（一）自主成功研发深海浅软地层大口径水平井技术

深海浅软地层完成水平井建井

该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头，中国地质调查局勘探技术研究所、中国石油集团海洋工程有限公司等单位共同参与完成。牵头完成人为叶建良、秦绪文、谢文卫、刘春生。其主要进展及创新：

1.创造了深海浅软未固结地层17-1/2″井眼造斜率＞15°/30米的世界造斜新纪录。研发了专用大直径高造斜钻具，创新软弱未固结地层的水平井定向钻进工艺，经过4个试验场累积12824米试验，在水深大于1200米的试采井现场施工中实现连续8个靶点高精度中靶，确保了井身轨迹精准穿越储层地质甜点。

2.首次采用开路钻完井技术钻开储层，大幅度拓宽了钻井液安全密度窗口，有效解决了未固结浅部地层易破裂等问题。综合优化利用施工平台双井架同时作业，实现浅软地层水平井安全高效建井。

3.创新研发了动力导向下套管技术，攻克浅软地层中高造斜率大直径套管下入难题。利用动力导向工具引导套管下入，大幅度降低管柱下入摩阻，减少粘附卡钻风险，避免新井眼的产生，创造深水浅软地层套管下入纪录。

4.研发全球领先的第四代“慧磁”高精度中靶系统，拓展了姿态测量模式，并提高了仪器的探测距离和测量精度，精准控制监测井与试采井间距，为实现储层精确监测提供了技术保障。

（二）干热岩高效控缝控震压裂和高温硬岩多靶点精准定向钻井技术取得突破

青海共和 GH-01 井压裂现场

该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部牵头，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为叶成明。其主要进展及创新：

1.自主攻关形成干热岩裂缝定向控制压裂技术，以裂缝系统净压力控制为关键手段，调整工艺和参数，研发应用超高温、长效封堵暂堵转向剂促使裂缝向高应力方位延伸，达到有效控制裂缝走向和延展距离的目的。

2.基本掌握干热岩压裂高效控震技术，建立多场耦合三维地质模型，评价诱发地震风险。采取填砂封堵敏感结构面、无级变速压裂缓停泵、中小排量连续泵注等工艺，减缓压裂诱发地震。实时获取诱发地震信息，动态评价诱发地震风险，指导压裂参数调整。

3.创新建立微地震-时频电磁高精度裂缝联合观测系统，实时获取微震响应和裂缝延展特征，形成了适合干热岩压裂微震监测的高精度微地震监测技术，支撑压裂工艺参数调整和诱发地震风险管控。

（三）新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证（略）

 （四）智能滑坡监测预警系统研发与地质灾害隐患遥感识别技术取得突破并成功应用

滑坡仪-GNSS位移监测设备

该成果由中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质力学研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为邢丽霞、殷跃平。其主要进展及创新：

1.第Ⅰ代滑坡仪定型试制。融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术，突破低耗采集、变频监测、组网定位与多模通信等关键技术瓶颈，可靠性不断提升，达到95%优秀级；集成度大幅提高，实现多测项按需集成。

2.智能预警系统多级应用成效显著。系统实现“建设-运行-维护”全流程在线管理，并构建了“人机结合”决策模式与技术流程，初步实现人机综合研判。

3.“1+4”监测预警技术标准体系初步形成。构建1总4分技术标准体系，其中《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》已印发执行。

4.隐患识别方法体系初步建成。提出融合多源、遥感观测，涵盖形态、形变、形势的隐患识别技术方法，形成专题信息提取、隐患特征识别、野外核查验证的业务流程。

（五）深部地热系统成因理论及模式支撑找热取得新成效

“同源共生-壳幔生热-构造控热”成因模式示意图

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局地质科学院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质调查局北京探矿工程研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为王贵玲。其主要进展及创新：

1.建立了深部水热型和干热岩型地热资源系统的成因理论，从地热系统的角度阐释了两种类型地热资源的关联和差异，统一了地热找矿新思路。提出不同构造区水热与岩热相伴生的“同源共生-壳幔生热-构造聚热”的成因理论，进一步完善了地热资源研究的基础理论。

2.将深部地热系统划分为沉积盆地古潜山复合型、沉积盆地深坳陷层控型、断陷盆地地压型、陆陆碰撞板缘型、板缘俯冲带热控构造型、隆起山地深循环型以及近代火山型七种类型，为区域地热资源勘查开发提供了理论依据。

3.基于此理论，相继在雄安新区、东南沿海、江西宁都等地区实现找热突破。在雄安新区钻获华北迄今温度最高的地热井，在广东惠州钻获东南沿海迄今温度最高、流量最大的地热井，在江西宁都小布镇钻获了当地第一口可供商业开发的地热井。

（六）航磁超导全张量梯度测量系统研发成功

低温超导（左）和高温超导（右）航磁全张量梯度测量系统试飞团队

该成果由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国科学院空天信息创新研究院、吉林大学等单位共同参与完成。牵头完成人为刘浩军、郭华、郭子祺。其主要进展及创新：

1.对无磁杜瓦进行小型化、轻量化设计，并通过电磁屏蔽技术保证杜瓦低涡流噪声性能，提高系统稳定性。设计高、低温超导系统通用的读出电路和惯导系统匹配的主测控装置，实现了多通道SQUID测控系统工作点自动调节技术，以及八通道磁测数据和姿态数据的同步采集、存储和上传；设计并研制水滴形吊舱及配套吊缆，通过空气动力学、电磁兼容性等分析测试，解决水滴形吊舱研制和飞行姿态控制等关键技术问题。

2.高温超导测量系统采用全新探头结构设计，通过增加芯片基线距离，提高磁梯度灵敏度。

3.低温超导测量系统采用六棱台绝对对称结构设计，通过多芯片设计增加磁测数据冗余度，结合磁通变换器，提高磁测数据质量和稳定性。

（七）中国东部克拉通古陆核形成与大陆演化研究取得重大进展

该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局成都地质调查中心、中国地质调查局南京地质调查中心、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地质调查局地质研究所共同参与完成。牵头完成人为邓新。其主要进展及创新：

1.在黄陵古陆核发现扬子克拉通已知最古老的（29.5亿年）表壳岩系、华南最古老的（33亿年）TTG岩系，发现迄今扬子克拉通最古老的冥古宙（40亿年）继承锆石，在云南元江地区查明存在扬子克拉通南部最古老的（31~28亿年）结晶基底。

2.在胶北发现27亿年富钾花岗岩，指示该区太古宙地壳在27亿年时已完成由不成熟的TTG片麻岩向成熟的壳熔花岗岩转变，限定华北克拉通吕梁群的时代为新太古代（25亿年），改写了华北古元古代BIF成矿历史。

3.重塑了华南元古宙弧盆系演化格局，为深化认识显生宙战略性矿产区域成矿规律提供了基底构造信息。

4.深化了中国东部克拉通古陆核地壳演化的认识，为探索全球早期陆壳形成及其与板块构造体制的关系提供了新资料，相关成果发布后引起了地学界广泛关注，实现了基础地质理论创新。

（八）大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体

甲玛矿区推-滑覆构造控矿体系

该成果由以中国地质调查局矿产资源研究所唐菊兴为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新：

1.在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻，精细揭示斑岩成矿系统结构，实现地质信息“透明化”，累计揭示584.36米铜钼（金、银）矿体，建立了完备的高原科学深钻施工工艺，也为构建3000米以浅的资源勘查和预测技术方法奠定了坚实基础。

2.创建了斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型，丰富和完善了碰撞造山成矿理论，并依此新发现则古朗北矿段的巨厚斑岩和矽卡岩矿体。在矿区深部及外围取得重大找矿突破，据最新估算成果，甲玛矿区累计探获资源量铜882.5万吨（Cu 0.7%以上 392.8万吨），钼85.6万吨，铅111万吨，锌63.8万吨，伴生金244吨，伴生银13000吨，当量铜1814.8万吨。

3.通过“产、学、研、用”技术理念以及科技成果转化，项目成果直接应用于矿山深部和外围找矿，并取得重大找矿突破。

（九）望谟生物群首次发现并揭示三叠纪早期海洋生命复苏与演化

望谟生物群化石类型

该成果由以中国地质调查局成都地质调查中心的周长勇、张启跃为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新：

1.在南盘江盆地首次发现早三叠世海洋生物化石群落，初步鉴定包括6门14纲，命名为“望谟生物群”。其丰富的化石门类展示出从初级消费者到顶级捕食者的复杂食物链，表明在早三叠世一个复杂的海洋生态系统已经形成，海洋生态系统恢复时间小于5百万年，是研究早三叠世海洋生态快速复苏机制的窗口。

2.填补了南盘江盆地早三叠世海生爬行动物演化空白，与之后的罗平生物群、兴义动物群、关岭生物群形成了华南三叠纪海洋生态演化的完整系列，对深入研究二叠纪末生物大灭绝后海洋生态系统复苏、辐射具有重大意义。

3.地方政府和相关部门高度重视望谟生物群化石保护和研究，已协调黄百铁路等基础建设改线避让以促进妥善保护化石产地。

（十）水平衡理论与北方生态水文演变研究取得新认识

坝上高原及察汗淖尔流域盐尘空间分布

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为石建省、吴爱民、聂振龙、张光辉。其主要进展及创新：

1.构建水平衡理论体系，提出水平衡区域控制、水平衡问题响应、水平衡危机预警等水平衡“红线”指标。从技术逻辑出发，对多尺度自然单元进行水平衡分析研究，提出水平衡关键要素发生重大变化的指标界限，再以行政逻辑为着眼点，按多级行政单元对技术型结论进行管控分配，形成在生态系统合理维持前提下，水平衡状态满足经济社会发展需求的可调节指标、范围和途径。

