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    杨经绥在国际会议上作报告

    杨经绥在智利开展现代洋壳调查野外工作

    2015年春节期间,杨经绥率团队在智利开展野外工作

    杨经绥与白文吉研究员在俄罗斯乌拉尔野外

    对杨经绥来说,科学研究也如同攀登,心中怀有信念和热爱,付出更多的汗水,才能登上一座座山峰,看到常人无法看到的独特风景。

    2017年11月28日,中国科学院公布2017年院士增选结果,中国地质科学院地质研究所研究员杨经绥光荣当选。

    杨经绥发现和厘定了我国柴北缘、东秦岭和西藏松多等3条高压/超高压变质带;厘定了东昆仑阿尼马卿和西昆仑库地蛇绿岩组合,为建立高原北部古板块体制的演化作出重要贡献。他建立的“蛇绿岩型(罗布莎型)金刚石”,为世界开启了研究深地幔物质的重要新窗口。

    杨经绥从事地质科学研究已经整整40年。40年里,他大部分时间和精力都投入在青藏高原的崇山峻岭中,爬上了数不清的山峰。对他来说,科学研究也如同攀登,心中怀有信念和热爱,付出更多的汗水,才能登上一座座山峰,看到常人无法看到的独特风景。

    从书本到野外

    青藏高原给了他最好的淬炼

    1977年,杨经绥从长春地质学院地质勘探系毕业,分配到中国地质科学院地质研究所工作。那时的他血气方刚,大学期间系统而刻苦的学习,让他装了满脑子地质学知识。可对地质学研究来说,野外实践尤其重要。刚刚走出校门的杨经绥,最需要的就是到野外一线去历练,把从书本上学到的知识投射到岩石上,真正走进大自然的地质王国。

    这时,青藏高原的群山发来了遥远的呼唤。1978年正是全国铬铁矿会战的尾声,杨经绥参加了西藏藏北东巧铬铁矿和蛇绿岩填图及雅鲁藏布江蛇绿岩和罗布莎铬铁矿调研项目,他第一次来到青藏高原,就与这片大山结下了一生的不解之缘。

    杨经绥无疑是幸运的,青藏高原虽然气候严酷,工作条件艰苦,但其地质的独特性、复杂性,作为野外地质工作的历练场,是再好不过的了。杨经绥满腔热血地投入野外工作中,跑路线、看剖面、填图、写报告,高寒缺氧的环境并没有难住他。这在一定程度上得益于他的知青经历。入学长春地质学院之前,杨经绥曾在北大荒从事了5年生产劳动。茫茫荒原,天寒地冻,练就了他健壮的体质,馈赠给他勇气和毅力。杨经绥曾说,经历过北大荒岁月,他对任何恶劣的自然条件不再有畏惧感。

    项目负责人白文吉特别器重这个工作勤奋、踏实的小伙子,经常鼓励他,指导他。这让杨经绥很快成长起来,熟练掌握了一项项专业技能。短短几年的时间,他已经从初出茅庐的书生变成能够在野外独当一面的青年地质科技工作者。

    项目结束后,杨经绥从西藏回到北京,但他很快就等来了再上高原的机会。1980年,中国与法国合作开展青藏高原地学研究项目同时,来自全国的地质精英组成了18个青藏高原地质调查分队,准备全面开展高原地质研究。得知这一消息后,杨经绥马上跑去找刚刚被任命为第一分队队长的姜春发。“姜老师,我在西藏东巧铬铁矿区填过图,很喜欢和向往高原工作,也不怕吃苦,让我加入您的团队吧。”杨经绥诚恳而充满期待地说。姜春发对杨经绥的人品和工作态度已有耳闻,痛快地答应了这个主动请缨的年轻人。

    这一去就是5年。杨经绥在人烟稀少的高原,从事东、西昆仑蛇绿岩研究,探索曾经浩瀚的大洋,如今成为莽莽昆仑山的地质构造背景。在旁人看来艰苦而寂寥的工作,杨经绥却说“干得很过瘾”。是啊,昆仑山口、帕米尔、红其拉甫、阿里……光是这些名字,就有种天高海阔的豪迈。几辆车,几个人,带上帐篷、汽油、日用品,一跑就是几个月。最长的一次,他们在野外连续工作8个月。

    在神奇美丽的边疆,杨经绥找到了施展才华的宽广舞台。“搞地质研究,看再多教科书,都不如去野外现场看一看。但光在野外跑,也不行。必须带着思考,带着科学问题跑。”随着对东、西昆仑上这一带了解的加深,杨经绥脑子里产生了一个个地质科学问题,他一边在野外工作,一边寻找问题的答案。

    项目结束时,项目组合作的专著《昆仑开合构造》获得了当年原地矿部科技进步三等奖。姜春发把杨经绥的名字放在了作者中的第二位。“姜老师,我们7个人,我年龄最小,排在第二个不合适吧?”杨经绥一度谦让。姜春发说:“这个排名顺序是按照对项目贡献的大小,而不是年龄大小。”

    走出校园后,杨经绥一脚踏入的野外,就是青藏高原,一晃就是8年。这段时期,杨经绥谦虚地称之为实习阶段。通过“实习”,他加深了对岩石、构造的认识,熟悉了青藏高原的地质环境,增长了见识,为之后的地学研究打下了坚实的基础。披荆斩棘的地学研究利剑,经过淬炼,锋芒初露。

    解密特提斯

    海外留学给了他全球的视野

    1986年,杨经绥被公派留学加拿大,在达霍西大学吉姆霍尔教授的指导下,攻读博士学位。

    早在两年前,霍尔教授就认识了这个来自中国的年轻人。1984年,杨经绥到塞浦路斯参加国际科学钻探培训班。他和来自印度和埃塞俄比亚的两名学生一组进行地质填图、写地质报告,吉姆正是指导老师。杨经绥过硬的基本功和严谨的科学作风让吉姆印象深刻。

    再次见到杨经绥,吉姆问他:“你的论文打算做中国的青藏高原还是塞浦路斯呢?”杨经绥并没有马上回答。他用3个月的时间查阅各种英文文献,了解国际地学界岩石和构造领域的研究情况。当时,关于青藏高原的研究很少,文献多数来自国内。而关于塞浦路斯的研究,前人已经做了很多工作,已经有大量的论文发表,研究比较深入。塞浦路斯拥有全球最经典的古特提斯洋地质遗迹,记录了完整的地质层序和特提斯洋的历史。研究古特提斯洋形成和关闭的过程,有望对地球上大陆和海洋的形成产生新的认识。青藏高原,也是古特提斯洋的一部分。选择塞浦路斯,便于与国际同行之间的交流,也便于导师的指导。而选择塞浦路斯,也意味着必须要在前人研究的基础上取得新的发现,挑战性很强。吉姆认可了他的选择。

    1987年,杨经绥再次来到塞浦路斯。吉姆帮他联系了当地一户人家,让他住在家里面。每天一大早,杨经绥就骑着山地车上山去,一个接着一个地看地质剖面,详细记录地质特征。有一天下山时,山地车速度很快,不小心撞到一道坎,连人带车都飞了出去。杨经绥的膝盖摔破了,山地车也摔坏了。那里距离他住的地方还很远,正发愁怎么回去时,幸好一辆卡车路过,停了车。车上下来一个当地人,在了解了杨经绥的困难之后,答应帮他修车。好心人把杨经绥带到家里,在车库里帮他修好了山地车。“真没想到一个中国年轻人会骑着自行车,在我们国家的大山里辛苦地研究地质,太了不起了。”

    回到住处时,天色已晚。杨经绥远远地望见他借宿那户人家的老妈妈正在门口焦急地眺望。看到杨经绥,她眼泪流了出来,“到了时间还没回来,我担心你出了什么事。”“我没事,就是摔了一跤,车子已经修好了。”杨经绥一边安慰老妈妈,心中一股暖意涌了上来。

    过了段时间,吉姆来检查杨经绥的工作,在看了他的各种记录和成果后,对他野外工作的扎实大加赞扬。反过来,导师严谨的治学态度、科学的培养方式、和善正派的为人,也给杨经绥很多有益的影响。

    杨经绥的博士论文《塞浦路斯古海底构造重建》,在前人研究的基础上,提出了自己新的认识,得到了学术界的肯定。海外留学生涯,给了他地学研究的全球视野,使他把握到研究领域最前沿的脉动。他的剑,磨得更锋利了。

    毅然返高原

    在我国发现两条超高压变质带

    1994年春节,杨经绥在大洋对岸收到时任中国地科院地质所所长许志琴发给国外留学人员的新春贺信。许志琴在信里说,所里正在与法国合作开展青藏高原研究项目,祖国需要人才,欢迎他们回来参加。

    看到信后,杨经绥思绪万千,激动不已。青藏高原,那是他魂牵梦萦的地方,是他熟悉而热爱的地方。当年,自己还有一些问题没搞清楚,如今增长了知识,回去一定要解开谜题。

    4个月后,杨经绥就坐上了回国的飞机,又从北京直奔东昆仑。那又是一段过瘾的时光,故地重游,杨经绥的眼里却看到了比过去更丰富的东西。同时,他也感受到了团队良好的科研氛围,每个人都很努力、很敬业。“我一直认为,搞科研,一方面要找到兴趣点,另一方面要有良好的团队。许志琴院士带领的青藏高原研究团队,正符合我的期待。更重要的是,我的事业在中国。”于是杨经绥对许志琴说:“我想回来,正式参加你们的项目。”许志琴听了非常高兴。

    杨经绥的选择是正确的。1995年,地质研究所破格评杨经绥为研究员,1996年他开始带研究生,1998年被聘为地质研究所副所长,1999年成为博士生导师。2003年,杨经绥获得中央组织部、人事部、宣传部、教育部、统战部、科学技术部六部委颁发的“留学回国人员成就奖”。2007年,他荣获“何梁何利科学与技术进步奖”。

    每一年,杨经绥和同事们都有很长一段时间奔波在青藏高原的野外。他们去的都是人迹罕至的地方,甚至无人区。危险时刻躲藏在他们身边。1997年在可可西里,科研团队突遇暴风雪,温度极低,气压下降,几乎所有人都被强烈的高原反应击倒。到了夜里,一位同事突然昏迷,情况危急,急需输液,可蜷缩在车里,液体怎么也输不进体内。为了挽救同事的生命,杨经绥二话不说,爬到车顶,高举起吊瓶,在凛冽的风雪中站了一个小时,直至同事病情好转。2004年秋天,杨经绥和他的科研小组在野外作业时,不幸遭遇车祸。他受了重伤,断了五根肋骨和一根锁骨。在危难之时,他首先想的是别人,让医生先抢救别的伤员。在敦煌医院重症病房里,他还念念不忘工作。

    就在他们经历艰险的时候,新的发现也悄悄到来了。1996年,杨经绥和同事在柴达木盆地北缘鱼卡发现了榴辉岩,在柴达木盆地北缘都兰发现榴辉岩和含柯石英片麻岩,建立了中国西部一条长350千米的早古生代超高压变质带,开辟了西部超高压变质岩研究的新热点。

    “榴辉岩和柯石英是板块碰撞时在超高压条件下形成的。温度不能太高,压力却要很高。基于当时的发现,我推测我国大陆沿着中央造山带发生过两次碰撞,一次发生在5亿年前,一次在2亿年前。但是推测需要证据来支撑。”杨经绥说。

    2002年,支撑他推测的证据终于被找到了。那年春节期间,杨经绥和同事采用激光拉曼谱方法,对从秦岭取回来的几千个样本进行研究,从中发现典型的超高压矿物——金刚石。秦岭金刚石的发现,为中国西部的超高压变质带延至东秦岭提供了关键性的科学证据。杨经绥等人据此提出了沿中央造山带存在4000千米的早古生代和印支两期超高压变质作用事件的巨型超高压变质带的大思路,在国内外引起了很大反响。柴北缘和东秦岭两条超高压变质带,已被国际超高压权威标注在新的全球超高压变质带分布图上,为推进超高压变质带研究和中国关键构造问题的解决做出重要贡献。

    罗布莎突破

    深地幔研究领跑世界

    杨经绥心里,还有一个谜没有解开。1980年,西藏罗布莎铬铁矿,选矿时选出了金刚石。此事曾轰动一时,多数人不相信,认为地质背景完全不对,不可能出现金刚石。还有几名外国专家专程来考察,认为选出的金刚石是混染的。

    当年,杨经绥和老师白文吉就在罗布莎,亲身经历了这件事。明明就是金刚石!杨经绥意识到,把这件事情研究清楚,将真相大白于天下,有可能会带动重大理论突破。他在心中暗下决心,一定要弥补自己和白老师当年留下的遗憾,重回罗布莎。

    2006年,杨经绥如愿承担了罗布莎铬铁矿研究项目。这一次,他们很快就又发现了金刚石,而且是在原矿石里发现的。可消息传出去,国际地学界依然是一片质疑声。澳大利亚的科学家来了,日本的科学家也来了,要取回样品自己验证。当他们也选出金刚石,在自己的实验室里做微量元素分析后,终于相信了中国科学家的发现。他们就像发现新大陆般惊喜万分,回国后,在各种会议上为罗布莎的金刚石正名。铬铁矿里金刚石等超高压矿物的发现,把过去认识中浅部的地质运动,一下延伸到400公里深。

    过去研究地球深部的运动,都是在实验室里模拟,找不到样品来研究、来证实。如今终于有了看得见摸得着的岩石,来讲述地球演变的故事。美国一位院士撰写文章指出,杨经绥团队发现的罗布莎型金刚石,或者说蛇绿岩型金刚石,为世界地学界打开了一扇研究深地幔矿物和作用的窗口。2015年,国际地科联批准了国际地球科学研究计划“金刚石与地幔再循环”项目(IGCP-649)。

    杨经绥的全球视野,让他提出全球化的研究思路,即从全球尺度选择不同时代和地区的代表性蛇绿岩,查明金刚石等强还原超高压矿物群在古今大洋岩石圈中的空间展布、赋存状态及其形成和保留机制,探讨和揭示全球不同构造背景的地幔物质组成和深部地质作用。在这一思路指导下,他们的团队得到中国地质调查局和国家基金委支持,分别开展了塞浦路斯特罗多斯、阿尔巴尼亚、缅甸、土耳其和俄罗斯等地的蛇绿岩和铬铁矿调查取样。

    中国地质调查局地质研究所地幔研究中心团队通过蛇绿岩型铬铁矿这个窗口,研究地幔过渡带深度的矿物群,探讨铬铁矿的深部成因,为蛇绿岩铬铁矿的研究提供了新的思路。目前,我国的研究在国际上处于领先和领跑地位,带动了多国科研人员参与合作。杨经绥说:“例如,我们目前与美国、德国、法国和英国科研人员开展广泛和深入合作,每年我们都有研究人员去国外开展地质调查,取回不少样品,进行实验室合作研究,以我为主发表了合作论文。有些国家的科研人员已经用我们提出的研究思路,申请到了科研项目,并且邀请我们为项目指导。”

    2017年,杨经绥带领各国科学家在古巴采集了近3吨蛇绿岩和铬铁矿样品。运用现代高科技分析测试手段,它们可能揭开古加勒比大洋的裂解和关闭历史,同时可以探讨铬铁矿的成因,探讨深地幔矿物和深部物质的循环和侵位。明年,“金刚石与地幔再循环”项目计划去澳大利亚和新加里多尼亚举办研讨会并进行野外调查取样,将首次取得南太平洋小岛上的铬铁矿。杨经绥说:“我们十分期待,来自地球南半球的样品会带来什么样的惊喜和奥秘。”

    40年的科研生涯,杨经绥在自己的专业领域里,向着心中坚定的方向一步步攀登。如今,他已经带着一个中国科学家的自豪,登上了深地幔研究的世界高度。但他依然没有松懈,因为更美的风景在更高更远处。

    打开探索深地幔物质的新窗口

    探索资源环境和谐发展之路

    邓杰 邓善芝

    资源的综合利用,主要是指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;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;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。

    资源综合利用的重要性

    矿产资源综合利用不仅是解决矿产资源短缺的重要途径,而且是实现矿业经济可持续发展战略目标的现实选择,对有效利用和合理保护自然资源起着积极的推动作用。矿产资源综合利用是矿产开发的一项重要政策,也是合理开发、保护环境、维护生态平衡的一种有效手段。在矿产资源综合利用过程中,倡导低碳经济不仅有利于缓解我国经济发展的资源约束矛盾,调整优化结构和转变经济发展方式,而且对于减少污染排放、改善环境质量具有重要意义。

