“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。

 

地球是一个直径为6000多千米的实心球体，从地面到地球中心的距离比从北京到海南岛2倍的距离还要远。地球由地壳、地幔、地核三部分构成，整个结构就犹如一颗半熟的鸡蛋：蛋壳好比地球的地壳，其物质状态为固态；蛋白好比地球的地幔；蛋黄好比地球的地核，物质状态为液态。地表以下平均每100米温度升高约3℃。科学家研究显示：地核与地幔边界的温度大约为3700℃，而地核内部温度可能高达5000℃，几乎与太阳表面一样炽热。因此，地球内部蕴藏着惊人的热量，其中一部分地热资源便以干热岩的形式埋藏于其中。

一、干热岩是什么？

早期，干热岩通常是指温度高于200℃，埋藏于距地面2000米以下的无裂隙的岩体，主要是各种变质岩或结晶岩类岩体。伴随着干热岩勘测和开发的深入，干热岩的概念有了更为广泛的外延。只要岩体温度高，埋藏深度合理，内含流体较少（或不含流体），能用各种技术手段提取其中的热量，均可称为干热岩。

干热岩属于地热资源的一种，被誉为“来自地球母亲的温暖”。地热资源是一种来自地球内部的热能资源，温泉便是我们日常生活中最熟悉的地热资源。关于地热的来源，有多种假说。一种假说认为，地热主要来源于地球内部放射性元素衰变释放出的热能。还有一种假说认为，地热来源于地球自转产生的旋转能以及化学反应、岩矿结晶释放的热能。而在地球的发展演化过程中，产生的热能总量超过地球散逸的热能，巨大的地热能便储存于地球内部，等待人们去开发。

相比当前已开发利用的各类能源，干热岩具有无可比拟的优势。与煤炭、石油和天然气等传统化石能源相比，干热岩是一种清洁的可再生能源，不会产生污染环境的有害物质。与太阳能、风能、核能等新能源相比，干热岩的稳定性好，不受季节气候昼夜条件的限制。此外，干热岩的成本低，干热岩发电的成本仅为风力发电的一半，只有太阳能发电的十分之一，和煤炭发电的成本相当。

干热岩是无处不在的资源，分布几乎遍及全球，从理论上说，随着地球向深部的地热增温，任何地区达到一定深度都可以开发出干热岩，因此干热岩又被称为是无处不在的资源。但就现阶段来看，由于技术和手段等限制，干热岩资源专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体。因此，当前的干热岩开发更多地着眼于这些地区，它们位于全球板块或构造地体的边缘，构造活动剧烈，是地球释放内部能量的主要区域，地热资源十分丰富。

我国干热岩分布广泛，特别是东北地区、华北平原、东南沿海地区、西北地区均具有丰富的干热岩资源，具有很大的开发潜力。以高温干热岩体的发现地青海共和盆地为例，其干热岩理论资源量折合标准煤6303.05亿吨，以其2%作为可开采资源量计算，折合的标准煤是中国2016年能源消耗的3倍。

干热岩不但储量丰富，还可以循环利用。开发干热岩时，加热产生水蒸气的过程会使岩石温度降低，但地心的炽热岩浆会重新加热这些岩石，从而实现干热岩的周期性循环利用。

二、“石头”也可发出电来？

目前，人们对干热岩的开发利用，主要集中在干热岩发电。干热岩开发利用的核心是建立增强型地热系统（EGS工程）。首先从地表往干热岩体中打一眼井（注水井），将井口封闭后，注入高压清水，此时井底能够产生非常高的压力，该压力足以将致密的岩石压裂形成复杂缝网，或将岩体中的天然裂隙扩张形成更大的裂缝；随着清水的不断注入，裂缝不断增加、扩大，并相互连通，最终形成一个体积庞大的人工热储（类似一个巨大的鸟窝）。在距注水井合理的位置再钻几眼采出井，通过控制井眼轨迹，使采出井能够贯穿压裂缝网。整个EGS工程，通过注水井（回灌井）将低温水注入到人工产生的、张开且连通的缝网中，低温水与高温岩体接触被加热，然后通过采出井便将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面，取出的水、汽温度可达150～200℃，通过热交换及地面循环装置用于发电，冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。整个过程都是在一个封闭的系统内进行。

以法国东部阿尔萨斯地区的一座干热岩发电站为例，工作人员在这里钻了三眼深井，一直钻到地表5000米以下的基岩中。发电时，用水泵以每秒100升的速度从中间的注水井向地下灌冷水，这些冷水被干热岩加热成约200℃高温的水蒸气，从另外两眼生产井抽出地面，送入一个热交换器，并在热交换器中驱动涡轮机发电。整个转换过程消耗的总电量，只相当于发电站发电量的20%。

增强型地热系统的开发和利用主要是建造两个子系统：地下人工储层和地面发电系统，二者都需要多项技术的运用和集成。其中，创建地下人工储层是目前研究的焦点。

三、我国干热岩勘查开发现状

我国干热岩资源潜力巨大，开发前景广阔，是极具潜力的战略能源，但是我国干热岩勘查与开发起步晚，在干热岩形成机制、分布情况、热储特征、评价方法、勘查开发技术等领域仍存在较多尚未解决的问题。

为推动我国干热岩勘查开发，2013年以来，中国地质调查局先后在东南沿海地区、松辽平原地区、华北地区和青藏高原等重点地区实施了干热岩勘查。2014年，中国地质调查局与原青海省国土资源厅共同组织实施的青海共和盆地干热岩勘查钻获干热岩，填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。2017年5月在共和县恰卜恰镇完井的GR1干热岩勘探孔再获温度新高，取得了一批重要成果，为我国进一步开展干热岩勘查开发研究打下了重要基础。在此基础上，中国地质调查局围绕国家清洁能源需求，加大力度在青海共和推进干热岩资源的试验性开发。

