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    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)

     

    人民日报:“冰火”勘查诠释中国地质速度(“瞄准世...

    头部矿企边深找矿实现增储上产

    近年来,棕地勘查“就矿找矿”是多数头部矿企开展地质勘查的主要方式。相较于绿地勘查项目,棕地和类棕地勘查项目不仅可以有效降低勘查风险和时间成本,提高找矿成功率,还可以使新增资源快速转化为可采储量,有效延长了矿山寿命。

    全国危机矿山找矿专项勘查成果显示,成熟矿区找矿新增资源量为大中型的成功率是新区的6倍,找到大型矿床的投入仅为新区勘查的23%。在新一轮找矿突破战略行动中,中国五矿集团有限公司(以下简称“中国五矿”)、紫金矿业以自主勘查为主,在老矿山边深部找矿、棕地勘查“就矿找矿”方面均取得了重要找矿成果,并积累了丰富的勘查实践经验。

    面对南岭区域百年老矿山急需解决资源接续问题,中国五矿全资子企业五矿勘查开发有限公司(以下简称“五矿勘查”)充分发挥专业技术优势,在中国五矿所属湖南有色金属控股集团有限公司(以下简称“湖南有色”)旗下的水口山、锡矿山百年矿山,以及黄沙坪老矿山开展边深部地质勘查工作。目前,水口山边深部已实现重大找矿突破,新增铅锌、金、银金属量达到大型矿床规模,并在深部钻探出富铁铜矿体,缓解了老矿山资源接续困境,让老矿山焕发新生机,实现了经济效益和社会效益双丰收,为新一轮找矿突破战略行动“增储上产”贡献了积极力量。据了解,五矿勘查是中国五矿的资源勘查先锋队。近年来,五矿勘查持续加大矿产资源勘查力度和资源获取力度,努力在国家战略性矿产资源保障体系中展现国企担当。据统计,10余年来,五矿勘查累计在国内外重要成矿区带探获大型矿床10余座,包括焦煤、银、铅、锌、铁、金、钨、稀土、晶质石墨等矿种。在上一轮找矿突破战略行动中,由五矿勘查主导开创的“泥河模式”“嵩县模式”,被原国土资源部列为新时期地质找矿新机制在全国示范推广。

    与中国五矿相同,紫金矿业也十分重视在勘查领域的战略布局,并投入大量资金支持。统计显示,2021年至2023年,紫金矿业自主勘查投入经费达13.06亿元,勘查新增金金属储量337吨、铜金属储量950万吨,新增其它金属(铅锌、银、锂、钼、钨等)折合新增当量金金属量2494吨,当量金勘查成本52万元/吨,约为2.5美元/盎司。今年5月,紫金矿业总地质师王京彬在2024(第三届)中国国际矿业投资与发展高峰会议上表示,相较其他头部企业,紫金矿业在绿地勘查项目的投入较少,公司勘查投入的一大特点是侧重棕地和类棕地,找矿成果主要通过“就矿找矿”方式取得。该说法再一次得到验证:今年6月,紫金矿业对外宣布,旗下黑龙江多宝山铜业在新一轮找矿突破战略行动中取得重大突破,矿山“铜山铜矿Ⅲ、Ⅴ号矿体”合计新增铜金属资源量365万吨,其中Ⅴ号矿体铜金属资源量达281万吨,系东北地区近40年来唯一探明的超大型单体铜矿。不仅如此,紫金矿业还通过“就矿找矿”,在山西省规模最大的金矿床义兴寨金矿床河湾矿段的原有石英脉型矿体深部发现厚大蚀变斑岩型矿体,新增金资源储量100余吨。

    除了中国五矿、紫金集团,中国稀土也在找矿方面取得了不俗的成绩。今年9月,由中国稀土开展的“冕宁牦牛坪稀土矿资源储量深部探矿核实勘查”项目取得重大找矿突破,预期新增稀土资源量496万吨(REO)。项目由中国稀土子公司中稀(凉山)稀土公司投资1亿元,四川省第一地质大队具体实施。这一找矿成果的取得,进一步巩固和提升了我国在全球稀土供应链中的地位。据了解,中国稀土自组建以来,十分重视地质勘查工作。特别是在新一轮找矿突破战略行动深入开展之际,中国稀土紧盯拓资源、增储量、上产量、稳供应、降成本、保安全,不断增强在稀土资源安全保障方面的核心功能,新获一批矿权,加大勘查投入,并加大绿色勘查开发工艺技术的攻关、集成和技术工程化,形成不同资源禀赋、不同地质特征的工艺组合。

    勘查、开发双管齐下助力矿企可持续发展

    增储、延长矿山服务年限是许多矿业企业开展地质勘查的主要目的。为此,不少矿业企业将矿产资源勘查与开发作为重要战略部署,通过“两条腿”走路,更好地实现可持续发展目标。

    西部矿业相关负责人表示,该公司每年都开展地质勘查工作,每年都有新探明的矿产资源储量,品种包括但不限于铅、锌、铁等。2021年至2022年,西部矿业锡铁山分公司、大梁矿业新增铅锌矿石量305万吨,哈密博伦新增铁矿石资源量146万吨;2023年上半年,该公司新增铅锌矿石量160万吨。

    无独有偶,洛阳钼业今年提出了开启大规模勘探5年规划目标,并明确表示,2023年公司通过勘探活动和矿山生产实践证明各矿区均有较大的资源潜力和有利的资源量转储条件,且具有延长矿山服务年限的潜力。特别是刚果(金)铜钴矿、TFM铜钴矿和KFM铜钴矿,取得了预期找矿效果。而在绿地勘探项目方面,洛阳钼业的Monjolos项目也被证实铌矿化体深部潜力和磷矿开采的连续性。此外,其在国内开展的三道庄钼钨矿、上房沟钼矿等找矿项目也都取得了预期效果。

    大中矿业亦是如此。去年下半年,锂行业曾发生一场万众瞩目、旷日持久的拍卖,经过三天三夜鏖战,大中矿业最终以42.06亿元竞得四川加达锂矿探矿权。随后,大中矿业便开始紧锣密鼓地推进勘探工作。目前,项目已取得重要找矿突破,经过钻孔论证,加达锂矿具备大-超大型锂辉石矿产资源潜力。

    近年来,盐湖股份、金辉股份、亚钾国际等矿业企业也取得了不错的找矿成果。

    除了矿业企业,一些相关行业企业也投身到矿产资源勘查领域。2022年11月,广汽集团全资子公司广汽零部件有限公司与桐梓县狮溪煤业有限公司、遵义能源矿产(集团)有限公司签署《合资合同》,拟在贵州省遵义市共同投资设立贵州省东阳光新能源科技有限公司,从事相关矿产地质勘查和矿产资源的投资管理经营。

    政策引导和鼓励社会资本合法有序入场

    近年来,为深入推进新一轮找矿突破战略行动,鼓励和引导社会资本参与矿产资源勘查开发,国务院、自然资源部,以及各省(自治区、直辖市)相继出台鼓励政策,为企业参与矿产资源勘查注入了新的活力,也为行业发展提供了有力支撑。

    2022年12月14日,中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》,明确提出“引导和鼓励社会资本进入油气勘探开采领域。”

    2023年5月,为进一步优化矿产资源勘查领域营商环境,服务新一轮找矿突破战略行动,自然资源部印发《关于进一步完善矿产资源勘查开采登记管理的通知》。其中,在进一步搞活矿业权二级市场方面,通知提出了鼓励社会资本投入矿产资源勘查开采,并取消了以招标拍卖挂牌等市场竞争方式取得探矿权转让年限的限制。同时,将协议出让取得的矿业权转让限制年限由10年调整为5年。此外,通知还对勘查开采主体有特殊资质要求的矿种,在符合要求的申请人之间转让变更不受5年限制。

    不仅如此,为吸引更多社会资本投入,2023年,自然资源部还提出,研究制定新一轮找矿突破战略行动运行机制等制度性文件,完善鼓励矿产勘查开采的政策措施,加大区块出让力度,引导鼓励各类投资主体进入矿产勘查开采领域,激发市场活力,从而大幅增加商业性矿产勘查和开发的经济体量。

    2024年7月,自然资源部又印发《关于鼓励地勘单位和矿山企业提供勘查区块建议促进战略性矿产勘查的通知》,并提出,鼓励地勘单位和矿山企业利用以往地质资料或结合正在开展的地质工作,同时鼓励地勘单位和矿山企业通过竞争方式获得探矿权。

    为鼓励社会资本参与地质勘查活动,各省(自治区、直辖市)自然资源部门也相继出台鼓励政策,为商业性地质勘查工作的开展保驾护航。

    黑龙江、山东、四川、陕西、山东、江苏、福建、新疆、贵州等省区,在《自然资源部关于促进地质勘查行业高质量发展的指导意见》(自然资发〔2021〕71号)出台后,相继印发相关配套文件。

    其中,陕西省明确表示,鼓励市县财政资金投入开展本行政区域优势矿产的地质勘查,积极引导社会资金加大资金投入,推进商业性矿产勘查找矿突破。四川省提出,要加大矿业权出让力度,鼓励社会资金投入找矿,鼓励符合《四川省省级国有企业改革发展资金管理办法》条件的企业申报资金支持,同时协调有关部门积极鼓励银行和金融机构支持地质勘查行业重点企业和重大项目发展,加大在信贷、融资等方面的支持力度。新疆相关政策明确,鼓励各地财政出资开展地质找矿,带动社会资金同向发力、快速增储上产。山东省要求,建立健全地质勘查财政资金引导机制,鼓励引导社会资金投入,激发市场活力。贵州省则提出,加强矿业权出让项目库建设,每年从财政资金实施的找矿项目中优选一批区块向社会投放,引导社会资本投入后续勘查,快速推进增储上产,加快推动矿产资源开发利用。

    不仅如此,针对各地资源禀赋,部分省份还分矿种有针对性地出台鼓励政策。例如,2023年12月,贵州省自然资源厅、贵州省生态环境厅等八部门联合印发《关于加快推进贵州省地热能产业发展的实施意见》,提出要积极培育本土企业参与省内地热能资源勘查开发利用,加快形成完整的地热能勘查开发利用上、中、下游产业链体系。

    矿企呼吁加快建立矿产勘查长效机制

    何能让社会资本更深、更广地参与矿产资源勘查开发,不少矿业企业负责人也提出了自己的建议。

    2023年3月全国两会期间,全国政协委员、国城控股集团董事长吴城曾提出“鼓励社会资本参与矿产资源勘查开发”的建议。他认为,针对矿产资源开发周期长、产业链长的特点,以及矿业权变更中存在的边界调整、探边摸底矿产储量出让、权益金计征等问题,政府可建立跨部门协调机制,以及政府部门与企业沟通协商机制和平台。同时,构建分级矿业权合作和交易服务平台,撮合社会资本与勘查单位组建矿产资源勘查开发联合体,形成“投资+技术”的战略合作,以消除地质矿产信息不对称,监督双方在不同勘查阶段收益分配框架的执行,从而提高企业的积极性。

    全国人大代表、铜陵有色金属集团控股有限公司总经理丁士启围绕“如何加强矿业勘查”也提出了类似的建议。他认为,应加快建立矿产勘查长效机制,建设资源风险勘查资本市场,搭建风险勘查项目资金的筹集及流转的渠道,利用好国内外资金、技术,让社会资本在矿产勘查的人、财、物等资源配置中进一步发挥主力军作用,以加快我国重要能源和矿产资源增储上产,进而实现我国矿业高质量发展。

    就在各方持续深入开展新一轮找矿突破战略行动,千方百计找大矿、找好矿、找急需的矿时,一个联盟的成立激发了社会资本参与矿产资源勘查的活力。

    今年8月20日,新一轮金矿找矿突破战略联盟成立。这个联盟由山东省地质矿产勘查开发局发起成立,地勘单位、科研院所、高等院校、矿山企业共同组建,旨在聚焦新一轮找矿突破战略行动,积极推进地质科技创新,充分发挥各方在自然资源综合调查、矿产资源开发利用等方面的专业技术、理论科研、资金产业等优势,开展科技与产业融合创新,形成推广一批科研和实践成果,提升产业核心竞争力,服务保障国家能源资源安全。在联盟中,矿山企业可充分发挥矿产勘查开发优势,优先为找矿联盟的科技创新成果应用提供支持,促进成果转化和应用推广。同时,优先与找矿联盟合作单位在深部金矿勘查开采技术方法方面开展科技攻关,支持合作单位科研人员开展野外地质调查和科学研究等工作。

    或许,该联盟的成立,将为企业参与矿产资源勘查开发提供一些新的路径和思路。

    探索勘查新模式 助力找矿新突破

    2023年7月8日,自然资源部中国地质调查局全球矿产资源战略研究中心发布《全球矿产资源储量评估报告2023》。该报告的发布进一步丰富了具有我国自主知识产权的全球储量评估体系,为积极推进全球矿业合作、构建全球矿业命运共同体贡献出中国智慧和力量。

    该报告是在2021年首次发布的《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告》基础上新增铁、锰、铬、铜、铝、铅、锌、磷8种矿产,并更新了锂、钴、镍、锡、钾盐5种矿产数据,全面客观地评估了截至2021年底全球13种矿产资源储量信息。报告采集覆盖全球150个国家的2万余个矿业项目数据,并对全球不同储量体系数据和一些国家公布的储量数据按统一标准进行对标和合理修正,最终获得可靠、可信的全球矿产资源储量评估数据。