    1.矿产资源低碳开发

    就我国有色金属工业来说,每年排出废石上亿吨、尾砂7000多万吨,占用大量土地;数亿吨废水只有少部分复用或处理达标后排放。有色金属材料生产过程的许多材料含有一定量的有毒金属,如汞、镉、钍等,产生的废弃物已成为环境污染的重要因素之一。有色金属采选回收率仅为50%~60%;矿产资源综合利用率达70%的矿山仅占7%,综合利用率达50%的矿山不到15%,75%的综合型矿山企业综合利用率不到2%~5%;选矿回水利用率65%~70%;尾矿综合利用率为20%左右;冶炼的资源综合利用率为40%~60%,许多共、伴生矿没有综合回收;工业水重复利用率为72.8%;固体废物资源综合利用率为7%~8%;SO2的利用率约70%左右,致使每年排放大气中的SO2高达50余万吨。因此在有色金属工业的采、选、冶、加工过程中,对尾矿及“三废”进行综合利用显得格外迫切。

    2.再生资源回收利用

    除开展矿产资源的综合利用之外,发展再生资源回收利用也是非常重要。

    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。业内预计,到2020年末,我国再生资源回收行业整体产业链产值将达3万亿元。

    资源综合利用的途径

    综合利用固体废物生产的产品包括:利用煤矸石、铝钒石、硼尾矿粉、锅炉炉渣、冶炼废渣、化工废渣及其他固体废弃物生产建材产品、电瓷产品、肥料、土壤改良剂、净水剂、作物栽培剂;利用制糖废渣、滤泥、废糖蜜、淀粉废渣、造纸污泥等生产造纸原料、建材产品、酒精、饲料、肥料、赖氨酸、柠檬酸、核甘酸、木糖,碳化硅、饲料酵母,及多种有机糖类。

    综合利用废水(液)生产的产品包括:利用化工、纺织、造纸工业废水、制盐液(苦卤)及硼酸废液,生产银、盐、锌、纤维、碱、羊毛脂、多种无机盐类、粘合剂、酒精、香兰素、饲料酵母、肥料、制冷剂、阻燃剂、燃料等;利用酿酒、酒精、制糖、制药、味精、柠檬酸、酵母废液生产饲料、食用醋、酶制剂、肥料、沼气,以及利用糠醛废液生产的醋酸钠;利用石油加工、化工生产中的废硫酸、废碱液、废氨水以及蒸馏或精馏釜残液,生产硫磺、硫酸、硫铵、氟化铵、芒硝、硫化钠、环烷酸、肥料,以及酸、碱、盐等无机化工产品和烃、醇、酚有机酸等有机化工产品。

    再生资源生产的产品包括:回收生产和消费过程中产生的各种废旧金属、废旧轮胎、废旧塑料、废纸、废玻璃、废旧家用电器、废旧电脑及其他废电子产品 ,从中提取金属(包括稀贵金属)非金属和生产的产品;利用废棉、废棉布、废棉纱、废毛、废丝、废麻、废化纤、废旧聚酯瓶和纺织厂、服装厂边角料,生产造纸原料、纤维纱及织物、无纺布、毡、粘合剂、再生聚酯产品;利用废轮胎等废橡胶、废塑料生产的胶粉、再生胶、轮胎、防水材料、橡胶密封圈、塑料制品、建材产品、装饰材料、保温隔热材料;利用杂骨、皮边角料、毛发等生产骨粉、骨油、骨胶、明胶、胶囊、磷酸钙及蛋白饲料、氨基酸、再生革、生物化学制品。

    城市矿产垃圾:放错地方的资源

    据测算,每回收利用1万吨再生资源,可节约自然资源4.12万吨,节约煤1.4万吨,减少6万吨~10万吨垃圾处理量;每利用1万吨废钢铁,可炼钢8500吨,节约铁矿石2万吨,节能0.4万吨标煤,少产生1.2万吨废渣,减少86%的空气污染。

    在“城市矿产”回收体系当中,垃圾分类处理是废弃资源再生回收利用中重要的一个环节。通过分类投放、分类收集,把有用物资,如纸张、塑料、橡胶、玻璃、瓶罐、金属以及废旧家用电器等从垃圾中分离出来回收利用,既提高垃圾资源利用水平,又可减少垃圾处置量。按照一般城市特点,我们将城市可能产生的垃圾进行分类,主要分为:动物尸体、人畜粪便、可回收垃圾、餐厨垃圾、有害垃圾和其他垃圾。

    垃圾分类处理大致分为三个步骤:湿垃圾(有机垃圾)在有机垃圾加工利用厂被加工成有机肥或有机复合肥,用于绿化或农业施肥;干垃圾(无机垃圾)在生活垃圾分拣中心被进一步细化分类为废纸张、废塑料、废玻璃、废金属等可回收利用成分,再由相应的再生利用厂进行再生利用;有害垃圾在有害垃圾分拣处置站分拣,可回收利用物送去回收利用,残渣进行焚烧或安全填埋处理。

    对垃圾进行分类收集,有以下诸多优点:

    一是减少占地。生活垃圾中有些物质不易降解,使土地受到严重侵蚀。垃圾分类,去掉能回收的、不易降解的物质,能减少垃圾数量达60%以上。

    二是减少环境污染。废弃的电池中含有金属汞、镉等有毒的物质,会对人类产生严重的危害;土壤中的废塑料会导致农作物减产;抛弃的废塑料被动物误食,会导致动物死亡。

    三是变废为宝。中国每年使用塑料快餐盒达40亿个,方便面碗5亿~7亿个,一次性筷子数十亿支,这些占生活垃圾的8%~15%。1吨废塑料可回炼600公斤柴油。回收1500吨废纸可生产1200吨纸。1吨易拉罐熔化后,能炼结成1吨很好的铝块,可减少开采20吨铝矿。生产垃圾中有30%~40%可以回收利用,应珍惜这个本小利大的资源。

    石墨,缘何脱颖而出?

    曾小波 徐明

    2008年,英国曼彻斯特大学两位学者因发明石墨烯材料获得诺贝尔奖,在全球引发“石墨热”;欧盟宣布石墨烯入选“未来新兴旗舰技术项目”,并设立专项研发计划;日本将石墨作为重要战略性矿产资源进行储备;美国将石墨列为高新技术产业的关键矿物原料,实行立法保护。2015年10月,习近平总书记考察访问英国莫彻斯特大学石墨烯重点实验室;2015年10月,华为与曼彻斯特大学石墨烯研究所签订石墨烯合作战略协议;2016年,《全国矿产资源规划》将晶质石墨列为我国战略性非金属矿产资源。

    石墨烯晶体结构模型

    石墨到底是一种什么样的资源,为什么会在众多矿产资源中“脱颖而出”?在中国经济面临新常态、产业转型升级的关键时期,晶质石墨资源开发及高科技利用将会带来怎样的机遇与挑战?

    一、晶质石墨是什么

    石墨,别称“石涅、石黑、石螺、石黛、画眉石”,是C元素的结晶矿物之一,素有“黑金子”的美称,呈钢灰色、黑灰色,具半金属光泽,有滑感,易污手。

    石墨分为天然石墨和人造石墨,天然石墨可分为晶质石墨和隐晶质石墨。晶质石墨特别是大鳞片晶质石墨是高端石墨产品的重要原料,工业价值较大。

    中国石墨矿产分布及生产加工基地示意图

    二、晶质石墨的战略地位

    1.晶质石墨的性质

    晶质石墨具有金属和非金属两种特性,同时是碳结晶矿物,具有优异的导电、导热、自润滑、耐高低温、高化学稳定性、密封、抗辐射及可塑性型强等特点,使其在光学、微电子、热力学等方面具有独特的优异性能。

    2.晶质石墨的主要产品

    耐火材料:鳞片石墨大量应用于冶金工业中的石墨坩埚和镁碳砖生产等。

    高纯石墨:高纯石墨材料要求C≥99.9% ,用于核能、半导体等高新技术产业的材料,则要求C≥99.99 %。

    铸造工业用石墨:用石墨作铸模涂料,增加铸件的光滑度,减少铸件的裂纹和孔隙。对石墨原料的要求一般粒度0.074mm,含碳70%~80%。

    柔性石墨:具有较高的化学稳定性、耐高低温、耐腐蚀、耐辐射、导电、导热、安全无毒,且具有良好的柔韧性、自粘性和润滑性,广泛应用于石油、化工、冶金等领域。

    胶体石墨:拉丝用石墨乳粒度小于10μm,含碳98%~99%;模锻用石墨乳呈鳞片状,含碳要求在80%~99%以上,粒度+0.15μm。

    锂离子电池负极材料:目前成熟应用的主要是碳石墨材料,是电子、新能源汽车等新兴产业的关键性材料。

    各向同性石墨材料:是核能、半导体、电火花加工等高新技术产业发展急需的高端石墨产品,大量用于单晶硅、多晶硅等半导体材料的制造设备。

    电气工业用石墨:利用石墨制作电极、电刷、碳棒、碳管、阳极板、石墨垫圈等。对石墨原料的要求为粒度43μm,含碳94%~97%。

    石墨烯:是目前发现的最薄最轻、硬度最高、韧性最强、导热性和导电性最好的纳米材料,被誉为“21世纪的新材料之王”。

    3.晶质石墨的战略地位

    晶质石墨是多种工业必需的关键性原料:在航空航天方面,用于制造远程导弹或者航天火箭推进器的材料、宇宙航行设备的零部件等;在国防军工方面,用于制造新型潜艇的轴承,生产国防用高纯石墨、火药、石墨炸弹、隐形飞机和导弹的鼻锥等;在化工方面,用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、泵等设备,用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业;在电子方面,用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层、电磁屏蔽的导电塑料等;在新能源汽车方面,可用于锂离子电池负极材料;在核能工业,高密度的高纯石墨和氟化石墨,用作核反应堆中子减速剂和防原子辐射的外壳;在光伏产业,石墨烯是一种较好的储氢材料,用于制作大比电容的超级电容,提高锂电池的充放电效率,石墨烯也是太阳能电池较好的备选材料。

    晶质石墨将带动新能源、新材料等领域的技术革命。石墨烯将带来诸多工业革命性的技术进步,是未来科技竞争的核心。计算机及互联网领域的技术革命:石墨烯芯片的主频可达1000GHz,是普通晶硅电脑芯片的数百倍;通信领域的技术革命:石墨烯制成的天线以1000GHz的频率正常工作,远超目前常规的天线;新能源工业技术进步:石墨烯制成的超级电容器,充电时间只需1 毫秒,新能源汽车电池有望充电10分钟,连续开行1000公里;国防军工:石墨烯强度比钢强200倍,是现有测试材料中轻度最强的,这将带来武器工业的技术革命。

    4.晶质石墨的需求

    未来,传统领域石墨需求保持稳定,新兴产业石墨需求将快速增长,需求增长集中在晶质石墨。据中国地质调查局预测,2020年晶质石墨需求将达到95万吨,新兴产业需求占比将超过45%,其中,新能源和新能源汽车领域需求约23万吨,核电领域需求约14万吨,高端制造和电子信息等领域需求10万吨以上。预测到2030年,晶质石墨需求将达到135万吨,新兴产业需求占比将进一步提高。

    三、晶质石墨产业发展机遇与挑战

    1.我国石墨资源丰富,资源保障程度高。

    据美国地质调查局(USGS)统计,2017年,全球石墨储量2.7亿吨,80%集中分布于土耳其、巴西和中国。矿石种类上,晶质石墨主要分布在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国;隐晶质石墨矿床主要分布于土耳其、印度、韩国、墨西哥、奥地利、中国等地。多数国家只产出某一类型石墨,中国是少数几个石墨资源种类齐全的国家之一。

    中国石墨资源丰富,总保有量长期位居世界前列,其中晶质石墨资源量约2.6 亿吨。晶质石墨以大、中型矿居多,占矿产地总数的70%,全国晶质石墨保有矿物储量约88%集中分布于大型矿中。目前,我国已形成六大石墨生产加工基地,产量占全国的80%以上,其中晶质石墨主要产地有黑龙江鸡西、黑龙江萝北、山东平度、内蒙古兴和等;隐晶质石墨主要产地有湖南郴州、吉林磐石等。

    2.晶质石墨深加工技术相对落后,尚未成为资源强国。

    长期以来,我国晶质石墨深加工技术相对落后,大量出口低附加值产品,高端深加工产品主要依赖进口,开发利用粗放。

    石墨产品一般分为高纯石墨(固定碳含量>99.9%)、高碳石墨(94%~99%)、中碳石墨(80%~93%)和低碳石墨(50%~79%)四大类,国内企业主要生产低碳、中碳石墨产品,高碳和高纯石墨产品较少。球化石墨、柔性石墨和氟化石墨等深加工产品占比有限,深加工技术相对落后。出口的石墨产品80%为初加工产品,同类产品进出口价格相差悬殊,如球化石墨进口价格是出口价格的两倍以上。

    石墨矿石中含有大量的杂质矿物,晶质石墨矿石的品位较低,一般为3%~15%,但可浮性很好。在选矿过程中,需采用多段磨矿多段选别,通过筛分或水力旋流器分级,及时将已解离的大鳞片石墨分离出来,避免受到反复磨损。

    我国中小型采选企业数量多,生产规模小而散,技术设备落后,采富弃贫、采易弃难等现象突出,晶质石墨利用率仅为40%,资源浪费严重。

    四、结语

    晶质石墨不仅应用于耐火材料、电极电刷、铅笔、铸造、密封、润滑等传统工业领域,更是高端装备制造、新能源、新材料等战略性新兴产业及核电领域的关键资源,被誉为“21世纪支撑高新技术发展的战略资源”,素有“黑金”美誉。随着技术发展和应用领域的不断拓展,晶质石墨资源的战略地位越来越受到重视。

    我国是世界石墨资源大国,第一大石墨生产国、出口国和消费国,但长期以来石墨加工技术落后,大量出口低附加值产品, 高端深加工产品主要依赖进口,资源优势未能转化为技术和经济优势。未来,随着我国石墨资源战略地位凸显,科学利用和保护天然石墨资源,开发深加工技术和发展高端产品,将成为石墨产业发展的必然趋势。

     

    绿色引领 科学高效利用资源

    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

    绿色发展是新时代的主题。党的十九大提出的“建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国”的目标对各行各业提出了新的更高要求。

    矿业,这个古老的产业必须重塑形象,全过程、全方位融入新时代。近年来,特别是党的十八大以来,矿山企业和地勘单位在绿色矿山建设和绿色勘查方面进行了大量探索,取得了显著进展。

    在全国各行各业全面贯彻党的十九大精神的今天,按照“绿水青山就是金山银山”理念的要求,总结矿业绿色发展经验,进一步提升矿业绿色发展水平,加快矿业重塑形象进程成为全社会和矿业人的期盼。

    “两山理论”的矿业实践

    盛夏江南,让风景更美的是湖州的一簇簇新绿。而今年的湖州,又比以往更热闹一些。6月底,2018中国矿业循环经济暨绿色矿业发展论坛在这里召开。

    为什么是湖州?中国矿业联合会党委书记、会长彭齐鸣告诉中国矿业报社记者,本次论坛的主题是“为经济发展助力,为绿水青山增彩”。湖州市是习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”理念的地方。“两山理念”因矿而起,践行“两山理论”,矿业行业必须冲在前面。“湖州市在矿业绿色发展方面做了大量卓有成效的探索,取得了令人振奋的成果。”彭齐鸣说。

     

    资料图

    记者了解到,在这次大会的论坛上,与会代表们回顾习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”理念的背景和过程,通过再现珍贵的历史画面深刻感受“绿水青山就是金山银山”理念的内涵。会后,与会者还考察了湖州多个成功范例,能比较全面地了解绿色矿山建设进展情况。

    “晴天一片灰,雨天一路泥,远观像大雾,近看满身土,这是传统石料开采加工工人们给人的印象。但是在这里,我看到的却是整座矿山掩映在绿树花红中,甚至还能看到对环境极度挑剔的白鹭飞过。”“这哪里是矿区,分明是一个公园!”……代表们在观摩湖州部分矿山绿色发展的成果和矿业与经济社会发展融合的实例中,发出了阵阵感叹。

    在这里,他们看到了矿业开发过程可以实现动态复绿,彻底摒弃了过去那种先破坏、后治理的模式。在这里,他们也看到了矿业这座金山银山不仅可以无痕融入绿水青山,还会带来新的金山银山和更美的绿水青山。

    在这里,他们听到了矿业企业践行“绿水青山就是金山银山”理念的经验体会介绍,感受到了企业对矿业绿色发展、可持续发展的坚定决心。在这里,他们还听到了地方国土资源管理部门勇于创新的意识和行动、专家学者对生态文明建设内涵和方式的诠释,听到了地方政府推进矿业转型升级、发展接替产业的经验与体会。

    矿业这一传统产业在新时代绽放的新光彩、展示的新形象跃然纸上。这样的绿色矿业发展模式就是矿业重塑希望的雏形和模板!

