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    煤矸石制砖

     

    紫金山尾矿库

     

    矿产资源是重要的不可再生自然资源,是国家经济建设的基础物质材料,其保障程度关系到国民经济长期稳定发展和国家安全。我国是世界上矿产资源种类齐全、储量丰富的少数国家之一。

     

    据统计,我国90%以上的能源、80%以上的工业原料、70%以上的农业生产原料都来自矿产资源。目前,我国已发现172种矿产,探明有储量的矿产168种,已探明矿产资源储量潜在价值约占世界矿产总价值的14.6%,居世界第3位。

     

    然而,我国矿产资源人均占有量仅为世界人均占有量的58%,列世界第53位。面对国民经济建设的巨大需求,我国矿产资源储量严重不足。

     

    令人欣慰的是,“加强矿产资源节约和管理”被写入“十三五”规划纲要,其中特别提到,大力推进绿色矿山和绿色矿业发展示范区建设,实施矿产资源节约与综合利用示范工程、矿产资源保护和储备工程,提高矿产资源开采率、选矿回收率和综合利用率。这意味着,矿产资源综合利用已被列入国家规划层面。

     

    实际上,近些年来,国土资源部一直在鼓励和推进矿产资源综合利用,并联合国家发改委,于2011年推动了首批40个矿产资源综合利用示范基地建设;截至2014年底,分4批确定了661家国家级绿色矿山试点单位,35家矿山通过验收。

     

    中国国土资源经济研究院不久前发布的《中国矿产资源节约与综合利用报告(2015)》(下称《报告》)称,近5年来,我国尾矿年排放量高达15亿吨以上。虽然尾矿利用增速明显高于排放增速,但利用量仍赶不上新增量。为此,国土资源部等职能部门紧扣国家建设生态文明社会战略,在“十二五”期间,对矿产资源综合利用集中发力,连续出台引导性和激励性政策,增强政策执行的落地效果。

     

    据中国国土资源经济研究院相关负责人介绍,《报告》旨在让全社会全面了解我国矿产资源节约与综合利用的年度工作进展和发展趋势,帮助矿山企业掌握相关法规政策、技术装备和标准规范,提高资源开发利用的效率和效益。

     

    推进矿产资源综合利用是一项功在当代、利在千秋、利国利民的大事。这份《报告》的出台,呼应了国家生态文明建设的战略需要。不难看出,大力推进矿产资源节约与综合利用,将成为矿业领域生态文明建设长期坚持的方向。

     

    现状:综合利用潜力巨大

     

    众所周知,中国矿产资源禀赋具有“三多三少”的特点,即贫矿多富矿少,低品位难选冶矿石所占比例大;大型-超大型矿床少,中小型矿床多;单一矿种的矿床少,共生矿床多。

     

    《报告》称,多年来,矿业开发重经济效益、轻生态保护,加之监管手段单一等因素与上述因素的交互作用,导致了中国矿业整体粗放式经营的现状。同时,“十二五”期间,矿产品价格整体进入下行通道,伴随着矿业领域产学研结合的进一步深化, 矿业企业对开采回采率、选矿回收率、共伴生矿产综合利用率等“三率”进行挖潜,既达到降本增效的目的,也进一步减轻了安全环保方面的压力。

     

    《报告》列举了当前面临的两大状况:资源开采难度加大,开采回采率稳中有升。2003年到2013年是矿业高速发展的黄金十年,十年里,中国矿业的产值翻了四翻。大规模的资源开发,使我国主要矿山的开采深度逐渐加深,开采品位逐渐降低;矿体形态、产状变得复杂;资源开采难度进一步加大,但开采回采率处于较高水平,部分矿种表现为稳中有升。如2014年,地采铁矿采出品位同比下降0.4个百分点,开采回采率同比提高2.3个百分点,贫化率同比下降0.3个百分点。

     

    资源选别难度加大,选矿回收水平总体向好。在原矿入选品位降低、矿物嵌布粒度细、大多呈共伴生状态的情况下,选矿回收率基本保持稳定或略有提高;在原矿入选品位不变的情况下,选矿回收率明显提高。如2013年,铜矿的入选品位同比下降0.04个百分点,选矿回收率同比却提高0.15个百分点,选矿回收水平总体较好。

     

    尾矿利用增速明显高于排放增速,但累积堆存数量巨大,综合利用大有可为。据《报告》提供的最新统计数据显示:我国尾矿和废石累积堆存量近600亿吨,其中废石堆存438亿吨,75%为煤矸石和铁铜开采产生的废石;尾矿堆存146亿吨,83%为铁矿、铜矿、金矿开采形成的尾矿,这部分尾矿中,稀贵金属含量比较丰富,综合利用价值较高。

     

    《报告》指出,近5年来,我国尾矿年排放量高达15亿吨以上。虽然尾矿利用增速明显高于排放增速,但利用量仍赶不上新增量,并且受矿业市场影响,与“十一五”期间相比,尾矿利用增速出现大幅下降。数据显示:我国尾矿综合利用率仅为18.9%,主要用于充填开采和建材。

     

    废旧金属大量沉淀,再生有色金属产业快速发展。再生金属的回收利用,可大大减少矿产资源的开发强度,是资源循环利用的重要环节。据统计数据显示,2011年~2013年,铜、铝、铅、锌再生总量连续3年突破1000万吨,产业规模不断扩大,资源综合利用水平不断提高。2013年,再生有色金属主要品种(铜、铝、铅、锌)总产量约为1073万吨,同比增长3.3%。其中,再生铜产量约275万吨,与2012年持平;再生铝产量约520万吨,同比增长8.3%;再生铅产量约150万吨,同比增长7.1%;再生锌产量128万吨,同比下降11.1%。

     

    大宗矿产品价格下跌,部分矿产的综合利用产值回落。2012年以来,国内经济增速放缓,大宗资源产品需求下降,价格回落;全国矿产资源(非油气)综合利用产值略有增长,但增速明显回落;部分矿种综合利用产值出现下降。2014年,全国矿产资源(非油气)综合利用产值虽高达1285亿元,但同比仅增长2.8%,增幅与2013年持平。其中,2014年金矿、磷矿和铁矿的综合利用产值大幅下降,同比降幅分别为45.9%、61.6%和42.9%。

     

    成果:突破多项技术难点

     

    在具体政策方面,国土资源部等职能部门紧扣国家建设生态文明社会战略,在“十二五”期间,对矿产资源综合利用集中发力,连续出台引导性和激励性政策,增强政策执行的落地效果。

     

    《报告》指出,“十二五”期间,相关职能部门加强矿产资源节约与综合利用制度建设,政策法规不断完善。

     

    一是在继续实施《资源综合利用目录》、《中国资源综合利用技术政策大纲》、《资源综合利用企业所得税优惠目录》的基础上,相继发布实施了《“十二五”资源综合利用指导意见》等,对提高资源利用效率进行了多方位部署;二是国土资源部不断加强制度创新,充分发挥规划的龙头作用,制定并实施了《矿产资源节约与综合利用“十二五”规划》、《国土资源节约集约利用行动计划》,连续发布了《矿产资源节约与综合利用鼓励、限制和淘汰技术目录》和《矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广目录》,加快提高矿山领域资源利用效率。

     

    二是矿产资源开发利用逐步由秩序监管转向开发秩序与合理利用监管并重,监管体系初步建立。

     

    三是构建标准体系,连续发布22个矿种“三率”最低指标要求。2015年4月1日,国土资源部发布的《矿产资源综合利用技术指标及其计算方法》(DZ/T0272-2015)正式实施。该行业标准界定了固体非能源矿产资源综合利用过程中的主要技术指标,为全面评价资源节约与综合利用提供了指南。

     

    至今,国土资源部已发布4批共22个矿种的“三率”最低指标要求,基本形成了重要矿种的“三率”指标体系,由此,矿山企业开发利用矿产有了“最低要求”和节约与综合利用的“红线”,也有了矿产开发利用方案和矿山设计的依据。

     

    通过综合利用示范基地建设,探索资源节约集约利用新模式。截至2014年底,在矿产资源综合利用示范基地建设方面,累计投入中央财政资金148.8亿元、企业配套资金949.87亿元。实现了八大综合利用关键技术的突破,形成了九大资源开发和产业发展新模式,成功探索矿业转型升级新路径。

     

    发布新修订指标,新一轮国土资源节约集约模范县(市)创建工作启动。活动自2012年启动以来,两届共产生202个模范县(市)和10个模范地级市。各地在创建中形成的45种的典型模式和79种机制,有力地推动了国土资源的节约集约利用。

     

    绿色矿山建设试点单位增至661家,35家矿山通过验收。2014年8月,《国家级绿色矿山试点单位验收办法(试行)》印发,明确绿色矿山九大基本条件。截至2014年底,我国共分4批确定了661家国家级绿色矿山试点单位,35家矿山通过验收。

     

    技术装备目录相继发布,鼓励资源综合利用的重大装备自主研发。近年,国家先后两次修改并发布了《重大技术装备自主创新指导目录(2012年版)》和《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录(2014年版)》。

     

    科技进步成为攻关的主要载体。近年来,我国产学研结合的步伐进一步加快。据统计,目前已有133个大专院校和科研院所参与到40个示范基地的平台建设,联合设立了41个研究中心、10个重点实验室、7个院士工作站、6个博士后工作站或人才培养基地,共设立科研项目203个,获得国家级科技进步奖、省部级科技进步奖40余项。

     

    产学研的有机融合促进了不同层面的技术攻关,突破了多项资源综合利用产业化技术难点,将一批低品位、共伴生和难利用资源变成了经济可采资源,经济效益显著。

     

    如在矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广目录(第四批)中,中国黄金集团公司所属长春黄金研究院,研发了极高浓度氰化尾液3R-O新技术及成套装备,适用于需要对高浓度或极高浓度含氰、重金属、硫氰酸盐、二氧化硫等污染物的废水、废气、矿浆等进行综合治理的黄金、电镀等行业;研发的环保型浸金试剂推广应用技术,提高含金矿石及尾矿中金的回收率。

     

    甘肃省早子沟金矿有限责任公司开发的含砷、锑复杂难处理金矿高效提金综合新技术,解决了泥化严重、含锑、砷复杂金矿的资源综合回收利用难题。

     

    新疆白银矿业开发有限公司研发的低品位铜钼矿柱机联合分选技术,解决了低品位铜钼矿的分选难题。

     

    据了解,矿产资源综合利用示范基地建设以来,共形成八大成果:

     

    一是低渗、超低渗油气资源开发利用水平进一步提高,平均单井产量由原来的2吨提高到8吨~10吨,提高3倍~4倍,使一次井网采收率提高3%~5%,在世界上率先实现了对低渗透、超低渗透油藏的效益开发。

     

    二是油页岩等非常规能源实现规模化、产业化开发利用,为我国能源资源的开发找到了新途径。

     

    三是页岩气勘探开发试点取得突破,展现了我国页岩气良好的勘探开发前景,推动建立了页岩气勘探评价、分段压裂等技术体系规范。

     

    四是创新“以矸换煤”绿色开采方式,消除了传统煤炭开采的弊端,达到了减少占地、减轻塌陷、减少污染、增加资源的“三减一增”效果,实现了煤炭开发方式的重大变革。

     

    五是钒钛磁铁矿等资源综合利用关键技术取得新突破,在解决钒钛磁铁矿提钒难题的同时,实现了钒废水和废渣的全部利用。

     

    六是有色伴生多金属资源实现高效综合回收,比如江西铜矿通过采选规模化、设备大型化、采选高效化,运用高效选矿技术,实现了含铜0.25%~0.3%低品位矿石的综合利用。