    数据显示,全球铁矿石储量1643亿吨,资源量5828亿吨;全球锰矿储量20.34亿吨,资源量80.73亿吨;全球铬铁矿储量20.42亿吨,资源量43.01亿吨;全球铜矿储量82163万吨,资源量191961万吨;全球铝土矿储量153亿吨,资源量432亿吨;全球铅矿储量7547万吨,资源量27466万吨;全球锌矿储量22567万吨,资源量63578万吨;全球镍矿储量9414万吨,资源量28063万吨;全球锡矿储量327万吨,资源量1002万吨;全球钴矿储量668万吨,资源量2780万吨;全球锂矿(碳酸锂当量)储量13488万吨,资源量38852万吨;全球磷矿储量340亿吨,资源量1068亿吨;全球钾盐(氯化钾当量)储量149亿吨,资源量690亿吨。

    报告显示,全球铁、锰、铬、铝、磷、钾盐和锂资源储量丰富,而锡、铅、锌、镍、钴、铜等资源的保障程度较低,需进一步加大勘查力度和资金投入。我国这13种矿产的储量在全球占比差异较大,其中锡、铅、锌和锰等4个矿种的资源储量全球占比超过10%,属于优势矿产;而其他9种矿产资源的储量全球占比较低,属于紧缺矿产。

    中国地质调查局计划“十四五”期间完成对40种主要矿产的全球储量评估,定期动态发布评估报告,提供权威的全球矿产储量数据信息。

    我国发布13种矿产资源全球储量评估数据

    (一)自主成功研发深海浅软地层大口径水平井技术

    深海浅软地层完成水平井建井

    该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头,中国地质调查局勘探技术研究所、中国石油集团海洋工程有限公司等单位共同参与完成。牵头完成人为叶建良、秦绪文、谢文卫、刘春生。其主要进展及创新:

    1.创造了深海浅软未固结地层17-1/2″井眼造斜率>15°/30米的世界造斜新纪录。研发了专用大直径高造斜钻具,创新软弱未固结地层的水平井定向钻进工艺,经过4个试验场累积12824米试验,在水深大于1200米的试采井现场施工中实现连续8个靶点高精度中靶,确保了井身轨迹精准穿越储层地质甜点。

    2.首次采用开路钻完井技术钻开储层,大幅度拓宽了钻井液安全密度窗口,有效解决了未固结浅部地层易破裂等问题。综合优化利用施工平台双井架同时作业,实现浅软地层水平井安全高效建井。

    3.创新研发了动力导向下套管技术,攻克浅软地层中高造斜率大直径套管下入难题。利用动力导向工具引导套管下入,大幅度降低管柱下入摩阻,减少粘附卡钻风险,避免新井眼的产生,创造深水浅软地层套管下入纪录。

    4.研发全球领先的第四代“慧磁”高精度中靶系统,拓展了姿态测量模式,并提高了仪器的探测距离和测量精度,精准控制监测井与试采井间距,为实现储层精确监测提供了技术保障。

     

    (二)干热岩高效控缝控震压裂和高温硬岩多靶点精准定向钻井技术取得突破

    青海共和 GH-01 井压裂现场

    该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部牵头,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为叶成明。其主要进展及创新:

    1.自主攻关形成干热岩裂缝定向控制压裂技术,以裂缝系统净压力控制为关键手段,调整工艺和参数,研发应用超高温、长效封堵暂堵转向剂促使裂缝向高应力方位延伸,达到有效控制裂缝走向和延展距离的目的。

    2.基本掌握干热岩压裂高效控震技术,建立多场耦合三维地质模型,评价诱发地震风险。采取填砂封堵敏感结构面、无级变速压裂缓停泵、中小排量连续泵注等工艺,减缓压裂诱发地震。实时获取诱发地震信息,动态评价诱发地震风险,指导压裂参数调整。

    3.创新建立微地震-时频电磁高精度裂缝联合观测系统,实时获取微震响应和裂缝延展特征,形成了适合干热岩压裂微震监测的高精度微地震监测技术,支撑压裂工艺参数调整和诱发地震风险管控。

     

    (三)新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证(略)

     

     (四)智能滑坡监测预警系统研发与地质灾害隐患遥感识别技术取得突破并成功应用

    滑坡仪-GNSS位移监测设备

    该成果由中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质力学研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为邢丽霞、殷跃平。其主要进展及创新:

    1.第Ⅰ代滑坡仪定型试制。融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术,突破低耗采集、变频监测、组网定位与多模通信等关键技术瓶颈,可靠性不断提升,达到95%优秀级;集成度大幅提高,实现多测项按需集成。

    2.智能预警系统多级应用成效显著。系统实现“建设-运行-维护”全流程在线管理,并构建了“人机结合”决策模式与技术流程,初步实现人机综合研判。

    3.“1+4”监测预警技术标准体系初步形成。构建1总4分技术标准体系,其中《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》已印发执行。

    4.隐患识别方法体系初步建成。提出融合多源、遥感观测,涵盖形态、形变、形势的隐患识别技术方法,形成专题信息提取、隐患特征识别、野外核查验证的业务流程。

     

    (五)深部地热系统成因理论及模式支撑找热取得新成效

    “同源共生-壳幔生热-构造控热”成因模式示意图

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局地质科学院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质调查局北京探矿工程研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为王贵玲。其主要进展及创新:

    1.建立了深部水热型和干热岩型地热资源系统的成因理论,从地热系统的角度阐释了两种类型地热资源的关联和差异,统一了地热找矿新思路。提出不同构造区水热与岩热相伴生的“同源共生-壳幔生热-构造聚热”的成因理论,进一步完善了地热资源研究的基础理论。

    2.将深部地热系统划分为沉积盆地古潜山复合型、沉积盆地深坳陷层控型、断陷盆地地压型、陆陆碰撞板缘型、板缘俯冲带热控构造型、隆起山地深循环型以及近代火山型七种类型,为区域地热资源勘查开发提供了理论依据。

    3.基于此理论,相继在雄安新区、东南沿海、江西宁都等地区实现找热突破。在雄安新区钻获华北迄今温度最高的地热井,在广东惠州钻获东南沿海迄今温度最高、流量最大的地热井,在江西宁都小布镇钻获了当地第一口可供商业开发的地热井。

     

    (六)航磁超导全张量梯度测量系统研发成功

    低温超导(左)和高温超导(右)航磁全张量梯度测量系统试飞团队

    该成果由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国科学院空天信息创新研究院、吉林大学等单位共同参与完成。牵头完成人为刘浩军、郭华、郭子祺。其主要进展及创新:

    1.对无磁杜瓦进行小型化、轻量化设计,并通过电磁屏蔽技术保证杜瓦低涡流噪声性能,提高系统稳定性。设计高、低温超导系统通用的读出电路和惯导系统匹配的主测控装置,实现了多通道SQUID测控系统工作点自动调节技术,以及八通道磁测数据和姿态数据的同步采集、存储和上传;设计并研制水滴形吊舱及配套吊缆,通过空气动力学、电磁兼容性等分析测试,解决水滴形吊舱研制和飞行姿态控制等关键技术问题。

    2.高温超导测量系统采用全新探头结构设计,通过增加芯片基线距离,提高磁梯度灵敏度。

    3.低温超导测量系统采用六棱台绝对对称结构设计,通过多芯片设计增加磁测数据冗余度,结合磁通变换器,提高磁测数据质量和稳定性。

     

    七)中国东部克拉通古陆核形成与大陆演化研究取得重大进展

    该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局成都地质调查中心、中国地质调查局南京地质调查中心、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地质调查局地质研究所共同参与完成。牵头完成人为邓新。其主要进展及创新:

    1.在黄陵古陆核发现扬子克拉通已知最古老的(29.5亿年)表壳岩系、华南最古老的(33亿年)TTG岩系,发现迄今扬子克拉通最古老的冥古宙(40亿年)继承锆石,在云南元江地区查明存在扬子克拉通南部最古老的(31~28亿年)结晶基底。

    2.在胶北发现27亿年富钾花岗岩,指示该区太古宙地壳在27亿年时已完成由不成熟的TTG片麻岩向成熟的壳熔花岗岩转变,限定华北克拉通吕梁群的时代为新太古代(25亿年),改写了华北古元古代BIF成矿历史。

    3.重塑了华南元古宙弧盆系演化格局,为深化认识显生宙战略性矿产区域成矿规律提供了基底构造信息。

    4.深化了中国东部克拉通古陆核地壳演化的认识,为探索全球早期陆壳形成及其与板块构造体制的关系提供了新资料,相关成果发布后引起了地学界广泛关注,实现了基础地质理论创新。

     

     

    (八)大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体

    甲玛矿区推-滑覆构造控矿体系

    该成果由以中国地质调查局矿产资源研究所唐菊兴为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新:

    1.在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻,精细揭示斑岩成矿系统结构,实现地质信息“透明化”,累计揭示584.36米铜钼(金、银)矿体,建立了完备的高原科学深钻施工工艺,也为构建3000米以浅的资源勘查和预测技术方法奠定了坚实基础。

    2.创建了斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型,丰富和完善了碰撞造山成矿理论,并依此新发现则古朗北矿段的巨厚斑岩和矽卡岩矿体。在矿区深部及外围取得重大找矿突破,据最新估算成果,甲玛矿区累计探获资源量铜882.5万吨(Cu 0.7%以上 392.8万吨),钼85.6万吨,铅111万吨,锌63.8万吨,伴生金244吨,伴生银13000吨,当量铜1814.8万吨。

    3.通过“产、学、研、用”技术理念以及科技成果转化,项目成果直接应用于矿山深部和外围找矿,并取得重大找矿突破。

     

    (九)望谟生物群首次发现并揭示三叠纪早期海洋生命复苏与演化

     

    望谟生物群化石类型

    该成果由以中国地质调查局成都地质调查中心的周长勇、张启跃为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新:

    1.在南盘江盆地首次发现早三叠世海洋生物化石群落,初步鉴定包括6门14纲,命名为“望谟生物群”。其丰富的化石门类展示出从初级消费者到顶级捕食者的复杂食物链,表明在早三叠世一个复杂的海洋生态系统已经形成,海洋生态系统恢复时间小于5百万年,是研究早三叠世海洋生态快速复苏机制的窗口。

    2.填补了南盘江盆地早三叠世海生爬行动物演化空白,与之后的罗平生物群、兴义动物群、关岭生物群形成了华南三叠纪海洋生态演化的完整系列,对深入研究二叠纪末生物大灭绝后海洋生态系统复苏、辐射具有重大意义。

    3.地方政府和相关部门高度重视望谟生物群化石保护和研究,已协调黄百铁路等基础建设改线避让以促进妥善保护化石产地。

     

    (十)水平衡理论与北方生态水文演变研究取得新认识

    坝上高原及察汗淖尔流域盐尘空间分布

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为石建省、吴爱民、聂振龙、张光辉。其主要进展及创新:

    1.构建水平衡理论体系,提出水平衡区域控制、水平衡问题响应、水平衡危机预警等水平衡“红线”指标。从技术逻辑出发,对多尺度自然单元进行水平衡分析研究,提出水平衡关键要素发生重大变化的指标界限,再以行政逻辑为着眼点,按多级行政单元对技术型结论进行管控分配,形成在生态系统合理维持前提下,水平衡状态满足经济社会发展需求的可调节指标、范围和途径。

    2. 提出了内蒙古高原萎缩型湖泊与青藏高原扩张型湖泊的水平衡模式,揭示内蒙古高原察汗淖尔、达里诺尔、岱海等湖泊萎缩的主要原因是干旱气候背景下地表水过度开发和地下水超采;查明了盐湖流域四湖水源构成,定量识别了冰川冻土融水及地下水补给量,精准预测了盐湖水位的溢出时间,实现了高寒湖泊水平衡分析理论方法创新。

    3. 创建了西北干旱区地下水生态功能渐变-质变-灾变识别理论方法,揭示了西北干旱区地下水生态危机形成机制。

     
    2020年度地质科技十大进展公布

    嫦娥四号探测器在世界上首次实现月球背面软着陆;北斗三号全球卫星导航系统正式开通;首次观测到三维量子霍尔效应;时速600公里高速磁悬浮试验样车下线;以5G为代表的新一代数字技术加快应用……

    “十三五”以来,我国创新驱动发展战略深入推进,创新正在成为引领发展的第一动力。最新统计数据显示,2019年,我国科技进步贡献率达59.5%。世界知识产权组织近日发布2020年全球创新指数,我国位居世界第十四位,创新型国家建设取得新进展。

    59.5%的背后是科技创新能力的大幅提升。

    ——创新要素支撑更加坚实。2019年,我国研发经费投入2.2万亿元,连续4年保持两位数增长,总量位居世界第二位。“在经济下行压力持续加大的背景下,研发经费仍然实现稳步增长且投入强度再创历史新高,实属不易。”国务院发展研究中心创新发展研究部研究室副主任龙海波表示。创新的另一要素人才优势同样突出,2019年,我国研发人员全时当量达到461万人年,连续多年位居世界首位。

    ——科技成果产出更加丰硕。国际科技论文数量、高被引论文数量均位居世界第二位。国内发明专利授权量增长到2019年的36.1万件,位居世界首位。

    ——基础研究和关键核心技术攻关取得新进展。这5年,我国加强前沿技术和关键核心技术攻关,在铁基超导、量子通信等基础和应用研究领域取得一批重大原创成果;一些高新技术产业,如高铁、5G移动通信等也进入了世界前列。科技创新“三跑并存”中并跑、领跑的比重越来越大。

    59.5%的背后是高质量发展的澎湃动能。

    坐在办公室,河北安迪模具厂的总经理张显桂点击操作板,屏幕上生产进度、交货时间一目了然……两年前,张显桂在生产旺季经常半天顾不上喝一口水。“赶时髦”用上工业互联网之后,这家模具厂迎来质变:每年省下30多万元管理成本,产能效率提升近30%。

    科技创新为产业优化升级注入了新动能,特别是5G、工业互联网、人工智能等新一代信息技术与传统产业深度融合,迸发出新的火花。

    科技创新助推高质量发展,我国创新型经济格局初步形成。截至2019年,全国高新技术企业达到22.5万家,科技型中小企业超过15.1万家。作为培育高新技术产业的重要载体,高新区5年来量质同步提升。2019年,169家国家高新区生产总值达12万亿元,经济总量占全国的1/10以上。

    中关村创业大厦45号登记处,虽然只是个小小的窗口,但去年一年共登记合同8127项。科技部火炬中心技术市场管理处副处长陈彦表示,2019年,我国技术合同成交额超过2.2万亿元,说明我国科技创新活力增强,科技成果转移转化机制更加顺畅,科技成果加速向现实生产力转化。

    59.5%的背后是科技体制改革走向深入。

    “我们做的是液态金属原创研究,最初几年,申请项目四处碰壁。”中科院理化所、清华大学双聘教授刘静说,2017年1月,中科院启动了前沿科学重点研究计划,自己获得连续5年共300万元的资助,鼓励自由探索。有了稳定的经费支持,团队研究成果不断涌现。

    实施创新驱动发展战略,破除一切制约科技创新的思想障碍和制度藩篱。这5年,我国科技体制改革走向深入,创新创业生态不断完善。

    改进经费管理,让经费为人的创造性活动服务。2016年7月,我国发布了《关于进一步完善中央财政科研项目资金管理等政策的若干意见》,改革和创新了科研经费使用和管理方式。

    改革评价体系,人才评价不“唯论文”不看“帽子”看本事。“十三五”以来,我国着力克服“唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项”等错误倾向,加快建立适应创新驱动发展要求、突出质量贡献绩效导向的分类评价体系。

    优化创新环境,知识产权保护更加严格。5年来,我国全面加强知识产权保护,完善制度、优化机制,促进保护能力和水平整体提升。

    “近年来,我国不断深化科技体制改革,为科研人员和创新主体减负松绑,其目的就是最大限度解放和激发科技作为第一生产力所蕴藏的巨大潜能。”中科院科技战略咨询研究院研究员万劲波表示。

    《 人民日报 》( 2020年10月21日 06 版)

     
    “十三五”,我们这样走过:我国科技进步贡献率已达...

