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    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。

     

    助力生态文明 做好资源综合利用文章

    2021年10月22日,中国地质调查局全球矿产资源战略研究中心发布了《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告(2021)》。这是我国研究机构首次基于自主建立的全球矿产储量数据体系形成的专业报告,也是我国研究机构为国际矿业企业投资经营、全球资源供需对接、“一带一路”矿业合作与繁荣发展提供的重要基础信息产品与服务。

    评估报告系统采集了全球3168个矿山项目“第一手”数据,全面客观地反映了全球锂、钴、镍、锡、钾盐5种矿产资源储量和分布特征。数据显示,截至2020年,全球锂矿(碳酸锂)储量1.28亿吨,资源量3.49亿吨,主要分布在智利、澳大利亚、阿根廷、玻利维亚等国。钴矿储量668万吨,资源量2344万吨,刚果(金)、印度尼西亚、澳大利亚等国最为富集。镍矿储量9063万吨,资源量2.6亿吨,印度尼西亚位居全球储量第一,澳大利亚、俄罗斯等国资源丰富。锡矿储量327万吨,资源量807万吨,中国、俄罗斯、东南亚等国家和地区是锡矿主要产地。全球钾盐(氯化钾)储量129亿吨,资源量430亿吨,俄罗斯、加拿大、白俄罗斯、土库曼斯坦四国储量占全球80%,俄罗斯超越加拿大成为钾盐第一储量大国。从消费端来看,2020年全球锂(碳酸锂)消费量约40万吨、钴约17万吨、镍约240万吨、锡约38万吨、钾盐(氯化钾)约5400万吨。相对于现有储量,全球锂、镍、钾盐资源保障程度较高,钴、锡保障程度相对较低。

    下一步,自然资源部中国地质调查局将加快建立健全全球矿产资源储量数据体系与评价机制,计划用5年时间完成全球40种重要矿产资源储量动态评估,并及时发布服务,积极为推进全球矿业合作、构建全球矿业命运共同体贡献中国智慧和中国力量。

    中国首次发布全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量...

     

    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
    我国煤矿资源丰富,长期开发形成了巨大的可利用特殊地下空间,为发展地下生态城市创造了得天独厚的条件。据调查,我国现有煤矿地下空间约139亿立方米,到2030年,预计将达到241亿立方米,长度约160万千米,可绕赤道40圈。

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

    煤矿井下可利用空间的类别 

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

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

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

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

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

    煤矿地下空间的优缺点 

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

    尽管煤矿地下空间具有上述优点,但在开发利用时需要考虑几个问题:

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

    煤矿地下空间开发利用的模式 

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

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

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

    开滦国家矿山公园运煤小火车 

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

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

    变废弃矿石为可利用资源 

    □田 敏

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

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

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

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

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

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

    钨矿共伴生组分的综合回收 

    □张红新 赵恒勤

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

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

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

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

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

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

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

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

    石英矿床类型及用途 

    □张亮 刘磊

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

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

    天然水晶 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    滨海石英砂开采现场 

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

    和谐共生 资源综合利用大有可为

    西非地区矿产资源极为丰富,主要矿产资源以金、铁、铝、金刚石最具优势,锰、磷、铀、石油、天然气等也在世界上具有重要地位。西非地区成矿地质条件优越,找矿潜力巨大,近年来已成为国际矿业公司勘查开发的热点地区之一。并且,随着近两年国际金价的大幅上涨,国际矿业公司进一步加大了在西非地区勘查和开发投入力度,塞马福(Semafo)、巴里克(Barrick)、亚姆黄金(IAMGOLD)、奋进矿业(Endeavor Mining)、坚毅矿业(Resolute Mining)等国际矿业公司在西非地区已投资了数十亿美元。同时,西非地区主要矿产品的产量也在逐年提升,去年6月,加纳已取代南非成为非洲最大的黄金生产国。

    然而,由于西非安全形势的持续恶化,加上一些国家政局不稳定,使得安全问题成为投资者不得不慎加考虑的重要问题。2019年11月6日,塞马福矿业的车队在布基纳法索遭极端组织袭击,造成37人死亡,60余人受伤,此次袭击是近年来国际矿业公司遭受伤亡最惨重的一次,对西非地区矿业环境造成了较大的冲击。

    一、西非地区的安全形势

    目前,非洲主要有四个受恐怖主义威胁的地区:索马里及周边、利比亚及周边、乍得湖地区、萨赫勒地区(包括马里、布基纳法索、尼日尔、尼日利亚、乍得等国),构成了自东北非到北非再到西非的一条恐怖主义“动荡弧”。

    西非地区的恐怖主义和宗教极端势力主要分为西非国家本土组织和“基地”组织在非洲国家的分支。西非国家本土组织如尼日利亚的“博科圣地”、马里的“伊斯兰捍卫者”、马里的“西非圣战统一运动”等;“基地”组织分支如“伊斯兰马格里布基地组织”“索马里青年党”等。这些恐怖组织相互勾结,在西非地区持续发动恐怖袭击,是该地区的恐怖“毒瘤”。

    近年来,随着西方国家和西非各国政府对恐怖势力的联合打击,西非地区恐怖组织呈现出分散化、多中心化、跨境化和共生化的趋势,他们各自为战,机动灵活,采用自杀性爆炸、暗杀、偷袭等手段,令人防不胜防。

    自去年11月塞马福矿业的车队遇袭以后,仅短短数月的时间内,已连续发生了多起针对平民和军队的袭击事件:2019年12月1日,布基纳法索东部一座基督教堂发生袭击事件,至少14人死亡;2019年12月10日,尼日尔西部边境一前哨基地遭武装分子袭击,造成71名士兵死亡;2019年12月24日,布基纳法索北部苏姆省发生一起袭击事件,造成至少7名军人和35名平民死亡;2019年12月25日,安全部队在布基纳法索中北部地区巡逻时遇袭,至少11名士兵死亡,另有若干士兵失踪;2020年1月20日,布基纳法索北部桑马滕加省一村庄的市场发生两起袭击事件,造成至少36人死亡。可见,西非地区的安全形势十分严峻,恐怖主义势力已从马里蔓延至布基纳法索和尼日尔,正逼近加纳、贝宁、多哥和科特迪瓦等西非沿海国家。

    2020年3月31日,非洲矿业公司(AfriTin)宣布,将暂停在尤伊斯的露天开采,以遵守纳米比亚政府为防止新冠病毒传播的封锁措施。

    二、西非恐怖势力的形成原因

    西非地区经济状况总体比较落后,是世界上最不发达国家较为集中的地区之一,部分国家内乱严重,外部恐怖势力伺机渗透以及本土极端势力里应外合是这一地区恐怖活动和武力冲突愈演愈烈的主要原因。

    一方面,不少西非国家经济落后、政府积贫积弱,疲于应付层出不穷的反政府武装以及宗教和民族暴力冲突,加之部分国家近年来经历政局动荡和权力真空,极端势力乘虚而入,扩大势力范围。马里2012年发生军事政变,“伊斯兰马格里布基地组织”乘机作乱,一度控制马里北部大片区域,另外通过走私武器、偷运移民、绑架人质、贩卖人口、毒品贩运等,该组织获得了源源不断的资金,得以向马里、毛里塔尼亚、尼日尔等国渗透。邻国布基纳法索2014年爆发大规模示威和罢工,政治陷入僵局导致权力真空,盘踞在马里的恐怖势力进入。2015年以来,布基纳法索袭击事件频发,至今已有700余人死于武装袭击,27万人流离失所。