     

    七是难利用固体钾盐开采和低品位胶磷矿选矿关键技术实现突破,比如青海盐湖示范基地利用老卤(废液)溶采盐湖中低品位固体钾矿,既节约了淡水资源,又减少了废液排放,盘活了近2亿吨钾盐资源。再比如云南磷矿首次将浮选柱应用于胶磷矿选矿,攻克了世界性难题,开发了具有自主知识产权的选矿新技术,入选品位由23%降至20.9%,在全国可盘活近30亿吨资源,极大地提高了我国磷矿资源的保障能力。

     

    八是低品位砂岩型铀矿勘探开采达到世界先进水平,可带动我国铀矿资源的高效利用。

     

    问题:政策机制亟待完善

     

    有资料显示,一些重点大型煤炭矿区采区回采率达到80%以上,金属矿山露天开采回采率达到85%以上,地下回采率达到80%以上;不少矿山铁矿选矿回收率达到85%左右,有色金属选矿回收率达到80%,磷、硫达到60%;50%以上的钒,22%以上的黄金、50%以上的铂、钯、碲、镓、铟、锗等稀有金属来自于综合利用。

     

    毋庸置疑,矿产资源的综合利用,既增强了矿山企业的经营活力,又提高了我国矿产资源可持续发展的保障能力。

     

    但是,也有数据表明,随着矿产资源大规模勘探和开发,我国矿产资源的综合回收率不超过50%,总体利用率约为20%,全国共伴生组分综合回收率在40%~70%的国有矿山企业不足40%。有色金属矿产资源综合回收率为35%,黑色金属矿产资源综合回收率仅为30%,比发达国家低20个百分点。

     

    全国现有2000多座金属矿山尾矿库,存有尾矿约60亿吨,每年新增排放固体废弃物约3亿吨,而平均利用率只有8.3%。我国目前综合利用搞得比较好的国有矿山仅占30%左右,部分进行综合利用的国有矿山为25%左右,完全没有进行综合利用的占45%。全国有20万个集体、个体矿山基本上不搞综合利用。

     

    我国作为发展中大国,矿产资源供应总量的大幅提高仍难以满足经济快速发展的需求。更为严重的是,全球政治经济格局深刻变化和全球资源竞争日趋激烈,导致了利用国外资源的难度增加。所以,在工业化过程中,必须通过矿产资源节约与综合利用,来改善和缓解供需矛盾。这个矛盾解决好了,才能加快中华民族伟大复兴的进程,早日实现“中国梦”。

     

    但是,就目前而言,我国矿产资源综合利用工作与发达国家和地区相比,仍存在着很大差距,主要表现为:一部分企业和地方对矿产资源节约与综合利用意识不强,积极性不高;综合利用优惠政策不到位,对矿床中共(伴)生组分勘查、综合评价不够,工业部门利用矿物有用组分单一。

     

    其次,综合利用矿山比例低,众多中小矿山综合利用水平更低,共生、伴生有用组分利用指数低,有用组分回收少;适用于我国资源特点的综合利用技术欠缺;综合利用所得产品科技含量和附加值低,效益不佳等。

     

    上述问题的存在,导致了矿产资源的大量闲置和浪费。

     

    尽管矿产资源节约与综合利用工作取得了一定的成绩,但在法制建设、标准体系、市场调节、技术研发与应用、激励约束等环节还存在制约因素。

     

    ——矿产资源相关的法规制度建设还有待完善。特别是当前矿产资源法中对矿产资源保护与合理利用的要求过于原则,缺乏操作性,政策制度没有形成合力,各类规划之间尚未实现有效衔接。

     

    ——矿产资源利用技术的创新尚不能满足新要求。技术攻关能力不够、转化率不高,技术研发与企业需求之间衔接不够,成为制约我国矿产资源合理开发利用的主要因素之一。

     

    中国国土资源经济研究院相关负责人认为,要有效解决上述问题,必须从以下五个方面入手:

     

    一是加快矿产资源开发管理体制改革,理顺矿产资源开发管理体制,打通矿产资源管理与矿业管理,实现统一监管,有效解决资源粗放利用和环境扰动问题。对矿山企业的矿产综合利用方案进行严格审查,规定在开发立项时没有资源保护与综合利用方案的,不予颁发或者缓发采矿许可证;大力加强矿产资源储量管理,建立资源综合利用申报认定制度、统计制度、公报制度和信息网络。

     

    二是完善矿产资源管理法律法规建设。加快推进《矿产资源法》的修改进程,解决包括产权归属和矿业权设置等在内的矿产资源保护与合理利用等相关法律问题,为资源综合利用、发展循环经济提供法律保证,坚决打击浪费矿产资源的“败家子”行为。

     

    三是加快技术攻关与技术推广平台建设,持续开展对呆滞矿、难处理矿的利用技术研究。加大对重大采选冶技术、矿产综合利用技术、循环利用技术等的研究与开发力度;对二次资源进行勘查、评价、开发和利用,培养一批“种子”企业进行推广。

     

    四是完善综合利用的经济激励政策。做好矿产资源规划,制定切实可行的、有利于促进矿产资源领域发展循环经济的政策,将综合利用纳入国家优惠政策范围。

     

    五是加强行业自律和舆论监督,提高矿山企业合理开发利用资源的自觉性和责任感。鼓励引导同类矿种的中小型矿山、选矿企业与资源综合利用已取得成功的大、中型企业“联姻”,以解决综合利用的资金、技术难题。

     

    近山不可枉烧柴

       

      鲁迅、顾琅编著的《中国矿产志》 

      中国的地质调查之所以在辛亥革命后起程,有几个具体的背景不能忽视。换句话说,中国的地质调查是应“运”而生的,有其逻辑自恰的合理性:一方面,鸦片战争之后,看到西方列强在自己的国土上疯狂地掠夺矿产资源,一部分先知先觉的爱国之士,通过深邃地思考后,认为必须通过开发矿业、强国富民,才能拯救民族于水火,维护矿权、实业救国的呼声日益高涨;另一方面,大量西方人涌进中国进行地质调查、近代地质学传入、地质教育的兴起以及科学与民主思潮的出现等,使得建立中国自己的地质机构、开展地质调查成为必然。

      下面,我们就从这几个方面进行阐述——

      (一)大量外国人在中国进行地质调查 

      鸦片战争后,西方列强用炮舰打开了中国沉封已久的国门,强迫清政府签订一系列不平等条约,从此,中国沦入半殖民地半封建社会的深渊。

      从那时起,在中国尚没有自己的地质调查队伍的情况下,大量外国传教士、商人、旅行家及地质学家蜂拥而来,强行到中国境内进行地质调查。他们搜集资料、测绘图件、采集标本,带回其国内研究,写成著作并正式发表。

      据中国地质调查局发展研究中心副主任施俊法等专家研究,并综合其他学者的有关研究成果,这个时期来中国开展过考察与地质研究的外国地质学家及其出版的著作主要有——

      19世纪中叶,英国人斯特拉克里曾到西藏喜马拉雅山地区进行地质考察,1848年,发表《论西藏地质》一文,1851年又发表《论喜马拉雅山山脉和西藏地质》一文。

      1861年,英国人金斯米尔来华,在我国东部、南部从事地质考察,做过大运河北段的测量工作,调查研究过我国黄土。著有《中国东南省份的边区煤田》、《中国地质重点在扬子江下游各省》等文章。回国后还在伦敦地质学会作过《中国之地质》的专题演讲。

      1863年,美国地质学家拉斐尔·庞培里应邀来华工作了两年多,走遍了华东、华中、华北很多地区。回国后, 1867年出版了《1862-1865年期间在中国、蒙古和日本的地质研究》,全书共10章,其中9章内容都是关于中国的。他是以近代地质科学方法对中国广大地域进行系统全面研究的第一位学者。他详列了“中国有用矿产产地目录”,共列出矿产地276处,其中铁矿112处,有色金属116处,非金属杂类矿48处,可以认为,他也是编撰《中国矿产志》的先驱。

      1865年,法国工程师罗歇到我国云南省考察,于1879~1880年出版了《中国云南省》(两卷)。其中第二卷论及该省各类矿产分布,并记述了铁、铜、锡、银矿等之冶炼方法。

      1868年,德国地质学家李希霍芬获得美国加州银行和上海西商会提供的资助,藉此机会他在4年间对中国作了7次旅行考察,考察时间累计约20个月,行程数万公里,走遍了大半个中国。1872年未回国后,出版了最少300万字以上的五卷大部头的巨著—《中国:亲身旅行及据此所作研究的成果》,另有地理和地质图册两集,堪称“中国近代地质科学启蒙时期之经典”。传入我国后,成为我国地质学家工作的重要参考书。

      1892~1894年,俄罗斯地质学家奥勃鲁乔夫参加波塔宁领导的蒙古和中国考察队,穿越了整个中国“三北”(东北、华北和西北),1894年发表了《祁连山山脉概要》一书。在1905~1906年及1909年,奥勃鲁乔夫又两次进入中国西北地区,提出了黄土成因的“风成学说”。他还论证准噶尔地区有石油、沥青、煤及金矿富集,并提出通过准噶尔修建从莫斯科到北京的铁路线。

      1895年,法国矿业工程师杜克洛参加里昂商会组织的“中国经济考查团”,由越南进入我国云南省昆明,对沿途矿产资源,尤其是东川铜矿做了考察。

      1897年,英国地质学家毕克姆、法国地质学家勒库黎到我国广西进行地质矿产调查,并测有地质图,他们的工作开创了广西矿产地质调查的先例。

      1905年,清政府聘任日本地质学家阿部正治郎到陕西延长县考察,经试凿发现石油,1907年设延长石油厂,聘日本人佐藤弥市郎为技师,同年凿成我国大陆第一口油井——延长一号井,开创了我国大陆石油生产史。

      1909年,英国地质学家戴维斯考察山西太原西山煤系,于1922年发表了有关该区石炭二叠纪煤系划分对比的文章。

      这个时期来中国且后来与中国的地质调查发生关联的,还有一位取了一个地道中文名字的瑞典年轻地质学家“新常富”。他刚从大学毕业就来到中国山西太原定居,参加了山西大学的筹建,后长期担任该校地质系教授,还帮助该校建立了博物馆。他还向北洋政府建议聘请瑞典地质学家来华工作。北洋政府农商部矿政司采纳了他的建议,在1914年以高薪聘请了两位著名的瑞典地质学家安特生和丁格兰任顾问。他们来中国后和新常富一起着重调查了北京附近及华北的矿产资源,并对宣化龙烟地区发现的铁矿进行了深入研究。安特生还参加了北京农商部地质研究所的教学工作,多次带领该所学员去北京西山和华北地区进行野外实习及考察,搜集了华北地区的资料。

      ……

      应该说,这些外国“客卿”早期在中国从事地质研究显然是“越俎代庖”,但他们毕竟是在中国土地上进行地质学研究,获得的成果载入了世界科学的典籍,对世界地质科学事业的发展做出了贡献,也为以后中国人自己从事地质调查和研究工作积累了资料,创造了必要的条件,因此应当实事求是的评价。

      事实上,中国地质学的先驱们对他们给予了“极端公正、恰如其分的评价”。比如,1933年即德国人李希霍芬诞辰百周年时翁文灏曾在《中国地质学会志》(英文刊)上发文,肯定了这位德国地质学家为中国地质学所做的贡献:“中国地质学的巩固基础,实在是由德国人李希霍芬最早奠定的……李氏之前,关于中国地质学所知极少……”

