中国可燃冰勘查利器——海马号无人潜水器

新华社发

勘查团队在祁连山南缘钻探发现“可燃冰”。

冀 业摄（资料图片）

近日，俗称“可燃冰”的天然气水合物成功获批为中国第173个矿种。这虽然是业界和公众意料之中的事，但还是引起了广泛关注和热烈讨论，人们由此预见，可燃冰作为一种战略性绿色能源，在中国获得了相应的法律地位，必将在勘查和开发利用方面迎来新的发展机遇。

可燃冰被誉为“未来能源、洁净能源和21世纪能源”，这一方面在于其有能量密度极高、非常洁净等特质，另一方面在于其分布范围广、资源量巨大，可以为人类提供持久能源支持。对于环境资源压力巨大的中国来说，可燃冰更是承载着变革能源结构、实现绿色可持续发展的梦想。20多年来，中国科技工作者不懈努力、忘我奋斗，不仅系统提出了被实践证明正确的可燃冰成藏理论，而且形成了具有国际先进水平的可燃冰资源综合勘查高新技术体系，为可燃冰的开发和利用奠定了坚实基础。

中国储量家底知多少

在标准状况下，1立方米可燃冰可释放出164立方米天然气和0.8立方米的水，能量密度是天然气的2-5倍、是煤的10倍。这是人们对神奇的“冰火”津津乐道的主要原因之一。这样一种能量密度极高的物质，在地球上储量非常丰富。国土资源部天然气水合物重点实验室总工程师刘昌岭研究员介绍说，如果把全球可燃冰的储量折算为有机碳资源，其有机碳占总量的比例超过53%，而煤、石油、天然气三者有机碳之和仅占26.6%，也就是说，前者是后三者之和的约2倍。国际上广泛引用的可燃冰储量数据来自美国科学家科温沃登，他预测全球储量为21万亿吨油当量，与美国能源部2011年发布的数据大致相当。

具体到中国，可燃冰的储量如何呢？中国地质调查局副局长王昆给出了一个数字：约800亿吨油当量。他强调，这是根据天然气水合物资源类型及赋存状态，结合地质条件对中国海域可燃冰源量的初步预测量。冻土区是陆域可燃冰的可能成矿区，而中国是世界上第三冻土大国，冻土区总面积达215万平方公里，具备良好的可燃冰赋存条件和资源前景。据科学家初略估算，陆域可燃冰远景资源量至少有350亿吨油当量。王昆介绍，总体上看，中国可燃冰分布广、类型多、储量非常丰富。目前，已在南海发现两个超千亿立方米的矿藏，圈定11个成矿远景区、25个有利区块。

四个勘查阶段迎头赶上

与一些国家从上世纪70年代就投入可燃冰勘查研究相比，中国在可燃冰资源调查研究方面起步无疑是较晚的。据刘昌岭介绍，如果从1995年原地质矿产部设立可燃冰调研项目开始算起，不过20多年，而这20多年又可以分为四个阶段。

一是预研阶段。主要开展对国外调查研究情况的调研跟踪、文献整理等工作。这个阶段有两个标志性年份。1995年，“西太平洋水合物找矿前景与方法的调研”“中国海域水合物勘测研究调研”等项目设立，中国地质科学院矿产资源研究所和广州海洋地质调查局等机构参与其中，对水合物在世界各大洋中的形成、分布等方面进行了初步研究，明确指出了中国近海海域具有水合物成藏条件和资源远景。1998年，在国家“863”计划支持下，“海底水合物资源探查的关键技术”前沿性课题研究顺利启动。此外，中科院兰州冻土研究所开展了实验室合成天然气水合物研究，并通过书籍翻译将外国可燃冰领域研究进展系统介绍进来。

二是前期调查阶段。1999年，国土资源部启动了“西沙海槽区天然气水合物调查与评价”项目，首次在该区域发现了可燃冰存在的重要标志。在东沙群岛南部和台湾西南等海域，调查团队也发现了蕴藏可燃冰的证据和标志，并综合利用多种海底调查手段，包括海底取样和摄像等，对这些证据和标志进行了研究分析，初步确认了可燃冰的存在。

三是专项调查阶段。此阶段从2002年持续到2010年，参与调查的众多科研院所和大学与中石油、中石化等历时8年，实施了与可燃冰相关的4个专项，优选了南海的数个海域，开展了可燃冰调查与评价，并获得了可燃冰实物样品，取得了重大突破。与此同时，中国陆域可燃冰调查也在大力推进，初步结果显示，祁连山和漠河盆地等冻土地区具备较好可燃冰成矿条件和找矿前景。

四是“127”工程国家专项阶段。2011年，“127”工程天然气水合物专项设立，按照“海路并举，先易后难”的思路，加强对南海、东海等海域和陆域冻土区的调查研究，查明中国海陆可燃冰家底，并为进一步开展资源评价和开发做好准备。上述专项实施的目标之一是实施赶超战略，使中国可燃冰勘查等技术与国际先进国家同步，为商业开发打好基础。

推进理论和技术装备创新

四个阶段，22年努力，中国不仅摸清了可燃冰家底，而且实现了一系列勘查理论和勘查技术、装备的创新。实际上，注重创新的引领作用，把地质调查过程变成科技创新的过程，全面提升科技创新解决资源环境基础地质问题的能力，也是中国地质领域工作的指导思想。

中国地质调查局基础调查部副主任邱海峻指出，根据国际上的研究，可燃冰在全球主要分布有两类地区：一类是水深300米—3000米的海底，在海底以下0米—1500米的沉积物中产出；另一类是陆上冻土区。成功进行可燃冰勘查，光靠上述大体模糊的判断显然是不够的，必须摸索出适合中国海域和陆域地质特征的探测理论和方式。

刘昌岭指出，中国科学家根据可燃冰成矿原因，创新性提出“渗漏型可燃冰”概念，并将可燃冰划分为“扩散型”和“渗漏型”等几种，总结出各自的特点，指出它们在南海北部具有密切的成藏关系，具备形成的地质条件，并揭示出该地区形成了南北成带状的可燃冰富集规律。

工欲善其事，必先利其器。可燃冰勘查离不开先进的装备，而4500米级深海遥控潜水器海马号就是中国可燃冰勘查的一大利器。它历时6年研发而成，实现了一批关键技术突破，包括本体结构、浮力材料、液压动力和推进、作业机械手和工具、观通导航、控制软硬件、升沉补偿装置等，是中国迄今为止自主研发的下潜深度最大、国产化率最高的无人遥控潜水器系统。该潜水器研发成功后迅速转化为应用，在南海北部陆坡发现了海底活动性“冷泉”，实现了南海天然气水合物资源调查领域的突破性进展。