干热岩开发利用的技术原理虽然简单，但实际应用过程中仍存在大量的技术性难题，例如在干热岩中钻井，对钻杆、钻头的寿命以及具有“钻井血液”之称的泥浆稳定性都是极大的挑战；而地层中含有大量的矿物质，在干热岩开发中，被气化的矿物质会重新在井壁结垢，类似血管中的“血栓”，沉积时间一久很容易将开采通道堵死。面对众多的技术性难题，科研人员唯有加快技术探索的步伐，才能在这场国际能源竞赛中拔得头筹！

（作者单位：自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所）

近日

在贵州省遵义市

道真仡佬族苗族自治县

奥陶纪白云岩山脉深处

一条为农业灌溉开凿的引水涵洞

意外揭开了

掩埋4.8亿年地层下的秘境

探险队员在贵州省遵义市道真县洞穴内科考。

探险队员在贵州省遵义市道真县洞穴内科考。

“这是藏在4.8亿年

奥陶纪地层里的洞穴”

中国地质学会洞穴专业委员会

副秘书长赵揭宇说

这里因鲜有人类生活

毗邻贵州大沙河自然保护区

拥有极佳的水源

且经数百米白云岩层长距离过滤

水质纯净

孕育出全球罕见的“洞穴沉积物基因库”

洞内有的穹顶高达100余米

水滴在下坠过程中

雾化成富含碳酸氢钙的“气溶胶”

在石笋、洞底凝结出

千奇百态的石花、石枝、

石葡萄、石珊瑚等

形成“雾化沉积”奇观

探险队员在洞内发现的“钙板”。

探险队员在洞内发现的“石葡萄”上长“石花”景观。

探险队员在洞内发现的“鹅管”景观。

探险队员发现洞内的“云朵石”景观。

此外，在这个洞里

还发现了许多穴珠

也叫洞穴珍珠

十分罕见

因为质感很好

纯净度非常高

晶莹剔透

探险队员在洞内发现的“穴珠”。

探险队员在洞内发现的“穴珠”。

“我探洞探了很多年

洞内产生的沉积物质地非常纯净

就像白玉一样

这在国内其他地方的洞穴是没有的”

赵揭宇说

“此次科研活动中发现

洞里有一个数万平方米的洞厅

上千根纯白石钟乳

如冰晶森林般亭亭玉立于其中

雪白质感源于水中碳酸钙纯度极高

且无杂质干扰

洞里的沉积物、规模、品质、种类

完全改变了我们的认知”

探险队员在洞内发现的钟乳石景观。

探险队员在洞内发现的钟乳石景观。

中国地质学会洞穴专业委员会

副主任委员、世界地质公园评审专家

张远海表示

“许多形态（如钙膜晶锥）

此前仅见于理论模型

而这里竟以集群形式存在

目前这个洞穴从研制、品质上讲

可能是国内绝无仅有的”

探险队员在洞内发现的纺缍石景观。

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来源：新华社，记者：刘勤兵，图片：赵揭宇

本期编辑：胡程远、林帆

今年2月以来，自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所，承担的地调二级项目“中国矿产地质志”按照国家、部、局有关要求，组织项目全国千余名志书研编人员，在疫情期间充分利用各种途径开展志书研编工作，取得阶段性进展，成果显著。截至4月底，共完成《银矿卷》《浙江矿产地质》等15部志书验收、9部志书复核，召开5次矿产志项目办会议、1次委托业务实施方案评审和1次全国编图研讨会，聘请函审专家近150人次，圆满完成了阶段性项目目标任务。

矿产志研编是一项集大成、家底性、立典式、理论和规律创新性非常高的重大工程，目前到了出成果的关键时期，更要严格保证志书质量。处在抗击新冠疫情关键期，为减少大规模人员聚集，降低疫情扩散风险，矿产志项目办创新工作方式，积极组织58个委托业务单位，通过网络视频会议形式召开评审会、研讨会，保证工作不断。视频会议方式受到了外协单位及各评审专家的支持与理解，尤其全国编图研讨会，同步在线人数达160余人，打破了以往组织线下会议人数的局限，极大节约了项目支出成本，提高了在线研讨工作效率，最大限度减少疫情对项目工作的影响，确保在疫情防控期间项目稳定推进。

近期，矿产志项目拟召开全国工作视频会议，对2020年度省级志书研编、跨省区带志书研编工作进行工作部署和推进，高质高效、稳定有序做好项目实施工作。

 

图1 矿产志全国编图视频研讨会资源所主会场   

图2 矿产志全国编图视频研讨会省级分会场

“锂”从山中来，仗剑走天涯

 邓伟 李成秀 冀成庆 徐莺 周雄

1.“锂”的家族群

1）锂（Li）

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

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

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

含锂矿物特征

2）铍（Be）

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

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

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

含铍矿物

3）铌（Nb）和钽（Ta）

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

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

含铌钽矿物

4）铷（Rb）和铯（Cs）

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

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

含铷铯矿物

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

2.“锂”从哪里来

1）传统矿山

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

2）绿色矿山

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

3）“石头”变“电池”

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

3.崭新“锂”程

1） 锂之应用——走入寻常百姓家，健康美好新生活

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

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

新世纪崭新的“锂”程指日可待。

2） 铍之应用——让医疗成像、诊断和激光医学走到科技前端的金属材料

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

①提高X射线成像效果

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

②使低辐射成为可能

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

③改善X射线光管强度和稳定性

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

④光学激光器的小型化

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

⑤简化外科手术

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

⑥分析血液

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

3） 铌之新应用——冉冉升起的电子材料之星

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

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

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

4）钽之新应用——人体“亲金属”的神奇医学材料

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

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

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

5）铷之应用——超视距精确授时，极佳光电传感器件制造

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

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

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

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

固体废弃物如何变身宝藏？

邓杰 邓善芝

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

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

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

如何实现资源的综合利用？现阶段，资源的综合利用主要从三方面开展：

一、在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用。

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

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

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

三、对社会生产和消费过程中产生的各种废物进行回收和再生利用。

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

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

带你了解这朵“云”——地质云

戴新宇

“地质云1.0”闪亮登场，魅力初现

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

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

“地质云2.0”华丽转身，飒爽英姿

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

“地质云3.0”鲲鹏展翅，大展宏图

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

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

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

 