    摘要:

    矿业是保障我国现代化建设能源资源安全的战略基础,新时代生态文明建设对矿业发展方式提出了更高要求。但国内矿业发展空间不足、动力不足,正处于绿色化、国际化、治理现代化的转型关键期,正在经历由大到强的蜕变,发展面临提升发展活力、推动绿色转型升级、建设现代化矿业市场体系、参与全球矿业治理等任务及要求。

    党的十八大以来,中国地质调查局紧扣国家能源资源安全主题,在以公益性地质调查支撑能源矿产勘查及转型、支撑战略性新兴矿产找矿、以新技术实现资源节约集约高效利用、精准对接服务矿业绿色转型升级及科技创新支撑深部找矿方面取得了一系列成果,为我国矿业转型发展奠定了坚实基础。

    Abstract:

    Mining industry is the strategic basis for ensuring energy and resources security in China's modernization drive , and the construction of ecological civilization in the new era puts forward higher requirements for its development mode.However, the development of domestic mining industry is insufficient in space and motive force and in the critical period of transformation of greening, internationalization and modernization of governance. It is undergoing transformation from big to strong. The development of domestic mining industry is facing the promotion of development vitality, promotion of green transformation and upgrading, construction of modern mining market system, and participation in global mining governance.

    Since the 18th National Congress of the Communist Party of China, the China Geological Survey has been closely following the theme of national energy and resources security, supporting energy and mineral exploration and transformation, supporting strategic emerging mineral exploration, realizing resource conservation, intensive and efficient utilization with new technology, accurately docking services, green transformation and upgrading of mining industry, and supporting scientific and technological innovation. A series of achievements have been made in deep prospecting, which laid a solid foundation for the transformation and development of China's mining industry.

    支撑能源矿产勘查转型

    《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确提出,要推动能源结构优化升级,建设多轮驱动的现代能源体系。

    近年来,中国地质调查局将能源矿产地质调查放在更加突出的位置,瞄准服务国家能源安全保障、改善能源结构、支撑油气勘查开发体制改革的目标,加大了对页岩气、铀矿、天然气水合物、地热、锂矿和石墨等非常规及新型能源的调查力度,重点开展基础地质调查评价、重点区勘查示范、理论、技术及装备创新等工作,取得了一批地质调查成果,为我国现代能源体系的建立提供了坚实的基础。

    ——页岩气(油)调查实现重大发现或突破。一段时期内,我国南方油气页岩气突破均来自四川盆地、江汉盆地和苏北盆地等盆地内,盆地外复杂构造区一直未获重大突破或发现。中国地质调查局通过在四川盆地周缘、武陵山、滇黔桂、中扬子、下扬子地区开展基础地质调查工作,开辟了6万平方千米勘查新区,圈定了正安-酉阳、宜昌-长阳等10处页岩气调查远景区,基于重大突破和发现成果,优选了正安、秭归等14个页岩气有利勘查区块,支撑了新一轮页岩气招标工作。

    拓展9套盆地外复杂构造区新层系,取得新层系重大突破。在四川盆地、江汉盆地等盆地外,新发现震旦系陡山沱组、灯影组,寒武系岩家河组、天河板组,奥陶系宝塔组,志留系石牛栏组,二叠系栖霞组、龙潭组、大隆组9套油气页岩气新层系。安页1井首次发现志留系石牛栏组和奥陶系宝塔组含油气地层,同时首次在四川盆地外二叠系栖霞组发现厚达147米的含油气地层。秭地1井、秭地2井在武陵山地区震旦系陡山沱组发现页岩气,鄂阳页1井在震旦系灯影组发现礁滩相含油气地层,鄂宜页1井在寒武系岩家河组首次发现含油气地层,宜地2井在寒武系天河板组钻获裂缝性天然气,港地1井、泾页1井在二叠系大隆、龙潭组获得海陆交互相页岩油气新发现。

    中国地质调查局在贵州省遵义市正安县实施的安页1井

    发现3种新类型,取得油气页岩气调查新类型的重大突破。安页1井钻获志留系石牛栏组海相互层状泥晶灰岩与钙质泥岩,是我国首次发现的高产海相致密气藏。宜地2井首次发现天河板裂缝性天然气新类型。曲页1井在赣中和黔西六盘水二叠系煤系地层发现煤层气、页岩气、致密砂岩气“三气”共存模式。其中,贵州遵义安页1井、湖北宜昌宜地2井等12口井是国内重大油气页岩气突破与发现。安页1井一举获得二叠系栖霞组,志留系石牛栏组、五峰-龙马溪组和奥陶系宝塔组“四层楼”式天然气、页岩气重大突破。其中,石牛栏组含气地层累计厚68米,经压裂获超过10万立方米/日的高产稳产工业气流。安页1井油气调查的重大突破被认为是历史性、里程碑式的,对南方复杂地质构造区和贵州省油气勘查具有重要意义,圆了中国地质工作者和贵州省人民60多年的油气梦。此外,宜地2井钻获70米优质页岩,鄂宜页1井钻获水井沱组86米厚高含气页岩气层,鄂阳页1井在牛蹄塘组钻获页岩气流,均实现重大发现。

    ——海域天然气水合物获得重大发现。海域圈定6个天然气水合物成矿远景区,预测资源量达744亿吨;陆域圈定9个天然气水合物有利成矿区块,预测资源量350亿吨油当量;利用综合地质、地球物理和地球化学等多种调查技术手段,在西沙海槽、琼东南海域、神狐海域及东沙海域圈定6个远景区、19个成矿区带、25个有利区块,预测水合物远景资源量达744亿吨油当量;在青南藏冻土区优选出9个天然气水合物有利成矿区块,预测远景资源量达350亿吨油当量。

    在南海北部珠江口盆地首次钻获高饱和度水合物,首次钻探证实超千亿立方米级天然气水合物矿藏。在珠江口盆地东北海域钻获高纯度天然气水合物实物样品,控制面积55平方千米,控制储量达到1000亿~1500亿立方米。在南海北部神狐海域实施的19个钻孔均发现天然气水合物,控制面积128平方千米,控制资源量超1500亿立方米,其中通过钻探取芯落实的2个大型矿体,探明储量达400亿立方米,为海域天然气水合物试采提供了重要参考靶区。

    ——地热资源展现新前景。目前,已完成336个地级以上城市浅层地温能调查评价,浅层地温能资源每年可采量折合标准煤7亿吨,可用于建筑物供暖和制冷,实现建筑物夏季制冷面积326亿平方米、冬季供暖面积322亿平方米,提高浅层地温能高效利用每年可节煤2.5亿吨,减少二氧化碳排放6亿吨。全国地热水资源每年可采量折合标准煤18.65亿吨,以中低温为主,高温为辅,每年可开采量折合标准煤18.28亿吨;其余山地丘陵区中低温地热资源折合标准煤0.19亿吨,温泉多分布其中。高温地热水资源每年可采资源量折合标准煤0.18亿吨。

    战略性新兴矿产调查获突破

    近年来,中国地质调查局在锂矿、石墨战略性新兴矿产调查方面取得重大进展。

    通过开展四川甘孜甲基卡锂辉石矿调查,新发现锂辉石矿脉14条,新增氧化锂资源量 88.55万吨;新发现9处含锂盐湖,四川甲基卡地区新增锂矿资源量88.55万吨,平均品位1.41%,全区总资源量超过200万吨,为打造川西新能源产业基地夯实了资源基础。

    在西藏北部地区开展盐湖水化学地质调查,收集盐湖水化学地质资料,新发现结则茶卡、龙木错、查波错、扎仓查卡、捌仟错、仓木错、拉果错、当雄错和鄂雅错等9处含锂盐湖,引导和拉动商业性勘查,新增资源量1400万吨;在青海柴达木盆地东台吉乃尔、西台吉乃尔和一里坪等开展盐湖卤水锂矿调查,企业跟进勘查新增资源量1260万吨;在柴达木西部南翼山地区开展深层富锂卤水资源调查,估算资源量1200万吨,达到超大型卤水锂矿规模。

    石墨矿调查取得一批新进展。内蒙古、青海等地圈定石墨找矿远景区18处,新发现矿产地11处,探获资源量3000万吨。新疆奇台黄羊山晶质石墨矿是我国发现的首个超大型规模岩浆热液型晶质石墨矿,改变了岩浆热液型无石墨大矿的历史,估算石墨资源量2000万吨以上,平均固定碳含量7.01%,大鳞片晶质石墨含量30%~35%,有望形成1处新的晶质石墨资源基地。

    助力资源节约集约高效利用

    稀土选冶及盐湖提锂技术取得新突破,为资源开发利用提供了技术支撑。

    成功开发出脱泥-浮选技术和浮团聚磁选技术,并先后应用于冕宁稀土矿等,实现了技术转化,为该地区稀土资源绿色、高效开发提供了技术支撑。针对轻重混合型复杂稀土,研发出化学解理-选浸联合技术,成功实现了轻、重稀土的有效分离与富集。稀土精矿盐酸直接提铈技术等稀土分离提取工艺成功生产了氯化物、氧化物、氟化物、碳酸盐、高纯金属、稀土硅化物等系列产品。

    研发的太阳池提锂技术已成功应用于西藏扎布耶盐湖开发。该技术工艺利用青藏高原丰富的太阳能资源,让高锂碳酸盐型卤水在太阳池中只加热不蒸发,从而获得70%~90%的高品质碳酸锂精矿,再经简单加工即可得到工业级或电池级碳酸锂产品。这一工艺对环境影响较小。目前,利用该项技术已在扎布耶盐湖建成了5000吨工业级碳酸锂生产线。该技术以及中国科学院青海盐湖研究所的膜分离锂镁分离技术和青海盐湖集团的吸附法提锂技术共同促进了青藏高原盐湖锂矿开发利用。

    在钼铜冶炼淋洗液中稀散元素铼的综合回收和高效利用技术方面取得重大突破,并在国内多个大型企业成功转化,为我国航空发动机规模化生产提供了资源保障。

    为矿山生态修复出谋划策

    中国地质调查局“十三五”科技创新发展规划明确提出,将大型资源基地资源环境综合调查作为重要矿产资源领域4项主要任务之一,组织所属单位,发挥自身的专业技术优势,对占用大量土地的尾矿进行二次开发,提高尾矿综合利用率;对开发用量大、投资少、有销路的尾矿,通过实现规模经营和多品种开发的资源化、商品化使其变废为宝,真正成为经济商品中的一部分;对尾矿坝中的废水进行处理以达到国家标准,实现浮选废水适度净化后全部回用和零排放。对于未处理的采空区、废旧巷道等,利用井下采空区排放尾矿。积极开展土壤治理研究工作,构建矿山污染耕地土壤微生物治理技术模型,研究成果应用于耕地土壤重金属污染治理;组建土壤修复实验室,并部分建立土壤试验田,作为土壤治理技术的孵化与示范。此外,还通过精准服务“长江经济带”“皖江经济带”等国家和区域发展重大战略工程,以综合地质调查成果报告的形式涵盖所属区域矿山生态修复所需基础数据,并为其提供修复方案。

    为皖江经济带提供的调查报告提示发展需要关注的3个重大地质问题就包括皖江地区矿山环境问题,指出矿山开采与城市建设、生态保护的矛盾凸显,因采矿产生的地面塌陷、边坡失稳等地质灾害、“三废”污染、水土流失、压占毁损土地资源等生态环境问题日趋严重,建议对重点塌陷区开展塌陷现状及治理情况核查,并在回填基础上进行生态复垦;针对已闭坑的老井工开采矿山,加强对采空区的排查;对岩溶塌陷区进行水文地质条件详查,提出岩溶塌陷防治措施;矿山开采引发的崩滑流等地质灾害主要发生于露天开采矿山,建议对露天矿坑隐患点进行边坡加固,对废旧露天矿坑进行边坡改造、修复治理,对崩塌滑坡灾害点进行清理、测量、评价、修复;矿山废水排放和废渣堆置不当,给矿山周围的地表、地下水体造成了不同程度的污染,对矿区周围地表水影响较严重,建议对已占有、已污染土地进行试点修复工作,技术成熟后进行推广;对矿区影响范围内水土质量下降区域进行详查,理清污染途径,提出水土保护措施;关于矿山开采压占、毁损土地资源,建议开展毁损土地资源修复和治理,支撑矿山城市升级转型。