在可燃冰勘查过程中，中国科学家摸索出一套成熟的调查技术和特效探测技术。刘昌岭举例说，针对可燃冰赋存的相关地貌、沉积矿物等，勘查人员集成了一套可燃冰综合探测系统，综合“地质、地球物理、地球化学”等调查手段，该技术已成为服务海域可燃冰常规勘探的主打技术。

《 人民日报海外版 》（ 2017年11月25日 第 08 版）

 

高纯石英作为一种关键材料被广泛应用于电子信息、光伏、光通信和电光源等行业，在国家经济建设和安全等方面的地位和作用都十分重要，然而二氧化硅纯度达99.998%（4N8）的高纯石英高端产品却处于被“卡脖子”状态。为了给开展高端高纯石英资源调查工作提供高质量文献支撑，中国地质调查局地学文献中心（以下简称“地学文献中心”）情报研究室矿产团队于2024年初启动了高纯石英典型案例研究工作，在8月初形成专题研究报告《全球高纯石英典型矿床——成矿系统篇》。报告推出后反响较好，8月21日，团队成员受邀在中国地质调查局相关业务研讨会上作专题报告《国外高纯石英资源分布与典型矿床案例》。

研究报告搜集了全球6个国家24个高纯石英典型矿床的资料，对其成矿背景、成矿过程、矿石特征等进行分析后，提出了初步认识。报告共分为七个章节。第一章对有关情况进行了概述。第二至七章分别介绍了24个典型矿床的情况，包括美国的斯普鲁斯派恩（Spruce Pine）、挪威的德拉格（Drag）和弗罗兰（Froland）、澳大利亚的灯塔（Lighthouse）和猎狗洞（Dingo Hole）、印度的佩鲁马拉帕杜云母-石英-长石矿（Perumallapadu）、俄罗斯的布拉尔-萨尔德克（Bural-Sardyk）以及加拿大的约翰比兹（Johan Beetz）等，综述内容包括每个矿床的地理位置、成矿类型、资源量、提纯后的石英纯度、杂质元素情况、勘探机构、成矿区带/构造位置、区域重要地质事件和主要地质单元、矿床地质特征、矿体形态和规模、赋矿围岩类型、成矿时代、矿床成因、成矿过程、石英矿物的化学特征以及伴生矿物。

下一步，地学文献中心将聚焦国内高端高纯石英资源调查工作的需求，加强典型矿床综合研究和国内外对比，提供更高质量的文献情报支撑。

报告封面及目录

受邀在中国地质调查局相关业务研讨会上作专题报告

 

海域地应力观测与地壳稳定性评价项目野外施工现场

无人机航拍青藏高原活断层

“当前，地质力学研究所上上下下都在积极学习全国两会精神。我们认为，虽然今年两会直接提到地质工作的内容不多，但实际上，地质工作作为一种具有先行性、公益性的基础工作，早已融合于国家经济社会发展的方方面面。就地质力学研究所而言，未来服务的领域更广了，肩上的担子更重了，大家的信心也更足了。” 3月19日，自然资源部中国地质调查局地质力学研究所所长邢树文对记者如是说。

需求动能：为区域协调发展提供地质安全保障

“无论是地质行业的发展，还是单位的发展，都离不开国家发展的大环境。近日闭幕的全国两会对我国今年各项工作作出了部署，也为我们下一步工作集中优势、突出重点指明了方向。”邢树文告诉记者，今年的国务院政府工作报告中特地谈到了“促进区域协调发展，提高新型城镇化质量”，而在活动构造、工程地质、地质灾害和区域地壳稳定性领域的调查服务恰恰是地质力学所这些年成果最为突出的部分。

在服务区域协调发展方面，地质力学所近几年针对京津冀协同发展区、雄安新区、北京城市副中心、粤港澳大湾区、海南自贸区等地的规划建设需求，进行了活动构造与区域地壳稳定性调查，提交的阶段性成果报告，为这些区域的协调发展提供了基础地质数据，提出的有关问题及建议受到相关部门高度重视和充分肯定。

今年，他们将继续深化对重点区域的服务，比如：在京津冀协同发展区调查重点活动构造的特征及演化、形成机理和对地质灾害的控制作用；全面对粤港澳大湾区及关键部位，进行较大比例尺的活动断裂调查，编制相关图件；在开展海口市江东新区活动断裂调查和地壳稳定性评价的基础上，支撑服务三亚新机场的扩建选址，为海南省解决空港客流量大的难题提供地质保障；在川西藏东等地质条件复杂地区进行交通廊道活动构造与地质灾害调查等。

邢树文特地谈到了今年即将开展的沈抚新区及交通廊带主要活动断裂调查。“我们将结合区域断裂活动性研究、工程地质调查，进行区域地壳稳定性评价，编制活动断裂分布图和综合工程地质图，编写提交沈抚新区及交通廊带重大工程规划建设和防治工程地质问题报告。目前，地质调查方案已经确定，即将实施。”

他告诉记者，地质力学所积极为沈抚新区规划建设提供服务有着多重意义。一是理论意义。这里位于我国重要活动断裂带——郯庐断裂的北段北延，此前地质界对该断裂的中段、南段研究程度较高，在断层形成演化等方面有着诸多成果，但对其北段北延认识不足。二是社会意义。沈抚新区建设是国家振兴东北老工业基地的重要举措之一，调查该区的活动构造和地壳稳定性，可为相关城市群和重大工程提供最基础的地质服务。三是环境意义。抚顺等资源型城市在长期矿业活动的作用下，存在着煤矿采区塌陷等比较突出的环境问题，要进行科学有效的治理，就要从地球系统科学的角度对其综合调查研究。

“现在各地区越来越认识到地质基础调查工作对区域发展的至关重要，地质工作也正在从规划制定后的验证性服务，转化为规划制定、建设实施、运营管理等各个阶段全部过程的基础数据支撑。随着这种理念的推广和深化，来自政府规划部门的相关需求必然越来越强烈。在此背景下，作为力学所四大业务板块之一的活动构造和区域地壳稳定性调查，必将是未来需要持续发力的重要内容。”邢树文强调。

