“海洋六号”科考船使用最新研制的6米深海岩芯取样钻机在西太平洋海底成功实现5.86米富钴结壳岩芯取样。

“海洋六号”在南极开展多道地震勘探。

近日，中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”科考船在西太平洋实现了海洋地质调查多项突破：“海马”号在西太平洋富钴结壳矿区首次搭载ROV钻机作业，首次开展富钴结壳厚度在线声学原位探测，首次在富钴结壳矿区开展6米深海钻机应用……

从多金属结核到富钴结壳，从热液硫化物到深海稀土资源，从南海到南极……几年来，广州海洋地质调查局“海洋六号”科考船和远洋调查研究团队秉持“科学、责任、和谐、进取”的科考精神，克服了常人难以想象的重重困难，不断开拓新领域，探寻深海大洋海底矿产资源，先后执行了10个航次的科学考察，总航程20万公里，历时近1000天，近600人次参加，谱写出中国远洋科学考察和深海资源调查的宏伟篇章。

海底探宝，拓展我国资源战略空间

深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏，目前已发现了多金属结核、富钴结壳、热液硫化物和深海稀土等矿产资源，成为世界各国竞相研究开发的对象。

为了维护中国稀土资源大国地位和国际海底权益，2012年，中国地质调查局启动深海稀土资源前期研究。2013年，广州海洋地质调查局“海洋六号”船与远洋调查与研究团队率先在中太平洋开展了深海稀土资源调查，证实了深海沉积物中存在一种有别于陆地的“大洋型稀土”矿床类型。经过2014年～2016年的调查，在中、西太平洋分别圈定两个深海稀土资源远景区，潜在稀土资源量可观，并初步掌握了深海稀土资源分布特征，系统总结了一套行之有效的勘探技术方法。深海稀土资源的调查研究和深海稀土资源成矿远景区的圈定，为今后维护我国在国际海底区域海洋权益奠定了坚实基础。该成果也被评为2013年度中国地质调查十大进展之一。

多金属结核富含钴、镍、铜、锰等重要的战略金属资源，自上世纪70年代末以来，我国主要在东太平洋开展了20多年的调查与研究，中国大洋协会于2001年成功获得了中国第一块多金属结核勘探合同区，之后经过十几年的调查与研究，查明了我国多金属结核勘探合同区的资源状况，确定了可能的试开采矿区，估算了合同区不同类型的资源量。

2012年，“海洋六号”船执行中国大洋27航次科考任务时，在西太平洋海盆发现了大量高覆盖率、高丰度多金属结核，这些结核几乎均为非常完美的球状，且粒径较大，位于海底沉积物与海水界面较浅的位置；而之前发现的东太平洋多金属结核勘探合同区的多金属结核普遍为不规则的椭球状、碎屑状、菜花状、连生体等，大小不一，埋藏相对较深。海上现场对这些多金属结核进行化学元素分析，发现其钴元素高达0.5%，是东太平洋多金属结核钴元素的2～3倍，因此被称为富钴型多金属结核。

2013～2016年，“海洋六号”船继续开展结核调查，并成功将多波束回波探测技术应用于结核勘探中，快速圈定了10多万平方公里多金属结核成矿远景区，初步估算了资源量，拓展了我国多金属结核战略资源空间。

不仅如此，广州海洋地质调查局的海洋地质工作还很好地服务于我国的外交，为我国在大洋申请矿区奠定了重要基础。2011年，我国在西南印度洋成功获得第一块多金属硫化物勘探合同区；2014年在西太平洋成功获得第一块富钴结壳勘探合同区；2015年在东太平洋成功获得第二块多金属结核勘探合同区……截至目前，中国已经成为世界上同时拥有多金属结核、多金属硫化物和富钴结壳资源勘探合同区的国家之一。

