCI论文170余篇;与全球多所大学和油气公司开展非常规油气领域的广泛合作,尤其在页岩地质力学和弹性各向异性方面具有较高的知名度。 

    此次报告会,Mehdi教授介绍了页岩微观纳米尺度到宏观实验样品的结构表征、力学性质差异的影响因素,详细讲解了纳米压痕实验的基本原理和注意事项以及数据获取和解释,分析宏观实验样品的岩石力学性质与页岩微观结构、矿物成分、含量等多种参数之间的关系,介绍了岩石材料从微观纳米尺度到宏观样品尺度之间的定量评估模型建立要求。Mehdi教授的报告精彩纷呈、内容充分紧凑,激发了与会人员的强烈兴趣和热烈讨论,取得了良好的学术交流效果。

    地质力学所主要负责同志及多名从事油气地质、地质灾害、地质力学等方面的科研人员和学生参加了报告会。会后,地质力学所与Mehdi教授进行了深入交流,为进一步深化与基尔大学的交流合作奠定了良好的基础。

    德国基尔大学Mehdi Ostadhassan教授受邀来地质力学研...

    5月28日,中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心(以下简称“长沙中心”)华东-华南项目组,携手中南大学地球科学与信息物理学院、湖南省会同县自然资源局、怀化市凯诚矿业有限公司和湖南省会同县林城镇第一完全小学,共同开展以“科技护航,探索地球奥秘,共筑和谐未来”为主题的科普宣传活动,以认真做好2024年全国科技活动周科普宣传,引导公众了解矿产资源和保护地质环境。

    在第一完全小学,科普工作者发放宣传手册,讲解主题展板,开展“细说黄金那些事”和“小石头、大秘密”主题科普讲座,详细介绍何继善、胡瑞忠、万步炎等地质学家找矿事迹和地质基础知识、技术方法手段、科技创新进展等,并开展趣味问题游戏和发放科普图书80余册。师生们通过观察矿石标本,参加宣传横幅签名等活动,切身感受到地球科学的无穷魅力,激发对地质事业的关注与热爱。大家纷纷表示,矿产资源与我们的日常生活息息相关,今后将争当爱护地球家园的“环保卫士”,以实际行动保护国家资源,爱护生态环境。

    下一步,长沙中心将继续发挥科普公益服务职能,利用自身专业技术和人才团队优势,开展形式多样、内容丰富的系列科普活动,积极向社会大众普及地球科学知识,为服务科教兴国战略实施贡献地质力量。

    观察矿石标本

    宣传横幅签名

    长沙中心扎实开展全国科技活动周活动

    应吉林大学邀请,12月8日,地调局广州海洋局局长叶建良带队参加了吉林大学举办的首届科技服务地方与合作发展大会。会议期间,叶建良代表广州海洋局与吉林大学签署战略合作协议,并向吉林大学赠送大洋多金属结核、富钴结壳样品,在吉林大学举行了2018届优秀毕业生现场招聘会,与10名应届博士毕业生签署了意向协议。

    以“构建合作发展体系,服务地方经济发展”为主题的吉林大学首届科技服务地方与合作发展大会,吸引了来自江苏省、浙江省、河南省、山东省、广东省、吉林省等16个省市区的182个地方政府、253家企事业单位共计1100余人参加。广州海洋局叶建良局长应邀出席大会,并在开幕式上发表重要讲话,重点介绍了2017年水合物试采取得的重要成果,向吉林大学对广州海洋局长期支持表示感谢,讲话引起了与会嘉宾的高度关注和浓厚兴趣。

    会议期间,广州海洋局与吉林大学签署战略合作协议。双方将本着“优势互补、资源共享、求真务实、创新发展”的原则,紧密围绕国家重大需求,在深海探测、天然气水合物试采、学科建设以及人才培养等方面进行深入合作,培养和造就高端海洋地学科技人才,不断提升我国“深海进入、深海探测、深海开发”能力。

    会前,吉林大学党委书记杨振斌会见了叶建良局长,并举行了大洋多金属结核样品和富钴结壳样品捐赠仪式。吉林省副省长金育辉、教育部科技司司长雷朝滋、科技部创新发展司副司长张旭以及吉林省科技厅厅长李建华、教育厅副厅长苏忠民等领导出席并见证了捐赠仪式。广州海洋局捐赠的大洋多金属结核、富钴结壳样品将永久保存在吉林大学地质博物馆。

    利用此次到吉林大学参会的机会,叶建良局长还精心策划了吉林大学2018届优秀毕业生现场招聘会,亲自向应聘毕业生介绍了广州的经济及区位优势、广州海洋局的重要成果、人才发展平台以及广州海洋局的人才政策等。招聘现场人头攒动,学子反响热烈。通过这次现场招聘,广州海洋局已与吉林大学地球探测与信息技术、固体地球物理学、地质工程、矿产普查与勘探以及构造地质学等5个专业方向的10名应届博士毕业生签署了意向协议。

    广州海洋局向吉林大学捐赠富钴结壳样品

    签订战略合作协议

    叶建良局长讲话

    广州海洋局与吉林大学签署战略合作协议

    采写已故海归战略科学家黄大年事迹,是一次难忘的过程。

    初次接触他的生平简介,我们感到:在当下我们惯见的世俗中,他的很多做法太过“高大上”,近乎“不真实”。

    他为什么要放弃英国的高薪洋房,回到祖国重新开始?

    他为什么不求院士头衔、行政职务,一心只埋头研究?

    他为什么非得忙到回不了家,甚至连命都可以不要?

     

    黄大年教授生前在松辽盆地大陆科学钻2号井前留影。

    ……

    我们一直在追问,寻找一个可以为他的人生轨迹、为他的不同寻常作出合理解释的答案。

    我们一次次走近他的团队、朋友和学生,我们渐渐有了叹服,有了敬仰,有了瞬间迸发的泪水,有了长留心间的感动。

    爱国,

    是我们能找到的唯一答案

    当我们走进吉林大学地质宫这栋始建于上世纪50年代的教学楼,看到那斑驳的墙壁、老旧的楼梯,我们立刻就理解了当初很多人对他的不解:“人到中年,功成名就,你还要折腾什么?”

    “如果不回国,他们一家人在英国应该会工作、生活得很好。”当我们去采访他的好友、国土资源部科技与国际合作司副司长高平时,她刚刚开口,就用纸巾掩住了眼睛。

    很多人都提起他那句“高调”的表达:“国家在召唤我们,我应该回去!”坦率地讲,我们最初的反应是:年过半百,这么热血沸腾的激情从哪儿来?

    在常人看来,如果他想为国效力,完全可以定期回国、两边兼顾,在吉林大学做一个“流动编”教授。

    可是,他不愿意。

    整整一个月,从长春到北京,从他生前同事、学生采访到他的同行、好友,涉及相关人士30多人,形成近20万字的采访笔记……

    夜深人静,我们整理笔记,从入党誓言到毕业赠言,从为了学校科研放弃出国,到完成留学任务立刻返回,从听到国歌会流泪,到主动去当北京申奥志愿者,不同的人在不同场合、不同时间讲述的相似情节,让我们渐渐感到,对于爱国这件事,黄大年绝不是应景式表态。

    海漂多年,他心底积存的爱太炽热、太强烈,所以他无法含蓄,也无需掩饰。

    吉林大学党委统战部副部长任波讲的一个故事,始终在脑海中挥之不去:黄大年回国后,统战部组织了一次留学人员的艺术沙龙。那是黄大年回国后第一次进KTV,组织者要求每个人都要唱一首。

    “黄老师当时很谦虚,他说:‘哎呀我特别喜欢唱,可就是一到高音就跑调。’在大家的鼓动下,他上去唱了:《垄上行》《我的中国心》、《我爱你中国》、《祖国,慈祥的母亲》、《我的祖国》……不断地唱,不断地唱。”

    结果,大家一致认为,当天的“麦霸”是黄老师。

    “你知道‘麦霸’是什么意思吗?”

    他像个孩子似的兴奋地说:“麦霸?那是一种荣誉吧!?”