责任动能：地应力监测和地灾机理研究服务防灾减灾

人民生命安全历来是党中央国务院最为关切的方面，今年的政府工作报告也强调要“及时有效应对重大自然灾害”，“提高防灾减灾救灾能力”。

邢树文说，地质力学所60多年的发展，就是急国家之所需，主动适应不同时期的国家发展需求，不断通过调查和研究服务支撑于国家经济社会发展。使命光荣、责任重大，地质力学人必须砥砺前行。

谈及地质力学所在地应力监测和地质灾害防治方面的技术优势，邢树文介绍了该所去年完成南北活动构造带1∶100万地震滑坡危险性评估，发布《地质灾害InSAR监测技术指南》，编制《地震滑坡调查评价技术指南》《海域活动断层、区域地壳稳定性调查与监测技术指南》，完成《全国活动断裂、工程地质岩组和区域地壳稳定性评价图（1∶400 万）》等成果。

“今年，我们将在渭河中上游开展城镇灾害地质调查，研究崩滑流地质灾害孕灾背景和发育规律，创新城镇多尺度地质灾害危险性定量评估技术，为服务划定或优化城镇开发边界提供地质安全建议，编写提交天水地区灾害地质调查报告、天水地区重点开发区国土空间规划管控建议报告等。”

提高防灾减灾救灾能力，科学研究是基础。据介绍，地质力学所设有独立的地质灾害研究室，重点研究探索地质灾害内生和外生动力作用耦合及其致灾的机理。“当前，我们可以利用InSAR监测技术圈定滑坡和异常地质体，提供给有关部门引起注意，但还无法做到及时准确的临灾预警。确定地质灾害尤其是高位远程滑坡的发生时间是个世界性难题，破解的出路只能是依靠科技创新，研究致灾机理加现场密切监测。”

地质力学所现已在全国建成近百个地应力监测台站，建立了国内领先的地应力测量与监测技术方法体系，可以为全国重要城市群、重要活动断裂带实时提供地应力测量与监测数据。下一步，该所将进一步整合和扩大数据覆盖面，制定统一的技术标准和方法，提高实时加工提炼解读的能力，为政府相关部门提供可直接应用的社会性成果。

“自然资源部部长陆昊曾就地灾防治工作强调，要将专业技术能力和地方行政指挥需要结合，最大限度做到及时预警预报。当前，无论是政府部门、科研人员还是老百姓，都希望能够通过科技攻关，实现临灾预报，只要能提前一小时，都能挽救无数人的生命。这是我们协同创新的方向，也是我们共同努力的目标。”邢树文说。

创新动能：双管齐下实现地调与科研融合发展

发展是第一要务，人才是第一资源，创新是第一动力。邢树文介绍说，2018年地质力学所以理论和技术方法创新为突破口，取得多项创新型成果。“而这些理论成果，也很大程度上促进了地质调查工作的提质增效。”

比如：获得对全球13.8亿年大火成岩省及相关大洋缺氧事件的新认识，对探索中元古代黑色页岩内油气资源潜力及其成因都具有重要意义；再比如，覆盖森林沼泽区、南方强风化层覆盖区、黄土区、岩溶区、山前平原区、新构造—活动构造区等6类特殊地质地貌区1∶5万地质填图示范，创新填图技术方法，形成了系列技术指南和覆盖区区域地质调查标准，引领和规范行业开辟1∶5万区域地质调查新区域。

今后，地质力学所将修改完善提升地质力学、古地磁学、工程地质学、构造地质学学科中长期发展规划，继续加大基础研究和应用基础研究支持力度，强化原始创新，加强关键核心技术攻关，切实推进所“十三五”科技创新发展目标的实现，提升行业知名度和影响力。

一是持续推进地质调查与科学研究融合创新。以科技创新改造、支撑、引领地质调查，深入总结凝练地质调查项目成果，找准突破口和创新点，提升理论认识，研发新技术；利用科技项目取得的新理论、新认识和新技术，指导地质调查工作开展，实现地调和科研项目的相互促进。努力在构造变形、多尺度地质灾害危险性评估理论与技术、地质灾害调查监测和隐患早期识别技术方法、南极大陆的形成与演化等领域凝练有一定影响力的创新成果。

二是积极组织申报国家五大科技平台项目。主动与局深部探测中心、局油气调查中心等单位开展业务对接，谋划在大陆地壳活动、超深层油气富集机理、成矿系统及其三维结构探测等领域承担深部探测专项项目；组织申报国家自然科学基金等国家科技平台项目。

三是全力推进创新平台建设。修改完善《活动构造与地壳稳定性评价国家重点实验室筹建方案》；筹建区域工程地质研究中心；支撑深部过程与流体监测实验室建设，积极参与联合申报国家实验室；推进全国地应力观测网建设，组织可行性论证，力争纳入部自然资源要素综合观测网。

同时，地质力学所还将总结凝练优势学科和领域的整装代表性成果；全面实施科技成果转化，探索科技成果转化新路径；精心组织重大学术交流活动，深入开展国际交流合作等。

“力学所四大业务板块的发展创新都是把地质力学作为重要的基础理论，我们要继承和发展地质力学整体观、系统观和成生联系的思想，与时俱进创新地质力学理论和技术方法。”邢树文着重强调。

智力动能：营造良好的科研生态，弥补人才短板

邢树文谈到，新时代，地质工作正在发生深刻的转变，以此为对照，地质力学所在业务结构、人才队伍、运行机制等方面还存在一些不适应。比如：业务结构还不够聚焦，协同作战能力还不够强，领军人才依然缺乏，队伍结构不尽合理，重点实验室建设相对落后，信息化建设基础薄弱，自主创新能力有待提高，服务水平需要提升等。“我们要抓住关键，对症下药，着力解决这些突出问题，唯此，力学所才能获得健康持续的发展，为国家社会经济发展提供更加精准的服务。”

邢树文认为，科技创新本质上是人的创造性活动，要深刻领会部党组关于提升科技创新效能的实施意见和激励科技创新人才的若干措施等文件精神，落实局党组有关部署要求，在推动科技体制改革举措落地见效上下功夫。“力学所围绕业务能力建设和地质科技创新，精心组织编制了业务发展规划、人才发展规划（2019~2025），下一步，我们将全力推进实施人才发展规划，壮大人才队伍。”