      但也要看到,因为他们掌握了情况,使中国的地质特别是矿产分布情况也暴露在世界的目光之下。比如,李希霍芬《中国》一书中所称“中国矿产资源异常丰富,尤其是煤的蕴藏量为世界之冠,山西一省之煤可供金球使用千年有余”等,一时在海外引起震动,引起了西方列强对我国矿产宝藏的垂涎觊觎。

      (二)日本等西方列强疯狂掠夺我国的矿产资源 

      鸦片战争后,西方列强开始对中国的矿产资源进行勘探与开发,并肆无忌惮地掠夺中国的矿产资源。

      日本觊觎中国的矿产资源由来已久。

      1895年,清朝北洋海军在中日甲午海战中失败,清政府被迫签订《马关条约》,条约明文规定允许日本在我国通商口岸任意从事工业制造,实际上更扩大到矿产开发,这被其他西方列强援用。

      1904年,日本和俄国在我国东北地区开战,俄国战败后,两国在美国朴茨茅斯签订了和约:东北大部分地域由原来俄国的势力范围变成了日本的势力范围。日本获取特权最多的是辽宁省,因其处于整个满洲之南,所以称为“南满”。

      1907年,由日本建立的“南满洲铁道株式会社”(简称“满铁”)开始营业。这实际上是日本帝国主义经营我国东北的“国策会社”。营业之初,就在矿业部下设地质课(科)和煤田地质调查事务所,1909年地质课改为地质研究所,下设庶务科、地质科、矿产地质科、物理探矿科和研究科,共5个科,专门在东北进行地质矿产调查与研究。

      根据资料统计,从甲午战争后到“九一八事变”36年中,为了掠夺中国东北的矿产,日本人在东北开展了大规模的地质工作,并撰写了大量的地质工作报告。如果按省份分类,辽宁省的达215份,吉林省的46份,黑龙江省的5份,分别占在中国开展地质工作的15个省份中的第一、二、九位。另外还有涉及东北两个省以上的达8份。

      日本人在华开展地质工作较多的另一个地区是台湾省。1895年,清政府被迫与日本签订《马关条约》,将台湾割让予日本。

      根据资料,从甲午战争后到“九一八事变”36年中,日本人撰写的有关台湾省的地质工作报告达10份之多,居15个省份中的第5位(仅次于辽宁、吉林、山东、河北,而台湾的面积仅是以上4省的1/6到1/4)。

      日本侵略者除了进行地质矿产调查外,还以武力直接占领现成的矿区,掠夺开采矿产资源,最典型的便是抢劫辽宁的抚顺煤矿和鞍山铁矿。

      1904年,日本帝国主义以战胜国的身份取得原沙俄在东北的特权。他们凭借武力,在一个月内将抚顺煤矿全部侵占,把华兴利公司开采存储的4000多吨炭运回日本国内。

      1905年5月1日,日本侵略者在抚顺成立隶属于日军大本营的“采炭社”,对该煤矿进行掠夺式开采。1907年,该社交“满铁”经营,他们用武力强占土地,扩大开采区域,掠夺煤炭资源。当年抚顺煤炭产量为23.3万吨。后来年年直线上升,1910年产量达到131.1万吨,3年之内几乎增大了6倍。

      1909年8月,“满铁”在鞍山地区调查温泉时,发现了铁矿。后来又发现了鞍山西南的营口大石桥(今营口县)菱镁矿,还有粘土矿等资源,经过以后10年的建设,成立了鞍山制铁所,于1919年正式投入生产。

      谈到列强掠夺中国矿产的卑劣行径,鲁迅和顾琅编著的《中国矿产志》在“导言”中专门用了一章的篇幅进行揭露,并且大声疾呼:“我国民当留意焉。”他提醒:“列强将来工业之盛衰,几一系于占领支那之得失。遂攘臂而起,惧为人先。”于是便“划分势力范围”“瓜分中国”,“于是今日山西某炭田夺于英,明日山东各炭田夺于德,而诸国犹群相要曰:采掘权!采掘权!”于是“行将见斧凿丁丁然,震惊吾民族,窟洞渊渊然,蜂房吾土地。”“及尔时,中国有矿业,中国无矿产矣!”

       

      华蘅芳与玛高温翻译的《地学浅释》内文 

      (三)开办现代矿业必须掌握地质学和采矿知识 

      面对西方列强对中国矿产的肆意掠夺,一些爱国之士及清政府内部的洋务派官僚深感问题严重,提出了“师夷之长技以制夷”的主张,疾呼“开矿致富”。比如,康有为当时提出:“美人以开金银之矿,为图强要务之一;英人以煤铁之矿,雄视五洲;其余各国,开矿均富10倍。而藏富于地,中国为最……我若不开,他人入室。”洋务派也认为“东西洋无不开矿之国”,“且以此致富强”。于是,开办新式矿业成为洋务派强国求富的主要活动之一。

      要开矿,首先要找矿,这就需要相应的地质学与采矿知识。但众所周知,由于长期的封建统治特别是清王朝后期的昏庸无能,闭关自守,中国在近代科学技术方面被西方国家远远甩在了后面。在西方国家,至19世纪中叶,便建立并完善了近代地质学的理论和方法体系,完成了学科体制化建设,比中国至少早一个世纪。这样,为了解决开办新式矿业对地质学采矿学的急需,洋务派及一些有识的爱国人士开始举办翻译机构,翻译、引进与著述相关的地质学理论。同时,开始向西方国家选派留洋学生。

      1843年,英国人麦都思创办了“墨海书馆”,随后,江南制造总局译书馆、广言文馆、京师同文馆等陆续兴办;随之,涌现了一批著名的翻译学者与译著,地质科学逐渐引入国内。如英国传教士兼地质学家慕维廉在上海写成地质地理科学普及读物《地理全志》,其中有几卷就是地质学的内容。这是最早一部用中文写作的近代地质学文献。据李鄂荣先生等考证,我国近代科学意义上的“地质”一词,最早就出现在慕维廉的《地理全志》里。

      19世纪80年代初,华蘅芳与玛高温合译了《金石识别》(现译为《系统矿物学》)与《地学浅释》(现译为《地质学纲要》)两本书,开创了中国翻译出版近代矿物学和地质学书籍的先河。后来,他们又合译了《金石表》(就是后来的《矿物学名辞典》),这套书对中国地质学、矿物学的发展影响极大。随后,潘松与英国人傅兰雅合译了《求矿指南》,王汝聃翻译了《相地探金石法》,舒高第与沈陶章合译了《矿学考质》。这几本译著,基本上属于今天的“矿床学”。

      同时,中国人自己也开始著书立说。中国人编著的地质文献最早见于1903年鲁迅写的《中国地质略论》,发表在日本东京出版的中文刊物质《浙江潮》第8期上;1906年,鲁迅和顾琅又合纂了《中国矿产志》,由上海普及书店印行。

      1910年,在直隶省矿政调查局担任知矿师的邝荣光在中国地学会主办的《地学杂志》上,发表了我国首幅彩色区域地质图和矿产图——1∶250万《直隶地质图》和《直隶矿产图》,还有我国的第一张古生物图版——《直隶石层古迹》。

      “庚子”之役以后,“洋务运动”代表人物之一曾国藩推出一项有意义的举措,就是在1870年设立“幼童赴美留学预备班”。1872年正式派遣30名10岁左右的儿童去美国留学。以后又连续3年每年都派去30名留美学生。这里面学地质矿业的有邝荣光、吴仰曾、邝炳光等。1877年,清政府又派林庆升、池贞铨、张金生、罗臻禄、林日章5人赴法巴黎矿务学堂学习矿务。1886年,李鸿章又派留美归国的吴仰曾至英国伦敦皇家矿冶学校留学,于1890年完成学业。

      据有关资料,从1872年至1876年,清政府共派出留学生120人,大部分学理工;1889年又派出64人;1900至1906年派出留学生人数达到高峰,有万余人。他们不仅学到了地质学知识,而且了解了当时地质科学的最新成就,摸清了关于当代地质科学前沿的知识。他们后来都成了中国地质事业的创始人和奠基人,成为中国地质学的先驱和中坚。留学生除了上述诸位外,学习地质、矿业的还包括——

      王宠佑(1879—1958),广东东莞人, 1901年赴美国留学,1904年获哥伦比亚大学地质矿物学硕士学位。后又留学英、法、德国,1908年回国。

      章鸿钊(1877—1951),浙江湖州人,1899年22岁时考中秀才,1905年留学日本,1911年毕业于东京帝国大学理学部地质学系,获学士学位。

      丁文江(1887—1936),江苏泰兴人,1902年留学日本,1904年又留学英国,1911年毕业于苏格兰格拉斯哥大学,获地质学动物学双学士学位后回国。

      1911年,章、丁二人参加了清政府留学生文官考试,获“格致科进士”,以后他们都成为中国地质科学事业最早的创始人和奠基人。

      翁文灏(1889—1971),浙江鄞县人,1908年留学比利时鲁凡大学地质系,1912年毕业,其毕业论文《勒辛的石英玢岩》水平极高,荣获“特优”成绩而被破格授予博士学位。这样,他就成为中国地质学界第一位博士,也是最年轻的博士(23岁)。他1913年回国,参加了北洋政府的留学生文官考试,名列第一,任农商部佥事。后来,他就与章鸿钊、丁文江共同开创了中国的地质科学事业。

      李四光(1889—1971),湖北黄冈人,1904年到日本留学。1910年毕业于大阪高等工业学校舶用机械科,同年回国。1911年9月去北京参加留学生文官考试,成绩为最优等,获“工科进士”。1913年再度出国留学,去英国伯明翰大学,初学矿业,后改学地质,1918年获硕士学位。1920年回国,任北京大学地质系教授。

      ……

      尽管洋务派的一系列改良运动皆不果而终,但由维护矿权、开发矿业运动引发的翻译与留学热潮,却为地质学的本土化和中国近代地质学的产生做出了贡献。

      (四)地质学的引进为近代科学思潮在中国的兴起扫清了道路 

      杜智涛先生在他的《西学东渐与中国近代地质学的产生与发展》一文中写到,地质学所体现的辩证唯物主义精神,冲击了中国传统封建思想,它一传入中国,就与科学、民主、爱国的品质相互融合,彼此依存,为近代科学思潮的兴起扫清了道路,反过来,又推动了地质调查工作在中国的产生,为中国地质科学的发展奠定了基础。

      敬天法祖是中国封建伦理纲常思想的重要组成部分。“富贵在天”、“天不变,道亦不变”……这种观念成为中国近代变革和民族进步的巨大阻力。而地质学作为一种科学,它客观地揭示天、地、生的变化,向人们阐明了自然界的运动规律,“月日蚀地震,雷鸣星变,皆天地自然之功用,其中有一定之法,初无所谓妖异也。”这种自然科学中的唯物主义,使人们开始怀疑过去一成不变的旧礼教,尝试用一种新的唯物的自然观去审视世界,使人们久被压抑和禁锢的思想得到了启蒙。

      甲午战争以后,社会的全面变革提到了议事日程,而地质学说成为人们倡言变法的有力根据。维新运动的领袖康有为在广州长兴里创办万木草堂,向学生讲授地球及其远古动植物的演化,指出自然界的变化和人类社会的发展有一定的规律。他在给学生所列的西学必读书目中,《地学浅释》成为重要的篇目之一。同时,他在一系列给皇帝的上书中,也多次引用地质学知识,以论证变法维新的合理性和必要性。梁启超用地质学知识来说明中国进行改革的重要性和紧迫性。1896年8月9日,他发表《变法通议》,其中开宗明义的第一章就引用了地质学的知识:“大地肇起,流质炎炎,热熔冰迁,累变而成地球……藉日不变,则天地人类并时而息矣。”谭嗣同、唐才常等维新派名士的思想也深受近代地质学的影响。