科技创新，构建一体化远洋勘探体系

当今世界，海洋科考技术装备日新月异。广州海洋地质调查局远洋调查团队以科技创新为核心，不断探索新技术、新方法的应用，全面提升我国大洋资源及环境调查的能力和水平。

“海洋六号”船是我国自主设计建造的一艘具有国内一流、国际先进水平的综合科学考察船，配置了先进的多道地震采集系统、深海水下遥控探测系统、全海深多波束测深系统、海底原位探测系统、水文调查系统等，安装了高精度的综合导航、水下定位和动力定位等多套系统和辅助设备，同时可为各种移动式调查设备提供测量和实验平台，能满足多学科、多手段综合调查要求。2009年10月入列后，广州海洋地质调查局迅速将“海洋六号”投入远洋调查之中，从2011年开始，已连续6年每年承担长达约200天的远洋调查任务。

2014年，我国自主研发的 “海马”号无人遥控潜水器在“海洋六号”船通过海试验收。2015年，广州海洋地质调查局远洋调查团队将其应用于海山区富钴结壳资源调查，完成了对海底结壳和生物样品的抓取，获取大量的海底高清视频数据，填补了我国海山区资源环境调查手段的一项空白，提升了我国在这一领域的技术水平。

此外，远洋调查团队还及时应用无人无缆遥控潜水器（AUV）、近海底声学深拖等一批高新尖海洋探测装备，获得了一大批高精度、高质量的野外调查资料，全面提升了我国远洋调查的能力和水平。他们紧跟国际技术发展趋势，不断革新技术方法应用，扩展“海洋六号”船配备的EM122多波束系统的用途，将多波束回波探测技术试验性应用于大洋航次调查中，大幅提高资源勘探效率，加速了我国矿区申请和区块优选进度。

在茫茫太平洋开展科学调查，需要团队合作，船舶机械调查设备繁多、天气海况复杂，随时可能出现各种突发状况，困难极大、风险非常高。为合理组织安排生产，保障海上作业安全顺利，远洋调查团队多年来坚持规范管理，不断总结经验，对作业方法分门别类，制定作业流程，不断改进完善，逐步形成了一套依托于“海洋六号”船的远洋调查作业规程。

重力柱状取样是远洋调查重要手段，其操作流程复杂，危险性高，起初需要十几人联合作业近一天才能完成一个站位，经过多年摸索改进，如今六七个人四五个小时就可以完成，安全性和工作效率都大为提高。

“潜龙一号” 无人无缆遥控潜水器AUV是我国自主研发的高新设备，长约3米，重达数吨，系统复杂庞大，其收放流程和应急措施是考验作业母船和团队综合作业能力的两大难题。2013年～2014年，“海洋六号”作为作业母船第一次实施“潜龙一号”调查。AUV作业零经验的远洋调查团队科学组织、合理施工，成功实现了4级及以下海况潜器全天候安全布放与回收，成功率达到100%，为远洋调查大型设备收放作业提供了宝贵经验。

通过对多种调查手段的综合运用，以及多学科专业技术力量的广泛融合，针对多金属结核、富钴结壳和深海稀土等大洋矿产资源调查，广州海洋地质调查局已形成了点、线、面相结合，以“海洋六号”船为依托，多学科、多方法、多手段立体化大洋矿产资源勘查技术方法体系。

海底命名，维护中国海洋权益

大海广阔无垠，但海水覆盖之下的海床并非同样平坦宽阔。海底地貌多姿多彩，既有地形平缓的平原，也有连绵起伏的海岭；既有高耸的海山，也有深邃的海沟。如同陆地的自然地理实体必须赋予名称一样，海底地理实体也应该赋予名称，也就是“海底命名”。

对已确认的海底地理实体进行正式命名已成为国际惯例，这不但有利于海图的编制和海洋科学勘测、开发管理，而且体现着国家对命名海域的管辖权力或科学研究成果。根根据国际海底地名分委会制定的标准，如果一个海底地理实体完全或超过50％的面积位于国家的领海以外，则可向国际海底地理实体命名分委会（SCUFN）申报其命名提案，通过后编入到海底地名辞典中。