2. 提出了内蒙古高原萎缩型湖泊与青藏高原扩张型湖泊的水平衡模式，揭示内蒙古高原察汗淖尔、达里诺尔、岱海等湖泊萎缩的主要原因是干旱气候背景下地表水过度开发和地下水超采；查明了盐湖流域四湖水源构成，定量识别了冰川冻土融水及地下水补给量，精准预测了盐湖水位的溢出时间，实现了高寒湖泊水平衡分析理论方法创新。

3. 创建了西北干旱区地下水生态功能渐变-质变-灾变识别理论方法，揭示了西北干旱区地下水生态危机形成机制。

珍惜矿产资源 科学规划开发路线图

——谈矿业产业发展规划的作用、意义及编制

郭 敏 赵军伟 赵恒勤

对资源型地区来说，矿业在地方国民经济中占有重要地位，矿产资源的开采开发、矿产品加工以及延伸产业对地方经济发展发挥了重要的支柱作用。但随着生态文明建设的不断推进、世界矿业经济增长放缓，社会发展对资源开发提出了新的更高要求。矿业产业发展规划可以统筹协调好地方资源、环境、经济社会发展等各方面问题。

矿业在经济社会的基础地位

矿业是国民经济的基础产业，人类的衣、食、住、行、用、医等以及国家经济、社会建设与发展都离不开矿产资源。能源和原材料矿产是工业必不可少的“血液”和“粮食”。当今世界上，95%以上的能源、80%以上的工业原材料、70%以上的农业生产资料均来自矿产资源。

矿业支撑了我国经济社会全面发展，为经济建设提供了巨大的物质财富。我国是煤炭、铁矿石、铅矿、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩等20多种矿产品的全球最大生产国和消费国，一些战略性新兴产业矿产品产量全球占比已从1990年的20%～30%增长到当前的70%～90%以上。目前，我国年矿石开采总量超过300亿吨，在全球矿产品生产和消费中占有关键性的地位。

矿业产业发展规划的作用与意义

矿业产业是依托矿产资源勘查、开采、选冶、加工、贸易等环节的全产业链经济活动，对区域经济社会发展发挥着巨大的带动作用。

矿业产业发展规划是对区域矿业产业发展进行细致而全面的专项规划。它依托区域优势矿产资源，在综合考虑区域经济基础和发展潜力的前提下，从区域特色资源、优势产业出发，因地制宜对矿产业布局做出合理安排，带动其他相关产业协调发展。矿业产业发展规划对加快区域矿业产业发展，将资源优势转化为经济优势，促进矿业产业结构转型升级，提升产业聚集度及辐射力，推进区域经济高质量发展等具有重要意义。

矿业产业发展规划的组成和编制

矿业产业发展规划的内容主要包括规划编制背景（产业发展环境）、区域矿产资源现状及发展基础、产业发展任务与思路、产业链设计、产业布局、规划保障措施等部分。

矿业产业发展规划编制的一般方法和过程为：首先对区域优势特色矿产资源开发、矿产品加工现状、产业发展环境进行广泛深入的调研，根据区域产业基础、特点及发展环境，分析产业发展面临的机遇、挑战及优劣势，预测产业发展方向；其次针对产业发展现状及发展条件，明确矿业产业发展定位，提出发展的总体战略和目标任务；再次提出总体产业布局，主导产业及相关产业类型及规模，细化拟落实的规划重点项目；最后，提出组织管理、资金、技术、人才等方面的措施、建议，以保障规划实施。

矿业产业发展规划编制要点

1.明确产业规划的定位

产业定位是产业发展规划的核心。产业规划编制前，一定要明确规划的定位，依据资源基础，确定产业发展方向。

同时，在规划编制过程中协调好矿业与其他相关产业的关系，如矿产品加工产业与材料产业的发展，以实现产业链融合发展。

2.设计好产业总体布局

产业规划布局是产业发展规划的重要内容，包括产业体系、产业结构、产业链、空间布局等，总体上要做到因地制宜、统筹兼顾、扬长避短、突出重点、综合发展，综合考虑生态环境保护、环境承载力、文物和动植物保护、水源地保护、土地利用等因素。同时在产业规划编制中，需要设置一批规划重点项目，明确项目实施的主要内容、建设空间布局、矿产品结构及方向、投资进度、预期效益等，以保证项目的可行性。

3.重视规划前期调研

矿业不同于其他产业，矿业开发涉及资源、安全、环保等领域，面广且形势复杂。规划编制过程中必须对产业发展现状进行广泛深入调研，研判产业发展形势和潜力，查询了解各种信息，搜集相关资料，需要到当地发改委、工信委、环保局等管理部门了解当地产业政策、招商引资情况、环保要求等，还需要到典型矿山企业调研资源开发现状，为合理安排规划任务、设计产业布局提供切实可行的保证。

4.提出针对性的保障措施

为了保证产业规划实施并达到预期效果，需要一系列可行的、有针对性的保障措施，主要包括规划实施主体的设置与组织管理、政策扶持、投（融）资方案、招商引资、技术改造与研发、人才培养等。结合当地实际情况，规划编制中要落实好如何实施，以获得理想的预期效果。

钨矿的开发利用

张红新 赵恒勤

世界钨矿资源储量比较丰富，地壳中钨的含量为0.001%，具有开采价值的只有黑钨矿和白钨矿。世界钨矿资源主要集中在阿尔卑斯-喜马拉雅山脉和环太平洋地质带。中国钨储量居世界第一，主要分布在中国南岭山地两侧的广东东部沿海一带，江西南部的储量最多。据中国矿产资源报告（2019）的数据，截至2018年底，我国钨矿查明资源储量为1071.57万吨(WO3含量)，约占全球总量的60%。其次为加拿大(29万吨)、俄罗斯(25万吨)和美国(14万吨) 。

我国钨矿地下开采矿山数量和产量都居主要地位，在112座钨矿山中，地下开采钨矿105座、露天-地下联合开采钨矿4座、露天开采钨矿3座。钨矿资源的选矿工艺根据资源类型的不同，存在较大差异。总体而言主要有三种工艺。一是黑钨矿选矿工艺。目前，黑钨矿选矿工艺一般可分四阶段进行回收，即粗选、重选、精选和细泥处理阶段。二是白钨矿选矿工艺。白钨矿资源常与多种钼、铋等有色金属伴生或共生，有用矿物嵌布粒度较细，白钨矿选矿工艺流程以浮选为主。三是黑白钨混合矿选矿工艺。黑白钨矿混合矿属难选矿石，其特点是钨品位低、嵌布粒度细、黑白钨与多种有用矿物密切共生，脉石矿物组成复杂。目前，黑白钨混合矿的选别采用硫化矿浮选-黑白钨混浮-白钨粗精矿加温精选-黑钨细泥浮选的主干全浮流程。

选矿后的钨精矿经冶金工艺制备出高纯的钨锭或钨粉。钨是高熔点稀有金属，具有优异的物理、力学和化学性能，主要用于制备金属加工、石油天然气及其他矿石的开采及建筑领域中各种硬质合金切削工具及钻头，也用于切割用的碳化钨和耐磨材料中，还用于制造重金属合金、电极、电子工业、钢材、特种合金等化学制品。

钨在高技术领域也得到较为重要的应用，高纯硅化钨由于其电阻仅为多晶硅的1/10，在超大规模集成电路中取代多晶硅作为栅电极材料，取代铝合金作为接线材料。高纯钨可取代铅和铝化合物作为集成电路陶瓷零件的线路材料、半导体的电接线和内部连线。钨和钨铜合金可用作硅晶片的散热材料。

钨矿也和我们的生活息息相关的，是制造灯用金属材料中最重要的一种材料。

虽然中国钨矿资源储量丰富，但是由于黑钨矿富矿多、易开采，资源被大量消耗。所以，加强钨矿节约和保护刻不容缓。

加强磷石膏综合利用 促进长江经济带高质量发展

张利珍 张永兴

磷石膏是硫酸与磷矿反应萃取磷酸生产过程中产生的副产物。目前，全国磷石膏累计堆存量达5亿吨，每年新产生近8000万吨，综合利用率不到40%。在“共抓大保护、不搞大开发”的新形势下，应加快磷石膏固废资源化利用，以降低大量堆存带来的环境和安全风险，促进长江经济带高质量发展。

磷石膏“堆”不是办法，“用”才是出路。目前，其“用”的主要途径有五个方面——

一是用于水泥工业，制水泥缓凝剂、硫酸联产水泥。水泥缓凝剂是水泥生产中的添加剂，磷石膏使用量为水泥量的3%~5%。用磷石膏替代天然石膏生产水泥缓凝剂，可有效提高磷石膏的综合利用率。而磷石膏制硫酸联产水泥工艺，在实际生产中难以推广应用。

二是生产石膏建材制品，其中用磷石膏生产建筑石膏是目前磷石膏应用中最为成熟的方法。将预处理后的磷石膏经过干燥、煅烧、陈化等流程制成建筑石膏，以建筑石膏为原料生产纸面石膏板、纤维石膏板等。

三是生产化肥，如硫酸铵、硫酸钾。磷石膏制硫酸铵的原理是磷石膏与碳酸铵反应生成硫酸铵，副产碳酸钙，该工艺技术成熟，生产设备通用，工艺条件易于控制，但是生产费用比单独生产尿素和硝酸铵高很多，工业推广价值不高。硫酸钾是一种重要的无氯钾肥，已工业化的方法是两步法，该工艺反应条件温和、能耗低、投资少、产品质量稳定，但是反应过程中钾的转化率不高。