    另一方面,多年来,由于各国政府缺乏对边境地区强有力的管控,使得边境地区军火走私、毒品贩运、绑架人质等犯罪活动肆虐,逐渐形成了一个跨国犯罪活动活跃地带。利用这一管理真空,恐怖组织和极端势力借机聚敛资本并扩张势力,进可对各国策划袭击,退可在沙漠腹地藏身躲避。

    同时,西非地区恐怖势力的扩张与不少国家存在的政治、宗教和民族问题有很大关系。西非恐怖组织多发源于本地反政府武装,行动带有政治目的,不少组织主动与“基地”组织或“伊斯兰国”(Islamic State,即IS)建立联系,大肆传播极端主义思想,把平民、外国人及政府武装作为成袭击目标,扩大自身影响力。

    三、西非安全形势对当地矿业活动的影响

    随着西非地区安全形势的持续恶化,特别是去年11月塞马福矿业的车队遇袭以后,对西非地区本就脆弱的矿业经济造成了较大的冲击。

    1.少数矿山被迫关停

    塞马福矿业是一家从事金矿勘查与开发的加拿大矿业公司,在布基纳法索拥有马纳(Mana)和邦古(Boungou)两个金矿,以及班图(Bantou)、纳班加(Nabanga)和科霍戈(Korhogo)三个勘查阶段的项目。去年11月发生的车队遇袭事件的事发地距离邦古金矿仅40公里,事发后塞马福矿业表示,尽管邦古金矿暂时是安全的,但出于对员工的保护,依然决定关停邦古金矿。

    2.大部分矿山继续运营,但投入高昂的安保费用

    对于已建成的矿山,国际矿业公司一般不会轻易将其关停,主要是因为矿山在前期勘查和建设阶段已投入巨额的成本,而关停和撤离矿山又要花费大量资金,这对矿业公司来说将是巨大的损失。

    因此大多数已建成的矿山还是选择继续生产,但需要投入高额的安保费用。目前,在布基纳法索的运营矿山的矿业公司已大幅提高了安全防范措施,例如在矿山附近为政府军队修建军营、为员工宿舍修建铁丝网和围墙、为外籍员工提供直升机出行、为当地员工乘车出行配备护卫等,部分矿山甚至修建跑道,为员工往返首都提供飞机出行。

    今年初,坚毅矿业对其马里思雅玛(Syama)金矿2020年的安保经费作了预估:预计该矿山全年安保成本为20美元/盎司(约合0.71美元/克),全年预计产量为26万盎司(约合7.37吨),全年总安保经费预计520万美元。

    3.勘查项目受影响最大

    受安全形势影响最大的是处在勘查阶段的项目,随着安全形势的恶化及安保费用的提升,多数矿业公司采取的策略是停止高风险地区的勘查项目并尽可能保证已建成矿山继续运营。

    预现黄金勘探公司(Predictive Discovery)暂停了旗下位于布基纳法索的勘查项目。此前,该公司一家合资企业的地质专家在一场袭击中丧生,该公司高管表示,现在已经找不到愿意去当地工作的地质专家。

    坚毅矿业拥有5家勘探公司的股份,去年年底就建议停止布基纳法索的一个勘探项目。

    有些勘查项目甚至因安全问题搁置了多年,金环资源公司(Golden Rim Resources)的巴本加(Babonga)项目因为毗邻尼日尔边境,该项目已搁置了3年。

    4.矿业公司陷入两难境地

    西非地区成矿条件优越,找矿潜力巨大,人工成本也相对较低,对国家矿业公司具有较强的吸引力,但是安全形势带来的不确定性及高额的安保费用使得矿业公司陷入两难的境地。

    为回避不确定性带来的风险,一些矿业公司决定退出高风险地区的项目,如裴伦蒂矿业公司(Perenti)去年12月表示,将退出布基纳法索高风险地区的项目,决定解除与诺德黄金公司(Norgold)签订的比绍(Bissa)项目合同并退出比绍项目。

    也有不少矿业公司依然十分看好西非地区的投资前景,决定继续加大在西非地区的投入,如西非资源公司表示将继续推进布基纳法索桑布拉多金矿的相关工作,并将于2020年年中产出第一批黄金;奋进矿业表示,将在西非地区继续经营和投资,该公司的目标是在2020年成为布基纳法索最大的黄金生产商。

    四、投资建议

    1.充分评估项目所在地的安全形势

    西非地区安全形势已经十分严峻,并且安全形势在中短期内还难言好转,这是否意味着西非地区没有投资价值呢?实际情况并非如此,中国地质调查局武汉地质调查中心已在西非北非地区十多个国家开展了多年项目工作,对大多数国家的安全形势都有一定的了解。由于历史和民族问题,很多非洲国家的政府并不能完全管控其全部国土面积,而政府能够实现强有力管控的地区一般来说是相对安全的,安全风险较大且经常发生恐怖袭击的地区多半是部分国家的边境附近。

    因此,仅仅关注和评估西非地区或者某一国家的安全形势是非常片面的,最重要的是要充分评估项目所在地的安全形势。关于项目所在地的具体情况,建议咨询中国驻该国经商处、该国矿业管理机构以及中资企业,大多能获得该地较为全面的信息。

    从近期的一些资讯中可以看出,不少矿业公司最近都加大了在西非地区的投入,其中一个重要原因是这些矿业公司已对项目所在地开展了充分评估并认为当地安全风险较低,如巴里克黄金公司(Barrick Gold)1月30日表示,将加大马里洛洛-贡科托(Loulo-Gounkoto)地区勘查投入;奥里奥尔资源公司(Oriole Resources)最近获得了塞内加尔塞纳拉(Senala)金矿项目新的10年期许可权,并表示将继续加大该项目的勘查投入;科拉黄金公司(Cora Gold)3月18日表示,拟筹集289万英镑资金用于其马里萨南科罗(Sanankoro)金矿项目后续勘探和开发;西非资源公司3月19日表示,其所属的布基纳法索桑布拉多金矿的试选矿和试冶炼工作进展顺利,已成功产出第一批黄金成品;卡蒂诺资源公司(Cardinal Resources)3月26日表示,已将加纳纳明迪(Namindi)金矿采矿许可证面积扩大了3倍,并且该矿山已进入快速建设阶段。

    2.防范新冠肺炎疫情可能带来的持续性影响

    新冠肺炎疫情在全球范围的扩散对矿业带来了巨大的冲击,一方面矿山产品需求下滑导致矿产品价格下跌;另一方面各国政府针对疫情制定的限制措施影响了国际矿业活动。

    就西非而言,奋进矿业在布基纳法索的宏德(Hounde)金矿和阿散蒂黄金公司(AngloGold Ashanti)位于加纳的奥布阿斯(Obuasi)金矿分别检出1例新冠肺炎患者。目前,各矿业公司都已加强了防疫措施,一些公司通过关闭总部、限制差旅、实施居家办公等方式遏制病毒传播。这场疫情对各矿业公司和各矿山的管理层将是极大的考验,如何在这场危机中“活下来”,并且以什么样的方式“活下来”是各矿业公司面临的最紧迫问题。但是,可以确定的是人类终将战胜病毒,唯一不确定的是此次疫情在全球范围将持续多长时间。

    3.正确认识和对待“危中有机”

