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。

 

针对我国当前地下水勘查和监测中存在的常规分层勘查效率低、垂向探测不精细及水文地质参数不准确等问题，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心（以下简称“水环中心”）在借鉴和吸收国内外相关研究基础上，通过多年不断探索和改进，研发了具有完全自主知识产权的地下水分层勘查新技术。该技术结合一孔同径分层成井、含水层可控性封隔、单孔多层自动化监测等主要技术手段，形成了“分层成井—分层洗井—分层抽水—分层采样—分层监测”地下水分层精细勘查新模式，提高了水文地质勘探工作效率，达到精细刻画水文地质参数的目的，对科学评价合理开发地下水资源具有十分重要的意义,为科学研究、生产实践、行政管理等提供了重要技术支撑。

该技术优势特点包括：一是能够实现“一孔多层”勘探孔分层采样及实时监测，可自动高效获取精确水文地质参数；二是该技术施工成本低、占地面积小、维护费用低；三是在工程施工方面，相比于传统丛式水文地质孔或一孔多次变径钻孔，可提高工程效率至少50%。基于上述特点，该技术已广泛应用于我国多个省区的水文地质勘查、煤田水害精细勘查、锂钾矿分层刻画等领域，并受到专家学者一致好评。

创新研发历程和技术构成

作为水文地质调查重要的技术手段，水文地质钻孔发挥着重要作用，传统的水文地质钻孔不能满足水文地质精细化勘查要求。为实现水文地质精细化勘查，准确评价地下水资源量，并根据地方需求制定地下水合理开发方案，服务地方社会经济建设，水环中心依托水文地质调查项目，组建了以水文地质、钻探、监测仪器等多学科科研工作者为核心的研发团队，针对封隔成井、分段洗井、分层抽水和监测等方向开展重点攻关和示范，通过十多年的技术积累和迭代，形成一整套成熟完整的地下水分层勘查技术，研发了满足108-325毫米井径的系列化产品，包括封隔器、特种潜水泵、变频调流设备、井下监测设备、自动传输设备及数据抗干扰设备，可应用井深1000米以内的分层成井、分段洗井、分层抽水和分层观测等工作。

 

地下水分层勘查器具实物图

一是分层成井。在细颗粒地层或钻孔结构不稳定地层分层成井过程中，传统的多层水文地质钻孔易出现钻孔事故率高、砾料回填高度测量不准确、施工效率低等问题，研发封隔注浆分层成井技术，将成井工艺改进为钻进→下管→全孔填砾→洗井→封隔注浆分层止水，突破性地去除了“分层填砾和止水”这一钻孔事故高发阶段，使得分层成井更加简单安全，大幅降低钻孔分层成井事故率，适用于1000米以内多层水文地质钻孔分层成井。

二是分层洗井。针对传统洗井方法（活塞、空压机、潜水泵）对富水性极强的大厚度含水层洗井效果不彻底，获得水文地质参数不准确的问题，研发双封隔器分段振荡洗井技术，通过封隔器将钻孔某一含水层段进行封隔，并针对该目的层进行强力振荡洗井，使勘探孔含水层出水能力无限接近其真实值，可提高含水层富水性评价精度。

三是分层抽水。钻孔抽水试验是获取含水层水文地质参数重要的技术手段。针对传统分层抽水方法工序繁琐、成本高、分层数量有限及参数不准确等问题，开展新型分层抽水技术研究，在有效完成分层止水的钻（井）孔内，根据不同层位、不同厚度、不同深度的含水层，将上、下两个封隔器下至井内指定位置启封，从而将目的层段与两端非目的层段隔离，利用潜水泵或取样装置对目的层段进行抽水和采集水样，同时利用设置在目的层段上部、下部和中间的传感器持续测量对应层段地下水压力和温度变化，通过数据可视化装置进行观测和记录，进而获取目的层段相关水文地质参数。

四是分层监测。混合监测不能真实反映各含水层特性。分层监测技术可根据钻孔分层数量及改建要求，将分层勘探孔改建为连续多通道多层监测井或巢式监测井，实现分层水文地质参数动态长期实时监测。

 

 

地下水分层抽水技术示意图

 

分层监测技术示意图

成果转化应用

助力高精度水文地质调查。2014-2018年，地下水分层勘查技术支撑开展“黑河流域1:5万水文地质调查”国家地质调查项目，先后在黑河流域实施多层水文地质孔达40眼以上，最大分层数量为5层，均采用地下水分层勘查技术与设备进行分段振荡洗井、分层抽水试验和分层采样，获得了高精度的水文地质参数，深化了对区域水文地质条件的认识。一是为大厚度含水层非完整井水文地质参数计算方法及计算公式的厘定提供了基础；二是佐证了大厚度强富水含水层在洗井彻底情况下，单位涌水量随含水层厚度增加而增大的水文地质认识。

服务煤矿水害精细勘查。自2016年至今，地下水分层勘查技术先后应用于陕西长武亭南煤业、陕煤榆北煤业、彬长孟村矿业、黑龙江龙煤双鸭山矿业等矿区水文地质勘查，通过进行分层抽水试验和分层观测，对煤矿分层涌水量进行预测，为煤矿水害精细勘查提供了技术支持，有效保证了煤矿正常生产安全。

支撑新疆罗布泊钾盐矿资源评估。首次使用地下水分层勘查新技术对罗布泊钾盐矿卤水地区含水层进行分层抽水、取样和测试，在新疆罗布泊卤水地区实现区域盐矿精细调查，查明各个含水层的涌水量和盐量，为新疆罗布泊钾盐矿储量精确评估提供了强有力的技术支撑。

谢桂青（左）在野外勘查

1975年出生的谢桂青，1994年考入长春地质学院，从大学学习地质学专业，在中国科学院地球化学研究所攻读矿物学、岩石学、矿床学专业研究生，直到2003年博士毕业进入中国地质科学院矿产资源研究所工作，地质似乎是他命中注定的一份事业。

脚踏实地，努力实现找矿突破

自参加工作以来，谢桂青承担了10多项科技部、国家自然科学基金委和地质大调查项目，迅速成长为科技骨干。

铜矿是我国紧缺矿种之一，斑岩—矽卡岩型铜矿是我国主攻的找矿类型。针对制约找矿的科学问题，在前辈指导下，谢桂青开展了不同维度下的斑岩—矽卡岩型铜矿矿床模型与预测的调查研究。

2003年~2007年，谢桂青依托中美矿产资源评价等项目，开展了全球和中国斑岩铜矿的成矿规律的调查研究，收集了全球1886个铜矿床的地质资料，并将全球分为14条重要铜矿成矿带，建立起不同类型矿床的描述性矿床模型，为我国矿业“走出去”提供了重要信息和技术支撑。

秦岭是全球最大的钼矿成矿带，但铜矿找矿一直未取得重要突破。2009年~2011年，谢桂青带领团队与西北有色地质勘查局的地质队合作，厘定了陕西省山阳县池沟为南秦岭首例斑岩铜矿床，推动了南秦岭铜钼矿的找矿突破。