      20世纪初赴日、法留洋的学生中,不少地质学子如章鸿钊、丁文江、翁文灏、李四光等不仅接受了孙中山的民主主义思想,也接受了辩证唯物主义思想,他们将地质学的精神与社会革命相结合,高举科学与民主大旗,成为以地质学精神为支撑的科学与民主运动的主力军。随着新文化运动的开展,科学与民主成为革命主题,地质学中蕴涵的科学精神成为这场思想革命的有力武器。

      (五)新式学堂的兴起,开启了中国地质教育的先河 

      19世纪后半期兴起的洋务运动,推进了当时新式学堂的兴起。中国的地质教育最早可以追溯到洋务运动中开办的路矿学堂矿冶系,其后的1903年,北洋大学也设立了矿冶系。1909年在京师大学堂设地质门,维持了两年多,学生有4人。

      我们不妨详细了解一下:

      19世纪后半叶,中国出现了首批官办新式学校,主要在传统的文、史、哲等经典课程之外,增加了外语和西方的现代科学技术,其中也包括地质矿业在内。

      1862年,中国最早的官办新式学堂——京师同文馆诞生,学制为8年。从第5学年起,加设科学馆。从第6学年起增设了地质矿务、航海测算、机器制造、经国策、万国公法等科目。高年级才修金石学(矿物学)课,由德国教师斯图曼博士讲授,在矿物学教学内容中也渗透了化石知识。

      1863年,在上海设立了广方言馆。1867年以后,该馆毕业生择优赴京师同文馆科学馆再求深造。

      1867年,闽浙总督左宗棠奏准在福州马尾设立福建船政学堂,这是中国第一所海军学堂。该校也讲授地质学课程。

      1889年,两广总督张之洞奏准在广东水师学堂内增设矿务学堂,聘请英国人为教习,最初招收了30名学生。

      1892年,湖北铁路矿务局设立了附属矿务学堂,这是中国最早的初等矿业专门学校。

      1895年,盛宣怀在天津开办了中西学堂,其中的头等学堂为大学本科,里面设有矿物科,培养地质、采矿人才。

      当年10月2日,清光绪皇帝御批将中西学堂改为北洋大学堂,其中的矿务学门开始招收采矿冶金科新生。

      1896年,两江总督张之洞奏准在南京江南陆师学堂附设矿务铁路学堂(矿路学堂),浙江绍兴青年鲁迅曾到该校求学。

      1898年,康有为、梁启超辅佐清光绪皇帝领导“戊戍维新运动”,其中一项措施就是在原京师同文馆的基础上创办“京师大学堂”。该校分为天学、地学、道学、政务、文学、武学、农学、工学、商学和医学10个科,地学科中附设有矿学。

      1909年,京师大学堂的“格致科”内设立“地质学门”,有王烈、裘杰、邬友能、陈祥翰、路晋继5名学生(都是由预科德文班毕业升入的)。这一年被称为“中国高等地质教育事业的开局之年”,无疑具有里程碑式的意义。

      地质教育的兴起,促进了一批地学教科书的编纂出版。如美国公理会女教士、北京贝满女子学校校长柳拉·迈诺尔编著出版的《普通地质学》(1903年),这应是中国最早的地质学教科书。此后,杜亚泉翻译出版了中学教科书《植物学矿物学》和《最新矿物学》(1904年),钟观浩翻译出版了《新式矿物学》(1906年),杜亚泉编译出版了《最新中学教科书·矿物学》(1906年)。1909年,张相文根据日本横山又次郎的《地质学》,并参考其他书籍编译出版了《最新地质学教科书》(共4册),此书是中国人自己编写的第一部地质学教科书。

      谈到中国地质调查工作的发端,我们不能忘记,1840年鸦片战争以后,中国是怎样一步步沦为半殖民地半封建社会的辛酸过程;我们更不能忘记,中国地质工作的先驱们、开创者们,是如何在国破山河碎的极端困难的情况下,筚路褴褛、卧薪尝胆,从无到有,建立起中国人自己的地质调查机构,并且学会独立地开展地质调查工作的。

      (笔者在撰写此文过程中,参阅了众多专家学者撰写的文献、资料,由于出处甚多,恕难一一注明,在此一并表示谢忱。)

    中国地质调查在辛亥革命后起程的几个背景

     

    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

    中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心“金牌职工”、中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心分析测试技术“蓝领专家”,先后获得“河南省岩矿测试技术标兵”“全国先进工作者”“全国技术能手”等荣誉称号,荣获“全国五一劳动奖章”,享受国务院政府特殊津贴……参加工作28年以来,支金保收获了无数褒奖。在这些耀眼光环的背后,是他对党的忠诚、对地质事业的热爱和对科技创新的不懈追求。

    作为中国地调局西宁中心分析测试实验室质量管理组组长、高级化验技工,他勤奋学习、刻苦钻研,实现了从一名普通工人到高级技能人才的飞跃,在平凡的岗位上做出了不平凡的业绩。

    立志做一名有知识的“蓝领”

    1993年,支金保入职原武警黄金第六支队,成为实验室一名职工,负责样品分析。这项工作技术含量高、标准要求严,被称作“寻找金矿的眼睛”。自认为高中毕业、文化底子不错的支金保怎么也没有想到,第一次摸底考试竟没及格。“别人行,我凭啥不行?”他没有气馁,而是暗下决心:一定要练就过硬本领,做一名有知识、有技能的职工。

    为尽快掌握相关理论知识和操作技能,他不放过每一次学习培训机会,每天加班加点学习,反复练习各种操作方法,细心琢磨工作中的每个环节;遇到不懂的问题,就虚心向技术干部和老同志请教。功夫不负有心人,不到一年时间,他就熟练掌握了样品加工、磨片、溶样、测试等技术,在每次计量认证和复查现场样品考核和理论考核中成绩均为优秀。

    2004年,河南省举办首届地质行业技能比武,相关单位都派出业务领域的尖子参赛,支金保也报了名,且是唯一一名高中学历的选手。他闭门苦练七十多天,每天练习操作300遍。最后,在规定的五大类、69个竞赛项目中,他一路过关斩将,夺得全省第三名的好成绩,被授予“河南省岩矿测试技术标兵”称号。回到工作岗位,同事们打心眼里佩服这位勤奋的“战友”。

    支金保常说一句话:“新时代技能人员要有学历文凭,更要有知识和技能。”二十多年里,他先后啃完了《化验读本》《岩矿分析》《金的分析化学》等二十多套化验专业方面的书籍,做了几十万字学习笔记,千余条操作规程烂熟于心,十几项化验技能炉火纯青,上百种问题处理方案成竹在胸,并以优异成绩取得郑州大学化学工程与工艺专业本科文凭、材料成分检验工种高级职业资格证书,从一名普遍的化验员成长为资深的技术人员,多次被表彰为学习成才先进个人、业务技术标兵。

    工作中的支金保一丝不苟

    攻克技术难题诠释不懈追求

    参加工作后,支金保把分析测试岗位确定为自己人生和事业的新起点,设定了做一名优秀复合型技术工人的目标。地质工作者科学严谨、求真务实的作风和他对技术创新的执着追求,激励着他攻破一个又一个技术难题。

    金精粉测试含量偏低是岩矿分析中最为棘手的难题之一,尽管单位组织了多次技术攻关,问题却始终没有进展。支金保迎难而上,在查阅大量资料、请教众多专家和开展数百次实验之后,成功找到了破解办法——通过更换液体氟化氢铵和改进吸附材料配比,从而大大提高金的溶解和吸附能力。这一方法不但能快速测算出金含量,而且具有极高的市场应用价值,被相关单位推广使用。

    矿石样品磨片是一项极难掌握的技能,在每分钟1200转的磨片机上打磨一块橡皮大小的石片,全靠手指按压的力度掌控,轻了薄片会被甩飞,重了会被磨碎。在长期的工作实践中,支金保不但练就了一手磨片绝活,还摸索出一套四步磨石法,可以轻易地将一块石头打磨成透明薄片,厚度相当于一张普通纸的1/10,而且成功率也从之前的不足50%提高到90%以上。

    为提高野外快速分析能力,他与同事孙鹏经过两年多的研究,探索出野外样品快速分析法,将实验室采、加、化周期由原来的45天缩短至1天。

    “每解决一个技术难题,都是完成一次对自己的挑战,也是成长的蜕变。”二十多年来,支金保在本职岗位上做了大量技术革新,先后破解26个技术难题,取得8项技术革新成果,不但大大提高了实验室快速、准确分析的能力,还为单位节约经费上百万元,成为名副其实的岩矿分析专家,被称为“专家型技术工人”“工人教授”“身边的大国工匠”。

    “传帮带”培育技术人才队伍

    “不仅要个人进步、团队进步,还要带着更多的人一起进步,要把工匠精神传递给年轻人。”支金保是这样说的,也是这样做的。二十多年来,他先后带过四十多名徒弟,其中32人成为业务尖子,所在的分析班连续多年被评为先进班。

    工作中,他总是手把手地教方法,不厌其烦地讲要领,毫无保留地把自己多年积累的技巧和绝活全盘托出,得到了大家的钦佩和敬仰。遇到反应慢的徒弟,他反复耐心地示范讲解,直到对方学会为止。即使徒弟不小心犯错,他也不会大声训斥,而是认真分析原因,一起总结教训。

    技术干部王彩玉说,支师傅对她影响最深的,不仅是他的过硬技术,还有他的职业精神。每次添加试剂,他都按照精确值,一点一点地滴,做到分毫不差;每当开启盐酸等危险试剂瓶盖,他总是挡在助手前面以防不测。这种严谨细致、一丝不苟的精神一直影响和鼓舞着实验室的每一位同志。

    2008年,单位从国外引进一套价值五十多万元的分析仪器,领导把这件宝贝交给了支金保和他的徒弟党书鹏。为了尽快掌握技术,支金保对照操作规范和说明书苦练3个月,总结出180多个注意问题和易错点,然后手把手地教给党书鹏。每次操作机器,他都站在徒弟背后,做对方最大的支持,因为按照规定,师父在场时发生任何操作失误由其负全责。解除心理压力的党书鹏进步极快,不到半年就熟练掌握了整套机器的操作要领。

    坚守共产党人的精神追求

    一直以来,支金保都在用实际行动诠释着入党时的铮铮誓言。

    矿石样品磨片是实验室几十个岗位中最苦最累的工作。一天下来,支金保腰酸背痛,满手伤痕,耳朵和鼻子里塞满了粉尘。长时间的劳累使他落下了颈椎劳损的毛病,脖子上经常贴满各种膏药。强烈的噪音还给他的听觉系统造成伤害,听力不及常人一半。

    在实验室,支金保是唯一一个身兼两职的人,既做分析测试又管样品磨片。别的同事都有机会调休,他却经常加班加点。某年初冬,单位接到某矿区一批紧急矿样测试,要求20天内拿出结果。支金保深知,野外勘查耽误一天就会损失几万元,于是带领分析班昼夜连轴转。工作中,他需要不停地用手沾水,很快双手便被冻得红肿裂口,即便贴上膏药、涂上药膏,血水依然将半个水池几乎染成红色。十几天后,任务圆满完成,而他的手已经溃烂化脓。

    2008年底,支金保带领样品分析班出色完成了多项重大化验任务,单位准备给他表彰。得知情况后,他马上找到领导:“工作是大家干的,哪能给我一个人表彰”。结果,个人三等功变成了全班的集体三等功。