四是筑路或采空区回填。磷石膏作为一种品质优良的路基填料，在工程建设中使用可不同程度地改善半刚性基层的性能。磷石膏还可用作充填骨料，和黄磷渣胶结重新回填到磷矿山采空区，减少地质灾害。

五是在农业上用作土壤改良剂。将磷石膏加入氮肥中,可减少氮挥发，提高氮肥利用率；磷石膏中含有钙、磷、硫、镁及有机质等农作物生长所需的营养成分，可用作土壤调理剂来调节土壤酸碱平衡，消除碳酸盐对农作物的毒害，解决土壤盐渍化、土壤缺磷等问题，促进农业高质量发展。

磷石膏当前以低值化利用为主，制得的磷石膏产品不仅受有限销售半径内的市场容量限制，而且产品的可替代性大，缺乏市场竞争力，导致应用率相对较低。因此，磷石膏的资源化利用，一方面要在磷石膏规模化消纳技术和高值化利用技术的研发上发力，提高消纳能力和产品价值；另一方面要在磷石膏综合利用产品的推广应用上发力，提高大众认可度。这就需要国家相关部委、地方、科研院所联手行动，共同推动磷石膏的综合利用，实现磷化工产业绿色转型发展，为生态文明建设助力。

全球“钴”事

王威

钴是重要的新能源材料，在现代工业发展中有许多不可替代的用途。钴被美国和欧盟列入影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单，也被我国列入战略性矿产目录。那么钴为何如此重要？它在全球的分布情况如何？

什么是钴

钴，元素符号Co，银白色铁磁性金属，熔点1493℃，沸点3100℃，密度8.9g/cm3，莫氏硬度5.0~5.5。钴比较硬而脆，是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。自然界中含钴的矿物种类超过百种，钴作为基本元素的矿物种类超过了59种，工业上常见的钴矿物有辉钴矿、硫钴矿、辉砷钴矿、方硫镍钴矿、钴镍黄铁矿以及表生矿物中的水钴矿和杂水钴矿等。我国是世界上最主要的精炼钴生产国和钴消费国之一，但钴矿储量仅占全球总储量的1.1%，钴原料大量依靠进口，2017年钴资源对外依存度高达90%。

钴矿开采历史

钴被用于陶瓷和玻璃至少有2600年的历史，古埃及和古罗马及中国唐朝的陶瓷釉料和玻璃制品中就已开始使用钴矿物作为蓝色颜料。钴矿开采从16世纪开始，当时钴矿山主要集中在欧洲，钴矿主要用于生产钴蓝颜料和钴蓝颜料玻璃粉用于陶瓷、玻璃和和绘画。1864年，在法属新喀里多尼亚发现了钴矿，欧洲钴的开采也随之减少。1904年，在加拿大安大略省发现了银钴矿和砷钴矿，并投入生产，使全球钴矿产量大增。1914年在刚果加丹加发现了巨大的铜钴成矿带，1920年其铜钴矿投入生产，从此刚果的钴产量一直居世界首位。

钴的应用领域

钴在众多领域得到广泛应用，钴产品主要以化学品和金属的形式应用于电池材料、催化剂、颜料、高温合金、硬质合金、磁性材料等领域。目前，电池行业是消耗钴最多的行业，钴主要用于制备锂离子电池的正极材料。近30年，高温合金、硬质合金、催化剂、颜料、磁性材料等传统行业对钴的需求平稳增长。近年来，钴在电动汽车动力电池的需求迅速增长。基准矿物咨询公司认为，2026年全球电池材料钴用量也将比2017年电池材料用钴量增长4倍以上，达19.5万吨。国际能源署推测，2030年电动车钴需求量将达到29.1万吨 /年。

全球钴矿资源概述

钴在地壳中的平均丰度仅为0.0025%，地球上已发现的钴矿物多数为共伴生矿，全球钴产量仅有2%左右产自独立钴矿。根据USGS 2019年统计，全球已探明的陆地钴矿资源量为2500万吨，储量为688万吨。在大西洋、印度洋和太平洋底部发现的超过12000万吨的钴矿资源存在于大洋锰结核和大洋富钴结壳中，目前尚未得到开发利用。全球陆地钴矿资源分布广泛，主要赋存于刚果和赞比亚的沉积型层状铜钴矿床，澳大利亚、古巴、菲律宾、马达加斯加等国的含红土型镍钴矿床，及澳大利亚、加拿大、俄罗斯等国的岩浆型镍-铜硫化物矿床中。尽管钴矿分布广泛，但除了摩洛哥Bou Azzer钴矿是以砷钴矿为主矿产的独立钴矿外，世界其他钴矿均作为铜矿、镍矿等矿产的共伴生矿产出，目前只有刚果、澳大利亚、古巴、加拿大、俄罗斯等少数几个国家的钴矿能在经济上加以利用。

全球钴矿资源储量和产量

2018年全球探明的钴矿资源储量为687.5万吨，钴矿产量为13.57万吨。其中刚果金是全球钴矿资源储量最多的国家，也是钴矿产量最高的国家，2018年刚果金的钴矿储量占到全球储量的49.45%，产量占到全球钴矿产量的66.32%，集中度非常高。储量排名第二和第三的国家分别为澳大利亚和古巴，储量占到全球储量的17.45%和7.27%，其他国家的储量都小于5%。钴矿产量排名靠前的国家还有俄罗斯、澳大利亚、古巴，分别仅占全球产量的4.35%、3.61%和3.46%，除了刚果外其他国家的产量占比都很低。

结语

钴是重要的新能源材料，也是重要的战略性矿产，美国和欧盟都将钴列入了影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单。独特的物理化学性质使钴成为航空航天、石油化工、玻璃制造及医药领域的重要原材料，在战略性新兴产业发展中发挥着重要作用。并且，按照全球各国新能源汽车发展规划，全球钴矿长期供给面临短缺的可能。

滨海“宝藏”

雷晴宇

椰林、树影、水清、沙白、海滩，几乎是所有人最喜欢的休闲旅行景观。但很少有人知道，世界上很多滨海区域蕴藏着很多宝贵的矿产资源，比如锆、钛、砂资源。

砂矿，主要来源于陆上的岩矿碎屑，经河流、海水（包括海流与潮汐）、冰川和风的搬运与分选，最后在海滨或陆架区的最宜地段沉积富集而成。锆钛砂就是钛铁矿石与锆英石、金红石与独居石等共生复合型砂矿。

锆钛矿属于稀缺资源，由于锆、钛特殊的金属特性，被广泛应用于精益铸造、高级耐火材料、航空航天等行业，许多国家将其列为战略资源。

地壳中大部分锆呈分散状态存在于许多矿物中，已知含锆的独立矿物有38种，锆英石（ZrSiO4）和斜锆石（ZrO2）是主要的具有工业价值的含锆矿物。锆英石主要赋存于海滨砂矿中，是世界冶炼金属锆的主要来源。斜锆石主要产于碱性火成岩中，与霞石、霓石、磷灰石、萤石等共生。

全球锆资源储量约7400万吨（ZrSiO4），主要分布在澳大利亚和南非，分别占全球储量的63%和19%，此外，印度、莫桑比克、中国和美国等国家也有部分储量。

中国锆资源储量50万吨，占全球储量不足1%，能够开发利用的锆石砂矿主要集中在以海南文昌为代表的东南沿海地区，其中海南的锆石砂矿储量占全国砂矿总储量的67%，占全国锆资源储量的19%，是国内目前惟一能被开采利用的滨海砂矿。中国作为全球第一大锆资源消费国，对锆的需求占比高达52%。然而，中国锆资源十分有限，锆英砂对外依存度长期维持在90%以上，进口最大来源国是澳大利亚。

金属钛作为重要工业战略资源，广泛应用于航空、航天、石油、化工、电力等领域，被称为“现代金属”“太空金属”“战略金属”，是现代工业和尖端科技不可或缺的金属原料。钛工业产业链有两条不同的分支，第一条是钛白粉工业，即钛铁矿→钛白粉，用于涂料、塑料和造纸等行业；第二条是钛材工业，即钛铁矿→海绵钛→钛锭→钛材，用于航空航天等领域。

中国钛矿资源丰富，但多为伴生矿，品位不高，钛精矿进口量呈逐年上升趋势，目前钛精矿对外依存度超过了30%。

目前，全球开发利用的钛矿资源主要为钛铁矿、金红石，以钛铁矿为主。澳大利亚在全球钛铁矿和金红石储量分布中占比均居首位，中国钛资源总量丰富，但钛铁矿多，金红石矿少。

澳大利亚是世界最大的钛生产国和出口国，储量居世界首位。由于澳大利亚的钛矿资源主要位于或靠近海岸，国家土地分配的其他用途导致澳大利亚约有19%的钛铁矿和26%的金红石资源是不可用的。

综合来讲，中国国内锆钛资源有限，而需求量在不断增大，以每年6%的速度增长，国内每年锆、钛矿进口需求量分别达到90%和70%。

在高端化工、航空航天、船舶和电力等行业需求带动下，近年来我国钛行业需求总体呈现上升趋势。因此，实施钛矿资源全球配置战略是保证中国钛矿资源可持续供给的重要途径。

近年来，中资企业持续加大对澳大利亚、莫桑比克等境外锆钛资源勘查开发力度，这对我国实施资源保障多元化战略，积极参与全球矿产资源配置，拓展境外资源利用的空间和能力，同时加强矿产资源储备意义重大。