在地质找矿过程中，人们较多地关注成矿带和典型矿床的调查研究，但对矿集区的成矿模型研究较少。自2003年起，谢桂青团队就一直以我国矽卡岩铜铁矿床最集中的地区——湖北大冶矿集区为研究对象，最终建立起大冶矿集区的成矿模型，拓宽了铜矿的找矿方向。

近20年来，谢桂青带领团队跑遍了50多处大大小小的老矿山。他早已记不清有多少个节假日是在井下度过的，让他印象最深的是2008年的端午节，当时，谢桂青正在湖北省大冶鸡冠咀金铜矿地下470米深处开展剖面测量和采样。突然，停电了，漆黑的巷道让人心生恐惧，手电筒因进水也无法正常使用。他和矿山工程师背着样品，摸黑走了近2公里，硬是从掌子面走出了巷道。回想当初的情景，谢桂青感慨地说：“见到亮光时，心里突然有一种重见天日的喜悦，这让我更加深刻体会到了地质人的‘三光荣’精神。”

披荆斩棘，勇攀地质科学高峰

矽卡岩矿床，又称接触交代矿床，是在中酸性侵入体和碳酸盐岩类等岩石的接触带及其附近，由含矿热液交代作用形成的高温热液矿床。

我国碳酸盐岩地层特别发育，是全球矽卡岩矿床规模最大和数量最多的国家之一。矽卡岩矿床以品位高为主要特征，是经济价值较大的矿床类型。前人对矽卡岩矿床的成矿机制开展了大量研究，但斑岩—矽卡岩矿床与低温矿床之间是否有成因联系，是一个未解决的关键科学问题。

工作10多年来，谢桂青主要开展高温矽卡岩矿床调查研究，从未接触过低温金锑矿床。直到2014年，他主持了又一个国家重点基础研究发展计划（973）项目之子课题“低温成矿与深部作用的关系”。

地质工作是个良心活。除了脚踏实地的科学研究，没有任何捷径可走。接到任务后，谢桂青带领项目组和研究生迅速开展了湖南中部低温金锑矿床的野外踏勘，并研读了大量国内外资料，提出了工作模型，计划在低温矿集区寻找高温矽卡岩矿床。

虽然面临较大的困难，但谢桂青团队没有退缩。经过近5年的努力，他们找到了大量证据，并提出湘中低温矿集区有高温远端矽卡岩钨矿床，建立起与壳源岩浆有关的矽卡岩钨矿床﹢低温金锑矿床组合模型。

2018年底，以中国工程院院士陈毓川为组长的课题评审专家组认为，“低温成矿与深部作用的关系”课题在低温金锑矿床与岩浆热液钨矿床具有成因联系的矿床组合模型等方面取得了创新性成果，并将该课题成果评为“优秀”。

受此成果的启发，谢桂青带领团队还开展了长江中下游成矿带矽卡岩铜金矿外围的低温金矿床调查研究，查明矽卡岩铜金矿床外围的低温金矿床是远接触带低温金矿床，是长江中下游成矿带新的矿床类型，与矽卡岩铜金矿床属于同一成矿系统，并建立了与壳幔混源氧化性岩浆有关的幔源矽卡岩铜金矿床﹢远接触带低温金铊矿床组合新模型，指引在矽卡岩成矿系统中发现红铊矿和铊矿化。

孜孜以求，瞄准矿床模型前沿

选择了地质事业，就意味着担负起国家的重托。为了更好地完成项目任务，谢桂青经常深入一线开展地质调查，少的十几天，多则几个月。面对亲人和家庭时，他只有深深的愧疚和自责。

谢桂青没有辜负家人的理解和支持。2012年，谢桂青成为中国地质科学院资源研究所最年轻的博士生导师。从此，谢桂青肩上更多了作为园丁的重任。“我希望自己是个合格的领路人。”

除了做好自己的科研，谢桂青的另外一件大事就是把研究生培养成地质科学复合型人才，根据每位学生的特点，扬长避短，力争让每名研究生都能取得一些创新性成果。谢桂青每年都会带着研究生开展野外考察，亲自教他们做野外路线调查、岩心编录和系统采样，带领他们真正把“论文写在祖国大地上”。

谢桂青说，矿床学的目的就是要发现在现代经济技术条件下可以开发利用的石头。地质学科既要加强基础研究推动理论创新，也要面向国家重大需求。因此，地矿科技工作者必须投身到野外一线，围绕找矿勘查开展调查研究。

20多年来，为了唤醒深埋在地下的宝贵矿藏，谢桂青带领团队跋涉于崇山峻岭，攻坚克难，赢得了一项项荣誉：国家自然科学二等奖，省部级科技成果一等奖、二等奖，2019年获得国家杰出青年基金资助……

上天不易，入地更难。面对目前的矿产资源形势，寻找深部富且大的矿体已成为我国未来矿产勘查的重要方向。“随着地质工作程度不断加深，找矿难度日益增大，我们急需加强矽卡岩矿床的立体成矿模型研究。”谢桂青说。

如今，谢桂青的下一个科研目标已经锁定——以斑岩—矽卡岩矿床为研究对象，向矿床组合模型研究这一世界科技前沿发起进攻，提出深部矿体有效找矿标志，实现紧缺矿产的找矿突破。

近年来，中国地质科学院岩溶地质研究所通过实施一系列项目，研发了一套促进岩溶流域生态一体化保护修复的技术方法，有效支撑了桂林市山水林田湖草沙一体化保护和修复。

漓江流域是我国南方重要的生态安全屏障，其喀斯特地貌景观和优质山水资源是我国和全世界的宝贵财富。为规范山水林田湖草沙一体化保护修复工程实施，提高漓江流域生态保护修复的整体性、系统性、科学性，2021年，岩溶所牵头编制《灵川县南圩地表水综合治理与冠岩地下河协同调蓄》和《潮田岩溶洼地水源涵养蓄水保水工程》项目建议书，支撑桂林市完成国家第二批山水林田湖草沙一体化保护和修复工程项目申报，两个项目获批财政资金1.3亿元。2022年，岩溶所完成《灵川南圩地表水综合治理与地下河协同调蓄项目》《潮田岩溶洼地水源涵养蓄水保水工程》项目可行性研究并获批复，2023年岩溶所为这两个项目勘察、设计和施工提供全过程技术服务。

从项目的申报建议到可行性研究，再到项目实施的全过程指导，岩溶所抓住桂林冠岩地下河流域调蓄能力弱、地表水-地下水交互频繁、流域生态系统脆弱、水土漏失强烈、生态修复难度大等有别于非岩溶区的特征和关键问题，研发了一套以岩溶水循环调控为核心，增大流域地表-地下调蓄空间，遏制流域水土流失/漏失，促进岩溶流域生态一体化保护修复的技术方法，有效支撑了桂林市山水林田湖草沙一体化保护和修复。