    那一天,结束采访,已是夜晚。我们走在吉林大学的校园里,内心因为任波的讲述震荡着,我们似乎距离他的内心更近了一步。

    他的回国,捧回了一颗赤子之心。这颗心,支撑着他的付出与疲倦、奋斗与信念,熔铸成他生命的内核,散发着无尽的光与热,让那么多人众口一词、久久难忘。

    回到住地,我们两人一个一遍遍听着《我爱你中国》,一个看着《我的祖国》视频中《上甘岭》的黑白电影画面……热泪盈眶。

    越了解,越痛惜,越无法释然他当初的决定——即使在今天,海外留学者人才济济,我们翻看他的履历,仍觉走进一段传奇:1996年,一个名叫黄大年的中国人,刷新了英国利兹大学的历史——以排名第一的成绩获得地球物理学博士学位。在导师的惋惜、同学们的惊异中,他一天没有耽搁,踏上归程,返回祖国。

    而正是他的归来,让某国当年的航母演习整个舰队后退100海里。

    为什么?很多人,因为时空的阻隔、境遇的改变,渐行渐远,不再回头。而他,饱尝了奋斗的艰辛,一颗心依然滚烫。

    再度归来时,他已经带领团队实现了通过快速移动方式实施对地穿透式精确探测的技术突破。这项技术可以应用于军事和民用领域,是当今世界各国科技竞争乃至战略部署的制高点。一旦离开,他必须承诺不再使用此前的研究。那是一个科学家多少年奋斗的心血啊!

    为什么?他已经站在了人生的巅峰,有多少人望其兴叹、欲求不得,可他却能当断即断、毅然决然!

    那一刻,我们可以确信:爱国,早已深深刻进了他的骨子里。这是他执着认定的、用毕生生命给出的答案。

    他的本真,他的率性,

    正是这个社会所呼唤的清流

    随着采访的深入,我们看到了一个率真的黄大年。有人说,他在科研项目的分配中不徇私情、“不讲情面”;有人说,他在科研项目的管理中,“盯得很紧”、有责必问……

    我们问他的生前同事:他有没有发过脾气?很多人摇了摇头,想不起来。印象中,黄老师总是笑眯眯的,谦逊又和善。直到他的秘书王郁涵讲到他因为有些课题组成员的工作态度“摔手机”……

    我们又找到和他“惺惺相惜”的中国地质科学院原副院长董树文,和他“深夜长谈”的中科院地质地球物理所副所长杨长春,他们以科学家的实事求是告诉我们黄大年的困惑与焦虑,以及他如何在低谷中调整心态,又如何去积极地改造环境。

    有一些细节,哪怕只言片语,却给了我们无名的感动。

    当我们走进地质宫旁的机库,站在那架试飞成功的样机前,想象着拆迁队突然要来拆除机库时、黄大年情急之下躺在卡车前的情形,随口就问了句:“黄老师当时躺在哪儿?”

    青年教师焦健用手一指门前的那块水泥地,眼圈红了:“那儿,黄老师当时就在那儿。”

    一瞬间,我们流泪了,怔怔盯着那片空地。

    这是怎样一个为了科学可以舍去自己的人啊!

    在这个人们内心时常被浮躁困扰的时代,他的本真,他的率性,正是这个社会所呼唤的清流,是中国知识分子应该具备的良知与担当。

    我们接触的人越多,越看到他不同的侧面;问的问题越细,越感受到他鲜明的棱角;越是有新的发现,越停不下追寻的脚步……白天,我们就像“中了魔”,坐进一个受访者的办公室,就开始一刻不停地敲击键盘;晚上,又像“失了魂”,脑海中总在回放着那些场景:他在深夜奔波机场、火车站,他在女儿婚礼上疲惫而又幸福的微笑,学生们送走来宾后集体跪倒在他灵前……

    这些点滴,聚沙成塔,从模糊变得清晰,真实映射出黄大年的精神世界。脑海中总是回响黄大年告诫学生的那句话:

    “吃东西可以汤汤水水,但做事千万不能汤汤水水,唯有认真对待每一个细节,才能成就最好的结果……”

    黄大年曾说,他的偶像是“两弹元勋”邓稼先:“看到他,你会知道怎样才能一生无悔,什么才能称之为中国脊梁。当你面临同样选择时,你是否会像他那样,义无反顾?”

    现在,他做到了。他用同样的选择,为人们定义了什么是高尚的灵魂、什么是信仰的坐标。

    懂得他,

    也懂得了和他站在一起的一群人

    黄大年生前曾说,能让中国立足于世界民族之林,有一帮人在拼命,不是我一个人……这是一个群体。

    通过这次采访,我们结识了这样一个群体。

    黄大年的助手于平无意中说了一句话,说施一公得知黄大年病危,连夜为他四处联系医生会诊,急得落泪。

    我们很想知道,这两位身处不同研究领域、回国前并无交集的专家究竟因为什么,有着如此深厚的交情。为了采访施一公,我们等了近10天,每天和他联系,他都用短信回复“在忙,稍后联系你”,直到有一天晚上11点,他拨通我们的电话,上来第一句说:“我真的很抱歉,这段时间我有个研究内容很关键,我吃饭都是在以秒来计算。”

    “以秒来计算”,这让我们立刻想到了“惜时不惜命”的黄大年。

    同样功成名就的海归,同样的科研“疯子”。原本以为他们会联系紧密、经常切磋,谁知施一公说:“因为我们都太忙,没有单独吃过一次饭,即使谈话也没有一次超过半小时,但是我们回国的选择是一样的,对国家发展的想法是一致的,所以哪怕只是寥寥数语、一个眼神,就能明白对方,这就是心有灵犀、相见恨晚吧。”

    到后来,说到送别,他只说了一句,声音有些颤抖:“一个赤胆忠心的人就那么走了……”我们没有再问,因为已无需再问,对于这样一群一心报国的人而言,还有什么比“壮志未酬身先死”更令人扼腕痛惜呢?!

    在这群人身上,不仅仅只有爱国。他们既有爱国之心又有报国本领,他们是把爱国的理想和科学的追求完美结合起来的人。

    董树文是我国最大规模深部探测项目的首席科学家。黄大年曾因为着急科研进度、抱怨人浮于事和董树文发飙,我们原以为,董树文会不高兴,甚至会排斥黄大年,可是他却面带微笑、云淡风轻地说出了那段往事,说出了他是怎样劝慰他,又是怎样支持他。那一刻,我们内心是触动的,触动于他们面对科学时的那种实事求是,触动于他们超凡脱俗的那种处世之道。

    我们问了董树文一个问题:“怎么理解黄大年那种对科学探索的疯狂?”他没有迟疑,就给出一个让我们瞬间折服的回答:“科学家就得有这种激情,才有创新的驱动力。我是搞地质的,我自己现在上山前都要打针,往半月板里打针,因为我的半月板已经碎了,但是我觉得很幸福,因为一辈子干的事是你愿意干的,是很幸福的。大年也一样,一辈子能有几次机会接近自己的梦想,是幸福的。”

    采访快要结束时,董树文特意带我们去看深探项目的成果展,每一块展板、每一项成果,他都如数家珍。他说,深探项目结题时,他和黄大年两人去德国演讲,走下讲台的时候,台下的掌声把他们都震了。有位外国专家惊呼:“中国人不再沉默了,他们大有领先世界的势头!”

    说完,严谨的董树文笑得很骄傲!那笑里,有探索者的豪迈,也有报国者的真情。

    那一刻,我们的眼眶很热,我们在他身上看到了黄大年,看到了一批“从来不缺痴心”的中国科学家。我们也许不懂他们的科学,但我们却深深懂得了他们的心灵和力量。

    就是这样一群人,感召着更多的人。于平说,原本以为黄老师走了,大家就散了,可是没想到,大家还在,都想把黄老师未竟的事业完成。

    黄大年最得意的门生马国庆曾经为了帮老师留下来,没有出国。现在他一口气领下了好几个项目,要把老师规划的事情做完。他眼里有泪,还调侃说:“我现在这么年轻就得了颈椎病,都怪黄老师。”

    黄老师生前费尽心思吸引到吉林的专家和海归人才也在想尽办法,把他弥留之际还在关心的新兴交叉学部的各项工作细化下去……

    还有黄老师的那些学生,都没有忘记对老师许下的诺言:学成回来,汇聚起来,就是中国深部探测的生力军。

    我们曾经很想问:58岁,太短。黄老师的这一生,值得吗?

