定量评价地下水系统环境容量对地下水资源可持续利用、地下水污染治理等有重大的科学理论意义和实践应用意义。现有评价方法对地下水环境容量影响单要素因子状态研究较多，但忽略了因子之间的相互作用机制，导致评价结果难以准确反映其大小。南京地调中心提出了松散孔隙地下水系统环境容量定量评估研究方法，实现了多因子耦合作用下地下水环境容量最优模拟计算，为地下水环境容量研究提供了新的技术方法，同时也为合理利用地下水资源、保护水环境提供了理论依据

自然资源是人类社会赖以生存和发展的物质基础和空间载体。为了解决自然资源所有者不到位、空间规划重叠等问题，2018年3月，国家整合相关部门的资源管理职责组建自然资源部，“统一行使全民所有自然资源资产所有者职责，统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责”。自然资源统一管理职责的实现与履行，需要地质调查等相关业务提供智力支持、技术支撑与信息服务。自然资源统一管理制度的建立与实施，对地质调查工作提出了更高的要求和更多的需求。

自然资源统一管理对地质调查的新要求

实行自然资源统一管理是我国生态文明制度建设的重大举措。与过去多部门管理体制相比，自然资源管理的理念与目标发生了重大变化，地质工作需要与之相适应。

《生态文明体制改革总体方案》提出，生态文明体制改革须树立新的理念：尊重自然、顺应自然、保护自然；发展和保护相统一；绿水青山就是金山银山；自然价值和自然资本；空间均衡；山水林田湖草是一个生命共同体等。这些理念是实行自然资源统一管理的理论基础，需要在自然资源管理的各个环节和全过程贯彻落实。新组建自然资源部的主要职责是：“对自然资源开发利用和保护进行监管，建立空间规划体系并监督实施，履行全民所有各类自然资源资产所有者职责，统一调查和确权登记，建立自然资源有偿使用制度，负责测绘和地质勘查行业管理等”。

山水林田湖草系统与自然资源分布示意图

基于新理念与新职责，自然资源统一管理对地质调查工作提出了新要求。地质调查应从以下几个方面提供服务支撑：一是为社会经济发展提供所需的土、水、矿、森林、草地、海洋等自然资源，促进产业发展，保障国家资源安全；二是确保自然资源开发利用过程中不损害生态系统，从源头保护、利用节约到破坏修复，保持山水林田湖草系统功能稳定，促进自然资本保值增值；三是摸清自然资源家底，掌握自然资源动态变化，为自然资源开发利用提供基础依据；四是保障自然资源资产所有者权益，健全自然资源资产产权制度，规范自然资源开发利用与保护行为；五是保持空间均衡，统筹各类资源、山上山下、地上地下、陆地海洋以及流域上下游，促使资源开发不超过其承载能力和环境容量，促进区域协调；六是提高资源利用效率，促进自然资源集约节约利用。

地质是山水林田湖草系统的基础，为自然资源提供了物质来源和赋存空间，对自然资源分布与开发格局具有框架性的制约作用。从空间分布上看，耕地、矿产、水等自然资源在空间上呈不连续片状、块状、条带状等形式分布在地质实体中，森林、草原等自然资源在空间上呈不连续片状分布在地质实体的上界面——地表。因此，自然资源开发利用和保护需要顺应地质规律，人地和谐共生是人与自然和谐共生的基础与重要内容。

地质调查工作以地壳表层为调查对象，是实现自然资源统一管理的重要基础和技术支撑。在以往各部门不同门类自然资源管理过程中，地质调查工作根据土地、矿产、水等自然资源与生态环境管理的需要，分别开展了相应的地质调查，为资源管理提供了大量的基础地质信息与服务。这些地质调查工作成果为服务和支撑自然资源统一管理提供了有利条件和良好基础。

国内外地质调查服务自然资源管理的经验

面对经济社会发展对自然资源日益增长的需求和生态环境保护的需要，各个国家或地区探索实施了各种管理政策。不管是实行不同门类自然资源分部门管理，还是实行不同门类自然资源统一管理，抑或是实行资源与环境综合管理，地质调查工作都发挥了越来越大的作用。

1. 国外地质调查工作服务自然资源管理的做法与经验

（1）美国地质调查局通过打破学科界限提升复杂资源问题解决能力。

美国的自然资源由联邦政府内政部负责管理。美国地质调查局（USGS）作为内政部下设部门，负责提供水、能源、矿产以及其他自然资源科学信息，同时提供生态环境健康、土地利用与气候变化影响等科学信息。为了提高跨学科跨领域资源问题解决能力，2010年USGS对内设机构进行了调整，撤销按照传统学科设置的业务管理机构，面向重大战略问题设立新的业务管理机构：撤销原来的地质学部、生物学部、地理学部、地理空间信息部，保留水资源部，新设立生态系统部，气候与土地利用变化部，能源、矿产与环境健康部，自然灾害部，核心科学体系部等5个业务管理机构。由此看出，服务与支撑自然资源管理是USGS科学研究的基本出发点和落脚点。

美国地质调查局内设机构与整合科学示意图

2017年，面对复合性资源、环境与社会问题，USGS提出了发展“整合科学”的设想，将数据、方法、模型组织到相应的时空框架之中，形成一个模块式整体，为自然资源管理、环境保护和防灾减灾提供全方位支撑。基于此，在2019财年预算方案中，USGS提出了调整组织架构的方案，拟设立负责各领域整合与协调的副局长职位，促进不同领域的交叉融合。

（2）俄罗斯地质调查服务自然资源开发与生态环境保护规划编制。

俄罗斯联邦政府自然资源与生态部负责地下资源、水资源、林业资源与生态环境的统一管理。俄罗斯《底土法》规定，地下矿产、水、岩石土壤、地质结构、地下能源、地下空间实行综合管理。全俄矿物原料经济研究所、全俄地质研究所是自然资源与生态部下属的两大支撑机构，前者主要负责地下资源的规划和经济研究，负责对矿产地进行经济开发可行性评价；后者主要负责地质调查的科学研究。这两个单位提供地下资源开发方向等方面的决策咨询服务，自然资源与生态部在此基础上，开展自然资源开发和环境保护的战略分析，组织实施地下资源勘查，评价地下资源的经济开发潜力，编制资源开发规划。

（3）英国地质调查局利用新技术获取并分析自然资源与环境信息。

英国的自然资源由环境、食品和农村事务部负责管理。英国地质调查局（BGS）作为国家环境研究委员会的研究机构和地质科学信息主要提供者，为政府相关部门和公众提供自然资源、环境与灾害科学信息服务。2014年BGS发布其战略规划《通往地球之门》，提出利用新技术探测地球，从3个方面为社会服务：负责任地利用自然资源；管控环境变化；提高对环境灾害的适应性。BGS通过观测和监测、环境模拟、知识库及交流等手段来获取自然资源、环境与地质过程相互作用的科学信息，着力加强人类活动与环境相互影响的研究，通过整合与合作，将地学与其他科学联合在一起，建立可靠的预测模型，支持自然资源与环境管理决策。

（4）欧盟致力于资源环境一体化监测站网建设为成员国资源环境管理提供统一的监测信息。

欧盟于2013年发布第七环境行动计划，提出保持自然资本存量的稳定和生态服务的持续供给；保持自然资本存量的稳定，既要加强环境保护与管治，涵养和增强自然资本，又要提高资源利用效率，减少自然资本消耗。近年来，欧盟致力于资源环境一体化监测站网建设，统一监测技术标准，统筹部署监测资源，统一为欧盟、各成员国、科研机构和公众提供监测信息。经过多年努力，目前欧盟形成了基于卫星遥感的全球环境与安全监测系统和基于地面监测的水、自然灾害、海洋、土壤等监测站点组成的监测体系。

2. 国内地质调查工作服务自然资源管理的探索

随着资源开发、城市发展、生态环境保护等对地质工作需求的增长，中国地质调查局不断探索新领域，传统的地质工作不断拓展和延伸，城市地质、农业地质、生态地质等“地质+”先后出现并逐渐发展，为地质工作服务自然资源管理积累了宝贵的经验。

根据国土开发与保护需要，探索推进了自然资源遥感调查与综合编图工作。近年来，利用先进的遥感技术，开展了国土遥感综合调查，对土地、矿产、地表水、河流湖泊、冰川雪线、湿地、荒漠化、海岸带等进行了遥感调查。根据区域发展需要，编制了《京津冀地区国土资源与环境地质图集》、《粤港澳大湾区海岸带自然资源与环境图集》等。

根据城镇化与城市群发展需要，探索推进了多要素城市地质调查。在先期完成北京、天津等6个特大型城市地质调查试点基础上，陆续推动完成了福州、石家庄等28个城市三维地质调查。根据雄安新区规划需要，完善了多要素、多专业、多技术综合地质调查评价方法体系，首次提出多要素城市地质调查工作理念，针对城市规划建设布局、地下空间开发利用、地热资源开发、土地规划和污染土地修复等方面提出了建议。

根据农业种植结构调整需要，探索推进了农业地质调查。2012年以来，新完成耕地地球化学调查面积60多万平方千米，发布了《中国耕地地球化学调查报告（2015）》，调查成果广泛应用于全国及地方土地规划。在江西、海南、四川等地发现了一批富硒土地资源，有力推进了特色生态农业发展。初步建立土地地球化学质量档案，为土地资源的分级管理提供重要依据。

在中国地质调查局的引导下，近年来一些地区加大了地质工作服务资源管理的探索力度，形成了一些成功的做法。上海市构建了地质工作服务城市规划管理的常态机制，实现了地质调查成果服务融入政府管理主流程。江苏、浙江将地质工作嵌入土地资源管理全过程，实现了地质工作与土地管理的融合。浙江省于2016年启动了全省土地质量地质调查行动计划，计划投入4个多亿财政资金对土地进行“体检”、建立土地“资料库”和“监测网”。承德市根据经济发展、资源开发、生态保护、旅游产业发展等需要，构建了地质建造+小流域综合调查+生态关键带监测的技术框架，提出了绿色崛起的地质解决方案，推动了生态旅游产业的发展。

启示与建议

地质调查如何满足自然资源统一管理提出的新要求，世界其他国家并没有现成的模式或做法可以照抄照搬。通过国内外地质工作服务自然资源管理的经验分析，可以得出如下启示与建议。