如何让各类人才的创造活力竞相迸发、聪明才智充分涌流？邢树文强调，要把优秀科技人才引导进入地质调查主战场，聚焦国家发展重大需求，解决地质调查中出现的重要地质科技问题，产出有宏观影响的成果，形成学科领军人才和优秀团队。

一方面，汇聚优势人才，优化重点方向和优势领域，重点开展地表过程与多圈层交互作用调查，研究深部过程对地球浅表环境演变的作用及其资源环境效应；开展工程地质、地质灾害、区域地壳稳定性调查，服务国家重大战略、重大工程规划建设、城市地质调查、生态系统保护修复；支撑服务能源资源和其他重要战略资源评价；开展极地地质调查，提供地质图件和信息产品，提升国际影响力。

另一方面，坚持把人才和团队建设摆在突出重要的位置，把能否解决实际问题和取得成果的影响力作为评价指标，持之以恒地推进创新性人才队伍建设。在设备、办公条件、绩效待遇等方面提供有效保障，赋予更大的技术路线决策空间，营造宽松、创新、诚信、风清气正的学术环境，“决不能让改革政策停留在口头上、纸面上，要想尽办法使科研人员潜心向学、创新突破。”

具体措施有：加强岗位设置管理，优化人才队伍结构；继续探索优化和改进激励机制，提升广大职工干事创业的热情；积极拓展人才引进渠道和方式，有效带动人才成长、核心团队建设和学科发展；大胆使用有创新有担当精神的青年科研骨干人员；加强对科研人员的情感关怀和宣传力度，努力提升科研人员的创新成就感和荣誉感，激发献身地质力学事业的热情。

邢树文认为，需求动能、责任动能、创新动能、智力动能将成为地质力学所新时代新发展的新引擎，“而更为核心的，则是继承发扬李四光精神，努力践行‘责任、创新、合作、奉献、清廉’新时期地质工作者核心价值的精神动能。它们，将汇聚成光，引领着我们快步踏上为国家经济社会发展作出更大贡献的全新征程。”　

　　 

　　鲁迅、顾琅编著的《中国矿产志》 

　　中国的地质调查之所以在辛亥革命后起程，有几个具体的背景不能忽视。换句话说，中国的地质调查是应“运”而生的，有其逻辑自恰的合理性：一方面，鸦片战争之后，看到西方列强在自己的国土上疯狂地掠夺矿产资源，一部分先知先觉的爱国之士，通过深邃地思考后，认为必须通过开发矿业、强国富民，才能拯救民族于水火，维护矿权、实业救国的呼声日益高涨；另一方面，大量西方人涌进中国进行地质调查、近代地质学传入、地质教育的兴起以及科学与民主思潮的出现等，使得建立中国自己的地质机构、开展地质调查成为必然。

　　下面，我们就从这几个方面进行阐述——

　　（一）大量外国人在中国进行地质调查 

　　鸦片战争后，西方列强用炮舰打开了中国沉封已久的国门，强迫清政府签订一系列不平等条约，从此，中国沦入半殖民地半封建社会的深渊。

　　从那时起，在中国尚没有自己的地质调查队伍的情况下，大量外国传教士、商人、旅行家及地质学家蜂拥而来，强行到中国境内进行地质调查。他们搜集资料、测绘图件、采集标本，带回其国内研究，写成著作并正式发表。

　　据中国地质调查局发展研究中心副主任施俊法等专家研究，并综合其他学者的有关研究成果，这个时期来中国开展过考察与地质研究的外国地质学家及其出版的著作主要有——

　　19世纪中叶，英国人斯特拉克里曾到西藏喜马拉雅山地区进行地质考察，1848年，发表《论西藏地质》一文，1851年又发表《论喜马拉雅山山脉和西藏地质》一文。

　　1861年，英国人金斯米尔来华，在我国东部、南部从事地质考察，做过大运河北段的测量工作，调查研究过我国黄土。著有《中国东南省份的边区煤田》、《中国地质重点在扬子江下游各省》等文章。回国后还在伦敦地质学会作过《中国之地质》的专题演讲。

　　1863年，美国地质学家拉斐尔·庞培里应邀来华工作了两年多，走遍了华东、华中、华北很多地区。回国后， 1867年出版了《1862－1865年期间在中国、蒙古和日本的地质研究》，全书共10章，其中9章内容都是关于中国的。他是以近代地质科学方法对中国广大地域进行系统全面研究的第一位学者。他详列了“中国有用矿产产地目录”，共列出矿产地276处，其中铁矿112处，有色金属116处，非金属杂类矿48处，可以认为，他也是编撰《中国矿产志》的先驱。

　　1865年，法国工程师罗歇到我国云南省考察，于1879～1880年出版了《中国云南省》（两卷）。其中第二卷论及该省各类矿产分布，并记述了铁、铜、锡、银矿等之冶炼方法。

　　1868年，德国地质学家李希霍芬获得美国加州银行和上海西商会提供的资助，藉此机会他在4年间对中国作了7次旅行考察，考察时间累计约20个月，行程数万公里，走遍了大半个中国。1872年未回国后，出版了最少300万字以上的五卷大部头的巨著—《中国：亲身旅行及据此所作研究的成果》，另有地理和地质图册两集，堪称“中国近代地质科学启蒙时期之经典”。传入我国后，成为我国地质学家工作的重要参考书。

　　1892～1894年，俄罗斯地质学家奥勃鲁乔夫参加波塔宁领导的蒙古和中国考察队，穿越了整个中国“三北”（东北、华北和西北），1894年发表了《祁连山山脉概要》一书。在1905～1906年及1909年，奥勃鲁乔夫又两次进入中国西北地区，提出了黄土成因的“风成学说”。他还论证准噶尔地区有石油、沥青、煤及金矿富集，并提出通过准噶尔修建从莫斯科到北京的铁路线。

　　1895年，法国矿业工程师杜克洛参加里昂商会组织的“中国经济考查团”，由越南进入我国云南省昆明，对沿途矿产资源，尤其是东川铜矿做了考察。

　　1897年，英国地质学家毕克姆、法国地质学家勒库黎到我国广西进行地质矿产调查，并测有地质图，他们的工作开创了广西矿产地质调查的先例。

　　1905年，清政府聘任日本地质学家阿部正治郎到陕西延长县考察，经试凿发现石油，1907年设延长石油厂，聘日本人佐藤弥市郎为技师，同年凿成我国大陆第一口油井——延长一号井，开创了我国大陆石油生产史。