    其实,在此之前,大会主办方——中国矿业联合会已经对全国绿色矿山建设与绿色勘查进展情况进行了广泛调查,并重点考察了若干地区绿色矿山建设的成功范例。今年更是对浙江省湖州、宁波和温州地区矿业绿色发展情况进行了专题实地调研。让人欣喜的是,调研中发现,各地绿色矿山建设的进展和成果丰硕,地方政府和矿山企业、地勘单位在矿业绿色发展方面经验丰富,绿色矿业发展欣欣向荣。而将会议地点选择在湖州,正是希望在这个“两山理论”的发源地,向全社会展示中国矿业践行“绿水青山就是金山银山”理念的决心、行动和成果,展示新时代矿业发展的前景和预期,展示矿业新形象的概念和要素。

    按照彭齐鸣的话说,2018中国矿业循环经济暨绿色矿业发展论坛被赋予了更重要的使命,讨论交流的不是常规的矿业问题,不是一般的管理和技术问题,更不是一般性的聚会交流,而是一次中国矿业展示践行“绿水青山就是金山银山”理念成果与体会,共议矿业创新发展、重塑形象的大会——要汇聚各方智慧,查找制约矿业绿色发展的制度问题,探讨解决问题的路径措施,为矿业绿色发展形成可复制的成功经验。

    为什么要重塑形象

    1950年2月17日,毛泽东同志在访苏期间专门去中国驻苏大使馆看望了中国留学生,并亲笔为学习地质专业的学生题写了“开发矿业”几个大字。这一题词极大地激励了全国千万矿业职工为开发矿业而努力奋斗,成为一代又一代矿业职工献身矿业事业的巨大精神财富。一时间涌现出了李四光、王进喜这些家喻户晓、妇孺皆知的矿业界英雄人物。矿业行业以“找矿兴国”为己任,为国家建设提供大量急需的矿产资源。

    但近年来,由于传统的粗放式开发方式,矿业被看成生态环境的破坏者而备受指责。矿业对经济社会发展做出的贡献好像因生态环境问题而被掩盖。随着工业化、城镇化的不断推进,各种新兴产业相继涌现并不断拓展,矿业的作用在一定程度上被冲淡,在经济产值中的比重有所下降。在人类向大都市聚集的同时,矿业似乎逐渐淡出人们的视野,距离日常生活越来越远,加上对环境问题的担忧,矿业似乎与现代化进程背道而驰,最终会走向衰亡。

    “实际上,矿业在整个国民经济中的基础性、战略性地位不可替代,经济社会发展改变的只是矿产品需求结构,而不是需求本身。”彭齐鸣表示,对于中国这样一个大国来说,资源安全问题至关重要。矿业的资源保障作用和产业支撑作用不容忽视。矿业将为中华民族伟大复兴事业提供物质基础和产业支撑。如何让矿业人在新时代建设中挺直脊梁,让矿业走上一条可持续发展的道路?彭齐鸣给出了这样一个答案——矿业必须要重塑形象。

    矿业重塑形象是生态文明建设的要求。习近平总书记指出,走向生态文明新时代,建设美丽中国,是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要内容。在习近平主持起草的党的十八大报告中,生态文明建设成为治国理政的重要内容,纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局,并首次把“美丽中国”作为生态文明建设的宏伟目标。

    2017年10月18日,习近平总书记在十九大报告中指出,坚持人与自然和谐共生,必须树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,坚持节约资源和保护环境的基本国策。像对待生命一样对待生态环境。要统筹山水林田湖草系统治理,实行最严格的生态环境保护制度,形成绿色发展方式和生活方式,坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路,建设美丽中国,为人民创造良好生产生活环境,为全球生态安全做出贡献。

    矿业重塑形象是自身可持续发展的要求。在新的历史时期,矿业一方面要为现代化建设提供矿产资源保障,另一方面要保障生态文明建设的要求,传统的发展模式已不可持续,也无法复制发达国家的矿业发展模式。因此,在建立生态文明与世界矿业命运共同体的背景下,如何创新发展,寻找一种符合中国国情、科学可持续发展、符合生态文明要求的全新的矿业发展模式,是我们面临的一个重大课题,也是中国的不二选择。

    矿业重塑形象是赢得社会公众理解认同的重要举措。党的十八大以来,生态文明建设被空前重视。2015年,中共中央国务院下发的《关于加快推进生态文明建设的意见》明确把发展绿色矿业、加快绿色矿山建设作为重要任务。在2016年召开的十八届六中全会上,中共中央总书记习近平强调指出,加强矿山地质环境恢复和综合治理。其实,早在2010年,原国土资源部就曾印发《关于贯彻落实全国矿产资源规划,推进绿色矿业建设绿色矿山工作的指导意见》,明确提出绿色矿山建设工作是矿产资源开发过程中不容忽视的重要环节。

    近年来,许多矿业企业在动态复绿方面做了很多有益有效的尝试。这些实践说明,矿业不仅能在开发阶段创造巨大财富,拉动就业,还能够引进后续绿色产业,实现可持续发展。重塑矿业形象,能让这些有益的实践转化为直观的视觉听觉符号,让社会公众了解,新时代的矿山已经不再是尘土飞扬、脏乱危险的代名词。矿山绿色发展可以使开发矿业实现全程绿色、文明生产,全程现代化开发,从而赢得社会公众的理解认同。

    重塑新形象的机遇

    中国特色社会主义新时代为矿业发展带来严峻的挑战,同时也提供了难得的机遇和广阔的空间。彭齐鸣表示,供给侧结构性改革、高质量发展以及制造强国战略都为矿业重塑形象提供了绝佳的机遇。

    所谓供给侧结构性改革,就是用改革的办法推进结构调整,矫正要素配置扭曲,扩大有效供给,使供给体系更好地适应需求变化,提高全要素生产率。党的十九大报告明确,必须坚持质量第一、效益优先,以供给侧结构性改革为主线,推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革。对于矿业来说,供给侧结构性改革任务艰巨。

    但是“危”“机”总是并存的。

    彭齐鸣认为,在产业发展中矿产资源供给的突出问题是供给结构不合理,或者“结构性匮乏”。“资源丰度和禀赋的不均衡是普遍存在的,但供给结构不合理则是产业发展自身的问题。我们大宗矿产品供给过多依赖海外市场,新兴战略性产业所需矿产资源的供给能力不足,三稀等非常规矿产资源的勘查开发与市场需求结合不够紧密,满足不了产业发展需求。”他表示。这些问题恰恰都与供给侧改革的目标“不谋而合”。

    彭齐鸣强调,“需要加强的是更好地发挥市场主体作用,引导更多的民间资本投入到这些领域。”只有过剩的产能,没有过剩的产品。抓住供给侧的“东风”,增加优质供给,提高产品竞争力,把过剩产能升级为优质产能,是矿企和整个矿业行业发展的惟一出路。

    高质量发展给矿业绿色发展提出更高的要求。中央经济工作会议指出,推动高质量发展是当前和今后一个时期确定发展思路、制定经济政策、实施宏观调控的根本要求,必须加快形成推动高质量发展的指标体系、政策体系、标准体系、统计体系、绩效评价、政绩考核,创建和完善制度环境,推动我国经济在实现高质量发展上不断取得新进展。根据建设富强民主文明和谐美丽社会主义现代化强国的目标,传统的粗放型矿业发展模式已经不能适合要求。在高质量发展的要求下,未来矿业行业要摒弃粗放发展方式、淘汰落后产能、践行绿色发展和培育新的动能,这样的要求无疑给矿业转型发展提出了更高的要求。

    在过去十年里,从国土资源主管部门到相关企事业单位,在推动矿业转向高质量、高效率发展的过程中做了很多有益的尝试,并取得了很多成功的经验。“原国土资源部推进的绿色矿山建设试点工作取得了巨大成效,为矿业发展的绿色之路奠定了重要基础。诸多企业积极响应,也取得了一些重要的经验。”彭齐鸣介绍道。这些都为矿业绿色发展、为矿业重塑形象积蓄了能量。

    的确,过去十年,是中国矿业绿色发展的重要阶段。中国矿业联合会在原国土资源部的指导下,开展了国家级绿色矿山试点工作,此项工作得到了矿业企业的积极响应,先后有661家矿山企业获得了国家级绿色矿山试点单位的称号,在绿色开采、资源节约与综合利用、矿山生态环境保护、矿地和谐等方面树立了一批样板,为我国矿业的绿色可持续发展提供了宝贵的可供借鉴的经验。

    2017年12月21日,中国矿业联合会在原国土资源部指导和支持下,联合61家会员单位共同发起成立了“绿色矿业发展战略联盟”,通过行业自律,倡导企业共同携手,加快推进绿色矿山建设进程。从此以后,矿企绿色建设有了“娘家人”,正如原国土资源部总规划师李永杰评价的那样,“这是推动我国矿业绿色发展的重要力量和服务平台。”

    实施制造强国战略给矿业转型升级提供支撑。中央经济工作会议指出,要推进中国制造向中国创造转变,中国速度向中国质量转变,制造大国向制造强国转变。彭齐鸣表示,“这对中国矿业发展是一个难得的机遇。”矿业是高科技支撑的产业,随着矿业的现代化,各类矿山设备不断升级,对机械、材料、光学、电子、自动化等各个领域都不断提出更高的要求,看似笨重的矿山机械装备实际上蕴含着大量的高新技术。因此,矿业的转型升级为实现制造强国目标提供了动力,中国创造也为矿业转型升级提供了支撑。

    据彭齐鸣介绍,中国矿业联合会正在组建智能矿山战略联盟,联合一批有志于矿业技术装备研发、制造、应用、推广和投资的机构和企业,整合国内行业资源,发挥产学研联合优势,建立智能矿山建设标准体系,争取政策、项目、资金支持等方面发挥作用,构建智能矿山建设的服务平台,共同推进中国矿业技术装备的转型升级。

    新形象的理解

    对矿业来说,“新形象”主要针对传统矿业的形象而言,突出表现为经济社会综合效益的高质量。“实际上,对于矿业这个古老的产业来说,转型从来没有中断过。但是,面对新时代的全新发展模式,转型升级不是一般概念上的完善,而是需要实现颠覆性的重大转变。”彭齐鸣强调说。

    那中国矿业的新形象究竟“新”在哪里?彭齐鸣认为集中在三个“新”。

    贯彻落实“新”理念。一方面,要秉承“绿水青山就是金山银山”的理念,实现从以开发资源为主要目的,兼顾环境保护的理念转向在确保环境保护符合新时代要求的基础上开发利用矿产资源。要在矿产资源开发获利的同时,切实保证自然环境资产保值升值。另一方面,要贯彻以人为本理念,由传统的、劳动密集型开采方式转向符合新时代要求,高科技支撑的现代化开采方式,要用技术装备的不断升级推进矿山生产的自动化、智能化,让矿业工作者的工作环境更加健康安全。

    动态恢复治理“新”模式。彭齐鸣认为,传统的矿业开发模式采取的是先开发(破坏)后治理的路。“实践证明,矿山闭坑之后的环境治理工作耗资巨大,难以靠财政收入来支付完成。而且,按照现有模式,在审批开发利用方案时也无法准确地判断闭坑后的治理费用,这些都使得先破坏、后治理的路难以走通。因此,动态恢复治理是解决矿山环境问题的必由之路。”他说。

    近年来,许多矿业企业在动态复绿方面做了很多有益有效的尝试,成功经验为绿色矿业标准体系建设提供了重要依据。随着动态复绿实践的不断深入,标准会不断提升,矿业发展过程将不再是破坏环境的代名词,而成为绿色发展的标志。

    矿业发展“新”遗址。矿业开发破坏环境似乎已经成为定律,粗放型的开发方式确实带来这种结果。然而,如果从顶层设计开始用绿色发展的理念统筹矿业开发,可以通过算大账实现资源环境的并重与双赢。从矿山设计开始就要对所在地生态环境价值和矿业开发带来的影响进行系统评估。除了实施动态复绿之外,还要对矿山开发、对环境的改变进行评估,要寻求环境改变带来的最佳方案,使得闭坑后的环境更加有利于人类生活。“国内已经有很多废弃矿山开发利用的成功实例,有的改造为地质公园,成为社会公众休闲度假的好去处;有的建成五星级宾馆,矿业遗址为宾馆增添了特色与魅力。这些都说明矿业开发留下的不一定是垃圾,还可以是资产,矿业不仅仅对环境造成破坏,还可以为营造更好的环境、改善居住环境提供条件。我国多数地区人口密度大,对于城市居民来说休闲度假的场所是个大问题。一些地区利用矿业遗址改造形成的公园或休闲度假场所有效地改善了这一状况,使得矿业开发给当地经济社会发展带来收益。”彭齐鸣做出进一步阐释。

    我们不难看出,矿业重塑形象就是要将绿色作为基本元素,将矿产资源的开发利用可以与生态环境相辅相成,让矿业成为“五位一体”的重要组成部分和连接纽带。

    除了矿业自身的转变,彭齐鸣认为,矿业重塑形象也需要管理系统的支持。

    “首先要完善矿业有关法规。”彭齐鸣表示,现行法规多为改革初期建立,与现在的发展理念和发展方式有许多方面不适应,特别是改革过程中形成的一些成功经验没有在法规中得以充分体现。在有关法规的制定或修改过程中,需要充分考虑我国矿业的战略地位,确保矿业健康发展以发挥资源保障与产业支撑作用。“需要重视的是,在处理开发与保护关系问题上,既要确保矿业的战略地位,又要确保矿业绿色发展。其中,绿色发展除了政策法规指引约束之外,还要依靠有关制度和标准。”彭齐鸣强调。

    “其次是完善规划体系,让矿业融入经济社会发展的方方面面。”彭齐鸣说。在规划体系中,最重要的就是要处理好矿产资源(金山银山)与生态环境(绿水青山)之间的关系。矿产资源规划是矿业发展的指南,必须与各行各业的规划相互协调,否则协调发展就成为一句空话。不可否认,矿业开发在带来经济收益的同时对环境造成破坏。但也可以通过科学规划和有效措施给环境加分,给自然资源总资产增值。如何做到经济社会效益的最少减分,最大增值是规划需要解决的重要问题,要通过多规合一使矿业发展融入经济社会的方方面面,并使其成为受各方面欢迎的正能量。

    “同时,还要充发挥社会组织的作用。”彭齐鸣补充到。党的十九大对新时代社会组织的职能作用提出明确要求。社会组织是协商民主的重要组成部分,参与社会治理、环境治理已经成为社会组织的重要使命。在环境治理方面,要“构建政府为主导、企业为主体、社会组织和公众共同参与的环境治理体系。”

    在矿业行业发展中,社会组织一直扮演着十分重要的角色,可以将企业的诉求反映给政府部门,将政府部门的要求传递给企业。彭齐鸣以《矿产资源法》和有关规章修订为例,“中国矿业联合会及有关协会可以收集、汇总企业对矿法的修改意见建议,反映给政府部门,确保管理部门能够真实全面地了解实情,使出台的法律文件更具可操作性,起到应有的作用。”

    新时代为矿业绿色发展打开一道大门,指明了一条充满无限机会的光明大道。沿着这样的道路走下去,通过矿业行业内部的重大调整与外部环境的改变,矿业将以崭新的形象出现。沿着这样的道路走下去,在制造金山银山的同时,营造更美的绿水青山,成为建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国进程中不可替代的力量。