1. 对地质调查服务自然资源统一管理的启示

与过去不同门类自然资源分部门管理制度比较，自然资源统一管理制度对地质工作的要求发生了重大变化，主要体现在以下几个方面：

一是地质调查要体现系统性。山水林田湖草同属一个生命共同体，不同门类自然资源开发利用要相互协调，山上山下、地上地下、陆地海洋以及流域上下游要互存共生。地质调查要按照各类自然资源赋存的自然单元，摸清三维地质框架、资源形成与分布、资源的数量质量与生态作用等，采用统一的分类分级标准、统一的术语和概念内涵、统一的技术要求，形成调查的基础数据与成果资料。

二是地质调查要体现综合性。自然资源既是社会经济发展的物质基础，又是生态环境的重要组成部分，在农业、工业、城镇化等方面具有不同的功能和作用。自然资源的开发利用既有利于经济社会物质财富的积累，又可能对经济社会依托的生态环境造成损害。因此，地质调查在摸清资源数量的同时，还要摸清资源的质量与生态，了解不同资源之间的相互作用与影响，形成资源、环境、生态、空间、灾害等综合评估成果，综合评价自然资源的经济、环境、生态和社会等多重价值。

三是地质调查要体现连续性。自然资源本身随着自然条件的变化与人类活动的进行而不断发生着动态变化，有的资源变化的速率快一些，有的资源变化的速率慢一些。地质工作应根据资源动态变化的速率，建立自然资源监测体系，周期性开展相应的调查与监测工作，形成自然资源的动态监测数据与成果资料。

四是地质调查要体现全程性。从自然资源开发全过程来看，自然资源统一管理包括源头保护、利用节约、破坏修复三大环节。源头保护是保障资源安全和生态安全的首要之策，利用节约是提高资源利用效率、保护生态环境的基本手段，破坏修复是保护资源和促进生态恢复的重要途径。地质调查需要针对自然资源管理的三大环节，开展相应的调查评价和监测预警工作。

五是地质调查要体现效益性。自然资源管理的主要目的之一是服务于社会经济发展和民众福祉，在不损害自然资本的前提下最大程度地发挥其经济效用。因此，地质调查在调查自然资源地质潜力的基础上，要评估其技术经济可行性和环境影响状况。为开展自然资源确权登记和保障自然资源资产所有者权益提供技术支撑，同时也为自然资源的开发利用提供基础信息。

六是地质调查要体现社会性。地质工作的成果主要表现为地质图件、调查报告、监测数据等，要转化为管理者能够理解的语言，需要加强科学与政策之间的沟通研究。将山水林田湖草系统的地质、地理、资源、生态等自然变化规律与经济社会的经济、管理、人文规律结合在一起，为自然资源管理政策的制定与实施提供必要的知识、手段和方法。另外，部分自然资源还具有文化、休闲、美学等功能，在管理过程中也应统筹考虑。

2. 地质调查服务支撑自然资源统一管理工作建议

根据自然资源统一管理对地质调查的新要求，结合国际地质工作发展趋势，对我国地质调查工作提出如下工作建议：

（1）综合调查：以地球系统科学理论为指导，按照自然单元开展多要素综合调查，建立地球表层三维地质框架模型。

解决土、水、矿等自然资源调查中的重大科学问题，首先需要了解水文过程、生态过程、生物地球化学过程等所依存的地球表层地质体。地球表面的地质、地理、生态信息必须与深部的地质、地球物理、地球化学等信息整合在一起，才能准确地描述完整的山水林田湖草系统。例如，对于水资源调查，应建立不同尺度的三维/四维水文地质框架模型，为水流动态变化预测与水资源管理奠定基础。以往开展的地质调查工作，往往以某一种资源为重点，难以全面反映地质框架的多种属性。围绕自然资源统一管理，地质调查应按照统一的技术规范和标准，开展不同尺度的调查评价，充分反映地质框架的成土条件、成矿条件、水文条件等多种属性。

（2）综合监测：以自然环境承载能力评价为核心，开展自然资源数量、质量与生态综合监测，及时提出预警与对策措施。

自然资源的开发利用不应以损害山水林田湖草系统的生态功能为代价，一种资源的开发不应影响其他种类资源的效用，一个地区的资源开发不应影响其他地区资源的效用和生态环境的稳定。实现自然资源的可持续开发利用，需要对各种资源与环境要素进行系统监测，建立资源环境承载能力评价模型，实现资源环境承载能力监测预警，从而提出自然资源开发利用和保护的对策。受地质调查程度低、监测站点缺乏等因素影响，地质工作在资源环境承载力评价方面至今还不够成熟，难以做到准确的定量评估和预报预警。为了支撑承载力监测预警，需要整合目前的各门类资源环境监测网，利用现代探测监测技术，建立统一的自然资源监测网络。

（3）综合评价：服务自然资源所有者权益保护，开展自然资源综合评价，量化自然资源的经济、环境、生态和社会价值。

对于经济社会，自然资源具有两种效用：一是为社会经济发展提供所需的土、矿、水等有形的物质材料；二是为生态系统提供涵养水源、保持水土、调控水分等无形的生态资本。长期以来，我国是以牺牲生态资本和大规模的资源开发来支撑经济的高速增长。受此影响，社会高度重视自然资源的资源效用，而忽视了其所具有的生态效用，造成了生产、生活空间的不断扩展和生态空间的日益萎缩。根据生态文明建设的新要求，应“加快自然资源及其产品价格改革，全面反映市场供求、资源稀缺程度、生态环境损害成本和修复效益”。为此，在评估自然资源的效用过程中，不仅要评估其资源价值，还要评估其生态价值，全面反映自然资源的实际价值。

（4）综合利用：服务自然资源集约节约利用，开展自然资源综合利用调查与技术研发，推动自然资源效率的提高。

从社会经济与自然资源的相关关系来看，社会经济对生态环境的影响程度取决于输入的自然资源数量和输出到生态环境中的废弃物数量。二者的数量越少，资源利用效率越高，经济发展的环境成本越低，社会经济可持续发展能力越强。国际上采用物质流分析方法，定量核算自然资源开发的数量，评价自然资源利用效率。地质工作应根据资源节约集约利用的需要，建立我国水、化石能源、金属矿产、建筑石材等自然资源的物质流核算与分析体系。一方面促进自然资源利用效率的提高，为我国实现经济发展与资源消耗“脱钩”提供依据；另一方面支撑我国自然资源资产负债表编制，为实现自然资本的保值增值提供依据。

（5）综合治理：保持生态环境稳定与防治生态损害，开展生态综合治理技术研发，提出生态修复地质解决方案。

伴随着自然资源开发利用，地质环境不断发生变化，有可能会引发一系列地质环境问题和地质灾害，包括地面沉降、崩滑流、海水入侵、地下水污染、土壤污染等。跟踪国际上在生态修复领域的研究和技术前沿，引进、消化和发展相关科学理论和高新技术，实现理论和技术的原始性创新。有预见性地积累和研发地质环境问题防治与生态修复技术，及时为自然资源开发过程中出现的各种环境问题提供地质解决方案。

（6）综合服务：以需求为导向，面向政府、企业与社会公众提供多层次、多渠道决策支撑与信息服务。

自然资源统一管理以政府为主导，需要企业、社会公众的共同参与才能实现自然资源的可持续利用，为社会经济的永续发展提供支撑。充分利用现代信息、网络、大数据等技术，根据政府、企业、社会公众的需求，及时形成基础扎实、数据可靠、清晰易懂、形式多样的服务信息，为政府管理提供决策支撑，为企业和社会公众提供信息资料。同时，充分利用各种现代媒介，使全社会各部门、各行业人员能方便地获取地质调查成果和数据，为最大程度地挖掘地质调查成果应用潜力提供基础。

编者按 今天是第六个全民国家安全教育日。资源安全事关国家的主权、生存和发展，是国家安全体系中的重要组成部分。而其中，矿产资源与国家经济社会发展关系极为密切，保障其安全的重要性不言而喻。在开展绿色勘查的同时，下大力气推进矿产资源的节约与综合利用，是现阶段提高国家资源保障能力、维护国家资源安全的有效手段。今天，让我们共同了解一下近年来我国在矿产资源节约与综合利用方面的最新进展。

地质技术人员找矿途中

昆仑山腹地地质勘查现场

我国是矿产生产和消费大国，夯实国家矿产资源安全基础，需要坚持不懈地开源节流。其中，在矿业领域推进资源节约与综合利用，对实现我国经济社会可持续发展具有重要的战略意义和现实意义。

近年来，自然资源部按照中央生态文明建设、节约优先战略总体要求，着眼于我国资源相对不足、环境容量有限、节约资源潜力巨大的基本国情，在矿产资源节约与综合利用领域特别是在矿产资源节约与综合利用现状调查、示范引领、推广先进适用技术等方面进行了大量探索和实践，取得了预期成效。

在生态文明建设大格局中统筹推进矿产资源节约与综合利用工作

按照中央生态文明建设、节约优先战略总体要求，在自然资源等主管部门、行业协会和矿山企业等单位的共同努力下，以节约资源和绿色发展为根本遵循，我国矿产资源节约与综合利用工作进行了实践探索，通过“摸清情况、示范引领、建立标准、强化监管、激励约束”等系列措施，有序推进。

实施矿产资源节约与综合利用工作的核心是提高矿产资源“三率”，关键是采用先进技术。

——2011年~2012年实施矿产资源综合利用“以奖代补”和示范工程项目，采取经济手段激励矿山企业提高矿产资源合理开发利用水平，奖补矿山企业1045家、示范工程408个。

——“十三五”期间实施40个矿产资源综合利用示范基地建设。

——2012年~2013年，首次在全国范围内部署开展煤、石油、天然气、铁、锰、铜、铅、锌、铝等22个重要矿种“三率”调查与评价工作。

——2012年开始，在全国层面开展矿产资源节约与综合利用先进适用技术遴选推广工作。2012年~2017年完成6批次334项先进适用技术的遴选与推广；2018年~2019年增选了一批新技术，最终形成《矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录（2019年版）》，该目录共包含360项技术。