图 桂林冠岩地下河流域地貌图

“在矿床学家中，能够管理一个部门地勘队伍的不多；退休之后，仍然跑野外、布设钻孔的专家更少；80岁了还在爬山，下坑道，布设2000米、3000米深钻，并且都打到矿了，还有这样的老专家吗？有！陈毓川院士就是这样的老专家！”

这是一份颁奖词的开场白。在不久前召开的第十四届全国矿床会议上，中国地质学会矿床地质专业委员会颁发了首届终身成就奖，我国著名矿床地质学家、中国工程院院士陈毓川是两位获奖者之一。

在发表获奖感言时，陈毓川院士说：“我能取得今天的成绩，要感谢党、感谢国家、感谢人民、感谢团队。只要我还能出野外，就一定要到生产一线，继续发挥我的余热，为国家和人民的需求投入终身。”要知道，这位“八零后”院士今年已经84岁高龄了，但他依然活跃在矿床地质工作一线，无论是到野外开展矿产资源勘查研究，还是主持编撰《中国矿产地质志》，他无时无刻不在用自己兢兢业业的精神影响着身边的人。

作为一名长期从事矿床地质、地球化学、区域成矿规律、成矿预测研究及矿产勘查工作的专家，陈毓川院士多年来躬耕野外一线，取得了丰硕的研究成果。他深入研究广西大厂超大型锡多金属矿床，为指导找矿、总结成矿规律做出了重要的贡献；他系统地研究了宁芜、庐枞、南岭及全国区域成矿规律及找矿方向，提出了宁芜玢岩铁矿成矿模式，在国内开拓了区域矿床成矿模式研究领域；他总结了华南花岗岩有色、稀有矿床及陆相火山铁矿成矿规律，促进了全国火山岩区及花岗岩区地质找矿；与中国科学院院士程裕淇等研究提出了矿床的成矿系列概念，极大地丰富和发展了我国区域成矿理论。这些科研成果，被广泛应用于生产一线，并指导地质找矿实践，推动了找矿的重大突破。

更为难能可贵的是，陈毓川院士作为我国地质矿产事业发展的优秀领导者和组织者，曾长期在地矿部门担任领导职务，负责固体矿产勘查工作、全国金矿找矿工作、全国重要矿产潜力评价工作等，均取得突出成就。他始终心系地矿事业改革发展，多次向中央领导建言献策，提出加强地质找矿工作、发展我国矿业、科学有效地推进国有地勘队伍的体制改革、建设一流科研院所的对策和建议。特别是在国家地质工作处于低谷期间，于2003年联合37位院士向时任国务院总理温家宝提出了加强地质工作的具体建议，得到中央高度重视。《国务院关于加强地质工作的决定》的出台，对我国地质找矿事业的健康发展发挥了重要作用。

在第十四届全国矿床会议期间，《中国矿业报》记者对陈毓川院士进行了专访，请他就矿床学研究工作的发展趋势、矿业发展与环境保护、科学精神培养等方面的问题进行了深入解读。陈毓川院士提出的真知灼见，对业界去思考和探索矿床学科的发展有着很重要的参考意义。

陈毓川院士在第十四届全国矿床会议上作报告 张欣 摄

《中国矿业报》：作为一名老专家，您在矿床学研究方面取得了很多重要的成果，而且，您目前也仍然还在开展相关的研究工作。您对矿床学研究工作未来的发展趋势有何见解和判断？

陈毓川：矿床学的发展要从国家发展的需求和学科本身发展的需求两方面来考虑，这两者是完全可以结合的，因为矿床学研究是一个不断进行的过程，它是为国家不断发展服务的。矿床学本身并不是孤立存在的，它是地球科学领域众多分支学科中的重要组成部分，与其它分支学科是相关的。因此，从总的发展趋势来看，矿床学研究工作的视野要更加开阔，要与地球科学其它分支学科更为紧密地结合，开拓新的研究领域。我认为可以从三个方面予以考虑：

第一，矿床学研究必须要有时间、空间的三维概念，要点面结合。任何一个矿床都不是孤立存在的，是与周围的矿床有关系的，其联系点就是地质构造环境及相关的地质成矿作用。因此，搞矿床学研究的人不能简单地在某一个矿床内观察研究、取点样品，然后回室内测测成份、测测品位、测测年龄，必须要把矿床形成的地质构造环境和区域地质构造环境及其相关的地质成矿作用结合起来考虑，探讨矿床之间的空间及成因联系，以及空间里时间演化与矿床演变的关系。

第二，矿床学研究必须要跟经济结合起来，脱离了经济评价，研究成果无法应用。从事矿床学研究的根本目标就是要为国家和社会发展提供物质基础。因此，研究成果既要讨论矿床的成因、形成过程、规律等，又要考虑这个矿在经济方面——规模上、品位上、应用的范围上，是否也适合国家的需求，这是非常关键的一点。

陈毓川院士在野外开展工作

第三，矿床学研究必须考虑环境问题。目前，国家将环境保护工作放在非常重要的位置，因此搞矿床学研究的人必须考虑矿产资源初期勘查、勘查完毕矿山建设、开发完毕治理恢复等三个阶段的环境问题。将矿床研究和矿山环境结合起来，这与社会的发展阶段息息相关，每一个不同的社会发展阶段对于环境保护的要求是不一样的。因此，在新时代，找矿的、采矿的、研究矿的人都要共同考虑环境问题，要做到绿色勘查、绿色开发、绿色恢复。以目前科学技术水平来看，通过努力实现矿业与环保双赢是可以做到的。

这三大方面是矿床学可以有所创新的方向。第一方面的创新是科学性的，通过探索研究会不断有新的东西出来，指导新的找矿突破；第二方面的经济评价是矿床学科必须积极主张的；第三方面的环境问题符合目前国家生态文明建设的发展方向。

《中国矿业报》：您对目前我国矿床学人才的培养有哪些建议？

陈毓川：矿床学的发展，最重要的基础就是人才。矿床学人才培养是一个连续的过程，涉及到多个环节，必须要通盘考虑。

第一个环节是学校的培养，这是人才培养的起步阶段，必须要与野外实践紧密结合起来，目前有些高校忽略了这一点。青年学生的主要任务就是把基础知识学扎实，包括书本知识和野外实践知识。但是，现在很多大学生、研究生毕业后到了野外一线干不了活儿，这就是课内的实践做得不够造成的。因此，地学类的高校有必要增加学生的野外实习时间，而且要把宏观和微观相结合、书本和实践相结合提升到一定的高度。

第二个环节是生产单位的培养，无论是科研单位、勘查单位，还是矿山单位，都是矿床人才培养的“第二所大学”。对于刚从学校毕业的学生来说，无论到任何单位，都要结合所在单位的实践开展工作。从单位层面来说，不管是搞基础研究还是找矿勘查，都要结合具体的项目，给新同志设定目标，而且不要随意变化这个目标，要给人才成长创造一个相对稳定的环境。