    面对安全形势和新冠肺炎疫情带来的双重危机,我们除了要充分认识和评估可能存在的风险,还要善于发掘危机中蕴藏的机会。

    西非地区资源丰富,劳动力成本较低,而且西非不少国家的经济对矿业的依赖程度很大,因此当地政府也制定了一系列优惠政策鼓励国外矿业公司投资。但由于西方国家进入西非较早,各方面条件比较好的区块和项目早已被西方国家矿业公司占据,国内企业要么选择在夹缝中生存,选取西方国家矿业公司未登记的区块开展工作;要么以较高的代价获取优质项目。如去年11月,具有中国背景的合资企业取得了几内亚西芒杜铁矿北部区块的采矿权,但需要在几内亚修建一条铁路和一个港口。而在当前的危机中却有可能获得平时难以获得的项目,仅在最近一个月,西非地区已有多起并购案例:3月5日,特朗加黄金公司(Teranga Gold)已经完成塞内加尔马萨瓦(Massawa)金矿的收购工作,而马萨瓦金矿是西非地区最大的未开发金矿之一;3月16日,诺德黄金公司(Nordgold)向卡蒂诺资源公司发出要约收购提议,计划以2.27亿澳元的价格收购卡蒂诺资源公司;3月23日,奋进矿业以10亿加元的价格收购塞马福矿业,两家公司已签署并购协议,将组建西非地区最大的黄金生产商。试想一下,如果不是因为这场危机,收购的难度将大幅增加。

    当然,这种并购需要建立在充分的评估和尽职调查的基础上,盲目的并购扩张一样会带来巨大的损失,“危中有机”一定是给有充分准备的公司。

    4.注意2020年大选带来的影响

    2020年,加纳、几内亚、布基纳法索、科特迪瓦、尼日尔、多哥等国将迎来大选。大选期间,政策不确定性风险增加,社会治安也会受影响,建议增强避险意识,建立应急机制。

    (作者单位:中国地质调查局国际矿业研究中心、中国地质调查局武汉地质调查中心)

     

    西非地区安全形势对矿业的影响及投资建议

    2018年,根据自然资源部中国地质调查局党组部署,自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所抽调水文地质调查、石漠化治理与生态修复、地质遗迹调查等方面专业技术人员,通过组织实施二级项目“滇黔桂岩溶区土地质量地球化学调查”,在贵州省丹寨县开展地质调查工作,支撑服务丹寨县脱贫攻坚,取得了一系列重要成果。

    一是火龙果生态产业辐射推广种植试验获得成功。以丹寨县土地质量地球化学、水文地质、环境地质、生态地质等综合地质调查为基础,依托岩溶所开发的岩溶石山火龙果栽培管理技术和培育的火龙果新品种,在丹寨县甲石村建立生态产业扶贫示范区,开展火龙果生态产业辐射推广种植试验与示范。试验面积3亩,共3750株,为贫困户技术培训100人次。

    为解决山区气温相对较低、光照不足、可耕地资源少、居民贫困等问题,创新火龙果嫁接霸王花育苗—大苗种植—大棚防冻—灯光补光—反光膜补光—花果兼收火龙果种植系列技术与模式,开发亚热带贫困山区当年见效—高效种植—快速推广—生态与经济效益俱佳的火龙果特色生态产业与品牌,构建科研单位+企业+政府+合作社+农户的火龙果生态产业开发模式。火龙果年产量约7500斤/亩,年产值达到6.1万元,第一年净收益1.5万元/亩,以后每年净收益达到5.5万元/亩,单位面积经济效益比原来的传统耕种方式增加20-70倍,直接受益贫困人口1400人。据调查,丹寨县全县可辐射推广种植火龙果10万亩,仅火龙果生态产业1项,潜在年经济效益就可达60亿元,助推丹寨县20多万农民脱贫致富。

    二是解决重点缺水区饮用水问题。针对丹寨县甲石村、城望村、瑶货寨、兴仁村等重点缺水地区,采用引蓄水、提蓄水、地下水探采结合井3种开发利用方式,引进新型水箱材料——玻璃钢增强纤维水箱新技术,实施引蓄水示范工程4处,百米以上的大口径探采结合孔2眼,成功解决近5000人饮水问题、5000亩耕地灌溉用水,节约成本200万元,人均增加年经济效益1000元,为丹寨县重点缺水地区生态农业产业转型、脱贫攻坚工作提供了水源保障和方向。

    下一步,将通过实施重点地区1:5万、1:1万地质遗迹调查和金汞矿矿山环境地质调查工作,查明县域内地质遗迹点的分布特征,评估矿山地质环境问题的影响程度,为申报国家级地质公园和国家级矿山地质公园提供技术支持,支撑服务丹寨县地质旅游开发,助力丹寨县脱贫攻坚。

    挂满果实的火龙果大棚 

     

    丹寨县窑货村ZK01洗井-抽水试验 

     
     
    地质调查有力支撑服务丹寨县脱贫攻坚

    原标题:“地热+”:绿色中国新名片(改革开放40周年科技系列报道之能源篇④)

    西藏羊八井地热发电站。(资料照片)

    绝大部分地热能源深深埋藏于地下,除了火山喷发或者一些地方浅层热能能够为人们所直接感知之外,其内部蕴含的丰富热能只有通过钻探等方式才能为人们所认识和利用。从新中国成立以来,特别是改革开放40年来,中国科学家不仅摸清了本国地热资源的分布规律,绘制出翔实的“地热地图”,而且在地热资源开发利用方面取得了突出成就,把地热能转化为电能,把地热能用于采暖和制冷,并与农业等行业紧密结合,打造出丰富多彩的“地热+”模式,并使其成为一张亮丽的中国“绿色名片”。

    西藏羊八井地热发电站蜚声海外

    在中国地热资源分布图上,我们能够看到西藏自治区中的一大片被涂成“火红色”,那里正是国际上著名的“地中海—喜马拉雅地热带”的重要组成部分,是地球内热活动在陆地表面的主要显示带之一,这里的热储温度可以达到150~200℃以上,中国蜚声世界的西藏羊八井地热发电站就位于这条显示带上。

    上世纪70年代,西藏自治区选定在拉萨西北当雄县境内建设羊八井地热发电站。该地海拔4306米,地热田地下深200米,地热蒸汽温度达172℃。1977年10月,1号实验机组建成并启动试运行。1978年,羊八井地热电站达到设计要求。之后,装机容量进一步扩大,至1991年,该电站共完成8台3000千瓦机组建设,装机容量约2.4万千瓦。在国家高技术研究发展计划(863计划)项目“中低温地热发电项目”支持下,中国自主知识产权的“螺杆膨胀发电机组机”分别于 2008年和2010年两次应用于羊八井地热电站,使其性能和效率进一步提升。

    羊八井地热发电站是世界上海拔最高的地热发电站,开创了国际上利用中低温地热发电的先例,在世界新能源的开发利用史上占有重要位置。自建成投产以来,羊八井地热发电站一直安全、稳定发电,到2017年,该电站累计发电量已超过30亿千瓦时,为西藏经济社会发展和环境保护做出了卓越贡献。

    近年来,中国地热发电领域陆续取得新进展。2016年11月25日云南德宏傣族景颇族自治州地美特地热发电项目的第一口井开钻,不到8个月,第一台机组便成功发电并网。2017年,四川康定小热水地热田钻成高温热井,成功安装了200千瓦发电机组。《地热能开发利用“十三五”规划》提出,2020年新增装机容量达到50万千瓦。届时,地热能发电将有望为中国能源生产和使用的“绿化”作出更大贡献。

    雄安新区引领地热采暖制冷建设

    对于2017年冬天遭遇的天然气供应不足导致的“气荒”,很多人可能还记忆犹新。供暖摒弃煤炭,改用天然气的确可以在很大程度上减轻空气污染,但是“煤改气”清洁取暖工程稳妥推进的前提是充足的天然气供应。有没有更绿色环保、更经济便捷的采暖方式呢?很多人把目光投向地热能。