目前，矿产资源综合利用工作基本形成了“政府主导、企业主体、部门联动、社会参与”的工作格局，矿产资源节约集约利用取得预期成效。

实施的主要措施有：

一是建立统筹协调机制，加大矿产资源节约与综合利用工作力度。自然资源与发改、工信、财政、科技等部门统筹资源配置、税费减免政策和科技发展，发挥政策联动和组合配套效应，共同促进我国矿产资源合理开发利用，部门内部强化规划、勘查、开发、储量管理各环节的协调，实现综合勘查、综合评价、综合开发、综合利用。

二是探索建立开发利用水平调查评估制度，摸清矿产资源开发利用水平。包括：科学设计调查评估体系，真实反映矿产资源开发利用水平。为制定激励约束政策提供科学依据。

三是完善技术标准体系，促进矿产资源开发利用。与生态保护红线制度和自然资源管理体制改革要求相衔接，将资源节约与综合利用指标纳入开采准入条件，严格禁止高污染、严重浪费资源和缺乏综合利用设计者进入。根据地区资源和环境承载力情况，在满足资源安全和经济发展的前提下，研究矿产资源开发总量和强度控制的新制度、新政策，进一步研究完善“三率”指标体系，完善我国矿产资源开发利用技术标准体系。

四是加强先进适用技术推广应用力度。通过政府引导与市场机制相结合，扶持技术服务平台建设，引导鼓励大型矿业集团建立面向全球的专业技术推广服务机构，保护技术创新行为，为矿业技术创新形成产业化发展模式提供有利环境；将先进技术推广与调查评估成果相关联；建立技术目录更新制度，通过评价和矿山反馈，评估技术使用情况和问题，及时增加和调整过时的技术内容；加大对战略新兴矿产、清洁能源矿产开发利用相关技术研发和推广的支持力度等。

五是加强矿产资源开发利用监管，推进资源管理方式转变。扎实做好矿业权人勘查开采信息填报公示系统建设，加强引导，推动管理方式根本转变，构建“企业自律、社会监督、政府监管”的共同治理新格局。

开展矿产资源“三率”调查，摸清重要矿产利用现状，完善“三率”指标体系

按照《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《找矿突破战略行动纲要（2011~2020年）》的要求，2012年，原国土资源部部署开展矿产资源“三率”（开采回采率、选矿回收率、共伴生资源综合利用率）调查与评价工作，在全国范围内开展煤、石油、天然气、铁、锰、铜等22个重要矿种“三率”调查与评价。该调查共有30个省（区、市）、7家行业协会以及5大油气公司等万余人直接参与。

通过2012年~2013年的矿产资源“三率”现状调查，对我国矿产资源利用有了初步认识和基本判断。取得的主要成效为：

一是建成了我国重要矿产矿山“三率”数据库。首次全面系统地获取了全国矿山“三率”基础数据。在统一调查指标、统一调查规范、统一时间节点的基础上，调查了全国22个矿种当年全部在产的19432座矿山（油气田），最终获取了2.2万条、220万字段准确可信的基础数据。

二是调查结果显示，经过多年发展，我国矿产资源利用水平总体显著提高。

“十五”之前，我国矿产资源开发水平状况不明。实施矿产资源“三率”调查以后，与1995年、1999年抽样调查结果相比，黑色金属矿山、有色金属矿山、黄金矿山、非金属矿山开采回采率略有提高，煤炭开采回采率基本稳定。有色金属矿山中铝土矿开采回采率提高幅度较大，主要原因在于集约化程度提高后，地下开采产能占比大幅下降；黑色金属矿山、黄金矿山、非金属矿山选矿回收率基本稳定，有色金属矿山选矿回收率稍有提升。铅矿、锌矿、铝土矿、镍矿、钨矿等有色金属矿产由于集约化程度提高，平均选矿回收率提高。

我国矿产资源的典型特征是单一矿产少、共伴生矿产多。矿产资源“三率”调查结果表明，20种矿产中含有共伴生组分的59种，其中的38种组分已被不同程度回收利用。我国金属、非金属矿共伴生矿综合利用率为52.07%。

三是查清了矿业固体废弃物的排放、利用与堆存现状，废石与尾矿排放增速下降，利用率提高。据不完全统计，截至2017年，我国矿山废石与尾矿堆存量已超过600亿吨。全国85%以上的地市堆存有20个矿种矿业固体废弃物，其中50个地市矿业固体废弃物堆存量超过1亿吨，37个地市废石堆存量超过1亿吨，16个地市尾矿堆存量超过1亿吨。

四是规范了矿产开发“三率”指标计算方法。制定《矿产资源综合利用技术指标及其计算方法》，规范统一了行业评价指标，为“三率”调查评价提供了统一的计算方法，为客观评价当前技术经济条件下的资源综合利用水平，提供了科学依据和技术标准。

五是制定了矿产资源合理利用“三率”指标要求。依托“三率”调查工作，研究制定并发布试行了煤炭、铁等124种重要矿产资源开发“三率”最低指标要求，实现了在产矿山所涉及矿种全覆盖目标，构建起我国矿产资源完整的“三率”指标体系。

六是初步建立了矿产资源开发利用水平调查评估制度。2015年9月，中共中央、国务院印发了《生态文明体制改革总体方案》，将健全矿产资源开发利用管理制度作为推进生态文明建设的重要内容，明确提出要建立矿产资源开发利用水平调查评估制度。2016年12月，原国土资源部、财政部等5部委发布《矿产资源开发利用水平调查评估工作方案》，开展矿产资源开发利用水平调查评估试点工作，重点开展了黑龙江、浙江、江西、山东、河南、湖南和宁夏7省区9个矿种试点工作。试点工作取得预期成效，为做好调查评估工作打下了坚实基础。

推广先进适用技术，让技术创新成为引领矿业发展的新动力

为贯彻落实创新驱动战略，推动科技创新，促进矿产资源节约和高效利用，提高资源节约集约利用水平，近年来，先后印发了《关于推广先进适用技术提高矿产资源节约与综合利用水平的通知》和《关于推进矿产资源全面节约和高效利用的意见》，建立了矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广目录制度。一批取得明显资源、经济、环境效益的采选技术工艺入选推广目录。它所倡导的矿产资源利用技术创新，正成为矿业发展的新动力，有效推动了矿业绿色发展。

矿产资源节约与综合利用先进适用技术的使用，提高了资源利用水平，进一步增强了资源保障能力。据统计，通过先进适用技术的推广和应用，盘活石油可采储量33.1亿吨，按目前国内生产规模，可供开采15年；盘活天然气1645亿立方米、煤矿8亿吨；盘活铁矿资源40.74亿吨，约相当于新增了6%的国内铁资源量；盘活磷矿资源21.2亿吨，约相当于新增了10%的国内磷资源量；盘活钾盐1.44亿吨，约相当于新增了近30%的国内氯化钾资源量。

如长庆油田应用致密油开发技术，有效盘活30亿吨致密油资源。延长石油利用陆相页岩气压裂新技术，盘活鄂尔多斯盆地页岩气地质储量1654亿立方米、石油地质储量640万吨。该技术在国内相似盆地陆相页岩气开发中推广，可有效实现油气开发过程中的节水、节能、减排和储层保护。

如低钛型钒钛磁铁矿技术的应用，将攀西钒钛磁铁矿钛的经济可利用品位下降5%，回收率由20%提升至30%以上，盘活钒钛磁铁矿资源量13亿吨，相当于新增了2%的国内铁资源量，实现了攀西地区钒钛磁铁矿资源的高效利用。

又如金川公司研发铂族元素综合回收技术，将金川镍矿中伴生的铂、钯的回收率从49%提高到70%，银、铱、钌、铑的回收率从1%~3%提高到44%，使我国铂族元素的回收工艺水平大幅提高。

先进适用技术的推广使用，使矿山企业资源节约能力不断增强，从而推动资源产业绿色发展。例如开磷集团应用“磷石膏充填无废高效开采技术”，矿山年生产能力由200万吨提升至800万吨。每年新增经济效益2.2亿元、处理磷石膏工业固体废弃物335万吨、处理采矿废矸100万吨，减少磷石膏堆存占地约200亩，节省各项费用5000余万元，实现了较好的环境效益和经济效益。

先进适用技术推广应用所产生的环境效益主要表现在节地、节能、节水及固废利用等方面。据不完全统计，2012年~2017年，我国推广应用先进适用技术共节地5.1万亩；节能104亿度、节水8.3亿吨，利用固废量在原基础上增加6.33亿吨。2017年，我国煤矿矿区土地复垦率达到49%，矿井水利用率达到72%，煤矸石综合利用率达到67.3%。

同时，先进技术装备的广泛应用，促进资源生产效率大幅提升，也为企业带来了经济效益。

10年来，在自然资源主管部门、行业协会和矿山企业等单位的共同努力下，我国矿产资源节约与综合利用工作进行了前所未有的探索实践，取得了新成效。

展望未来，新形势下人民对美好生活的新期待、经济社会高质量发展、碳达峰碳中和、矿业科技快速发展等对矿产资源消费提出了新的更高要求，需要不断夯实矿产资源安全基础。我国矿产资源节约与综合利用工作前景广阔，大有可为。

泰晤士河是英国伦敦的母亲河，但在19世纪中期以后，河流污染严重，生态环境不断退化。从19世纪中期至今，英国政府与社会对其开展了长期治理。在治理过程中，以英国环境研究理事会及英国地质调查局为代表的地球科学研究机构做出了卓越贡献，提供了大量基础数据和地球科学认识。泰晤士河的治理，形成了在法律、机构、资金、产业、科研、技术等多方面的经验，可为我国江河污染治理和生态修复提供借鉴。

工业革命以来的严重污染

泰晤士河全长约346千米，为英格兰最长河流，全英国第二长河，也是全世界水面交通最繁忙的都市河流和伦敦地标之一。泰晤士河流域面积13100平方千米，占英国国土面积的5.4%；形成了许多城市，除去伦敦之外，还有牛津、雷丁和温莎等，是全国经济发达地区，人口占全国的1/5。泰晤士河是伦敦的主要水源，占总供水的2/3。直到18世纪，泰晤士河水产丰富、野禽成群、风景如画，是著名的鲑鱼产地。