从9月12日起航算起，自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”科考船已经在西太平洋上持续作业一周。继海底摄像、“海马”号ROV投入作业之后，又一海底地质调查的主力军——深海浅钻设备登场亮相。在接下来近一个月的工期中，深海浅钻将承担获取海山区富钴结壳及基岩岩芯的重任。“深海浅钻作业是本航次的‘重头戏’，计划完成1.5米和6米两种共70余个测站的钻探任务，难度和压力不小。”航次首席科学家王海峰表示。

兵马未动粮草先行

9月17日一大早，听说深海浅钻作业即将展开，记者赶忙抓起相机奔到后甲板作业区。前几日晴空万里的好天气不见了，连绵细雨伴随着阵阵海风，涌浪让船体的摇晃更加明显。后甲板上，四五名调查人员正围着黄色的钻机，为它进行入水前最后的全面“体检”。

“浅钻设备外表粗旷，内部精密部件众多，由于已有几个月没有使用，水下照明系统、摄像头、液压系统、阀箱、钻具等关键部件涉及的油路和电路，必须经过仔细检查，否则很容易出现设备损坏甚至安全事故。”调查人员肖锐说。

经过一上午的排查，调查人员发现阀箱有故障，需要替换备用阀箱。所谓阀箱，是一个长相类似路由器的方盒子，连接有控制钻具转速、钻进提钻动作以及钻机姿态调整的十几根线路。“可不能小看这不起眼的阀箱，钻机的一切动作全靠它，相当于钻机的神经中枢。”调查人员姜振军说。记者看到，调查人员在连接线路时格外小心谨慎，因为一旦连接错误，必将导致钻机无法完成调查人员发出的指令。“应该把线路连接的示意图做出来，以后照着图纸就不用担心出错了，效率还高。”姜振军一边操作一边总结着经验。

16时许，钻机准备就绪。在绞车的牵引和调查人员拉紧的止荡绳的合力下，这个庞然大物终于平稳地进入水面，慢慢消失在深蓝的海水之中。调查人员稍作喘息，快步来到位于四楼的地质取样工作室，隔着屏幕操纵钻机的一举一动。

精准操控精确取样

记者看到，操控钻机的电脑屏幕上密布着控制按钮，各种参数和指针令人眼花缭乱。绞车操作员将操纵杆轻轻上推，缆绳的长度不断增加，钻机也随之不断下放。过了近1个小时，钻机即将着在2500米左右深的海底。调查人员任自强熟练地打开了照明系统和摄像头，大屏幕上立即显示出海底的影像。随着钻机的成功着底，他启动了3000伏的高压供电，并轻点“低速正钻”按钮。屏幕上立即腾起了黑色的烟尘。“这里肯定有结壳！”王海峰向记者介绍着经验，“黑色烟尘表明打到了金属结壳，如果烟尘是白色的，说明打到的是沉积物。”随着钻具的高速旋转，钻进深度的刻度尺不断下移，逐渐达到了一米以上。“可以了，收上来吧！”首席助理陈宗恒一声令下，调查人员关闭了高压供电，在发出提钻指令后，钻具缓缓从海底里拔出，随着揽绳的回收，离开了海底。

在绞车收揽的过程中，深海浅钻项目负责人陈家旺向记者介绍了今年浅钻设备的不同之处。据介绍，“海洋六号”执行大洋科考任务以来，深海浅钻作业已经持续了9年，但以往的浅钻设备故障频发，作业效率和效果都大打折扣。“我们今年对设备进行了全方位的优化升级，改造了钻进液压系统和控制程序，设备将比以往更稳定、更便于控制。陈家旺说，”此外，钻机今年还新增了防扭推进机构，可以通过屏幕实时监测并控制设备姿态，有效防止钻机扭动造成光缆受损。”

为地质资料库再添宝藏

当绞车回收至200余米，调查人员已经抑制不住激动的心情，纷纷跑到后甲板等待钻机出水。钻机平稳地落在后甲板上后，调查队员将钻具取下，并小心地将样品从钻具中取出。记者看到，样品长69厘米，顶部有6厘米左右的黑色结壳，其余部分是白色的基岩。据王海峰介绍，白色基岩为生物礁灰岩，致密坚硬，中间还夹杂着贝壳等生物痕迹，对于研究富钴结壳资源评价及早期成矿背景颇具价值。

或许是受到了外力作用，样品断裂成了五段，负责地质描述的黄慧耐心细致地将样品拼接好，拍照、测量长度、填写样品描述表，在完成一系列标准流程后，轻轻地用保鲜膜将样品包好，装入包装筒并贴好标签。至此，一件珍贵的海底岩芯样品完成了登记入库，为海洋地质调查研究增添了新的宝藏。“从钻机入水到登记入库，一次成功的浅钻取样需要耗费4～5个小时，‘海洋六号’的调查队员们采取三班轮换制，24小时连续奋战在工作现场，确保航次调查任务顺利完成。”技术负责胡波介绍。

浅钻作业时间紧、任务重，钻机高负荷运行，故障随时可能出现。当进行到第7个站位时，钻机出现了电机故障无法正常作业。经过钻机保障组20个小时的紧急抢修，目前故障已经排除，钻机重新入水作业。

王冬林能听懂机器的“语言”。杨 富 摄

编者按

青春的底色永远是奋斗，白族小伙王冬林从普通矿工成长为党的十九大代表，出生地质世家的田虎从技术员到工程师，王云忠、王美英夫妻从躬耕于田亩到热心修复恐龙化石……他们无不把青春献给了热爱的事业，向着心中的梦想不断攀援，一路绽放青春的光芒。

在2017年10月召开的中国共产党第十九次全国代表大会上，云南省代表团里有一名穿着白族传统服饰，浑身散发着青春活力的小伙子。他在发言中反映农民工的诉求，为民族地区矿业发展鼓与呼。

他叫王冬林，是云南黄金集团鹤庆北衙矿业有限公司（北衙金矿）三选厂磁选班长，一名普通的矿山工人，一名大山里走出来的党代表。

刻苦钻研，从“菜鸟”成长为专家

出生于1989年的王冬林，当选党的十九大代表时仅有28岁。而那时，他已经在北衙金矿工作了整整10年。10年的时间，只有初中文化背景的他，从对选矿技术工艺流程一无所知的“菜鸟”成长为能独当一面、解决难题的技术骨干，从一名普通的农民工成长为优秀工人，光荣地出席了党的十九大。

2007年，刚刚年满18岁的王冬林作出了一个改变他命运的决定——参加离家不远的北衙金矿招工。这是在白族聚居区开办的为数不多的工业企业，对振兴地方民族经济具有重要示范作用。为了得到一份稳定的工作，逐步走上脱贫致富之路，他报了名并被录用。

王冬林家住鹤庆县黄坪镇河西村小新庄，家里经济条件比较困难，初中毕业后就辍学了，种过农田，种过果树，还学过修车，但他觉得并没有找到一条真正适合自己的道路。正当此时，在家门口兴办的北衙金矿给了他在民族大家庭成长进步的宝贵机遇。

刚到北衙金矿时，王冬林被安排在第一选矿厂工作。面对那些闻所未闻的选矿设备，他真是两眼一抹黑，什么都不会。可他没打退堂鼓，而是下定决心用勤奋、踏实和毅力战胜困难。他在工作中任劳任怨，总是挑重活干，哪里不明白就向有经验的师傅请教。三四个月下来，那些机器设备他不再陌生，而是摸清了它们的脾气，对它们产生了感情。渐渐地，他还听懂了机器的“语言”。“有时在开机器的时候，我看着水压表，仔细听水的声音，听电机的鸣响，就能判断机器是不是在最好的状态下运转。”王冬林说。渐渐地，王冬林成了多面手。平时，其他岗位的同事因事因病请假，他都马上顶上去，从未出过差错。

“小王虽然学历不高，但在工作中一直注重学习，既立足本职、能吃苦，又善于接受新理念、勇于创新。”王冬林的师傅蒋照宽对他赞不绝口。2010年10月，二选厂建成，开始试生产。有几个空缺的班长职位，王冬林报名参加应聘，在经过实战和理论考试后，被选拔担任磁选二班班长。2014年3月，北衙金矿又新建了三选厂，王冬林又选调为三选厂磁选二班班长。面对全新的生产线、全新的作业环境，他不断向现场施工人员和设备厂商专家学习，通过设备安装、设备维修和相关培训学习，很快就对设备和工艺流程了如指掌。

王冬林并不满足于在现有的技术和设备情况下原地踏步。他积极参与公司技术攻关，针对实际生产中遇到的问题，思考解决问题的办法。多年来，他共提出大小提案60多项，别小看这些改革，它为全厂的产能提升、指标达标、设备稳定、生产条件优化、工作效率提升作出了贡献。

凝聚团队，发挥党员先锋模范作用

“王冬林充分发挥了一名党员的先锋模范作用，不仅自身兢兢业业，踏实勤奋，在平凡的岗位上创造了不平凡的业绩，还主动关心帮助同事，带领大家共同进步。”鹤庆北衙矿业有限公司党委书记刘以波说。王冬林2013年7月加入中国共产党，先后获得公司授予的“优秀员工”“实干之星”“先进个人”“工会积极分子”称号。2016年2月，他又被推举为“全国优秀农民工”，受到国家有关部门表彰。