    杨长春的回答又一次让我们哭了:“很多人觉得大年苦,苦吗?不苦。从整体上讲,他回国后是幸福的。就像一滴水,不管有多曲折,汇入了大海,融入了潮流,终将改变历史的潮汐,而那之中,留下了他的印迹。”

    这句话,击中了我们的心。

    那一刻,我们终于懂了他。

    祖国,生命为您澎湃

    由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2017年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2017年12月31日在京揭晓。

    此项年度评选活动至今已举办了24次。评选结果经新闻媒体广泛报道后,在社会上产生了强烈反响,使公众进一步了解国内外科技发展的动态,对宣传、普及科学技术起到了积极作用。

     

    2017年中国十大科技进展新闻  

    1.我国科学家利用化学物质合成完整活性染色体

    我国科学家利用化学物质合成了4条人工设计的酿酒酵母染色体,标志着人类向“再造生命”又迈进一大步。该研究利用小分子核苷酸精准合成了活体真核染色体,首次实现人工基因组合成序列与设计序列的完全匹配,得到的酵母基因组具备完整的生命活性。该研究结果2017310日在《科学》发表,我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。自2012年开始,天津大学、清华大学和深圳华大基因研究院与美国等国家的科研机构共同推动了酵母基因组合成国际计划(Sc2.0),旨在对酿酒酵母基因组进行人工重新设计和化学再造。我国科学家此次成功合成的4条酿酒酵母染色体,占Sc2.0计划已经合成染色体的2/3 

    2.国产水下滑翔机下潜6329米刷新世界纪录

    我国自主研发的“海翼”号水下滑翔机于20173月在马里亚纳海沟挑战者深渊,完成大深度下潜观测任务并安全回收,最大下潜深度达到6329米,刷新了水下滑翔机最大下潜深度的世界纪录。“海翼”号水下滑翔机是根据中科院B类战略先导专项的部署,由中科院沈阳自动化所研制的、具有完全自主知识产权的新型水下观测平台。从原理样机的研发到深渊观测任务的圆满完成经历了13个年头,包含浅海、深海、深渊等不同型号的水下滑翔机20余台。此次“海翼”号在马里亚纳海沟共完成了12次下潜工作,总航程超过134.6公里,收集了大量高分辨率的深渊区域水体信息,为海洋科学家研究该区域的水文特性提供宝贵资料。  

    3.世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生
      

    201753日中国科技大学潘建伟院士科研团队宣布光量子计算机成功构建。潘建伟团队在多光子纠缠领域始终保持着国际领先水平,团队利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源,通过电控可编程的光量子线路,构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。实验测试表明,该原型机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍,通过和经典算法比较,也比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍。这台光量子计算机标志着我国在基于光子的量子计算机研究方面取得突破性进展,为最终实现超越经典计算能力的量子计算奠定了坚实基础。 

    4.国产大型客机C919首飞

     

    我国首款国际主流水准的国产大型客机C91920175514时许在上海浦东国际机场首飞。C919的全称是“COMAC919”,COMACC919的主制造商中国商飞公司的英文名称简写,“C”既是“COMAC”的第一个字母,也是中国的英文名称“CHINA”的第一个字母,体现了大型客机是国家的意志、人民的期望。第一个9寓意“天长地久”,19寓意C919大型客机最大载客量190人。C919拥有完全自主知识产权,是建设创新型国家的标志性工程,凝聚了国内最优秀的设计人才和工程人才,针对先进的气动布局、结构材料和机载系统,研制人员共规划了102项关键技术攻关,包括飞机发动机一体化设计、电传飞控系统控制律设计、主动控制技术等。  

    5.我国首次海域天然气水合物试开采

     

    2017518日,我国首次实现海域可燃冰试采成功,南海神狐海域天然气水合物(又称可燃冰)试采实现连续187个小时的稳定产气。这是“中国理论”“中国技术”“中国装备”所凝结而成的突出成就,中国人民又攀登上了世界科技的新高峰。源源不断的天然气从1200多米的深海底之下200多米的底层中开采上来,点燃了全球最大海上钻探平台“蓝鲸一号”的喷火装置。这是我国首次,也是全球首次对资源量占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功实现试采。从“蓝鲸一号”起步的可燃冰试采,不仅对我国未来的能源安全保障、优化能源结构具有重要意义,甚至可能给世界能源接替研发格局带来改变。  

    6.我国“人造太阳”装置创造世界新纪录

     

    国家大科学装置——全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环(EAST)实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。这一重要突破标志着,我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面将继续引领国际前沿。东方超环是世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置,对国际热核聚变试验堆(ITER)计划具有重大科学意义。由于核聚变的反应原理与太阳类似,因此,东方超环也被称作“人造太阳”。该成果将为未来ITER长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持,也为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。  

    7.中国科学家首次发现突破传统分类新型费米子

     

    中国科学院物理研究所科研团队首次发现了突破传统分类的新型费米子——三重简并费米子,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向。这一研究成果于2017619日由《自然》杂志在线发表。寻找新型费米子是近年来拓扑物态领域一个挑战性的前沿科学问题,也是该领域国际竞争的焦点之一。此次新型费米子的发现从理论预言、样品制备到实验观测的全过程,都是由我国科学家独立完成的,它是凝聚态物理中固体理论的一个重要突破。这一研究成果对促进人们认识电子拓扑物态、发现新奇物理现象、开发新型电子器件以及深入理解基本粒子性质都具有重要的意义。  

    8.量子通信“从理想王国走到现实王国”

     

    2017118日,我国研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成4个月的在轨测试后,正式交付使用。2017616日,中国科学技术大学潘建伟、彭承志等带领的团队宣布,利用“墨子号”在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发,并于此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”于929日正式开通。结合“墨子号”卫星,我国科学家成功与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信。“墨子号”圆满实现了三大既定科学目标,用潘建伟的话说,千公里级的星地双向量子通信,终于“从理想王国走到了现实王国”。  

    9.中科院推出高产水稻新种质

     

    由中科院亚热带农业生态研究所夏新界研究员领衔的水稻育种团队于20171016日宣布,历经十余年研究,团队日前培育出超高产优质“巨型稻”:株高可达2.2米、亩产可达800千克以上、具有高产、抗倒伏、抗病虫害、耐淹涝等特点。经农业部植物新品种测试中心DNA指纹检测,以及华智水稻生物技术有限公司56k水稻SNP基因芯片指纹图谱检测,确认“巨型稻”是一种水稻新种质材料。这种“巨型稻”光合效率高,单位面积生物量比现有水稻品种高出50%,平均有效分蘖40个,单穂最高实粒数达500多粒,单季产量可超过800千克/亩。它是运用突变体诱导、野生稻远缘杂交、分子标记定向选育等一系列育种新技术,获得的水稻新种质材料。  

    10.“悟空”发现疑似暗物质踪迹

     

    20171130日,中国暗物质粒子探测卫星“悟空”的首批探测成果在《自然》杂志上刊发。“悟空”测量到电子宇宙射线能谱在1.4万亿电子伏特(TeV)能量处的异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,人类就可以跟随着“悟空”的脚步去找寻宇宙中5%以外的广袤未知,这将是一个超出想象的成就。即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。“悟空”投入相对小,在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类粒子的本领”两项关键技术指标方面世界领先。 

     

    2017年世界十大科技进展新闻 

    1.新传感器技术可实现意念操控机械假肢

     

    一个国际团队在《自然—生物医学工程》上发表论文表示,在他们研发的传感器技术助力下,机械假肢能探测到使用者脊髓运动神经元发出的电信号,使假肢的控制更加灵活,这相当于用意念控制假肢。有关技术有望帮助截肢人士恢复更多活动功能。这种新传感器能让机械假肢直接探测到来自脊髓运动神经元发出的电信号,比起单纯依靠肌肉抽动来控制的方式,这样的操控可做到更精确,可完成的动作也更复杂,机械假肢的实用性随之提高。团队下一步将对这一新型机械假肢进行更大范围的临床测试,经过不断改进后,这类产品有望在未来三年进入市场。  

    2.DNA数据存储新法问世

     

    美国科学家在201732日出版的《科学》杂志上报告说,他们想出了一种新的方式将数据编码进脱氧核糖核酸(DNA),从而创造出迄今最高密度大规模数据存储方案。在这套系统中,1DNA具有存储215拍字节(2.15亿千兆字节)的能力。原则上,它可以将人类有史以来的所有数据存储在一个大小和重量相当于两辆小货车的容器中。然而这项技术能否起飞主要取决于成本。用DNA存储数据有很多优势。它是超级压缩的,并且在寒冷干燥的地方可以保存数十万年。同时只要人类社会还在读取和书写DNA,他们就能够解码这些信息。科学家还可以为这些文件制作几乎不受数量限制的无差错文件副本。  

    3.“二手”火箭,成功发射回收

     

    美国太空探索技术公司于2017330日利用翻新的“二手”火箭把一颗商业通信卫星发射上天,这是人类太空史上的第一次。此次发射的主要任务是把欧洲卫星公司的SES-10卫星送至地球同步静止轨道,但特殊之处在于这枚“猎鹰9”火箭的第一级曾于20164月为国际空间站运送过货物,此后降落在太平洋的一艘无人船上,是人类从海上成功回收的第一个火箭第一级。经翻新并加上第二级后,火箭第一级被运回肯尼迪航天中心再次承担轨道级发射任务。火箭第一级回收的目的是研制可重复使用的运载火箭。传统火箭都是一次性使用,一旦能够回收重复使用,将有望降低发射成本。  