    绿色发展,重塑形象前途光明,任重道远。中国矿业要以习近平新时代中国特色社会主义思想为引领,在践行“绿水青山就是金山银山”理念方面持续探索,大胆实践,为使矿业在新时代经济社会发展中发挥更大、更重要的作用,从而推进矿业自身可持续发展做出更大的贡献。

    绿色发展 重塑形象

    2月1日下午,地调局物化探所在北京举办了2018年京区离退休同志春节团拜会。团拜活动内容丰富多彩、参与度高,使参会京区离退休老同志倍感亲切和温暖,取得圆满成功。

    彭轩明同志代表物化探所领导班子给全体京区离退休老同志拜年,并介绍了2017年物化探所地调科研工作成就和2018年工作安排,以及物化探所今后贯彻落实十九大精神和局离退休干部工作会议精神的部署,与现场的老同志进行了亲切交谈。离退休干部处对做好京区离退休同志服务管理工作作了发言,表示离退休干部处京区全体工作人员一定传承中华民族敬老爱老的传统美德,牢固树立用心用情为老同志服务的观念,让老同志满意,让组织放心。

    团拜会上,物化探所领导与参会的老同志一起合唱《歌唱祖国》和《社会主义好》等歌曲,部分老同志表演了独唱、男女对唱、小合唱等节目。老同志们表演的精彩节目,给团拜会带来了欢声笑语,得到全体老同志的一致称赞。

    通过此次团拜会,使老同志感受到了组织的关怀,让老同志对物化探所的情况有了更加全面和深入的了解,也增进了老同志之间的交流沟通。活动结束后,多数老同志仍觉意犹未尽,大家对团拜会的反映良好,没有参加的老同志纷纷表示今后一定参加,积极融入到集体大家庭,安享晚年生活。

    物化探所举办2018年京区离退休同志春节团拜会

    近些年,深海矿产资源勘查开发引起了世界各国的高度重视,海底技术进步、原材料价格上涨和价格大幅波动造成的原材料供应风险,已成为推动各国开展海洋矿产资源商业化开发的三大驱动力。近日,《地质调查动态》撰文对深海采矿现状、面临的主要挑战进行了深入探讨,并对深海采矿的前景进行展望,本期摘编其精华内容。

    ●海底矿床勘查目前正在加速进行,不断有国家或公司要求签订新的合同,其中在公海地区进行的勘查项目需经国际海底管理局批准。

    ●虽然开采海底矿产的技术取得重大进展,但还远远不够,亟待开展技术创新,采用降低成本的绿色技术是未来深海采矿的必由之路。

    ●深海采矿将成为本世纪人类满足自身发展需求的战略之举,但其前景受到技术、经济、地缘政治、国际法律法规等多重因素制约。

     

    动因

    唤醒沉睡海底的矿产宝藏

     

    传统意义上的“深海”,是指大陆架以外的海洋部分,通常水深在200米以上。深海资源一般指公海以及国家专属经济区(EEZ)以外的海洋资源部分。深海资源可分为矿产资源和生物资源两类。矿产资源主要分为多金属结核、富钴铁锰结壳和海底块状硫化物(SMS)三种类型。

    这些富集在深海的金属或非金属资源的副产品,很多都是现代高科技、绿色技术或新兴技术必不可少的原材料。例如:碲用于光伏太阳能发电,钴用于混合动力汽车和电动汽车电池,铋用于核反应堆的液体铅-铋冷却剂,铌用于高科技高温合金等。

    过去15年来,深海矿产资源勘查开发引起了世界各国的高度重视。有的国家以国有企业或专业科研院所为主进军深海,有的则是通过国家层面的立法为民间投资深海创造便利条件。至于全球层面的深海资源勘查开发治理平台也不断涌现,并日臻完善。从根本动因上来看,海底技术进步、原材料价格上涨和价格大幅波动造成的原材料供应风险,已成为推动各国开展海洋矿产资源商业化开发的三大驱动力。

    开发深海矿产资源的意义在于,它不仅可以满足国家产业发展对战略性矿产供应安全的需求,还能促进洋底填图及相关技术的发展,促进海底采矿相关服务和装备的研发,提升对深海资源的认识,维护国家战略利益。21世纪以来,世界各国对深海矿产资源的兴趣与日俱增,竞争日趋激烈。据荷兰资源专业中心数据,2010年美国在深海采矿方面的创新力排在第一位,欧洲排名第二,中国居第三位,其后依次为日本、韩国。

    此外,相较于陆地采矿,深海采矿的优势较为显著。例如:陆地采矿会在环境中留下大量“足迹”:需要修路,建造房屋和基础设施,挖掘露天采矿场矿坑,影响河道,并产生数百万吨的废石。而海底采矿不需要修路,没有海底矿石运输系统或建筑物,几乎不需要建任何海底基础设施。铁-锰结壳和结核基本上都是暴露在海床之上呈平铺状态。SMS矿床厚度可达几十米,但矿床上几乎或完全没有覆盖物。开采陆地矿床需要剥离覆盖层,挖掘出来的废石量在总挖掘量中的占比可达75%之高。而深海采矿的平台是船,可以很方便地从老矿点转移到新矿点,选择规模虽小但品位高的矿床进行开采。除矿石品位高外,海底采矿的另一个优点是可以在一处采矿场回收3种或更多种金属。3种主要类型的深海矿床(结壳、结核和SMS)都具有这样的优点。陆地采矿影响土著居民或原住民生活的问题正日益受到关注,而深海采矿不会引发这样的问题。

     

     

    挑战

    深海矿产开采存在法律空白

     

    深海采矿将是本世纪人类满足自身发展需求的战略之举,其前景受到技术、经济、地缘政治、国际法律法规等多重因素的制约。

    对深海矿产资源认知不够,勘查开发监管存在风险。行业内和研究学者们基本都知道深海矿床在哪里,但是对于资源的集中度、规模大小却知之甚少。这对于需要据此开展成本效益评估的单个项目来说,矿床品位及规模的不确定性成为制约其开发的主要因素。例如:加拿大鹦鹉螺矿业公司圈定的索尔瓦拉1号矿床,是当前世界上最先进的深海采矿项目,但其资源仅够开采两年。其结果是,现在还不能确定,该公司为开矿而进行的巨大投资是否具有经济效益,因为仅仅建造一艘船的费用就高达10亿欧元。

    深海采矿主要的缺陷和风险在于“社会环境运营许可”。由于深海采矿通常位于国家管辖区外,关于勘查活动的国际监管框架的制定进程缓慢。这就导致企业参与无章可循,使得投资者望而却步。环境组织和科学家们也声称,当前对于深海采矿给生态系统造成的环境破坏风险知之甚少。

    国际法律框架不完善,开采条款未出台。大部分深海资源都位于国家管辖区以外的国际水域,法律框架复杂。对于深海采矿引发的新问题,国际法律框架层面还存在着诸多的不确定性和空白。规制海洋活动最重要的国际法是联合国海洋法公约(UNCLOS),其在1982年通过,1994年开始实施,目前世界上有166个国家已经签约成为会员国,但也有例外,如美国。

    为了管理和协调深海矿床相关事宜,1994年在UNCLOS下成立了自治国际组织——国际海底管理局(ISA)。所有公约签署成员国自动成为ISA的成员。截至目前,ISA分别于2000年、2010年和2012年通过了勘查结核、硫化物、结壳的条款,但是关于开采的条款还在制定当中。

    结核和SMS勘查开发技术较为成熟,结壳挑战性大。深海采矿通常包括几项关键技术。首先是要有现代化的装备齐全的船。目前,已有好几艘勘查船在运营,它们通常属于国家研究机构和地质调查局。开展巡航研究是很昂贵的事情,一艘船的运营成本约5万~10万欧元/天。另一项关键技术是可用于深海采矿作业的遥控机器人(ROV)。SMS在输送至海面之前,要用ROV进行开采。散落于海底淤泥中的锰结核,可通过ROV真空将其从海底吸出来。锰结壳可通过在洋底作业的ROV进行剥离并磨碎。ROV可将这些混合物运送至提升系统,管运至海面的船上。通常,一套深海采矿系统包括4个子系统:采掘系统、提升系统、海面平台和处理系统。

    对于深海采矿技术,行业内似乎对商业化开采很有信心,认为以当前的技术水平足以满足需求。这些技术源自油气钻探,钻进深度通常可达2000米以上。然而,开采不同类型的深海矿产,其技术要求不尽相同。现有的或目前正在建立的第一代深海勘查开采技术只适用于铁-锰结核和SMS,不适用于铁-锰结壳。勘查和开采铁锰结壳需要克服两个主要的技术难题,一个是勘查和描述矿山特征,另一个是开采。勘查工具必须是深海拖曳式或可以装载在ROV上,并且可以在现场测量结壳的厚度以计算储量。最佳途径可能是开发一种多光谱地震探测工具和伽马辐射探测器,但必须解决伽马射线信号在海水中衰减的问题。与铁锰结壳相比,结壳基岩的种类繁多,伽马射线探测器在区别结壳基岩物理性能方面效果最好。开采方面的难题是,采矿工具必须能把铁-锰结壳与结壳基岩分离开,从而做到只开采结壳,不开采基岩,因为基岩开采会大大稀释矿石的品位。困难在于,结壳是牢固地附着在基岩之上的。分离结壳与结壳基岩的工作必须在水下1500m~2500m处的不规则且往往是粗糙的海床上进行,而且结壳以下的各种结壳基岩的韧性又各不相同。攻克这一难关需要进行高水平的技术创新。

    资源价格和资本成本是制约深海采矿的两个主要外在因素。深海采矿主要受到包括资源价格和资本成本在内的外部因素影响。对于采矿本身,用于造船和开发必要技术的初始投资成本是巨大的。不是所有项目都在商业上可行,但是走向深海在很多情况下却是一个战略性问题。采矿业一直是一个高成本产业,将深海采矿成本与陆域采矿进行对比很重要。对于陆域采矿,总成本包括环保成本、固定基础设施成本和劳动力成本,相较而言,深海采矿对投资者颇具吸引力。

    据欧盟方面测算,深海勘查一天的成本超过10万美元,大部分勘查航次的预算在5000万~2亿美元之间。对开采而言,一天的运营成本高达好几亿欧元,这还取决于矿床及其位置。最大的成本是船、钻探及船员的费用。从经济角度来看,很多方面都取决于上述外在因素,主要包括某种资源在一定时期的市场价格以及相较于陆域采矿的成本控制。

    深海采矿的环境影响可能会很大,要提前开展风险评估。所有扰动地球表面的活动,无论是陆上的还是深海的,都会扰动甚至摧毁动植物栖息地。因此,必须制定最环保的工作计划,并使所有地球表面的活动都按计划开展。与陆域采矿相比,深海采矿具有环境影响小的优势。然而,至今业界对于深海采矿会造成哪些环境问题尚知之甚少,目前全球只有一座海底矿山——索尔瓦拉1号矿,拥有此矿的加拿大鹦鹉螺矿业公司提交了一份开采此矿的环境影响报告,这是当前现实中唯一的陈述海底采矿环境影响的报告。考虑到矿床类型和开采工具等方面的因素,海底采矿的环境影响可能会很大。因此,基于不同尺度原地实验的风险评估是深海采矿实施前必不可少的工作环节。

    研究人员通过实施一些国际科学计划研究了开采铁-锰结核可能会造成的影响,这些国际计划以广泛的野外考察以及理论和实验室研究为基础。在采矿车辆经过的地方,动植物栖息地显然会遭到破坏,海底水层中还会产生沉积物卷流,卷流的范围有多大则不可预知。国际海底管理局2008年开展的一个项目得出这样的结论:难以预料开采海底结核会对生物多样性产生什么样的威胁,以及会带来多大的物种衰落风险,因为我们对海洋物种数量和地理分布情况的了解十分有限。存在潜在毒性的金属可能会在短时期内从孔隙水中释放出来,或在结核碎屑解吸作用下产生,特别是当采矿作业降低了表面沉积物中的氧含量时,这种情况会发生。

    从深海采出的矿石将被运送到陆上的选矿厂。一旦矿石被运到现有或新建的选矿厂加工处理,也会引发与现有陆上选矿厂同样的环境问题。但新建选矿厂可能会更高效并采用先进的绿色技术。船上的选矿工作可能将仅限于矿石脱水,把水回灌到水下采矿场。如果是开采结壳,可能会在船上进行浮选,以去除结壳基岩。

     

     

    现状

    各国加速“淘金”探明深海富矿区

     

    其实,科学家早在100多年前就知道深海里有矿产。然而,对深海矿床成因、分布和资源潜力的研究却始于最近几十年。20世纪70年代,科学家首次对东北太平洋克拉里昂-克利伯顿断裂带(CCZ)铁-锰结核进行了详细研究。当时有人预言,对CCZ海区铁-锰结核的开采将于20世纪70年代末至80年代初开始,但这一预言没有成为现实。1977年,科学家又在太平洋加拉帕戈斯海脊发现了热液系统。此后不久,研究人员又于1979年在东太平洋隆起发现了“黑烟囱系统”。20世纪80年代早期,对海底铁-锰结壳的研究引人注目,因为从铁-锰结壳中开采钴的前景被看好。然而,由于全球市场金属价格在20世纪90年代前后直至21世纪初持续低迷,开采海底矿产的积极性受到打击,开采计划被搁置。但针对海底矿床的研究与开发工作一直没有中断。进入21世纪以后,随着全球金属价格的上涨,深海矿产资源的勘查开发再次引起广泛关注。

    结壳通常沉淀在海底山岭、山脊和高原上,水深400m~7000m,厚度最大和含金属最多的结壳位于水下800m~2500m处,采矿作业最佳水深1500m~2500m。西北太平洋底海山的年代为侏罗纪,是全球海洋中最古老的海山,其结壳最厚,稀有金属的含量通常也最高。因此,西北太平洋中部赤道海区被认为是勘查海底结壳的主要地带,即通常所称的“中太平洋主结壳带(PCZ)”。

    对于结核而言,太平洋尤其是东北太平洋的克拉里昂-克利伯顿断裂带(CCZ),秘鲁盆地,以及南太平洋的彭林-萨摩亚盆地是发现结核最多的海域。印度洋盆地中部也发现了一处大型结核带,西南大西洋的阿根廷盆地和北冰洋等海域内可能也有铁-锰结核带,但这些海域的勘查程度非常低。CCZ海区最具经济吸引力,在这一海区内,已经或正在等待与国际海底管理局签署勘查合同的勘查区块有13处。矿业公司之所以对CCZ海区感兴趣,是因为此海区有大量铁-锰结核且镍和铜的富集度高。

    总体来看,截至2013年,已签署海底勘查合同的占地面积约为1843350km2,其中约一半勘查项目是沿海国家在其各自的专属经济区(EEZ)内进行的,其余勘查项目是在国家管辖区外的公海地区进行的,在公海地区进行的勘查项目需经国际海底管理局(ISA)批准。SMS矿床勘查项目的面积约占海底勘查总面积的45%,大多数都位于西南太平洋国家的EEZ范围内,公海地区SMS矿床勘查项目的占地面积仅有5万km2。在占据其余55%海底勘查面积的项目中,大多数为铁-锰结核勘查项目,这部分项目全部在公海范围内进行。此外,还有两个占地面积很小的磷灰岩勘查项目,一个在新西兰海域,另一个在纳米比亚海域;还有一个面积非常小的多金属泥勘查项目,此项目在红海海域进行。这3个小项目以及一个位于西南太平洋的SMS项目已被批准签署采矿合同。2012年7月,ISA理事会和大会通过了勘查海底铁-锰结壳的法规,此后不久便收到了申请在西太平洋进行勘查并签订合同的两份工作计划,勘查合同的占地面积9000km2。

    中国、法国、德国、印度、日本、韩国、俄罗斯以及一个名为“洋际金属”的多国集团(成员国有:保加利亚、古巴、捷克共和国、波兰、俄罗斯和斯洛伐克共和国)签署了勘查海底铁-锰结核的合同,每块勘查区的面积约为7.5万km2;中国、法国、德国、韩国和俄罗斯等国已经或即将签署勘查SMS矿床的合同,每块勘查区的面积约为1万km2;中国、日本和俄罗斯已经制定或预计将制定勘查海底铁-锰结壳的工作计划,每块勘查区的面积约为3000km2。此外,有4家公司已经或即将签订勘查海底铁-锰结核的合同,其中3块勘查区的面积为7.5万 km2,1块为5.862万km2。海底矿床勘查工作目前正在加速进行,不断有国家或公司要求签订新的合同。