 

 

大比例尺土地质量地球化学调查样品采集

 

土地质量地球化学调查表层土壤样品采集

 

化工污染场地土壤修复治理样品采集

 

地调院技术人员在福州多目标地球化学调查与土地规划示范野外取样现场

 

地质队员在开展土地地球化学野外调查

 

工作人员在稻田采样

当前，自然资源系统正全面启动国土空间规划编制审批和实施管理工作。就农业农村而言，需要结合县和乡镇级国土空间规划编制，通盘考虑农村土地利用、产业发展、居民点布局、人居环境整治、生态保护等，落实乡村振兴战略，优化村庄布局，编制“多规合一”的实用性村庄规划。这些需要科学精准的调查数据作为支撑，而土地质量地球化学调查就是获取数据的重要途径。

地勘单位凭借专业技术，在土地质量调查及成果转化中承担着重要角色。随着调查比例尺的增大、覆盖面的拓展、内容的丰富化，地质科技将在村庄规划甚至整个国土空间规划中起到更加重要的支撑推动作用。

解密土地质量 助力乡村振兴

景利年 王大伟

开展土地质量地球化学调查，可以为土壤环境的保护、治理及土地资源的节约集约利用提供数据基础。近年来，山东省地矿局充分发挥地质专业技术优势，服务特色农业发展和精准扶贫，在省内实施了土地质量地球化学调查项目数十项，为全省经济社会发展提供了高质量地质技术支撑和服务保障。

在美丽泉城济南，局属物化探勘查院主持完成了全省首个大比例尺土地质量地球化学调查示范项目，实施了全省地质系统首个污染场地修复治理工程，开展了全省地质系统首个污染场地修复治理药剂、农业生物有机肥配方的研制工作。该院《面向土地质量评价的农业地球化学监测应用》荣获首届全国地质资料数据创新应用大赛一等奖。通过系列项目的实施和相关研发，可以获取耕地土壤中的有益元素、有害元素含量数据，作为耕地分等定级的评价依据，用于指导建设用地布局和基本农田划定，也为土地剥离、耕地占补平衡等工作提供了依据。

在革命老区临沂，局属地矿七院发挥地质工作专业优势，高标准、高质量开展了沂南县双堠镇1：5万土地质量地球化学调查与评价项目。该院通过对双堠镇156.18平方千米的土地质量调查评价，基本摸清了双堠镇土地质量的家底，获得了表层土壤中有毒、有害、重金属及有益元素的地球化学分析数据，圈定了富锌、富硒和富锗等特色土地，查明了双堠镇富硒、富锌和富锗等特色土壤资源分布范围，对当地农业农村部门调整农业结构，优化产业布局，提高农产品附加值，提升优质绿色农产品质量提供了依据。局属物化探勘查院在临沂市郯城县归昌乡通过土地质量地球化学调查，发现锗丰富和较丰富土壤面积15.60平方千米，锌丰富和较丰富土壤面积10.89平方千米，硒适量土壤面积37.18平方千米，极大促进了地方生态和特色农产品的开发，为精准脱贫打下良好的基础。

在风筝之都潍坊，局属地矿四院开展了“潍坊市土地质量地球化学调查与评价”项目。项目第一期对潍坊市所辖寿光、青州和昌乐三市(县)进行了取样调查，调查面积达4657.8平方千米。成果显示，区内硒元素平均含量大于0.40毫克/千克的富硒土壤面积为181平方千米。另外，根据此次调查，富锗土壤和富锌土壤也被大量发现。区内平均含量大于1.5毫克/千克的富锗土壤面积为183.5平方千米；平均含量大于84毫克/千克的富锌土壤面积达370平方千米。目前，该项目第二期正在紧锣密鼓地开展，现已完成对高密市和诸城市1.2万余件样品的野外采集和试验检测工作，项目报告编写和评价工作将随即展开。该院还积极推进项目成果应用转化，到国内该领域先行单位开展学习调研，积极探寻有益元素在土壤中富集与农作物生长之间的关联，为项目成果推广积累经验。

下一步，山东省地矿局将充分发挥地质工作的先行性、基础性、公益性、战略性作用，精准对接需求、主动服务地方，高质量开展好土地质量地球化学调查工作，在助力打造乡村振兴齐鲁样板中干在实处、走在前列。

地球化学调查助力新福建建设

张瑞利

地球化学调查目的是绘制土壤“基因”图谱，为资源开发和环境保护提供科学依据。福建省地矿局负责实施的1：25万多目标区域地球化学调查，到2016年12月基本实现覆盖全省陆域的目标。从2016年起，福建省开展1：5万、1：1万县域农业地质调查工作。目前由福建省地矿局所属单位完成或正在实施的县域农业地质调查已经涉及34个县（市、区）。近20年来，福建省地矿局还实施了福建省典型市县级土地质量地球化学等一批相关项目。在省自然资源厅、省财政厅的支持下，福建省地矿局一直推进土地质量地球化学调查项目成果的应用，并取得较好成效。

海量高精度调查数据助推“生态美”