    4.3D打印卵巢具有生育能力

     

    2017516日出版的《自然—通讯》杂志报道称,美国科学家通过3D打印技术,由凝胶制成的人工卵巢能够使老鼠受孕并产下健康的后代。在这项研究中,科学家使用了一个具有发射凝胶喷嘴的3D打印机,而其所使用的凝胶来源于动物卵巢中天然存在的胶原蛋白。研究人员通过在载玻片上打印各种重叠的凝胶纤维图案来构建卵巢。随后,他们利用外科手术摘除了7只小鼠的卵巢,并在其位置上缝合了人工卵巢。小鼠交配后,其中3只雌鼠分别产下了健康幼崽。这些产崽的雌鼠同时还能自然泌乳,这表明嵌入支架的卵泡产生了正常水平的激素。该成果或能帮助因放疗或化疗导致不育的癌症幸存者恢复生育能力。  

    5.科学家成功用引力为星球测重

     

    《科学》杂志于201767日发文称,爱因斯坦的广义相对论提出100年后,科学家成功地运用该理论确定了一颗白矮星的质量,使当初在爱因斯坦看来“不可能的希望”成为现实。科学家在5000多颗恒星中寻找具有这种直线排列形式的星球,发现白矮星STEIN 2051 B恰好有着这种完美的定位——它在20143月正好位于一颗背景星球之前。他们利用哈勃望远镜对此现象进行观察,测量背景星球表观位置的微移动,这一作用被称作天体测量的微引力透镜效应。根据所测得的数据,他们估计,该星球的质量约为太阳质量的0.675倍。直接测量STEIN 2051 B的质量对理解白矮星的进化具有重要意义。  

    6.全球首次发现双粲重子

     

    欧洲核子研究中心于201776日宣布,经多国科学家共同努力,在世界上首次发现了一种被称为双粲重子的新粒子,这将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用的本质。中国团队对这一发现功不可没。这一最新发现来自欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)上的底夸克探测器(LHCb)合作组。据介绍,这种双粲重子含有两个质量较大的粲夸克和一个上夸克,质量约3621兆电子伏,几乎是质子质量的4倍,理论预期其内部结构迥异于普通重子。底夸克探测器是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的粒子物理实验装置之一,专门研究重夸克粒子的产生和衰变。  

    7.华人科学家宣布发现“天使粒子”

     

    美国斯坦福大学华人科学家张首晟等人于2017720日在《科学》杂志上报告说,他们首次发现了马约拉纳费米子存在的证据。这一重大发现解决了困扰量子物理学80年的难题,对量子计算也具有重要意义。张首晟领导的理论团队预言了通过怎样的实验平台能够找到马约拉纳费米子,哪些实验信号能够作为证据;加利福尼亚大学洛杉矶分校的何庆林、王康隆以及欧文分校的夏晶领导的实验团队与理论团队密切合作,在实验中发现了被称为手性马约拉纳费米子的一类最基本马约拉纳费米子。意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言,自然界中可能存在一类特殊的粒子,它们的反粒子就是自身,这种粒子被称为马约拉纳费米子。  

    8.科学家用基因剪刀修复人类早期胚胎致病基因

     

    201782日出版的《自然》杂志报告,一个国际团队利用CRISPR基因编辑技术,成功修复了人类早期胚胎中一种与遗传性心脏病相关的基因突变。这是美国国内首次进行人类胚胎基因编辑。研究人员以肥厚型心肌病为研究对象。这是一种常见的单基因遗传病,由MYBPC3基因突变引起,是青壮年运动员猝死的主要原因之一。研究人员利用CRISPR基因编辑技术修复了人类早期胚胎中的这种突变,且定向非常精确,没有在非靶点位置产生突变。研究人员介绍,精确的基因编辑技术还有助获得更多健康胚胎,提高体外受精成功率。但研究团队谨慎表示,相关基因编辑方法仍需进一步优化。  

    9.世界首个分子机器人诞生

     

    《自然》杂志于2017920日报道,英国曼彻斯特大学科学家研制出世界上首个“分子机器人”,其能接收化学指令并完成组装分子等基本任务,未来可用于研发药物、设计先进制造工艺以及搭建分子组装线和分子工厂。组成分子机器人的碳、氢、氧和氮等原子总共只有150个,大小只有百万分之一毫米,将几百亿个这种机器人堆起来,也只有一粒盐那么大。但如此微小的分子机器人,却拥有机器手臂,能够根据指令操控单个分子,用机器手臂搭建分子产品。由于非常微小,这些分子机器人具有很多优势,能降低材料需求、加速药物研发、大幅减少能源消耗及推进产品微型化等。  

    10.引力波研究获重要进展

     

    全球多国科学家于20171016日宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。61日,科学家就称,第三次探测到了引力波。此次结果不仅再次验证了广义相对论,也为了解双黑洞系统的成因提供了线索。927日,宣布第四次探测到引力波,这是欧洲和美国的探测器首次共同发现引力波。 

    我国首次海域天然气水合物试开采入选中国十大科技进...

    9月17日~20日,经济地质学家学会(Society of Economic Geologists,简称SEG)2017年科学年会在中国地质大学(北京)召开。这是该学会自1920年成立以来第一次在亚洲举办科学年会。

    本届年会以“亚洲矿床:中国及其邻区”为主题,主要关注当前全球矿床学研究领域和矿产资源勘探开发的热点话题,探讨中国及其邻区在“一带一路”背景下解决全球矿业低迷问题的领导作用,来自中国、美国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯等30余个国家的近800名代表参加了会议。

    开幕式现场

    分报告现场

    聆听报告

    参观学术展板

    举办高规格会议意义重大

    9月18日,大会组委会主席Richard Goldfarb主持了开幕式,中国科学院院士翟裕生、莫宣学等出席。

    在开幕式上,中国地质调查局党组成员、副局长李金发表示,矿床地质学的发展,需要秉承“大地质观”,丰富地球系统科学发展的内涵;需要秉承“大资源观”,推进更多门类的自然资源综合调查;需要秉承“大生态观”,确保资源开发利用的生态安全;需要秉承“大数据观”,充分挖掘地质数据潜力并发现新的科学规律。本次SEG年会围绕中国及邻区矿床地质有关问题开展深入交流与研讨,这对于推动矿床地质学的发展,乃至矿业的复苏,都将起到积极的作用。

    李金发还表示,矿产资源是人类赖以生存和发展的物质基础,在社会发展到后工业化时代的今天,世界各国对矿产资源的需求依然十分强劲。目前,矿业受全球经济的影响,呈现出周期性下行特征,国际矿业市场低位运行。在此背景下,中国地质调查局作为国家公益性地质调查机构,围绕国家经济发展新常态下的重大需求,坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念,持续推进矿产资源调查研究,有力地支撑了中国矿业可持续发展。

    国土资源部总工程师、中国矿业联合会会长彭齐鸣,中国地质大学(北京)校长邓军也分别致辞。彭齐鸣表示,“一带一路”为国际矿业合作创造了巨大的机遇,这将成为推动地球科学特别是经济地质发展的强大动力。邓军说,此次会议将研究重点放在东亚地区演化的理解和世界级矿床的形成上,为来自世界不同国家的科学家提供了一次了解亚洲的良好机会,也使亚洲发展中国家的进步和变化成为世界关注的焦点。

    作为会议主办方之一,中国地质大学(北京)的相关负责人在接受记者采访时表示,中国及邻区范围内一些世界级、超大型矿床与成矿带的地质特征及成矿规律研究已成为国际热点,具有重大的经济和学术意义。本次年会致力于交流中国及其邻区大型成矿系统的地质特征及成因规律的研究成果,旨在通过会前会后的野外实地考察、会议报告、短期课程、学生汇报和展板等形式,使与会人员更好地理解中国及其邻区国家大型矿床的成因及资源潜力,促进成矿作用、成矿规律研究,促进广大矿床学学者之间的学术交流,同时对我国未来战略找矿勘查活动提供优化建议。

    会议内容好比饕餮盛宴

    SEG是矿床学领域最权威的国际组织之一,其在业界的影响力十分巨大。据该组织执行理事Brian Hoal介绍,目前SEG已拥有来自近100个国家的超过7000名活跃会员,SEG科学年会也已经成为全球矿床勘探研究学界最前缘、最重要的学术交流平台。

    有专家指出,亚洲占有全世界1/3的土地,承载了世界上60%的人口。亚洲国家在过去几十年经济迅速发展的同时,对矿产资源需求的增大,也带来了资源紧缺与生态环境问题。矿产资源勘探越来越多地依靠矿床学理论与技术的进步,这就要求人们对我国和邻区的成矿背景有更加深刻的认识。