第三个环节也是对生产单位提出的要求，组织领导要合理。各个单位要善于在实践中发现人才，要给予这些人才适当的条件，保障其发展成长。对于优秀的、出众的人才，一定要重点培养，除了创造相对稳定的成长环境，还要在待遇上充分考虑，要为他们配备合适的团队，帮助他们寻找稳定的合作者，还要给他们“出难题”，把真正难解决的问题交给他们，给他们创新和探索的机会。

《中国矿业报》：您认为如何培养地球科学研究的科学精神？

陈毓川：以我从事矿床学研究工作几十年的经验来说，有三点体会：

第一，必须要树立目标。目标分为国家、人民、家庭和个人四个层面，都很重要。从事科学研究工作，必须把国家和人民的需求放在第一位，这是我们工作的方向和取得进步的最大动力。人的一生是很曲折的，但不能因为挫折就低沉下去，仍然要坚持自己的目标不放弃。具体到工作上，我们必须要给自己设定长期目标和短期目标。科技工作者必须要明确地知道自己每个阶段需要干什么、应该干什么、正在干什么，这样才有前进的动力。

第二，必须要探索创新。这是科学精神的核心，尤其是对于地质学来说，未知的东西太多，特别需要探索创新的精神。科研工作的核心是实事求是，一定要到一线去学习调查研究，与地质对象直接接触，进行可靠的论证，注重探索的过程，真理一定是一线地质工作者总结出来的。科学探索是没有止境的，地球系统的复杂性也决定了地学研究的成果是阶段性的，因此一定要充分学习和尊重前人的研究成果，即使是自身取得了成绩也不能沾沾自喜、止步不前，必须要有不断探索创新的精神。

陈毓川院士在野外探勘

第三，必须要团队合作。个人的能力是有限的，科学精神的培养必须要依靠集体，如果没有团队成员间的通力合作，创新的难度会增大很多。地球科学是一门复杂的科学，这也决定了要取得创新的成果就必须依靠团队的力量，只有整个团队同心同德、相互关心、取长补短，才能共同前进。

《中国矿业报》：与先进的矿业国家相比，您认为我国的优势和差距存在于哪些方面？

陈毓川：很多发达国家从300年前就开始工业化进程，从那时起矿业也受到前所未有的重视。我国的现代矿业基本从新中国成立时才开始起步，在短短几十年时间内发展到现在的水平，是非常不容易的。与国外相比，我们有优势也有劣势。

目前来看，在局部领域，例如航空重力、某些钻探工具、岩矿测试等方面，我们还存在一定的差距，一些先进的设备仍然依赖从国外引进。在矿业市场建设与管理方面，我国尚有较大的差距，但在找矿勘查领域，可以说我国大部分的技术都较为先进。因为社会主义制度的优越性，国家高度重视和大力支持，并成立了专职的队伍、专职的机构开展地质勘查工作。例如，石油勘查技术，我认为我国是远远超过国外的；再例如，铜矿、铁矿、钨矿以及其它一些优势矿产资源的找矿勘查技术，我们的技术力量也是处于领跑地位的。

我国的地球科学发展具有自身明显的特色：一方面，在国家的大力支持下，我们可以快速引进国外的先进技术；另一方面，我国的科技工作者又能结合国家的实际情况进行新的创新，而且这种创新越来越多。例如，我国科学家提出来的陆相成油理论、焦家式金矿成矿模型等，都是根据我国的地质环境实际情况提出来的新东西，并且在全国范围内得到了很好的推广应用。再例如，在上世纪六十年代提出的钨矿“五层楼”找矿模式，到现在为止还在指导找矿；上世纪七十年代提出的宁芜地区玢岩铁矿成矿模式，是我国乃至世界首个完整的区域性成矿模式，这些研究成果对于指导找矿是非常有帮助的。

在区域成矿规律的研究方面，我国也有自己的优势，有很多创新的理念。例如，成矿系列的概念。这个理论强调要将区域内所有矿床作为一个整体来研究，考虑时间、空间、成因等三个因素，研究对象是在同一个时代、同一个地质构造环境、同一个成矿作用三位一体条件下形成的有成因联系的矿床组合。目前来看，这是矿床学研究未来的一个发展方向，这对于研究矿床的发展演化是很有意义的，能够更好地总结成矿规律，反过来又能更好地研究解释地球演化过程中物质变化和成矿物质变化的过程。

《中国矿业报》：目前，环境保护已是我国矿业界普遍关注的一个重要问题，您认为如何协调好矿业开发和环境保护之间的关系？

陈毓川：从我国目前的科学技术水平来看，环境保护和矿业开发是完全可以实现双赢的。前面已经讲到，对于环保的要求必须适应我国社会的发展阶段，因此千万不能搞“一刀切”。但从目前的情况来看，过于严苛的环保要求已经对我国矿业的健康发展造成了影响，甚至说已经影响到国家的资源能源安全。例如，据我了解，今年我国黄金产量较去年很可能要下降，因为划定在保护区内的很多金矿已经停产了。

当前，国际形势动荡不定，我国很多大宗矿产品的对外依存度也越来越高，在这样的背景下我们更应该加强自身的资源储备和自主供应能力，这是保障国家资源能源安全和经济安全的根本。因此，在矿产资源问题上，我认为国家不能减少人才物力的投入，应该将矿产勘查工作放在一个相对重要的位置上，保持一定强度的勘查工作，在鼓励市场资本进入的同时，政府也要主导必要的投入，靠“两条腿走路”。同时，在充分利用好国外矿产资源的情况下，保证国内一定的生产水平和资源储量增加的水平。

在环保问题上，我们要坚持“绿水青山就是金山银山”的理念，但也要根据我国经济社会发展的实际情况，摒弃那些不切实际的做法。对此，我提几点建议：第一，从实际情况出发，由国家按照统一的标准划定各类保护区，不宜再由各个部门按照各自不同的标准来划定，保护区的范围也不宜太大；第二，要对划定的保护区进行分级，要分出次序、区别对待；第三，在大部分的保护区内要允许进行基础的地质调查和矿产调查，因为地质调查是摸清地质情况的基础工作，而使用现在先进的物探化探方法开展矿产调查，对保护区的环境也几乎是没有影响的；第四，通过调查工作，如果在保护区内发现重要的矿产资源，要允许在一定范围内进行必要的勘查工作，如果勘查确认是国家亟需且具备开采价值的矿产资源，要允许严格按照绿色矿山的标准进行建设和开发，对于非紧缺矿产资源，作为资源储备进行登记备案。

其实，在环境保护方面，地质工作是大有可为的。例如，地质调查工作可以将全国的地质环境情况摸清楚，这是开展环保工作的基础；水工环地质工作可以对各个地区的水文地质环境有一个全面的了解，调查结果对开展工程地质、地质灾害防治等有重要意义；城市地质工作，对于城市地下空间的合理利用、城市环境的改善等都非常有用。地质工作对于保持好国家的地质环境、自然环境都具有重要的作用，自然资源部、自然资源部中国地质调查局等已经开展了大量的工作。国家也应该把地质工作放在一个重要的位置，因为这对于资源能源、环境保护、基础建设等方面都有着很重要的基础性作用。