早在2008年福建省沿海生态地球化学调查成果“出炉”之时，这项中国地质调查局和福建省人民政府合作开展项目的调查成果就引起了省领导及有关部门高度注意：调查结果表明福建沿海经济带约94%的表层土壤限量未超标。2017年，全国首个省级1：25万土地质量地球化学调查整装性成果《福建省土地质量地球化学调查报告》通过专家组评审。其调查结果表明：全省土地质量总体良好，清洁土壤比例87.38%，其中清洁耕地、园地均在90%以上。这是对福建省陆域土地进行得一次前所未有的全面“基因”普查，全面查清福建省土地质量地球化学现状，如土壤养分元素丰缺、土壤环境质量、土地沙化风险区分布、土壤放射性元素分布、水源重点保护区土壤环境质量和富硒土地资源分布等。福建省地矿局积极推进调查成果应用，服务于各级政府及自然资源、生态环保、农业农村等部门，为福建省生态文明建设、各类规划编制、自然资源管理、土壤污染防治等方面工作提供地质支撑服务。

农业地质调查引领现代农业发展

为了使调查成果得到推广应用，在省国土资源厅、财政厅支持下，福建地矿局相继实施了重点富硒区调查评价等工作，帮助相关县（市、区）开发利用富硒土壤资源。福建省农业厅公布的寿宁、诏安、云霄、大田、明溪、三元、宁化、连城、新罗、永定等10个首批省级富硒产业开发重点县（区），大多是在福建省地矿局支持下成功发展富硒特色现代农业的。2016年以来开展的县域1：5万、1：1万农业地质调查评价大多是为了服务特色现代农业发展。福建地矿局在实施多目标生态地球化学调查中，在有关部门支持下，选择11个典型县市开展名特优农产品产地，武夷岩茶、浦城薏米、永泰芙蓉李等12种名特优农产品，作为研究对象开展产地地质背景评价，有力促进特色现代农业发展。

地质技术助力精准扶贫

今年6月20日，中共福建省委办公厅、福建省人民政府办公厅发布公告称，云霄、诏安、浦城、寿宁等12个省级扶贫开发工作重点县均达到脱贫退出条件。其中福建省地矿局在诏安、寿宁等多个省级扶贫开发重点县实施过地质扶贫开发工作。诏安县原是福建省漳州市贫困人口最多的县，在福建省地矿局支持下利用发现76.2万亩的富硒土壤发展富硒农业产业，打造“中国海峡硒都”，2016年~2018年连续三年进入“福建省县域经济发展十佳县”，获评“2018年度中国十佳脱贫攻坚与精准扶贫示范县市”称号；福建省地矿局自2012年起参与由省委组织部牵头的寿宁县帮扶工作，优先实施土地质量地球化学调查，圈定出58.2万亩富硒土壤和68.8万亩富锌土壤，帮助其打造“中国硒锌绿谷”，成为“中国富硒富锌农业示范县”。富硒富锌等土壤资源成为脱贫攻坚新引擎。

目前，覆盖全省的多目标生态地球化学调查已接近尾声，1：5万、1：1万县域农业地质调查持续推进中。在建设“机制活、产业优、百姓富、生态美”新福建中，还需要多方共同发力才能走得更远，农业地质不能缺席。

地质科技,支撑铜鼓现代农业

江 燕

今年，江西铜鼓又发现了11万亩富硒土壤。“我们将坚定不移实施‘生态立县’发展战略，以‘生态+大健康’为方向，整体推进全域旅游、全域有机农业、全域生态工业、全域秀美城乡‘四个全域’发展，努力探索一条山区县践行‘两山’理论、实现乡村振兴的新路子。”铜鼓县委书记罗光荣在谈到该县未来发展时这样说。

时间倒退回一年前。莽莽大山深处的铜鼓县该如何建立新的经济支撑点，成为摆在县领导案头最为迫切的难题。铜鼓县隶属于宜春市，而宜春市是我国三大著名富硒地之一，硒资源赋存条件好，生态环境优良，富硒产业发展潜力大。铜鼓的土地是否也富硒？铜鼓县委把探寻“硒”望的目光投向了200千米外的江西省地调院。

2018年8月，铜鼓县政府与江西省地调院正式签订铜鼓县富硒土壤普查工作服务采购项目合同书，开展铜鼓县富硒土壤普查。范围涵盖全县9个乡镇，目标是大致查明区内土地质量状况及其环境特征，初步划分区内富硒土地资源区、优质土地资源区，为区内永久基本农田规划、特色农业产业基地建设、土地管理与保护等提供依据。

江西省地调院成立23人铜鼓县富硒土壤普查项目组，项目负责人及技术专业组组长均由具有中高级技术职称的人员担任，主要技术人员均从事过多轮江西省多目标区域地球化学调查以及土地质量评估工作。在项目实施过程中，项目组按照规范及有关规定要求，严格执行项目设计的技术路线和技术标准，野外调查采样工作扎实推进，分析数据精确、可靠，为项目成果的开发研究及成果的推广应用奠定了坚实的地球化学信息数据基础。

半年后，铜鼓县富硒土壤普查工作圆满结束。该院共完成区域环境调查面积97.5万亩，采集表层土壤样品665件，分析测试土壤样品242件。硒元素分析结果显示，铜鼓县富硒土壤面积初步统计为11万亩，另有潜在富硒土壤36万亩。该院根据富硒土壤的空间分布，结合土壤环境质量特征，剔除风险管控点和高风险污染点后，初步圈定富硒优选区面积28万亩，占全区总面积的24.06%，为富硒土壤开发利用提供了参考资料。根据这次1：25万土地质量地球化学调查成果，该院筛选出富硒土壤资源建议区4处，为土地质量地球化学调查成果转化应用起到指导作用。

铜鼓县多年来因地制宜发展特色种养，形成了水稻、茶叶、果蔬、竹笋、中药材五大产业。这次富硒土地调查评价工作是对铜鼓县农业经济新发展的地质科技支撑，也是积极开发地方自然资源优势，培养特色产业，增强贫困地区“造血”功能的深入实践，将加快推动铜鼓县土地资源优势转化为产业优势和经济优势。