    根据本届会议“亚洲矿床:中国及其邻区”这一主题,组委会安排了非常丰富的会议内容。据介绍,本次会议的主题是通过深入交流超大型成矿系统的地质特征与成因,更好地揭示经济发展区的资源潜力,提出未来更高效的勘探战略。与会专家学者以专题报告、大会报告、短期课程和展板等多种形式开展交流。

    大会报告邀请了来自全球的多位矿床勘探研究专家,报告内容主要包括:全球矿业形势现状与展望、深化成矿作用和成矿规律认识、提高矿产资源开发利用能力、“一带一路”沿线成矿规律与矿产开发等。分会场的专题报告和展板主要涉及的主题包括:中国金矿床、中国斑岩矽卡岩铜钼金铁矿床、中国浅成低温热液金矿床、华南钨锡矿床、阿尔泰晚古生代成矿作用、亚洲超大型矿床等。按照国际惯例和SEG年会传统,本次大会还设置了会前和会后短期课程和野外考察,主题主要包括:胶东金矿床、贵州类卡林矿床、铁-铜-金斑岩/矽卡岩矿床、IOCG矿床、钨锡矿床、金川铜镍铂族元素矿床、浅成低温热液金矿床等。

    特别值得一提的是,瑞士日内瓦大学教授Lluís Fontboté应邀在开幕式上做了Future Supply of Mineral Resources(矿产资源的未来供给)主题报告,详细介绍了从19世纪60年代至今全球矿产资源的开发利用情况。

    他表示,依照传统观念,一些重要的矿产资源因为不可再生性和稀缺性的特点,产量已经达到或将要达到峰值,今后的产量将会逐步减少,面临着资源枯竭的危险。但是,从矿床地质学研究的角度来看,目前人类勘探开采的矿床绝大多数集中在浅表(500米以浅),地球深部的矿产资源储量依旧丰富,因此只要开展深部找矿,就能缓解矿产资源枯竭的困境。从这个角度来说,矿产资源的勘探开发依然拥有很好的发展前景。但同时我们也应该注意到,社会效益、环境问题、投资市场、深部探矿技术等问题目前依旧是制约矿产勘探与开发的瓶颈。下一步,我们需要努力做到降低生产成本、发展勘探技术、提高生产效率、减少环境影响等,还需要建立新的矿床地质模型,进一步提升地球物理学、矿物学等学科水平。

    此外,本次SEG科学年会也云集了众多国内外矿床勘探学界的“大牛”专家。一位与会学生兴奋地向记者表示:“平常的学术会议,如果能邀请到这些人中的一位或几位参会已经很不容易了,这次是第一次见到这些国内外‘大牛’们聚得这么齐!”他开玩笑说,本次大会的“星光灿烂”程度完全可以被看作是矿床勘探学界的“奥斯卡晚会”。

    知名科学家们不仅带来了一系列精彩的学术报告,同时也分享了他们近些年来取得的最新研究成果,更重要的是让众多矿床勘探研究者真切体会到这些“大牛”们做研究的态度。(本文图片由孙敬、王启祥拍摄)

     

    矿床学界“奥斯卡”盛会精彩纷呈

    中国地质调查局水文地质环境地质调查中心是自然资源部中国地质调查局直属的专业地质调查机构,主要承担水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害等调查及相关技术研究与开发工作。根据工作需要,现面向社会公开招聘工作人员10人,其中应届毕业生7人,在职人员3人。有关事宜公告如下。

    一、招聘对象

    1.2023年应届毕业生(非定向)、近两年(截至报名前)获得国(境)外学历学位的留学生。

    2.年龄35周岁以下,具有相关工作经历的在职人员(含博士后)。具有中级专业技术职务任职资格或博士学历学位年龄放宽至40周岁,具有高级专业技术职务任职资格年龄放宽至45周岁。

    二、招聘岗位

    具体招聘岗位信息详见附件。

    三、报考条件

    (一)具有中华人民共和国国籍;

    (二)遵守宪法和法律;

    (三)具有良好的品行;

    (四)岗位所需的专业条件;

    (五)适应岗位要求的身体条件;

    (六)岗位所需的其他条件;

    (七)符合国家有关部门或招聘单位驻地关于接收应届毕业生或在职人员的有关规定。

    (八)具有下列情形之一的人员不得报考:

    1.因犯罪受过刑事处罚的。

    2.曾被开除党籍、公职的。

    3.曾在各级公职人员招考中被认定有舞弊等严重违反考试录用纪律行为,还在禁考期的。

    4.被依法列入失信联合惩戒对象名单的。

    5.曾有学术不端等不良行为的。

    6.聘用后构成回避关系的。

    7.法律法规规定不得报考的其他情形的。

    四、招聘安排

    (一)报名

    1.报名时间:公告发布之日起,至12月15日截止。

    2.报名方式:请于报名期限内登录“自然资源部中国地质调查局直属事业单位公开招聘系统”(网址: http://gkzp.cgs.gov.cn/zkptPC,推荐使用Chrome、火狐浏览器登录),仔细阅读注意事项,按照系统要求浏览招考岗位并选择报名。

    (二)资格审查

    对报名人员的资格条件进行审查,通过资格审查人员名单在本单位门户网站发布。招聘过程中发现资格不符情况,一律取消应聘资格。

    (三)面试

    对于符合岗位条件的应聘人员均进入面试。面试人数原则上不得低于该岗位拟招聘人数的3倍,如果面试人数不满足要求,招聘单位则视情况研究是否取消该岗位招聘。面试人员名单在本单位门户网站发布。面试采用百分制,合格分数线60分。面试内容:学习情况、工作情况、在校或工作期间的主要业绩成果、应聘岗位相关的专业知识。

    (四)考察

    按照面试成绩由高到低的顺序等额确定考察对象。考察对象名单在本单位门户网站发布。考察对象因个人原因主动放弃或未通过考察的,由中心党委研究是否进行递补,如果递补则按照面试成绩排序依次递补。

    (五)体检

    招聘单位组织考察对象进行体检,体检标准参照国家规定的公务员录用体检通用标准执行。

    (六)拟聘用人员公示

    根据面试成绩、考察情况、体检结果,经本单位党组织集体研究后确定拟聘用人员,并在招聘公告发布范围内进行公示,公示期不少于7个工作日。公示期满无异议15个工作日内,拟聘毕业生须与本单位签订就业协议(三方协议),逾期视为自动放弃,纳入本单位失信人员名单管理。

    (七)办理聘用手续

    公示期满没有异议的,按相关规定办理聘用手续,签订聘用合同。

    (八)试用期

    按规定实行试用期制度,试用期包括在聘用合同期限内。试用期满考核合格的,正式聘用;不合格的,取消聘用。

    五、其它事项

    (一)聘用人员入职后按事业单位编制人员管理,相关工资待遇等按国家和本单位有关政策规定执行,在天津落户、缴纳社保,享受天津相关人才政策。

    (二)应聘人员应保证所提供的各种材料真实、准确,招聘过程中如发现有弄虚作假、舞弊等行为,一经查实,立即取消考试资格及聘用资格。

    (三)公开招聘有关信息向社会公布,请应聘人员及时关注网站相关信息,对未通过资格审查、笔试或面试者,不再单独通知。

    联 系 人:张老师

    联系电话:0312-5908537

    电子邮箱: zhangzhiyin@mail.cgs.gov.cn

    单位网址: http://www.chegs.cgs.gov.cn/

    通讯地址:河北省保定市七一中路1305号

     

    附 件:1.水环中心2023年招聘信息

    2.中国矿业大学(北京)自设学科目录

    附件1

    水环中心2023年招聘信息

    岗位

    序号

    招聘岗位

    岗位简介

    招聘人数

    专业

    学历学位要求

    其他要求

    1

    专业技术岗位1

    从事地质灾害防治和重大工程地质安全风险调查与评价技术研究及实践工作

    1

    地质工程(081803)

    博士研究生

    应届毕业生,熟悉地质灾害防治技术及相关模拟软件者优先

    2

    专业技术岗位2

    从事碳封存及地质利用工程相关的岩石力学、地质力学研究工作

    1

    岩土工程(081401)、矿业工程(081900)、采矿工程(081901)、地质工程(081803)、碳中和科学与工程(中国矿业大学<北京>自设学科0818J7)

    博士研究生

    应届毕业生,有碳封存科研经历者优先

    3

    专业技术岗位3

    从事与干热岩、水热型地热相关的地热地质研究(水文地质、工程地质)及构造研究工作,以及地质建模、开发试验与数值模拟等工作

    1

    构造地质学(070904)、地质工程(081803)、水文学及水资源(081501)