    推动矿山生态地质调查和绿色矿山建设,初步实现有效指导矿山开发、监管和保护;参与编制9项绿色矿山建设标准;建成并完善全国重要矿产矿山数据库和尾矿综合利用特征数据库,编制重要矿产固体废弃物分布图;调查我国部分尾矿库,形成固废综合利用新技术,筛选部分尾矿库开展可利用性评价。

    支撑引导老矿山深部找矿

    近年来,中国地质调查局在有资源潜力的现有老矿山部署深部找矿项目,紧密结合地方经济社会发展,以矿山企业投资为主体,对公益性地质工作给予适当支持,引领和拉动矿山企业跟进勘查,增加矿山可采资源储量,稳定和扩大矿山产能,延长矿山服务年限和保障职工就业,促进矿业城市(镇)经济社会持续发展和社会稳定。

    2012年~2014年,中国地质调查局共部署实施老矿山找矿项目188项,其中勘查类项目168项、找矿预测与方法技术研究类项目20项,共有115家地勘单位和143个矿山企业参与项目实施;累计投入经费22.3亿元,其中中央财政资金10.4亿元、地方财政资金550万元、矿山企业资金11.8亿元;实现老矿山深部和外围新区、新类型、新方向找矿重大突破,共55个矿山新增资源量达大中型规模,其中通过研究西藏罗布莎矿区含矿构造岩相带与矿体空间分布规律,配合重磁电综合解释,圈定深部找矿靶区,经钻探验证发现厚大隐伏矿体,实现铬铁矿找矿重大突破;新增铬铁矿资源量200万余吨,其中Cr-80矿体提交115万吨,是目前国内发现单体规模最大的铬铁矿体;在香卡山矿区深部发现6个铬铁矿富盲矿体,新增资源量25万余吨,预测深部仍有很好的找矿潜力;罗布莎铬铁矿的找矿突破深化了对区域空间成矿规律的认识,总结完善了有效的勘查方法,拓展了区域找矿空间,对缓解我国铬铁矿供需压力和提高资源保障能力具有重要的现实意义。

    尽管一路披荆斩棘,成绩显赫,中国矿业转型发展依然任重道远。在精准研判国际国内矿业发展形势的基础上,中国地质调查局提出,要紧扣国家能源资源安全,精准对接矿业转型发展,着力构建现代矿业发展服务体系,着力打造中国地质调查局在服务矿业转型发展中的权威和品牌,向矿业企业提供受欢迎、能解决实际问题、能满足企业需求的服务产品和平台。中国矿业报社作为这一战略性部署的具体实施者,在遵循“解放思想、大胆探索、聚焦需求、创建精品”这一原则的基础上,面向全球和中国矿业,打造“国际一流、国内顶尖”的矿业信息产品和服务平台,树立中国地质调查局服务矿业转型发展的品牌,强化智库型媒体功能,力求尽快建成中国矿业融媒体主平台,从2020年到2025年,打造中国矿业最权威的信息发布平台、较强国内和国际影响力的矿业资讯平台和专业化的咨询服务平台,向世界发出中国矿业声音,亮出中国观点,提供中国方案。

     
    中国地质调查工作服务矿业转型发展纪实

    2019年上半年,持续的全球贸易紧张局势导致世界经济增长势头明显减弱。全球矿业总的发展态势是先扬后抑。

    一、全球矿业发展态势

    2019年第一季度,全球矿业逆势而行,大型兼并和并购频现,行业开始新秩序新形象的重塑,矿业再次成为关注的热点。但是随着中美贸易摩擦升级,第二季度全球矿业市场复苏势头减弱,全球勘查活动指数PAI整体下行,上市矿业公司股价回落,矿产品价格波动剧烈,初级公司融资规模萎缩,电动汽车用矿需求增加,清洁能源发展持续推进。

    1.全球勘查活动指数整体下行,标准普尔/多伦多证券交易所全球矿业指数先扬后抑

    2019年上半年,衡量全球勘查活动指数(PAI)呈现整体下行态势。2019年上半年季度环比下降14%,为2016年以来最低点。出现这一状况的主要原因是,2018年下半年以来初级公司和中级公司融资规模持续萎缩,连锁反应到显著性钻探成果数量明显下降。截至2019年6月,全球上市矿业公司总市值1.46万亿美元,与去年同期持平。

    2019年上半年,全球矿业证券市场呈现先扬后抑的总体走势,标准普尔/多伦多证券交易所全球矿业指数(S&P/TSX Global Mining Index,TXGM)从2019年1月67点升到4月的78点,随后下跌至6月的70点附近,与标准普尔/多伦多证券交易所综合指数走势相似,但波动幅度更小,总体好于2018年下半年。2019年6月标准普尔/多伦多证券交易所全球矿业指数同比增加8%。

    全球矿业并购金额和数量变化

    2.全球矿产品价格波动加剧,铁矿石价格同比增长70%,基本金属价格滑梯陡降,钴价比上年下降63%

    一是因为突发性市场供应减少导致部分矿产品价格上涨。例如,受巴西尾矿坝事故和韦罗妮卡热带气旋等供应链中断事件影响,淡水河谷、力拓、必和必拓相继宣布下调铁矿石产量,导致铁矿石供应量总体上同比下降5.3%,因而引发铁矿石价格上涨明显。2019年5月17日,铁矿石价格突破100美元/吨关口,6月铁矿石价格继续飞涨至109美元/吨,创出近5年来新高,普氏62%品位铁矿粉价格同比增长70%。

    二是中美贸易摩擦升级和全球制造业PMI放缓,导致市场信心不足和预期悲观,使得部分矿产品价格滑梯陡降。例如,2019年初基本金属价格与2018年第四季度几乎持平,2019年4月开始下降,5月降幅加剧,截至5月30日LME现货铜连续7周下跌。LME铝、锌、镍价格均呈现与铜价相似的走势,但由于跌幅较窄,所以好于2018年第四季度。

    三是电动汽车所需的钴价比去年下降63%。即使在过去五年中取得强劲增长的钴和锂价格,2018年也出现两位数的下跌。2019年价格持续下跌,6月28日LME钴期货结算价为29000美元/吨,比年初下降40%,比去年同期下降63%。镍钴矿商谢瑞特公司CEO认为,钴价下跌是钴市场去库存和增加供给所致。

    3.今年第一季度全球大型并购活动频现,但世界范围初级公司融资规模萎缩

    2019年元月至3月,全球矿业领域并购活动依旧活跃,总交易额达128.9亿美元,与上年同期的25.2亿美元相比大幅增加,主要是大型并购使得矿业重新成为人们关注的焦点。美国纽蒙特矿业公司收购加拿大黄金公司股份,总交易价值100.1亿美元。中国钼业股份有限公司出资11.4亿美元收购刚果民主共和国坦克帆古鲁米矿24%股权。澳大利亚纽克雷斯特矿业公司通过合资协议收购加拿大雷德克里斯,交易价值8.1亿美元。但是从交易数量来看仍然低迷,交易额超过500万美元的并购数量只有30笔。并购交易矿种再次以黄金和铜为主要目标。全球矿业并购重组活动频繁显示出积极健康的基本面。

    但是,世界范围初级公司融资规模持续收缩。2019年元月至3月全球矿业累积融资金额32.5亿美元,环比下降15%,延续2018年第四季度下滑态势。主要是市值低于5亿美元的公司(以勘探公司为主)融资金额较上个季度减少4亿美元,环比下降33%。市值超过20亿美元的公司融资金额较上个季度减少3.7亿美元,环比下降16%。

    4.电动汽车用矿需求增加,镍锰钴消费量增加,锂矿供应国着力延伸价值链,锂矿生产商积极整合采矿冶炼能力

    阿达姆斯智库统计报告表明,2019年5月,电动乘用车动力电池镍消费量同比增长57%,碳酸锂当量同比增长47%。

    澳大利亚、智利等锂矿供应国,加大矿产开发力度,积极布局冶炼加工产业,推进技术研发,使得价值链不断延伸。当前中国是锂冶炼主要国家。智利和澳大利亚的产业链延伸,锂矿生产商对采矿和冶炼能力的整合,将影响中国锂加工全球份额。

    5.全球持续推进清洁能源发展,欧美天然气、风能、太阳能价格下降

    2019年5月,穆迪公司发布的2019年第一季度《全球绿色债券报告》显示,本季度全球共发行472亿美元绿色债券,其中28%用于绿色能源募集资金。2019年5月,世界银行启动了一项可持续矿业最佳实践资助基金计划,名为“气候-智能采矿设施”,将支持开采和加工清洁能源技术所需的矿物和金属,促进这些领域公共和私营部门密切合作。

    2019年上半年,欧洲液化天然气产量大幅上升,使得天然气价格下降,荷兰天然气上半年基准价格已是十年来的最大跌幅。随着液化天然气价格不断降低,使得煤炭需求大幅放缓,煤炭价格暴跌是欧洲逐步淘汰煤炭的一个标志。据彭博研究显示,可再生能源也在争夺市场份额,风能和太阳能使得欧洲电价更便宜,清洁能源供应占更多市场份额而挤压煤炭市场,亦加速欧洲淘汰煤炭。德国燃气发电比燃煤发电成本更低,默克尔政府在2019年2月份宣布退出煤电,5月批准了一项400亿欧元援助计划,补偿德国东部和莱茵河的褐煤和硬煤中心转型,将“烟囱式经济”转变为高科技中心。

    美国再生能源发电量首次超过煤炭。EIA最新数据显示,2019年4月美国清洁能源(太阳能、风能、水利、生物质和地热)发电量超过煤炭。一方面是太阳能和风能成本下降,另一方面是煤炭环境问题影响。自2008年达到煤炭消费峰值,当前美国煤炭消费量已下降39%,至40年来的最低水平。

    二、矿业新情况新问题

    1.贸易摩擦升级对中国矿业的影响

    贸易摩擦对中国铜、铝、铅、锌、镍、锂和钴等矿产品进出口短期影响有限,更多的影响则是有色金属产业链下游环节,如铅蓄电池和镍镉蓄电池出口。但全球矿产品贸易流动性强,金融属性高等特征使其更易受到贸易摩擦升级的影响,导致2019年5月全球矿产品价格剧烈波动。凯投宏观研究报告指出,某些金属价格更容易受到中美贸易摩擦的干扰。鉴于电子产品进口量占美国从中国进口总量的30%左右,预计未来相当长一段时间内电子行业广泛使用的金属价格波动性将会加剧。

    贸易摩擦间接影响中国和其他资源国的关系。2019年3月,澳大利亚工业、创新和科技部以及澳大利亚贸易和投资委员会共同发布的《澳大利亚关键矿产战略》中提到:“自2017年12月美国总统特朗普发布行政命令以来,澳大利亚政府一直在加强与美国政府的联系。”2019年5月,特朗普政府取消了加拿大、墨西哥钢铁和铝的关税,并有意加快通过美国-墨西哥-加拿大自由贸易协定(USMCA),一旦USMCA得以实施,不仅可以有效巩固北美区域贸易关系,而且还会导致加拿大与中国不能签订自由贸易协定,影响加拿大与中国的矿产品贸易。目前,墨西哥已率先审议通过USMCA草案。

    2.美国全面推动国内稀土供应链发展

    美国采取了四项措施。一是2019年7月22日特朗普通过《美国国防生产法案(Defense Production Act)》授权总统可以优先采购钕、铁和硼,以及用钐和钴生产永磁体的国内材料、设备和服务。特朗普命令国防部加快消费类电子产品、军用器件和医疗设备所需稀土永磁的生产。《美国国防生产法案》曾经保护过美国钢铁生产能力,也被用来强制购买国内半导体制造设备,还用于资助锂离子电池、轻武器弹药和其他技术的研究和采购。二是推进稀土供应法案的审议。2019年5月,美国参议员森斯·曼钦、谢莉·卡皮托和丽莎·穆尔科斯基向国会提交了《稀土元素先进煤炭技术法案》。该法案旨在争取联邦财政拨款,用于支持开发先进分离技术,从煤炭和煤炭副产品中提取和回收稀土元素和矿物,进而改变美国100%依赖国外稀土进口的现状。三是推进稀土的产学研结合。宾夕法尼亚州立大学最近启动了关键矿产研究中心,目标是成为关键矿物研究和开发技术支持的首选中心,特别是宾夕法尼亚州立大学与能源部研究人员合作使用先进分离技术从煤炭副产品中提取稀土元素等优势技术。四是美国将建立稀土分离工厂和延伸产业链。2019年5月20日,澳大利亚稀土生产商表示,已与美国公司签署谅解备忘录,将在美国建立稀土分离工厂,由澳大利亚公司控股。

    3.巴西溃坝事故使尾矿管理成为热点话题

    2019年1月25日,巴西米纳斯吉拉斯州布鲁马迪纽市附近的费豪矿发生尾矿坝溃决事故,造成228人死亡,60多人失踪。事件引发全球关注,使得尾矿管理成为热点话题,一是全球矿产资源专家联盟(GMPA)提出全球尾矿行动倡议。二是国际矿业和金属业协会(ICMM)发布全球矿山恢复最佳实践,并将研究制定尾矿库标准,计划今年年底推出国际尾矿设施标准。三是力拓和澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)合作,开展矿业社区研究。四是淡水河谷加强预警和尾矿库建设。五是基于物联网和卫星技术的智能监控解决方案。巴西米纳斯吉拉斯州政府和高技术公司、国际海事卫星组织签署谅解备忘录,监测该区域所有尾矿设施,为该地区提供基于物联网和卫星技术的智能监控解决方案。