中国在上世纪80年代开展大洋矿产资源调查，最初10年“海洋四号”等调查船利用单波束测深设备发现了一些地理实体，也作了暂时命名，如“海洋四号断裂带”“北部海山链”“东部海山区”等。但这些暂时命名缺乏统一规划，经常有一地多名或一名多地的现象。2007年开始，我国开展多金属硫化物资源调查，“大洋一号”和“李四光”号调查船在南太平洋、印度洋、大西洋等海域发现大批地理实体，但也没有正式命名。尴尬的是，中国富钴结壳合同区所在的两个海山早在1997年就由“海洋四号”进行了详细地形测量，我们采用代号方式暂时命名，没有正式命名，数年后被其他国家登记了新地名。

2011年，中国大洋协会成立海底地理实体命名工作组，全面规划和命名大洋矿产资源调查区新发现的地理实体。广州海洋地质调查局地理命名团队在朱本铎教授的带领下，制定了详细的命名规划和命名规定，专门选择了能够体现中国传统文化的一批名字，积极投身大洋协会地理实体命名工作组的工作。命名工作也卓有成效，工作伊始当年就成功申报7个海底地名，鸟巢海丘、彤弓海山群、白驹平顶海山、徐福平顶海山、瀛洲海山、蓬莱海山、方丈平顶海山…… 一批富有诗意的名字，彰显着中国文化的魅力。此后，每年都有一批海底地名提案在国际海底地理实体命名分委会通过。至2016年，工作组命名163个新发现的海底地理实体，地名获国务院批准公布使用，其中63个海底地名获国际海底地理实体命名分委会核准。

海底地理实体的命名工作创新性地提出我国海底地理实体的分级分类体系和命名方案，制定了国际海域海底命名的技术体系，为海底命名奠定了基础；首次提出海底命名地图的编制方法和地理实体的识别技术，并成功应用在向国际海底地理实体命名分委会提交的地名提案上，得到国际同行的认可，使我国的海底命名研究迅速提升到世界领先水平。

勇闯南极，探索极地科考新模式

2016年12月28日～2017年2月10日，“海洋六号”船与“雪龙号”极地科考船共同执行了中国南极第33次科学考察，全体科考队员一起迎风雪、战严寒，克服了南极海域陌生复杂、作业窗口极为有限、气候寒冷、海况急剧变化等极地冰海环境带来的严峻挑战，在精准预报的基础上，经过40多天的艰苦奋战，超额完成航次设计全部海洋调查及登陆考察任务。

这是我国自1990～1991年首次开展南极南大洋综合地质地球物理调查后，时隔26年开展的第二次南极海域综合地质地球物理综合科学考察。此次南极科学考察，创下了我国南极海域地质地球物理实测的几个首次：首次对南极海域进行了大面积、高精度、高分辨率的地球物理调查，为研究南极地质演化与全球气候变化关系奠定了基础；首次开展了大范围、立体式的多波束海底地形探测，获取了南极海底近2万平方千米三维地形地貌高精度资料，可为我国后续科学考察和船舶航行提供水深数据；首次应用我国自主研发的地热探针，采获到南极海底地热流实测数据，填补了我国在高纬度寒冷海域相关探测空白。

习近平总书记在全国科技创新大会上指出：深海蕴藏着宝藏，但要得到这些宝藏，就必须在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术。2016年的国土资源系统科技创新大会也提出了“三深一土”的科技创新战略。向深海全面进军的号角已经吹响，广州海洋局远洋调查团队将在拓展我国在国际海底区域的资源战略空间、全力支撑国家海洋资源保障、维护国家深海权益、建设海洋强国的道路上继续前行！

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。

近期，中国地质科学院地质研究所在重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程方面取得新认识，研究通过专题地质填图，查明了中亚造山带研究中争议较大的西拉木伦河蛇绿混杂岩的物质组成和构造变形特征；通过系统年代学、岩石学和地球化学研究，确定了蛇绿岩的成因类型及其代表洋盆的构造属性，获得了反映碰撞造山作用的关键变质证据，为重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程提供了关键科学依据。相关研究成果发表在国际地学期刊《GSA Bulletin》和J《ournal of Asian Earth Sciences》上。