    支金保在河南省技能比武中获奖后,不断有企业以高薪聘请他。当时他的妻子下岗待业,全家唯一的收入是他每月不到2000元的工资。面对优厚待遇的诱惑,他严词拒绝:“没有组织的培养就没有我的今天,没有实验室这个平台就没有我现在的成绩。翅膀再硬,我也不会离开哺育我的家。”

    二十多年来,支金保经手的化验样品多达四十余万件,从未出过差错。他始终保持着对地质事业的热爱,心系单位发展。2014年8月,原武警黄金第六支队从河南省三门峡迁至青海省西宁市,考虑青海工作区条件艰苦,加上两地分居,许多职工都打起了退堂鼓,支金保是唯一一个主动报名随队前往的。2018年8月,黄金部队跨军地改革,不少年龄较大的干部职工选择回流部队安置,支金保则毅然选择随队转改。

    谈到未来,支金保眼神坚定地说:“人不能在荣誉面前止步。今后要做的事还很多,除了用心干好本职工作,还要为单位培育更多新一代工匠,带动更多青年人走技能成才、技能报国路。”

    从高中生到“大国工匠”

    近日,自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所与广西百色市平果县人民政府在桂林举办“滇黔桂岩溶区土地质量地球化学调查”项目地调成果移交仪式。蒋忠诚副所长代表岩溶所向平果县人民政府移交了平果县土地质量地球化学调查成果。

    2016年以来,由岩溶所实施的中国地质调查局二级项目“滇黔桂岩溶区土地质量地球化学调查”在平果县开展1:25万土地质量地球化学调查,获取平果县耕地土地质量数据,查明平果县土壤地球化学元素分布及化合物的分布与分配特征,评价土地营养元素、有益元素丰缺程度,圈定无污染富硒土地100平方千米,无污染富锗土地104平方千米,研发岩溶区土壤改良、火龙果栽培管理、矿山生态修复等系列技术,开发富硒火龙果等特色生态产业,经济效益由原来的800/亩提高到1.5万元/为全国石漠化区生态修复提供了可学、可复制、可推广的经验。

    平果县人民政府覃春燕副县长对岩溶所移交的地调成果表示感谢,高度肯定了平果县土地质量地球化学调查工作,表示平果县将积极应用地调成果服务民生。平果县国土局和科技局领导参加了成果移交仪式。

                                    

    岩溶所向广西平果县移交地调成果

    近日,继贵州首个基岩水井水力压裂工程成功实施后,地调局水环中心“贵州冷水井水力压裂”项目组对2号试验井进行了压裂改造,该井位于贵州省黔西南州安龙县新安镇西河社区上阿赵村,是该村唯一一眼深井,此前因出水量太小而被废弃。

    水环中心项目组采用分段压裂工艺对该井进行了改造,压裂后经72小时抽水试验,结果显示该井涌水量由原来的52.2立方米/天增至234立方米/天,水量增幅超过350%,使该井“变废为宝”,扭转了上阿赵村村民枯水季节生活用水困难的现状。

    至此,项目组完成了“贵州冷水井水力压裂”课题全部压裂试验任务,2眼试验井涌水量均获得大幅提升,改造效果显著。

    贵州基岩水井水力压裂项目再传佳绩

    图为青海省青南地区实施生态恢复治理后的矿山。资料照片

    图为青海省大柴旦镇青山地区金矿普查项目组野外驻地。徐修红 摄

     

    巍巍昆仑、绵绵祁连,唐蕃古道、三江之源。位于祖国大西北的青海,不仅有昆仑、祁连、唐古拉等著名山川,还是中国乃至亚洲重要生态屏障和水源涵养区,既是生态大省,也是资源大省。习近平总书记2016年在青海省调研时指出,青海最大的价值在生态、最大的责任在生态、最大的潜力也在生态。  
      “南昆仑,北祁连,山下瀚海八百里,八百里瀚海无人烟。”壮美的诗句描绘了青海的艰苦与荒凉,地质工作者却在这里建立了不朽功勋。党的十八大以来,青海大力推进绿色勘查、绿色开发、绿色服务,向“绿色”要财富、向“生态”要发展,走出了一条具有自身特色的绿色转型之路。  
      绿色勘查:“四管齐下”优化地勘布局  
      在已探明矿藏保有储量中,青海有10个矿种居全国第一,有58个矿种进入全国前十,有26个矿种排在全国前三。青海省国土资源厅勘查储量处负责人介绍,青海省近年来不断创新地勘工作新思路、新布局,早在2013年,就提出了“绿色勘查”理念,与中央提出的五大发展理念中的“绿色”不谋而合。2016年,他们专门开展“绿色勘查开发年”活动,在全国率先启动省级绿色勘查示范研究工作。  
      所谓“绿色勘查”,主要体现在“四管齐下”。  
      首先,优化地勘工作部署。以“生态保护第一”为原则,青海调整了“十二五”矿产资源规划,将全省各类自然保护区划为禁止勘查开发区,不再设立新的地勘项目和矿业权。  
      据介绍,青海全面清理、调整、避让涉及自然保护区的勘查区,将整装勘查区由16个调整为11个,重点矿产勘查区由原来的33个调整为21个。对三江源地区和祁连山自然保护区内的矿业权、地勘项目,青海省撤销中央财政、省地勘基金项目69项,72个矿业权全部停止工作。一是在地勘工作布局上,青海将地勘重点从原来的三江源地区、祁连山地区转移到柴达木盆地及其周缘的柴北缘、东昆仑、阿尔金等地区。二是在地勘工作部署上,明确海西地区以矿产勘查开发为主,青南、海北及西宁、海东地区以基础性、公益性和水文地质、环境地质调查为主,并开展以国家资源储备为目的的战略性矿产资源勘查。三是在勘查矿种上,重点以经济社会发展急需和市场紧缺、找矿潜力大的矿种为主,瞄准石油、天然气、有色金属、贵金属、钾盐、铀矿、三稀矿产等为主攻矿种,兼顾新能源矿产、新兴材料矿产、矿泉水等资源。  
      其次,推进绿色勘查示范研究。青海厅会同各地勘单位多次专项研究安排绿色勘查示范工作,2016年确定10个绿色勘查示范项目,并从中选定了7个项目专题研究并安排绿色勘查示范专项费用1000万元。10个示范项目实施后,青海当年的槽探工作量比计划减少1.6万立方米,机械岩芯钻探比计划减少1605米,浅钻则增加了4265米。  
      再其次,完善绿色勘查管理制度。青海修编完成了《青海省找矿突破战略行动实施方案(2016~2020年)》,修改完善了《青海省地质勘查基金项目管理办法》,均增加了绿色勘查专章。对社会出资的商业性探矿权管理合同,青海专门增加绿色勘查的要求并于今年4月起实施。在《青海省地勘单位业绩信誉考评办法》中,他们首次将地勘项目环境保护工作纳入项目立项、设计编审至野外工作验收考核。目前,《青海省绿色勘查管理暂行办法》正在征求意见,将为下一步全省地勘项目绿色勘查管理提供法律依据。  
      最后,推广应用绿色勘查新方法。青海地质工作者探索总结出一系列绿色勘查新技术、新方法。比如:探索尽量不施工探槽、不修路、不修机台,以浅钻代替槽探工程、以便携式钻机代替传统钻机以及一机多孔、环保型泥浆循环使用并回收、槽探恢复填埋复绿等。  
      绿色开发:规划引领建设绿色矿山  
      既要保护,又要开发;开发一点,保护一片。矿业仍然是青海经济社会发展的重要支撑动力,矿产资源采选业及其后续加工业总产值占全省工业生产总值达70%以上。如何使生态环境保护与经济社会发展同步,是青海的一道“必答题”。  
      青海厅规划科技处负责人告诉记者,党的十八大以来,青海在编制矿产资源规划时更加注重生态保护,加强规划对绿色矿山建设的引领作用。  
      据介绍,在第三轮矿产资源规划编制中,青海提出了发展绿色矿业、建设绿色矿山的目标、任务和具体要求。青海省要求,新建矿山原则上必须按照绿色矿山标准进行建设生产,在产矿山要严格按照绿色矿山要求规范管理,加快工艺、技术、装备改造升级。青海还提出建设格尔木市、都兰县和大柴旦区3个绿色矿业发展示范区,争取到“十三五”末使示范区所有矿山达到绿色矿山建设标准。  
      为确保“十三五”末实现绿色矿山建设目标,青海厅积极督促各市(州)、县尽快开展市(州)、县级绿色矿山创建活动。今年5月,国土资源部、环境保护部等六部委联合印发《关于加快建设绿色矿山的实施意见》,全面推进绿色矿山建设工作。青海厅及时研究起草了《青海省绿色矿山建设实施方案》,计划以省政府名义印发,按照“政府组织、部门协作、企业主体、公众参与、共同推进”的原则开展国家、省、市、县四级联建联创,并将在资源配置、建设用地、财税、金融等方面细化了扶持政策。目前,该方案在征求相关部门意见基础上已形成正式稿,即将印发执行。6月26日,青海厅印发《青海省绿色矿山建设标准(省级)》,制定了省级绿色矿山申报、遴选、审核管理要求与流程,开展2017年首批省级绿色矿山遴选工作。  
      此外,今年7月19日,海西州发布州级绿色矿山建设标准,率先开启了州(市)级绿色矿山的创建工作。随着国家补贴3.7亿元的柴达木盆地盐湖矿产资源综合利用示范基地建设完成并通过国土资源部、财政部的联合验收,今年8月,青海厅又联合海西州政府在格尔木市召开现场会,大力宣传推广示范基地先进的生产工艺与技术、经验和做法,引导矿山企业开展绿色矿山建设。  
      “在采矿权出让合同中增加绿色矿山建设要求,在审查矿山开发利用方案时,要重点审查绿色矿山建设相关内容。所有新立采矿权人必须按照绿色矿山建设要求开展矿山建设。”青海厅有关负责人介绍,这样做就以合同方式约定了采矿权人在绿色矿山建设中的法律义务和责任,为全省绿色矿山建设加了又一重“保险”。  
      当然,对于经济欠发达地区来说,建设绿色矿山并不容易。记者在采访中了解到,矿业经济形势较低迷、开采成本高、利润空间小等,都成为影响矿山企业建设绿色矿山积极性的重要因素。如何从政策、规定等方面引导企业积极主动建设绿色矿山,对青海来说是不小的挑战。  
      绿色服务:拓展领域助力精准扶贫  
      依托资源优势,青海的精准扶贫、精准脱贫体现着浓厚的资源特色。  
      在准入门槛方面,青海提出优先安排成矿条件好、生态环境适宜、群众支持、地方政府配合、勘查后具备开发条件及社会投资主体有意愿的项目;建立完善资源勘查开发利益共享机制,助力贫困地区脱贫致富;引导督促矿业企业承担社会责任,促进资源勘查开发与地方发展、群众致富互利共赢;绿色勘查试点项目与扶贫工作结合,尊重工作区群众生活习俗、宗教信仰等。  
      于是,人们看到,多彩整装勘查区指挥部聘用当地藏族同胞为专用司机;每逢佳节项目负责人走访慰问少数民族贫困家庭;项目组人员积极为当地生病牧民联系医院救治;项目组人员无偿为牧民修路、转场、搬家,解决当地农牧民实际生产生活困难……一点一滴,贫困牧民生活不断改善,也让项目组与少数民族同胞建立了稳定友好的关系。2015年9月,玉树多彩乡政府向青海有色地勘局送来感谢信和锦旗,高度赞扬局属矿勘院热心公益和扶贫帮困的精神。  
      党的十八大以来,青海省地质工作不断向民生服务拓展。围绕生态保护需要,青海省地勘单位加强三江源、祁连山地区及生态敏感区域公益性地质调查、水文地质调查、环境地质调查、地质灾害调查评价等工作。根据经济社会发展需求,他们在重点地区开展农业地质、城市地质、民生地质等工作,为特色农牧业发展、城镇规划、基础设施建设、民生改善提供依据。比如:青海省地矿局主动走向城市地质,为地下水动态监测、地面沉降观测、地面稳定性观测、数字城市建设、地下管网测绘、城市水文地质环境调查等提供服务。再比如:青海省核工业地质局在祁连县黑河源区综合治理矿山地质环境1.49万亩,使草场植被覆盖率达到70%以上,修复河道30.31千米。  
      拓展意味着出路,转型意味着转机。在服务经济社会发展大局中,青海地勘单位的非地勘主业逐渐占据地勘经济重要位置。以青海省有色地矿局矿勘院为例,2012年该院矿业及地勘延伸产业产值约占总产值的6.38%,2016年已上升到30.86%。  
      党的十八大以来,在绿色勘查、绿色开发过程中,青海省正在形成和谐勘查良好氛围,并由传统地质领域向大地质、绿色服务拓展,带动当地群众精准脱贫,共同走上绿色发展之路。 