    三、全球矿业发展展望

    1.全球矿业市场的复苏势头减弱

    从2016年开始,全球矿业走出低迷区间,触底回暖态势趋稳,已经可见明显的“拐点”,全球矿业或将开启新的景气周期。由于特朗普挑起“贸易战”,中美贸易摩擦升级,导致2019年第二季度全球矿业市场复苏势头减弱。安永公司2019年上半年贸易调查显示,93%的受访者认为中美贸易摩擦升级和全球贸易紧张局势影响其并购计划。所以说,新一轮矿业景气周期是否会受到全球宏观经济和“贸易战”的影响从而导致无疾而终的结局,尚待进一步观察。

    2.全球对于战略新兴产业所需矿产的竞争将愈演愈烈

    当前,世界各国均已充分认识战略新兴产业所需矿产在经济社会发展中的作用,尤其是对产业转型升级、生态环境保护的作用,引领经济结构和产业结构的转型。美国、欧盟、澳大利亚均出台了战略新兴产业所需的矿产(关键矿产)目录以及相关扶持政策。2019年5月21日,标普全球发布《新的大博弈:中国、美国与技术》研究报告,认为技术是中美争端的核心所在。美国关注的焦点是技术,是战略新兴产业,而非双边贸易赤字;同时,技术对中国亦十分重要,说明矿业技术转型升级的重要性。2019年上半年,美国发布《确保关键矿产安全可靠供应的联邦战略》,有61项建议,确定了落实部门和落实时间。全球对战略新兴产业所需矿产的竞争,存在愈演愈烈的趋势。

    3.全球矿业经济新秩序新形象需要重新构建

    当前,全球矿业经济秩序受到保护主义、地缘政治、关税大战带来的严重破坏,亟待建立矿业经济新秩序。例如,中国和印度建立原油联合购买同盟,抵御亚洲溢价初见效果,这表明建立区域性大宗矿产品交易中心有助于增强地区资源安全。与此同时,全球矿业界正在努力通过雕刻重塑,展示一个全新的矿业发展形象。也就是说,要将一个傻大黑粗、劳动密集、高危生产、破坏环境的落后矿业形象,改造成为绿色发展、生态保护、智能化、技术密集、可持续性、社会接受的先进矿业形象,从而巩固矿产资源和矿业发展在经济社会发展中的基础地位和基石作用,为矿产资源的合理利用和有效保护创造良好的发展环境。

    (作者单位:自然资源部中国地质调查局发展研究中心)

    全球矿业经济秩序或将重新构建

    “这次成果交流是展示中心2018年度代表性成果,展现职工良好风貌,接受自然资源部、中国地质调查局和专家检阅的重要平台。”在自然资源部中国地质调查局发展研究中心近日召开的2018年度成果交流会上,中心主任徐勇如是说。

    记者了解到,这是中国地质调查局发展研究中心连续第10年举办年度成果交流会,已成为该中心业务交流和人才团队建设的重要平台。此次交流共有8项研究成果参加汇报交流并获得了与会领导和专家细致而深入的点评。此次交流会还设置展台展示最新地质图件和成果专著,该中心各项目组向与会代表分享了部分报告、图件和光盘。

    陈毓川院士,李廷栋院士、国务院参事张洪涛,中国地质大学(北京)校长邓军,国务院发展研究中心周宏春,以及来自自然资源部相关司局和中国地质调查局发展研究中心的学术顾问、特邀专家及部分职工等200余人参加了交流会。

    数据采集、成熟应用,地质填图有了翅膀

    据了解,PRB地质数据采集模型最早是基于区调工作规程创建的,基于粒度理论的地质数据采集模型,能够适用于各种比例尺的数字填图工作。PRB模型在区调工作中成熟应用后,成功扩展到矿产调查、探矿工程、化探数据、环境和灾害地质、水文地质、工程地质和地质遗迹调查等领域的数据采集。

    据信息化部刘畅介绍:“随着地质调查工作的深入开展,传统的开发与应用模式正面临挑战。主要表现为某些综合性标准内容过多,开发工作量巨大,开发周期长。如矿调数据采集模型,包含273个数据表,8000多个数据项;专业领域标准分类细,更新快;综合地质调查项目增多,用户面临多种标准交叉融合使用等困扰。”

    在发展研究中心2018年度成果交流会现场,地质填图数字化、地球系统科学理论研究、非洲矿业投资前景、未来我国地质调查发展、“可燃冰”开发、“地质云”建设等热点问题,有了答案和方向。

    该模型实现了扩展表的设计字段创建与编辑、野外数据采集、数据导入与输出等基本操作。并支持对字段属性进行编辑,或者对其关联的多媒体、文件或素描数据进行浏览。在输出方面支持简单二维表单输出和复杂表单输出等多种模式。

    据了解,此项成果在2017年完成原型系统开发,并完成DGSInfo(数字地质调查综合数据管理平台)和Rgmap(数字地质调查野外数据采集系统)的集成工作,目前已申报发明专利一项,并进入实审期。

    在实际应用方面,目前该项成果与青岛海洋所、北京地质矿产研究院、南京地质调查中心、武汉大学水利工程学院4家单位开展了“海岸带地质调查数据采集”示范、新疆东天山综合地质调查项目开展示范应用、“钦杭成矿带德兴-歙县地区地质矿产调查”二级项目覆盖区区调槽型钻调查等多项合作。

    地球系统、科学理论,为自然资源“把把脉”

    众所周知,随着工业化、全球化、区域一体化程度日益加深,世界各国经济发展对相互之间的资源环境影响不断加大。全球性与区域性资源、环境、生态、灾害问题相互交织、相互联系、相互作用。资源开发引发环境生态与灾害问题、大气CO2浓度上升呈加剧趋势、区域资源消费引发其他区域资源环境问题。

    纵观我国地质调查事业,目前正处在一个大变革、大调整、大转型时期。中国地质调查局领导审时度势,积极谋划,服务方向由过去以支撑服务矿产资源管理为主向支撑服务以清洁能源、关键矿产、水等战略资源为重点的整个自然资源管理转变;指导理论由传统的地质科学向地球系统科学转变;发展动力由主要依靠承担项目向主要依靠科技创新和信息化建设转变。

    在交流会上,发展研究中心杨建锋提出,以地球系统科学理论指导地质工作转型发展,需要思考为什么需要新的理论(形势与趋势);为什么是地球系统科学理论(地球系统科学内涵);我们准备好了吗(国外探索与国内进展);应该怎么办(思考与建议)的问题。从这五个问题中他提出了地球系统科学如何发展的问题。

    他在报告中论述:“人类活动已成为越来越重要的地质应力,人类活动对地球系统的影响已经接近或超过自然因素引发的环境变化,并正在继续加剧,或有可能产生不可逆转的后果。目前地球正从全新世跨入了新的地质年代——人类世。”

    他建议,应统筹规划推进空地观测、地面监测、深地探测网络体系。积极推动部门合作、中央地方合作,逐步形成覆盖资源、环境、空间、灾害等多要素的星-空-地监测体系。要加强地表关键带、海岸带、城市群、深部地壳、大洋和两极调查监测和研究。加强地球表层关键带生态地质调查。实施地壳深部探测工程,解决成油、成矿、致灾机理,推动城市地下空间利用。深化认识海岸带关键地质过程,积极推进大洋资源调查与两极科学考察。

    加强基础、互联互通,非洲投资“大有可为”

    境外地质调查部的王秋舒在会上表示:“非洲是地球上已知最大的含有太古宙克拉通的大陆,前寒武纪地层特别是早前寒武系广泛发育,占据了非洲大陆约80%以上的地区,构成了非洲地台的核心,并成为非洲大陆最主要的控矿因素。”

    独特的地质条件造就了非洲“世界自然资源仓库”之称。已发现近200种矿产资源,而铁矿资源在规模和品位上与巴西和澳大利亚的世界级铁矿相似。锰矿资源同样非常丰富,储量140 亿吨,占全球储量67%。

    据了解,2018年,我国在非洲矿业投资额为1.73亿元,占境外总投资的70%,较2017年增加了30%。王秋舒建议,在中非合作论坛框架下,应从国家层面研究制定非洲能源资源合作战略规划,中央财政设立专项加大对非洲地质矿产调查支持力度;加强与非洲各国及相关国际组织的密切联系,建立双边、多边国家合作机制;在资源丰富的国家,帮助非洲国家建立矿产勘查、开发、冶炼、加工、贸易产业链,促进非洲经济发展;在资源丰富的国家或地区派驻资源外交官和派遣维和部队承担国际维和任务,为中非能源资源合作保驾护航。

    他还强调,要加强非洲基础设施项目合作力度,提升非洲互联互通水平,为中国在非洲能源资源合作提供有力支撑,建议围绕非洲“三网一化”建设需求,提升非洲国家互联互通水平。加强非洲国家铁路、公路、港口、电站、工业园区等基础设施项目合作力度,建设一批连接能源资源富集区与交通便利地区的大型基础设施,打造非洲能源资源输送大通道。

    实施非洲能源资源潜力评价计划,摸清非洲能源资源禀赋,夯实中非矿业合作基础。全面开展与非洲国家地学合作交流与研究,建立“中国-非洲地学合作中心”。

    另外,还要充分发挥基础性、战略性地质调查先导性作用,实施非洲能源和其它重要矿产资源潜力评价计划,重点围绕主要含油气盆地和主要成矿区带,开展我国紧缺和战略性新兴产业所需矿产资源潜力评价,圈定一批可供深度勘查的资源富集区,精准对接中资企业“走出去”需求,努力为中资企业提供有力的技术支撑和信息服务,积极推介优质矿产勘查项目,有效降低投资风险,助力中非矿业投资合作取得实效。

    夯实基础、提高认知,结构调整“山雨欲来”

    发展研究中心规划研究室张万益、方圆、陈骥团队作了我国地质调查规划研究的报告。

    据该团队报告:“我国传统地质调查在面临新形势、新挑战时,研究对象过于单一。具体主要表现在以研究地球表面岩石圈和水圈为主,对与之相互关联的大气圈、生物圈涉及较少,更没有把各圈层当作一个整体来平衡人与地球之间的关系。在学科方面,由于设置过细,各专业调查工作相互割裂,各学科之间交叉融合不够,解决重大问题的集成性成果较少。

    该团队认为,未来我国地质调查的发展任务应该是夯实基础地质调查,提高地球认知水平。以地球系统科学为指导,解决岩石地层构造古生物等基础地球科学问题及多圈层作用基础地质问题,并且要突出能源矿产调查评价,全力支撑国家能源安全保障以服务国家能源资源安全为核心。

    “要聚焦生产方式转变、产业结构调整、能源结构优化、绿色生产生活方式转变,加快推进油气、页岩油气、铀钍、地热等清洁低碳能源调查评价和加强战略性新兴和大宗紧缺矿产调查评价,支撑经济社会高质量发展。”张万益说。

    最后他们提出,国际国内形势变化需要我国地质调查进行战略性结构调整。我国经济社会持续高质量快速发展对矿产资源的需求仍处于高位运行,但对矿产资源的需求结构发生了变化,能源资源调查需要进一步调整找矿重点、优化调查布局。

    另外,地球系统科学的进步和以大数据、云计算、智能化等为代表的信息技术对地质调查的影响日益广泛而深刻,迫切需要将科技创新和信息化建设作为转型升级的发展动力。

    信息共享、无缝对接,如此方可“油然而生”

    “截至2018年,中国原油对外依存度已经超过68%,天然气对外依存度升至45.3%。我国应强化油气资源安全保障,加大油气资源勘探与开发力度,但现实情况却是油气勘探开发力度,对油气资料的需求与可提供公开服务的地质资料信息资源,成为了主要矛盾!”地质资料开发服务部张慧军在会上坦言。

    张慧军认为,下一步油气地质资料管理工作应高度重视,自上而下需要专人负责,全面梳理工作内容,研究制订工作方案;明确时间节点和要求,组织召开专题会议,全面推进工作进展;落实责任任务,强化工作措施,切实保障资料质量。

    另外,还要严格按照《地质资料管理条例》和2017年1号文的要求,执行油气矿权有效期届满汇交,加强油气地质资料汇交监管和委托管理,促进地质资料及时汇交、应交尽交。同时,进一步加大油气地质资料矿权延续保护的力度,提升各油气公司汇交积极性和主动性。

    据介绍,2014年,原国土资源部已经组织开展了渤海湾盆地油气钻井数据库试点建设工作。通过清理,全面掌握了油气钻井资料汇交情况,并具备了组织开展全国油气钻井数据库建设的条件,建议在开展补交工作时,一并考虑全国油气钻井数据库建设工作。

    “并且,要充分考虑油气公司对于油气地质资料的权责关系,进一步完善油气地质资料共享服务与开发利用机制,发挥市场主体活力,全面提升油气地质资料共享服务的水平。”张慧军表示。

    摸清家底、技术突破,“可燃冰”开发任重道远

    “海域天然气水合物试采成功,只是万里长征迈出的第一步,后续任务依然艰巨繁重”海洋室张涛在会上坦言。

    众所周知,天然气水合物是21世纪公认的可接替煤炭、石油等常规能源的新型绿色能源。它具有分布区域广,在全球已累计发现超过220个水合物矿点;资源规模大,其资源量是全球约20万亿吨油的当量和清洁环保的特点。

    但开发可燃冰面临的挑战也不容小觑。据张涛介绍,目前主要集中在:在资源层面勘探程度低,资源储量需进一步明确,相关规范标准有待完善;在技术层面开采方法和开采技术仍在探索,离规模化生产还有差距;在经济层面单井产量低、开发成本高,未能达到商业化开发要求等。