　　1909年，英国地质学家戴维斯考察山西太原西山煤系，于1922年发表了有关该区石炭二叠纪煤系划分对比的文章。

　　这个时期来中国且后来与中国的地质调查发生关联的，还有一位取了一个地道中文名字的瑞典年轻地质学家“新常富”。他刚从大学毕业就来到中国山西太原定居，参加了山西大学的筹建，后长期担任该校地质系教授，还帮助该校建立了博物馆。他还向北洋政府建议聘请瑞典地质学家来华工作。北洋政府农商部矿政司采纳了他的建议，在1914年以高薪聘请了两位著名的瑞典地质学家安特生和丁格兰任顾问。他们来中国后和新常富一起着重调查了北京附近及华北的矿产资源，并对宣化龙烟地区发现的铁矿进行了深入研究。安特生还参加了北京农商部地质研究所的教学工作，多次带领该所学员去北京西山和华北地区进行野外实习及考察，搜集了华北地区的资料。

　　……

　　应该说，这些外国“客卿”早期在中国从事地质研究显然是“越俎代庖”，但他们毕竟是在中国土地上进行地质学研究，获得的成果载入了世界科学的典籍，对世界地质科学事业的发展做出了贡献，也为以后中国人自己从事地质调查和研究工作积累了资料，创造了必要的条件，因此应当实事求是的评价。

　　事实上，中国地质学的先驱们对他们给予了“极端公正、恰如其分的评价”。比如，1933年即德国人李希霍芬诞辰百周年时翁文灏曾在《中国地质学会志》（英文刊）上发文，肯定了这位德国地质学家为中国地质学所做的贡献：“中国地质学的巩固基础，实在是由德国人李希霍芬最早奠定的……李氏之前，关于中国地质学所知极少……”

　　但也要看到，因为他们掌握了情况，使中国的地质特别是矿产分布情况也暴露在世界的目光之下。比如，李希霍芬《中国》一书中所称“中国矿产资源异常丰富，尤其是煤的蕴藏量为世界之冠，山西一省之煤可供金球使用千年有余”等，一时在海外引起震动，引起了西方列强对我国矿产宝藏的垂涎觊觎。

　　（二）日本等西方列强疯狂掠夺我国的矿产资源 

　　鸦片战争后，西方列强开始对中国的矿产资源进行勘探与开发，并肆无忌惮地掠夺中国的矿产资源。

　　日本觊觎中国的矿产资源由来已久。

　　1895年，清朝北洋海军在中日甲午海战中失败，清政府被迫签订《马关条约》，条约明文规定允许日本在我国通商口岸任意从事工业制造，实际上更扩大到矿产开发，这被其他西方列强援用。

　　1904年，日本和俄国在我国东北地区开战，俄国战败后，两国在美国朴茨茅斯签订了和约：东北大部分地域由原来俄国的势力范围变成了日本的势力范围。日本获取特权最多的是辽宁省，因其处于整个满洲之南，所以称为“南满”。

　　1907年，由日本建立的“南满洲铁道株式会社”（简称“满铁”）开始营业。这实际上是日本帝国主义经营我国东北的“国策会社”。营业之初，就在矿业部下设地质课（科）和煤田地质调查事务所，1909年地质课改为地质研究所，下设庶务科、地质科、矿产地质科、物理探矿科和研究科，共5个科，专门在东北进行地质矿产调查与研究。

　　根据资料统计，从甲午战争后到“九一八事变”36年中，为了掠夺中国东北的矿产，日本人在东北开展了大规模的地质工作，并撰写了大量的地质工作报告。如果按省份分类，辽宁省的达215份，吉林省的46份，黑龙江省的5份，分别占在中国开展地质工作的15个省份中的第一、二、九位。另外还有涉及东北两个省以上的达8份。

　　日本人在华开展地质工作较多的另一个地区是台湾省。1895年，清政府被迫与日本签订《马关条约》，将台湾割让予日本。

　　根据资料，从甲午战争后到“九一八事变”36年中，日本人撰写的有关台湾省的地质工作报告达10份之多，居15个省份中的第5位（仅次于辽宁、吉林、山东、河北，而台湾的面积仅是以上4省的1/6到1/4）。

　　日本侵略者除了进行地质矿产调查外，还以武力直接占领现成的矿区，掠夺开采矿产资源，最典型的便是抢劫辽宁的抚顺煤矿和鞍山铁矿。

　　1904年，日本帝国主义以战胜国的身份取得原沙俄在东北的特权。他们凭借武力，在一个月内将抚顺煤矿全部侵占，把华兴利公司开采存储的4000多吨炭运回日本国内。

　　1905年5月1日，日本侵略者在抚顺成立隶属于日军大本营的“采炭社”，对该煤矿进行掠夺式开采。1907年，该社交“满铁”经营，他们用武力强占土地，扩大开采区域，掠夺煤炭资源。当年抚顺煤炭产量为23.3万吨。后来年年直线上升，1910年产量达到131.1万吨，3年之内几乎增大了6倍。

　　1909年8月，“满铁”在鞍山地区调查温泉时，发现了铁矿。后来又发现了鞍山西南的营口大石桥（今营口县）菱镁矿，还有粘土矿等资源，经过以后10年的建设，成立了鞍山制铁所，于1919年正式投入生产。

　　谈到列强掠夺中国矿产的卑劣行径，鲁迅和顾琅编著的《中国矿产志》在“导言”中专门用了一章的篇幅进行揭露，并且大声疾呼：“我国民当留意焉。”他提醒：“列强将来工业之盛衰，几一系于占领支那之得失。遂攘臂而起，惧为人先。”于是便“划分势力范围”“瓜分中国”，“于是今日山西某炭田夺于英，明日山东各炭田夺于德，而诸国犹群相要曰：采掘权！采掘权！”于是“行将见斧凿丁丁然，震惊吾民族，窟洞渊渊然，蜂房吾土地。”“及尔时，中国有矿业，中国无矿产矣！”

　　 

　　华蘅芳与玛高温翻译的《地学浅释》内文 

　　（三）开办现代矿业必须掌握地质学和采矿知识 

　　面对西方列强对中国矿产的肆意掠夺，一些爱国之士及清政府内部的洋务派官僚深感问题严重，提出了“师夷之长技以制夷”的主张，疾呼“开矿致富”。比如，康有为当时提出：“美人以开金银之矿，为图强要务之一；英人以煤铁之矿，雄视五洲；其余各国，开矿均富10倍。而藏富于地，中国为最……我若不开，他人入室。”洋务派也认为“东西洋无不开矿之国”，“且以此致富强”。于是，开办新式矿业成为洋务派强国求富的主要活动之一。