　　 

　　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。

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　　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。

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　　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。）

SYZX系列绳索取芯液动锤

3500米全液压地质岩芯钻机在山东招远金矿进行勘探

 

今年是中国地质调查局勘探技术研究所成立60周年。

60年，一甲子，岁月峥嵘，成就辉煌。

作为我国第一家探矿工程专业科学研究机构，中国地质调查局勘探技术研究所以地质钻探装备与工艺技术的研发和推广应用为核心工作，通过引进消化吸收再创新、集成创新、原始创新等，60年来交了一份闪亮的成绩单——累计完成重要科研成果500多项，150余项获国家、省部级以上奖励。其中，国家科学技术进步一等奖1项、二等奖2项，国家创造发明奖和新产品奖6项，省部级科技成果一等奖10项、二等奖34项；拥有国家专利93项，中国专利优秀奖4项。如今，勘探所已成为我国地质装备与技术研发的领航者。

我国成立首个探矿工程科研机构，开启国产钻探装备自主研发新征程

新中国成立之初，国家确定了地质工作“大发展，大转变”的战略方针。探矿工程作为地质工作的重要手段，其技术基础却很薄弱。在上世纪50年代初期，当时国外的岩芯钻探已普遍推行金刚石钻探技术，而国内仍是“硬质合金、铁砂加钢粒”钻进，钻探设备主要是从前苏联和瑞典进口的低转速手把式和油压钻机。1956年，我国第一个五年计划进入实施的第四个年头，工农业大发展，急需各种矿产资源、能源、水资源。集中力量发展探矿工程技术的呼声也越来越高。

1957年1月，原地质部组建的我国第一个从事探矿工程专业研究的科研机构——地质部勘探技术研究所（以下简称“勘探所”）成立了。我国地质勘探装备自主研发的新征程由此开启。

建所初期，为发展适合我国国情的勘探设备，勘探所在国内最先开始了探矿工程小型设备和机具的研制工作，随后，岩芯钻机、物探钻机、坑道钻机、工程地质钻机、反循环水井钻机等，及其配套泥浆泵、钻塔等的研制工作全面铺开。在建所后的10年间，勘探所开展了多项探矿工程领域的开创性工作。比如：率先成功研制了我国第一套地质岩芯钻机；用液动锤首次进行全孔反循环取芯试验，并获成功；在国内最早开展了天然金刚石表镶和孕镶钻头的研制工作，并利用冷压浸渍法制造成功……通过10年努力，我国的地质勘探装备开始自给，探矿技术水平空前提高，使得白云鄂博、大冶铁矿，白银厂多金属矿，淮北、平顶山煤矿等大型矿产基地和多个水利资源勘探进程大大加快。

与钢粒钻进相比,金钢石钻进具有效率高、质量好、消耗低和操作轻便等优点。1960年，勘探所开始了天然金刚石钻头制造工艺研究，次年便试制成功我国第一批天然金刚石钻头和扩孔器。由于我国天然金刚石产量少，价格昂贵，生产难度大，为天然金刚石钻头广泛使用增加了难度。1969年，勘探所开始了人造金刚石钻头的研究，并于1974年首次进行了小口径人造孕镶金刚石钻进技术配套试验。随后，勘探所与河南省地质局合作，在河南地质九队午阳铁矿区第一次打出人造孕镶金刚石钻头的高水平。1975年，小口径钻探技术又进行了第二轮配套试验。到70年代末，我国仅用20年左右的时间走完了国外金刚石钻探技术发展所经历的100多年的历程。

此外，在工程地质钻探和水文水井钻探领域的设备研究也屡战告捷，坑探掘进技术和试验室选矿设备研究提交了多项有价值的科研成果。岩芯钻探从手把式低速钻机、大口径硬质合金和钢粒钻进，向液压式高速钻机、小口径金刚石钻进发展；工程地质和水文水井钻探设备，实现了多样化，钻进工艺日趋完善；坑探工程开始从手工作业向半机械化、机械化迈进。我国地质钻探和坑探工作从此朝着赶超世界先进水平的方向迈上了一个新台阶。

钻探服务领域扩大，钻探技术向多领域、多工艺和科学化发展

随着改革开放的逐步深入和国民经济的高速发展，我国钻探技术开始向多领域、多工艺和科学化发展。

20世纪70年代前的钻探技术，主要用于地质找矿和地下资源开采，而进入80年代，则应用到工农业建设和国防建设的各个方面。比如：山东青岛海上柔杆电钻炸礁工程，西藏羊八井地热开采，广东珠江口番禹大桥基桩施工，北京、廊坊等地的定向穿越马路、建筑物的非开挖铺管工程施工，以及北京十三陵蓄能电站锚固工程施工等。

根据市场急需，勘探所以《螺杆钻受控定向钻探技术》成果为依托，1991年开始了采卤对接井钻井技术研究，与湖南省地矿局、湘衡盐矿一起完成了两对对接井施工，到1995年末，共完成5对对接井，成功率达到100%。两井高精度直接对接成功，使我国水溶采矿技术进入了世界前列。盐业系统的老专家说：“这项技术开发成功，解决了我们几十年想解决而未解决的问题。”该技术的成功，不仅为盐业提供了一条低投入、高产出的途径，也为勘探所科研成果的转化提供了重要经验。

80年代初，为了满足各种高层建筑、高速公路、桥梁等基桩工程施工的需要，勘探所率先在国内研制大口径工程施工装备与技术配套，研制了GJD工程钻机、CG型全套管施工设备、大口径无循环施工机具与技术，以及大口径桩检测仪，目前已经形成了系列成套设备、器具及配套工艺，其中大口径无循环钻探技术在青藏铁路建设施工中发挥了重要作用。

1993年，勘探所针对广泛用于市政、电讯、电力、煤气、自来水、热力等管线施工工程的“定向钻进非开挖铺设地下管线技术”进行立项研究。1994年，第一条非开挖铺设的管道顺利完成。到1997年，勘探所自行研制成两种型号的非开挖钻具和器具，并用此设备完成了70多条管线铺设工程，包括穿越公路、铁路、首都机场飞机跑道和建筑物等，至目前已形成高效环保的GBS系列（5Ｔ－320Ｔ）钻机及配套施工技术体系。

冲击回转钻探技术在硬岩钻进中具有较高钻进效率。勘探所是我国首个开展液动冲击回转钻探技术研究的单位，至今仍在坚持这项研究。勘探所最初研制成功的5个系列的液动潜孔锤，品种达20多个，几乎涵盖了全部钻孔口径。后续又开发出了更大口径的、嵌岩桩钻进用的ZC-800型液动潜孔锤。勘探所的这一成果在国外引起了广泛关注，吸引了日本、德国、英国、俄罗斯、澳大利亚、古巴、泰国、越南等国家的专家前来考察。德国、澳大利亚、加拿大等在钻探技术方面比较先进的公司先后从勘探所购置了液动锤。该成果在英国权威杂志的《地质钻探》1995年第5期一经发表，有10个国家的13家公司来电来信索取资料和要求报价购置。