    他提出,自从2017年5月18日天然气水合物试采成功后,推动天然气水合物产业化发展成为地调局一项重要工作。天然气水合物产业化发展不仅面临资源、技术、环境、工程、经济等多方面的挑战,而且在国内外无成熟的经验可循,全靠自己去探索。通过分析发现,天然气水合物产业化与美国页岩气在发展路径与发展模式等方面有较多相通之处,其成熟的经验对天然气水合物的产业化发展有一定的借鉴意义。

    “通过分析美国页岩气发展的经验,报告提出了我国天然气水合物产业化发展在资源、技术、政策、装备、人才等领域的方向和措施。”张涛说。

    点上开发、面上保护,向地球深部“进军”

    习近平总书记在全国科技创新大会上指出,向地球深部进军是必须解决的战略科技问题。

    据了解,地球内部可利用的成矿空间分布在从地表到地下一万米,目前世界先进水平勘探开采深度已达2500至4000米,而我国大多小于500米。走向深部,向深部要资源应是我国矿产开发的必然选择。

    自然资源部矿产勘查技术指导中心薛建玲在会上提出,应改变铺摊子找矿的传统思路,由面上要资源转向向深部要资源,实现“点上开发,面上保护”的开发格局。

    她介绍:“深部找矿勘查活动主要集中在地表以下,对地表生态扰动较小;受相同或相似控矿条件的影响,在已有勘查开发基地的深部发现优质资源的概念较大并可以充分利用现有产能和探采选设施,实现多快好省等优势。

    数据集成、共享服务,“地质云”让工作更高效

    我国地大物博,自然资源丰富,如何将人工智能和信息云计算与我国地质调查数据结合发挥其互联互通、数据共享、智能计算等作用,将会给我国地质调查事业插上智慧的翅膀。

    “中国地质调查局历来高度重视地质工作的数字化和信息化,在信息化推进地质调查工作的现代化中,取得了重要进展与成果。”“地质云”建设团队负责人高振记表示,近年来,“地质云”项目组技术团队攻克了一道道难关,跨越了一条条沟壑,历时多年,“地质云2.0”如期上线。

    记者了解到,团队目前已完成了局系统29个节点单位数据互联互通和1个省级节点示范接入;建立了多门类自然资源数据库;全面接入地质资料服务;按雄安新区标准建设了城市地质信息平台4个标志性成果。

    高振记介绍,下一步这一团队将围绕调查(科研)、管理、共享、服务不同类型用户需求,以地质大数据中心建设为核心,以地质调查“在线化”、“智能化”为目标,三位一体推进地质云、大数据与智能化建设。

     

    百花齐放春满园

    近日,由自然资源部中国地质调查局矿产资源研究所牵头组织实施的《川西甲基卡大型锂矿资源基地综合调查评价》项目又取得新进展,2018年喜获氧化锂(当量)远景资源量12.14万吨。

    该项目隶属于“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查”工程,项目周期为2016年至2018年。截至目前,项目人员克服川西特殊地貌高原工作区恶劣自然环境、复杂外部环境及高原反应带来的种种困难,在“多旋回深循环内外生一体化”的成锂机制指导下,开展了以甲基卡为示范带动川西可尔因、扎乌龙、九龙等地硬岩型稀有金属地质找矿工作,评价资源潜力,基本查明了片区内伟晶岩型稀有金属矿床成矿规律。

    2018年度,项目全面完成岩心钻探1000米(4个钻孔)的设计工作量,在鸭柯柯靶区施工验证钻孔YZK901、YZK801、YZK1201,在可尔因靶区施工验证钻孔ZK001,全部通过野外质量检查。根据最新测试数据分析估算,可尔因地区估算新增3.4万吨氧化锂,甲基卡地区估算新增8.74万吨当量氧化锂(其中,新增氧化锂4.36万吨,新增氧化铍0.65万吨,折合4.38万吨氧化锂当量)。即,川西甲基卡大型锂矿资源基地2018年新增远景资源量12.14万吨氧化锂当量。

    该项目坚持成矿系列理论创新,在理论指导锂矿找矿突破方面取得了重要进展,推动了科技理论创新与地质综合调查的深度融合。找矿成果有力地助推了川西大型稀有金属矿产资源新兴产业基地锂矿资源调查评价、找矿勘查、保护与合理利用的产业化进程。

     

     
     
    川西甲基卡大型锂矿资源基地综合调查取得新进展

    今年4月22日是第49个世界地球日。世界地球日是宣传我国国土资源国情国策、提高公众节约集约利用资源意识、普及地球科学技术知识的重要平台。

    习近平总书记指出,“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高,就难以建立起宏大的高素质创新大军,难以实现科技成果快速转化。”

    中国地质调查局成都综合所结合工作实际,围绕今年的世界地球日主题“珍惜自然资源 呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”,策划开展一系列主题宣传活动。这些活动,充分利用地质科普特色优势,以丰富多彩的形式开展科普宣传,引导社会大众树立“绿水青山就是金山银山”和“人与自然和谐共生”的理念,向公众宣传地质工作新理念、新方法、新技术,引导全社会节约集约利用资源。

    下面,我们摘选该所推出的贵金属-黄金、新能源应用、尾矿库安全与维护等科普知识,以飨读者。

     

    贵金属的黄金世界 

     

     

    巷道采矿

    选矿、冶金专业是成都综合所的传统专业,主要从事矿产资源、化工产品、金属及合金材料、无机材料和“三废”治理及资源化等方面的开发利用技术研究,长期以来,承担了国家、部、省级多项重点研究课题和攻关项目,研究领域涉及黑色金属矿、有色金属矿、非金属矿、贵金属矿、稀土以及复杂多金属矿等不同矿种的开发与合理利用技术研究,获得多项国家、省部级科技成果奖。今年的“4·22”世界地球日,带来的是贵金属-黄金的科普介绍——

     

    金矿重选生产线

     

    大型露天采矿场

    黄金是怎么炼成的 

    金在地壳中的平均含量仅为1亿分之1.1,在1吨岩石中含有1~5克的金,就可以称之为“金矿石”而被开采。从如此低含量的矿石中提炼出金含量99%以上的产品,是极其困难的。

    一般来说,一块黄金的炼成,主要包括以下流程:采矿、选矿、冶炼(粗炼)、精炼等程序。

    采矿将含金矿石从其他岩石剥离、运输至加工场地。

    选矿采用重选、浮选等工艺,将金矿石含量从1g/t~5g/t,提高到40g/t以上,抛弃90%以上的杂质。

    冶炼采用预先处理、浸出、纯化富集等工序,通过物理、化学方法除去有害杂质,获得粗金产品。

    精炼采用高温氯化、溶解沉淀、萃取还原和电解工艺等将粗炼后的产品提纯,使产品的金含量应达到99%~99.9%以上,得到黄金成品金出售。

    金矿是如何形成的 

    黄金,在成为贵金属之前,它首先是一块石头。今天,自然界的金矿分为原生金矿和砂金两大类。

    金的年代久远,几乎可以追溯到地球形成初期。大约在26亿年前,地核中的金元素,慢慢到达地幔,再由火山喷发等形式来到地壳,这些最初的金矿源,在漫长的地质时代中活化、迁移、富集,形成原生金矿,又称之为“岩金”。

    地表浅层的岩金,经过千万年的风化与剥蚀,岩石变为砂土,含金的砂土被流水搬运,在此过程中,金子因比重大而沉积下来,形成砂金。

    黄金的主要用途 

    金的用途广泛,作为一种贵金属,黄金是人类最早发现和开发利用的金属之一。

    用作国际储备,这是由黄金的货币商品属性决定的。由于黄金的优良特性,历史上黄金充当货币的职能,如价值尺度、流通手段、储藏手段,支付手段和世界货币。

    用作珠宝装饰。华丽的黄金饰品一直是人的社会地位和财富的象征。

    黄金由于具有优良的物理化学性能,被大量运用于宇航、电子、电气工业中。宇宙飞船、人造卫星、火箭、导弹、飞机中的电器仪表。

    黄金由于具有较高的化学稳定性、无生理毒性和高的延展性,除用于药物以外,金与合金还用于医用材料。

     

    新能源应用前景广泛

     

    对保障国家能源安全意义非凡

    1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能(原子能)。

    新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等;此外,还有氢能、沼气、酒精、甲醇等,而已广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能 等能源,称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。

    在我国可以形成产业的新能源主要包括水能(主要指小型水电站)、风能、生物质能、太阳能、地热能等,是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段,也是环境治理和生态保护的重要措施,是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。

    一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用。因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

    新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指太阳能、风能、地热能、氢能等。

    按类别可分为:太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、海洋能、小水电、化工能(如醚基燃料)、核能等。

    太阳能

    核能

    风能

    生物质能

     

    潮汐能

    新能源具有六大特点:

    一是资源丰富,普遍具备可再生特性,可供人类永续利用;比如,陆上估计可开发利用的风力资源为253GW, 而截止2003年只有0.57GW被开发利用,预计到2010年可以利用的达到4GW, 到2020年到20GW,而太阳能光伏并网和离网应用量预计到2020年可以从的0.03GW增加1至2个GW。

    二是能量密度低,开发利用需要较大空间;

    三是不含碳或含碳量很少,对环境影响小;

    四是分布广,有利于小规模分散利用;

    五是间断式供应,波动性大,对持续供能不利;

    六是除水电外,可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

    新能源产业政策

    新能源的环境意义和能源安全

    能源需求的急剧增长打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局。自1993年起我国成为石油净进口国,且石油进口量逐年增加,使得我国必须参与世界能源市场的竞争。由于我国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足,未来我国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。

    国际贸易存在着很多的不确定因素,国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定,但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响我国的石油供给,对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的依赖程度,提高我国能源、经济安全。

    此外,可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。

    未来的几种新能源

    波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。在各国的新能源开发计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年,电厂的发电成本虽高于其它发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等投资费用。美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,且均运行良好。

    微生物:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物发酵,可制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减轻了大气污染。此外,利用微生物可制取氢气,以开辟能源的新途径。

    第四代核能源:正反物质的原子在相遇的瞬间湮灭,此时,会产生高当量的冲击波以及光辐射能。这种强大的光辐射能可转化为热能,如果能够控制正反物质的核反应强度,来作为人类的新型能源,那将是人类能源史上的一场伟大的能源革命。

    新能源应用-新能源汽车

    什么是新能源汽车?

    1.串联式混合动力(增程式电动):车内只有一套电力驱动系统,包括电机、控制电路、电池,电动机直接驱动车轮,发动机则用来于驱动发电机给电池进行充电。

    2.并联式混合动力:车内有两套驱动系统,大多是在传统燃油车的基础上增加电动机、电池、电控而成,电动机与发动机共同驱动车轮。车内只有一台电机,驱动车轮的时候充当电动机,不驱动车轮给电池充电的时候充当发电机。

    3.混联式混合动力:主要靠电机,发动机为辅助的,电动机和发动机都能单独驱动汽车。

    新能源汽车优势

    节能:新能源汽车使用太阳能、电能等能源,有效减少石油资源的消耗;

    环保:新能源汽车能耗有效减少二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、含铅化合物、苯并芘及固体颗粒物等传统汽车尾气中的污染物的排放,减少环境污染。

    健康:新能源汽车不会排放含铅化合物、苯并芘、固体颗粒物等对人体有害的物质。

    电池技术的瓶颈:

    一是锂电池价格贵。

    二是电池性能。锂电一次过充过放就能永久降低性能,一次严重的过充过放就能报废。

    三是电池组管理落后。

    四是充电,锂电池支持快速充电,尤其是动力锂电池,但是没有快速电源,用普通的220V充电的话,电流大得惊人。高压对汽车本身和充电器都是一种考验。

    电动车推动因素(DRIBING FACTORS FOR EV)1.能源战略安全; 2.有害物质排放PM2.5; 3.碳排放; 4.汽车产业发展

    中国未来新能源发展的战略发展阶段:

    第一阶段到2010年,实现部分新能源技术的商业化。

    第二阶段到2020年,大批新能源技术达到商业化水平,新能源占一次能源总量的18%以上。

    第三阶段是全面实现新能源的商业化,大规模替代化石能源,到2050年在能源消费总量中达到30%以上。

    新能源作为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一,将为新能源大规模开发利用提供坚实的技术支撑和产业基础。

    汽车新能源环境污染、能源紧张与汽车行业的发展紧密相联,国家大力推广混合动力汽车,汽车新能源战略开始进入加速实施阶段,开源节流齐头并进。

     

    尾矿利用大有可为 

     

    矿产资源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。国内95%以上的一次性能源、80%以上的工业原料、70%以上的农业生产资料都来自矿产资源。但由于我国贫矿多,单一矿少、共伴生矿多,矿石组成复杂、难选冶矿多的特点,以及多数矿山选矿设备陈旧、老化现象普遍,管理水平和选矿回收率低,矿产资源得不到充分利用。

    尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下,将矿石磨细选取有用组分后所排放的固体废料,是矿业开发特别是金属矿开发造成环境污染的重要来源;同时,受选矿技术水平、生产设备的制约,也是矿业开发造成资源损失的常见途径。

    尾矿资源是金属和非金属矿山废弃物中数量最大、综合利用价值最高的一种资源。将尾矿丢弃不仅需要占用大量土地,给周围的生态环境造成很大的伤害,而且要投入处理和维护费用。而进行尾矿资源的综合回收与利用,不仅可以充分利用矿产资源,扩大矿产资源利用范围,延长矿山服务年限,也是治理污染、保护生态的重要手段,还可以节省大量的土地和资金,解决就业问题,造福于人类社会,实现资源效益、经济效益、社会效益和环境效益的有效统一。所以,在全球矿产资源供应紧张的局势下开发利用好长期累积的大量尾矿是我国矿业可持续发展的必然选择。