　　要开矿，首先要找矿，这就需要相应的地质学与采矿知识。但众所周知，由于长期的封建统治特别是清王朝后期的昏庸无能，闭关自守，中国在近代科学技术方面被西方国家远远甩在了后面。在西方国家，至19世纪中叶，便建立并完善了近代地质学的理论和方法体系，完成了学科体制化建设，比中国至少早一个世纪。这样，为了解决开办新式矿业对地质学采矿学的急需，洋务派及一些有识的爱国人士开始举办翻译机构，翻译、引进与著述相关的地质学理论。同时，开始向西方国家选派留洋学生。

　　1843年，英国人麦都思创办了“墨海书馆”，随后，江南制造总局译书馆、广言文馆、京师同文馆等陆续兴办；随之，涌现了一批著名的翻译学者与译著，地质科学逐渐引入国内。如英国传教士兼地质学家慕维廉在上海写成地质地理科学普及读物《地理全志》，其中有几卷就是地质学的内容。这是最早一部用中文写作的近代地质学文献。据李鄂荣先生等考证，我国近代科学意义上的“地质”一词，最早就出现在慕维廉的《地理全志》里。

　　19世纪80年代初，华蘅芳与玛高温合译了《金石识别》（现译为《系统矿物学》）与《地学浅释》（现译为《地质学纲要》）两本书，开创了中国翻译出版近代矿物学和地质学书籍的先河。后来，他们又合译了《金石表》（就是后来的《矿物学名辞典》），这套书对中国地质学、矿物学的发展影响极大。随后，潘松与英国人傅兰雅合译了《求矿指南》，王汝聃翻译了《相地探金石法》，舒高第与沈陶章合译了《矿学考质》。这几本译著，基本上属于今天的“矿床学”。

　　同时，中国人自己也开始著书立说。中国人编著的地质文献最早见于1903年鲁迅写的《中国地质略论》，发表在日本东京出版的中文刊物质《浙江潮》第8期上；1906年，鲁迅和顾琅又合纂了《中国矿产志》，由上海普及书店印行。

　　1910年，在直隶省矿政调查局担任知矿师的邝荣光在中国地学会主办的《地学杂志》上，发表了我国首幅彩色区域地质图和矿产图——1∶250万《直隶地质图》和《直隶矿产图》，还有我国的第一张古生物图版——《直隶石层古迹》。

　　“庚子”之役以后，“洋务运动”代表人物之一曾国藩推出一项有意义的举措，就是在1870年设立“幼童赴美留学预备班”。1872年正式派遣30名10岁左右的儿童去美国留学。以后又连续3年每年都派去30名留美学生。这里面学地质矿业的有邝荣光、吴仰曾、邝炳光等。1877年，清政府又派林庆升、池贞铨、张金生、罗臻禄、林日章5人赴法巴黎矿务学堂学习矿务。1886年，李鸿章又派留美归国的吴仰曾至英国伦敦皇家矿冶学校留学，于1890年完成学业。

　　据有关资料，从1872年至1876年，清政府共派出留学生120人，大部分学理工；1889年又派出64人；1900至1906年派出留学生人数达到高峰，有万余人。他们不仅学到了地质学知识，而且了解了当时地质科学的最新成就，摸清了关于当代地质科学前沿的知识。他们后来都成了中国地质事业的创始人和奠基人，成为中国地质学的先驱和中坚。留学生除了上述诸位外，学习地质、矿业的还包括——

　　王宠佑（1879—1958），广东东莞人， 1901年赴美国留学，1904年获哥伦比亚大学地质矿物学硕士学位。后又留学英、法、德国，1908年回国。

　　章鸿钊（1877—1951），浙江湖州人，1899年22岁时考中秀才，1905年留学日本，1911年毕业于东京帝国大学理学部地质学系，获学士学位。

　　丁文江（1887—1936），江苏泰兴人，1902年留学日本，1904年又留学英国，1911年毕业于苏格兰格拉斯哥大学，获地质学动物学双学士学位后回国。

　　1911年，章、丁二人参加了清政府留学生文官考试，获“格致科进士”，以后他们都成为中国地质科学事业最早的创始人和奠基人。

　　翁文灏（1889—1971），浙江鄞县人，1908年留学比利时鲁凡大学地质系，1912年毕业，其毕业论文《勒辛的石英玢岩》水平极高，荣获“特优”成绩而被破格授予博士学位。这样，他就成为中国地质学界第一位博士，也是最年轻的博士（23岁）。他1913年回国，参加了北洋政府的留学生文官考试，名列第一，任农商部佥事。后来，他就与章鸿钊、丁文江共同开创了中国的地质科学事业。

　　李四光（1889—1971），湖北黄冈人，1904年到日本留学。1910年毕业于大阪高等工业学校舶用机械科，同年回国。1911年9月去北京参加留学生文官考试，成绩为最优等，获“工科进士”。1913年再度出国留学，去英国伯明翰大学，初学矿业，后改学地质，1918年获硕士学位。1920年回国，任北京大学地质系教授。

　　……

　　尽管洋务派的一系列改良运动皆不果而终，但由维护矿权、开发矿业运动引发的翻译与留学热潮，却为地质学的本土化和中国近代地质学的产生做出了贡献。

　　（四）地质学的引进为近代科学思潮在中国的兴起扫清了道路 

　　杜智涛先生在他的《西学东渐与中国近代地质学的产生与发展》一文中写到，地质学所体现的辩证唯物主义精神，冲击了中国传统封建思想，它一传入中国，就与科学、民主、爱国的品质相互融合，彼此依存，为近代科学思潮的兴起扫清了道路，反过来，又推动了地质调查工作在中国的产生，为中国地质科学的发展奠定了基础。

　　敬天法祖是中国封建伦理纲常思想的重要组成部分。“富贵在天”、“天不变，道亦不变”……这种观念成为中国近代变革和民族进步的巨大阻力。而地质学作为一种科学，它客观地揭示天、地、生的变化，向人们阐明了自然界的运动规律，“月日蚀地震，雷鸣星变，皆天地自然之功用，其中有一定之法，初无所谓妖异也。”这种自然科学中的唯物主义，使人们开始怀疑过去一成不变的旧礼教，尝试用一种新的唯物的自然观去审视世界，使人们久被压抑和禁锢的思想得到了启蒙。