泰晤士河整个流域的大规模污染主要由工业化引起的人类活动增加所致，且随着社会发展，污染的类型和分布不断变化。

英国地质调查局的泰晤士河流域三维综合建模

1780年代，抽水马桶开始流行可看作是污染的开始。因为泰晤士河是伦敦居民的主要水源，污染使伦敦市霍乱相继爆发，导致1832年死亡5275人，1849年死亡18036人，1854年死亡11661人。

1878年9月3日，“爱丽丝公主号”沉船事件发生。船上800名乘员中有 650人溺毙，这一事件让英国社会高度关注排污口以下河段的污染问题。

战后即上世纪50年代，合成洗涤剂的广泛使用导致附着在水体表面的污染物难以被降解，河水溶解氧(DO)几乎为零，形成严重污染，几乎没有鱼类能生存。甚至发生了停靠在泰晤士河码头船体的镀层被污水腐蚀而变黑事件，造成了恶劣的国际影响。

泰晤士河污染所导致的严重后果，迫使英国政府经历了一百多年的治污历程。

实施全流域治理修复

泰晤士河流域的治理修复过程可分为三个阶段：转移污染、流域修复和监测巩固。

1. 转移污染——隔离排污，终端处理

1848年英国议会通过了《都市排污法》，测量、设计并改进了伦敦下水排污系统。建立起“隔离式”排污系统方案。方案从1834年就已提出，但政府部门间的博弈和讨论不断，一直无法实施。

直到1858年夏，泰晤士河“恶臭”大规模爆发，迫使在河边工作的英国议会和政府迅速行动，通过一项法案以“改进下水排污系统，尽最大限度防止污水直排泰晤士河”。从1858年到1885年，伦敦泰晤士河相继建成隔离排污系统，加上排污口污水处理，基本奠定了英国泰晤士河水污染治理的“隔离排污、终端处理”的百年规划理念，影响直至今天。

2. 流域修复——统一管理，系统治理

1955年至1975年，泰晤士河开始了第二阶段的治理，主要是将治理的范围扩展到了全流域，并采取了系统方法进行修复。这一时期，英国水资源经历了从地方分散管理到流域统一管理的历史演变。

从1960年代起，英国对河段实施统一管理，把泰晤士河划分成10个区域，合并了200多个管水单位，建成一个新的水务管理局——泰晤士河水务管理局，实现了全流域统一管理的可能。

这次治理秉承全流域治理的理念。大伦敦地区的180个污水处理厂缩减合并为十几个较大的污水处理厂，各类下水和污水处理设施合理布局，升级改造污水处理设施技术，并采取了对河流充氧的措施来提高河流的溶解氧。 目前，泰晤士河全流域建设污水处理能力几乎与给水量相等。沿岸的生活污水须经处理后才能排放，污水处理费计入居民的自来水费。

到上世纪80年代，河流水质已恢复到17世纪的原貌，达到饮用水水源地的水质标准。鱼类绝迹百年后，多种鱼重返泰晤士河。

3. 监测巩固——全域监测，科技助力

1975年后，泰晤士河的治理进入了巩固阶段，水资源全流域管理的方法不仅解决了污染治理资金不足的难题，而且促进了城市经济的发展。在此阶段，英国政府一方面不断投资对污水处理设施进行技术改造，如对污水的处理已采用超声波监测控制、污泥密度和包膜电极监测溶解氧等新技术，此外遥测技术也得到使用。另一方面严格控制工业污水的排放，对沿河两岸的工矿企业严加监督，规定除了经过净化处理的水以外，将任何东西排进泰晤士河都是非法的。此外政府利用科研机构开展了全流域多要素的水质监测，并实施了生态净化。

经济转型和产业升级也是治污的有力措施。近年来，随着英国产业的升级改造和大伦敦区的经济模式转换，重污染工业企业相继关闭，代之以各类文化和服务机构，大大缓解了泰晤士河的污染压力。今天泰晤士河已经重现昔日的碧水蓝天。

针对一直以来下水道雨污不分流导致的问题，英国政府宣布将耗资20亿英镑，于2020年前在伦敦地下80米处修建一条长达32千米的排污水道，进一步改善污染物在河道外的输送条件。

环境科研机构的重要作用

英国环境研究理事会（NERC）下属的各科研机构，如英国地质调查局（BGS）和生态水文中心（CEH）与全国环境保护机构合作，在泰晤士河流域开展了大量的调查研究工作，有力地支撑了系统治理和生态恢复。

1. 调查监测——提供治理所需的地球科学基础数据

BGS在泰晤士河口开展钻探，测量汞异常，以确定污染程度和深度，并对防洪和排污进行河道调查，内容包括人居环境调查、河道周围地形图测制、水文调查、水位和河道容量调查等。

BGS通过河流栖息地调查，形成了流域基底数据，包括地质、地形、水质、水流量等；通过水生微生物分析，揭示季节、年份变化。同时，为了保障城市建设需要，BGS还开展了多个图幅的 1∶2.5万砂石资源调查。

NERC和环保机构合作开展了水源地监测，在饮用水水源区、重要物种区、娱乐水域、营养敏感区、保护区内布置了上千个监测点，从源头和末端进行水质监测。

2. 研究评价——深入研究地上地下水相互作用和污染物的运移机理

BGS研究了地下水-地表水相互作用，通过地下水体、基本流量、硝酸盐、过渡区域、观测站数据、洪泛区、水质、气候变化等因素的分析，揭示泰晤士河流域的地下水体化学状况、灰岩含水层水质量等。

CEH在上游对影响水资源的土地利用、气候因素、人为磷输入源进行研究，并通过历史水位和全球变化引起的海平面上升模拟，积极评估防洪设施的防洪水平，为达千年一遇水平，确定需加固的区段。

3. 模拟预测——以三维地质建模和时序分析支持水管理的科学决策

BGS建立了伦敦地区和泰晤士河流域三维地质模型，包含基本构造、地层、城市地下空间、地质灾害、土地利用、含水层特性数据、水位数据、钻孔地球物理数据、海岸和海洋等数据，从而构建跨学科、多要素、面向决策的整合科学研究基础。

BGS使用过去120年的降雨、径流、蒸散等数据进行水流模拟，形成基于时间序列分析的预测成果。

CEH通过藻类和磷集成模拟的流域研究，对一系列缓解和适应战略的成本效益进行了评估，认为最有效的策略是将化肥用量减少20％，同时对废水进行高标准处理。其结果可使水质接近欧盟水框架指令的指标。

CEH通过区域气候模式获得的降雨量和潜在蒸发量，模拟了泰晤士河流域未来流量的变化。

4. 支持修复——机构主动作为，助力保护修复

NERC的各科研机构主动参与并实施伦敦各河流行动计划（2009），恢复和改善伦敦的各条河流，改善洪水管理；改善野生动物栖息地，支持可持续发展；帮助城市适应不断变化的气候，为伦敦人提供更好的生活。

我国可以从中借鉴什么

1. 建立权威的流域管理机构对流域实施统一管理

1960年成立的泰晤士河水务局，被赋予流域管理机构的权力后，治理产生了立竿见影的效果。这种大胆的体制改革被欧洲称为“水工业管理体制上的一次重大革命”。从泰晤士河流域的治理经验来看，一个强有力的具有综合决策和协调手段的流域管理机构是整治流域水污染的基本条件。

我国当前应改变流域用水、管水、治水等工作的分散局面，解决无权过问行政及经济方面受到制约的局面，可成立治理专门委员会，对流域进行统一规划与管理，提出水污染控制政策法令和标准，并建立相关治理项目。

2. 加快完善水污染治理相关法律法规

从泰晤士河的治理历程来看，逐步完善水污染防治相关法律法规发挥了举足轻重的作用。内容涉及水资源保护、污染源管理和控制、水环境管理、水质监控等方面。其中，《污染控制法》明确了对各种违规行为的处罚规定，对污染城市河流及其他水环境的行为，起到令行禁止的作用。

我国可在目前水资源保护标准上，充分考虑水环境保护、水资源管理和水污染防治三者的历史依存关系，坚持水资源开发利用和水环境管理监督职能应完全分开的原则，适时出台一些法律。

3. 重视科技创新，以地球系统科学引领规划治理

在泰晤士河治理过程中，科学技术的支持作用非常突出，特别是泰晤士河的第二次治理是在有关科学研究的前提下实施的。科学研究帮助水务局制定了科学合理、符合生态原理的治理目标，根据水环境容量分配排放指标，并及时跟踪监测水质变化。在此过程中，英国环境研究理事会和英国地质调查局发挥了专业优势，提供了十分有价值的地球科学数据和知识。

我国在水污染治理中既要持之以恒，同时也需要科学的研究与规划。尤其是要发挥中国地质调查局的地球系统科学优势，持续不断地提供调查、监测数据，深入研究地表水和地下水的关系，适时提供关于流域的研究评价成果，为治理和修复提供地球系统科学解决方案。

4. 建立资金保障机制，开辟多种融资模式

为了解决资金缺口问题，泰晤士河采取了多种融资方式，这些融资方式成功的一个主要特点是市场化运作。如泰晤士河水管理局通过向排污者收取排污费，并发展沿河旅游娱乐业，仅1987年~1988年，其总收入就达6亿英镑，这不仅满足了水环境治理的需要，还向政府上交盈利2亿英镑。我国可充分调动政府、企业与社会的积极性，为私营部门进入污染治理领域创造制度与政策环境，从而造就多元化融资模式。

5. 加快促进沿岸产业结构的转型升级

泰晤士河在治理过程中并没有强迫关闭沿岸企业与工厂，而是提高了排污相关指标。全面实行“污染者付费”原则，并制定了相关法律，加快促进沿岸产业结构的转变。因此，我国可探索构建政府部门与流域企业的和谐关系，引导、鼓励其实现转型升级、绿色发展，从源头上减少污染，并在治理中加强政府管理。

6. 掌握先进的污染处理技术和生态防治措施

泰晤士河在治理过程中结合了工程治理措施与生态防治措施，采用了先进的污水处理技术，以及如芦苇床处理系统为代表的湿地污水处理工艺，以实现人工净化加自然净化的效果。我国也应该应用这些污水处理技术，引进或探索适合于我国气候条件的生态净化措施，寻找可检测污染物水平的化学、生物指标。