    水润三江源 绿满祁连山

     

    贵州省丹寨县南皋乡大簸箕苗寨。资料图片

    “最终的出水温度能达到多少度?热水的含硫量有多高?”贵州省丹寨县南皋乡石桥村的地热井旁,乡党委书记李华急切地向在场专家抛出了问题。

    这眼地热井,每天有60立方米自流热水,但李华心里还是不踏实,他要向来自省里的地热专家请教专业知识。

    “含硫高,并不一定是最好的地热,含适当比例的锶、氡、偏硅酸等微量元素和物质,才是好地热。”对李华的疑问,地热井项目任务承担单位、贵州省有色金属和核工业地质勘查局七总队地质调查院院长袁来耐心解释道。他告诉李华,微量元素含量要等取样化验结果。根据井底水温61度的测井数据推测,最终地面井口的出水温度应该在50度左右。

    李华的心切,自有原因。原来,南皋乡地处四县交界处,农民一直以传统种植业为主,在人均不足3分地里刨食一年,也只能混个温饱。而事实上,南皋拥有着足以令人垂涎的“摇钱树”:石桥村居住着十多户蔡伦的后人,1000多年来一直坚持沿用蔡伦的办法造纸,成为蔡伦造纸术的一个“活化石”,南皋乡也荣获了“中国古法造纸之乡”的美誉。同时,南皋乡还有千年金丝楠林群、三叶虫和贝类古生物化石群、穿洞奇观、大岩脚岩石褶皱景观、大簸箕苗寨等人文景观和自然风景,还有苗族翻鼓节、苗年节、粽子节等传统节日,以及木鼓舞、芦笙舞、板凳舞、山歌、酒歌、姊妹歌、建屋歌等民族歌舞。

    守着“摇钱树”,为啥一直当配角?南皋乡从深层次分析原因:一是接待能力有限,全乡目前还没有一家像样的宾馆,村民自己开的客栈也只有8家,能留住的游客实在太少;二是这里缺少能融入休闲、养生等深度旅游的对接点。从南皋开车十来分钟就能上高速,不到40公里就可到州府所在地凯里市或丹寨县城,很多游客当天来当天走,“留不住客”成了南皋旅游产业深深的痛。

    “守着摇钱树还要过穷日子,我们不该叫南皋,叫‘难搞’更合适!”乡里的人这般自嘲。听了这些话,女乡长龙杰心里又酸楚又不甘。

    为了彻底改变南皋旅游经济不振的现状,丹寨县委、县政府找到了省有色金属和核工业地质局七总队,希望在南皋乡旅游规划区内打出一口地热井,让南皋旅游由原来的来了就走变为进得来、留得住、玩得好、不想走。

    在系统分析研究区域地质资料后,专家认定,黔东南州部分区域挽近期断裂较为发育,带状地热资源仍然具备较为有利的成矿地质条件,需要认真做好基础地质资料研究,调整原来的找地热思路,才能有效找到地热资源。

    按照这一新思路,七总队地质调查院组织技术人员通过调查研究,在丹寨县内圈定了几块地热成矿有利区块。在综合考虑地热成矿条件、旅游资源配套及发展规划等方面因素后,最终决定将丹寨县的第一口地热井定在了南皋旅游景区的核心位置——古法造纸所在地石桥村和大簸箕苗寨的中间,离两个村落均只有百米左右。

    2016年12月20日,幸福泉涌南皋乡,灿烂的笑容在村民脸上绽放。虽然离设计的2300米井深还有800米,但地热井已出现了热水自流,日出水量60立方米、水温38摄氏度。

    记者在现场看到,钻井施工队正在放置井内套管。技术人员介绍,下一步,套管安装完成后就进行抽水试验,若能达到设计的日出水量350立方米的要求,就会在成井工序完成后交付给地方政府。

    “旅游发展规划给南皋乡脱贫致富带来了新气象。”龙杰兴奋地告诉记者。有了这口地热井,南皋的旅游就注入了新动力,村民脱贫致富也多了一个新希望。“以后南皋的旅游不再会是‘难搞’了!”

    蔡伦后人的新希望

     

     

    杜向民

    杜向民,1957年10月生,黑龙江明水县人,中共党员。教授,硕士生导师。他于1982年1月毕业于长春地质学院,获地质资源勘查工学学士学位;1993年毕业于南开大学经济学院,获经济学硕士学位;1995年7月,任长春地质学院党委副书记;1999年4月,任西安工程学院党委书记、院长;2000年4月,任长安大学党委副书记;2013年9月,任长安大学党委书记。

    杜向民先后承担并完成科技部、教育部等国家级、部省级各类研究课题16项,撰写出版学术专著和教材6部,在各类学术刊物发表文章40余篇,有多篇论文被《新华文摘》、人大复印资料、国际《科学技术会议录索引(ISTP)》全文转载或收录。研究成果获陕西省哲学社会科学优秀成果二等奖2项、陕西省优秀教学成果二等奖1项、陕西省高校哲学社会科学优秀成果一等奖1项,以及第三届全国高校德育创新优秀成果二等奖、第六次全国高校思想政治教育优秀论文著作评选著作类二等奖等奖项。

     

    农商部地质研究所教员与毕业生合影

     

    农商部地质研究所的教室

    从1916年至今,中国的地质调查走过了百年风雨历程,创造了辉煌业绩。在中国地质调查的发端与发展过程之中,地质教育先行一步。如果自1909年京师大学堂设立“地质门”(即地质专业)算起,中国地质教育已有107年的历史了。

    十年树木,百年树人。这其中,地质教育工作起到了甚为重要的铸基作用。一部中国地质教育史,是中国近现代社会发展史的一个侧影。而从中国地质教育所蕴涵的与生俱来的独特气质与铮铮风骨,同样可以触摸到近百年来中华民族在救亡图存、重新崛起过程中所表现出来的不屈不挠、奋发图强的禀性与精神。

    历史是一面镜子,解读或回味,继承或借鉴,对于中国地质教育事业的继续前行与可持续发展无疑具有重要意义。

    长安大学党委书记杜向民教授毕业于长春地质学院,以后一直在地质类院校从事科学社会主义理论、思想政治教育、高等教育管理、行业文化的教学与研究工作,对地质教育有着切身体会与独到见解,也是这方面的权威专家。

    那么,100年来,中国地质教育经历了哪些发展阶段,孕育出怎样的理念与精神?新时期,国家发展与地质工作需要我们提供什么样的地质教育,地质教育工作应该如何传承创新?利用杜向民教授来京参加“2016年地球科学与文化研讨会”之机,中国矿业报记者对他进行了专访。

    记者:有人说,从某种角度看,西方的地质教育好像是以浪漫的“旅行地质学”形式开始的,中国地质教育的发端则显得比较凝重。在您看来,与西方国家相比,我国地质教育的开始有什么不一样的地方?进一步说,中国地质教育有什么特点?

    杜向民:的确不像西方以浪漫的“旅行地质学”形式为肇始,带有纯科学的意味,中国地质教育的理念与精神从一开始就渗透着民族觉醒、独立与解放的强烈意识,带有悲壮的色彩。

    新中国成立以来,中国地质教育理念与精神和民族复兴的梦想融为一体,在一定程度上是社会主义制度、国家发展战略与社会主义意识形态的具体表现。

    中国地质教育理念与精神的演变是中国社会近现代史的一条逻辑线索,每一时期都有不同的时代内涵。但始终不变的,是它所蕴含的民族文化和行业文化,如自强不息、艰苦奋斗、辩证观物等价值理念和致思方法,特别是由此而沉淀生成的“三光荣”精神,已经成为地质行业的宝贵精神财富。

    记者:您刚才提到,我国地质教育发展始终与国家命脉紧密相连,能不能请您介绍一下我国地质教育发轫的原因或背景?

    杜向民:鸦片战争后,我国门户洞开,腐败昏聩的清王朝在西方列强的坚船利炮面前接连溃败,日益深重的民族危机使国人警醒、反思。在国门失陷、一落千丈的民族危亡之机,觉醒了的知识分子们自然把目光聚焦于西方的工具理性——科学。当时,中国地质奠基者之一的章鸿钊先生大声疾呼:“予尔时第知外人之调查中国地质者大有人在,顾未闻国人有注意及此者。夫以国人之众,竟无一人,焉得详神州一块土之地质,一任外人之深入吾腹地而不之知也,已可耻矣!且以我国幅员之大,凡矿也、工也、农也、地文地理也,无一不与地质相需。地质不明,则弃利于地亦必多,农不知土壤所宜,工不知材料所出,商亦不知货其所有、易其所无,如是而欲国之不贫且弱也,其可得乎。”

    地质矿产对国家民族的重要性,也引起了当时政界的高度重视。革命先行者孙中山先生在《建国方略》中就明确提出:矿业者为物质文明与经济进步之极大主因也。正是由于中国地质事业的奠基者,老一辈地质学家坚定地选择了走实业救国、科学救国的道路,地质学的兴起为辛亥革命的爆发提供了物质基础,推动了中国社会制度的变革。

    努力向学、蔚为国用。老一辈地质学家多是怀着科学救国和找矿富国的理想,献身于祖国地质事业。章鸿钊、丁文江、翁文灏、李四光等一批抱有“矿业兴国”、“兴学图强”忧患意识的学者从国外学成归来,拉开了中国地质教育的序幕。20世纪20年代,在美国威斯康星大学学习化学的张伯声先生,幸遇长他11岁的谭锡畴先生,请教“哪种学问可以救国”?谭锡畴先生告诉他:地质学。在谭先生的启发下,张伯声改学地质学,并辗转芝加哥大学、斯坦福大学潜心深造,最终饱学而归,为祖国地质事业做出了卓越的贡献。

    抗日战争爆发后,饱受战争洗礼的近代中国知识分子以强烈的爱国精神,艰难维系着中国近代教育事业的前行步伐,创造了以“国立西南联合大学”为代表的一批高等学校绝处逢生的教育史奇迹,使得我国的地质教育跨越生死存亡,得以延续和发展。

    记者:这个时期外敌入侵,时局动荡,可能用“放不下一张课桌”来形容一点也不夸张。那么,地质教育的先辈们采取了什么样的教学方式?在基础地质调查方面取得了什么样的成果?