随着钻探技术服务领域的扩大，钻探工程面临的地质条件越复杂，施工难度也越大。如何提高钻探效率、保证质量、降低成本？勘探所根据生产需要及施工条件，将新技术、新方法进行配套，先后研发了小口径金刚石岩芯钻探、井底动力钻探、空气钻探、水力反循环钻探、大口径基桩孔施工等工艺。勘探所实施的原地质部“八五”攻关项目《中心取样地质钻探新技术》《液压顶驱式车装钻机》及《CD－3型岩芯钻机》，结束了我国钻探方法单一的局面，使我国钻探技术的整体水平有了较大幅度的提升。与此同时，勘探所还与各有关探矿机械厂共同合作，使常用钻探设备基本上实现了标准化、系列化和国产化。

钻探技术迎来发展新机遇，科学钻探体系进一步丰富

1999年，新一轮国土资源大调查开始实施。地质、矿产及资源勘查钻探技术的应用迎来新的发展机遇和更广阔的发展舞台。

在地质大调查项目、科技部“863”项目和危机矿山专项项目的支持下，勘探所完成了2000米全液压岩芯钻机及配套设备的研究，并在山东乳山金青顶金矿区完成了终孔深度达2212.80米（Φ76毫米 N级口径）示范孔的工程施工，创造了国内H级绳索取芯钻进深度及岩芯钻探套管应用深度的两项最深纪录。用自主研发的XJY-850无缝合金钢管材制作的Φ73毫米、Φ89毫米绳索取芯钻杆，在示范孔施工期间未发生孔内钻杆事故，标志着我国2000米地质岩芯钻探技术体系已基本形成，同时也结束了我国2000米以深钻孔绳索取芯钻杆依靠进口的局面。

全液压动力头钻机具有取芯钻进效率高和安全性高的特点，尤其在斜孔施工方面极其方便，可提高钻探质量。勘探所开发的YDX系列全液压岩芯钻机的所有功能均为液压驱动，操控精准便捷，与传统的立轴式钻机相比，取芯作业的效率及安全性大大增加，钻机采用模块化设计、先进的高转速动力头设计、负荷敏感控制液压系统等部件设计，提高了钻探工作效率，减轻了工人的体力劳动，提高了钻机工作可靠性。勘探所先后完成了300米、600米、1000米、1500米和2000米系列钻机的设计开发，并出口到澳大利亚、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、蒙古等国。

在地调项目的支持下，勘探所研发的高精度定向对接中靶系统——“慧磁”系统，实现了地下导航高精度定向技术的重大突破，也使得我国成为继美国之后第二个拥有此项技术的国家。从2003年开始，勘探所与中国机械进出口总公司合作，实施了土耳其BEYPAZARI天然碱采集卤项目钻井工程，到2010年12月共完成了56口井的定向钻井，获得了土耳其业主公司的高度评价。通过土耳其天然碱工程的实施，勘探所实现了从两井对接连通到多井对接连通的技术跨越。

2001年4月18日，受国内外地学专家高度关注的中国大陆科学钻探工程在江苏省东海县破土动工。该井井深达5158米，孔径256毫米。针对科钻工程中硬岩深井连续取芯钻进技术难题，勘探所完成了液动潜孔锤理论及工作原理的创新，攻克了液动潜孔锤零件设计、选材及加工方面的多项工程技术难题，配套开展了全面冲击回转钻进、绳索取芯钻进、液动潜孔锤跟管钻进、螺杆马达液动潜孔锤提钻取芯钻进及螺杆马达＋液动潜孔锤＋绳索取芯三合一钻进等配套工艺的研究，至2008年底基本完成了YZX系列液动潜孔锤及其配套工艺技术的研究与开发。科钻一井的统计数据表明，采用液动锤钻进施工，钻进效率提高54%，延长回次进尺178%，大幅度减少了施工周期、降低了施工成本，为科钻一井的顺利完成发挥了重要作用，并创造了单孔应用进尺和使用深度两项世界纪录，使我国的液动锤技术达到了国际领先水平。目前，YZX系列钻具已经成为国内外市场上实现规模化应用程度最高的产品，不断刷新的液动冲击回转钻进技术应用孔深和累计使用进尺等世界纪录，使我国在该领域的研究应用水平站在了世界之巅。

2007年10月22日，勘探所承担的松辽盆地“松科一井”主井（北井）钻探工程顺利完钻。这口深达1810米的科学探井，以取芯钻进1630米、岩芯直径92毫米、岩芯采取率94.59%的技术成果，为中国乃至世界的环境地质科学研究提供了丰富详实的必要信息。该井在实施过程中，综合运用水源钻探设备、岩芯钻探技术与石油钻井技术，为在复杂沉积地层环境中进行低成本钻探探索了一条成功之路。2014年，勘探所又牵头组织实施了“松科二井”科学钻探工程，目前进展顺利。

2008年至今，勘探所又以骨干成员单位参与了汶川地震断裂带科学钻探工程（WFSD）。期间，勘探所研制的深孔复杂地层取芯钻具和长半合管取芯技术，在提高高应力极破碎复杂地层的岩芯采取率、岩芯质量和复杂地层深部综合钻探效率等方面发挥了重要作用。其中，9米超长半合管的应用创世界纪录。

大力推进科技创新，多项钻探技术领跑世界

随着找矿突破战略行动、生态文明建设、国土资源“三深一土”科技战略的推进，中国地质调查工作更加聚焦国家重大需求和国土资源中心工作，更加关注重大资源环境问题和地球系统科学问题。勘探所按照中国地质调查局党组确立的建设世界一流新型地调局的目标，充分发挥科技创新的引领支撑作用，强力推进科技进步、人才成长和团队建设，自主研发了一批高精尖钻探技术设备，使我国在多个钻探领域领跑世界。

勘探所承担的《2000米以内全液压地质岩芯钻探装备及关键器具》项目，针对我国地质岩芯钻探技术与装备落后的状况，对全液压岩芯钻机及地质岩芯钻探关键器具进行了全面技术攻关，先后研制了系列全液压岩芯钻机、高强度钻探管材和绳索取芯钻杆、高效液动锤、新型事故处理工具等关键技术装备，突破了严重制约我国地质勘探工作发展的技术瓶颈，从而建立起我国2000米以内地质岩芯钻探技术体系，也使得我国由全液压岩芯钻机、高性能绳索钻杆进口国一跃成为出口国。2015年，该项成果获得了国家科学技术进步二等奖。