（作者单位：中国地质调查局发展研究中心）

编者按：作为自然资源的重要组成部分，矿产资源与山水林田湖草资源共同构筑起一幅多彩而珍贵的大自然画卷。在这幅地球馈赠的大自然画卷里，矿产资源不仅要有内在气质，还要有外在颜值，在有力支撑经济社会发展能源资源保障的同时，更注重绿色发展高质量发展的时代担当。对于地矿行业而言，开源是一方面，依靠科技创新和技术进步的“节流”，即矿产资源综合利用，也是不可或缺的另一方面——既提高了资源的利用效率和可持续性，又减少了尾矿排放及环境影响。

“既要金山银山也要绿水青山”。珍惜自然资源，珍惜矿产资源，方可守护好我们的绿水青山、金山银山。从“三位一体”的综合地质调查，到全国重要矿山“三率”综合调查与评价，新发展理念已在地矿领域落地生根，并贯穿于地质勘查、选矿富集、冶金提取、材料加工的整个矿产开发利用过程。作为专注于矿产资源综合利用的科研单位，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所多年来致力于矿产资源综合利用技术、装备的研发、推广，厚植工艺矿物学、难选冶金属矿产高效利用、非金属矿合理利用和二次资源循环利用等优势学科，在矿产资源综合利用及技术经济评价等方面走在了全国前列。

值此第49个世界地球日之际，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所干部职工围绕“珍惜自然资源 呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”的主题，结合自身矿产资源综合利用工作的实际，从尾矿资源化利用、智能选矿技术研发、矿山地质环境保护、固体废弃物的处置、综合地质调查等方面进行了研究梳理、总结提炼，形成了多篇实用且具有科普价值的文章，现精选一部分，以飨读者，敬请垂注！

不可或缺的矿产资源综合利用

张艳娇 刘红召

矿产资源综合利用目前已作为国策贯穿于地质勘查、选矿富集、冶金提取、材料加工整个资源开发利用过程，强调在开采利用矿床中主要矿产资源的同时关注共生、伴生矿产资源的利用效率。我国已探明的矿产储量中共、伴生矿占很大比例，全国25%的铁矿、40%的金矿、80%的有色金属矿及大多数煤矿都有共、伴生矿产。开展综合利用工作，既提高了资源的利用效率和可持续性，又减少了尾矿排放及环境影响。对部分资源而言，综合利用工作至关重要、不可或缺。

山东石榴石矿选矿厂改造

自然界中有部分元素，在地壳中含量很低，大都呈分散状态，很难形成独立的经济矿床。有独立矿物的，可以选矿富集目的矿物再冶金提取。没有独立矿物的，就只能选出其载体矿物再分离提取。这其中，如果载体矿物恰好是该矿床的主矿产，伴生组分可以随着主矿产的选矿富集而富集，其选矿回收成本最低，回收率相对也较高，在冶金提取主金属时作为副产品回收；如果载体矿物不是矿床的主矿产，但也能选矿富集，则伴生组分就可以回收，但需要论证经济可行性。还有一种情况，伴生有用组分分散在脉石矿物中，无法选矿富集，直接冶金加工成本昂贵，目前综合利用的可能性就很小。

以金属铼为例，它具有高熔点、高硬度、抗蠕变性、抗腐蚀性以及良好的塑性，广泛应用于热电偶、金属涂层和电子工业。用于制造航空发动机涡轮叶片和发动机喷管，是其他金属不能替代的。此外铂-铼催化剂在石油催化裂化重整过程中极为重要。铼是自然界储量最少的金属之一，在地壳中丰度大约为10－9。世界上已探明铼储量2500吨，基础储量近10000吨，我国铼的保有储量237吨。铼没有具有开采价值的独立矿物，主要以类质同象形式分布在辉钼矿和斑铜矿中。开采利用钼矿床和铜矿床时，辉钼矿和斑铜矿的选矿提纯过程也就是铼的选矿富集过程。辉钼矿选矿中钼要富集数百倍，往往在钼精矿中才会检测分析铼的含量。铼随辉钼矿或斑铜矿进入精矿产品后，由于铼氧化物极易升华，在钼精矿焙烧和铜的冶炼过程中，铼与钼或铜分离进入烟灰和废酸，再通过离子交换或者萃取的方式从烟气淋洗液和废酸中提取。我国著名的钼产业基地栾川及金堆城，其选矿产品钼精矿中每吨均含有几十克铼，但长期没有合适的回收技术而无法综合利用。2015年，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所研究成功从钼冶炼的烟气淋洗液中回收铼的工艺，在栾川钼业公司与金堆城钼业公司推广应用，从而使宝贵的铼资源能够在这两家企业回收利用，并由此给企业带来了可观的经济效益。

共伴生矿产同主矿产资源一样，都是大自然赐予人类的礼物。开展综合利用便是我们接受并珍惜这份分量虽小但极其宝贵的礼物。

合理处置被放错位置的资源

吕振福

联合国环境规划署定义自然资源为“在一定的时间、地点条件下，能够产生经济价值，以提高人类当前和未来福利的自然环境因素和条件。”自然资源通常包括矿产资源、土地资源、水资源、气候资源与生物资源等。作为自然资源的一部分，矿产资源是人类赖以生存的重要基础，是国民经济健康发展的物质保障。矿产资源产业是基础产业，对国民经济发展起到了重要支撑作用，同时不可避免地会产生矿业固体废弃物。如何正确认识和合理处理这些被放错位置的资源？

矿业固体废弃物通常包括废石和尾矿。废石主要指采矿环节采出的、低于工业品位且未能进入选矿等后续作业的固体物料。尾矿是选矿分选作业的产物之一，是入选物料富集得到精矿和中矿后的固体废弃物。尾矿包括物理选矿产生的固体废弃物，也包括堆浸工艺、全泥氰化工艺提取金、铜等金属后产生的固体废弃物。

尾矿和废石的排放水平与矿产资源共伴生矿多、品位低的特征分不开。平均入选原矿品位在一定程度上决定了废石和尾矿排放水平。原矿品位低、剥离的废石品位更低，使得矿山废石量巨大。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所“全国重要矿山‘三率’综合调查与评价”项目对2011-2015年全国代表性矿山的废石、尾矿产生情况大数据进行了系统研究，结果表明：一方面我国经济社会发展对矿产资源的需求巨大，另一方面我国矿产资源具有富矿少、贫矿多，独立矿产少、共伴生资源多的特点；我国不仅矿产品产量居于世界第一位，在生产矿产品的同时，排出矿业固体废弃物也非常之巨量。

废石与尾矿都具有潜在的资源属性。随着技术进步、经济发展，越来越多的废石和尾矿被用于采矿采空区充填、直接用作建材或者用于生产建筑材料。采矿废石、选矿尾矿的综合利用具有越来越好的前景。根据“三率”调查统计，我国20种典型矿产矿山当年排放的废石中有17.77%被消耗利用，当年排放的尾矿中有18.97%被消耗利用。

2015~2017年，“22种重要矿产资源节约与综合利用调查”项目通过开展1300座尾矿库取样、分析测试，在其中的210座尾矿库中发现具有综合回收潜力的有价组分。如果对这些组分加以回收利用，潜在经济价值达349亿元。

上述发现的具有综合回收价值的尾矿多为上世纪五六十年代排放的有色金属尾矿，说明技术的时空特征和尾矿的二次资源特征。从二次资源的角度考虑，合理处置和保护固体废弃物更加重要。

废石与尾矿都具有环境扰动属性。废石和尾矿处置不仅占用土地，而且可能产生有机和无机污染物，并通过土壤、水体、空气和生物链传导。从技术上讲，当前技术经济发展水平条件下排放的废石和尾矿，不可能实现100%再利用。相比较而言，妥善处置可能比试图利用更加迫切。因为矿山废石和尾矿引发的环境问题必须认真面对和妥善解决，同时如果处置和保护得好，在若干年之后废石还有可能成为资源。

我国尾矿、废石要加强减量化、无害化和资源化工作，需要加强尾矿和废石的分类处置、有效保护、合理利用的标准化工作和技术创新。通过技术经济、环境效应和资源属性三位一体的综合评价方式来确定废石和尾矿是选择利用，还是选择处置和保护。通过不断加强技术创新，提高矿产资源开采回采率、选矿回收率和综合利用率，促进废石和尾矿的源头减量化。

矿石分拣机器人助推选矿技术智能化

彭团儿 郭珍旭 陈明文 张继民 贾宇航

矿石分拣机器人——智能光电拣选机是可以代替人工手选分拣矿石的智能化自动执行工作的机器装置，是集光、电、气、机为一体的具有感知、分析、推理、决策和控制功能的新型高端智能装备。它利用矿石表面特征、导电性、磁性、放射性及矿石对射线的吸收和反射能力等物理特性差异，借助各种探测仪器和执行机构实现矿石中有用矿物和废石分选。矿石分拣机器人可以拓展分拣物料的品种、粒度范围，提高分拣速度和精度，改善劳动条件。

我国从上世纪60年代开始研制矿石拣选设备，70年代到80年代有了较大进展，但拣选理论和装备技术的发展远远落后于重磁电浮等传统选别技术，只停留在小试和工业试验阶段；90年代后期，光电选别装备——色选机在大米、杂粮等粮食加工领域快速发展，国内制造企业开始半学习模仿半自主开发色选机；从2000年开始，进口设备的市场份额大幅减少，国产光电色选机技术快速发展，色选机的规格、功能越来越丰富，多通道选别、二次复选、双面镜头检出、特殊波长光源等技术逐渐成熟；2012年后，随着矿石拣选预处理技术、高精度快速分拣、大颗粒拣选、规模化处理等行业瓶颈技术的突破，智能光电色选机逐步在非金属矿领域逐步推广应用。

滑道式智能光电拣选试验机

履带式智能光电拣选试验机

智能拣选机工作原理及结构组成

各种智能拣选机的组成都基本相同，主要由给料系统、照射及探测系统、信息处理系统和拣选执行系统四大功能部件组成。智能光电拣选机工作时，被选物料从顶部的料斗进入机器，通过振动器装置的振动，被选物料沿通道下滑，加速下落进入分选室内的检测识别区域，并从传感器和背景板间穿过。传感器将获得图像及数据信息经信息系统处理得出矿块品位或特征量化数据，做出决策输出信号，驱动机械打板或电磁阀工作分拣出目标颗粒至接料斗的废料腔内，而好的被选物料继续下落至接料斗成品腔内，从而达到选别的目的。