     

    前景

    铺就“产学研用”深海采矿之路

     

    至今我们并不十分清楚全球海洋中铁-锰结壳、结核和SMS矿床的资源潜力到底有多大。相对而言,对CCZ海区和中印度洋盆地结核矿床的特性描述最为清楚。必须用评价陆地矿床的方法评价海洋矿床,从而发现海洋矿床作为许多种稀有、战略性和紧缺性重要矿产来源的重要性。对比评估工作应包括对每一种重要矿产整个生命周期的评价,以及对矿床开采环境影响的评价。

    从工程技术的角度看,必须取得几方面的重要突破才能使结壳开采具有可行性。与结壳开采相比,结核开采技术较为简单,因此已进入可开发阶段。阻碍铁-锰结壳勘查的最大难点是,需要在原地实时测量结壳的厚度,开采矿石的最大障碍则是把铁-锰结壳与结壳基岩有效地分离开。减少或消除对铁-锰结壳和结壳基岩物理性质测量结果的偏差有助于解决这一技术问题。需要对种类繁多的样品,尤其是磷酸盐化的厚层结壳进行分析。一个更困难的问题是,需要在原地测量浸透海水的样品。这些测量开展以下工作:认识从海水中捕获金属的机理;对比结壳和结壳基岩以开发勘查技术;描述结壳强度和结壳对各种采矿方法的承受程度。

    虽然开采海底矿产的技术正取得重大进展,但还远远不够,亟待开展技术创新,采用降低成本的绿色技术是未来深海采矿的必由之路。使用简单的酸浸法就可以浸出结壳和结核中的全部主要和稀有金属,因此,应该研发化学和生物化学选矿工艺,比如使用特定的金属结合药剂,以便能够选择性地回收想要回收的金属。在回收了想要的金属后,剩下的矿渣可以送入另一个提取流程,回收其他种类的金属。从矿渣中回收这类金属往往不具经济可行性,因此,回收这类金属的前提是国家有经济鼓励政策或战略需要。

    对于一个国家而言,要么是通过国家科学研究机构或地质调查机构加强深海矿床的勘查、开发研究及技术储备,要么是通过立法不断创造并完善有利于深海采矿的优良环境,吸引社会投资进军深海。深海矿产资源勘查开发将是一个事关民族发展、国家兴盛的重要领域,需要政府加强政策引导,强化监管与服务,铺就一条“产学研用”的深海采矿创新之路。

    深海采矿时代渐行渐近

    为迎接第52个世界地球日的到来,2021年4月21日下午,中国地质调查局武汉地质调查中心与武汉市江夏区沿湖社区及藏龙第二小学联合举办了以“珍爱地球 人与自然和谐共生”为主题的科普宣传活动,沿湖社区有关领导、藏龙二小师生共60余人参加了此次活动。

    地质调查首席科普传播专家、海南生态文明试验区综合地质调查工程首席专家黎清华作了题为《地下水科学与生态文明》的科普讲座。他用通俗易懂的语言、喜闻乐见的形式,为同学们讲解了地下水的相关知识,从地球上的水与水循环到井、泉与人类文明的发展;从地下水与生态文明的关系到水揭示的人生哲理,阐述了水资源对人类生存与发展的重要意义。在互动提问环节,同学们热情高涨、踊跃发言,“海水的盐是怎么来的?劣质水对地球会带来什么伤害?……”各种科学问题充满在会场中,体现了学习地学知识的快乐。

    沿湖社区有关领导与学校师生还一同参观了龙化石博物馆。博物馆讲解员生动有趣的介绍让同学们兴致盎然,时而发问,时而思考,表现出对地学知识的浓厚兴趣。

    沿湖社区、藏龙二小对此次世界地球日主题宣传活动给予了充分肯定。沿湖社区党委书记表示,这是一项非常有意义的公益性活动,能有效提升大众爱护地球的意识,并对武汉地调中心的精心策划、认真筹备给予了高度赞扬,希望今后双方能开展更深入的合作,走进社区,走进校园,让地质科普惠及于民。

    武汉地质调查中心党委书记在会上致辞,并向藏龙二小赠送了100余册科普读物。

     

    武汉地质调查中心启动第52个世界地球日主题宣传活动

    从镇巴县城到圈子崖天坑的水泥公路还剩下最后的两三千米就修通了,这八九十千米的山路,即使是越野车,也得行驶近三个小时。

    记者随同科考队从镇巴县城出发,过了三元镇,沿途都是在悬崖绝壁上忙于修路的山民。尽管已经铺上了水泥路面,但路牙子和栏杆还没有配起来。车在路上行驶,记者往窗外一看,脚下就是悬崖,没有在这样的路上跑过的人,还是会心生恐惧的。

    正在修路的山民们对于我们一行的匆匆驶过很友善,从他们喜形于色的脸上,可以看出他们对天坑开发的某种期待。

    科考人员在天坑底部考察天坑构造

    近年来,陕西汉中天坑群的发现让天坑这种奇特的地质现象为世人所瞩目,也惊动了国际地学界。今年4月28日~5月9日,中国地质调查局岩溶地质研究所、陕西省地质调查院与捷克洞穴学会、英国洞穴协会联合对汉中天坑群进行了第四次国际科考。

    天坑群成了继“两汉三国”汉文化之后汉中的又一张靓丽名片。汉中天坑群调查研究成果显示,汉中地区5019平方千米面积内,共发现天坑54个,占全球已发现天坑的1/4,此外,洞穴、峡谷、地缝、石芽、石林、湖泊等岩溶地貌景观超过400处,这也让汉中天坑群成了当之无愧的世界级天坑博物馆。

    显然,作为罕见的地质遗迹,汉中天坑群的发现无疑会引发一股旅游开发热潮。但是,在旅游开发的同时,也必然会引来一些反对的声音,到底是重开发还是重保护,这就要考验当地政府的智慧了。

    什么是天坑?

    天坑是在地球表面自然形成的平均宽度与深度均超过100米的独特的大型喀斯特地貌。站在坑口直接向下观望,让人有一种深不见底的恐惧。在伯牛坑探秘期间,记者怀着好奇,糊里糊涂地跟着科考队顺着绳子往坑里滑,刚刚下到一半,就感到了莫名的恐惧。记者硬着头皮下到坑底,溶洞般的巨大洞厅令记者惊叹,随处可见坍塌的碎石,川流不息的地下暗河不知流向了何方。

    据专家介绍,地下河水的强大侵蚀动力是天坑形成的主要原因之一。随着河水的不断冲刷,洞穴面积不断扩大,形成了我们看到的这种大厅。再经过数万年的冲刷和崩塌,大厅顶部完全塌陷,最终形成天坑。

    对于天坑的概念,陕西省地质调查中心主任罗乾周用比较通俗易懂的语言给出了自己的答案,天坑是指四周陡壁具有一定规模、发育在碳酸岩岩区的一种地貌,是在地下河强烈溶蚀和侵蚀作用下,石灰岩不断溶解,导致岩层不断崩塌,并贯通地表所形成的。

    2001年之前,天坑只是对重庆奉节县小寨天坑这种景观的特称,类似的地貌在各地有不同的名称,如“龙缸”、“石院”、“石围”、“岩湾”、“天盆”等。2001年,天坑作为一个专门的喀斯特术语被我国专家提出。

    作为一种地质奇观,天坑虽然已经在地球上存在了漫长的岁月,但直到2005年,中国地质调查局岩溶地质研究所研究员朱学稳与其所在研究集体提出的喀斯特天坑理论体系和“天坑(karst tiankeng)”的名称,才正式被国际喀斯特学术界认可。这是继峰林(fenglin)和峰丛(fengcong)之后,第三个由中国人定义并用汉语和拼音命名的喀斯特地貌术语。

    在朱学稳和英国诺丁汉特伦特大学Tony Waltham教授联合署名的论文《天坑释义》中,他们是这样定义天坑的:具有巨大的容积,陡峭而圈闭的岩壁,深陷的井状或桶状轮廓等非凡的空间与形态特征,发育在连续沉积厚度及其含水层包气带厚度均特别巨大(地下水位深埋)的可溶性岩层(以碳酸盐岩为主)中,从地下通向地面,平面宽度与深度从大于100米至几百米以上,底部与地下河相连接(或有证据证明地下河道已迁移)的一种特大型喀斯特负地形。

    此外,在观赏方面是否具有稀有、壮观、险峻、生境独特和生物多样性等综合属性,也应该被认为是鉴别天坑与一般漏斗、洼地或竖井的重要标志。失去地下河行迹或周壁的完整性遭受严重破坏的天坑,可称为退化(剥蚀)天坑。

    “据推断,汉中天坑群的天坑形成时间在18万年到12万年前,最古老的可追溯到68万年前,通过研究天坑我们可以研究古地理环境、气候等,可以帮助我们更好地了解过去。”罗乾周称,独特的地形、负地形下特殊的生态环境是人类了解地质、气候变化的最佳场所。

    汉中天坑群的一大特点是,这些天坑都处于原始森林之中。我国的喀斯特地貌以“中国南方喀斯特”世界自然遗产最为著名,那些分布于云南、贵州、广西、重庆等地的石林、峰丛、溶洞、天生桥以及天坑等,没有一处有着汉中天坑群这样丰美茂盛的原始森林。

    关于汉中天坑群的形成,陕西省地质调查中心总工程师李新林告诉记者,天坑群的形成是一个很复杂的过程,它不是简单的地质塌陷的结果,地下水流的侵蚀和微生物(细菌)的侵蚀也是天坑形成的诱因。当然微生物的侵蚀必须具备一个条件,就是上部有适合菌体繁育的土和植物。

    天坑是一种自然景观,由喀斯特作用形成,因此人为作用形成的巨型坑不能叫天坑,比如矿坑就不能算天坑。此外陨石撞击地球形成的陨石坑也不能叫天坑,因为它不是喀斯特作用所形成的。

    北纬30度以北

    北纬30度主要是指北纬30度上下波动5度所覆盖的范围。在这一个纬度发生着许许多多让人捉摸不透的未解之谜和神秘事件,四大文明古国全部集中在神秘的北纬30度附近。

    据研究发现,在北纬30度附近发生的地震都十分严重,其实不仅仅是地震,海难、火山和空难在北纬30度发生的概率也非常高。

    在北纬30度,既有着许多奇妙的自然景观,又存在着许多神秘现象以及未解之谜。北纬30度发生的一系列现象都有着一定的必然联系,其被人们称为地球的脐带,该纬度的磁场、电场、重力场等都对地球环境产生了很大的影响,北纬30度未解之谜等着人们去探索。

    北纬30度既是地球山脉的最高峰所在地,又是海底最深处的藏身之所,世界著名的几条大河都在这一纬度进入海洋。在这里,不仅有着神秘的古埃及金字塔群,还有神秘的火神火种壁画,死海、空中花园、百慕大三角州、玛雅文明遗址等都在这一纬度存在着,甚至人们猜想的亚特兰蒂斯似乎也存在于北纬30度附近。

    在北纬30度存在的神秘现象以及未解之谜数不胜数,这一纬度也一直被人们称之为神秘的北纬30度。地球在46亿年的历史变迁过程中,形成了今天独特的地质和地貌特征。关于北纬30度的奇异现象,尽管地球物理学家发现了由地表至地心分布着地壳、地幔和地核,以及三者不同尺度的三维横向不均匀性,但有些奇怪的自然现象还无法弄清,很多问题仍需进一步进行研究。

    天坑是一种罕见的地质现象,一般形成期在50万年左右。目前,全世界发现并被确认的天坑共有130个,其中90多个在中国。那么,为什么说这次发现的汉中天坑群十分罕见?原来,汉中天坑群发现之前,全世界发现并被确认的天坑均位于北纬24度~31度之间和南、北纬20度以内,而在汉中发现的天坑群沿着大巴山脉,分布在北纬32度~33度范围内,是在我国北纬32度湿润热带-亚热带岩溶地貌区最北界首次发现的岩溶地质景观。

    据了解,汉中天坑群是首次在北纬32度~33度范围内被发现的全球纬度最高的天坑群,填补了世界岩溶地质研究的空白。汉中天坑群共有54处,主要分布在汉中市宁强县禅家岩镇、南郑县小南海镇、西乡县骆家坝镇、镇巴县三元镇4个区域,其中超级天坑2个、大型天坑7个、常规天坑45个、其他地质遗迹473处。

    中科院院士袁道先在进行实地考察后认为,汉中天坑群将我国湿润热带-亚热带岩溶地貌区界限显著北移,具有重要的科学价值,合理保护与开发利用天坑群地质遗迹资源,对于地方经济发展具有重要的推动作用。

    汉中发现罕见天坑群的重要价值在于,不仅极大地丰富了我国乃至世界地质遗迹旅游资源,更填补了世界岩溶地质研究空白,增加了生物研究原始样本,对研究我国南北方乃至全球古地理环境及气候变化具有重要科学价值,其被专家誉为改写地质历史的世界级“自然博物馆”。

    由联合国教科文组织选出的地质公园是以其地质科学意义、珍奇秀丽和独特的地质景观为主,融合自然景观与人文景观的自然公园。联合国教科文组织的目标是选出超过500个值得保存的地质景观加强保护。目前,我国已有35处地质公园进入联合国教科文组织世界地质公园网络名录。无论是地质公园还是世界自然遗产都是全球自然景观中的佼佼者,其科学意义和旅游观赏意义不言而喻。记者从不同渠道了解到,针对汉中天坑群这一独特的地质遗迹,目前各方正在积极筹备世界地质公园和自然遗产申报。

    中国地质调查局高级工程师毛晓长认为,汉中天坑群与南方天坑有着不同的形成机理,生物多样方面也很独特,因此从稀有性、科学性、美学性、可保护性等方面而言,汉中天坑群具备成为世界级地质遗迹的条件。

    专家认定,汉中天坑成群分布,规模巨大的洞穴廊道、地缝、峡谷、石林及湖泊等岩溶景观类型齐全,组成了完整的岩溶地貌系统。岩溶洞穴中保留有丰富的古地下河冲积物、次生化学沉积物及重力崩塌堆积物,为研究地下河演化和秦岭南部古环境变化提供了素材。

    记者了解到,中国地质调查局岩溶地质研究所与陕西省地质调查院已达成共识,拟共同推进汉中天坑群国家及世界地质公园申报工作,初步确定以汉中黎坪地质公园为基础,联合南郑小南海、宁强禅家岩天坑群,争取申报世界地质公园。

    开发之惑

    天坑是一种独特的自然奇观,为喀斯特条件下所特有。它在自然景观中,具有稀少、奇特、险峻、恢弘、壮丽、秀美、生态环境独特等一系列特殊的旅游观赏价值与感官属性。同时,天坑总是与洞穴、地下河、奇峰怪石等其他旅游资源共存于一体,因而无疑是一种特殊的超级旅游资源。

    据了解,重庆小寨天坑已于1999年向游人开放,广西乐业大石围天坑群正在旅游开发规划之中。未来,喀斯特天坑风景名胜区将为世界旅游业增添一个璀璨夺目的亮点。

    汉中天坑群一般分布在人迹罕至的大山顶上,居住在这里的村民大多因为交通问题而在贫困线上挣扎着。在南郑县小南海镇考察伯牛坑时,正在地里干活的一位老农民悄悄地向记者打听,这里真的能开发吗?几天后,在央视对镇巴县三元镇天悬天坑进行直播的当天,一群前往围观的当地村民又问了同样的问题,其中一个年轻人告诉记者,他自己花钱修通了一条从家到公路的水泥路,准备开一个农家乐。

    记者注意到,每个天坑附近的百姓都对天坑的开发充满了期待。面对这一世界级的旅游资源,当地政府又岂能错过?对于经济欠发达的汉中来说,有开发利用的冲动也在情理之中。但是天坑资源属于不可再生的自然遗迹资源,一旦开发不当将会带来不可挽回的损失。

    在本次科考期间,中国地质环境监测院地质环境评估室主任、全国重要地质遗迹项目负责人董颖对天坑一味地搞大规模开发提出了反对意见,她说:“地质遗迹开发要谨慎,应以保护为主,即使要开发,也应该以维持天坑的原貌为基点,不要对其原有的风貌进行破坏,否则就失去了意义。”