我国内蒙古东南部位于中亚造山带东段南部，发育多条古生代蛇绿混杂岩带，被认为是西伯利亚和华北古板块之间古亚洲洋最终闭合的地区。由于对各条蛇绿岩带的成因类型和形成时代的认识分歧，导致地质界对该区晚古生代海洋盆地的构造属性和洋陆的演变过程，至今仍存在较大的认识分歧，这也是回答东亚大陆北部聚合过程的关键。西拉木伦河蛇绿混杂岩带位于中亚造山带东南部，其中蛇绿岩属于何种成因类型和所代表洋盆具有何种构造属性（是古亚洲洋演化晚期的残余洋盆、裂谷型小洋盆还是弧后盆地），是制约该区晚古生代构造演化的重大地质构造问题之一。

针对这一问题，中国地质科学院地质研究所刘建峰研究员、李锦轶研究员及合作者在对西拉木伦河北侧杏树洼和半拉山蛇绿混杂岩开展1:5万专题地质填图基础上，对蛇绿混杂岩开展了系统的岩石学、年代学和地球化学研究，取得了以下主要进展：

一是揭示西拉木伦河蛇绿岩代表一个类似现今太平洋的广阔洋盆，而不是裂谷或红海型小洋盆。在以往工作中，前人曾将杏树洼混杂岩中灰黑色板岩、变质粉砂岩及灰岩划分为正常的沉积地层单元，命名为上志留统杏树洼组（S3x）或西别河组（S3x），将其中的镁铁质和超镁铁质岩石划分为晚期侵入体。本研究表明，该地质单元为一套遭受了强烈的剪切变形的以硅泥质和凝灰质粉砂岩为基质，包含大小不等蛇纹岩、（枕状）玄武岩、辉长岩、硅质岩以及灰岩等外来岩块的构造混杂岩；在哈什吐井子村北山坡上可见代表洋岛/海山残片的枕状玄武岩、硅质岩和灰岩互层的复合岩块（图1）。对混杂岩中不同产状镁铁质岩块地球化学分析表明，其中既包含正常洋中脊（N-MORB）、富集洋中脊（E-MORB）、洋岛玄武岩（OIB），也包含岛弧以及陆缘弧等多种成因的蛇绿岩残片；对硅质岩岩块的分析也揭示其中存在深海和半深海环境的硅质岩。蛇绿岩和硅质岩成分的多样性表明，它们代表一个类似现今太平洋的广阔的海洋盆地，而不是裂谷或红海型小洋盆（图2A）。

 图1. 杏树洼蛇绿混杂岩中洋岛/海山岩块剖面及典型照片

二是证实西拉木伦河蛇绿岩带是西伯利亚和中朝古板块之间古亚洲洋最终闭合的位置。西伯利亚古板块南缘和中朝古板块北缘早-中二叠世及之前的地层中碎屑锆石的年龄组成具有明显的差异（图2A）。对混杂岩基质开展碎屑锆石U-Pb定年结果获得2484Ma、1862Ma、456Ma以及280Ma年龄峰值（图2B）。通过对比表明，华北古板块北缘是混杂岩基质的主要源区，其中少量中、新元古代锆石的存在暗示西伯利亚古板块南缘也提供了物源。基质中存在两侧陆缘物质的贡献指示西拉木伦河蛇绿岩带代表两大古板块的最终缝合带，这也与晚古生代末期安加拉和华夏植物群地理分区反映的板块边界位置是一致的。中亚造山带东南部五道石门-二八地、达青牧场-迪彦庙以及贺根山等蛇绿岩混杂岩中碎屑锆石组成显示西伯利亚古板块南缘的亲缘性，它们代表西伯利亚古板块南缘增生过程古俯冲带或弧后盆地的位置。