给矿系统由料槽、给料机、滑槽、输送带等组成，使矿块呈单层、单列、多列均匀地给到机器的照射和探测系统。一般采用多级给矿，第一级控制给料量，第二、三级使矿石排队，矿块呈单层稳定离散状态，且矿块间拉开一定的距离。探测系统则通过敏感元件测定不同矿物的光学、磁学、电学或放射性环境下吸收、散射或反射特征参数作为选别依据。信息处理系统主要任务是对来自检测系统的矿块射线活度和光电信号经放大、降噪、整形、分析、转换后得出矿块品位或特征量化数据，与预定值比较后进入主控单元，做出决策，确定是否给执行机构发出命令。执行机构主要有机械挡板或高压气流两种，根据信息处理系统的命令通过使目标矿粒偏离正常运动轨迹，实现拣选分离。

智能拣选机分类

根据检测系统中矿物与不同波长电磁波作用吸收、散射或反射特征差异，拣选方法可以分为放射性分选法、中子吸收法、荧光法、X射线吸收法、紫外荧光法、光电法、红外法等。在各种拣选方法中，应用较多的主要是光电分选和X射线分选。根据X射线照射矿石后的不同特征反应，X射线分选法分为X射线荧光法、X射线激光法、X射线反射法、X射线吸收法等。光电法主要通过高分辨率传感器，在可见光条件下对原料进行颜色识别并剔除，从而实现分选。目前国内成熟的光电拣选机主要包括滑道式和履带式两种。

滑道式拣选机利用斜槽滑道导矿，矿石在沿滑板平面下落完成检测和分离过程，适用于形状规则性的物料，不易翻转、干燥的块矿，具有结构简单、紧凑实用的特点。履带色选机使用皮带对矿石进行加速，使其稳定通过照射检测区域，具有给料平稳、输送物料种类多、色选精度高、破损小、产量高、带出比小、对物料的损伤相对轻微、破损小等特点，并且速度可控，产量可调整，可以具体根据客户的生产实际进行设计，但造价相对比较高。

智能光电拣选实验室

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所依托原国土资源部公益性行业科研专项——《基于CCD技术智能光电拣选装备及矿石分选工艺研究》项目，建立了0.5吨/小时~2吨/小时规模智能光电拣选实验室，分拣矿石适宜粒度范围为2~25毫米，适用于钾长石、石英、滑石、硅灰石、方解石、蛭石等非金属矿分拣。项目采用智能光电拣选工艺与传统选矿工艺相结合，研发出光电拣选原矿预处理技术、中粗粒预选抛尾与湿法磨矿磁选精选联合选矿、花岗伟晶岩分质分类差异化分选、光电拣选与干法磨矿联合制粉等绿色节能选矿技术，对河南嵩县、方城、栾川，山西运城，内蒙古察右后旗、乌兰察布市等地钾长石矿进行拣选试验。

根据项目研究成果，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所在所属原国土资源部矿产综合利用野外试验基地建设5~8吨/小时规模工业试验生产线，目前已投入使用。核心设备LS1200双层智能光电拣选机具备二次复选功能，单台机器即可完成尾矿扫选或精矿精选，实现预选抛尾或直接获得合格颗粒精矿。工业化智能光电拣选机检测识别系统采用云技术相机，深度识别微小而精细的杂质，实现高清扫描、精准识别及高速运算，高速动态捕捉并实时分析显示物料，真正实现分拣目标实时可视化。执行机构采用专用新型高频电磁阀，超低耗气量，实现最优带出比，超高打击精度，拥有完美的自修复系统，维护成本低，使用寿命100亿次以上。光源系统采用高性能LED光学系统设计、光控技术，免维护，降低能耗35%。

智能光电技术在典型矿种分选中的应用

河南方城某风化花岗岩钾长石矿主要类型为斑状二长花岗岩和中粗粒花岗岩；主要矿物为斜长石、微斜长石、石英；杂质矿物主要为磁铁矿、黑云母。其中，高品位长石呈肉红色，致密块状，部分白色石英呈大颗粒分布在钾长石矿石中，造成矿石总体长石含量低，产品附加值低。为获得高附加值钾长石，传统选矿方法采用磨矿后在酸性或中性环境下浮选分离长石石英，磨矿能耗高，浮选废水造成一定环境污染。根据长石石英颜色差异及解离粒度，采用智能光电拣选对5~15毫米粒级原矿进行分拣，原矿K2O含量6.3%，Na2O含量3.1%，分拣后获得颗粒长石精矿K2O含量9.7%，Na2O含量3.7%，精矿产率53.6%，回收率82.7%。通过拣选工艺实现粗颗粒长石石英分离，提高湿法制备钾长石粉原矿品质，降低废石入磨量，实现中低品位钾长石高值化利用。

5~8 t/h智能光电拣选工业试验生产线

河南嵩县某低品位石英脉型金矿属脉幅窄、贫化率高的矿脉，由于金与黄铁矿呈密切伴生关系，根据判定矿石黄铁矿与脉石矿物颜色和晶体形态差异，采用光电分选技术对不均匀成矿矿脉、均匀成矿矿脉的边界与围岩进行处理，使低于工业品位的低品位金矿通过预选抛废可以经济利用，预选抛尾产率37.37%，尾矿金属量损失率10.18%。该技术可部分取代效率低而成本高的选择性开采方法，提高采矿效率，提高资源利用率。

自20世纪70年代以来，计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术迅猛发展，形成了先进制造技术，促进拣选装备技术向精密化、自动化、智能化、图形化、可视化、集成化快速发展，智能拣选逐渐成为科研院所关注和研究的焦点。以人工智能为代表的智能拣选装备技术作为一种低成本、环保高效的分选工艺，有望成为继重选、浮选、电选、磁选之后又一重要的工业化选矿方法，并在有色、黑色、稀有、放射性、贵金属元素的矿石以及非金属矿领域得到广泛应用。建立和发展完善的低品位矿石拣选资源化利用知识体系已经成为选矿行业发展的主要攻关方向之一。

(该研究为原国土资源部公益性行业科研专项——《基于CCD技术智能拣选装备及矿石分选技术研究》)

综合地质调查谱地质新篇

马亚梦 谭秀民 赵恒勤

当前，我国矿产资源供需矛盾日益突出。因此，要加大勘查力度，实施找矿突破战略行动。随着矿产资源全球化配置，需要统筹协调的问题逐渐增多，单一传统的资源调查方式已不能适应当今的新时代、大格局。在此大背景下，助推单一资源调查向地质资源潜力、技术经济条件、地质环境影响“三位一体”综合地质调查转变，形成资源环境综合评价及勘查开发布局对策建议显得尤为重要。

何为“三位一体”

“三位一体”的综合地质调查是秉承“绿色矿业”的理念，以问题和需求为导向，按照“综合部署、科技引领”的原则，进行的逐层深入研究。其基本研究内容是以资源基地为研究对象，全面梳理资源基地资源、环境、技术经济相关数据及研究成果，在资源条件调查与潜力评价、地质环境条件调查与影响评价、技术经济调查评价的基础上开展的综合评价。

相较于以往着重于地质找矿的单一传统的资源调查方式，“三位一体”的综合地质调查更加突出成果的集成，在推进实施过程中需要遵循自然规律与经济规律，统筹部署好相关工作，完成新发现大型资源潜力基地从资源基地到适应经济新常态的产业基地的转变，其主要包括：

地质资源潜力——注重矿集区各类地质勘查资料的收集整理、二次开发和综合分析，注重矿集区找矿预测研究，总结成矿地质背景、成矿规律和控矿因素，开展重点区域靶区优选、野外查证、成矿预测工作。

地质环境影响——调查评价矿山地质环境现状，着重分析评价地质环境容量，预测矿产资源开发对环境造成的影响及危害；探索矿产资源开发地质环境影响变化机制及防控技术创新，提出矿产资源绿色开发地质环境防治的对策建议。

技术经济条件——注重资源的综合开发技术研究，提高矿产资源综合利用水平；评估矿集区资源开发利用的前景，对资源开发的经济效益、社会效益、环境效益等做出科学评价和预测，推进当地资源开发的资源-经济-环境的协调发展。

怎样“勘查开发”

党的十九大报告中指出，“人与自然是生命共同体，人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然”，“为把我国建设成为富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国而奋斗”，这为我们矿产资源勘查开发工作指明了方向。

现阶段，制约我国矿业经济发展的因素主要有以下几个方面：自然条件严酷，基础设施落后；矿产资源勘查投入不足，勘查程度普遍较低；矿产选冶加工技术研究滞后。因此，在资源环境综合评价的基础上，提出科学的资源勘查开发布局对策建议，不断提高地质工作服务经济社会发展的主动性和能动性，有助于将找到的矿产资源合理、有序、高效、集约、生态地开发出来。其主要内容是：依据矿集区成矿规律与成矿预测，结合国家和区域相关产业政策，划分矿集区勘查、开发基本区块；理论与实际相结合，构建资源勘查开发布局评价指标体系；建立评价标准，评价勘查、开发各区块的优劣度，提出适宜、科学的勘查开发布局对策建议。

划分勘查开发区块——根据勘查区和开发区划分的依据，划分矿集区勘查、开发基本区块。勘查区的划分依据包括：不存在法律和其他禁止勘查的情况；矿集区成矿规律与成矿预测最新成果，包括矿床、矿点、矿化点及异常分布，找矿靶区分布等；整装勘查区勘查规划划定的预查普查区；矿产资源规划划定的重点勘查区。开发布局划分的依据包括：不存在法律和其他禁止开发的情况；区内存在已探明并具有一定资源储量规模的矿床；区内有一定的基础设施条件，区域范围有一定的工业基础；矿产资源规划划定的矿产资源开采区域。