如今，该县加快了富硒功能农产品基地建设与产业开发，提高农产品附加值，助力乡村振兴和地方经济社会发展，向富硒土壤要效益，把富硒作为“金字招牌”，在做大做强做精做亮农业特色产业的同时，统筹推进美丽乡村建设，激活旅游业，为农民致富打开新通道。

据悉，目前铜鼓县在三都镇理溪村成立了铜鼓福寿黄桃产业有限公司。该公司富硒农产品基地面积为200亩，丰产预计为530吨。该产业每年可为理溪村集体经济至少增收2万元，并有望突破5万元。

位于温泉镇凤山村的铜鼓县春韵茶业专业合作社，是一家国家示范合作社，其富硒农产品基地面积为300亩，产量预计1.8万斤。

由于破译深藏地下的“土壤密码”而发展起来的富硒产业，将成为铜鼓发展现代农业的新引擎。

为“中国硒港”提供地质力量

黄 强

在《贵港市富硒产业发展规划（2018~2022年）》发布实施一年之际，谈起贵港市打造“富硒之港”，因“硒”而富，推动富硒农业产业全面开花的新变化时，参与过贵港地区多目标区域地球化学调查的广西地球物理勘察院项目综合组组长李忠武感到由衷的自豪。

贵港市委书记李新元表示：“贵港发展优势特色农业产业，必须立足本土资源做大富硒产业，做强富硒农业品牌；要举全市之力，将贵港打造成在广西乃至全国具有影响力的‘中国硒港’，加快农业供给侧结构性改革，助推乡村振兴。”

目前，贵港市有富硒农产品生产基地88个，面积5.8万亩；有32个农产品获得广西富硒农产品认证，占广西总数的25.4%，认证数位列广西第一；有3个农产品荣获第一批“广西名优富硒产品”荣誉称号；在第四届世界硒都硒产品博览交易会上，贵港市有6个农产品获“中国名优（特色）硒产品”称号，其中“东津细米”牌富硒香米考评位居第一名；2015~2017年，贵港市连续3年获得“中国名优（特色）硒产品”达18个。

成果的背后，是地质人的智慧和汗水。

广西地球物理勘察院院长石科说：“我院作为农业地质项目的承担单位，负责在贵港市所属桂平市、平南县、港南区一带开展农业地质工作。”

地矿人的工作场景历历在目。

技术员吴特赟是个爱动脑的小伙子。遇到地形图与实际不一致的情况，他采用在设计点附近仔细观察，放宽视野查看地貌的方法，以实际情况结合规范重新确认采样点，保证了样品的有效性和质量。

在稻谷样品采集点，女队员韦雪姬和周伟清忙得不亦乐乎。她们必须赶在稻谷收割前完成该样品采集，时间非常紧迫。

在甘蔗地里，叶子交错疯长，锋利无比，组长何克团手臂上布满了划痕。

每采集一个样品，除了要按规定的方式取样，还要完成定点、编写点号、样品采取、填写记录、标记位置、相片采集等一系列的程序，工作非常繁琐。每天，他们肩背装满工具的地质包、手拿GPS和地质图，在田间、竹林里穿行，样品越来越多，负担越来越重。

大气干湿沉降物样品意义深远：采样器经过一段时间的风吹日晒雨淋，收集到空气中的沉淀物和雨水，通过分析样品中的物质含量研究探讨空气质量，为环境保护提供有力证据。这种样品采集的周期较长，需将采样器安装在当地居民楼四面无遮挡物、远离污染源的楼房顶部，放置一年时间，期间分两次采集样品。所以对大气干湿采样器的安装质量要求非常高。组长李忠武带领组员细心地配备内部结构：滤膜、滤网、纱布、胶管等，耐心地组装外部装置和用大块的水泥砖稳定支架，最后，还贴心地给采样器穿上防护罩、戴上“透气网帽”，确保采样器放置期间的稳固性、安全性、原生性。

广西贵港市港南区、桂平市和平南县土地质量地球化学评价3个项目共采集29780件样品，通过野外验收，全部评定为优秀级。

在实验室，广西地矿测试研究中心的科研团队逐步向农业发展领域延伸，为富硒资源调查成果提供技术支撑。该中心高级工程师阳国运介绍，为了扩大农业地质领域的检测能力，广西地矿测试研究中心建立了《ICP-MS法测定土壤中硼、碘、锗、锡》的方法，并且将氟的熔矿方式合并，达到了预期目标。通过使用该方法，该中心在近4年里完成了广西近20万份样品的分析与检测，使样品的检测质量达到了国内领先水平。

广西地矿测试研究中心还根据实验室的仪器特点改进对土壤有效态的分析技术检测方法。2016年，该中心通过完善离子发射光谱仪（ICP-AES）和电感耦合等离子发射质谱仪（ICP-MS）的检测方法，完善对硒等元素的检测工艺，给农业部门发展优质农业提供支撑，同时也减少了酸的用量及废气的排放。此外，中心制定的《一种同时测定土壤中的硼、碘、锡、锗的检测方法》获得了国家发明专利。

加拿大矿山。 张锦洪 摄

澳大利亚矿石港口

目前，世界各国高度重视关键矿产（也译为“危机矿产”），国际机构、政府部门、行业组织和科研院所均从不同侧面开展了专项调查或研究。

关键矿产是出于资源、经济、环境、技术等各种原因而导致供应上可能存在一定障碍和风险的矿种，具有重要性、战略性、稀缺性、动态性等特点，是现代化经济体系建设急需、生态文明建设必需、新能源等新兴战略产业发展特需的矿种。