    地热能采暖(制冷)的原理并不复杂,简单来说就是通过地源热泵和深埋于建筑物周围的管路系统,冬季从土壤或水源中“提取”的热能,送到建筑物中;夏季将建筑物中的热量“带走”,释放到水体或土壤中去,以达到给建筑物室内制冷的目的。就地热制冷而言,还有一种被称作“吸收式制冷”的方式,即以地热蒸汽或地热水为热源提供的热能为动力,驱动吸收式制冷设备制冷。

    地热能供暖和制冷有得天独厚的优势。这一方面在于其分布范围广泛。根据中国地质调查局的最新资源评价结果,全国336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤达7亿吨,用于建筑物供暖,可实现建筑物冬季供暖面积323亿平方米,夏季制冷面积326亿平方米。全国适宜开发浅层地热能的地区主要分布在中东部,包括北京、天津等地。另一方面在于地热供暖和制冷的核心技术难度不大,成本相对较低,既方便又经济实用。

    2017年4月,国家级新区雄安新区横空出世,其目标是建成“蓝绿交织、清新明亮、水城共融、多组团集约紧凑发展的生态城市”,以地热能为主,多能互补的供暖方案率先被提出,并把“打造全球地热利用样板”作为目标之一。据此,两个多月后,支撑服务雄安新区规划建设的地质调查工作就正式展开。当年8月23日,第一阶段结果公布:雄安新区地质条件优越,区内浅层地温能开发利用条件适宜,可满足约1亿平方米建筑面积供暖制冷需要。

    作为雄安新区重要组成部分,原河北雄县在地热能开发利用方面一直走在全国前列,早在2006年,该县就被国土资源部等机构命名为“中国温泉之乡”。2009年雄县与冰岛及中国石化签订战略协议,大力引进先进技术,开发地热集中供暖。数年间,雄县共开凿地热井近80眼,城区地热供暖面积达270万平方米,占集中供暖总面积的92%,年替代标准煤9万吨,减排二氧化碳18.99万吨、二氧化硫0.48万吨、粉尘1.19万吨,为改善城市空气质量作出了积极努力和贡献。雄县成为了取暖“无烟城”,并形成了“政府主导、政企合作、技术先进、环境友好、造福百姓”的地热能利用格局。这些为雄安新区开发利用地热能取暖制冷积累了难得的经验。

    据统计,2015年底,中国浅层地热能供暖面积近4亿平方米,水热型地热能供暖面积超过1亿平方米。随着南方地区冬季采暖需求的增强和浅层、水热型地热能供暖技术进一步成熟完善,浅层地热能的应用范围将在全国范围拓展。根据《地热能开发利用“十三五”规划》,“十三五”时期,中国新增地热(制冷)包括新增浅层地热能供暖(制冷)面积7亿平方米,新增水热型地热供暖面积4亿平方米。

    北京鲜花港是地热能园艺典范

    在北京东北部的顺义区杨镇,有一个总体规划4平方公里的“国际鲜花港”。作为北京市花卉的生产、研发、展示和交易中心,花卉的休闲观光和文化交流中心,这里曾是2009年第七届中国花卉博览会的主要工程,每年都会举办郁金香节、月季节、菊花节、迎春年宵花展。当游客们徜徉于花海,流连忘返的时候,可能会闪过一个念头:这么多不同地域环境才能茁壮生长的花卉为何都能在鲜花港内精彩绽放呢?答案其实并不复杂,那就是国际鲜花港采用了“地热+花卉”的模式。

    据了解,为解决温室及建筑供暖问题,突出园区绿色、科技、循环、集约的建设宗旨,国际鲜花港在完成浅层地热能测试、水资源论证和地热物探勘查的基础上,先后到国家北方苗木基地、用友软件园、华清集团等地现场调研,历经10余次专家座谈及论证会,最终确定了以地热梯级利用为主,地源热泵、水源热泵为辅,结合燃气调峰的供暖形式。该供暖方式虽然前期一次投资大,但与常规供暖方式相比存在无污染、零排放、能源可再生、系统运行费用低等特点,环保性和节能性明显。正是通过大规模使用地热综合技术,精准调节温度湿度等参数,实现了“世界花卉尽收港内”“花卉博览会永不落幕”的现代农业奇迹。

    北京国际鲜花港是地热能在园艺领域应用的一个典范。“地热+农业”将给传统农业在诸多方面带来深刻变革。一是可以拓展品种种植时空。既能把外地品种实现本地化种植,又能帮助农作物在反季节上市,减少了病虫害,降低了生产成本,提高了价值和安全性。二是提高了质量和产量。使作物在虚拟的更加适宜的自然环境下,产量提高的同时,口感、营养等品质也更好。三是地热能可以帮助进行稀有蔬菜花卉的育苗,辅助进行一些高科技农产品技术实验。就养殖业来说,地热资源的利用也可以提升产业附加值。比如,热水养殖可以大大缩短多种水生物的孵化期和生长周期。可以依托地热资源发展高产鱼类等养殖产业。

    《 人民日报海外版 》( 2018年06月27日 第 05 版)

    【改革开放40周年】“地热+”:绿色中国新名片

     

    “矿产品市场——大宗矿产”分论坛现场

    在享受了10年的贸易盛宴之后,矿产品供应商如今已经是蔫头耷脑了。

    受世界经济缓慢增长的影响,全球矿业发展势头放缓,矿产品价格、贸易等指标出现了震荡收缩,矿产品贸易高利润时代宣告终结,但矿业持续增长的总态势难以改变。

    中国已经成为世界上最大矿产品生产国、消费国和贸易国。研究表明,近10年来出口和投资的快速扩张,刺激了矿业类大宗商品的巨大需求,其他矿产品需求占全球市场的份额也快速上升。

    由于中国的经济增长模式仍然依赖投资,中国对矿产品的需求仍将十分强劲。记者从2016中国国际矿业大会上获取的信息显示,过去5年,中国矿产对外贸易持续发展,矿产品进出口贸易总额近5万亿美元,增长81%。

    从矿产品使用强度的历史经验与国际比较看,发达国家曾处在矿产品消费高峰平台期很长时间。新形势下,我国经济发展进入新常态,对主要矿产品仍有强大而稳定的需求。有专家表示,中国主要矿产品消费整体上仍将至少有15年的高峰平台期。

    上述观点在某种程度上的确可暖一暖心窝。不过,中国需求减弱影响矿产品价格暴跌也是不争的事实,尽管最低点已经过去,部分产品正从供大于求向供需平衡转变,但由于实体经济没有好的回暖迹象,未来3年内矿产品价格难有大幅攀升的可能。

    矿产品需求增速放缓

    矿产品消费与一国的经济发展阶段密切相关。

    “全球矿产品消费2011年达到顶点,2012年开始往下掉,到2016年初进入低谷,中国需求对全球矿产品的变化影响非常大。”中国地质科学院矿产资源研究所“一带一路”中心副主任陈其慎在2016中国国际矿业大会上表示。

    2013年全球经济增速下降,矿产品价格波动以及矿业的快速增长造成成本上升,全球矿业进入发展“寒冬期”。

    全球矿业经过10年黄金周期的快速增长,把整个矿产品价格和需求推到了顶峰。在这个过程中,中国需求对全球矿产品消费发挥了拉动功能。陈其慎称,中国推动城镇化建设,带动对原材料的大量需求,也带动了国际矿业走向高峰。