王冬林常说，作为一名班长，个人行最多只是一枝独秀，大家行才能换来满园春色。对于自己钻研摸索掌握的技能，他从不吝啬，主动毫无保留地传授给其他同事。尤其是对新入矿的同事，王冬林总会利用工作的间隙给他们示范操作要领，讲解各项指标参数的含义，分享多年来摸索出的经验。下班后，他经常招呼同事到自己的宿舍交流谈心，与大家共同探讨工作中遇到的问题。

为了让自己班里的同事能全面掌握各项技能，王冬林有意安排他们轮换岗位。有时谁要是操作出现了失误，他也从不责怪，而是耐心地分析、讲解，帮助同事解决问题。几年下来，王冬林为公司培养了5名班长。“王师傅既是班长又是陶瓷工，大家都钦佩他为人好、技术精，愿意跟他学技术。2014年，全厂从普通员工中提升了8名班长，从我们班冒出来的就有3人。”三选厂磁选一班班长张金荣曾经是王冬林的徒弟，他深有感触地说，自己正是在王冬林的帮助下，才从“零起点”的新手成长为技术骨干。

“对结果负责”是王冬林的口头禅。他在工作中一丝不苟，以身作则，冲在前面，把全班的同事凝聚在一起，发挥出团体的战斗力。一天凌晨，磁选工段24米浓密池阀门压死，导致大量矿浆喷出，形势严峻，情况紧急。当时王冬林正下班休息。得知消息后，他立即召集全班人员前往现场，及时止住泄漏，奋力清理矿浆。经过近一夜的苦战，矿浆被基本清理完毕，大家都变成了“泥人”。早晨8时，他照常带领全班人员准时上岗。还有一次，压滤机的电路出了故障，皮带突然停转，11吨矿石堆在上面动弹不得。这时，王冬林他们班刚好到了下班时间，该由其他班来接手工作。同事们提议“我们下班了，别管机器了，交给下一班的人吧。”王冬林说：“我们工作时间出的故障，有义务把它修好再交班。”他把全班人留了下来，先把11吨矿石从皮带上一铲一铲清理到地上，把皮带修好，再把矿石一铲一铲重新送到皮带上。经过两个多小时的抢修，机器得以正常运转，生产没有受到影响。

做一名合格的党代表，以实际行动践行十九大精神

回忆起自己2017年6月29日光荣当选党的十九大代表时，王冬林说：“得知自己当选时，有点不敢相信，十分激动，心中充满感恩之情。是党培养了我，公司培养了我。当时我就想，一定要尽我所能为家乡和农民工团体奉献自己的力量，不辜负组织和家乡父老的重托，履行好职责，为家乡父老代好言，发好声。”那段时间，王冬林认真参加培训，并先后深入矿业、物流、环保、汽车制造等行业的6家企业开展调研。他和农民工朋友面对面交流，听取他们的心声，收集他们的诉求。他把这些意见建议进行归纳、整理，带到了北京人民大会堂。

党的十九大期间，在云南代表团的分组讨论时，王冬林争取到两次发言的机会。他在会上反映了农民工普遍关注的看病难、上学难等实际问题，把他们的心声原汁原味地表达出来。在一次媒体开放日活动中，王冬林面对几十名中外记者提出的生态保护问题，他以自己所在的北衙金矿建设绿色矿山成效突出的生动事例，畅谈矿产资源开发与生态保护的辩证关系。“少数民族聚居地区群众急切盼望兴办产业致富，尤其深知保护好生态环境的深远意义。矿山企业一定要树立开矿一处、造福一方的理念，主动融入国家发展战略。只要坚持在开发中保护、在保护中开发，有效制止乱挖滥采，开发金山银山同样可以还原绿水青山。”王冬林的话得到大家的一致赞许，都夸他是个勤学习、善动脑、有远见的白族好阿哥。

从北京回来以后，王冬林深知肩上的责任，并没有沉浸于荣誉的光环之下。他一边像往常一样“4班3运转、每班8小时”工作，以实际行动带领班组成员践行十九大精神，一边积极到农村、企业、机关宣讲十九大精神，目前已宣讲30余场次，四五千人现场聆听了他的宣讲。

王冬林在宣讲中这样说：“幸福不会从天而降，梦想不会自动成真。好好干，认真干，行行都能出状元。在新时代，我们青年人要立足岗位，努力工作，不断创新，为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献自己的力量。”

他正是从零开始，从自己平凡的岗位开始，一步一个脚印踏踏实实地干出了优异的成绩，闪耀出自己的光芒，并用实际行动带动和影响着周围的人。敬业、奉献、创新、担当，在他的身上，集中展现出新时代矿山工人的新形象。

今年4月22日是第49个世界地球日。世界地球日是宣传我国国土资源国情国策、提高公众节约集约利用资源意识、普及地球科学技术知识的重要平台。

习近平总书记指出，“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化。”

中国地质调查局成都综合所结合工作实际，围绕今年的世界地球日主题“珍惜自然资源 呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”，策划开展一系列主题宣传活动。这些活动，充分利用地质科普特色优势，以丰富多彩的形式开展科普宣传，引导社会大众树立“绿水青山就是金山银山”和“人与自然和谐共生”的理念，向公众宣传地质工作新理念、新方法、新技术，引导全社会节约集约利用资源。

下面，我们摘选该所推出的贵金属-黄金、新能源应用、尾矿库安全与维护等科普知识，以飨读者。

贵金属的黄金世界 

巷道采矿

选矿、冶金专业是成都综合所的传统专业，主要从事矿产资源、化工产品、金属及合金材料、无机材料和“三废”治理及资源化等方面的开发利用技术研究，长期以来，承担了国家、部、省级多项重点研究课题和攻关项目，研究领域涉及黑色金属矿、有色金属矿、非金属矿、贵金属矿、稀土以及复杂多金属矿等不同矿种的开发与合理利用技术研究，获得多项国家、省部级科技成果奖。今年的“4·22”世界地球日，带来的是贵金属-黄金的科普介绍——

金矿重选生产线

大型露天采矿场

黄金是怎么炼成的 

金在地壳中的平均含量仅为1亿分之1.1，在1吨岩石中含有1～5克的金，就可以称之为“金矿石”而被开采。从如此低含量的矿石中提炼出金含量99%以上的产品，是极其困难的。

一般来说，一块黄金的炼成，主要包括以下流程：采矿、选矿、冶炼（粗炼）、精炼等程序。

采矿将含金矿石从其他岩石剥离、运输至加工场地。

选矿采用重选、浮选等工艺，将金矿石含量从1g/t~5g/t，提高到40g/t以上，抛弃90%以上的杂质。

冶炼采用预先处理、浸出、纯化富集等工序，通过物理、化学方法除去有害杂质，获得粗金产品。

精炼采用高温氯化、溶解沉淀、萃取还原和电解工艺等将粗炼后的产品提纯，使产品的金含量应达到99％~99.9％以上，得到黄金成品金出售。

金矿是如何形成的 

黄金，在成为贵金属之前，它首先是一块石头。今天，自然界的金矿分为原生金矿和砂金两大类。

金的年代久远，几乎可以追溯到地球形成初期。大约在26亿年前，地核中的金元素，慢慢到达地幔，再由火山喷发等形式来到地壳，这些最初的金矿源，在漫长的地质时代中活化、迁移、富集，形成原生金矿，又称之为“岩金”。

地表浅层的岩金，经过千万年的风化与剥蚀，岩石变为砂土，含金的砂土被流水搬运，在此过程中，金子因比重大而沉积下来，形成砂金。

黄金的主要用途 

金的用途广泛，作为一种贵金属，黄金是人类最早发现和开发利用的金属之一。

用作国际储备，这是由黄金的货币商品属性决定的。由于黄金的优良特性，历史上黄金充当货币的职能，如价值尺度、流通手段、储藏手段，支付手段和世界货币。

用作珠宝装饰。华丽的黄金饰品一直是人的社会地位和财富的象征。

黄金由于具有优良的物理化学性能，被大量运用于宇航、电子、电气工业中。宇宙飞船、人造卫星、火箭、导弹、飞机中的电器仪表。

黄金由于具有较高的化学稳定性、无生理毒性和高的延展性，除用于药物以外，金与合金还用于医用材料。

新能源应用前景广泛

对保障国家能源安全意义非凡

1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能（原子能）。

新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能 等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。

在我国可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。

一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用。因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指太阳能、风能、地热能、氢能等。

按类别可分为：太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、海洋能、小水电、化工能（如醚基燃料）、核能等。

太阳能

核能

风能

生物质能

潮汐能

新能源具有六大特点：

一是资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；比如，陆上估计可开发利用的风力资源为253GW, 而截止2003年只有0.57GW被开发利用，预计到2010年可以利用的达到4GW, 到2020年到20GW，而太阳能光伏并网和离网应用量预计到2020年可以从的0.03GW增加1至2个GW。

二是能量密度低，开发利用需要较大空间；

三是不含碳或含碳量很少，对环境影响小；

四是分布广，有利于小规模分散利用；

五是间断式供应，波动性大，对持续供能不利；

六是除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

新能源产业政策

新能源的环境意义和能源安全

能源需求的急剧增长打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局。自1993年起我国成为石油净进口国，且石油进口量逐年增加，使得我国必须参与世界能源市场的竞争。由于我国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足，未来我国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。

国际贸易存在着很多的不确定因素，国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定，但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响我国的石油供给，对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的依赖程度，提高我国能源、经济安全。

此外，可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。

未来的几种新能源

波能：即海洋波浪能。这是一种取之不尽，用之不竭的无污染可再生能源。据推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。在各国的新能源开发计划中，波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高，需要进一步完善，但进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年，电厂的发电成本虽高于其它发电方式，但对于边远岛屿来说，可节省电力传输等投资费用。美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站，且均运行良好。