    杜向民:地质学是一门复杂的科学,知识体系庞杂,外向关联度极高,实践依赖性强,且与人类经济社会环境联系密切。由于中国的特殊国情,加上地质学本身的特点,使得中国地质教育从一开始就有兼容并蓄、崇实致用的理念自觉。具体来说,即:重视基础(专业基础、数理化及外语)、兼容并蓄(开设多门地理学、气象学、气候学等课程)、理论联系实际(开设经济地理学等课程)、重视实践教学。

    虽然在战争年代,时局动荡,地质工作的条件十分恶劣,但老一辈地质学家仍然开创性地进行了地层、古生物、构造地质等基础地质工作,获得了一系列重大科学发现,创新了地质学理论,在某些重要领域达到了当时的国际水平。例如翁文灏关于甘肃大地震的地质调查,开创了用构造活动性研究地震的先河;孙云铸关于中国寒武纪三叶虫的研究,奠定了中国寒武纪下、中、上三分的化石依据;裴文中周口店猿人的研究结果,奠定了“北京猿人”的国际地位;李四光创立了地质力学理论、中国第四纪冰川学说、蜓科鉴定新理论……这些成果为新中国成立后大规模开展地质矿产调查、开发与科学研究奠定了基础,为新中国地矿事业的发展奠定了基础。

    记者:新中国成立以来到改革开放前,我国的地质教育事业取得了哪些进展?

    杜向民:新中国成立初期,我国教育取得了长足的发展。1949年召开的第一次全国教育工作会议,明确提出“教育为国家经济建设服务”的总方针。“地质部是地下情况的侦查部,地质工作搞不好,一马挡路,万马不能前行。”时任国家主席毛泽东这句形象的比喻,正是地质工作在当时国民经济建设中重要程度的真实写照。

    如火如荼的社会主义建设,焕发了中国地质教育前所未有的勃勃生机。短短17年,我国就建成了初具规模的地质教育体系,在师资培养、基础建设、实验室建设及教育体制改革等方面都取得了显著的成就。截至1966年,除地质部三所地质学院外,全国30多所院校都设有地质系或地质专业,另有37所地质类中等专业学校,共为国家培养研究生、本科生、专科生、中专生累计11万人。

    从1952年起,我国参照苏联模式,对大学的类型、学科、布局进行了大规模调整,翻译苏联教育的理论著作和教材,邀请苏联专家担任教育部顾问、学校顾问和教师,派遣留学生到苏联学习等。在此之前,我国高等学校只设系(科),未分专业,苏联高等学校则是按专业培养人才。这次调整之后,我国基本上采用了苏联高等学校的专业目录,开始依据专业设置来进行人才培养。例如,北京地质学院从教学计划、课程设置和教材等,都仿照莫斯科勘探地质学院。北京大学地质学专业在1955年恢复招生时,其教学计划是参照1949年莫斯科大学和列宁格勒大学地质学系的教学计划,结合我国综合大学地质学系的实际情况和国家需要而拟定的。

    同时,中国地质教育逐步从新中国成立前的“地质旅行”方式,转为一切教学活动为经济建设服务,开创了中国地质教育的新模式,确立了教育与生产劳动相结合的实践理念。为了培养“又红又专”的地质人才,各高校和中等专业学校一方面大力建设有特色的野外实习基地;另一方面组织在校学生赴专业地质队进行生产实习,毕业论文和毕业设计都是经过“真刀真枪”的实践,结合生产实习内容进行选题和研究的。

    可以说,这一时期是包含地质教育在内的中国地质事业发展的关键时期,地质教育伴随着新中国教育发展的大潮迎来了春天,高等地质教育学科体系基本形成,为新中国的建设发展输送了大批人才。

    记者:改革开放以来,我国致力于建立与完善社会主义市场经济,在地质教育教学理念与精神上出现了哪些新变化?

    杜向民:上世纪80年代以后,我国开始实施计划经济体制向市场经济体制的转轨,教育的功能定位也发生了相应变化。邓小平同志提出:教育要面向现代化、面向世界、面向未来。即面向中国社会现代化建设与改革的实际需要,面向科学技术发展的现代化潮流。

    在中共中央1985年颁布《关于教育体制改革的决定》以后,地质教育全面推进体制改革,并逐步向更深层次展开。具体来说:适应市场经济体制发展要求,逐步转变为不同政府部门对地质教育的分割管理,政府从高度集权的统一管理逐步转为以指导、协调服务为主的宏观管理;扩大学校自主权,面向社会依法自主办学,并逐步建立自主发展和自我约束的发展运行机制;推进学校内部管理体制改革转变运行机制,试行岗位聘任制、绩效考核制等,提高办学效益;探索招生和毕业生分配制度的改革。

    随着中国现代化战略的快速推进和科学技术的迅猛发展,传统地质学已突破原来单一的“矿产资源”和“服务于工业”的内涵,地球科学的问题域向经济、社会、环境等方面全方位拓展。地矿部党组于1993年明确提出了“四个转变”的地质教育发展思路,我国地质教育在教育体制改革、学科建设、专业设置、课程设置、科学研究、社会服务、文化传承等诸方面发生了由“服务经济建设”向“全面服务经济社会”的理念变革。

    同时,树立了依法办学的教育发展理念。改革开放以来,国家相继颁布了《义务教育法》、《教育法》、《教师法》、《高等教育法》等法律,并颁布了《中国教育改革发展纲要》、《中国教育振兴行动计划》等纲领性文件,为我国地质教育的发展提供了充分的法律依据和战略指导思想。

    记者:从1999年开始,我国高等地质教育办学规模大幅攀升。同时,全球化进程加深,中国经济社会转型,对地质工作提出了新的更高的要求。在这样的形势下,学校在学科设置、专业设置、课程设置、教学内容、教学方法等方面做了哪些改革?地学教育在理念上做出了哪些调整或创新?

    杜向民:随着我国进入大众化高等教育阶段,人才培养规格由原来的学术型变为“学术+应用+社会服务型”。这要求地质教育既要建设一支具有高水平理论研究和教学能力的师资队伍,又要关注大众化教育背景下学生的素质提高、知识汲取、技能获得、广泛的社会适应性等多样化诉求。因此,我们提出了“树立面向21世纪的中国地质教育”的理念与精神。

    首先是树立可持续发展的地学教育界理念。在教育内涵上,由传统地质学拓展到地球系统科学;教育目的升华到“人本关怀”、“永续发展”的高度;功能定位由狭隘的专业知识教育拓展到素质培养与创新能力提高的功能域;逐步突破单一的学校模式,衍生出远程教育、网络学习、终生学习等教育形式。

    其次要树立地球系统科学理念。21世纪,传统地质学的概念逐步被地球系统科学概念所取代,地球系统科学要求对地球物质客体各要素、各层次作整体观照。地球科学的知识体系变得空前繁复,衍生出大量的交叉学科和综合性学科。人类对地球系统的认知层次不断深入,要素与关系、功能与结构分析不断精细,过程预见日益准确,整体观照日益全面。因此,我们要高视点、大视野地审视地学对象与问题,多角度多知识域审视地学对象与问题,多层次审视地学对象与问题,注意地球物质客体要素的多元多样性、结构的多层多重性、要素与层次间的互动互馈性,注意在过程中由迭代所引起的非线性关系,用最佳手段获取科学事实,用现代数理方法及高性能计算机整理、分析科学事实,用前沿理论解释科学事实。

    记者:老一辈地质工作者的奋斗历程无疑令人敬佩,也是一笔宝贵的精神财富。但与过去相比,现在形势与条件毕竟不同了。我们该怎样教育年轻的地质工作者?

    杜向民:地质工作的性质决定了地质工作者常年跋山涉水、风餐露宿,在人迹罕至的地方艰苦奋斗,甚至牺牲生命,这就需要一种“到艰苦地方去”的献身精神。读过《温家宝地质笔记》的人应该对这句话印象深刻:“我在毕业的时候曾写过两份血书,要求自愿到西藏去,青年人只要坚持自己的理想和信念,就一定能取得成功。”解放初期,中国地质人正是凭借着这种“哪里需要哪安家”的献身精神,才有了一个个矿藏、油田的发现,才有了一份份基础地质研究报告的完成,才有了新中国建设事业的迅速发展。

    要坚持社会主义办学方向、立德树人的发展理念。党的十八大明确提出“把‘立德树人’作为教育的根本任务”。十八大以来,习近平总书记高度重视培养什么人、怎样培养人这一根本问题,反复强调落实“立德树人”、培养中国特色社会主义事业的合格建设者和可靠接班人。社会主义核心价值观占据着真理与道义的高地,最能给青年学生以正确的人生引导和智慧启迪。尤其是在市场经济社会背景下,地学类专业因其职业去向的野外性、流动性和艰苦性,对学生进行理想信念教育和艰苦奋斗精神教育就显得尤为重要。

    此外,强化实践教学,对于培养学生野外工作能力和吃苦耐劳品格具有重要的意义。中国地质奠基者之一的翁文灏先生曾言:“科学之为物,阙道惟二:一曰观察事实,二曰推原始终。地质学,科学中之后起者也;吾国地质尤世界言地质者之新进也。欲图斯学之进步,亦惟有担斧入山,披荆棘斩榛莽,以求益吾事实上之知识而已。”中国早期地质教育十分重视实践教学,以地质研究所为例,学生在校3年,共安排11次野外实习,累计天数达106天。

    记者:习近平总书记在全国科技创新大会上提出了我国科技事业发展的目标:到2020年时,使我国进入创新型国家行列;到2030年时,使我国进入创新型国家前列;到新中国成立100年时,使我国成为世界科技强国。地质教育要肩负起这样的重任,需要树立怎样的大局观?

    杜向民:我们要牢固树立建设世界一流地学教育的发展理念。地学教育要创建世界一流大学和一流学科,一是要确立一流的地学教育观,引领行业和社会的发展;二是要建设一流的师资队伍,特别是一流的学术领军人才队伍;三是要建设一流的大学发展环境,特别是制度环境;四是要具有一流的教育培养能力和水平;五是要具有一流的科学研究能力和水平。

     

    地球科学与文化研讨会现场

    同时,在地学教育推进一流大学和一流学科建设中,要继续传承和弘扬“三光荣”精神,以自强不息、艰苦奋斗为底蕴的“三光荣”精神,将会日久弥新,成为不可或缺的精神动力。地学教育、地学人才的培养能不能过得硬,除了知识和物质技术要素之外,这是不能缺少的精神之“钙”。

     

    中国地质教育理念与精神的百年嬗变

    野外试验现场

    工欲善其事,必先利其器。向地球深部进军,急需探向地球深部、揭开深部奥秘的“武器”。地球物理探测技术装备就是其中之一。

    地球物理探测,即通过观测和研究各种地球物理场及其变化来探测地层岩性、地质构造等,是“透视”地球内部的重要手段。长期以来,我国大型地球物理探测装备和核心软件几乎全部依赖进口。自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所(以下简称“物化探所”)牵头实施的国家重大科学仪器设备开发专项《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目,通过5年努力,提交了一整套工程化的大深度三维电磁探测技术系统,不仅使我国地球物理探测实现了由二维测量向三维测量的跨越,而且推动了我国大深度电磁探测设备的自主化、实用化和产业化进程。

    打破国外技术装备垄断,研发具有自主知识产权的国产化仪器

    三维电磁探测系统的研发和应用,不仅在我国基本为空白,在国外同样也处于起步阶段。针对我国电磁法勘查技术在探测深度、抗干扰能力和测量精度等方面落后的现状,同时也为适应复杂地质条件下地下目标体大深度、多参数、三维精细探测的需求,以物化探所为牵头单位,联合重庆地质仪器厂、成都理工大学、中国科学技术大学、吉林大学,中国地质调查局西安地调中心、南京地调中心,安徽省勘查技术院等单位,实施了《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目,旨在打破国外垄断,实现装备国产化,更好地服务国家能源资源勘查工作。