    中国经济现在面临5年~10年转型期或去产能期,很难再现过去10年对矿产品的强劲需求。在此情况下,中国经济对未来矿产品市场拉动不会像上一个周期那么强劲,矿产品市场发展和繁荣将依赖于中国以外的其他国家。

    不过,现阶段还没有办法找到哪个国家取代中国对矿产品市场的拉动。在这种情况下,全球矿业的复苏将是一个漫长的过程,尽管全球矿业最低点已经过去,但是“寒冬”可能要维持比较长时间。

    今年以来,我国煤炭、铁矿石、油气、有色、非金属等矿产资源行业在政策去产能、市场去产能、企业联合冻结产能等因素推动下,大力推进供给侧改革,已显示出积极成效。

    煤炭市场供需失衡局面有所改善,市场环境发生了积极变化,全国煤炭产量降幅超过消费降幅,且价格回升,但是行业资金紧张、经营困难等问题依然突出。

    铁矿石价格脱离了2013年以来单边下跌行情,出现了触底反弹、合理回归、理性上涨局面。但是,全球供大于求的格局没有明显变化,国内矿山生存发展面临更大的困难。

    有色金属工业总体保持稳定运行势头,但是矿山产量持续回落,矿山固定资产投资持续下滑,且不同金属品种之间分化运行特征突出。

    非金属矿产在去产能、调结构的推进下,主要矿产品产量、销量、价格等指标基本保持稳定或有所回升态势,行业运行质量趋于改善,但是部分矿种,例如萤石、石墨等,产能过剩迹象依然比较突出。

    全球油气供需格局多极化日益明显,供需差距减小,并且在结构上出现了“弃油求气”的征兆。

    从总体上看,中国矿产资源市场供需基本面有了一定程度的调整。陈其慎表示,中国工业化进程已基本结束,进入后工业时代,矿产品需求收窄是必然的事。

    中国经济发展速度跟世界上所有发达国家发展历程都一样,都会放缓,虽然经济还会不断增长,但是增长速度会放慢,全球经济周期性变化是不可逆转的大趋势,矿产资源消费也不例外。

    以钢、铜、铅、锌消费为例,1950年以来,全球消费趋势明显可划分为三个周期:第一个周期(1950年~1974年),消费量快速增长,年均增长率分别为钢5.8%、铜4.8%、铅4.9%和锌4.5%;第二个周期(1974年~1994年),消费滞胀期,年均增长率仅分别为钢0.19%、铜1.8%、铅0.2%和锌0.9%;第三个周期(1994年~2014年),消费增长又一次加速,年均增长率分别为钢3.9%、铜3.4%、铅3.5%和锌3.4%。

    从1995年到2012年,铁矿石、铝、煤炭、石油等资源性产品,都是中国因素在拉动。此间,中国在承接全球化产业转移中实现了经济高速增长,中国人口占世界的1/5,强大的发展动能决定了其对矿产品的旺盛需求,所以中国拉动世界消费是必然的。

    美国、加拿大、日本、韩国等都经历了同样的过程。美国1935年开始的产业递进,从纺织到建筑,到黑色金属,再到有色金属,都经历了对矿产品需求的递增。日本也是这样,由产业演进转化为资源演进,在完成工业化后,铜、镍需求量持续增长,而钢铁需求却逐渐下降,原因在于钢铁用于城市化建筑的使命基本完成,而铜、镍之所以在继续增长,主要是用于将来高速发展的行业。

    “每类资源对应一个产业,这个产业高速发展的时候,就会对这种资源产生大量需求。”陈其慎表示,中国经济增速放缓,对全球矿产品市场的影响是显而易见的。

    不过,在本届中国国际矿业大会上,来自世界各国的矿业届代表依然对中国这个全球最大的矿产品消费市场充满期待。一位来自非洲的矿业届代表表示,“中国正在进行改革,正从以基础设施建设为主的增长模式转换成消费驱动增长模式,虽然前面可能会遇到波折,但这艘超级油轮不会停止探索的行程。”

    矿产品难回价格高点

    来自中国国土资源经济研究院的研究报告显示,2016年上半年,世界经济增长低于预期,传统矿产需求触及阶段性“天花板”,支撑大宗矿产品价格和矿业金融市场向好的基本面虚弱,矿业复苏动力衰竭。

    首先,受美国收紧货币政策、新兴经济体债务负担加重等因素影响,主要机构普遍都在下调今年世界经济增长的预期;其中,世界银行把今年初对全球经济增长的预期从2.9%下调到2.4%,IMF把今年初对全球经济增长的预期从3.4%下调到3.2%。

    其次,美国、欧洲等发达国家单位GDP资源使用强度已经进入低值平台区间,煤炭、粗钢、铜等传统矿产消费与经济发展处于脱钩状态,需求总规模呈现相对稳定状态。中国是本轮矿业“黄金十年”的主要贡献者,传统矿产单位GDP资源使用强度已经或即将进入峰值平台区间,对资源需求拉动的贡献基本到位。

    此外,其他新兴经济体和发展中国家,例如巴西、印度、南非等,正面临艰巨的结构性调整和债务负担加重等因素影响,其经济下行压力继续加大,直接约束传统矿产消费规模扩张。从现在世界和主要国家经济发展状况看,全球煤炭、粗钢、铜等传统矿产需求总规模分别触及38亿~39亿吨油当量、16亿~17亿吨、2200万~2300万吨的“天花板”水平。

    今年上半年,尽管全球大宗矿产品价格和矿业金融市场有所好转,但是支撑大宗矿产品价格持续回暖的基本面仍很虚弱。

    2016年上半年,全球大宗商品市场出现了近几年难见的普涨行情。黄金价格从2016年1月份最低的1062美元/盎司一度上涨至5月初接近1300美元/盎司,涨幅近23%;铁矿石价格从2016年1月份最低的39美元/吨,最高涨到了4月下旬的68美元/吨,涨幅超过70%,但仍处于历史相对较低水平;铜矿价格从2016年1月份最低的4300美元/吨的水平,最高上涨至3月下旬5000美元/吨左右的价格,涨幅约为16%。

    从矿产品市场的基本面来看,目前令人失望的宏观经济数据,并没有根本性改变需求不足的现实,供过于求的局面并未改变。

    分析称,今年上半年大宗原材料商品价格反弹的动力主要来自周期性补库存需求、美元指数高位回落带动资产再配置、前期商品价格暴跌而有内在反弹修复要求等方面的因素驱动。从长期看,经济结构调整将使得矿产品需求增速不可能像过去那么强劲,去产能和供给侧改革也将使得大宗矿产品价格继续承压。

    受经营业绩影响,今年一季度五大国际石油公司上游投资平均下降25.9%,力拓2016年削减投资至50亿美元。伴随投资缩水,主要矿业公司不断宣布减产计划,例如必和必拓宣布削减2016财年铁矿石产量1000万吨,使得本财年预期产量降为2.6亿吨;淡水河谷将2016年铁矿石产量预期削减约10%,至3.4亿~3.5亿吨。智利作为全球最大的矿山铜生产国,1月~5月铜产量约230万吨,同比减少5.3%。

    研究表明,大宗矿产品需求在经历多年高速增长后已经开始集体下滑。实际上,在上世纪70年代,大宗矿产品就已经经历过这样的周期性需求下降。1973年的石油危机打击了全球经济,当时美国和欧洲等发达国家的矿产品需求出现扎堆式集体下滑;特别是美国,危机后的10年,其一次能源、钢铁、铜、铝、铅、锌等大宗矿产消费均呈现停滞增长状态。