微生物：世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等，利用微生物发酵，可制成酒精，酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”，而且制作酒精的原料丰富，成本低廉。据报道，巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆，减轻了大气污染。此外，利用微生物可制取氢气，以开辟能源的新途径。

第四代核能源：正反物质的原子在相遇的瞬间湮灭，此时，会产生高当量的冲击波以及光辐射能。这种强大的光辐射能可转化为热能，如果能够控制正反物质的核反应强度，来作为人类的新型能源，那将是人类能源史上的一场伟大的能源革命。

新能源应用-新能源汽车

什么是新能源汽车？

1.串联式混合动力（增程式电动）：车内只有一套电力驱动系统，包括电机、控制电路、电池，电动机直接驱动车轮，发动机则用来于驱动发电机给电池进行充电。

2.并联式混合动力：车内有两套驱动系统，大多是在传统燃油车的基础上增加电动机、电池、电控而成，电动机与发动机共同驱动车轮。车内只有一台电机，驱动车轮的时候充当电动机，不驱动车轮给电池充电的时候充当发电机。

3.混联式混合动力：主要靠电机，发动机为辅助的，电动机和发动机都能单独驱动汽车。

新能源汽车优势

节能：新能源汽车使用太阳能、电能等能源，有效减少石油资源的消耗；

环保：新能源汽车能耗有效减少二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、含铅化合物、苯并芘及固体颗粒物等传统汽车尾气中的污染物的排放，减少环境污染。

健康：新能源汽车不会排放含铅化合物、苯并芘、固体颗粒物等对人体有害的物质。

电池技术的瓶颈：

一是锂电池价格贵。

二是电池性能。锂电一次过充过放就能永久降低性能，一次严重的过充过放就能报废。

三是电池组管理落后。

四是充电，锂电池支持快速充电，尤其是动力锂电池，但是没有快速电源，用普通的220V充电的话，电流大得惊人。高压对汽车本身和充电器都是一种考验。

电动车推动因素（DRIBING FACTORS FOR EV）1.能源战略安全； 2.有害物质排放PM2.5； 3.碳排放； 4.汽车产业发展

中国未来新能源发展的战略发展阶段：

第一阶段到2010年，实现部分新能源技术的商业化。

第二阶段到2020年，大批新能源技术达到商业化水平，新能源占一次能源总量的18%以上。

第三阶段是全面实现新能源的商业化，大规模替代化石能源，到2050年在能源消费总量中达到30%以上。

新能源作为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一，将为新能源大规模开发利用提供坚实的技术支撑和产业基础。

汽车新能源环境污染、能源紧张与汽车行业的发展紧密相联，国家大力推广混合动力汽车，汽车新能源战略开始进入加速实施阶段，开源节流齐头并进。

尾矿利用大有可为 

矿产资源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。国内95%以上的一次性能源、80%以上的工业原料、70%以上的农业生产资料都来自矿产资源。但由于我国贫矿多，单一矿少、共伴生矿多，矿石组成复杂、难选冶矿多的特点，以及多数矿山选矿设备陈旧、老化现象普遍，管理水平和选矿回收率低，矿产资源得不到充分利用。

尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细选取有用组分后所排放的固体废料，是矿业开发特别是金属矿开发造成环境污染的重要来源；同时，受选矿技术水平、生产设备的制约，也是矿业开发造成资源损失的常见途径。

尾矿资源是金属和非金属矿山废弃物中数量最大、综合利用价值最高的一种资源。将尾矿丢弃不仅需要占用大量土地，给周围的生态环境造成很大的伤害，而且要投入处理和维护费用。而进行尾矿资源的综合回收与利用，不仅可以充分利用矿产资源，扩大矿产资源利用范围，延长矿山服务年限，也是治理污染、保护生态的重要手段，还可以节省大量的土地和资金，解决就业问题，造福于人类社会，实现资源效益、经济效益、社会效益和环境效益的有效统一。所以，在全球矿产资源供应紧张的局势下开发利用好长期累积的大量尾矿是我国矿业可持续发展的必然选择。

尾矿中大多含有各种有色、黑色、稀贵、稀土和非金属矿物等，是宝贵的二次矿产资源，有待进一步开发、回收。例如，从铜尾矿中可选出铜、金、银、铁、硫、萤石、硅灰石、重晶石等多种有用成分；从锡尾矿中也能回收铅、锌、锑、银等金属元素。仅就从铁尾矿中回收精铁矿而言，全国铁尾矿品位平均 11%，最高达27%，如以回收品位达61%的铁精矿，产率2%～3%计算，每年从铁尾矿中就可增产（300～400）×104t铁精矿，相当于投资几十亿元建设的一个大型联合企业。

攀枝花市区全景

攀西地区优势矿产分布

攀西地区尾矿综合利用的大胆尝试

中国地质调查局成都综合所承担的地质调查二级项目“攀西地区多金属矿产资源集中开采区地质环境调查”，聚焦生态文明建设，针对攀西地区矿山地质环境问题，对矿产资源集中开采区矿山开发引起的矿山地质环境问题及危害进行调查，并探索矿山废弃物资源综合利用途径，旨在实现废弃物资源化、减量化和无害化。

攀西地区南部属于典型“岛状”南亚热带高原季风气候，干湿季分明，雨热同季，具有日照充足、气候温和、年温差小、日温差大、热量充沛的特点。由于海拔高、大气尘埃少、透明度大，该地区光照资源十分丰富。

攀西地区生物资源复杂多样，拥有多种类型的生态系统。其中特色植物资源有50多种，包括国内特有种4种（攀枝花苏铁、越西木香、凉山乌头、凉山虫草）。珍稀树种有香杉、云南大山茶花、黄杉、肉桂、米的杉、榨树、棺木、银杏等；珍稀动物有大熊猫、牛羚、小熊猫、豹、岩羊、大鲵等35种。

攀西地区是我国重要的矿产资源富集区，埋藏有多种矿床，已探明有大型钒钛磁铁矿、铜、铅、锌、锡、煤等54种矿产。在仅占全国国土面积0.3%的区域里，蕴藏着全国13%的铁、69%的钒、93%的钛和13%的水能。

攀西地区矿山开发共产生大大小小尾矿库147个，总占地面积1906.39公顷。尾矿的大量堆存易带来泥石流、滑坡、溃坝等地质灾害和环境污染。

减少尾矿库环境影响的措施首先是尾矿资源化节约集约利用，控增量、减存量，以期从源头上减轻地质灾害的发生。不能综合回收利用的尾矿库闭库后采用覆土碾压形成隔水层，种植本地草本植物，修建纵横向的截排水沟，截留上游余水经排水廊道排往下游，加强尾矿库下游重点流域水质监测的工程治理措施，尽量减少尾矿淋漓废水。

对于新建或老旧的含有害化学物质的尾矿库，必须按《防治尾矿污染环境管理规定》进行防渗漏处理，阻止尾矿水向地下渗透，避免造成库外水体污染等生态破坏及污染。

对于尾矿库尾水可采取澄清后直接返回或经过处理后返回选厂循环使用，以节约水资源，降低企业生产成本，同时避免尾矿库尾水因得不到回收利用排到库外而污染库外水源。

在中国地质调查局部署下，成都综合利用所组织实施了“攀西地区多金属矿产资源集中开采区地质环境调查”，针对攀西地区巨量堆存的尾矿，开展了尾矿可利用调查和综合利用技术攻关，成功研发了适宜攀西地区铜矿、钒钛磁铁矿和稀土矿等尾矿综合利用技术，为矿山地质环境保护与治理提供了新途径。

从拉拉铜矿矿集区尾矿中综合回收了铜精矿、铁精矿和云母精矿，利用部分二次尾矿成功开发出多功能硅肥产品，实现尾矿减量40%以上。从白马矿集区钒钛磁铁矿尾矿中获得硫钴精矿、铁精矿、钛精矿及长石精矿，实现尾矿减量20%左右。从大陆槽矿集区德昌稀土尾矿中综合回收了稀土精矿、萤石、锶钡混合精矿，实现尾矿减量15%以上。

攀西地区矿山规模化开采自上世纪60年代开始，尾矿的大量堆存带来了资源、环境、安全和土地等诸多问题。尾矿综合回收利用技术的突破，将实现资源化、减量化和无害化，对提高矿山节能减排水平，保护有限的矿产资源及土地资源，保护矿山地质环境具有重要的战略意义。

香杉

牛羚

我国尾矿利用与维护现存问题

一是综合利用意识淡薄，资源浪费现象严重。

由于人们大多对我国的资源情况缺乏正确的认识，矿山企业盲目开采，采富弃贫的现象十分普遍。许多矿山企业，尤其是中小型矿山企业，没有充分认识到尾矿综合利用对矿山企业特别是对亏损矿山企业、资源枯竭型矿山企业可持续发展的重要性,仍然采用“高开采、低利用、高排放”的粗放型发展模式,为了追求短期经济利益，人为地缩短了矿山寿命，导致矿产资源巨大浪费与破坏。另外，某些矿床过分关注主矿产品的价值，忽视其共(伴)生组分，缺乏综合利用的意识。

二是制度不健全，管理不规范。

倡导尾矿资源综合利用的理念已经提出了多年，但我国对资源综合利用的政策和立法，仍缺乏完善的管理体系和严格的强制性法律法规及政策措施。一方面，鼓励利用尾矿资源的政策未落到实处，国家投入较少，开发尾矿的成本较高，企业的经济效益低，导致矿山企业对资源综合利用的积极性不高；另一方面，现行有关法律、法规对矿山尾矿、废石等固体废料的管理与利用只有原则规定，没有制定强制性措施，缺乏有效的监管。