世界主要国家管理关键矿产在战略、清单、风险、政策等方面都有各自的经验，对我国关键矿产的研究和管理工作具有借鉴意义。

1 战略管理

当前，世界范围内对关键矿产的理论研究、评估方法、产业政策等方面的管理，已经上升到全局、系统、长远的战略高度，逐步形成了各个国家或地区关键矿产发展战略。

美国：将确保关键矿产安全和可靠供应上升为联邦战略

2008年，美国国家科学研究委员会发布《矿产资源、关键矿产和美国经济》研究报告。2011年，美国能源部发布《关键矿产战略》研究报告。2017年，美国总统特朗普签署《关于确保关键矿产安全和可靠供应的联邦战略》总统行政命令，强调关键矿产是对美国经济和国家安全至关重要的非燃料矿产或矿物原材料，如果没有这些矿产资源，将会对美国经济和国家安全产生重大影响。

研究数据表明，美国拥有大约价值6.2万亿美元矿产资源储量，但每年仍进口近70亿美元矿产品，美国军工部门每年需要进口75万吨矿产品，包括夜视镜使用的镧、光学跟踪设备使用的铍、防弹衣使用的镍和阿帕奇直升机使用的银。调查表明，美国90%的制造业高管对能否及时获得所需关键矿产表示担忧。美国地质调查局数据表明，42种非燃料矿产中，有11种净进口依存度高于90%，而且国外生产高度集中，对新兴技术来说是不可替代的矿种。因此，美国将确保关键矿产安全和可靠供应上升为联邦战略。

欧盟：以安全获取关键原材料为目标

欧盟于2008年发起《原材料倡议》，提出以安全获取关键原材料为目标的关键矿产战略。2010年，欧盟定义“关键原材料”是经济意义重要的、供应风险高的非燃料矿产或矿物原材料。欧盟委员会（欧盟唯一有权起草法令的机构）于2012年起6年内先后发布《为欧洲未来福祉提供原材料》《迈向循环经济》《关于欧盟循环经济行动的报告》《投资智能、创新和可持续发展工业——重新制定欧洲工业政策战略》《关键原材料和循环经济报告》，均涉及关键矿产发展战略。

其中，关键矿产发展战略要点包括：支撑欧洲工业政策，提振欧洲工业竞争力；加强新矿山开发，增加关键原材料产量；促进关键矿产有效利用和再循环，将循环经济作为欧盟优先领域；提高欧盟各国各机构和广大投资者对关键原材料潜在供应风险和发展机会的认识；在贸易谈判、处理纠纷过程中重点关注关键矿产进口依存度，在实施《2030年可持续发展议程与目标》中充分发挥关键原材料的作用。

欧盟成员国也相继制定关键矿产发展战略。比如：《法国战略金属计划（2010）》《德国原材料战略（2010）》《荷兰原材料政策（2011）》《葡萄牙地质资源和矿产资源国家战略（2013-2020年）》《瑞典关键矿产发展战略》《芬兰矿产资源战略（2010）》等。

英国：提出以关键矿产为重点的自然资源联合战略

英国《资源安全行动计划（2012）》是一项自然资源联合战略，详细介绍英国政府认识到关键矿产的重要性和必要性，加强国家资源战略和关键矿产的评估研究，为企业提供解决关键矿产供给风险的行动框架，建立一个在政府与现有伙伴关系基础上的关于自然资源问题的行动计划。2018年7月，英国政府发布《国家规划政策框架》强调，促进关键矿产的可持续利用，为国家发展的需要提供足够的矿物供应，并对此制定专门的规划和政策。

澳大利亚：战略强调抢抓机遇、发挥优势、延续繁荣

澳大利亚是一个大宗矿产品主要出口国，2018~2019年度，资源和能源出口总额将创下2520亿澳元的新高。该国2013年发布研究报告《高科技世界的关键矿产：澳大利亚供应全球需求的机会》，分析了澳大利亚关键矿产的资源潜力，认为关键矿产是对全球及主要经济体发展至关重要的矿产资源。2018年，澳大利亚“资源2030工作组”发布近20年来最新一份国家资源声明《澳大利亚资源：确保子孙后代的繁荣》研究报告。研究报告高度重视电池产业和其他关键矿产下游产业，进一步强调寻找生产、加工和出口新材料的机会。

日本：战略要求高度重视海外矿产资源可靠供应

2012年，日本政府发布《矿产资源安全战略》，其战略重点是安全有效地从世界各资源国家获取关键矿产，战略要求是政府高度重视海外矿产资源的可靠保障。在《矿产资源安全战略》指导下，日本当年就与越南签署了在越方境内联合勘查稀土的协议。

2 清单管理

近年来，世界各国关于关键矿产评估方法的研究比较活跃，并在实际操作中运用相关模型形成了关键矿产的目录清单，成为关键矿产管理的重要手段和基本方法。

国外关键矿产目录概况

2011年，美国能源部分析了风能涡轮机、电力汽车、太阳能电池和节能照明设备所需要的14种关键矿产。2016年，美国国家科学技术委员会发布《关键矿产的评估方法和初步应用》研究报告，确定了32种关键矿产目录，其中对铂族金属的研究更加充分，对硅以及有关合金高度重视，在关键矿产目录中突出铂族金属、硅及有关合金的排序。2018年，美国内政部公布新的关键矿产目录共35个矿种，与2016年目录相比增加了砷等非金属，以及铀、锂、铷、铯等高技术产业应用广泛且发展前景看好的矿产。

2010年，欧盟发布关键原材料评估方法，决定建立关键原材料目录，并且每3年一次更新目录。2011年评估出14种关键原材料，2014年评估出20种关键原材料，2017年从61个原材料中评估出27种关键原材料。

澳大利亚资源能源和旅游部结合自身国情和矿情发布关键矿产目录，评估分为一类和二类资源关键性指数。2013年，澳大利亚地质调查局确定了稀土、铂族金属、钴、镍、铬、锆、铜、铟等22种关键矿产目录。