勘探所还自主研发了用于深部矿产资源勘查的3500米全液压岩芯钻探装备。该装备具有较高的机械化、自动化水平，配套高精度仪表及钻参系统，满足金刚石绳索取芯、冲击回转、定向钻进等深孔地质钻探工艺要求，既可用于深孔岩芯钻进，也可用于我国浅部石油勘探，以及新兴能源如煤层气、页岩气、干热岩等的勘探，既可以打丛式井，又可以钻进定向孔。目前，该钻机正在深部地质找矿和油气资源调查中发挥作用。此外，勘探所还研发了大型车载深井钻机、全回转套管钻机、反循环取样钻探装备、地质勘查深孔用高强度铝合金钻杆、轻便岩芯钻机、涡轮取芯钻进系统、大口径长钻程同径取芯技术等，填补了国内多项钻探领域的技术空白。

钻探过程中，孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故时有发生。针对此种情况，勘探所开展了76毫米和96毫米规格的小口径地质钻探波纹管护壁技术研究，攻克了小口径膨胀波纹管成形技术、膨胀波纹管悬挂锚固技术和多根膨胀管对接技术等三大关键技术难题，填补了该技术领域的世界空白。该技术能有效解决深部地质钻探施工中的孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故，其处理效果相比传统泥浆调配、水泥造壁等更加可靠安全，同时简化了钻孔结构、优化套管级数，大大降低了钻探成本，被誉为21世纪国际钻探工程领域的核心技术之一、小口径钻孔的“血管支架”。该技术在广西、山东、甘肃、福州等地进行了现场应用，完成了地质岩芯钻探超深孔护壁、长距离连续护壁、页岩气孔护壁、大斜度钻孔等不同类型的护壁任务，单次护壁长达21米，护壁深度达到2000余米。

自从2003年开始勘探所用自有技术在土耳其从事对接井工程，取得了土方业主的高度认可。鉴于勘探所与土耳其业主在工作中建立了良好的合作关系，2014年勘探所作为独立承包商签订了贝帕扎里天然碱矿钻井工程四、五期合同，共计145口井。2015年9月10日，由勘探所承担的土耳其卡赞天然碱地下工程开钻，标志着世界上最大规模的对接井水溶采集卤工程正式拉开序幕，该项目计划在2015年～2018年施工74个采卤水平井组，单井总数达222口。勘探所运用“慧磁”技术创造性地设计并实现了多井组的连通，真正使得地下“穿针引线”技术成为了现实；在施工中大胆创新，克服了地层结构复杂、地磁场异常、地层破碎严重等困难，积累了处理复杂问题的丰富经验。

60年风雨路，勘探所人用聪明才智和心血汗水铸就了一座座功绩累累的丰碑。在前期研究成果的基础上，近些年来，勘探所取得了4项国际领先技术成果：高精度对接连通井技术、液动冲击回转钻探技术、大口径长筒取芯钻探技术与小口径膨胀波纹管护壁技术；1项国际先进钻探技术体系：2000米以内地质岩芯钻探技术体系；2项国内领先技术：3500米全液压地质岩芯钻机与车载全液压深井钻机；实施了4项科学钻探工程：牵头实施“松科二井”工程、承担“松科一井”主孔工程施工作业、为中国大陆科钻一井工程提供核心钻探技术、为汶川地震科学钻探工程提供极破碎地层取芯技术。

步入新时代，继续为钻探技术装备研发贡献中国力量

党的十九大召开，中国特色社会主义步入新时代。新时代，世界抱以新期待。

步入新时代，勘探所将继续为钻探技术装备研发贡献中国力量：一是制定1.3万米科学超深井钻探技术方案。围绕国家实施科学超深井的需求，对实施我国超万米科学钻探工程的相关技术与装备研究开发提出了系统建议，形成一套满足1.3万米科学超深井的钻探技术方案，为我国入地计划的实施打下了基础，为超深井关键技术研究指明了方向。二是进行海域天然气水合物开采技术探索。针对海域天然气水合物开采面临的粉砂质地层低渗、松散无胶结等问题，综合应用水平井施工技术、多介质反循环钻探技术、定向对接连通井技术等，探索超大直径井眼扩径砂砾充填完井、水平井砂砾充填完井及对接井完井等技术，以实现增大产层接触面积、控制涌砂、抑制粉砂运移、举升排沙等目标，力争解决我国及世界海域天然气水合物开采的关键技术难题。三是拓展“慧磁”系统在地下热能开发的应用；“慧磁”系统为定向井提供关键技术保障，确保井组的平行，解决地热勘查开发关键技术难题，为最后热储层的压裂提供有利条件。四是拓展“慧磁”系统在矿山救援井的应用。勘探所创新提出了一套利用“慧磁”系统进行井下被困人员的定位和救援孔定向引导技术方案：在矿山井下预设磁信标装置，矿难发生后可由被困人员启动，磁信标可连续30天以上向外发射磁场信号，用于提示井下存活人员及所处位置，并精确引导地面救援孔钻入被困区域，提高救援效果和效率，为矿山抢险救援提供了一种高科技手段。

六十载峥嵘岁月，笔墨春秋著华章；六十年风雨征程，薪火相传见精神。勘探所将在支撑服务国家重大需求和国土资源中心工作的大路上勇往直前，继续在高精尖勘探装备和技术领域的研发领先国内，力争实现部分技术与世界水平并跑或领跑。

 

 

 

欧洲的火山和沉积盆地中蕴藏着丰富的地热资源，熔岩驱动的高热烩地热资源主要分布在冰岛、意大利、希腊和土耳其，多用于发电；可供直接利用的中、高温地热资源多分布于盆地地区，如法国、德国、波兰、意大利、匈牙利、罗马尼亚等国家；而随着地源热泵技术的开发和应用，浅层地热资源随处可用，尤其在奥地利、瑞士、德国和瑞典等多个国家得到广泛推广应用。

目前，欧洲将地热利用方式划分为地热发电、直接利用和地源热泵三类，这三类地热利用市场均占据重要地位。欧盟委员会联合研究中心（JRC）报告显示，全球地热装机总容量2015年大约为82GW（吉瓦），地源热泵利用比例最高，达到61%，其中欧洲占据着最大的地源热泵市场。从具体国家来看，地热能装机总容量最高的前15个国家的总装机容量达到全球的85%，这其中有10个国家分布在欧洲。

从整个欧洲来看，地热发电、直接利用和地源热泵三种地热利用方式都得到较好的应用和发展，而且都已具备相关的成熟技术。目前的研究和攻关焦点在于进一步降低成本，使地热利用更具市场竞争力。

1 高温地热发电占主导，中低温地热发电势头正旺

在欧洲，地热发电已经成为一种环境友好，且可持续的能源供应方式，这也使欧洲的地热发电市场在全球占有一席之地。截至2014年底，全球地热发电厂装机容量达12GW，其中欧洲地热发电装机容量约为2060MW（兆瓦），占全球总量的17%左右。

近10年来，全球地热发电量也在持续增长，年均增长率在3%左右，2014年全球地热发电量达到74TWh（太瓦时）。其中，欧洲88座地热发电厂总发电量为12TWh，占全球地热发电量的16.2%，10年间6.3%的年均增长率更是高于全球水平。目前，欧洲地热发电主要分布在意大利、冰岛和土耳其三个国家，占比分别为44%、43%和10%。其中，近几年地热发电量的增加主要集中于土耳其和冰岛，而意大利地热发电量相对稳定。由于2014年试运转和维修的原因，欧洲地热发电厂的产能利用率在76%左右，与过去几年的水平相当。