    博士研究生

    应届毕业生,熟悉相关实验仪器及软件,能够独立开展相关分析研究。具有从事盆地沉积、构造-热演化分析、新构造活动及地热开发研究经历者优先,会使用Petro、GeoCad者优先

    4

    专业技术岗位4

    从事干热岩、水热型地热相关的地应力、储层地质力学及储层改造研究,以及储层分析、实验模拟等工作

    1

    地质工程(081803)、工程力学(080104)、石油与天然气工程(082000、085219)、岩土工程(081401)

    博士研究生

    应届毕业生,具有从事干热岩、岩石力学相关研究经历,熟悉岩石力学相关试验仪器、软件操作者优先,英语水平较高者优先

    5

    专业技术岗位5

    从事干热岩钻完井技术研究与应用工作,侧重超深钻井、高温钻井、定向钻井技术研究

    1

    地质工程(081803)、油气井工程(082001)

    博士研究生

    应届毕业生,有地热(或干热岩)钻探项目经验者优先,熟悉地热(或干热岩)钻探或深部钻井者优先

    6

    专业技术岗位6

    从事反射地震、微地震监测、面波、微动勘探工作

    1

    固体地球物理学(070801)、地球探测与信息技术(081802)

    博士研究生

    应届毕业生,有地震勘探工作实践经验,具备编程能力

    7

    专业技术岗位7

    从事流域或区域水文地质调查与水资源评价、水化学特征及演化分析工作

    1

    水文地质学(0709Z4)、环境科学与工程(083000)

    博士研究生

    应届毕业生,具有区域水文地质调查评价或区域水化学演化分析工作经历者优先

    8

    专业技术岗位8

    从事水土环境调查及生态地质调查、评估、监测、保护修复工作

    1

    环境工程(083002)、地球化学(070902)、环境科学(083001)、地质工程(081803/085217)、水文学及水资源(081501)、水文地质学(0709Z4)

    硕士研究生及以上

    社会在职人员,具有水土污染调查评价、生态地质调查工作经验,熟悉水土生态环境领域相关规范及法律法规,具备中级及以上专业技术任职资格,身体条件需胜任污染场地及艰苦地区工作,具备较强的沟通协调和成果转化能力

    9

    专业技术岗位9

    从事地质环境监测仪器硬件设计、研发,工程化工作

    1

    测试计量技术及仪器(080402)、机械制造及其自动化(080201)

    硕士研究生及以上

    社会在职人员,具有单片机、ARM、FPGA研究开发经历,能独立开展数据采集、传输,自动控制板卡设计、研发,熟练掌握AD、protel等工具软件,有GPRS等无线通讯开发经历者优先

    10

    管理岗

    从事自然资源部检测中心国际CNAS以及国家CMA标准化社会管理体系的建立、运行(包括公共服务、市场经营)工作,推动检测中心与国际接轨

    1

    公共管理(MPA)(125200)

    硕士研究生及以上

    社会在职人员,熟悉相关法律法规、方针政策、制度体系、社会惯例和规则,具有较高的分析和解决公共管理与公共政策问题的技能,能够适应市场经济和成果转化新形势下的需要

    1.应聘人员须以最高学历所学专业报考

    2.专业设置主要依据《学位授予和人才培养学科目录》

    3.所学专业接近但不在上述参考目录中,可以主动联系招聘单位确认报名资格

    附 件:2.

    中国矿业大学(北京)自设学科目录

     

     
     
    中国地质调查局水文地质环境地质调查中心2023年度公...

    “锂”从山中来,仗剑走天涯

     邓伟 李成秀 冀成庆 徐莺 周雄

    1.“锂”的家族群

    1)锂(Li)

    锂的克拉克值为30ppm,是较分散而又广泛分布的元素,主要在岩浆结晶作用的晚期阶段富集在伟晶岩中;花岗岩中含量最高,其次是碱性岩。矿床中经常与铍、铷、铯、钽等有益元素共生。

    目前,已知含锂的矿物有150多种,呈独立矿物形式的有30多种,主要工业锂矿物有锂辉石、锂云母、透锂长石、磷锂铝石、铁锂云母等。川西稀有金属矿集区中的锂资源基本以锂辉石形式产出。

    锂辉石,化学成分LiAl[Si2O6]。一般Li2O含量7%左右;晶体呈柱状、板状、针状,颜色可呈无色、灰白、淡紫、淡绿、淡黄、宝石绿色;条痕白色;摩式硬度6.5-7;比重3.03-3.22。

    含锂矿物特征

    2)铍(Be)

    铍的克拉克值为6ppm,为显著的亲石元素。在花岗岩及霞石正长岩中的含量较高,在岩浆分异过程中富集于岩浆残液中,经常固结集中在岩石圈最上部,在地壳深部含量减少。

    世界上已发现的铍矿物和含铍矿物有60多种,常见的矿物约有40多种,主要的工业矿物有绿柱石、硅铍石(似晶石)、羟硅铍石、金绿宝石(铍尖晶石)和日光榴石。

    绿柱石,化学成分Be3Al2[Si6O18],一般BeO含量13%左右;晶体一般呈柱状,呈绿色、黄色、浅蓝色、红色;条痕白色;玻璃光泽或树脂光泽;性脆;硬度7.5-8;比重2.65-2.91。

    含铍矿物

    3)铌(Nb)和钽(Ta)

    铌和钽的原子构造类似,因此,两者在物理化学性质、地球化学性质及矿物学性质方面都很相近。铌、钽经常共生,在岩石和绝大多数矿物中铌和钽的含量此消彼长。在成因上与碱性岩有关的矿物中铌相对富集,与花岗岩有关的矿物中钽相对富集。

    铌在地壳中的丰度为3.2ppm,钽的丰度为2.4ppm。由于铌、钽的地球化学迁移行为不同,铌开始早、收敛晚,钽主要富集于晚期。所以铌矿物种类多,分布广;而钽的变种少,分布不广。目前,已知的铌、钽矿物和含铌、钽矿物有130多种,常见的有30多种。如铌铁矿-钽铁矿、钽铁矿、铋铁矿、褐钇铌矿、易解石、铌易解石、铌铁金红石、烧绿石、锰钽矿、重钽铁矿、黄钇钽矿、细晶石等。铌钽矿物基本呈黑-棕红色,半金属光泽、油脂光泽,少数为金刚光泽;比重大,因此可用重选方式得以富集;化学成分极为复杂。

    含铌钽矿物

    4)铷(Rb)和铯(Cs)

    铷在地壳中的丰度为90ppm。目前没有发现铷的独立矿物,呈分散状态,常以类质同象混入物出现在含钾矿物中。工业来源主要从富含铷的锂、铍、钾的矿物中提取。如锂云母中含Rb2O3%、微斜长石(天河石)中含Rb2O0.3%、铯榴石中含微量铷等。

    铯在地壳中的含量为20ppm。含铯的矿物有10多种,但铯的主要来源还是稀有金属伟晶岩中的铯榴石和锂云母。除此之外,铯还分散在其他矿物中,如绿柱石、黑云母、天河石和堇青石等。

    含铷铯矿物

    铯榴石,化学式Cs[AlSi2O6] nH2O。一般含Cs2O30%左右,晶体往往呈立方体、粒状及致密块状,无解理;颜色为无色、白色,有时带灰、粉红、浅紫等色颜色;性脆,硬度6.5-7;比重2.67-3.03。

    2.“锂”从哪里来

    1)传统矿山

    在您印象中矿山是什么样的?答案也许是偏远、荒凉、破旧的厂房,艰苦的条件,又或许是漫天尘土、泥浆满地、污水四溢,像这样又或许是那样……

    2)绿色矿山

    随着时代的发展和绿色矿山建设的推进,如今的矿山早已不再是从前的样子。先进的设备、一流的技术、现代化的厂房,一座座“花园式”的矿山正拔地而起。清洁生产,循环用水,大家再也不用担心环境污染了!