    尾矿中大多含有各种有色、黑色、稀贵、稀土和非金属矿物等,是宝贵的二次矿产资源,有待进一步开发、回收。例如,从铜尾矿中可选出铜、金、银、铁、硫、萤石、硅灰石、重晶石等多种有用成分;从锡尾矿中也能回收铅、锌、锑、银等金属元素。仅就从铁尾矿中回收精铁矿而言,全国铁尾矿品位平均 11%,最高达27%,如以回收品位达61%的铁精矿,产率2%~3%计算,每年从铁尾矿中就可增产(300~400)×104t铁精矿,相当于投资几十亿元建设的一个大型联合企业。

    攀枝花市区全景

    攀西地区优势矿产分布

     

    攀西地区尾矿综合利用的大胆尝试

    中国地质调查局成都综合所承担的地质调查二级项目“攀西地区多金属矿产资源集中开采区地质环境调查”,聚焦生态文明建设,针对攀西地区矿山地质环境问题,对矿产资源集中开采区矿山开发引起的矿山地质环境问题及危害进行调查,并探索矿山废弃物资源综合利用途径,旨在实现废弃物资源化、减量化和无害化。

    攀西地区南部属于典型“岛状”南亚热带高原季风气候,干湿季分明,雨热同季,具有日照充足、气候温和、年温差小、日温差大、热量充沛的特点。由于海拔高、大气尘埃少、透明度大,该地区光照资源十分丰富。

    攀西地区生物资源复杂多样,拥有多种类型的生态系统。其中特色植物资源有50多种,包括国内特有种4种(攀枝花苏铁、越西木香、凉山乌头、凉山虫草)。珍稀树种有香杉、云南大山茶花、黄杉、肉桂、米的杉、榨树、棺木、银杏等;珍稀动物有大熊猫、牛羚、小熊猫、豹、岩羊、大鲵等35种。

    攀西地区是我国重要的矿产资源富集区,埋藏有多种矿床,已探明有大型钒钛磁铁矿、铜、铅、锌、锡、煤等54种矿产。在仅占全国国土面积0.3%的区域里,蕴藏着全国13%的铁、69%的钒、93%的钛和13%的水能。

    攀西地区矿山开发共产生大大小小尾矿库147个,总占地面积1906.39公顷。尾矿的大量堆存易带来泥石流、滑坡、溃坝等地质灾害和环境污染。

    减少尾矿库环境影响的措施首先是尾矿资源化节约集约利用,控增量、减存量,以期从源头上减轻地质灾害的发生。不能综合回收利用的尾矿库闭库后采用覆土碾压形成隔水层,种植本地草本植物,修建纵横向的截排水沟,截留上游余水经排水廊道排往下游,加强尾矿库下游重点流域水质监测的工程治理措施,尽量减少尾矿淋漓废水。

    对于新建或老旧的含有害化学物质的尾矿库,必须按《防治尾矿污染环境管理规定》进行防渗漏处理,阻止尾矿水向地下渗透,避免造成库外水体污染等生态破坏及污染。

    对于尾矿库尾水可采取澄清后直接返回或经过处理后返回选厂循环使用,以节约水资源,降低企业生产成本,同时避免尾矿库尾水因得不到回收利用排到库外而污染库外水源。

    在中国地质调查局部署下,成都综合利用所组织实施了“攀西地区多金属矿产资源集中开采区地质环境调查”,针对攀西地区巨量堆存的尾矿,开展了尾矿可利用调查和综合利用技术攻关,成功研发了适宜攀西地区铜矿、钒钛磁铁矿和稀土矿等尾矿综合利用技术,为矿山地质环境保护与治理提供了新途径。

    从拉拉铜矿矿集区尾矿中综合回收了铜精矿、铁精矿和云母精矿,利用部分二次尾矿成功开发出多功能硅肥产品,实现尾矿减量40%以上。从白马矿集区钒钛磁铁矿尾矿中获得硫钴精矿、铁精矿、钛精矿及长石精矿,实现尾矿减量20%左右。从大陆槽矿集区德昌稀土尾矿中综合回收了稀土精矿、萤石、锶钡混合精矿,实现尾矿减量15%以上。

    攀西地区矿山规模化开采自上世纪60年代开始,尾矿的大量堆存带来了资源、环境、安全和土地等诸多问题。尾矿综合回收利用技术的突破,将实现资源化、减量化和无害化,对提高矿山节能减排水平,保护有限的矿产资源及土地资源,保护矿山地质环境具有重要的战略意义。

    香杉

    牛羚

    我国尾矿利用与维护现存问题

    一是综合利用意识淡薄,资源浪费现象严重。

    由于人们大多对我国的资源情况缺乏正确的认识,矿山企业盲目开采,采富弃贫的现象十分普遍。许多矿山企业,尤其是中小型矿山企业,没有充分认识到尾矿综合利用对矿山企业特别是对亏损矿山企业、资源枯竭型矿山企业可持续发展的重要性,仍然采用“高开采、低利用、高排放”的粗放型发展模式,为了追求短期经济利益,人为地缩短了矿山寿命,导致矿产资源巨大浪费与破坏。另外,某些矿床过分关注主矿产品的价值,忽视其共(伴)生组分,缺乏综合利用的意识。

    二是制度不健全,管理不规范。

    倡导尾矿资源综合利用的理念已经提出了多年,但我国对资源综合利用的政策和立法,仍缺乏完善的管理体系和严格的强制性法律法规及政策措施。一方面,鼓励利用尾矿资源的政策未落到实处,国家投入较少,开发尾矿的成本较高,企业的经济效益低,导致矿山企业对资源综合利用的积极性不高;另一方面,现行有关法律、法规对矿山尾矿、废石等固体废料的管理与利用只有原则规定,没有制定强制性措施,缺乏有效的监管。

    三是生产技术落后,资源利用率偏低。

    我国对矿产资源的综合利用起步较晚,欧美等发达国家早在20世纪60年代就已重视矿产资源的研究开发,生产技术逐渐成熟,一般有色金属综合利用率达80%~90%,目前的趋势是开展“无废工艺”或“无尾工艺”。受矿石品位低、呈多组分、矿物嵌布粒度细、生产技术落后等因素制约,我国大多数矿山综合利用指数低,有色金属矿产资源利用率为60%,比发达国家低10%~15%,共伴生有色金属综合利用率仅为40%,比国外低20%;综合回收率低,目前矿产资源总回收率仅为30%,以采选回收率计,铁矿约为67%,有色金属矿为50%~60%,非金属矿只有20%~60%,造成大量的资源损失于尾矿中;矿产资源综合利用技术水平不高,综合利用产品档次低,市场销路有限,经济效益不理想。另外,由于我国矿业企业的准入门槛低,大量不具备开发资质的企业进入矿业开发领域,部分矿山选冶技术工艺落后,一些小企业的资源采收率低于50%。

    四是资金投入不足。

    从工艺技术、设备研究到生产经营管理与产品制取,矿山尾矿等固体废料的综合开发利用与治理都需要投入大量资金,但多数矿山目前的经济状况难以开展这项工作,尤其是许多老矿山累积的问题较多,经费问题更难以解决,而无论是公共财政的专项支持、国家财税杠杆的政策倾斜,还是社会资本的积极参与,都与现实需求相差甚远,而且目前尾矿综合利用项目的融资渠道非常狭窄,通过各种金融工具进行专项融资也十分有限,从而影响了这方面工作广泛深入地开展。

    五是市场阻力问题。

    产品的市场问题也是制约尾矿资源化利用的一个重要因素。有些资源,如钛、钒、钨、稀土等,因为市场需求有限或价格低,从尾矿中回收相应矿产也都受到影响。另一方面,则是人为因素造成的障碍,如由于地方保护主义,新产品无法与当地产品竞争,市场拓展很有限。

    尾矿利用实验

    尾矿成分鉴定

    树立尾矿综合利用新观念

    矿产资源主管部门和矿山企业应当基于长远的战略考虑,立足循环经济发展模式,把尾矿资源综合利用作为实现矿业可持续发展的必要措施来认识。同时注重科学规划,树立尾矿资源整体利用的新观念。针对我国全民矿情意识差、违规开采严重的情况,有关部门要大力加强我国的矿情及相关法律、政策宣传和教育,让全民了解我国的资源情况,加深对资源综合利用、环境保护的认识,增强全民合理利用矿产资源的自觉性。

    完善尾矿综合利用的制度建设

    由于尾矿利用是集环境、社会、经济效益于一体的长期性、公益性事业,因此政府部门应强化政策导向,强化管理,加大政策扶持力度,制定优惠经济政策,将尾矿利用纳入国家和行业发展规划中。参照国外相关政策、措施并结合我国实际情况,制定相应税收及经济资助等办法。如:国家将可持续发展、资源节约型项目列为国债投资重点;设立尾矿资源综合利用专项资金,对尾矿综合利用和开发所需资金贷款给予贴息、低息、延长还贷期、减免所得税和增值税等优惠政策;引导和支持矿山企业及科研部门对尾矿综合利用的投入。

    同时,还应通过立法来促进尾矿资源的综合利用。1986年,我国颁发了《矿产资源法》,对矿产资源的合理开发和有效保护起到了积极的作用,但此项法规已不能完全适应新时期的要求。现阶段应研究可持续发展的法律、法规及《资源综合利用条例》、《资源综合利用专项规划》等,研究促进循环经济发展的政策和机制;尽快出台鼓励性和严格的强制性法律法规,使我国的综合利用工作纳入法制轨道,有效解决资源消耗高、综合利用率低、资源浪费和环境问题。

    加强技术革新

    尾矿矿物组分不同,其利用价值也就不同。应加强尾矿资源的工艺矿物学研究,尽可能开发高附加值产品。相关深度加工方法很多,如制造微晶玻璃、提纯,超微细粉碎,表面改性处理等。

    搞好尾矿综合利用,矿业公司还应加大科技攻关力度,充分发挥矿山设计研究所的研究能力,并与有关科研院所一起,“产、学、研”结合,开展尾矿利用研究,重点解决尾矿中伴生有价元素的回收技术,开发高附加值产品、高技术含量尾矿产品等,以提高尾矿综合利用的经济性。

    通过工程示范,推动尾矿利用发展

    尾矿开发利用是一项大型系统工程,涉及的行业多、技术面广,应在全国逐渐展开矿山选厂堆存尾矿综合利用的研究(包括金属与非金属矿物分选回收、尾矿作复合矿物原料用于玻璃、陶瓷、建材及农业肥料)、尾矿作土壤改良剂及微量元素肥料的研究、尾矿制微晶玻璃等高附加值新产品的示范工程,积累实践经验。

    引进市场机制

    在市场经济条件下,应该让“排尾主体”与“利尾主体”分离,成立具有独立法人地位的尾矿利用公司,在矿山企业与尾矿利用公司间建立起市场供需关系,改变某些中小矿山企业资金、技术上的劣势。通过“排尾主体”与“利尾主体”的分离,达到“利尾主体”与“受益主体”的统一,同时推动尾矿资源市场机制的运作,从根本上解决矿山企业尾矿资源利用问题。由于尾矿回收利用行业涉及资源化、公益性和流通性行业属性,这个行业是不能完全市场化的,所以,在引入市场化体制时,还应发挥政府部门的相关作用。

    随着科学技术的迅速发展,传统概念的矿山尾矿固体废料已从消极的环保治理转变为积极的资源化治理。多年的实践表明,将矿山尾矿作为复合矿物原料进行整体开发利用,正成为经济实用的新矿产资源来源。它不但可使原来资源枯竭或资源不足的矿山重新成为新资源基地,恢复和扩展生产,而且可以开辟新材料的科技领域,推动科技进步,同时也能解决环境污染、改善生态环境和整治国土,具有巨大的经济、社会和环境效益。目前,许多工业发达的国家已把矿业废料的开发利用作为矿山开发的新目标,把尾矿的综合利用及治理的程度作为衡量一个国家科技水平和经济发达程度的标志。因此,我们必须加速尾矿综合利用及治理的进程,树立长远的观念,把尾矿综合回收利用及治理作为保护有限的矿产资源、促进经济发展、保持矿业持续发展的必要措施。

    科技改变未来生活

     

    “矿产品市场——大宗矿产”分论坛现场

    在享受了10年的贸易盛宴之后,矿产品供应商如今已经是蔫头耷脑了。

    受世界经济缓慢增长的影响,全球矿业发展势头放缓,矿产品价格、贸易等指标出现了震荡收缩,矿产品贸易高利润时代宣告终结,但矿业持续增长的总态势难以改变。

    中国已经成为世界上最大矿产品生产国、消费国和贸易国。研究表明,近10年来出口和投资的快速扩张,刺激了矿业类大宗商品的巨大需求,其他矿产品需求占全球市场的份额也快速上升。

    由于中国的经济增长模式仍然依赖投资,中国对矿产品的需求仍将十分强劲。记者从2016中国国际矿业大会上获取的信息显示,过去5年,中国矿产对外贸易持续发展,矿产品进出口贸易总额近5万亿美元,增长81%。

    从矿产品使用强度的历史经验与国际比较看,发达国家曾处在矿产品消费高峰平台期很长时间。新形势下,我国经济发展进入新常态,对主要矿产品仍有强大而稳定的需求。有专家表示,中国主要矿产品消费整体上仍将至少有15年的高峰平台期。

    上述观点在某种程度上的确可暖一暖心窝。不过,中国需求减弱影响矿产品价格暴跌也是不争的事实,尽管最低点已经过去,部分产品正从供大于求向供需平衡转变,但由于实体经济没有好的回暖迹象,未来3年内矿产品价格难有大幅攀升的可能。

    矿产品需求增速放缓

    矿产品消费与一国的经济发展阶段密切相关。

    “全球矿产品消费2011年达到顶点,2012年开始往下掉,到2016年初进入低谷,中国需求对全球矿产品的变化影响非常大。”中国地质科学院矿产资源研究所“一带一路”中心副主任陈其慎在2016中国国际矿业大会上表示。