　　甲午战争以后，社会的全面变革提到了议事日程，而地质学说成为人们倡言变法的有力根据。维新运动的领袖康有为在广州长兴里创办万木草堂，向学生讲授地球及其远古动植物的演化，指出自然界的变化和人类社会的发展有一定的规律。他在给学生所列的西学必读书目中，《地学浅释》成为重要的篇目之一。同时，他在一系列给皇帝的上书中，也多次引用地质学知识，以论证变法维新的合理性和必要性。梁启超用地质学知识来说明中国进行改革的重要性和紧迫性。1896年8月9日，他发表《变法通议》，其中开宗明义的第一章就引用了地质学的知识：“大地肇起，流质炎炎，热熔冰迁，累变而成地球……藉日不变，则天地人类并时而息矣。”谭嗣同、唐才常等维新派名士的思想也深受近代地质学的影响。

　　20世纪初赴日、法留洋的学生中，不少地质学子如章鸿钊、丁文江、翁文灏、李四光等不仅接受了孙中山的民主主义思想，也接受了辩证唯物主义思想，他们将地质学的精神与社会革命相结合，高举科学与民主大旗，成为以地质学精神为支撑的科学与民主运动的主力军。随着新文化运动的开展，科学与民主成为革命主题，地质学中蕴涵的科学精神成为这场思想革命的有力武器。

　　（五）新式学堂的兴起，开启了中国地质教育的先河 

　　19世纪后半期兴起的洋务运动，推进了当时新式学堂的兴起。中国的地质教育最早可以追溯到洋务运动中开办的路矿学堂矿冶系，其后的1903年，北洋大学也设立了矿冶系。1909年在京师大学堂设地质门，维持了两年多，学生有4人。

　　我们不妨详细了解一下：

　　19世纪后半叶，中国出现了首批官办新式学校，主要在传统的文、史、哲等经典课程之外，增加了外语和西方的现代科学技术，其中也包括地质矿业在内。

　　1862年，中国最早的官办新式学堂——京师同文馆诞生，学制为8年。从第5学年起，加设科学馆。从第6学年起增设了地质矿务、航海测算、机器制造、经国策、万国公法等科目。高年级才修金石学（矿物学）课，由德国教师斯图曼博士讲授，在矿物学教学内容中也渗透了化石知识。

　　1863年，在上海设立了广方言馆。1867年以后，该馆毕业生择优赴京师同文馆科学馆再求深造。

　　1867年，闽浙总督左宗棠奏准在福州马尾设立福建船政学堂，这是中国第一所海军学堂。该校也讲授地质学课程。

　　1889年，两广总督张之洞奏准在广东水师学堂内增设矿务学堂，聘请英国人为教习，最初招收了30名学生。

　　1892年，湖北铁路矿务局设立了附属矿务学堂，这是中国最早的初等矿业专门学校。

　　1895年，盛宣怀在天津开办了中西学堂，其中的头等学堂为大学本科，里面设有矿物科，培养地质、采矿人才。

　　当年10月2日，清光绪皇帝御批将中西学堂改为北洋大学堂，其中的矿务学门开始招收采矿冶金科新生。

　　1896年，两江总督张之洞奏准在南京江南陆师学堂附设矿务铁路学堂（矿路学堂），浙江绍兴青年鲁迅曾到该校求学。

　　1898年，康有为、梁启超辅佐清光绪皇帝领导“戊戍维新运动”，其中一项措施就是在原京师同文馆的基础上创办“京师大学堂”。该校分为天学、地学、道学、政务、文学、武学、农学、工学、商学和医学10个科，地学科中附设有矿学。

　　1909年，京师大学堂的“格致科”内设立“地质学门”，有王烈、裘杰、邬友能、陈祥翰、路晋继5名学生（都是由预科德文班毕业升入的）。这一年被称为“中国高等地质教育事业的开局之年”，无疑具有里程碑式的意义。

　　地质教育的兴起，促进了一批地学教科书的编纂出版。如美国公理会女教士、北京贝满女子学校校长柳拉·迈诺尔编著出版的《普通地质学》（1903年），这应是中国最早的地质学教科书。此后，杜亚泉翻译出版了中学教科书《植物学矿物学》和《最新矿物学》（1904年），钟观浩翻译出版了《新式矿物学》（1906年），杜亚泉编译出版了《最新中学教科书·矿物学》（1906年）。1909年，张相文根据日本横山又次郎的《地质学》，并参考其他书籍编译出版了《最新地质学教科书》（共4册），此书是中国人自己编写的第一部地质学教科书。

　　谈到中国地质调查工作的发端，我们不能忘记，1840年鸦片战争以后，中国是怎样一步步沦为半殖民地半封建社会的辛酸过程；我们更不能忘记，中国地质工作的先驱们、开创者们，是如何在国破山河碎的极端困难的情况下，筚路褴褛、卧薪尝胆，从无到有，建立起中国人自己的地质调查机构，并且学会独立地开展地质调查工作的。

　　（笔者在撰写此文过程中，参阅了众多专家学者撰写的文献、资料，由于出处甚多，恕难一一注明，在此一并表示谢忱。）

为迎接第51个“世界地球日”，宣传自然资源国情国策、提高公众节约集约利用资源意识、普及科学技术知识，自然资源部中国地质调查局油气资源调查中心（中国地质学会非常规油气地质专业委员会）联合中国地质学会举办页岩气知识科普活动，通过网络向社会大众普及宣传，中心于今年4月制作完成了《鄂西页岩出气了，神女应无恙》科教视频，在《光明网科普频道》播出，向广大群众讲述了最古老的页岩气藏的故事，带我们认识“当惊世界殊”的页岩气，将《冲吧 页岩气！》科普宣传材料在网络上进行了再宣传，同时积极投稿了《病毒、人类、地球》、《地球的演变》、《气候变化与生物大灭绝》、《温室气体？它也是油气工业的宝贝》4篇科普文章均被中国矿业报-地球日特刊收录。 

页岩气作为一种非常规的、清洁的新型能源，在我国越来越受到重视。为了更好地宣传页岩气，让页岩气贴近生活，能被更多的广大人民群众所认知，油气调查中心（中国地质学会非常规油气地质专业委员会）、中国科协页岩气科学传播专家团队组成的专家小组，通过制作视频、多媒体等多种方式向大众普及什么是页岩气、页岩气的用途、工程实施安全科学以及对社会发引导大家认识清洁能源，使用清洁能源，科普教育的意义凸显。