构建评价指标体系——评价的基本框架和指标体系的主体构成具有共同性和通用性，主要依据《矿产资源基地综合地质调查技术要求》中的矿产资源基地综合地质调查评价指标。此外，评价指标体系也应遵循因地制宜的原则，有关评价内容需要根据评价对象所处的经济地理和社会环境的不同而有所区别。也就是说，我国东、中部的矿产资源基地和西部矿产资源基地，在布局评价的指标设计上应该有所不同。

勘查开发布局评价——主要包括评价指标的权重确定，评价指标的评分标准，评价指标的计算等。评价指标权重一般采用层次分析法来确定，把复杂事情分成若干有序层次，确定每一层次中各元素的相对重要性次序的权重；通过对各层次的分析，进而导出对整个问题的分析，即总排序权重。评价标准是指各级评价指标评价值的判别标准，起着一把尺子的作用，一个评价指标处于什么状态，用这把“尺子”去衡量，就可以清楚这个指标的状态是好还是坏。

规划布局对策建议——根据区块评价的结果，借鉴国内外已有大型矿产资源基地的开发经验和管理措施，提出适宜的矿产资源基地勘查开发工作布局、资源规划、资源管理的政策建议。唤起全社会资源忧患意识，加强地质矿产勘查工作，实行开源与节流并重、开发与保护并重的方针，依靠科技进步，提高矿产资源勘查、开发利用水平，加强矿业规划管理，促进矿业经济可持续发展，为社会主义现代化强国建设提供安全、稳定、经济、可靠的资源保障。

蕴藏在尾矿中的宝藏

王威

尾矿具有环境危害性和资源性的双重属性。近年来，尾矿的资源属性受到我国各级政府和生产企业的高度重视，尾矿资源化的发展趋势日益清晰，尾矿综合利用将是21世纪矿产综合利用范围最广、潜力最大的领域。因此，从国内尾矿资源的实际出发，开展系统调查评价，厘清尾矿利用、保护和处置的边界和先后次序，提出规模化消纳、资源化利用、无害化处置总体解决方案，实现尾矿资源化利用的同时，最大限度地消除其对周边环境的威胁，有着十分重要的经济效益和社会意义。

尾矿是矿石经粉碎、选冶形成精矿后的剩余部分。我国尾矿来源按行业划分主要包括黑色金属尾矿、有色金属尾矿、稀贵金属尾矿和非金属矿尾矿。

根据《中国矿产资源节约与综合利用报告（2016）》，截至2015年度11月底，我国在用或者未治理尾矿库有9565处，尾矿累计量超过200亿吨，占地约100万亩。矿石空场填充是尾矿利用的重要方式，占尾矿利用总量的53%，金矿石、铜矿山的尾矿及其他有色和稀贵金属矿山、铁矿山是尾矿充填利用的主要方向，分别占尾矿利用总量的18%、23.6%和11.4%。

虽然我国尾矿综合利用起步较晚，但由于各级政府和生产企业的高度重视，我国矿产资源综合利用及矿山环境治理已经快速起步并取得了很大成绩，但还需进一步加强尾矿资源化利用领域研究，提高有价组分综合利用水平，丰富尾矿资源化利用的方法途径，实现尾矿利用由“削足适履”到“量体裁衣”的转变。

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所在地质调查项目支持下，开展铜、铅、锌、钼、金和萤石矿山尾矿调查评价，完成了1300个尾矿库的调查，形成了尾矿综合利用特征大数据，同时，发现了一批稀有稀散组分高的尾矿。栾川地区尾矿库中赋存高于工业品位的钨金属量>5万吨（估算），达到大型规模；在其他尾矿库中还发现了高于或接近工业品位的金1.1316吨，银114.3604吨，钴3581.4吨，铅36.152万吨，锌21.294万吨，萤石26.685吨（估算）。筛选其中42个尾矿库尾矿进行综合利用技术研发和评价，发现有38个尾矿库尾矿综合利用技术经济合理，这说明尾矿资源化具有广阔的前景。

铁尾矿、铜尾矿和黄金尾矿分别占我国尾矿的51%、19%和13%，是我国主要的尾矿类型。铁尾矿的综合利用主要体现在铁矿物的回收利用、用作建材原料、用做土壤改良剂和微量元素肥料、进行生态恢复等。铜尾矿综合利用主要有铜尾矿再选、用于矿井充填或复垦土地、用于生产建筑材料等。金尾矿的综合利用主要体现在有价元素的综合回收、生产各种建筑材料、井下充填、复垦造田等。

由于我国前期选矿技术水平的制约和“单打一、重主轻副”的思想等多种原因，我国尾矿中不仅含有可提取的金属组分，而且存有大量可用的以硅酸盐矿物、碳酸盐矿物为主甚至可直接提取的非金属组分，是我国矿产资源的新的宝藏。

开展典型尾矿资源综合利用技术研究和推广尾矿资源产业化利用技术研究与推广，不但可使原来资源枯竭或资源不足的矿山焕发青春，而且还能够重新成为新的资源基地，以开辟新的材料科技领域，推动科技进步，同时也可以解决环境污染、改善生态环境，具有巨大社会效益、经济效益和环境效益。虽然我国在尾矿综合利用领域开展了很多研究，但仍缺乏关于尾矿的系统调查评价，尾矿综合利用依然停留在单一的综合利用模式，没有形成区域性整体利用模式。因此，亟须开展系统调查评价，厘清尾矿利用、保护和处置的边界和先后次序，提出规模化消纳、资源化利用、无害化处置总体解决方案，实现尾矿资源化利用的同时，最大限度地消除其对周边环境的威胁。

揭秘日常生活中的高岭土

赵恒勤 谭琦

高岭土，俗称“瓷土”、“观音土”，是一种铝硅酸盐矿物，也是人们日常生活中必不可少的一种矿物材料，其中最广为人知的是用来制作陶瓷。

我国是世界上最早发现和利用高岭土的国家，远在3000年前的商代所出现的刻纹白陶，就是以高岭土制成。江西景德镇生产的瓷器名扬中外，国际上通用的高岭土学名-Kaolin，就是来源于景德镇东郊高岭村边的高岭山。高岭土在陶瓷中主要用来做坯胎，将高岭土用于陶瓷坯胎中在我国陶瓷史上具有划时代的意义，高岭土在釉料中的作用主要是提高釉料的熔融温度和悬浮性，使釉水不宜沉淀。

我国历史上闻名的“唐三彩”和“青花瓷”均采用高岭土来制作坯体。唐三彩的釉质，主要成分是硅酸铅，而呈色剂则是在釉料中加入各种不同的、适量的金属氧化物所形成的。青花瓷是我国陶瓷中的珍品，也是瓷器的主流品种之一。目前，陶瓷考古界和科技考古界较为认同的“青花”是指利用含钴的矿物作为着色颜料在白瓷坯上绘画，经上釉后在高温下一次烧成(非低温铅釉)而呈现蓝色装饰的釉下彩瓷器。青花瓷的制作工艺复杂，整个工艺流程主要分为瓷土加工工艺-制坯工艺-釉与料工艺-装饰工艺-烧成工艺等5个部分。其中高岭土主要用于制作瓷胎，高档青花瓷对于高岭土原料要求很高，要求Al2O3含量＞21%，Fe2O3+TiO2＜0.5%。

现代人们的日常生活中也处处可见高岭土制品，比如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷等。我国是世界上最大的日用陶瓷和建筑卫生陶瓷生产国和消费国，且产品逐步被世界认可和接受。近年来，其生产工艺技术进步迅速，整体已接近世界先进水平，但存在过度消耗高岭土资源、中低档产品居多、污染环境等问题。随着陶瓷行业的不断发展，优质的高岭土资源日趋枯竭，对陶瓷生产质量造成很大影响，故中低品位高岭土成为陶瓷行业的接续矿物资源。

此外在人们日常生活中用到的各种纸张中也不乏有高岭土的身影。高岭土作为造纸涂布颜料的主体组分，其特性对造纸生产可操作性和涂料特性以及成纸质量有很大影响。国外发达国家高岭土主要用于造纸行业。高岭土既可用于填料，也可用于涂料，在造纸中的要求要比陶瓷用高岭土高。此外，高岭土还能用来制备化肥、农药、杀虫剂载体等。

我国高岭土资源储量丰富，总储量约30亿吨，主要分布在广东、广西、福建、江苏、江西、湖南、河南、山西和内蒙古等省区，可划分为煤系高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型。其中煤系高岭土储量约17亿吨，主要分布在我国北方地区。软质高岭土为热液蚀变型，主要分布在苏州。砂质高岭土属风化型或沉积型矿床，主要分布在南方亚热带多雨地区。根据不同的资源类型，采用不同的加工工艺，煤系高岭土主要采用破碎-磨剥-煅烧-超细解聚-分级，部分磁选工艺，应用方向是油漆、涂料、造纸、橡胶、电缆、陶瓷等；砂质高岭土和软质高岭土主要采用捣浆-螺旋除砂-旋流器分级-离心机分级-磁选-漂白-洗涤-压滤-干燥等工艺，陶瓷土主要采用磁选除铁增白，造纸涂料土主要靠漂白除铁增白。

现在我国多数高岭土企业的现状是：规模较小、产量不大、产品质量不高，与美国、英国、巴西等国相比，存在较大的差距，甚至全国高岭土总产量不及国外一个高岭土大公司的产量。因此，我们应在资源合理利用与保护、产品和市场开发、工艺技术和装备以及管理和政策支持等方面，共同努力，尽快使我国由高岭土资源大国变为高岭土产业强国。

高寒荒漠区金属矿产资源开发中的矿山地质环境保护

张永康 曹耀华 谭秀民

青藏高原东北部、柴达木盆地西南缘铁铜等金属矿集区，是我国西部地区重要的铜、铁、铅、锌、镍多金属成矿带，目前已发现大型、超大型铁、铅锌、铜、镍等矿产资源多处，其中夏日哈木镍矿资源丰富，镍资源量达106.24万吨，有望成为继甘肃金昌镍矿之后我国又一“镍都”。

该地区平均海拔在3000米以上，属于典型的高寒、干旱内陆高原盆地气候，区内地势陡峻，沟谷深切，地貌以戈壁滩、沙丘、高山为主，地表处有厚1米左右的土层覆盖，底下为岩石及沙石层，土壤类型主要为灰棕漠土。植被覆盖率一般小于15%，呈现典型的高寒荒漠景观。