    因此,对于经济实力不强、脱贫攻坚压力较大的汉中来说,如何利用天坑群资源,推动区域经济发展、促进当地群众致富增收成了主政者面临的主要问题。

    “汉中天坑群基本上为原始状态,未受人为破坏,保存程度极好。”李新林介绍,汉中天坑群地质遗迹呈现地面与洞内景观相结合的多层次的游览空间,可以与人文、生态及红色旅游资源相结合,形成完整的旅游资源配置格局,具备观光游览、度假休闲、探险科考、科学研究、科普教学等多种功能。

    据了解,由于自然条件限制,天坑周边交通十分不便,当地群众的生活也十分贫困。周边群众期待天坑群的发现能够带动基础设施建设,依靠生态旅游促进自然资源开发和农副产品销售,为当地脱贫攻坚提供机遇。

    实际上,由于汉中天坑群还处于科考阶段,旅游还尚未开始,加之天坑所在之处地形都较为险峻,保障措施还不完备,为了游客的安全,暂时没有对外开放。不过,在科考队进入圈子崖天坑和天悬天坑期间,记者发现,还是有不少重庆、四川、湖北等外省市的游客慕名前来参观旅游。

    据了解,当地已着手编制下一步调查、保护和开发利用方案。陕西省计划对其余岩溶遗迹区继续开展深入地质勘查,并启动地质遗迹保护管理办法的起草工作。

    “通过考察,我们发现,汉中天坑群还存在许多未解之谜,需要我们在今后若干年开展多学科、多方面的深入调查。”陕西省地质调查院副院长黄建军说。

    斯洛文尼亚科学院岩溶所的安德烈·米哈维奇博士在不久前考察汉中天坑群后表示,汉中天坑群非常壮观,具有很高的科学价值和旅游价值。

    斯洛文尼亚最著名的波斯托伊纳洞已有约200年的开发历史,它经历了一个不断纠正错误和调整旅游战略的发展过程,以求在遗迹保护和开发旅游之间实现平衡。安德烈·米哈维奇说:“我建议对汉中天坑群的保护利用进行综合评估,三思而后行,避免破坏和犯错。”

    汉中天坑群如何做到在保护中开发,相信当地政府部门会有一套完善的规划。记者意识到,要想更好地开发,把汉中天坑群当作一个地学科普基地,还需要我们的地质学家更好地讲好地球的故事。

    开发与保护,汉中天坑群之惑

    他是一个“80后”,一名中共党员,一位普通的地质工作者。他是儿子,是丈夫,是父亲,却为了更好地保护人民群众的生命财产安全,为了更精确地防治地质灾害而永眠河湟。

    回望他的一生,虽其短暂,却荡气回肠,无愧天地。他自律、担当、尽心尽力,以“居其位,安其职,尽其诚而不逾其度”的忠诚履行责任;他学习、探索、敢闯敢试,以“苟日新,日日新,又日新”的坚持追逐创新;他积极、热情、集思广益,以“同其心,一其力,人尽其才”的精诚共谋合作;他勤奋、仁爱、克己为公,以 “以身许国,何时不可为”的慷慨毕生奉献;他耿介、正直、进德修业,以“天无私覆,地无私载,日月无私照”的磊落恪守廉洁。

    逐一比照中国地质调查局党组提出的“责任、创新、合作、奉献、清廉”的新时期地质工作者的核心价值观,李祥龙是忠实的实践者。他以实际行动诠释了新时期地质工作者核心价值观的真正内涵,堪为地质工作者的行为典范,精神上的引路人。

    本报今日推出长篇人物通讯《黄土悠悠祭忠魂》,作为“深入开展‘两学一做’ 发扬光大地质精神——走进践行新时期地质工作者核心价值观先进典型”专栏的开篇,敬请垂注。

     

    暑热炎炎,哀思弥漫。

    白发双亲、孀妻幼子,泪流成海,悲恸锥心。7月12日,甘肃临夏回族自治州殡仪馆内,李祥龙的遗体告别仪式正在举行。

    李祥龙,1986年生于河北廊坊。中共党员,博士。生前任中国地质调查局地质环境监测院水工环地质工程师,兰州地质灾害风险评估与管理项目负责人。

    2016年7月8日14:30,李祥龙在临夏州东乡县果园乡陈何村下坪山滑坡点开展地质灾害调查勘查时,不幸因公殉职,年仅30岁。

     

    坚守岗位,遇不测永眠河湟

     

    “他从未和我说过出野外会有多苦。他发给我的照片都是在最美的风景里他最好的状态……我也一直觉得出野外不都一样吗?我们做区调,都是一群人一起出去,一起回来,大家相互照顾,疲惫但很快乐。我从没想过他的‘野外’是那么荒凉、艰苦的地方。如果知道他会发生这样的事,我坚决不会同意他改签航班……甚至,我早就帮他调动工作了,无论他同不同意。”说这些的时候,李慧就那么一直坐着,一只手紧紧握成拳头,不时一声长叹。

    李祥龙发给妻子李慧最后一条微信的时间是7月8日7∶30。

     

    李祥龙在甘肃野外调查现场

     

    按原计划,这天上午,他应该在赶往兰州机场的路上。当天傍晚,就能从北京回到廊坊,出现在家人面前。他确实太想念父母、妻子,还有年幼的女儿了。而另一个更重要的原因是,国土资源部与德国经济技术部之间开展的“兰州市地质灾害风险评估与管理”国际合作项目,需要他回来做前期沟通准备工作。

    可是他临时“变卦”了。他告诉李慧,他想多留一天,把陈何村滑坡的滑带找到,查清滑坡机理,所以他已经改签了9日的航班。

    “他说他一定要亲眼看到陈何村滑坡的滑带,不然回去心里也不踏实。”李慧说,“抛开滑坡灾害会带来危险这个‘恶’的层面,从地质科学的角度看,其实在他眼里,它是特别美的。那种美可能不是通常意义上的美。他像欣赏艺术品一样去欣赏滑坡灾害的一切,从中找到一切可能的研究价值。”

    “河湟”一词最早出现于汉代。《后汉书·西羌传》有“乃度河湟,筑令居塞”的记载。其中,“河湟”是指今甘青两省交界地带的黄河及其支流湟水。此后,“河湟”逐渐演变为一个地域概念,泛指黄河上游农区,当然在更广的范围内也包括洮河流域。

    洮河,位于我国甘肃省南部,是黄河上游第一大支流。洮河流域下游处于黄土高原与青藏高原的接壤处。这里的滑坡灾害在我国乃至世界上都非常典型。这里在行政区划上属我国唯一的东乡族自治县。由于植被覆盖率低、地形破碎,地质灾害涉及面积占全县总面积的八成以上。该县也成为国家级贫困县之一。地质灾害成为当地群众脱贫致富的一大障碍。

    实习生王冠兵还清晰地记得李祥龙曾说过的一句话:“我们的工作也属于精准扶贫。真希望通过我们的努力,能让他们的生活得到改善。”

    站在果园乡陈何村下坪山滑坡体上,巴谢河就在脚下流过。巴谢河左岸,古滑坡发育密集,几乎一个挨一个。而在3千米外,1983年,洒勒山滑坡,近6000万立方米的滑坡堆积物掩埋了4个生产队,伤亡278人,毁坏农田3000余亩。这些,也被写入地灾相关专业的教科书。

    为了深入研究滑坡发生过程及其机理,为今后的地质灾害防治提供科学的数据理论支撑,2015年,洮河流域下游地质灾害调查监测项目设立。李祥龙的工作又增加了一项重要内容。他比以前更忙了。

    自5月23日出野外以来,按照“规矩”早就过了轮换探亲的时间,他却一直没回去过。由于古滑坡时间久远,滑带模糊难辨,工作开展了一年多,研究迟迟没有进展。李祥龙有点着急,“他希望至少能确定控制滑坡的地层到底是哪一层。”

    6月10日,陈何村发生了滑坡。滑坡体掩埋了120米长的乡村干道,幸好没造成人员伤亡。对李祥龙来说,没有人员伤亡的滑坡是非常值得庆贺的事。因为这至少可以为研究提供最新样本,有可能带来突破性的进展。

    项目组决定在这里调查、取样,布置钻孔。

    项目组的成员说,此前几天,李祥龙每天在裂缝遍布、黄土松动的滑坡体上爬上爬下。他根据掌握的知识,初步推断是岩层滑动。黄土层滑动不太可能有这么大的土方量。可到底是哪个岩层?怎么证明?只有亲眼看到滑带,亲手取到样本,才能得出结论。

    7月8日——多留下的这一天,李祥龙一点都不愿浪费。

    吃过早饭,李祥龙就和项目组同事侯圣山,实习生王冠兵、金文祥一起去了东乡族自治县果园乡陈何村滑坡点。

    观察岩心,去旁边的山沟里查看岩层,爬到滑坡体顶部选好地方指挥挖掘机挖探槽让滑带尽快漏出来……整个上午,李祥龙一刻未闲。

    “他叮嘱我说,在他回京后你要把这个滑坡盯好,如果钻机打到滑带了,马上拍下照片发给他。”王冠兵说。

    有人看到,午饭后,李祥龙曾站在坡顶远望群山,良久沉思。

    他熟悉这里的每一处滑坡、泥石流、崩塌、不稳定斜坡,他几乎踏遍了巴谢河和广通河沿岸的每一寸土地。

    探槽挖到长约5、6米,深约4.5米的时候,挖掘机挖到石头了,只好暂停。但这足以完成进探槽观察,取样,拿到求之不得的第一手资料。这样的工作李祥龙做过很多次。

    和往常一样,按照安全规程,金文祥留在外面观察预警,李祥龙和王冠兵下去。带上安全帽,拿上地质锤,李祥龙顺着斜坡走进探槽,王冠兵拿着铁锹跟在后面。

    探槽两边的土壁比人高出一米多,里面阴凉昏暗。

    王冠兵跟着李祥龙在应是滑带的地方停下仔细观察了片刻。他听到李祥龙说:“奇怪,怎么出现砂岩了?走,我们先上去,到旁边再看看岩层去。”可他刚一转身,身体就动不了了,紧接着眼前一片黑暗。在黑暗中,在失去意识之前,他隐约听到李祥龙发出了两次声音,感觉李祥龙的右手动了几下。他刚想喊,就吃进了一口黄土。

    “他们前方头顶的黄土迎面坍塌下来。只一瞬间,根本来不及反应,两个人都不见了。”金文祥眼睁睁看着这一切就这么发生却无能为力。

    待人们用铁锹或徒手挖开泥土,王冠兵因头部在黄土之上,虽险无恙。而李祥龙双眼紧闭,身体站得笔直,左手的地质锤被黄土紧紧挤压在胸口上……压迫性窒息,医学术语如此定义他的死因。

    他把命留在了古老的河湟。

     

    深明责任,由汶川宣誓人生

     

    李慧说,也许是汶川改变了李祥龙的人生。“就是从那次汶川赈灾以后,他才重新审视他即将深入学习的专业,对人生、对责任有了更深刻的思考和认知。”

    2008年,汶川地震。

    而这一年,李祥龙本科毕业,以专业综合排名第一的成绩被保送中国地质大学(武汉)硕博连读,师从著名滑坡专家唐辉明教授。

    6月,他背起行囊跟随有唐辉明教授参与的该校科技赈灾队进驻汶川地震灾区进行调查。这次调查最终形成了相关建议和报告,提交给国土资源部参考。

    “他去汶川的时候,我在准备研究生考试。很久以后,他向我感慨,人在自然、在灾难面前真的太渺小了。站在汶川的灾后现场才懂得什么叫人间地狱。”李慧说。

    从那以后,她明显感觉到李祥龙变了,“他的性格里更多了一种悲天悯人的情怀。”

    2009至2010年间,李祥龙硕士在读。

    这期间,他参加了汶川地震地质灾害调查评价项目,前后三次深入地震灾区,对受灾最为严重的汶川县映秀镇及北川县陈家坝乡两处典型区域进行工程地质调查。

    从事地质研究,最关键的资料永远在一线,亲眼看到,强过万千描述。

    一次临行前,他不小心扭伤了脚踝。导师照顾他,有意安排他整理内业。李祥龙急了,马上找到导师,忍着脚痛快走了几步,以此证明他可以参加现场调查,最终成行。

    有超过两年的时间,李祥龙一直在映秀。很长时间,项目组就他一个人在驻地留守。“我去看过他。他就一个人睡在河边的一个小房子里。四周空寂。夜晚静得只听到潺潺的水声……我才知道其实他有多孤独。”李慧说。

    事实上,在映秀,在汶川,在四川,李祥龙经历的不止这些,还有因对责任、对底线的坚守而遭遇的人身威胁。

    2011年,李祥龙攻读博士学位期间,参与了一个灾后重建项目,并作为设计代表长期驻扎在现场。有一次,他到现场检查时,发现施工方偷工减料,施工质量与设计要求相差甚远。他拒绝在验收报告上签字,并当场要求返工。施工方来人把一沓钱塞给他,被他严词拒绝。施工方见收买不奏效,就以人身安全相威胁。李祥龙回复得义正辞严:“这是灾后重建项目,事关人命。偷工减料就是犯罪。我走不走得出去没关系,但是工程必须要合格!”

    也许正是这些经历,让李祥龙懂得坚守责任背后将意味着要承担更多的未知。但他依然可以乐观笃定地走下去。

    博士毕业时,北京电力、水利行业的几家单位向李祥龙抛出了橄榄枝,并为他开出了非常优厚的薪酬,李祥龙都逐一拒绝。

    “他说,妈妈,我学了这么多年地质灾害防治,一定要做这方面的工作。我要为提高中国地质灾害研究和防治水平做出点什么,我觉得我一定能。”每当想起儿子说的这番话,李祥龙的母亲心里都满满的骄傲,“他的眼神是坚定的。他知道他想要什么。”

    在中国地质环境监测院第二届青年地质论坛上,李祥龙曾做了题为《层状节理岩体高边坡地震动力破坏机理研究》的报告。

    他在PPT最后一页的备注里这样写道——从工作角度来说,我希望自己能够依靠同事的帮助和自己的努力,尽快熟悉和掌握我院主要工作内容和工作方法,以及我所在的地质灾害调查监测室的主要工作内容和研究方向,完成从学生到地质环境工作者的角色转变,实现对今后需要参与的工作的较为系统和深入的认知;从专业角度来说,我十分渴望能够依托我院的优势硬件及软件条件,发挥运用自己已经掌握的地质灾害防治方面的专业知识,同时在实践工作中继续学习,探索地质环境相关领域的新工作方法和新科研方向,从而实现学以致用、持续学习,与我院和我室的大发展趋势保持高度的同步的同时,也争取发展个人的学术优势和科研动力,为我院和我室的发展贡献自己的专业力量;从生活角度来说,作为一名普通的中国公民,我认为自己有责任也有义务,为中华民族实现全面复兴、为中国人民实现“美丽中国”的梦想传递属于自己的正能量,为了我们能够拥有一个人与自然能够和谐相处的社会主义社会而奋斗。“美丽中国”既是我们每一个中国公民的梦想,也是我们每一个地质环境工作者的工作追求,更是整个中华民族的梦想。我相信我一定能够以我室分配的具体工作目标为自我定位、以我国地质环境工作需求为方向,以助力“美丽中国”梦想为理想,通过认真的工作、学习和研究,贡献作为一名年轻地质环境工作者的能量。

    或许可以说,这就是他为自己的地质人生定义的方向和责任,是他的事业宣言。

    谋求创新,肯动脑善学好问

    “他专业知识扎实,悟性高,善于学习,更为难得的是他对工作充满激情,肯吃苦,肯动脑筋,能堪重任。领导信任他,同事爱戴他。同时拥有这些品质,在年轻人中是很少见的。”这是中国地质环境监测院副院长田廷山对李祥龙的评价。

    善学好问,肯动脑筋,能解决问题,可堪重任,是当下“创新型”人才共有的特点,也是李祥龙留给熟知他的人比较一致的印象。

     

    李祥龙(左四)参加北川陈家坝滑坡调查

     

    2011年,李祥龙在攻读博士学位期间,作为国内学生中的佼佼者,被公派前往美国华盛顿大学参加博士生联合培养研究。

    在美国一年的时间里,他的绝大部分时间是在实验室度过的。为了抓住难得的机会做好地质灾害物理模拟实验,李祥龙成了一名不折不扣的“工匠”。他从市场上买来水泥、木材、锤子、锯子等工具,自己动手,将自然界中的地质灾害做成模型在实验室内模拟。