 图2. 中亚造山带东南部索伦-西拉木伦河缝合带形成过程示意图

三是提出古亚洲洋闭合之后西伯利亚和中朝古板块之间发生强烈的碰撞造山作用。在前人划分的“双井片岩”中解体出半拉山蛇绿混杂岩。不同于杏树洼蛇绿混杂岩，半拉山蛇绿混杂岩遭受了强烈的变质变形作用，基质为长英质片麻岩，岩块包括蛇纹岩、斜长角闪岩、角闪石岩（堆晶辉长岩）以及石榴斜长角闪岩。锆石U-Pb定年结果表明，石榴斜长角闪岩锆石核部年龄为279±4Ma，与半拉山中变辉长岩的形成时代相近；边部的变质年龄为256.5±1.3Ma，为晚二叠世。基质长英质片麻岩锆石边部年龄为250.2±1.0 Ma和251.5±2.5 Ma，与斜长角闪岩变质年龄相近，共同指示半拉山蛇绿混杂岩变质时代为晚二叠世末期。传统的矿物温压计计算和相平衡模拟揭示，石榴斜长角闪岩岩块经历了顺时针变质P-T演化轨迹，变质峰期的温、压条件分别可达700-725℃和8.5-8.8kbar（图3）。考虑到半拉山蛇绿混杂岩的变质特征，结合区域沉积、岩浆、变质、古地磁以及构造变形等资料，认为西伯利亚和华北古板块在晚二叠世末期沿西拉木伦河缝合带发生了强烈碰撞造山作用。

 图3. 半拉山蛇绿混杂岩中石榴斜长角闪岩P-T视剖面图

近日，中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心（以下简称“昆明中心”）滇中楚雄云龙镇等4幅1∶5万区域地质调查（以下简称“楚雄区调”）项目顺利通过野外验收，获得总体优秀，图幅两优两良的成绩。

楚雄区调项目于2022年启动实施，昆明中心高度重视此项工作，抽选技术骨干组建项目组，严密组织，充分收集地、化、物、遥等前期资料，多次组织行业专家审查论证实施方案和开展技术培训。项目实施过程中，昆明中心开展月度通报、年中质量检查、年度野外验收以及三级质量检查工作，为项目运行提供强有力的组织保障。

项目主要目标是系统建立调查区地质格架、研究恐龙生存环境和埋藏学机制、调查研究区新生代地质演化与地形地貌气候环境和自然资源演变之间的耦合关系、为楚雄盆地油气勘探提供基础资料支撑。项目工作区红层广布，地层岩性多为陆源碎屑岩，存在沉积相复杂多变，标志层较少，且风化强烈等诸多客观技术难题。项目组齐心协力、攻坚克难，逐一理清思路和工作方法，啃下了一个又一个“硬骨头”，以顽强的意志、扎实的技术和高度的责任感长期奋战在野外一线，保障项目进度与质量安全齐头并进。

项目资料丰富，成果丰硕。项目前后投入15名技术调查人员，历经三年时间，完成1∶5万地质调查填图1880平方千米，实测剖面79.5千米，地质浅钻364.8米。一是建立调查区地层序列，其中将原禄丰群解体为5个组级岩石地层单位；二是对部分地层时代重新厘定，如将原禄丰组时代厘定为晚三叠世-早侏罗世；三是对晚三叠世楚雄盆地东部进行调查研究，划分出3个沉积旋回，提出沉积物源主要来自康滇古陆，晚期兼有哀牢山构造带沉积物源介入的认识；四是新发现恐龙化石点1处，首次发现保存完整的禄丰龙腹膜肋化石，提出气候极端事件引发的沉积环境突变是该处恐龙化石快速埋藏保存的成因；五是建立调查区构造格架，初步划分构造期次，查明调查区绿汁江断裂带以及楚雄-南华断裂带的构造组合样式及其物质组成；六是在前寒武纪地质体中识别出4期岩浆记录，在楚雄盆地新发现煌斑岩1处，为前寒武纪地质体解体划分以及楚雄-南华断裂活动提供关键证据；七是新发现矿化点11处，其中铜矿化点8处，锰矿化点1处，砷矿化点1处，石英砂岩矿化点1处，石材线索2处。