    2013年全球经济增速下降,矿产品价格波动以及矿业的快速增长造成成本上升,全球矿业进入发展“寒冬期”。

    全球矿业经过10年黄金周期的快速增长,把整个矿产品价格和需求推到了顶峰。在这个过程中,中国需求对全球矿产品消费发挥了拉动功能。陈其慎称,中国推动城镇化建设,带动对原材料的大量需求,也带动了国际矿业走向高峰。

    中国经济现在面临5年~10年转型期或去产能期,很难再现过去10年对矿产品的强劲需求。在此情况下,中国经济对未来矿产品市场拉动不会像上一个周期那么强劲,矿产品市场发展和繁荣将依赖于中国以外的其他国家。

    不过,现阶段还没有办法找到哪个国家取代中国对矿产品市场的拉动。在这种情况下,全球矿业的复苏将是一个漫长的过程,尽管全球矿业最低点已经过去,但是“寒冬”可能要维持比较长时间。

    今年以来,我国煤炭、铁矿石、油气、有色、非金属等矿产资源行业在政策去产能、市场去产能、企业联合冻结产能等因素推动下,大力推进供给侧改革,已显示出积极成效。

    煤炭市场供需失衡局面有所改善,市场环境发生了积极变化,全国煤炭产量降幅超过消费降幅,且价格回升,但是行业资金紧张、经营困难等问题依然突出。

    铁矿石价格脱离了2013年以来单边下跌行情,出现了触底反弹、合理回归、理性上涨局面。但是,全球供大于求的格局没有明显变化,国内矿山生存发展面临更大的困难。

    有色金属工业总体保持稳定运行势头,但是矿山产量持续回落,矿山固定资产投资持续下滑,且不同金属品种之间分化运行特征突出。

    非金属矿产在去产能、调结构的推进下,主要矿产品产量、销量、价格等指标基本保持稳定或有所回升态势,行业运行质量趋于改善,但是部分矿种,例如萤石、石墨等,产能过剩迹象依然比较突出。

    全球油气供需格局多极化日益明显,供需差距减小,并且在结构上出现了“弃油求气”的征兆。

    从总体上看,中国矿产资源市场供需基本面有了一定程度的调整。陈其慎表示,中国工业化进程已基本结束,进入后工业时代,矿产品需求收窄是必然的事。

    中国经济发展速度跟世界上所有发达国家发展历程都一样,都会放缓,虽然经济还会不断增长,但是增长速度会放慢,全球经济周期性变化是不可逆转的大趋势,矿产资源消费也不例外。

    以钢、铜、铅、锌消费为例,1950年以来,全球消费趋势明显可划分为三个周期:第一个周期(1950年~1974年),消费量快速增长,年均增长率分别为钢5.8%、铜4.8%、铅4.9%和锌4.5%;第二个周期(1974年~1994年),消费滞胀期,年均增长率仅分别为钢0.19%、铜1.8%、铅0.2%和锌0.9%;第三个周期(1994年~2014年),消费增长又一次加速,年均增长率分别为钢3.9%、铜3.4%、铅3.5%和锌3.4%。

    从1995年到2012年,铁矿石、铝、煤炭、石油等资源性产品,都是中国因素在拉动。此间,中国在承接全球化产业转移中实现了经济高速增长,中国人口占世界的1/5,强大的发展动能决定了其对矿产品的旺盛需求,所以中国拉动世界消费是必然的。

    美国、加拿大、日本、韩国等都经历了同样的过程。美国1935年开始的产业递进,从纺织到建筑,到黑色金属,再到有色金属,都经历了对矿产品需求的递增。日本也是这样,由产业演进转化为资源演进,在完成工业化后,铜、镍需求量持续增长,而钢铁需求却逐渐下降,原因在于钢铁用于城市化建筑的使命基本完成,而铜、镍之所以在继续增长,主要是用于将来高速发展的行业。

    “每类资源对应一个产业,这个产业高速发展的时候,就会对这种资源产生大量需求。”陈其慎表示,中国经济增速放缓,对全球矿产品市场的影响是显而易见的。

    不过,在本届中国国际矿业大会上,来自世界各国的矿业届代表依然对中国这个全球最大的矿产品消费市场充满期待。一位来自非洲的矿业届代表表示,“中国正在进行改革,正从以基础设施建设为主的增长模式转换成消费驱动增长模式,虽然前面可能会遇到波折,但这艘超级油轮不会停止探索的行程。”

    矿产品难回价格高点

    来自中国国土资源经济研究院的研究报告显示,2016年上半年,世界经济增长低于预期,传统矿产需求触及阶段性“天花板”,支撑大宗矿产品价格和矿业金融市场向好的基本面虚弱,矿业复苏动力衰竭。

    首先,受美国收紧货币政策、新兴经济体债务负担加重等因素影响,主要机构普遍都在下调今年世界经济增长的预期;其中,世界银行把今年初对全球经济增长的预期从2.9%下调到2.4%,IMF把今年初对全球经济增长的预期从3.4%下调到3.2%。

    其次,美国、欧洲等发达国家单位GDP资源使用强度已经进入低值平台区间,煤炭、粗钢、铜等传统矿产消费与经济发展处于脱钩状态,需求总规模呈现相对稳定状态。中国是本轮矿业“黄金十年”的主要贡献者,传统矿产单位GDP资源使用强度已经或即将进入峰值平台区间,对资源需求拉动的贡献基本到位。

    此外,其他新兴经济体和发展中国家,例如巴西、印度、南非等,正面临艰巨的结构性调整和债务负担加重等因素影响,其经济下行压力继续加大,直接约束传统矿产消费规模扩张。从现在世界和主要国家经济发展状况看,全球煤炭、粗钢、铜等传统矿产需求总规模分别触及38亿~39亿吨油当量、16亿~17亿吨、2200万~2300万吨的“天花板”水平。

    今年上半年,尽管全球大宗矿产品价格和矿业金融市场有所好转,但是支撑大宗矿产品价格持续回暖的基本面仍很虚弱。

    2016年上半年,全球大宗商品市场出现了近几年难见的普涨行情。黄金价格从2016年1月份最低的1062美元/盎司一度上涨至5月初接近1300美元/盎司,涨幅近23%;铁矿石价格从2016年1月份最低的39美元/吨,最高涨到了4月下旬的68美元/吨,涨幅超过70%,但仍处于历史相对较低水平;铜矿价格从2016年1月份最低的4300美元/吨的水平,最高上涨至3月下旬5000美元/吨左右的价格,涨幅约为16%。

    从矿产品市场的基本面来看,目前令人失望的宏观经济数据,并没有根本性改变需求不足的现实,供过于求的局面并未改变。

    分析称,今年上半年大宗原材料商品价格反弹的动力主要来自周期性补库存需求、美元指数高位回落带动资产再配置、前期商品价格暴跌而有内在反弹修复要求等方面的因素驱动。从长期看,经济结构调整将使得矿产品需求增速不可能像过去那么强劲,去产能和供给侧改革也将使得大宗矿产品价格继续承压。

    受经营业绩影响,今年一季度五大国际石油公司上游投资平均下降25.9%,力拓2016年削减投资至50亿美元。伴随投资缩水,主要矿业公司不断宣布减产计划,例如必和必拓宣布削减2016财年铁矿石产量1000万吨,使得本财年预期产量降为2.6亿吨;淡水河谷将2016年铁矿石产量预期削减约10%,至3.4亿~3.5亿吨。智利作为全球最大的矿山铜生产国,1月~5月铜产量约230万吨,同比减少5.3%。

    研究表明,大宗矿产品需求在经历多年高速增长后已经开始集体下滑。实际上,在上世纪70年代,大宗矿产品就已经经历过这样的周期性需求下降。1973年的石油危机打击了全球经济,当时美国和欧洲等发达国家的矿产品需求出现扎堆式集体下滑;特别是美国,危机后的10年,其一次能源、钢铁、铜、铝、铅、锌等大宗矿产消费均呈现停滞增长状态。

    当前,中国基础设施高速建设时代已经基本结束,经济“三驾马车”对资源需求的拉动作用正在减弱,并导致2015年中国大宗矿产消费出现史无前例的集体下滑。其中,2015年中国一次能源消费量约28.7亿吨油当量,比2014年下降了3.4%;钢铁消费量于2013年到达顶峰,2014年和2015年合计下降幅度接近韩国2014年粗钢消费总量(5783万吨),降幅之大远超预期;2015年,精炼铜、精炼铅、精炼锌消费量分别约为1080万吨、380万吨、630万吨,比2014年分别下降4.3%、9.0%、1.2%。

    陈其慎表示,中国的城市化率已经接近60%,对大宗产品需求增长进入尾声,从2013年开始,中国矿产品需求从过去10年快速上升将转到未来平移,再转到下滑。当然,中国不同的产业发展形势,将决定相应的矿产资源需求形势,但价格不可能达到原来高位猛涨的程度。可以预测,未来中国矿业产值将往下走,届时矿业将开始进入夕阳产业。

    不过,从全球形势来看,发展中国家,比如印度和东盟大宗矿产品的需求正在上升,但短期内很难抵消中国的趋势。因此,全球矿产品消费量不可能下降,只有价格下降,没有绝对量的下降。据分析,中国铜、铝消费量基本达到了顶点,而印度和东盟钢、铜、铝的需求在2020年以前不会大规模、大幅度上升,钢需求量也仅在1亿吨的水平,而中国钢消费量达到8亿吨,所以,印度和东盟对矿产品需求根本起不到拉动作用。

    陈其慎认为,矿产品消费总量没有往下跌的过程,只会往上走,只是不同矿产价格波动非常大,从近期全球的需求来看,矿产品供应量基本上持平,但是价格下来了,这就说明一个问题,矿产品价格主要受供需的形势转变影响,而不是由绝对量的多少来决定。

    “本轮全球经济危机可能还将持续3年~5年,中国经济转型不可能3年~5年完成,即使矿业复苏,矿产品价格也难以回到上一个周期高点。”陈其慎表示,因为世界上没有第二个经济体会在这么短的时间内有像中国这样的发展力度和发展速度。

    需求减弱,矿产品市场回暖尚需时日

        5月22日,中国海洋工程咨询协会召开第二次会员代表大会,并同期举行2015年度海洋工程科学技术奖、第三届“双十佳”、“杰出贡献奖”颁奖大会和中国海洋发展论坛。全国人大原常委会副委员长周铁农、十二届全国政协副主席罗富和等国家领导人,协会孙志辉会长等领导为获奖者颁发了证书。
        本次会议上,广州海洋局党委书记、副局长温宁当选为协会第二届理事会常务理事,由广州海洋局牵头完成的“太平洋富钴结壳资源评价与我国矿区申请方案研究”获2015年度海洋工程科学技术奖特等奖,此外,广州海洋局被评为第三届 “十佳单位”,技术方法所教授级高工陶军被评为“十佳标兵”。
        中国海洋工程咨询协会是我国第一个全国性海洋协会,经国务院批准在民政部登记成立,其主管部门为国土资源部,业务指导和具体管理部门为国家海洋局。其设立的海洋工程科学技术奖经国家科技部、国家科学技术奖励工作办公室批准,每年评选一次,设特等奖、一等奖和二等奖。 “十佳单位”和“十佳标兵”评选表彰活动,每两年举行一次。本次大会共表彰评选出特等奖1项,一等奖8项,二等奖19项。“太平洋富钴结壳资源评价与我国矿区申请方案研究” 成果获评2015年度海洋工程科学技术奖唯一的特等奖。主要完成单位除广州海洋局外,还包括国家海洋局二所、一所,国家海洋信息中心、北京矿冶研究院等5家单位。广州海洋局副总工程师何高文牵头项目团队开展了国际海底区域多金属结核和富钴结壳资源调查与评价研究,通过近5年的工作,在富钴结壳矿址的面积模型建立、海底结壳成矿规律等方面取得了一系列的研究成果,为我国在国际富钴结壳勘探规章外交谈判中争取主动,并第一时间提出矿区申请提供了提供关键的学术支持,成为“科技服务外交”的典范。
        广州海洋局获评为中国海洋工程咨询协会第三届“十佳单位”。近年来,广州海洋局尊重科学规律,勇于探索创新,在海域天然气水合物资源调查、海洋油气地质调查、国际海底区域矿产资源科学考察、海洋高科技等领域,取得了一批具有国际影响力的重要成果。该局成功在我国南海钻获天然气水合物实物样品,预测远景资源量为744亿吨油当量,实现了我国海域天然气水合物资源勘探的重大突破;在南海北部陆坡、黄海海域开展新一轮油气资源远景评价,发现了一批有利于油气聚集的构造;开展国际海底区域富钴结壳资源调查与评价,为我国成功获得国际海底富钴结壳矿区提供了基础资料和技术支撑;全面完成我国南海海域1:100万国际分幅海洋区域地质调查;牵头研制我国4500米级深海无人遥控潜水器“海马”号,已成功通过海试验收并投入海上生产等,为维护国家海洋权益,建设海洋强国积极做好海洋地质基础保障。
        技术方法所教授级高级工程师陶军,获评为中国海洋工程咨询协会第三届“十佳标兵”。陶军从事海洋地质工作三十年,参与了多项国家重点地勘科研专项工作,近年来,他牵头深海技术团队,艰苦努力,突破并全面掌握了大深度无人遥控潜水器的核心技术,自主研制成功了我国首套 “4500米级深海无人遥控潜水器”“海马”号,并迅速投入南海水合物资源、大洋富钴结壳资源等调查工作中,取得了 “海马冷泉”发现等突破性成果,为我国在深海无人遥控潜水器研发和应用领域做出了卓越的贡献。


    广州海洋局荣获中国海洋工程咨询协会三项大奖