4篇科普文章从人类、地球、环境三者间的关系为主题，生动、形象的向民众普及了相关知识，提高了民众对于现有环境问题的意识，把环保行动融入日常，为促进人与自然和谐共生多贡献一份力量。

 

 

烈日炎炎似火烧，云朵淡淡如水洗。在黑龙江省五大连池、吉林省查干湖、辽宁省卧龙湖的水面上，活跃着这样一支支引人注目的小分队：他们身着地质服，腰挎救生圈，手持测深仪，量边界、测湖深、采水样……这是中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心东北平原与山地湖区湖泊调查项目组开展野外现地调查时的情景。

永葆自信心，坚守一个“行”字

2022年10月，哈尔滨中心立项承担东北平原与山地湖区湖泊调查项目。开展该项目，是系统掌握湖泊资源家底的有效路径，主要通过遥感解译、实地调查等方式全面准确掌握湖泊生态环境变化的基础信息，形成区域内湖泊调查系列成果，从而支撑水资源调查与确权登记管理，提升国家水安全保障能力。

首次承担湖泊调查任务，项目组成员心里都没底。“我们以前主要从事陆地找矿勘探，如今去水上搞调查，能行吗？”“湖泊上开展调查，采集的数据能准吗？”“水上作业能保质保量完成任务吗？”

面对成员们的质疑和自馁，项目负责人黄继民第一时间召集成员鼓劲加油。“不会可以学，不懂可以问。何况有前人的基础资料，咱们有能力有精力有干劲，没有什么可畏惧的，我们一定能行！”动员会结束后，项目组所属的资料收集小组、对外联络小组、文字起草小组摩拳擦掌，成竹在胸。

经过一个多月的共同努力，项目组先后收集《中国湖泊志》《中国湖泊概论》《中国湖泊资源》和《中国五大淡水湖》等专著以及中国湖泊数据库等众多有关湖泊的前人成果。同时，项目组与黑龙江、吉林、辽宁省自然资源厅，松原市自然资源局、鸡西市自然资源和规划局，查干湖旅游经济开发区、兴凯湖风景名胜区、五大连池风景区管委会等单位积极对接，并得到地方政府和相关单位的鼎力支持，曾经一度担心的基础信息获取难、外部关系协调难、调查船只保障难等问题迎刃而解。由于前期准备细致、论证充分，项目实施方案于2023年3月一次性通过了专家组评审。

永葆责任心，坚守一个“精”字

湖泊作为一种与人类生存和发展密切相关的独特资源，在供水、防洪、航运、养殖、旅游及维系区域生态平衡等方面发挥着巨大作用。项目组成员深知从事湖泊调查的重大意义所在，责任感、使命感、自豪感日益增强。特别是2023年7月中旬，全国生态环境保护大会召开后，更是引起了项目组全体成员的高度关注。调查小组组长柳立业激动地说：“湖泊调查工作是在直接参与生态环境保护和美丽中国建设，我们一定做精做细，用精准的调查成果服务生态文明建设。”

2023年3月，在中国科学院南京地理与湖泊研究所举办的全国湖泊水资源调查技术培训会上，项目组选派的10名学员个个收获满满。野外作业开展前，项目组13名成员每天加班到深夜，查数据、搞研讨。项目展开后，项目组第一时间邀请相关专家以2个湖泊为例，全流程现场实操，成员边学边问、边问边记，短短几天便熟练掌握了调查方法。

图片

项目组在调查五大连池时，因湖泊边界高低起伏，且周围是清一色的火山岩，最热时温度超过50摄氏度，如同炙烤一般，几天下来，调查人员的脸部、背部被晒破了皮，疼痛难忍。在调查新荒泡时，正值三伏天，厚厚的救生衣透不过气来，调查人员身上一片片地长痱子，在汗水的浸泡下，奇痒无比。7月中旬，第三小组在吉林省查干湖开展调查作业，在整理数据时发现一组测深数据异常，成员们顾不上白天的辛苦，连夜分析数据异常原因，最终分析判断是由于当天风浪引起船舶颠簸造成的数据错误。第二天一大早，成员们再次登船，对数据进行重测，重测的测量数据结果显示正常。在野外实地调查中，像这样为了一个数据而“返工”的情况时有发生。“即使再苦再累，我们也不能让一个数据有问题，必须坚守初心干好良心活儿。”黄继民斩钉截铁地说。

付出终有回报。2023年8月，哈尔滨中心组织的中期质量检查验收中，该项目被评为“优秀”。

永葆警惕心，坚守一个“稳”字

“东北地区湖泊特点是多、散、险，富营养化情况普遍，水草繁茂，个别湖泊还有隐藏洞穴，调查难度大，潜在风险多……”中国科学院南京地理与湖泊研究所专家的告诫时时回响在项目组成员的耳畔。2023年，项目组需对400余个1平方千米以上自然湖泊开展遥感解译，对30个重点湖泊开展水下地形调查和水质分析，调查任务重，质量要求高，安全隐患多。

“湖泊调查的安全风险无处不在，只有认真遵守《水上作业安全管理规定》，严格执行《湖泊水资源调查技术指导手册》，才能安全、高效地完成调查任务。”项目组安全员战勇说。

天气晴好，微风徐徐，野外调查难得赶上这样的好天气。第一小组的组员早早地收拾装备，直奔月亮泡。路上，党支部副书记王瀚然像往常一样，一遍遍地叮嘱安全注意事项。“组长，你说的这些我都能背下来啦。”驾驶员杨德福开玩笑地说。“这是我们的每日安全餐，晚上还有一顿呢。”组员林祥朋调侃道。

出队以来，项目组坚持以保障人身安全为底线、质量安全为核心，始终将制度规定挺在前。结合日常实践，他们编写了20字箴言：雷声响起、四级风到、中到大雨、不穿红甲，禁止上船。目的就是让调查队员记住：湖面上空打雷、超过4级的风、降雨超过中雨、不穿救生衣，只要符合其中一条，坚决禁止上船作业。经过项目组的不懈努力，截至目前项目组已安全地完成了3500平方千米的遥感调查和21个湖泊的水下地形调查。

雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。下一步，项目组将继续发扬新时代地质文化精神，全力做好湖泊调查工作，用精准的数据、创新的成果，服务国家生态文明建设和自然资源管理。

“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）！