三是生产技术落后，资源利用率偏低。

我国对矿产资源的综合利用起步较晚，欧美等发达国家早在20世纪60年代就已重视矿产资源的研究开发，生产技术逐渐成熟，一般有色金属综合利用率达80％～90％，目前的趋势是开展“无废工艺”或“无尾工艺”。受矿石品位低、呈多组分、矿物嵌布粒度细、生产技术落后等因素制约，我国大多数矿山综合利用指数低，有色金属矿产资源利用率为60％，比发达国家低10％～15％，共伴生有色金属综合利用率仅为40％，比国外低20％；综合回收率低，目前矿产资源总回收率仅为30％，以采选回收率计，铁矿约为67％，有色金属矿为50％～60％，非金属矿只有20％~60％，造成大量的资源损失于尾矿中；矿产资源综合利用技术水平不高，综合利用产品档次低，市场销路有限，经济效益不理想。另外，由于我国矿业企业的准入门槛低，大量不具备开发资质的企业进入矿业开发领域，部分矿山选冶技术工艺落后，一些小企业的资源采收率低于50%。

四是资金投入不足。

从工艺技术、设备研究到生产经营管理与产品制取，矿山尾矿等固体废料的综合开发利用与治理都需要投入大量资金，但多数矿山目前的经济状况难以开展这项工作，尤其是许多老矿山累积的问题较多，经费问题更难以解决，而无论是公共财政的专项支持、国家财税杠杆的政策倾斜，还是社会资本的积极参与，都与现实需求相差甚远，而且目前尾矿综合利用项目的融资渠道非常狭窄，通过各种金融工具进行专项融资也十分有限，从而影响了这方面工作广泛深入地开展。

五是市场阻力问题。

产品的市场问题也是制约尾矿资源化利用的一个重要因素。有些资源，如钛、钒、钨、稀土等，因为市场需求有限或价格低，从尾矿中回收相应矿产也都受到影响。另一方面，则是人为因素造成的障碍，如由于地方保护主义，新产品无法与当地产品竞争，市场拓展很有限。

尾矿利用实验

尾矿成分鉴定

树立尾矿综合利用新观念

矿产资源主管部门和矿山企业应当基于长远的战略考虑，立足循环经济发展模式，把尾矿资源综合利用作为实现矿业可持续发展的必要措施来认识。同时注重科学规划，树立尾矿资源整体利用的新观念。针对我国全民矿情意识差、违规开采严重的情况，有关部门要大力加强我国的矿情及相关法律、政策宣传和教育，让全民了解我国的资源情况，加深对资源综合利用、环境保护的认识，增强全民合理利用矿产资源的自觉性。

完善尾矿综合利用的制度建设

由于尾矿利用是集环境、社会、经济效益于一体的长期性、公益性事业，因此政府部门应强化政策导向，强化管理，加大政策扶持力度，制定优惠经济政策，将尾矿利用纳入国家和行业发展规划中。参照国外相关政策、措施并结合我国实际情况，制定相应税收及经济资助等办法。如：国家将可持续发展、资源节约型项目列为国债投资重点；设立尾矿资源综合利用专项资金，对尾矿综合利用和开发所需资金贷款给予贴息、低息、延长还贷期、减免所得税和增值税等优惠政策；引导和支持矿山企业及科研部门对尾矿综合利用的投入。

同时，还应通过立法来促进尾矿资源的综合利用。1986年，我国颁发了《矿产资源法》，对矿产资源的合理开发和有效保护起到了积极的作用，但此项法规已不能完全适应新时期的要求。现阶段应研究可持续发展的法律、法规及《资源综合利用条例》、《资源综合利用专项规划》等，研究促进循环经济发展的政策和机制；尽快出台鼓励性和严格的强制性法律法规，使我国的综合利用工作纳入法制轨道，有效解决资源消耗高、综合利用率低、资源浪费和环境问题。

加强技术革新

尾矿矿物组分不同，其利用价值也就不同。应加强尾矿资源的工艺矿物学研究，尽可能开发高附加值产品。相关深度加工方法很多，如制造微晶玻璃、提纯，超微细粉碎，表面改性处理等。

搞好尾矿综合利用，矿业公司还应加大科技攻关力度，充分发挥矿山设计研究所的研究能力，并与有关科研院所一起，“产、学、研”结合，开展尾矿利用研究，重点解决尾矿中伴生有价元素的回收技术，开发高附加值产品、高技术含量尾矿产品等，以提高尾矿综合利用的经济性。

通过工程示范，推动尾矿利用发展

尾矿开发利用是一项大型系统工程，涉及的行业多、技术面广，应在全国逐渐展开矿山选厂堆存尾矿综合利用的研究(包括金属与非金属矿物分选回收、尾矿作复合矿物原料用于玻璃、陶瓷、建材及农业肥料)、尾矿作土壤改良剂及微量元素肥料的研究、尾矿制微晶玻璃等高附加值新产品的示范工程，积累实践经验。

引进市场机制

在市场经济条件下，应该让“排尾主体”与“利尾主体”分离，成立具有独立法人地位的尾矿利用公司，在矿山企业与尾矿利用公司间建立起市场供需关系，改变某些中小矿山企业资金、技术上的劣势。通过“排尾主体”与“利尾主体”的分离，达到“利尾主体”与“受益主体”的统一，同时推动尾矿资源市场机制的运作，从根本上解决矿山企业尾矿资源利用问题。由于尾矿回收利用行业涉及资源化、公益性和流通性行业属性，这个行业是不能完全市场化的，所以，在引入市场化体制时，还应发挥政府部门的相关作用。

随着科学技术的迅速发展，传统概念的矿山尾矿固体废料已从消极的环保治理转变为积极的资源化治理。多年的实践表明，将矿山尾矿作为复合矿物原料进行整体开发利用，正成为经济实用的新矿产资源来源。它不但可使原来资源枯竭或资源不足的矿山重新成为新资源基地，恢复和扩展生产，而且可以开辟新材料的科技领域，推动科技进步，同时也能解决环境污染、改善生态环境和整治国土，具有巨大的经济、社会和环境效益。目前，许多工业发达的国家已把矿业废料的开发利用作为矿山开发的新目标，把尾矿的综合利用及治理的程度作为衡量一个国家科技水平和经济发达程度的标志。因此，我们必须加速尾矿综合利用及治理的进程，树立长远的观念，把尾矿综合回收利用及治理作为保护有限的矿产资源、促进经济发展、保持矿业持续发展的必要措施。

12月31日上午，为切实做好页岩气勘探施工安全生产工作，保障页岩气勘探参数井施工顺利推进，地调局武汉地调中心“湘中坳陷上古生界页岩气战略选区调查”项目组联合钻井监理单位，对鄂宜页2井井场开展了节前突击安全检查。

检查组检查了井场及生活区环保、电路、防火、防爆及设备防冻等措施，查看了井控座岗记录、防喷演习记录、井控设备日检表和井控周例会等记录，测试了手摇报警器和大功率报警器运行情况，查阅了单井应急预案及“两书一表”等。

通过现场检查，检查组对施工单位的安全生产工作表示肯定，同时也提出需要整改的地方，如消防房电源开关跳闸、远控房气源管线接头不紧、井口工具摆放不到位和锅炉房内未放置灭火器等。施工单位现场负责人对于检查出的问题高度重视，迅速安排专人负责立即整改，并表示将吸取教训，进一步增强安全意识，进一步提高HSE管理水平，保障“鄂宜页2井”钻探工程圆满完成，确保零事故。

中国地质调查局沈阳地质调查中心在乡村振兴工作上时刻“坚持把人民群众的小事当作自己的大事”。通过认真做好的每件小事来检验基层工作的成效，搭建联结群众的桥梁；通过具体办成的实事，推动乡村振兴不断向前。

路灯照亮幸福路

现在，沿着沈阳地调中心两年前参与投资和修建的唐杖子村水泥路旁，整齐的排立着崭新的太阳能路灯。每逢夜幕降临，明亮的灯光与清澈的河水交相辉映，村民三五成群或是聊天或是漫步，呈现出一幅幅幸福的山村美景，也照亮了村民的心。

2021年，沈阳地调中心划拨2万元帮扶资金，与唐杖子村和河坎子乡政府共同参与，启动了“唐杖子村亮化工程”，沿唐杖子村主路安装了50盏太阳能路灯。经多方共同努力，于2021年7月20号前全部投入使用，极大方便了村民们的夜间出行，同时也提升了村容村貌。

唐杖子村按照太阳能路灯

真情实意做防控

“小伙子，这是十块钱，麻烦打完针你们再开车把我送回家去，前几天下雨，这段路有水不好走啊！”84岁的刘秀英大娘在去接种新冠疫苗的车上，一边说一边给前面的工作队员塞钱。

“大娘，不要钱的，您收好！打完疫苗我们一定把您送回家，这是我们应该做的。” 工作队员们又一次重复着类似的回答。

2021接种新冠疫苗期间，沈阳地调中心多次派车，由驻村工作队上门接送村里老人与行动不便的村民前往河坎子乡卫生院进行疫苗接种，并协助维持接种秩序，还在路上与老人们聊天沟通过程中叮嘱接种前后注意事项，做好接种疫苗的心理疏导工作，消除各种疑虑，用积极和耐心的态度换取大家对疫情防控工作的重视和理解。