    当前,中国基础设施高速建设时代已经基本结束,经济“三驾马车”对资源需求的拉动作用正在减弱,并导致2015年中国大宗矿产消费出现史无前例的集体下滑。其中,2015年中国一次能源消费量约28.7亿吨油当量,比2014年下降了3.4%;钢铁消费量于2013年到达顶峰,2014年和2015年合计下降幅度接近韩国2014年粗钢消费总量(5783万吨),降幅之大远超预期;2015年,精炼铜、精炼铅、精炼锌消费量分别约为1080万吨、380万吨、630万吨,比2014年分别下降4.3%、9.0%、1.2%。

    陈其慎表示,中国的城市化率已经接近60%,对大宗产品需求增长进入尾声,从2013年开始,中国矿产品需求从过去10年快速上升将转到未来平移,再转到下滑。当然,中国不同的产业发展形势,将决定相应的矿产资源需求形势,但价格不可能达到原来高位猛涨的程度。可以预测,未来中国矿业产值将往下走,届时矿业将开始进入夕阳产业。

    不过,从全球形势来看,发展中国家,比如印度和东盟大宗矿产品的需求正在上升,但短期内很难抵消中国的趋势。因此,全球矿产品消费量不可能下降,只有价格下降,没有绝对量的下降。据分析,中国铜、铝消费量基本达到了顶点,而印度和东盟钢、铜、铝的需求在2020年以前不会大规模、大幅度上升,钢需求量也仅在1亿吨的水平,而中国钢消费量达到8亿吨,所以,印度和东盟对矿产品需求根本起不到拉动作用。

    陈其慎认为,矿产品消费总量没有往下跌的过程,只会往上走,只是不同矿产价格波动非常大,从近期全球的需求来看,矿产品供应量基本上持平,但是价格下来了,这就说明一个问题,矿产品价格主要受供需的形势转变影响,而不是由绝对量的多少来决定。

    “本轮全球经济危机可能还将持续3年~5年,中国经济转型不可能3年~5年完成,即使矿业复苏,矿产品价格也难以回到上一个周期高点。”陈其慎表示,因为世界上没有第二个经济体会在这么短的时间内有像中国这样的发展力度和发展速度。

    需求减弱,矿产品市场回暖尚需时日

    罗明非虽然是博士毕业,却甘心投入到最艰苦的基础地质工作一线,对工作尽职尽责,同事们不由地心生敬意。乐观豁达、谦逊友善,让罗明非受到了同事们的欢迎,同事们不是称呼他“罗博士”,而是亲昵地称呼他“萝卜丝”。

    “他虽话语不多,但是你能够强烈地感觉到他那颗纯净而火热的内心。”王宝弟说,“罗明非工作认真负责,而且细心的他非常乐意帮助同事,困难的事总是毫不犹豫地抢着干,总是积极配合工作组的工作,是一个无论理论水平还是野外实践能力都十分出众的优秀人才,是青年地质工作者的榜样。”

    “罗明非有着上一代地质工作者的优秀品质,特别能吃苦、特别能奉献、特别能战斗,敢于牺牲自我,对工作充满激情,值得领导信任和同事爱戴。”这是领导对罗明非的满是赞誉的评价,而这样的赞誉和肯定也恰恰是青藏精神最核心的内涵。

     

    2015年,罗明非在理塘

     

    2016年7月20日,中国地质调查局成都地质调查中心在西藏野外工作的项目组遭遇车祸,两位博士因公殉职,其中一人就是时年34岁的罗明非。

    7月20日,已经在藏北高海拔地区措勤县连续紧张工作两个月的罗明非,像往常一样早早起床草草地吃完早餐,便和同事孟繁一、实习生周放一起匆匆赶往当天的工作地进行区域地质调查工作,却在陡峭的盘山公路上与下行的卡车发生交通事故,为青藏高原的地质工作献出了宝贵的生命,留下了年迈的父母和刚新婚几个月的妻子。

    有梦想孜孜以求

    翻看照片,罗明非身材瘦高,常年的野外生活使他看起来比同龄人多了几分沧桑。罗明非的同事们说:“罗明非是一个和善的人,话不多,总是一副笑呵呵的样子。”

    从在成都理工大学读硕士研究生开始,任飞就与罗明非相识。任飞是师弟,罗明非是师兄。

    更多的时候,任飞称呼师兄“小罗”,“读研究生的那段时间,我们分在一间办公室。他总是第一个来,最后一个走,利用一切可利用的时间抓紧学习。”

    据罗明非的同事介绍,每一次参加学术研讨,罗明非都会提前将报告资料打印出来,以便在交流讨论的过程中随时批注。“师兄,他们总让我向你学习,可是向你学习什么呢?”虽然任飞总是这样和罗明非开玩笑,但他心里十分清楚,师兄严谨治学的态度和行为是最难能可贵的。家人和朋友常常劝罗明非工作要慢慢来,而他总是笑着回答说:“没办法,自然科学新理念、新发现太多,地学理论更新也很快,如果不及时学习补充,工作中就难有收获和成长。”

    事实上,熟悉罗明非的人都知道,他出生于四川省攀枝花市的一个贫困家庭,贫苦的成长环境磨砺了他独立坚强的性格和刻苦学习钻研的毅力,他从小就对科学有着浓厚的兴趣和追求。

    罗明非曾以优异的成绩考入成都理工大学地质学专业。大学期间,罗明非各门课程的成绩都十分优异。毕业后,他顺利考入本校研究生院矿物学、岩石学、矿床学专业继续深造。谦逊的性格和执着的研究精神深得学校老师的喜爱和同学们的钦佩,罗明非于2010年获得理学硕士学位。

    虽然巨大的经济压力让原本有希望继续攻读博士学位的罗明非选择了暂时的妥协,参加工作改善家庭条件,但他从未放弃对地质科学的诚挚热爱和追求。

    工作两年后,罗明非毅然辞去工作,专心备考以完成攻读博士学位的梦想来实现自己更大的抱负。近10年的专业学习,不仅培养了罗明非良好的学习和工作能力,更塑造了他沉稳谦逊、艰苦朴素的地质奉献精神。

    33岁那年,他顺利获得中国地质大学(北京)矿物学、岩石学、矿床学专业博士学位,进入中国地质调查局成都地质调查中心工作。

     

    罗明非在野外进行勘查

     

    求创新笃定坚守

    长期以来,罗明非都是老师和同学眼中的佼佼者。沉稳的性格,优秀的成绩,使罗明非备受导师莫宣学院士的看重。

    在学校攻读硕士和博士学位期间,罗明非长期在藏北、东昆仑、西秦岭等艰苦地区从事基础科研工作,先后参与了“青海省都兰县五龙沟金矿大比例尺成矿预测”项目(2007年~2011年)、“中国大地构造与沉积盆地分布”前瞻性项目(2009年~2012年)、“西藏自治区矿产资源潜力评价”项目 (2010年~2011年)、“青藏高原重要构造-岩浆事件与深部作用过程研究”项目(2012年~2013年)、“国家自然科学青年基金”项目 (2015年~2016年),并独立或协助完成了“全国1∶500万震旦纪-二叠纪大地构造及沉积盆地”、“1∶25万拉萨市幅、安多县幅、定结县幅建造构造图”、“东昆仑早古生代-中生代岩浆岩分布图”、“西秦岭多福屯和甘加地区晚中生代陆内火山岩Mg-Os-Pb-Sr-Nd同位素地球化学及岩石成因研究”等一系列图件和报告的编制,这些使他对我国主要的大地构造单元划分及其演化有了系统的了解,并提出了许多有科学价值的观点和建议。