楚雄区调项目在调查内容、工作方法等方面都有较大的突破，项目的顺利验收展现了昆明中心基础地质调查队伍的专业素养和扎实作风，下一步，昆明中心将不断提升区域地质调查成果质量和水平，探索创新工作方法，为区域地质科学研究的深入发展提供有力支撑。

近日，由中国地质科学院探矿工艺研究所申报的两项发明专利获国家知识产权局授权。

其中，“一种沟槽型冰崩碎屑流运动距离及危险范围预测方法”发明专利提出了一项基于冰川发育特征和运动区地形的冰崩运动距离计算方法。该方法通过计算冰崩源区的初始势能和冰崩形成的碎屑流的运动距离，提出了冰崩灾害危险范围的预测评价技术。该项技术解决了冰崩灾害的危险范围划定的技术难题，为我国青藏高原海洋型冰川区冰崩灾害的风险评价提供技术支撑，可大大提高冰崩灾害危险性定量评价水平。

“一种冰崩型泥石流灾害链隐患识别方法”发明专利提出了一种基于泥石流灾害链关键转化区的“冰-土”耦合作用范围的判别模型，据此构建了冰崩型泥石流灾害链的判别标准，首次从定量尺度提出了冰崩型泥石流灾害链隐患识别方法。该技术在藏东南地区帕隆藏布流域开展了应用，共识别出327处冰崩型泥石流灾害链隐患，为藏东南地区的地质灾害链风险防范提供技术支持。

发明专利授权证书

近日，中国地质调查局南京地质调查中心在华夏地块新元古代构造演化研究方面取得了新进展。

自1924年葛利普提出“华夏古陆”概念以来至今百年，地质学者们在华夏地块的构造演化和构造属性认识方面取得了众多成果和巨大进展，但也争议不断。华夏地块保留了新元古代以来丰富得多块体俯冲增生、碰撞拼合和多期造山记录，是近年来国内外研究造山作用的热点地区之一，其造山作用的性质和动力学机制有陆内造山、增生造山和碰撞造山等不同的认识。同时，华夏地块与扬子地块拼合时限与方式及二者在全球超大陆演化和重建过程中所处的位置等重大科学问题，也需更进一步的探索。

在与加拿大滑铁卢大学合作者共同实施地质联合基金“华夏地块重要构造带和沉积盆地演化及其对早古生代造山过程的制约”项目的过程中，中国地质调查局南京地质调查中心刘欢副研究员等对华夏地块武夷地区的前寒武纪变火山岩-沉积岩进行研究，发现沿南平-宁化构造带普遍发育一套770～720 Ma的弧火山岩，区域内沉积岩具有与弧火山岩相似的单峰碎屑锆石年龄、Hf同位素值和一致的全岩主微量特征，其物源来自弧火山岩。该套弧火山岩-沉积岩的锆石Hf同位素、二阶段模式年龄等特征与扬子地块周缘特别是江南造山带中同期的岩浆岩-沉积岩具有很大的差异性，表明华夏地块和扬子地块在770～720 Ma期间尚未拼合，两者具有各自独立的演化特征，其在Rodinia大陆演化中可能分属不同的地理位置。

本项研究得到了国家自然科学基金项目与中国地质调查局地质调查项目的联合资助，成果近期发表于国际SCI期刊《Precambrian Research》。

图1 （a）华夏地块与扬子地块新元古代同期岩浆岩-沉积岩锆石Hf同位素和二阶段模式年龄特征具明显差异性；（b）华夏地块和扬子地块南华纪（770-720Ma）在Rodinia大陆中所处位置不同；（c）华夏地块南华纪弧火山岩-沉积岩的成因模式图