接送唐杖子村老人接种新冠疫苗

增强基层民主

2021年10月-11月，在凌源市人民代表和河坎子乡人民代表选举和会议召开期间，驻村工作队同包村领导和唐杖子村“两委”成员一道，积极宣传中华人民共和国人民代表大会制度的优越性，帮助村“两委”组织选民参会参选。并在河坎子乡人民代表大会召开期间出车为唐杖子村乡人大代表提供交通保障，保证了安全、按时、顺利参会。

推进乡村科教

多年来，沈阳地调中心利用专业平台优势在唐杖子村及周边村镇持续开展地球科学科普与图书捐赠活动。其中，2021年6月，向唐杖子村小学捐赠了数百册儿童读物；9月，在凌源市沟门子镇中心小学开展了主题为“培养科学思维能力，树立科技强国梦想”的科普讲座活动，后续还将继续开展相关活动。

此外，9月至今，驻村工作队还利用业余时间在唐杖子村小学为村里学生进行义务辅导。除驻村工作队自费采购了部分学习资料外，家中有学生的职工还为村里学生实时提供了更为丰富的多媒体学习材料。

沟门子镇中心小学科普讲座及义务辅导

改善村委会办公条件

驻村工作队积极参加村部会议室、办公室升级改造工作，主要进行了网络线路改造、电路改造、主席台背景搭建等工作，并多次参加清理村中心广场和村委会的义务劳动，极大改善了村委会的办公条件，使村民之家更为温馨。

此外，为解决村办公耗材不足的困难，沈阳地调中心还向村委会提供了墨盒、硒鼓、打印纸等价值约3000元的各类办公用品。

得知我国首台超高温高压钻井液流变仪通过了科技部鉴定，多家公司迅速将订货电话打到了自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所仪器研发中心。

这台流变仪有何独到之处？为何会引起市场的热烈反应？近日，记者走进该仪器研发单位——北京探矿工程研究所一探究竟。

高温地质钻探关键测试仪受制于人

青海省共和县，我国第一个干热岩勘查与试采项目已进入攻坚战的第二阶段——即将突破高温硬岩钻井和储层建造技术，实现干热岩试验性发电。彼时，共和盆地GH- 03井深已达4008.88米。保障钻探工程高效、安全钻进至关重要。

钻探是靠钻头高速旋转磨削岩石而钻进的。钻进过程中，磨削的大量岩屑若得不到及时清除，就会堵住钻杆与孔壁之间的空隙，造成埋钻、卡钻、烧钻、漏失、塌孔等事故。

目前，清除这些“飞砂走石”主要靠液体循环法，即通过钻杆向钻孔底部输送高速循环钻井液将岩屑带到地面。

“钻井液被称为钻探工程的‘血液’，其流变性（如粘度、切力等）直接影响钻探效率和质量。”北京探矿工程研究所仪器研发中心主任赵建刚介绍，由于地下地质情况千变万化，不可能有一款适应所有地质体的万能型钻井液，只能根据地下温度压力变化情况及时调整钻井液的配方。

这就需要一种专用仪器——钻井液流变仪，用来模拟井下的温度压力状态，实时测定钻井液等样品的流变性，避免误判。但超高温高压钻井液流变仪的核心技术此前一直被西方国家垄断，我国相关设备长期依赖进口。

而这种流变仪是高温地质钻探领域的关键测试仪器，在深部油气、深部矿产、高温地热、天然气水合物及大陆科学钻探等深部钻探工程中发挥着重要作用。国际油气钻探工程招标中，流变仪是必备的测试仪器之一。

“西方国家生产的一台超高温高压钻井液流变仪价格普遍在200万元以上，中石油、中石化、中国海油等每年都要从国外采购十几台。”赵建刚说。

随着油气和固体矿产勘查逐渐向深部转移，我国地热、页岩气、天然气水合物等新能源开发日渐火热，深地钻探工程研究不断展开，钻探企业国际经营力度逐年加大，在超高温高压钻井液流变性测试分析上不再受制于人的呼声越来越高。

5年攻关打破技术产品垄断

为突破“卡脖子”技术，北京探矿工程研究所于2012年向科技部申请了国家重大科学仪器设备开发专项“超高温高压钻井液流变仪的研发与产业化”项目。

经过5年多艰苦努力，研发团队攻克了耐高温高压测试腔结构、外环式强力磁耦合旋转驱动装置、高精度粘度测量和井下环境模拟等技术，自主研发了国内首台超高温高压钻井液流变仪——Super HTHP Rheometer 2018超高温高压钻井液流变仪，一举打破了国外高端钻井液流变性测试仪器的垄断，填补了国内空白。

“与现今国外最先进的产品比，我们的参数更优。”赵建刚说，目前，国外产品的超高温高压数据只能做到310摄氏度和206兆帕，北京探矿工程研究所研发的流变仪可做到320摄氏度和220兆帕，最低可做到零下20摄氏度，并且达到冷却温度所需时间仅为国外最好产品的三分之一。

据介绍，与国外同类产品相比，Super HTHP Rheometer 2018超高温高压钻井液流变仪具有以下优势：

一是降温时间更短，为连续不间断测试奠定基础。研发团队创新耐高温高压测试腔结构，攻克了高精度粘度测量技术。测试腔采用单层厚壁容器的一体化设计方法，选用耐酸碱盐腐蚀、在高温高压下不变形的特种材料加工而成。

二是使用寿命更长。团队研发了外环式强力磁耦合旋转驱动装置，实现了从高温高压测试腔外部通过磁场耦合非接触式驱动测试外筒转动。同时，采用高精度磁场传感器以非接触方式测试代表样品粘度大小的磁偏转角度。在转速驱动和粘度测试两套非接触式磁系统之间，设计了独特的磁屏蔽结构，避免了相互之间发生干扰。攻克了以上技术，就从根本上消除了以往传统设计中出现的高温高压动态密封寿命短和粘度宽范围精密测量的难题。

三是测量精度更高。采用永磁技术研制适用于高温高压钻井液流变仪的高精度电机及控制电路，实现流变性的高精度测量。电机转速实现了0～1000转/分钟范围内的无级调速全自动控制。

四是可控程度更强。自主研发的稳定可靠的测控软件可设置转速、温度、压力、时长等参数，组建复杂、专业的自动测试序列，模拟井下真实环境，实现自动、连续的流变性分析。

五是市场适应性更广。自主开发设计的软件，可实现中英文一键式简单切换，可适应国内外两个市场的需求。软件底层采用国际通用的Labview 开发平台，用户购买后还可根据具体需要进行拓展。

业内专家表示，未来该仪器大规模进入市场后，可大幅降低钻探成本，为地球深部探测、高温干热岩钻探、天然气水合物钻采、大陆科学钻探、深部油气矿产勘探开发等重大工程提供高温高压真实条件下的钻井液流变性的实时测试评价手段，确保深部高温高压钻探安全、高效。

研发和产业化工作同步走

产品研发和产业化同步——产品研发的过程就是产品迭代的过程，产品验证的过程就是市场推广的过程。这是研发团队一直坚持的思路。

2020年，Super HTHP Rheometer 2018超高温高压钻井液流变仪产业化样机经过1500多公里的跋涉，被运到了青海省共和县干热岩GH-03定向井施工现场。

共和干热岩地层温度高、裂隙发育明显，钻探过程中易出现地层坍塌掉块、卡钻、埋钻等风险，对钻井液流变性、携沙性、封堵性、护壁性等要求较高。

为及时监测现场钻井液流变性能，实现钻井现场快速决断，工作人员使用Super HTHP Rheometer 2018超高温高压钻井液流变仪及时测试现场超高温水基钻井液在200摄氏度和50兆帕环境下配方性能，根据试验结果，随时调整钻井液配方，有效满足了干热岩高温环境下钻井液性能需求，大大提升了钻进效率，保证了井下安全，确保了GH- 03定向井安全、顺利完钻。

早在2017年样机刚出来时，研发团队就在室内试验的基础上，带着样机先后走进中石油、中石化、中国海油和中国地质大学（北京）、中国石油大学（北京）等单位进行了实验验证。

2018年，研发团队带样机到长江大学进行实验。得知消息后，荆州的3家泥浆助剂生产企业，立即请求研发团队帮其进行测试。原计划一周完成的实验，延长到了一个多月。

“测试结果能作为现场井底实际情况的真实模拟。实验测试结果准确、数据可靠，完全可替代同类进口产品。”锐晖华辰能源科技（北京）有限公司在用户使用意见书中写道。

业界的反馈也让研发团队备受鼓舞。赵建刚表示，接下来，他们将围绕深部油气、高温地热和大陆科学钻探等钻探工程现场特点及需求，进一步优化超高温高压流变仪结构，增加钻井液超高温高压密度和沉降稳定性测试功能，逐步实现模块化、小型化、系列化和多功能，同时大力拓展国内外市场，加速推进科研成果产业化。

科研成果的取得，离不开植根脚下的土壤。多年来，北京探矿工程研究所坚持“聚焦行业重大需求组织科研工作”理念，培育适合科技创新的土壤、调动科研人员的积极性。一方面，该所利用科技成果转化基金设立所立科研项目，作为国家科技专项和地质调查项目的重要补充，开展钻探新技术与产品的研发，为青年科研人员搭建创新平台。另一方面，以“效率优先、兼顾公平、鼓励创新、注重实绩”为原则，优化绩效工资分配管理，向有突出贡献的人员倾斜。

截至目前，该所共完成国家级、部级各类科研项目260余项，获国家科技进步一等奖、二等奖以及部级科学技术一等奖、二等奖等50余项，获专利、软件著作权等90余项，为我国地质事业发展作出了积极贡献。