    对电磁探测技术的研发,物化探所有着多年的技术积累与成果基础。《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目负责人、物化探所教授级高级工程师林品荣介绍,物化探所在1995年实现了音频大地电磁测深的分布式测量,在国际上率先实现了天然电磁场的多点同步阵列式观测。步入新世纪,将阵列式的天然电磁场大深度探测技术与人工场的激电技术相结合,优势互补,从而形成混场源的电磁法探测技术,以实现多参量大深度探测。该系统于2005年研制成功,填补了我国资源探测大功率(70KW)发射与接收研制的空白,为我国开发具有自主知识产权的国产多功能电法仪器提供了技术保障和经验积累。

    在国内没有先例可借鉴的情况下,从2006年起,在地质调查项目和国家863重点项目的支持下,物化探所启动了国产大功率多功能电法系统的研制。经过科技人员的持续攻关,在多频同步供电波形合成、密集频点供电、大功率逆变与保护、宽带大动态范围接收、无线数据通讯、数据处理与解释等技术方面取得突破,研制出了具有可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、激发极化法(IP)供电功能的70KW大功率电磁法发射系统,以及具有音频大地电磁测深(AMT)、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、激发极化法(IP)测量功能的接收系统,并于2010年生产出了样机,2011年实现了这一技术的实用化及推广应用。

    为适应深部找矿、三维立体填图和深部结构探测的需求,2011年,《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目获批为国家重大科学仪器设备开发专项首批支持的项目,总体目标是实现大地电磁测深(AMT/MT)、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、时间域频率域激电(TDIP/FDIP)、磁性源瞬变电磁测深(TEM)等二维/三维测量技术及三维测量仪器的工程化开发。同时,开展野外工作应用试验及三维电磁探测技术应用示范,促进我国三维电磁探测技术的发展。

    由二维测量向三维测量转变,由样机研制迈向工程化研发

    要实现三维电磁探测,需要将传统的一维、二维的电磁测量方法发展为三维测量方法。“简单讲,就是由原来的单点或单线测量,革新为多点、多测线的面积性同步测量,从而获取高质量的三维观测数据和地下地质体更为全面的信息。”林品荣说。

    为此,项目组根据天然电磁场和人工电磁场的传播特点,结合地球物理电磁法仪器发展和大深度精细勘查的需求,研究设计了5种电法的三维分布式探测方法技术,包括大地电磁测深(AMT/MT)、可控音频大地电磁测深(CSAMT)、时间域激电(TDIP)、频谱激电(SIP)、磁性源瞬变电磁测深(TEM)。同时,采用高精度GPS和恒温晶体的混合同步技术,实现了多测站、多分量、全天候的阵列式同步测量。

    在样机的开发过程中,物化探所创新研发思路和发展模式,邀请负责样机工程化的中地装重庆地质仪器有限公司技术人员提前介入,按实用化要求,配合科研人员对三维电磁探测仪器进行设计开发,形成了大深度三维电磁探测仪器的加工工艺、生产流程、检测方法等。

    样机研发出来了,但要实现仪器的工程化开发,仍有大量工作要做。负责分布式接收机开发的物化探所教授级高级工程师郑采君介绍说,样机是工程化研发的第一步,关键是实现探测功能,主要体现“能用”;而工程化研发,要在样机的基础上不仅实现技术指标,而且还要注重仪器的稳定性、可靠性及实用性,让仪器不仅“能用”,而且要“好用”“实用”“耐用”,还要操作便捷、外观美观。比如:由于各地的射频干扰不尽相同,就需要不断对仪器的射频抑制电路进行调整、试验,再调整、再试验,直到仪器在不同地区都比较适用。再比如:稳定性方面,三维探测要求多台站同步测量,往往是几十台甚至上百台仪器同时启动开始工作。而仪器数量的增加,工作时间的拉长,都使得仪器的故障率成几何级数增长。因此,每一台仪器的稳定性和可靠性都至关重要。

    研发团队研究解决了仪器间的精确同步,仪器性能参数的自标定,仪器的一致性、稳定性与可靠性,以及超大功率场源系统的建立等一系列技术难题,实现了大地电磁测深(AMT/MT)、可控音频大地电磁测深(CSAMT)、时间域频率域激电(TDIP/FDIP)、磁性源瞬变电磁测深(TEM)等方法的三维测量仪器的工程化开发,生产出160kW、30kW、5kW系列多功能电磁法(CSAMT、TDIP/FDIP)发射机、分布式多功能电磁法(AMT/MT、CSAMT、TDIP/FDIP)接收机、频率域感应式磁传感器、10kW瞬变电磁发射机、瞬变电磁三分量接收机、三分量高温超导磁强计、三分量时间域感应式磁传感器等。

    系统软件的开发与集成,则涉及了数据处理方法研究、数据管理、可视化等多个方面。物化探所教授级高级工程师吴文鹂介绍说,物化探所数据处理研究团队联合吉林大学、成都理工大学、中国科学技术大学等相关科研人员,开展了正确快速计算、压制地形影响、获取可靠三维电性参数、构建基于三维电磁数据的三维地质解释和地质模型等一系列研究。由于采集的数据来源于多种探测方法,如何从中提取有用信号,如何进行处理,最终如何形成可视化的三维地质模型,其中涉及大量、复杂的计算过程和方法。各研发小组分任务从单方法入手,从一维反演、二维反演再到三维反演,最后再进行多方法的集成,最终形成了集5种电法方法数据管理、人机交互建模、数据成图、数据预处理与正反演为一体的三维电磁探测软件系统。该系统不仅可方便快捷地浏览数据与输出测深曲线、剖面曲线、平剖图、三维切片等图形图像,而且实现了在windows操作系统和linux操作系统间的跨平台运行。

    接受野外勘查实践检验,与国外同类商品化产品探测能力相当

    仪器生产出来后,是否真正具备三维探测的能力,各项技术指标能否达到预期要求,都需要接受野外勘查实践的检验。为此,物化探所联合西安地质调查中心、南京地质调查中心、安徽省勘查技术院等单位开展了大深度三维电磁探测系统的试验应用研究。

    试验测试包括对软硬件的性能测试和与国外主流的先进仪器进行对比。据负责这项工作的物化探所教授级高级工程师杨亚斌介绍,对仪器性能指标的测试,不仅针对多种电磁探测技术方法和软件系统,而且还涉及仪器装备的按钮、电池、重量、结构、数据显示等诸多小指标。为了测试仪器的适应温度,测试工作组分别在新疆哈密零下20多摄氏度和新疆克拉玛依地面温度高于50摄氏度的条件下对仪器进行了测试。此外,工作组还选择甘肃极干旱地区、内蒙古东部草原和南方阴雨潮湿地区进行了探测环境测试;在甘肃柳园特别颠簸的地段开展了震动测试;从河北到内蒙古、甘肃、新疆进行了上万公里的运输测试,最终提出了上百条改进意见。

    通过野外场地功能试验,并与国外商品化仪器的对比试验,三维电磁探测工作方法得以进一步完善,仪器与软件性能得以进一步提升。利用完善后的探测仪器,项目组分别开展了矿产勘查、三维立体地质填图及深部结构探测3个层次的应用示范。在甘肃柳园、安徽庐江、江苏宁芜、新疆哈密的4个矿区进行的矿产勘查示范,取得了良好的勘查效果,其中在甘肃柳园圈定了3处找矿靶区,在安徽庐江黄屯硫铁矿区发现240米厚的铜金矿体。在新疆克拉玛依和甘肃柳园开展的三维立体地质填图示范,结果显示,方法技术系统对深大断裂和重要的隐伏岩体均有较准确的反应。在内蒙古扎鲁特盆地开展的深部探测试验,利用取得的电性参数,结合已有的钻孔资料,详细刻画了油气目的层及盆地基底的形态。试验结果同时显示,激电探测和瞬变电磁探测深度都达到近800米,可控源电磁法探测深度超过1500米,在雄安新区的探测深度达到了3000米。

    一系列的试验示范应用结果表明,自主开发的大深度三维电磁探测技术方法、仪器软件完全可以胜任野外勘查研究,而且与国外同类商品化产品相比,探测能力相当,并有部分指标优于国外同类商品化产品。有了这套探测系统,我国真正实现了电法勘探由二维测量向三维测量的跨越,同时推动了我国大深度电磁探测装备的自主化。与国外同类设备相比,国产化设备价格仅是国外的50%~60%,而且销售方还可以在方法培训和设备维护、软件升级等方面提供便捷服务。

    科技发展永无止境。目前,我国的三维电磁探测技术研究与国外相比仍处于跟跑或并跑阶段,在三维电磁探测仪器轻便化、网络化,电磁干扰识别和数据处理智能化,三维电磁多参数联合精细反演等多个方面都亟待进一步探索和研究。同时,急需对工程化样机进行产品化开发,并实现产品化仪器的推广应用。

    可喜的是,物化探所目前已得到国家重点研发计划项目课题的资助,在解决大功率精细电流采样等关键技术基础上,将着手开展产品标定、试验、批量生产线等产业化条件建设,加快批量生产和推广应用,从而为深地探测提供先进、实用的国产化地面电磁探测利器。

    透视地球深部的国产利器

    近日,四川省科技厅组织刘宝珺院士等专家对中国地调局成都综合所完成的“攀西难选稀土矿低碳高效利用新技术开发及应用”项目进行了科技成果鉴定。鉴定委员会听取了课题组的汇报,审阅了相关资料,经质询讨论,鉴定委员会认为,该项目技术创新性、实用性强,居国际领先水平,推广应用前景良好,一致同意通过成果鉴定,建议加大推广应用。

    该项目属国土资源部下达的“含锶铌等稀土稀有矿综合利用及其尾矿资源化技术研究”项目的核心内容,针对四川德昌大陆槽稀土矿物粒度细、嵌布关系复杂、含泥高等特点,进行了工艺矿物学、选矿新工艺与新药剂试验研究,开展了实验室试验、扩大试验和工业试验,获得国家发明专利2项,具有创新性。

    自主开发的“浮团聚磁选”新工艺,用于选矿难度大的稀土矿,与传统“重-磁-浮”工艺相比, 简化了流程,降低了投资,提高了技术经济指标。研制出的浮选促进剂EM-312,使浮选温度由40℃以上降至8-10℃,实现了稀土矿的常温浮选,降低了单位稀土精矿产品的能耗,节能效果显著。

    “浮团聚磁选”新工艺在四川德昌大陆槽稀土矿3000t/d选矿厂成功应用,稀土精矿的REO品位由原来的55%提高到60%以上,REO总回收率由20%提高到55%以上,实现了稀土资源的低碳高效利用,产生了显著的经济效益和社会效益。

    本项目的研究成果“浮团聚磁选”新技术是针对我国典型轻稀土矿选矿利用技术的一项革新。这项技术的应用可以避免稀土选矿过程需要高温浮选矿浆而造成的能源消耗,同时能提高难选细粒稀土矿物的回收率和稀土精矿产品的品位,从而大幅提高资源的利用效率。我国在十八届五中全会中提出了“绿色”发展的战略,要求既要用好资源,又要保护好环境,因此具有低碳和高效两大特点的“浮团聚磁选”技术在未来具有较大的市场需求。

    上述成果已应用于澳大利亚、美国、南非及坦桑尼亚等国家的稀土矿山项目开发,为当地稀土矿资源的开发利用提供了技术支撑。

     

     

     

    攀西难选稀土矿低碳高效利用新技术取得突破