发电技术方面，主要有干蒸汽发电、闪蒸发电和有机朗肯循环发电等，其中干蒸汽发电和闪蒸发电技术主导欧洲市场，占比分别为40%和42%。比如，意大利以干蒸汽发电技术占据主导；冰岛地热资源为高温湿蒸汽资源，几乎都采用闪蒸发电技术。但最近10年，利用中低温地热能的有机朗肯循环（简称ORC）发电技术发展较快。由于土耳其拥有丰富的中低温地热资源，ORC发电技术成为主流。

2014年欧洲地热发电容量较2013年新增170MW，并全部来自于土耳其。从发电方式来看，新增容量全部集中在ORC方面，这主要是由于中温地热发电的增加，但传统发电装置仍占据主导地位。为了更加高效地利用地热资源，冰岛、法国、德国和土耳其已启动了围绕地热发电的地热综合利用项目，以地热发电为主，采用“热电联供”或“冷热电联供”模式，在解决电力的同时为周边地区的居民提供供热或制冷需求，这将显著提高当地地热资源利用效率。

2 地热直接利用技术已成熟，新技术出现较少

地热的直接利用主要包括：区域供暖、洗浴和游泳加热、温室加热、水产养殖池加热、工业用热、农业干燥和融雪等方式。目前，欧洲地热直接利用最为活跃的部门仍然是集中供暖，欧洲地热能委员会（EGEC）统计显示，2014年欧洲地热供暖产热量新增大约80GWh（吉瓦时），总计达到4260GWh，占到地热直接利用的40%。2015年欧洲地热直接利用装机总容量估计为4701.7MW，主要利用国为冰岛、土耳其、法国和匈牙利等。目前欧洲共有257个地热集中供暖厂，主要分布在法国、冰岛和匈牙利等国家，2014年和2015年共新增23个。

地热直接利用技术已经成熟，最近，除了在建筑供暖的集成利用方面有一些新的进展外，地热能直接利用领域并没有多少新专利。目前，供热系统是推动地热直接利用最有力的部门，由于地热流体往往不适合直接被分配到区域供热网络中，因此地热直接利用的发展取决于其他行业热交换器先进技术的发展。而在地热资源开发方面，一个新的概念“三重系统”被提出来，主要是通过钻探一个新的生产井，同时把前两个钻井转换成回灌井，以此来延长设计项目的寿命。这个概念已经在法国付诸应用，它可以使地热能源延长30年的使用寿命。目前，越来越多的供热系统开始采用此三重系统。

3 地源热泵技术方兴未艾，环保型技术成为关注点

地源热泵技术在欧洲获得广泛推广应用，2013年“欧洲地热大会”（EGC）将地源热泵作为地热利用的一个独立分类进行统计。据JRC2015年报告，全球地源热泵总装机容量约为50GW，其中欧洲装机容量达到19GW，全球占比最高，达到38%左右，其次为美洲和亚洲。

EGEC数据显示，目前瑞典、德国、法国、瑞士和挪威成为欧洲地源热泵领域的领头羊，5个国家地源热泵装机容量之和占欧洲的69%。欧洲的地源热泵市场已经从过去由许多小型本地公司组成的市场发展成为主要由供暖和空调制造商组成的大规模的市场。目前，欧洲热泵及地源热泵市场被几个主要生产商所控制，这些大的制造商主要来自于地源热泵发展较为迅速的德国和瑞典。

当前，地源热泵技术研发的主要目标在于提高地源热泵系统的效率和减少运作成本，主要进展包括：降低维修和养护成本，改进控制系统，使用更有效的液体工质，提高辅助设备（如泵和风扇）的工作效率。目前，地源热泵的COP值（用于评价热泵的能源转换率）通常在3～4左右，通过优化设计提高热泵的COP值是目前技术发展的主要关注点。同时，开发环保型的，并且具有更好的热特性的新型防冻液也是地源热泵技术发展的关注点。通过降低钻孔热阻指标（RB）以提高浅层地热系统的“赫尔斯特伦效率”也被寄予厚望。可以预期这些技术进步都将有助于提高地源热泵系统的效率。

4 针对不同利用方式推出系列支持政策

欧洲地热资源利用的发展离不开欧盟在区域层面推出的一系列支持政策和联合行动计划。欧盟通过其“研究和创新框架计划”和其他鼓励机制来支持地热资源的开发，并且通过建立相应的法律和政策框架来促进地热资源的有序健康发展。从1998年欧洲地热能源委员会成立、2000年欧洲热泵协会成立，到2010年EERA地热联合计划启动、2012年地热ERA-NET计划启动，欧洲地热能开发利用的平台和联合计划不断完善；从2004年欧洲经济和社会委员会起草决议以促进地热开发，到2012年《地热科技的战略研究重点》发布，明确欧洲地热开发利用的方向和目标，欧洲对地热能开发的支持政策不断细化。

针对地热能开发和利用，欧盟内部存在着一系列形式多样的政策支持制度。这些支持政策在不同成员国间有所不同，同时因三种不同地热利用方式（发电、直接利用和地源热泵）的发展现状而有所差异。

欧盟地热发电补贴形式多样，但进展较慢。地热发电项目通常具有前期投入大、开发时间长的特点，至少需要3年时间，平均开发时间大约为5至7年。鉴于此，欧盟在2009年立法要求在传统电力系统运行条件允许的情况下，要优先安排可再生能源发电。欧盟对地热发电的政策支持方式主要有：风险保险基金、上网电价补贴政策（FIT）、可再生能源溢价机制（FIP）、可交易证书、投标和软贷款等。虽然FIT和FIP这些基于市场的机制通常适用于多种新能源技术，但在地热发电项目的应用并不理想，因此欧盟对地热发电提供类似政策支持的国家并不多，目前实行FIT政策的有奥地利、法国、德国等9个国家，实行FIP的则仅有意大利、荷兰等4个国家。

目前，欧洲地热能的直接利用和地源热泵技术已经较为成熟，补贴正在逐渐减少。政府财政支持的方式主要有投资补助、减税、碳排放税减免、保险和低息贷款等，目前欧盟多数国家仅保留投资补助这一项支持政策，只有少数几个国家仍实行多种财政支持政策，比如法国在投资补助、减税、碳排放税减免和保险等方面都有支持。EGEC认为，从成本的角度看，地热取暖技术（增强型地热系统除外）与化石燃料采暖技术相比变得更有竞争力，这使得政府对地热直接利用和地源热泵技术的补贴逐步降低。但同时，地热开发前期投入大依然阻碍着地热相关技术的发展，因此需要引进一些创新性的融资工具，例如能源服务公司（ESCO）或对地源热泵消耗的电力给予折扣。