    罗明非还依托项目资助,参与了对青藏高原北缘的柴北缘构造带-南祁连造山带的早古生代演化的初步讨论。

    在此期间,他还在《Lithos》、《Journal of Asian Earth sciences》、《岩石学报》、《地学前缘》、《地质评论》等国内外核心期刊发表文章10多篇,多次在全国岩石学与地球动力学研讨会、中国地球科学联合学术年会等地质科学会议作学术报告。

    罗明非的同事都认为,罗明非的能力很强。在读研究生期间,他参与了“青海省都兰县五龙沟金矿”项目。事实上,整个项目从实施到最终的项目报告归档都是罗明非在统筹负责。期间,他的统筹协调能力得到了充分锻炼。

    对于未来,罗明非心中早已有了自己的构想。

    他曾在一份工作计划与设想中这样写到:多年来理论知识的学习和野外工作的锻炼,使我逐渐深入了解了青藏高原北缘基础地质的研究。博士研究生学习阶段,我很荣幸地在导师莫宣学院士的指导下,对高原北部的东昆仑造山带进行了详细的地质考察和深入的科学研究,这些研究有助于揭示东昆仑造山带许多关键的构造问题,并对更大范围的区域构造格架演化提供重要信息。作为青藏高原的重要组成部分,由于一些客观因素的制约,青藏高原北缘研究程度相对较低,许多基础研究仍然是空白。随着自然条件的改善,技术方法的更新,相信该地区将逐渐成为未来地质研究工作的新的重点和热点,这也是促使我进一步深入研究该地区的原因。我希望自己可以借助成都地质调查中心这一平台,继续从事青藏高原地区相关方向的工作和研究。

    然而,意外夺走了他年轻的生命,也让他原本计划的很多工作设想和探索都未来得及一一实践和实现。

    为事业青春无悔

    罗明非长期在青藏高原从事地质研究工作,每年总有几个月在青藏高原苦寒地区开展艰难的野外地质调查工作。

    踏实,沉稳,这是罗明非留给同事关俊雷的印象。“工作交给他让人放心。”

    对于工作,他从不推辞。

    “我来。”这是任飞听到师兄罗明非说的最多的一句话。“这基本上是师兄的口头禅。他永远会在最困难、最紧急的时候悄无声息地走上前说‘我来’。”

    一次,一个项目因为制图不达标未能通过评审,而再次申请评审的时间很短,所有的制图要全部返工。“我来。”罗明非又一次站出来承担下了这一艰巨的工作。为此,他连续加班两天两夜。

    罗明非进入中国地质调查局成都地质调查中心后,主动提出想在青藏高原那片他工作多年的土地上继续奋斗,并最终选择了青藏高原地质研究室。

    工作后,他承担的第一个项目便是在四川省甘孜州理塘县进行区域地质调查工作。

    地质人都知道,区调苦、工作累,而在甘孜州理塘,海拔高、切割强、氧气缺的自然环境和生活条件更是对工作极大的挑战。更令人痛苦的是,绝大部分的工作地区车辆无法通行,只能用双脚攀爬一座座的高山。即使交通条件稍微好点的地方,遇上不好的天气,云雾缭绕,车在蜿蜒的山路上盘旋而上,车里的人通常紧张得连呼吸都变得小心翼翼,静到只能听见藏族司机轻声诵经的声音。

    即使面对这样艰苦的条件,项目一开始实施,罗明非依然主动请缨,带了一个工作组去了最艰苦的山区。

    项目驻扎地是藏族老乡堆积杂物的木房,手机信号没有覆盖,每天与牛粪羊粪蝇虫为伴,蔬菜和粮食一周才能简单地补给供应一次。出野外期间,生活和饮食不规律、食物不新鲜导致肠胃出现问题是常有的事。但罗明非从来没有抱怨过,认真地完成每天的工作,一天十多千米山路早已是家常便饭,饿了啃几口馒头,渴了喝几口凉水。

    环境越艰苦,他就越想快点完成工作。

    罗明非带领工作组用了近一个月的时间突击完成了最困难地区的填图工作。“雪线以下的填图都是他跑完的。”在荒无人烟的原始山区里,罗明靠坚强的意志熬了下来。

    其实,在项目组中,罗明非的任务量不仅仅是单一的业务内容,他不仅要承担工作布置协调,还要照顾工作组的生活起居。

    工作驻地是藏族同胞居住区,每天项目组的很多事情都需要罗明非进行联系与沟通。细心的交流和诚恳开朗的性格,使罗明非与当地老乡沟通得非常顺畅,保证了地质调查工作的顺利进行。

    在野外,不洗澡是常有的事。同事们看罗明非已经在山区连续工作20多天,都觉得他太辛苦,劝他“去县城休息一下,洗洗澡吃顿饱饭”。他总是笑着说:“下次吧!让项目组实习的学生去,他们野外工作时间还短,经验还少,更需要休息调整一下。”

    2016年初,为了配合单位新一轮的工作部署,罗明非参加了“冈底斯-喜马拉雅铜矿资源基地调查”项目,再一次踏上藏北高原开展地质调查工作。

    藏北地区环境恶劣,而措勤县又是藏北几个县城中尤为偏僻的县城,山势陡峻,高山常年被积雪覆盖,罗明非要在海拔5600米以上的高寒缺氧山区完成区域地质调查填图任务。艰难险阻面前,他总是冲锋在前。在人类难以生存的“地球第三极”冲锋在前,就意味着不仅要有良好的身体素质和体力,还要有坚毅顽强的性格和对工作的热爱及不懈追求。

    白天,罗明非跑在最艰险的地质路线上,一边忙着观察地质现象、做好记录,一边指导年轻的实习学生,努力提高他们的野外实践水平。罗明非还经常主动照顾体能较弱的同事,帮助他们背包、背样品。汽车陷车时,他也总是积极协助司机用工兵铲刨坑埋石头垫路。

    晚上,从野外归来,罗明非还要汇总当天大家的填图资料,检查野外记录,安排第二天要跑的地质路线,并逐一交代队员们一定要注意的问题。第二天早上,罗明非又是第一个起床学习的人,翻阅专业书和英文文献。大家起床后,他又忙着用牛粪给大家烧热水。

    罗明非虽然是博士毕业,却甘心投入到最艰苦的基础地质工作一线,对工作尽职尽责,同事们不由地心生敬意。乐观豁达、谦逊友善,让罗明非受到了同事们的欢迎,同事们不是称呼他“罗博士”,而是亲昵地称呼他“萝卜丝”。

    “他虽话语不多,但是你能够强烈地感觉到他那颗纯净而火热的内心。”王宝弟说,“罗明非工作认真负责,而且细心的他非常乐意帮助同事,困难的事总是毫不犹豫地抢着干,总是积极配合工作组的工作,是一个无论理论水平还是野外实践能力都十分出众的优秀人才,是青年地质工作者的榜样。”

    “罗明非有着上一代地质工作者的优秀品质,特别能吃苦、特别能奉献、特别能战斗,敢于牺牲自我,对工作充满激情,值得领导信任和同事爱戴。”这是领导对罗明非的满是赞誉的评价,而这样的赞誉和肯定也恰恰是青藏精神最核心的内涵。

    工作中,他是一个严谨认真的青年模范;生活中,他是父母眼中淳朴善良的孩子,是妻子眼中体贴细心的丈夫。

    罗明非从小独立坚强,对父母却感恩孝顺。在野外工作时,一空下来,他就会给远在家乡的父母打电话,了解他们的生活情况,表达自己的思念之情。有时候,他也会和人聊起自己的父母,他总是觉得不能陪在父母身边,愧对父母。