    3)“石头”变“电池”

    石头是如何变为电池的呢?锂辉石矿经过采矿进入选矿厂,选矿厂采用物理方法分选出含锂矿物,含锂矿物经过冶金处理成为碳酸锂产品,再由产业部门深加工,最终脱胎换骨成为电池。

    3.崭新“锂”程

    1) 锂之应用——走入寻常百姓家,健康美好新生活

    随着科技的快速迭代升级,锂在日常生活中的应用越来越常见。含丁基锂的橡胶轮胎更加耐用,寿命比原来提高了4倍以上,让驾车出行更加安心;锂动力电池驱动的新能源汽车逐渐进入普通家庭,成为城市代步、环保出行的首选之一;锂电池和其他锂产品在娱乐设备上也得到广泛应用,为我们的休闲娱乐生活开启了无限可能性;锂的应用在家中随处可见,它为我们提供了便捷舒适的智能生活。

    厨房里,添加了锂的电磁炉面板等玻璃制品,可以使其变得更轻、更结实、更耐溶。锂盐可为蔬果进行“健康护理”,防止西红柿腐烂和小麦锈穗病,让人们吃得放心、吃得安心。锂在医学保健方面也有新的应用,不仅可以强身健体,还能防治疾病,是人体健康的“守护者”。国外研究发现,锂与阿尔茨海默病存在关联,一款为中老年市场打造的天然矿泉水“锂水”就此诞生。而锂的用途还在不断拓展中,从交通工具到健康护理,锂的应用遍布我们生活的每个角落,改写了每一个人的生活方式。

    新世纪崭新的“锂”程指日可待。

    2) 铍之应用——让医疗成像、诊断和激光医学走到科技前端的金属材料

    铍,是仅次于锂的轻金属,主要是以铍铜合金和铍金属的形式广泛应用于航空、医学等领域,是新兴产业发展必需的战略性矿产资源。目前,世界上只有美国、中国、俄罗斯等国具有工业规模的从铍矿石开采、提取冶金,到铍金属及合金加工的完整铍工业体系。

    ①提高X射线成像效果

    因为铍金属既可以稳定地处理高温阻抗,又可以实现对X射线的高度透明,铍箔在医疗和科研X射线设备当中已经使用了很长时间。铍箔作为窗口来穿透聚焦的X射线,同时可以保持X射线发生管那一侧的真空环境。

    ②使低辐射成为可能

    铍箔仍是CT扫描和乳腺X射线成像等高分辨率医学成像设备中必不可少的材料。在新一代乳腺癌X射线成像设备中使用低辐射扫描可以得到更精细的肿瘤分辨率,使许多早期可治疗阶段的乳腺癌被及时发现,治愈乳腺癌成为可能。

    ③改善X射线光管强度和稳定性

    作为成像技术的前端科技,铍持续为满足X射线光管高强度、稳定性、抗高温、X射线穿透率等性能要求。

    ④光学激光器的小型化

    使用氧化铍的医学激光器可以帮助眼科医生为数百万患者恢复或改善视力。具有高导热、高强度、介电性能的氧化铍是唯一能控制微小高功率气体激光器的材料。

    ⑤简化外科手术

    铜铍连接器将精确的电信号传送到精密手术器械和最新的非侵入性外科技术的监测装置当中。这种技术减少了对病人的创伤和感染风险,同时加快了愈合和恢复的过程。

    ⑥分析血液

    铍还用于分析HIV和其他疾病的血液分析设备部件当中,给医生和病人提供所需的精确性和可靠性数据。

    3) 铌之新应用——冉冉升起的电子材料之星

    铌行业全球市场集中度非常高,目前全球最大的铌矿企业是巴西矿冶公司(CBMN),占据全球市场80%-85%的产量,主要从事铌产品的开发、工业化和商业化运营,是世界上唯一一家可以生产全系列铌产品(包括标准铌铁、特殊牌号铌铁、真空铌铁、真空镍铌、铌金属和五氧化二铌)的企业,对铌价格的走势具有较强的影响力,控制着全球铌产品扩产计划的进度。

    具有超导性能的元素不少,铌是其中临界温度最高的一种。而用铌制造的合金,临界温度高达绝对温度十八点五到二十一度,是目前最重要的超导材料之一。

    2019年,材料领域国际顶级期刊《自然材料》发表了复旦大学修发贤团队的最新研究论文《外尔半金属砷化铌纳米带中的超高电导率》。文章显示制备出二维体系中具有目前已知最高导电率的外尔半金属材料——砷化铌纳米带,电导率是铜薄膜的100倍,石墨烯的1000倍。此次制备出的材料砷化铌纳米带的电导率是铜薄膜的100倍,石墨烯的1000倍。业内表示,导电材料是电子工业的基础,现在最主要的材料是铜,已经大规模运用于晶体管的互连导线。

    4)钽之新应用——人体“亲金属”的神奇医学材料

    钽作为一种金属材料,具有优异的力学性能和抗疲劳特性,因此被广泛应用于医学领域,尤其是在骨科领域。它可以替代人体骨组织,起到承重作用,目前已在临床取得显著疗效。钽金属材料在与人体组织结合时,具有强度、生物相容性和稳定性等优点。因此,它比传统金属材料的人工置入物更具有优势,在医学领域的发展前景十分广泛。

    研究和临床应用表明,多孔钽金属具有比金属钛和钛合金更好的骨融合和骨传导性能,运用钽金属材料制作的仿生骨骨组织长入良好,骨性生物固定优良。未来,利用3D打印高致密度和高力学性能钽金属核心技术,将为我国在高端骨科植入物、医疗器械和难熔金属工业部件发展领域做出积极的贡献。

    不仅如此,将钽金属与其他金属材料结合应用在临床医学中也取得了十分重要的突破。很多金属材料因其独特的性能可用于医学领域,但是由于缺乏生物相容性,不能将其优点很好地应用在临床。为此,科研人员想到将耐腐蚀性强且稳定的钽金属涂覆在这些金属材料的表面,使那些有独特性能但原先忌于低生物相容性而不能用于临床的金属材料重新用于临床,并取得显著疗效。

    5)铷之应用——超视距精确授时,极佳光电传感器件制造

    全球独立铷矿床非常少,下游应用供应链受限,已成为全球对该元素发展的约束要素。铷是自然界一种最大光电效应的稀有分散元素,其合成材料在智能制造中逐渐开始发力。

    铷因其极佳的光电效应,在光电管、红外辐射仪表、太阳能光电池等器件制造方面均实现了重大革命性变革。据外媒报道,太阳能电池在通往最高效率的道路上正在不断改进中。德国国家可再生能源实验室研究人员开发了一种新的太阳能电池,为了改善用于吸收可见光的钙钛矿与用于吸收红外线的铜、铟、镓和硒的混合物两层之间的接触,研究小组在它们之间添加了一层铷原子,团队让电池的峰值效率达到24.16%。

    铷基设备材料精准计时功能助力集群医用设备同步获取精确时间信号。近年来,基于星载铷钟开发的网络同步时间服务器在国内卫生部门得到良好的推广,为医院提供标准的网络时间统计信息服务,也为局部辐射区域近万台网络客户端提供精度小于5毫秒的时间同步服务器,较大程度地改善了全区医疗机构网络系统,包括:医护人员的办公PC及医疗设备、走廊、大堂子钟系统等授时操作的统一性,充分实现了大数量集群精确医疗设备同步作业中时间的精准性保障。

    铷基量子传感器有望用于诊断房颤。心房颤动(AF)是一种导致心率异常的疾病,发作时心脏中传导的电生理信号易出现紊乱行为。目前,常规用于检测房颤的心电图受到灵敏度、时间等诸多限制。据一项发表于《应用物理学快报》的研究,科学家利用原子磁强计,通过基于铷的量子传感器接受信号,成功对导电率与生物组织相近的溶液进行电磁感应成像,可测出高导电性的区域。这项技术实现了非屏蔽环境下的小体积成像,且灵敏度较传统技术提高了50倍,为房颤的快速临床诊断带来了希望。

    固体废弃物如何变身宝藏?

    邓杰 邓善芝

    几个世纪以来,人类社会的快速发展基于对自然资源的使用与消耗。尤其是第三次工业革命以后,生物科技与产业革命的迅速发展,使人们对能源和矿石的需求量激增。同时,为满足迅速增长的社会需求,各行各业纷纷扩能扩产。2012年,国际民间组织“全球足迹网络”(GFN)及英国智库“新经济基金会”提出“地球生态超载日”的概念。“地球生态超载日”是指地球当天进入了本年度生态赤字状态,已用完了地球本年度可再生的自然资源总量。据测算,约从1970年起,人类对自然的索取开始超越地球生态的临界点。从过去数十年来看,几乎每隔10年这一天的到来就会提前1个月。

    资源过度开采和废弃物的无节制排放,造成越来越严重的生态环境问题。人类用碧海蓝天换来了现代社会的方便快捷和科技的快速发展。随着人们经济水平的提高以及对自身健康的重视,环境的重要性被越来越多的人认识。如何在保障人类需求的前提下,尽可能保护和改善环境,寻求资源环境和谐发展的解决方案,成为时下人们关注的重点。为节约资源、提高现有资源的利用率,资源综合利用的概念逐渐被人们所熟知。