英国地质调查局在2011年和2012年研究矿产资源供应风险指数，并定期进行关键矿产目录更新。英国地质调查局的评估方法不断改善，2015年确定了稀土元素组、锑、铋、锗、钒、镓、锶、钨、钼、钴、铟等40种关键矿产目录。

国外目录清单主要特征

一是关键矿产目录中的矿产种类，大多数大宗矿产不在目录之中。而铜和铝这两种20世纪的大宗金属，在21世纪仍将有较大的需求量，主要原因是能源产业发展的驱动，特别是电动汽车和输配电、电缆等领域的需求。这在一定程度上也表明，随着全球的经济发展和技术进步，经济结构调整和产业结构升级，所需要的矿产种类在发生变化。

二是关键矿产目录中的矿产种类，非金属矿种数量不多但相对集中。主要包括天然晶质石墨、萤石、重晶石、硅藻土、滑石等少数几种特种非金属。与金属矿产相比，非金属矿产的开发利用仍然存在很大程度的不足，这需要材料技术方面的重大创新与突破。

三是关键矿产目录中的矿产种类，相似度非常高的矿种是“三稀金属”。主要包括稀土、锂、钴、镍、锰、钨、铍等稀有、稀土和稀散金属。这些都是未来国际竞争的重要矿种，是高新技术发展的关键矿种，是生态文明建设的必需矿种。

四是一些国家或地区将不少特种金属合金列入关键矿产目录。合金元素指的是在冶炼金属的过程中加入一定数量的一种或多种金属或非金属元素从而获得材料的特殊性能，如提高强度、改善抗氧化性能、提高塑性和工艺性能等，而这些添加进去的辅助性元素材料就叫作合金元素。

五是关键矿产目录是动态的，不同关键矿产的危机性也是动态的。这主要取决于技术的进步和产业的调整。比如，欧盟委员会关键矿产目录，原则上每3年调整一次，每次调整时，可能增删一些关键矿产的种类，也可能对一些关键矿产的危机性进行调整。比如锂，在早期一些关于关键矿产的研究报告中，或者将锂排除在外，或者评估锂的危机性较低，但随着电动汽车的发展，近期一些关于关键矿产的研究，均将锂列入目录之中并加以重点分析和研究。

3 风险管理

近年来，全球范围内围绕关键矿产竞争日趋激烈，并呈现复杂化、扩大化的态势。强化关键矿产风险因子管理，成为各国政府矿政管理的重点工作。

重点矿种是关键矿产管理重中之重

美国地质调查局研究的42种非燃料矿产中，国内资源或产能无法满足国内需求的矿种有11种，包括铼、铂、钯、钛、锰、铬、锂、锆、钽、铌、铑，都是在现代社会发挥重要作用的关键矿产。

未来的资源冲突和供给风险则可能更多地集中于对某些非燃料矿产的竞争，比如锂、镍、钴等，其原因是这些危机性十分突出的重点矿种的广泛运用，使得一批又一批新兴技术成为可能或现实。例如：锂是电动汽车的重要燃料。研究预测，2035年全球锂需求量可能比2017年增长30倍，未来关于锂资源的市场竞争将非常激烈。由于电池中含镍钴锰三元材料，未来镍需求量也将会大幅度增加。而钴作为一种非常稀缺的矿产，2016全球钴消费中用于电池生产的钴的比例上升至46.5%。

净进口依存度是关键矿产管理的基本因子

美国地质调查局认为，净进口依存度是量化一个国家对某种矿产品来自国外的消费量，可以观察国外来源的关键矿产的潜在供应中断风险。2017年，美国地质调查局提供了90多种非燃料矿产和原材料的生产、消费和进口依存度数据，将这些数据合并为每种矿产品的“净进口依存度”，对美国关键矿产进行分析，并提出满足美国关键矿产需求的建议。

生产集中度是关键矿产管理的重要指标

生产集中度，是指某个行业的相关市场内若干家最大的排名靠前的企业所占市场份额的总和，是对整个行业的市场结构集中程度的测量计算，是市场实力的重要量化指标。在美国等国家或地区关键矿产评估方案中，生产集中度是主要指标。

根据美国地质调查局的数据，全球70%的锂资源储量在智利、玻利维亚和阿根廷，锂矿生产的国家集中度已经远远高于10年前水平，由此导致锂矿供不应求，价格维持强势。另外，2017年刚果（金）钴矿资源占全球钴储量和产量的50%和60%。

地缘政治是关键矿产风险的一个瓶颈

地缘政治是根据各种地理要素和政治格局的地域形式，分析和预测世界或地区范围的战略形势和有关国家的政治行为，把地理因素视为影响甚至决定国家政治行为的一个基本因素。在世界范围的关键矿产竞争中，地缘政治往往发挥出难以预测的作用。对于政府主导自然资源海外投资尤其是关键矿产投资的国家而言，总体上看，更加关注地缘政治而非市场意义，使地缘政治成为关键矿产供给中断的突发风险和管理瓶颈。以钴为例，当前全球最大的钴供应国刚果（金），政局时有动荡，政府治理指数扭曲，导致钴供应风险加大。

综合协调是关键矿产风险减缓的有效途径

一是各国政府在关键矿产竞争中扮演着重要角色。美国于1970年颁布相关法律，强调提振美国矿产资源产业，促进国内矿业发展，积极开展循环利用；1980年又提出确保涉及国家安全和经济发展的关键矿产的稳定供应；近几年特朗普签署总统行政命令，高度重视关键矿产问题。其他各国政府矿政部门在关键矿产管理也中积极作为，其主要职能是确定关键矿产目录清单，开展关键矿产调查评价，简化矿业权审批程序，营造良好投资环境，促进关键矿产勘查，鼓励关键矿产开发。