    常年在野外工作,罗明非和新婚的妻子聚少离多。他觉得自己亏欠妻子太多。但是,罗明非始终坚持一个原则,即使野外生活条件再苦,他也不愿和妻子透露一句,不愿让妻子为自己担惊受怕。每次聊天,他都给妻子讲在野外最开心、最快乐的事。

    悲剧突降,空余遗憾。

    回顾罗明非的过往,他在求学问道的道路上孜孜不倦,在投身地质调查的征程中挥洒青春,将自己短暂的一生献给了他所热爱的地质事业。

    英雄永生。

    忠魂在雪域高原永生

    近日,由中国地质科学院岩溶地质研究所承担的子项目《乌蒙山重点地区水文地质环境地质调查》,在四川省泸州市古蔺县双沙镇庆丰村实施完成的钻井成功出水。

    钻井日涌水量超过100立方米,直接为庆丰村七组696人提供饮用水源,为下侧位置相对较低的双沙镇10000余人的用水提供保障。当地著名的马嘶苗族乡茶园新村,马嘶种茶历史悠久,茶文化源远流长,但因为水源问题给当地茶园种植扩展带来困难,钻井成功出水可扩展当地茶叶种植面积,推动经济发展。钻井的成功出水,验证并揭露了附近岩性接触带控制的富水区块,为下一步地下水勘探和解决干旱缺水问题提供技术支撑。

    乌蒙山重点地区水文地质环境地质调查由中国地质调查局下达,所属工程为生态脆弱区和特困区水文地质环境地质调查。2013年以来,乌蒙山区水文地质调查项目已实施完成近一百口探采结合井,直接解决了超过15万人用水水源问题,解决了当地许多村镇百年以上历史干旱,避免了许多村落的搬迁,给当地群众带去了党的关怀,得到了当地政府和群众的肯定。

    乌蒙山重点地区水文地质环境地质调查钻井成功出水

    2021年10月22日,中国地质调查局全球矿产资源战略研究中心发布了《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告(2021)》。这是我国研究机构首次基于自主建立的全球矿产储量数据体系形成的专业报告,也是我国研究机构为国际矿业企业投资经营、全球资源供需对接、“一带一路”矿业合作与繁荣发展提供的重要基础信息产品与服务。

    评估报告系统采集了全球3168个矿山项目“第一手”数据,全面客观地反映了全球锂、钴、镍、锡、钾盐5种矿产资源储量和分布特征。数据显示,截至2020年,全球锂矿(碳酸锂)储量1.28亿吨,资源量3.49亿吨,主要分布在智利、澳大利亚、阿根廷、玻利维亚等国。钴矿储量668万吨,资源量2344万吨,刚果(金)、印度尼西亚、澳大利亚等国最为富集。镍矿储量9063万吨,资源量2.6亿吨,印度尼西亚位居全球储量第一,澳大利亚、俄罗斯等国资源丰富。锡矿储量327万吨,资源量807万吨,中国、俄罗斯、东南亚等国家和地区是锡矿主要产地。全球钾盐(氯化钾)储量129亿吨,资源量430亿吨,俄罗斯、加拿大、白俄罗斯、土库曼斯坦四国储量占全球80%,俄罗斯超越加拿大成为钾盐第一储量大国。从消费端来看,2020年全球锂(碳酸锂)消费量约40万吨、钴约17万吨、镍约240万吨、锡约38万吨、钾盐(氯化钾)约5400万吨。相对于现有储量,全球锂、镍、钾盐资源保障程度较高,钴、锡保障程度相对较低。

    下一步,自然资源部中国地质调查局将加快建立健全全球矿产资源储量数据体系与评价机制,计划用5年时间完成全球40种重要矿产资源储量动态评估,并及时发布服务,积极为推进全球矿业合作、构建全球矿业命运共同体贡献中国智慧和中国力量。

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    中国首次发布全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量...

    藏南超钾质岩是理解造山带地幔性质及演化的窗口,一直是青藏高原研究的重要热点。藏南超钾质岩具有极为富集的地球化学特征,但其富集的原因存在争议。多数学者认为其富集特征继承自富集地幔源区,而一部分则认为壳源富集组分的加入是超钾质岩富集特征形成的重要原因。导致上述争议的主要原因是,以往的研究多基于全岩地球化学数据开展,而全岩通常代表岩石中不同矿物机械混合的产物,具体富集过程难以捉摸清楚。相比之下,岩浆中一些结晶温压范围较大的矿物,例如单斜辉石,往往在其结晶过程中记录着岩浆组分的细微变化,为恢复超钾质岩浆起源与演化提供了难得的机遇。为此,中国地质调查局地质研究所杨志明研究组在精细厘定藏南超钾质岩中单斜辉石斑晶结晶历史的基础之上,结合矿物原位微区分析结果,试图恢复其超钾质岩浆的地壳演化过程,揭示富集原因和源区交代特征。

    图1. 单斜辉石斑晶组分图解

    结果显示,藏南超钾质岩经历了结晶分异、岩浆混合和同化混染一系列复杂的地壳过程。结晶分异导致正常结晶的单斜辉石斑晶(type-I)具有与其地幔源区相同的组分特征,其Mg#和Ni含量从核部(Core)到边部(Rim)逐渐降低,而不相容元素(REE,Sr,Zr等)含量逐渐升高。一些单斜辉石斑晶(type-II,-III)的不平衡结构(例如反环带、熔蚀结构)指示岩浆混合,而混合导致的type-II,-III中高Mg#、Ni环带相比正常环带(87Sr/86Sr:0.70929-0.72553)具有相对较低的不相容元素含量和87Sr/86Sr比值(0.70659-0.71977;图1A、B中type-II的Rim和type-III的Core)。同化混染作用的主要证据是地壳捕虏体的广泛产出,考虑到这些捕虏体相比寄主超钾质岩(0.708-0.710)具有低得多的全岩87Sr/86Sr比值(0.711-0.722),地壳组分的加入会引起相对亏损而非富集。显然,以上结晶分异、岩浆混合和同化混染作用都不能导致超钾质岩的富集特征。同化混染和岩浆混合作用引起超钾质岩浆的亏损同样体现在type-I斑晶由核部向边部逐渐降低的87Sr/86Sr比值上(图1A、B),这也与基于EC-E′RAχFC模型的模拟结果一致。因此,推断藏南超钾质岩的富集特征继承自源区。此外,单斜辉石斑晶的低Ti/Eu比值(<1500)和高(La/Yb)N数值(>8)指示超钾质岩源区遭受过碳酸盐交代为主的交代作用(图1D)。

    上述藏南超钾质岩的富集特征形成机制的厘定,为理解青藏高原新生代岩石圈演化及高钾埃达克质岩石的形成提供了重要约束。本研究得到国家自然科学基金委项目(项目号91955207, 41825005)资助,研究成果近期在线发表在著名岩石学期刊《Journal of Petrology》上(Li, W. K., Yang, Z. M., Chiaradia, M., Zhou, L. M., and Hou, Z. Q., 2021. Enrichment nature of ultrapotassic rocks in southern Tibet inherited from their mantle source, Journal of Petrology, doi:10.1093/petrology/egab060),博士生李炜恺为第一作者,杨志明研究员为通讯作者。

    原文链接:https://doi.org/10.1093/petrology/egab060

     
     
    藏南超钾质岩研究新进展——富集特征继承自地幔源区