    在资源开发利用及使用消费过程中,不可避免会产生伴生矿石、围岩及选矿尾矿等,比如钨矿中伴生的铜、铅、锌等含有稀有分散元素的矿物,氧化矿中的碳酸盐和硅酸盐类脉石、有机物生产中产生的废水、生活中的废旧金属和电池等,这些生产和生活废弃物中含有大量的有价金属、有机及无机盐类矿物质资源,将其直接排放到环境中,不仅会造成大量的宝贵资源白白流失,还会影响耕地质量、污染空气和水源,破坏生态环境。在资源开发利用和消费过程中,针对这些伴生矿物资源和生产生活中的废弃物开展回收利用,使其重新资源化,从而最大限度地实现现有资源的高效利用,可以称之为资源的综合利用。

    如何实现资源的综合利用?现阶段,资源的综合利用主要从三方面开展:

    一、在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用。

    煤炭被人们誉为“黑色的金子”“工业的粮食”,它是18世纪以来人类世界使用的主要能源之一。煤矸石是与煤伴生的一种含煤高岭土,过去采煤过程中产生的大量煤矸石一直被作为大宗固体废弃物堆放在煤矿周围。正如犹太经典《塔木德》中所说:“世上没有废物,只是放错了地方。”煤的伴生矿——煤矸石也是如此。煤矸石综合利用的途径很多,除了传统的利用途径,如回填煤矿采空区、铺路、土壤改良、做建筑材料和发电等。最新研究表明,煤矸石还可以作为下游精细加工业的原料。如,煤矸石经处理后可以作为橡胶填料,获得与炭黑相当的补强效果;还可以制备聚硅酸铝铁,用于处理造纸综合废水等;此外,煤矸石可以用于陶瓷、耐火材料、橡胶工业、涂料、塑料、4A分子筛、铝硅铁合金等十多个行业。

    二、对生产过程中产生的废渣、废水(液)、废气、余热余压等进行回收和合理利用。

    除矿石中的伴生资源外,矿石资源生产加工过程中还会产生大量的废弃物资源。以铜矿尾矿为例,研究表明,铜尾矿中除了可以回收有价金属元素铜之外,还可以回收非金属组分石榴子石、硅灰石等,并将剩余部分作为植物培养基等原料进行利用,实现铜尾矿的减量化和资源化。部分有色金属尾矿的主要成分为SiO2,且包含大量钙、镁等元素的氧化物,和市场上普遍运用的建筑材料的化学组成非常相似。尾矿用作建筑材料时加工方式比较简洁,能够有效解决成本和能耗问题。

    三、对社会生产和消费过程中产生的各种废物进行回收和再生利用。

    除开展矿山资源的综合利用之外,再生资源回收利用也是开展资源综合利用的重要方面。发展再生资源回收行业可以节省采矿、冶炼、电解等工艺环节,大量减少污染排放和能源消耗,也是降低资源对外依存度、推动我国生态文明建设的必由之路。中国是全球公认的制造业大国,然而近些年随着人口红利日益消失,以及环保成本的不断抬升,我国资源的对外依存度逐渐走高。在此背景下,大力发展再生资源回收利用产业,具有积极重要的战略性意义。

    现阶段,资源环境和谐发展之路仍然崎岖且漫长,人类需要开展更多的探索与实践。相信在不久的未来,资源综合利用方法和途径会越来越多,资源环境和谐发展之路必将越来越顺利。

    带你了解这朵“云”——地质云

    戴新宇

    “地质云1.0”闪亮登场,魅力初现

    “地质云”是自然资源部中国地质调查局主持研发的一套综合性地质信息服务系统,集地质调查、管理、共享、服务四大功能于一身,面向社会公众、地质调查技术人员、地学科研机构、政府部门提供丰富的各类地质信息服务。经过“地质云”研究开发团队艰辛付出,2017年11月6日,“地质云1.0”闪亮登场,迈出了“地质云”建设三步走的第一步。

    “地质云1.0”刚上线运行,就受到地质调查科技工作者的青睐,局系统内外正式用户达4000多人,日均访问量突破6000次,在地质调查管理和应急事件服务上体现出精准、快捷的特点。例如,在2017年11月18日西藏林芝市米林县发生6.9级地震后,“地质云”首次启动了应急服务工作机制,在2小时内线下完成震区地质图数据制作,仅用10小时就为应急救灾在线提供了震区区域地质图、国家地质资料馆藏涉及震区的地质资料,以及林芝地区卫星遥感影像图、震中300公里范围地质钻孔、林芝专题地质文献库等系列地质信息产品。毫无疑问,“地质云1.0”实现了地质调查数据共享破冰,为75个国家核心地质数据库的互联共享和2382个信息产品提供社会化服务。

    “地质云2.0”华丽转身,飒爽英姿

    在2018年10月18日召开的中国国际矿业大会上,“地质云2.0”宣布正式上线,完成“地质云1.0”云上数据资源和系统功能的全面升级,完成手机版地质云APP国家地质大数据共享服务平台研发,通过数据资源整合和信息系统集成,全面提升地质调查数据采集、汇聚、处理、分析、共享与服务能力,为新时代地质调查工作转型升级提供核心动力,及时、有效地满足政府部门、行业用户、社会公众等各类用户对地质信息的多元需求,以信息化带动地质调查现代化。

    “地质云3.0”鲲鹏展翅,大展宏图

    “地质云”建设三步走设想2020年上线运行“地质云3.0”。为此,地质云研发团队的科研人员做足了功课,全力以赴助推云平台、大数据、智能化“三位一体”建设应用迈上新台阶,为新时代地质调查工作转型升级提供核心动力支撑,建成分布式地质大数据中心,并在以下九个方面提供全方位综合地质服务:

    一是升级完善“在线化”调查系统、研发升级重要专业应用系统,初步实现在线化调查,构建立体式地质信息感知体系。二是显著扩大中大比例尺实体数据共享资源,精准开发地质信息系列产品,提供地质信息专题服务,提升“地质云”服务门户访问便捷性,加快构建地质信息共建共享云生态,基本实现在线化服务,显著扩大地质信息线上共享服务规模。三是升级地质调查业务管理系统,完善地质调查业务管理大数据辅助决策系统,强化在线化管理,支撑地质调查业务管理高效运行。四是推行地质调查在线化办公,支撑远程办公、便捷办公。五是通过攻关实现智能区调矿调、智能识别、智能管理、智能数据搜索引擎等智能地质调查技术突破,示范构建智能化工作模式。六是建立完善地球科学“一张图”大数据体系,更新维护国家核心地质数据库。七是采取优化地质调查网络、规范化运维“地质云”节点体系、加强网络安全建设等措施,建实地质调查基础设施与网络安全体系,保障安全稳定运行。八是完善地质调查信息化制度标准体系,支撑自然资源信息化建设。九是加强信息化人才队伍建设与国际合作,提升中国地质调查局在国内外的影响力。

    这就是中国地质调查局功能强大的地质云(Geocloud)!神奇的地质云(Geocloud)!

     

     

    用好这些珍贵的矿产资源

    土壤资源的前世今生

    郭俊刚 赵恒勤

    前世

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

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

    今生

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

    一、土地的压占和破坏

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

    二、土壤污染

    土壤污染包括矿产资源开发利用造成的土壤酸化和土壤重金属污染。

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

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

    未来

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

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

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

    宜兴保磷矿基地选矿厂实现零排放

    周文雅 吕振福

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    材料界的“百变星君”——石墨

    郭理想 张然 刘磊

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

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

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

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

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

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

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

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

    “工业味精”——锡矿的开发利用

    田敏 张红新

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

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

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

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

    你了解氟中毒吗?

    冯乃琦 张永康 曹耀华

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

    一、什么是地方性氟中毒?

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

    二、地方性氟中毒的危害是什么?

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

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

    三、大气、土壤和水中的氟是从哪里来的?

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

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

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

    四、地方性氟中毒有哪几种类型?

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

    五、地方性氟中毒临床表现有哪些?

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

    六、影响氟中毒发病的主要因素有哪些?

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

    七、氟中毒的预防措施有哪些?

    饮水型氟中毒病区预防的根本措施是降低水氟含量,使之达到生活饮用水卫生标准。

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

    八、地方性氟中毒该如何治疗?

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

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

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

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

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

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

    九、刷牙会导致氟中毒吗?

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

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

    走近资源王国 实现人与自然和谐发展

    TaijaHuotari, 芬兰地质调查局地球物理学家,主攻方向为利用地球物理方法进行环境和城市地质研究,特别是探测基岩软弱带。介绍了埃斯波市我结晶岩测绘技术,还有结晶基岩软弱构造地球物理测绘的研究方法。

    议题:芬兰结晶基岩软弱构造地球物理测绘研究方法
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