二是学术界在关键矿产研究中发挥出基础性作用。关键矿产是全球矿产资源政策研究的热点课题。比如：美国国家科学研究委员会2008年发布研究报告和矿种目录；白宫成立危机原材料研究小组，主要职能是推进关键矿产基础研发，促进关键矿产供应多样性，提供关键矿产市场风险信息，建立联邦基金，评估市场风险，提供决策支撑。

三是矿业界将矿产勘探开发的重点向关键矿产转移。2014年，英国石油公司BP公司发布研究报告，其特点是从能源消费角度予以考虑，分析未来可能出现的新能源消费路径，加大关键矿产勘探开发的投入。

4 政策管理

目前，世界范围内的关键矿产管理政策，可以概括为扩大国内供给、稳定全球供应、加强循环利用、推进技术研发等4个方面。

扩大国内供给

一是加强国内关键矿产资源评价。美国开展了现代历史上首次关于关键矿产的全国地质调查。欧盟提出建立原材料战略数据库，通过有效畅通的数据来支撑矿产资源评价。利用欧盟资助的各类项目，提供有关地质信息，以支持获取关键矿产的空间土地利用计划。2010年欧盟特设改善矿产资源开采框架条件工作组，实施相关计划，其目标都是评价尚未查明储量的矿产资源，重点是关键矿产。

二是鼓励开展国内关键矿产勘查。美国强调查明关键矿产新的来源，确保美国矿业公司和生产企业可以采取电子方式获得美国国土范围内最先进的地形、地质和地球物理数据。欧盟鼓励成员国增加国内采矿业投资，加大关键矿产勘查力度。

三是简化关键矿产矿业权审批流程。美国要求精简矿业权租让和许可程序，加快关键矿产资源准入速度，推动勘探、生产、加工、回收和冶炼进程。欧盟鼓励成员国制定矿产资源政策，使得矿产资源勘查和开发审批流程更加有效、清晰、易懂，简化行政程序。

稳定全球供应

稳定全球供应是世界主要国家保障关键矿产供应的重要手段。提高国外来源的关键矿产保障程度，是各个国家对关键矿产关注的重点，也是关键矿产管理的要点。美国政府明确提出，改变关键矿产依赖国外供给的格局，欧盟的主要目标是加大国外关键矿产供给力度。稳定全球供应、降低国外供给风险，成为各国关键矿产管理的重要任务。

加强循环利用

当前，全球关键矿产最终产品的回收率很低，许多情况下不到1%。世界各国都在研究制定和积极实施关键矿产最终产品回收利用的措施，形成全产业链的高效回收利用，推进循环经济。欧盟于2015年提出《迈向循环经济》报告，2017年提出《关于欧盟循环经济行动的报告》，2018年提出《关键原材料和循环经济报告》，大多涉及关键矿产最终产品的回收利用。

推进技术研发

目前的研究，以减少关键矿产使用强度、寻求替代技术突破等创新创造为主，重视基础性研究，促进清洁能源发展，拓展关键矿产供应多样性。美国地质调查局全面开展全球评估,确定关键矿产新的资源，关注矿产品使用效率、替代、回收等技术。日本经济产业省与资源开发企业和大学合作，促进关键矿产的高效使用和循环利用。欧盟《原材料倡议》提出后，已经实施56个项目，其中技术类项目2.67亿欧元，包括勘探、开采、选冶、替代性、废弃物处理等技术；非技术类项目2830万欧元；国际合作750万欧元。

启示与建议

加强关键矿产调查研究及勘查工作

鉴于国际经验，建议我国提高对关键矿产工作的重视程度，加强关键矿产的调查研究及勘查工作。

一是建议组织专门力量，进行关键矿产目录编制研究。对此，要建立专责小组，确定关键矿产评价指标体系，提出关键矿产清单，尽快形成我国关键矿产目录。同时，加强对备选关键矿产的形势分析，加强跟踪监测、预警和研判，有针对性地提出关键矿产的发展战略和产业政策。

二是抓好关键矿产潜力调查评价与规划。建议针对重点地区、重要成矿带加强关键矿产资源潜力调查评价，加强关键矿产成矿理论模型研究，摸清我国关键矿产资源潜力，并以此为基础做到关键矿产资源潜力调查工作制度化。

三是加大关键矿产勘查力度。建议将关键矿产勘查作为今后“找矿突破战略行动”的主攻矿种，进一步创新找矿机制，采取积极有效的激励措施，吸引社会资本对关键矿产勘查的投入。对此，要重视理论及方法、机制创新等研究，着重加强绿色勘查工作，为提高关键矿产国内保障能力奠定扎实的资源基础。

四是制定相应的关键矿产矿业权制度。建议在深化矿产资源管理制度改革过程中，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，优化矿业权出让流程，完善矿业权出让收益标准，降低企业矿业权获取和持有成本，加快关键矿产地质调查成果的应用转化，尽快将找矿靶区转化为可以向社会出让的探矿权。

五是加强关键矿产全流程和生命周期管理。建议确立跨部门协调机制，由资源管理部门、产业管理部门乃至境外投资促进部门采取统一政策和目标导向，确保关键矿产的安全稳定供应。同时，要采取多种政策手段加强技术研发工作，重点是关键矿产的高效利用和循环利用以及替代品研究，提高国内关键矿产资源的勘查开发和利用效率。

六是优化境外关键矿产资源战略布局。加强对国外关键矿产战略布局研究和前期基础调查，引导企业“走出去”获得矿权。尤其要关注“一带一路”沿线国家集中度高的关键矿产，如南美铜、锂矿，非洲的镍、铜及钴矿等，要作为战略布局的重点。

作者单位：中国地质调查局发展研究中心（自然资源部矿产勘查技术指导中心）