    为了能够掌握准确的数据,他经常连续好几天通宵达旦地待在实验室里,一遍一遍地重复操作。他手上磨出了血泡,几个月下来瘦了十几斤。

    这一年,他在动力岩石力学、现场模拟离心机试验研究、动荷载岩石边坡稳定性分析等方面均取得了不俗的成绩。华盛顿大学的导师非常喜欢李祥龙严谨的科学态度和能吃苦的精神,希望他留在美国继续从事研究工作。但他毅然选择回到祖国。

    “哀牢山地区地质灾害监测预警”项目是李祥龙工作后承担第一个项目。高速远程滑坡在哀牢山地区比较典型,且破坏力巨大。为分析这种滑坡的致灾机理,李祥龙查阅了国内外大量资料,也进行了大量现场调查。

    2014年汛期,哀牢山地区发生了一起泥石流,冲下来四千米远。当时李祥龙在北京。调查是由项目组的其他成员完成的。他的同事说,从北京到了哀牢山后,他放下行李就去了泥石流发生地,踩着巨大的乱石,从上到下实地走了一遍。“他说他要亲眼看看,能对这片地区的灾害多增加点认识。”

    经过调查和分析,他选取两个有代表性的滑坡,对滑坡发生后的情况进行了数字模拟研究。研究所需的软件是他借鉴国际前沿方法,从国外专业网站上找到的,软件的使用方法也是他自己学习和摸索的。这一创新性研究丰富了哀牢山项目的成果,对当地同一类型滑坡的防治具有借鉴意义。

    李祥龙办公室的书架上摆满了各种专业书籍,不仅有地质学方面的,还有很多关于计算机编程等其他领域的书。

    “他出事的前两天还买了两大包专业书寄到家里,有一包还没有拆封。”相识十年,对于李祥龙爱钻研的韧劲儿,李慧着实领教过。“我们圈子里的朋友都是学地质的。无论是和他一起踢球的朋友,还是和我小聚的闺蜜,他总有本事把话题最终引向探讨地灾滑坡。”

    “他总是说,要想在工作上有所创新、有所突破,需要学习的东西太多了,感觉时间根本不够用。每一次参加培训,他都会叮嘱我把资料拷回来,我也会尽可能在朋友那搜集更多的前沿资料供他学习。我明白,他是想借鉴融汇其他专业的知识来解决他面对的专业难题。”

    闫金凯与李祥龙同在一间办公室,是共处时间较长的同事。他说,他英语特别好,专业知识扎实,而且特别喜欢钻研,涉猎的领域有些很少有人了解。

    参加工作3年来,李祥龙以项目负责人、副负责人、课题骨干身份承担和参加中国地质调查局矿产资源评价项目、国家重点项目、国际合作项目十余项。在岩土力学、岩石力学与工程学报、工程地质学报、国际工程地质大会等高水平期刊或会议论文集发表论文10多篇,并形成项目成果若干部。2014年,他被选拔为地质环境监测院青年英才。

    李祥龙的办公桌下放着一台专门用于建模的电脑。很少人知道,在离世之前,他一直在用心研究程序语言。他想尝试建立一个适用于兰州地区、适用于中国黄土高原地质灾害的风险评估模型。

    在推进中德合作的过程中,李祥龙搜集了大量国外地质灾害风险性评估的数据、文献,努力掌握全球最新动态。他了解到,在国内,针对单体地质灾害的预警模型应用得较为广泛,而针对一个区域的风险性评估模型虽然有,但普适性不强,也缺乏统一的标准。如果能建立一个适用于兰州地区、适用于中国黄土高原地质灾害的风险评估模型,就能够为中国地质调查局地质环境监测院申请专利。更好的结果是如果推广开来,对地质灾害防治将是重要的参考和推进。

    可是建立这样一个模型谈何容易,要开发软件,要考虑到各种各样的因素。

    李慧记得,那段时间,李祥龙很忙碌,也很有激情,“他是那种一有了想法就要马上尝试执行的人。由于国外一些模型是用python编写的,为了对滑坡进行数值模拟,所以他专门买了好几本关于python编程语言的书,一有空就给他懂程序的朋友打电话请教,把新技术新模型用到自己的项目中。”

    如今,模型已粗具雏形,而他,却英魂远逝。

     

    奉献合作,顾大局慷慨一生

     

    李祥龙出生在一个地质世家,从小是在地质大院听着《勘探队之歌》长大的。他的外公是新中国成立后的第一代地质工作者。他的外婆也是地质队职工。小时候,父亲经常出野外天南地北地跑,很少能陪伴他。他的童年大部分时光里只有妈妈。

    在李慧眼里,李祥龙是一个特别自律的人,也是个特别爱操心的人。“他有每天记日记的习惯,就算没有大事,他也会寥寥几笔记录一下。”

    “有时候,对他额外的操心我也会很烦。他会满脸歉疚地解释说,是从小习惯了……小时候,爸爸出野外,我总想保护妈妈,保护身边的每个人。”

    闫金凯说,李祥龙为人特别好,总能很快就和大家打成一片。在云南项目组时,当地国土资源局的同志都很喜欢他。后来他到了其他项目,大家还总念叨他。

    其实,留在云南的,除了熟人的想念,还有一个少有人知的秘密直到他离世才为人所知。

    他的同事说,在哀牢山地区开展地质灾害调查期间,李祥龙和同事常常要爬山。新平县当地很多贫困家庭的破旧土坯房都建在半山腰。每次路过,李祥龙都会驻足片刻。一次,他们进了一间低矮的房子。屋里仅有一盏煤油灯照明,阴暗潮湿。一个约十一二岁、衣衫破旧的女孩瞪着一双清澈的眼睛看着他们。女孩上初一,生活窘迫到基本的生活费都难以负担。李祥龙立刻决定资助这个孩子。此后的每个月,他都会给云南的女孩寄去几百元的生活费。但是,没人知道他自己也还背负沉重的房贷和家庭开销,手头并不宽裕。

    洮河流域下游地质灾害调查监测项目负责人王立朝说,李祥龙是整个地质环境监测院每年出野外天数最多的人。“他的好不仅仅是业务能力强,还有着更强烈的团队合作意识。他英语基础好,又留过学,就主动搜集国外文献,总结国外期刊刊发的最新研究动态,发在专门建立的灾害室的QQ群里,和大家共享。”

    工作之外,李祥龙也是一个组织协调能力超强的高手。2013年,李祥龙来到中国地质环境监测院工作的时候,该院组建数年的足球队因为成员年龄老化的问题,需要有技术全面、体能充沛、懂“排兵布阵”又能掌控全局的“灵魂人物”接续。李祥龙加入后,主动定期协调时间,联系队友,组织比赛。几场比赛下来,他的能力、人品和奉献精神征服了队友,被一致推举为球队队长的候选人。

    2014年,中德两国合作开展的“兰州市地质灾害风险评估与管理”项目开始筹划。因为专业知识扎实,英语好,李祥龙被任命为中德合作项目的副负责人,承担与德方的业务沟通以及相关数据资料的收集整理、文件起草等工作,并以“固定发言人”的角色代表中方与德国专家对话。他的睿智、谦逊与和善,德国专家十分认可。德国专家得知他罹难,连发数封邮件表达悼念与惋惜。

    李祥龙的遗物里有他在野外使用的记事簿。翻开来,字迹工整清秀,每一张地质素描图都令人赏心悦目,甚至滑坡上的每一道裂缝都清晰地描画出来。那些素描图,工整清晰的记录,踏实而老练。这无疑是对地质人传统的最好传承。他的人生多了地质人别样的情怀,工作和生活多了更坚韧的“底气”,永远充满激情,永远苦中作乐。

    他对地质的热爱是长在血液里的。

    2013年,李祥龙和李慧的婚礼上现场播放的音乐是《勘探队之歌》。2015年的七夕节,李祥龙是在甘肃的野外过的。不能陪伴妻子,他深感愧疚。看到草原上开着的各种颜色不同种类的小花,就一支一支摘下凑成了花束,让同事帮着拍了张照片传给李慧作为七夕节礼物。

     

    这张献花的照片是他寄给妻子的礼物

     

    “头顶是蓝天白云,脚下是绿草野花,他手捧花簇站在画中……什么玫瑰名包啊,和这比起来都弱爆了。”那一刻,李慧曾凝视照片,暗地欣喜,如今却以天人永别。

    对他“工作狂”的状态,她也会抱怨。“我们结婚去塞班旅行,中间转机要在机场等12个小时。他不说话,就打开电脑开始工作。我只好一个人在机场的商店里转来转去,转累了回去靠在他身上睡着了。等我醒了,他还在工作。”“从5月出野外,他还没有休过假。本来这次他回来,我们计划要出去让他放松一下……”

    在悼念李祥龙的文章里,他的大学室友何晨辉这样写道:他比我们少了一份迷茫,多了一份对自己信念的坚定。他身上散发着睿智、执着的光芒,生活充满着正能量,让我忍不住靠近。除了在生活上的帮助,他更多的是给予我心灵的充实。

    李慧说:“相识十年,我在不知不觉中成了他希望我变成的样子……这种影响是潜移默化的。你不能察觉,也无从抗拒……他就是这么一个有感染力的人。你会不知不觉地靠近他,跟着他的方向走。”

    李祥龙给女儿起名“李成蹊”,取自《史记》中的一句谚语“桃李不言,下自成蹊”,比喻为人品德高尚,用不着自我宣言,就自然受到人们的尊重和景仰。

    而他,舍弃繁华,远离亲人;忍受寒冷饥饿,坚守清贫孤独,踏遍深山大川,攀爬悬崖峭壁,挥洒才情,开创事业,自己用短暂的一生,诠释对地质事业矢志不渝地传承与坚守,坚持不懈地热爱与追求,用生命践行共产党员鞠躬尽瘁、死而后已的奉献精神。

    欧阳修说,圣贤者“虽死而不朽,逾远而弥存”。

    斯人已逝,精神长存。

     

    后记:7月11日,中国地质调查局党组研究决定,要总结挖掘李祥龙同志的先进事迹,将其作为“两学一做”学习教育和践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观的先进典型,组织全局干部职工向李祥龙同志学习。

    黄土悠悠祭忠魂
     
      2012年,世博会带来的城市建设高潮方兴未艾,世博后效应正在城市的方方面面逐渐显现。上海市地质资料信息服务集群化产业化工作借着“四个中心”和现代化国际大都市建设的春风,迎来了丰收的季节。2009年底获国土资源部批准实施的上海市地质资料信息服务集群化和产业化工作三年行动计划,历经三年磨剑,已经在上海城市规划、建设和管理以及社会服务领域初露锋芒。

      平台成型,地质信息集群优势基本形成

      地质信息集群,是地质信息产业化服务的基础,也是“两化”工作的重点和难点。海量的地质信息从哪里来?如何有效地集成不同信息来源的海量地质数据?怎样便捷直观地展示并利用地质信息?这些问题的答案,全部都在上海市地质资料数据中心。

      上海市地质资料数据中心集成了包括全市各类基础地质调查数据、工程地质数据、地质环境动态监测数据、地球化学数据和海岸带地质环境监测数据等各类地质专业的海量、异构信息,可面向运行在局域网的C/S系统用户、运行在广域网的web用户以及连接到数据中心的政府专网系统用户,提供统一的、多方面的城市地质原始资料、基础数据、成果数据访问,满足上海市不同层次用户的地质资料信息服务需求。

      数据中心的建设,得益于依托政府管理流程的地质资料汇交机制和上海独特的地质资料合作共享机制。上海市规划和国土资源管理局结合上海实际,起草了《上海市地质资料管理办法》,为数据中心建设和运行提供了有力的法制保障。目前,这个庞大的数据平台拥有持续更新的、稳定的地质信息源,与上海申通地铁集团公司、上海市公路管理处、上海城市发展信息研究中心等10余家单位建立了长期的数据成果共享协作关系。

      三年过去了,脱胎于上海市三维城市地质信息管理和服务系统的上海市地质资料数据中心已经初具规模,不仅类别全面、覆盖面广、信息可靠,而且数据集成度高、成果输出便捷、子系统丰富,构建了较完善的“1+x”应用服务体系,上海地质信息集群的巨大优势得到了充分体现。截至2012年6月底,数据中心已收集工程地质勘察报告近4万份,工程地质钻孔近100万个,建库地质钻孔近30万个,地质环境监测数据1300万余条,地质数据库覆盖上海全境,总数据量超过1.1TB,地质数据集群规模、信息质量、管理效率及应用水平均位于全国前列。

      机制创新,地质工作融入规划国土资源管理全流程

      “三年行动计划”实施以来,在上海市规划和国土资源管理局的推动和协调下,地质工作逐步与城市规划和土地管理工作相衔接,地质工作新机制在实践中取得了重大进展。

      上海地质资料信息工作机制的最大特色,在于将地质资料汇交环节纳入到政府行政管理流程当中,为数据更新和成果运用开拓了稳定的渠道。上海市规划和国土资源管理局以不增加审批流程、审批时间为原则,将地质工作纳入了规划和土地管理流程。在整合后的管理流程中,地质数据要素进人了规划编制的“统一基础要素底板”,为规划的科学性奠定了坚实的地质基础;地质环境调查评价环节进人规划编制阶段,提交的成果报告中包括不同规划控制高度建筑工程地质环境适宜性分区评价图、不同深度地下空间开发地质环境适宜性分区评价图、土壤与地下水环境质量现状与用地适宜性评价图、地面沉降预测及影响评价图以及沿江沿海地区岸带稳定性评价图等,为规划编制提供了直观可行的科学依据;在核定规划条件环节增加了出让地块的地质信息审查和地质灾害控制要求,将地质灾害防控提前至规划之初;在规划土地综合验收阶段增加了工程地质勘察报告汇交验收与地质灾害防治措施落实情况核查。

      尤为可贵的是,在上海市“规土合一”的大背景下,地质工作新机制不仅在制度安排上得到广泛支持,更在管理细节上得到了充分体现。如今,在上海市的土地出让文本中,地质资料汇交和地质灾害防治要求已成为必须告知的重要条款;在土地预审、《建设工程设计方案》审批环节,管理部门不仅会告知建设单位下载并阅读分区评估报告,而且要求建设单位填写地质灾害防治承诺书。上海政府管理部门建立国土资源管理新机制、保障和促进上海科学发展的理念,在整个管理过程中得到了充分执行,这也是三年行动计划取得的最为关键的制度成果。

      示范服务,地质资料信息服务产业化初见成效

      地质资料信息的集群化,最终还是要通过产业化来实现支撑服务城市发展的目标。后世博城市发展战略的实施,为上海市地质资料信息服务提供了一片广阔的天地。三年中,上海市地质调查研究院结合城市规划陆续开展了虹桥商务区、浦江镇、上海国际旅游度假区等重要规划区的地质资料信息服务示范工作,用实际行动交出了一份圆满的答卷。

      以虹桥商务区为例,地下空间开发地质环境适宜性评价成果在核心区域地下空间开发规划中得到了充分运用,为增强规划区地质安全性、减少基础投人提供了地质依据。而依托于上海市地质资料数据中心大平台搭建的虹桥商务区地质信息平台,不仅能够满足于规划阶段的地质信息需求,更是承接了大平台的开放共享、动态更新的集群化优势,能够全面、直观、多视角地分析地质环境特征对商务区规划、建设乃至未来运营管理的影响。

      通过近几年的实践探索,地质信息产业化服务已经形成了以地质调查报告成果为表、以规划区地质信息管理和服务系统为里的立体全方位长效服务模式,在轨道交通建设、区域规划、地质灾害防治等诸多领域得到运用,为规划和国土资源管理工作提供了科学可靠的技术支撑。

      上海市地质工作者60余年的心血积累成就了上海城市地质资料信息工作的厚积薄发,而即将完成的地质资料信息服务集群化产业化三年行动计划,又将上海地质工作服务城市发展的水平提高到一个崭新的高度。展望未来,地质工作将融人到上海数字化大都市建设之中,成为上海转型发展时期国土资源保障机制的重要内容,为城市的科学发展作出更多贡献。 
    融入数字化大都市建设

        8月23日~26日,2010城市地质环境与可持续发展论坛与举世瞩目的世博会同城亮相。这场由同济大学主办、以“城市地质环境”为主题的地学盛会,吸引了来自全国地质、水利、建筑、能源、铁道、交通与环境等方面的近350名院士专家、青年学者。上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”,本次论坛则告诉人们,要想让人们的城市生活更美好,必须要有优良的城市地质环境来护航。

    地质工作,让城市更美好
    ——2010城市地质环境与可持续发展论坛综述
    本报记者 滕  艳

    越来越多的城市地质环境问题,为脚步匆匆的中国城市化敲响警钟

        城镇化是21世纪全球人类社会发展的最重要进程之一。改革开放以来,随着现代化建设的发展,我国城镇化水平提高到46%,预期到2030年可达到65%,以1%的增速向发达国家水平75%靠近。我国今后将有8个以上的城市人口达到1000万~2000万,有近百个城市的人口将达到100万至几百万。有专家预测,“十二五”期末我国城镇人口将突破7亿,20年后将有10亿人聚居在大型城镇。
        这是中国科学院院士王思敬在报告中给出的数据。
        中国的城镇化是全球城镇化进程中的一支激流。王思敬对此表示了担忧:“人口高度聚集的城镇对自然灾害的敏感性及风险性陡然剧增。目前,我国有近70%的城市受到各种灾害的威胁,城镇化的环境保护和灾害防范不可忽视,灾害风险意识亟待增强。” 
        连续十几天在甘肃舟曲、四川绵竹和云南贡山地灾现场的国务院参事、国土资源部总工程师张洪涛会间赶到上海,代表国土资源部中国地质调查局作了报告。“汶川特大地震使整个北川县城毁于一旦;舟曲特大泥石流使舟曲县城遭受重创,我在现场看到泥石流横扫之处,皆是满目疮痍,触目惊心;长江三角洲地区因地面沉降造成的经济损失经初步评估达到3600亿元。”张洪涛说,“我国城镇化建设光有速度还不行,必须坚持‘又好又快’的理念。自然地质环境和资源条件直接制约着城市的分布格局与建设,反过来,大规模高强度的城市建设又会对地质环境产生显著影响,我国的城镇化进程迫切需要总结以往城市发展与城市地质工作的经验和教训。”
        论坛发起人、中国工程院院士卢耀如表示,目前地球运动处于地灾活跃期,尤其是最近一段时间西部地区极端灾害频发,更加引起社会各界的关注。“此次论坛正是要针对自然的演化规律,寻求不同地质环境的有效保护与发展的途径,使城市能针对不同的地质环境而更合理地开发,从而有效地防治和减轻灾害,为今后城市的可持续发展起到促进作用。”
        本次论坛设置的11个主题几乎涵盖了城市地质的各个领域:城市水资源的合理开发与安全及防治洪、旱灾害,城市水资源的信息化管理系统,城市供水应急水源的保障,城市环境地质的主要研究内容与质量评估,城市地灾评价与预警系统建设、防灾与减灾措施研究,城市气候—地质等灾害链与预警系统,城市发展规划地质环境综合效应,地下空间利用及岩土工程与地质环境问题,城市发展与旅游资源的保护与开发,地震高烈度区城市环境与可持续发展。

    我国城市地质工作方法向定量化、动态化、数字化发展,服务于城市发展的每一个阶段

        近年来,中国在上海、北京等多个大型城市组织开展了城市地质调查,在城市规划、建设、管理等方面作出了重要的探索和实践。“本次论坛收录的133篇论文涉及城市环境领域的各个方面,集中反映了地质科技工作者近年来在城市地质环境的实践与研究中所取得的最新学术成果和研究进展。”卢耀如说。
        新中国成立以来,我国广大地质科技工作者就一直参与城市规划和建设的各项地质工作。据张洪涛介绍,从20世纪80年代起,地矿部先后完成了100多个城市的1:5万水文地质、工程地质、环境地质综合勘查工作;完成2400多项城市工矿供水水文地质勘查工作;先后完成大连、青岛、深圳等21个沿海开放城市发展规模地质论证。1983年,北京市、地矿部、城乡建设环境保护部联合开展了北京地区航空遥感调查,拉开了我国大规模城市地质工作的序幕。
        20世纪90年代,我国开始关注城市地质环境问题,开展了以城市为中心的水工环综合调查研究。1999年国土资源大调查启动,先后在环渤海、长江三角洲、珠江三角洲、海峡西岸、北部湾等重要经济区,开展了以地下水资源合理开发利用、城市应急供水地下水源地建设、城市垃圾填埋场选址、地面沉降、地裂缝等为重点的环境地质调查评价工作,初步查明300多个地级以上城市的主要地灾和环境地质问题。
        进入21世纪以来,我国城市地质工作呈现出全新的特色:形成了以建设生态城市为目标的理论体系,充分体现天地人协调发展的思想;工作部署以单个城市和专项调查为主,工作成果应用性更强,直接服务于城市发展的每一个阶段;城市地质工作方法向定量化、动态化、数字化发展,关注多学科融合,新技术、新方法得到广泛应用。
        截至2004年,全国1:5万区域地质调查累计完成180.1万平方公里。先后开展了北京、上海、天津、南京、广州和杭州等6个城市的三维城市地质调查工作,数字城市地质雏形初现。特别是上海市城市地质调查开展了系统的城市三维地质结构、地质灾害和地球化学环境调查研究,建立了动态的城市地质信息平台和三维可视化信息服务系统,为上海城市建设和可持续发展提供了详实的基础地质数据和科学决策依据,是目前我国乃至国际上城市地质工作的典范。
        城市地质理论不断丰富,各专业技术指南、工作规范(国标、行标)相继完成。先后发布《沉积岩区、花岗岩区、变质岩区1:5万区域地质填图方法指南》、《1:5万浅覆盖区区域地质调查细则》、《城市环境地质调查评价规范》、《浅层地热能勘查评价规范》等。
        2000~2006年,共完成浙江、江西、海南、云南、四川、黑龙江、甘肃共7个省的98个城市环境地质调查评价工作。陆续实施了全方位服务功能的多目标立体城市地质调查工作,许多成果直接为政府部门采用,如对奥运场馆地区的活动断裂进行了精确定位和岩溶塌陷范围勘查,对上海市世博会场馆选址三维地质结构调查,浅层地温能作为清洁环保可再生能源为绿色奥运、世博会和绿色北京建设作出了突出贡献等。

    目前,我国城市地质环境问题主要体现在五个方面

        与会专家认为,城市的快速发展会带来相应的地质环境问题,有的工程会在较长时期内对地质环境产生渐变的影响,最终可能会引起地质环境急剧恶化,危及城市安全。经过讨论,与会专家总结出目前我国既与地质环境又与城市安全和可持续发展密切相关的五个方面问题:
        一是水资源安全。
        我国城市缺水问题严重。统计数据显示,全国661座城市中有400座城市缺水,110座城市严重缺水,有近2/3的城市依靠地下水资源,许多大城市修建水库供水。过量抽取地下水造成地面塌陷、沉降的灾害,而地表水库供水也存在水质突发性污染与堤坝受超常暴雨突发性损坏,对城市用水造成威胁。
        “华北平原面积13.9万平方公里、人口1.2亿,人均水资源占有量仅为335立方米,不足全国平均水平的1/6,世界的1/24。过量开采地下水造成了严重的地面沉降,经济损失达3300多亿元。解决华北平原水问题,迫切需要提高该地区基础调查程度,提升对水文地质参数非均质、非线性规律的认识。”中国地质科学院水文地质环境地质研究所所长石建省说。
        二是新能源开发与能源安全。
        我国目前近50%的油气能量依靠国外进口,若提高到90天的储备量,那就需要建设许多储油设施。专家提出,城市油库及其危险品仓库,应距离城市有一定的距离,在地质条件许可的地带,应修建地下水封油库,以保障城市安全。另外,应着力开发新能源,如风能、浅层及深部地热能源。
        三是自然灾害的防灾减灾。
        极端气候与人类活动对地质灾害的影响渐趋严重。“2004年苏门答腊地震海啸,2008年汶川地震,2010全国性山洪和舟曲泥石流灾害,一次又一次敲响了预防极端自然灾害的警钟。”王思敬表示,“极端灾害危险性估测是首要任务。何种极端灾害可信?多大规模为可信极端?有否历史依据和科学论据?这些都需要我们进一步探讨。” 
        目前,地震尚难准确预报,气象灾害也难防范控制,但可以通过切断灾害链的处理,防治次生灾害而达到减灾的目的。中国城市地质地理环境呈多样性,如北京处于山前地带,太原、昆明位于山间盆地,兰州、重庆等位于河谷阶地,三峡库区、奉节、巫山、秭归和受汶川地震影响的诸县市包括舟曲都位于峡谷坡地,上海、广州位于三角洲地区,天津位于沉降海岸带,不同的地形地貌需要从不同角度分析有关灾害链的发生机理及防治灾害的途径。
        专家强调,城市地质监测的工作刻不容缓。威胁城市安全的防洪堤坝的基础处理与稳定性,城市应急避难所的地质环境与基础稳定性和布局选择,各种电线管道安全的共同沟的地质基础稳定性与基础的处理措施,都需要将科学的监测系统与群策群防的信息密切结合,并建立灾害的综合预警系统,尽量做到临灾前的及时预报,以达有效减灾目的。
        四是工程建筑基础安全。
        随着城市人口急剧膨胀所带来的生存空间拥挤、交通阻塞、环境恶化等问题的凸显,中国工程院院士王梦恕建议进行城市地下空间开发——修建城市共同沟,即电力线、电车电缆、电话线、污水管道、供水管、供暖管等共用管线隧道。“这是解决城市资源与环境危机的重要措施,也是解决我国可持续性发展的重要途径。”王梦恕说,“目前,我国城市地下设施很多,但很少统筹。谁占什么标高,也需要技术立法,以人为本的思想应贯穿在当前地下工程的设计中。”
        近年来,城市轨道交通大量兴建。截至2009年年底,全国在建线路69条,建设里程达到1962公里。至2015年我国25个城市将建设86条城市轨道交通线路,大约2466公里。据北京城建勘察设计研究院董事长金淮介绍,我国城市轨道交通发展速度快、地质环境复杂、差异性大,事故时常发生,地下工程事故占绝对多数,地质环境安全问题越来越突出。如北京地区砂卵石地层中的漂石问题;再如上海地铁隧道的轴线变形和地面沉降,在地铁一号线某区段隧道轴线沉降量己超过25厘米。
        是否所有地质条件均适宜修建地铁,不同地质环境条件带来的施工难度以及工程的安全问题等需要进一步研究。运营阶段的地质环境安全问题,不像施工阶段的安全问题那么明显,应引起足够重视。
        五是地质环境与地质生态系统的安全和人民健康。
    不同的地质环境、不同的生态系统,直接关系城市居民的身体健康,因此,应当对土、岩、水中元素含量对人民身体健康的影响作出评价;绝对不允许工矿企业将污水通过深孔排入地下深部含水层;矿山城市更需要注意尾矿坝、排土场的安全,注意其基础的稳定性;正确按地质环境及有关条件选择垃圾填埋场,并采取相应的处理措施,避免污染地下水及产生沼气的积聚,造成爆炸的危害。

    资源环境并重,以地质环境地质灾害评价为核心,保障地质生态安全,是城市地质环境工作的未来

        针对目前存在的各种城市地质环境问题,卢耀如、周干峙、袁道先等院士,黄润秋、万力等专家学者纷纷建言献策:
        一是从地质环境角度合理规划城市的发展。
        在以往的一些城市规划中,有的完全以当地主观愿望为出发点,没能很好地考虑自然条件的局限。建议大城市从地质环境上,从兴利防灾两方面,进一步修订补充原有的规划。根据自然条件,特别是地质环境界定城市规模与质量以及城市的范围,谨慎考虑城市的容量,这是非常重要的。
        今年大洪水期间,有一些城市的水源地被毁而出现缺水的灾难。为此专家提出,应当加强城市地表水和地下水的综合调蓄与开发利用,寻找有大灾时临时应急的安全地下水源地,考虑海平面上升对城市环境影响,以及滨海地带的海水淡化,以增加水资源及防治滨海地下水的盐化问题,包括修建滨海地下淡水库。
        成都理工大学黄润秋教授重点强调了西南城镇的地灾防控与预警。“研究显示,断层上盘5公里的范围内集中了约50%的一般规模崩滑地灾和75%的大型崩滑地灾,是地灾的极高危险性地区。因此,重要的设施以及建制城镇应尽可能选择修建在断层下盘、距离断层5公里以外修建。”
        中国地震局地质研究所研究员高建国建议,城市扩展区规划要突出“以防为主”,必须全面实施国家安全战略,尽早建立国家备荒防灾体系,把增强防灾减灾能力提高到国家安全战略高度部署。
        二是合理与正确进行大型工程建设。
        目前,很多大型轨道交通、城际铁路及城市内各种建设匆匆上马,没有足够的时间进行地质环境方面的调查研究,从而造成严重损失。专家们建议,城市工程上马不能以当地政府部门的意志和财力许可作为依据,必须严格按照国家审批手续办理;大的工程最好由勘测单位、设计部门、施工队伍分别进行,三个独立法人单位的同时参与有利于保障工程质量,有利于对地质环境及地灾做出客观的评估。同时,必须严格区分自然灾害和人工诱发的事故。
        三是一个城市应统一建立有关地质数据资料库和岩心保管库。
        城市建设参与部门多,积累了大量的数据资料,应当建立统一的数据库,同时把典型岩心也集中起来,建立相应的岩心库。一个城市如果难以建立,可在附近城市群或地区,建立综合的地质数据资料库及岩心库,以利于已有资料的使用,也可节省新工程的勘探工作量。
        四是在城市地质环境方面调查研究时,应当加强勘测、学校、研究机构三结合。这也有利于提高调查研究成果的质量,有利于培养青年一代的科技力量。
        五是积极开展城市环境建设效应的系统调查研究。
        地质工作者应积极吸收国内外有关城市地质环境方面的最新成果,对我国不同级次的典型城市进行有关地质环境的建设效应上的深入系统调查研究,以得到科学的依据,为今后的城市发展和安全,起到很好的推动作用。
        王思敬强调,应对城镇极端灾害引起高度重视,增强极端灾害的风险意识,进行有计划地分地区立项研究,划分城镇灾害环境类型及分区,针对地质构造、岩土物质、地貌地势、水文、气象等专题进行分析。
        黄润秋对重要山区城镇周围的大型沟谷(尤其是泥石流沟)和穿过城镇的主要河道的行洪能力表示极大关注。他建议,应对城镇建设侵占情况进行全面的检查和评估,对不满足泥石流或洪水排导能力的重要沟谷尽快启动治理工程,对重要山区城镇的高位远程滑坡—碎屑流灾害隐患进行排查。
        六是恢复与建立有关学科,大力培养有关地质环境及地灾方面的各级人才。
         “国土资源部为加强全国地灾防治建立了地灾群测群防体系,急需专业人才。”地大(北京)副校长万力说,“面对全国范围这么大的地灾专业人才缺口,全国高校却没有设置一个水文地质本科专业。目前,有关学校即使想在这一领域招生培养人才都不能。建议尽快恢复水文地质、工程地质和环境地质专业,大力培养有关专业人才,包括地灾方面的调查研究和监测人才,以应国家的急需。”
        与会专家同时呼吁,国家应加大投入,进行有关公益性地质环境调查与地灾方面的各级人才培养,呼吁在城市地质环境方面的能够做到多部门、多学科密切协作,为我国城市的可持续发展作出应有的新贡献。
        卢耀如对城市地质的未来发展方向是这样总结的:“要资源环境并重,以地质环境地灾评价为核心,以保障地质生态安全为主,对地灾进行监测。同时,城市地质工作体制机制需要创新:加强和持续实施中央和地方合作模式,中央指导性政策和地方配套实施,中央重视地方响应。努力构建城市地质工作与区域城市经济发展规划紧密结合新机制;依靠科技进步与创新,充分发挥中央和地方两级队伍专业优势,以更好进行成果应用、信息反馈、标准制定和学术交流。”
        “城市,让生活更美好。”这是上海世博会的主题,也是对城市地质工作的最好诠释。希望我国今后的城镇化建设发展会因这次大会而走得更好。


    地质工作,让城市更美好