高寒荒漠区金属矿产资源的开发历史悠久。随着国家对紧缺矿产资源需求量的增加，该区丰富的铁铜镍等金属矿产资源的进一步开发将对国民经济发展起到重要作用，可为国家经济安全提供有力保证，带动交通、通信等基础设施发展，提供一定数量的就业岗位，促进工业化和城镇化建设，为更好地实现西部地区脱贫攻坚提供经济支撑。

金属矿产资源的开发一般包括采矿、选矿、冶炼三个过程。以往粗放式的采、选、冶过程对生态环境的影响主要有矿山地质灾害、地形地貌景观破坏、土地资源破坏、含水层破坏和水土环境污染等。

那么，高寒荒漠区矿山地质环境灾害如何防治？

建设绿色矿山

我国历来重视环境保护。习近平总书记指出：“既要绿水青山，也要金山银山；宁要绿水青山，不要金山银山；而且绿水青山就是金山银山。”这为矿业开发环境保护指明了方向。2017年，原国土资源部、原环境保护部等六部委联合出台了“关于加快建设绿色矿山的实施意见”，详细阐述了绿色矿山的建设。

绿色矿山是指在矿产资源开发全过程，既要严格实施科学有序的开采，又要将对矿区及周边环境的扰动控制在环境可控制的范围内；对于必须破坏扰动的部分，应当通过科学设计、先进合理的有效措施，确保矿山的存在、发展直至终结，始终与周边环境相协调，是融合于社会可持续发展轨道中的一种崭新的矿业形象。绿色矿山建设是一项复杂的系统工程，代表了一个矿业开发利用总体水平和可持续发展潜力，以及维护生态环境平衡的能力。它着力于在科学、有序、合理开发利用矿山资源的过程中，最大限度保护和恢复治理矿山环境。

加强矿山地质环境防治

在高寒荒漠区，这样一个矿产资源丰富、动植物资源丰富、环境又极为恶劣的区域，结合矿山开发对地质环境造成的影响，建议从以下几方面进行矿山地质环境防治及保护：

针对新建矿山，应按照“加快建设绿色矿山的实施意见”精神，建设绿色矿山，从源头保护矿山地质环境，实行过程控制的保护性开发措施。

针对已发现的矿山地质灾害，应加强治理与监测工作，加强对不稳定边坡监测和移动规律认识，消除和减小不稳定边坡崩塌滑坡灾害可能对过往行人和车辆的威胁。

针对高寒荒漠区矿山开发过程中主要造成的影响是土地资源破坏和地形地貌景观破坏这一现状，加强土地资源的保护，尽量减少对原生态土地的占用与破坏，特别是尽量减少对表层土壤的破坏，以地下开采为主，采取以钻代槽、浅钻的绿色勘查技术，对于必须破坏部分土地时，必须对表层土采取保护措施以防止表层土散失和退化。

锡铁山铅锌矿废石堆上的人工林

采取封育、地表植被重建，在草皮的种属选择、工艺的采选上要与矿区所处的地理位置、气候条件、土石环境相匹配，以确保植被重建的成效；废石、废矿渣堆覆土绿化；废石、废矿渣堆积台面整治，压实台面，加固边坡、衬砌护坡，在有效部位建设拦挡工程，设计相应的排水、防水工程；地质探槽治理，采取土方回填。

开展人工现场调查、遥感监测工作，动态掌握矿产资源勘探开发活动对土地资源的破坏类型、面积及破坏程度等，同时监测监督矿山地质环境治理恢复工作情况。

建设矿山公园

在青海西部大柴旦地区，西部矿业股份有限公司锡铁山铅锌矿分公司在矿山地质环境保护方面就是一个优秀的典范。该矿山位于青海省柴达木盆地北缘戈壁滩上，常年刮风，沙尘暴天气时有发生，降水量稀少，植被稀少，难以存活。整个矿区及周围只有少许骆驼草和麻黄草生长。经过改造，该矿山在废石堆、厂区内种植了大量杨树、柳树、红柳和草皮，在厂区形成了具有防风固沙能力的人工林，绿化覆盖率达到了可绿化区域面积的80%以上，改变了矿区小环境，降雨量增加，风沙天气逐年减少，逐步形成了适宜人居住的环境。

北京城市副中心地热两能施工现场。

6月27日上午，习近平总书记主持中央政治局常委会会议，专题听取北京城市总体规划编制工作的汇报，并发表重要讲话。恰好在同一天，北京市地勘局编制的《北京市城市地质科技创新发展规划》正式印发。日前，记者走访了位于西四环地质大厦的北京市地勘局，见到了主抓《规划》编制的该局总工程师郑桂森。

“如果说《北京城市总体规划(2016年-2030年)》最根本的是解决好‘建设一个什么样的首都、怎样建设首都’这个重大问题；那么我们编制的《北京市城市地质科技创新发展规划》则是要解答‘首都建设需要地质工作做哪些事情，北京市地勘局将从哪些方面融入北京治理大城市病、优化城市功能和空间结构布局的行动中’。”郑桂森将一份《北京市城市地质科技创新发展规划》递给记者，开门见山地说。

加强基础研究，为新城镇规划布局、重大工程建设提供高精度地质数据

郑桂森告诉记者，《北京城市总体规划(2016年-2030年)》紧扣“全国政治中心、文化中心、国际交往中心、科技创新中心”的首都城市战略定位，为北京建成“国际一流的和谐宜居之都”的发展目标明确了方向和路径。“显然，地质工作也必须紧紧围绕北京城市规划、建设和管理需求重新布局。”

当前，首都发展有许多全局性、战略性的问题，包括城市副中心建设、北京新机场建设、京津冀协同发展、疏解非首都功能、筹办2022年冬奥会等，都需要地质工作的紧密结合。尤其是城市副中心、新机场、世园会、冬奥会等一系列重大工程建设，要对重点功能区的地质条件适宜性进行综合评价，对影响规划建设的地质灾害要素进行高精度调查，这也使北京的城市地质工作内容和工作方法向多元化、综合性、高精度发展。

据郑桂森介绍，北京市地勘局服务北京建设有着明显的专业优势和深厚的工作基础。近10余年来相继完成了大量生产、科研项目，为北京城市规划、建设、运行、管理安全提供基础地质数据，有力地支持了规划的落实和城市建设。

在基础地质研究方面，建立了第四系地质剖面（琉璃河地区），提出了更新统和上新统地层划分标志；总结了通州地区 50 米以浅岩石地层空间分布规律；开展了磁性地层学研究及磁化率天文旋回调谐在断裂活动性分析和地层划分中的应用；开展了北京地区盆山耦合作用与新构造运动的关系研究，初步分析了西山隆升速率及控盆断裂活动速率变化特征；完成了平原区 1：5 万重力调查工作，获得了高精度、高质量的重力成果数据。

初步建立城市地质工作方法体系，采用高精度、多手段、全要素的区域地质综合评价方法支撑服务重大工程项目，广泛应用于城市副中心、北京新机场、11 个规划新城和 42 个重点小城镇等重大工程建设，地学成果得到了规划、国土资源、建设、环保等部门的高度重视与实际应用。

“也正是因为看到了这些实用性强且意义重大的研究成果，北京市委市政府越来越理解地质工作在城市建设与发展方面的不可或缺、不可替代。”郑桂森高兴地说。

“需求是最大的动力。”郑桂森透露，北京市地勘局将继续深化城市地质理论研究，如：深入开展北京平原区新生代地层研究，建立始新世至全新世地层系列标准剖面；积极开展北京平原形成机制、演化规律研究，加强北京盆地结构、形成机制、演化规律、物质组成及盆山耦合关系研究，提高对北京平原的认知程度；加快松散层三维—多维模型建设研究步伐，以三维地质模型构建为基础，开展松散层三维结构分析。同时，统筹推进基础地质科研、科普基地建设；系统研究城市地质学理论、工作内容、技术手段、标准规范、成果应用、成果服务等，形成城市地质学科；研究制定北京地区城市地质工作标准规范，指导北京城市地质工作，加强城市发展与环境变化响应关系研究，开展地质环境容量指标研究等。

立足城市安全，提高北京市战略性地质资源保障程度

郑桂森告诉记者，随着近年来北京城市发展步伐的加快，各种“大城市病”逐渐显现，资源型和水质型缺水叠加，地面沉降、地裂缝等次生地质灾害日益严重，雾霾天气频现，这就迫切需要加强地下水资源调查评价与恢复治理工作，深入开展地热、浅层地温能开发研究，提高可再生清洁能源利用比重，增强战略性地质资源的保障程度。

城市的发展，地质安全是基础的基础。

郑桂森指着墙上、书架上、办公桌上一摞摞的书籍和一幅幅图纸，向记者简单介绍了北京市地勘局10余年来的努力：

一是重大隐伏活动断裂调查评价。北京市地勘局利用三维地震勘探等技术，对夏垫断裂、黄庄—高丽营断裂、顺义断裂和南口—孙河断裂的上断点位置及活动性进行了精准定位及危险性评价，深化了对北京平原区断裂构造格架的认识。

二是开展地面沉降防控技术研发，编制《北京市地面沉降控制区划（2016-2020）》，为北京市未来五年地面沉降防控工作提供了行动指南。

三是在顺义、昌平等地裂缝高发区开展了一系列地裂缝成因机理研究工作，针对顺义高丽营地裂缝建立监测示范基地，研究表明北京地区典型地裂缝以构造断裂控制、过量抽取地下水诱导为主。对高丽营地裂缝沿线穿过的国家级重要规划园区“未来科技城”进行了专项调查研究，制定合理避让范围，得到了规划、建设部门的高度重视并采纳。

四是开展北京市山区突发地质灾害研究工作，完成了突发地质灾害易发及危险性区划、应急避险路线场地调查等工作。开展泥石流专项防治化学—生态新技术及工程应用研究，发明了新型固化剂，研究出的新型植物生长基质，在示范试验区泥石流治理工程中得到应用并取得了良好的效果。

“下一步，北京市战略性地质资源研究将是我们用科技创新着力推动的一项重点工作。”据郑桂森介绍，主要包括这样几方面：

保障地下水安全。加强地下水超采区调控研究，积极推进地下水资源分层评价工作，统筹地面沉降、水土环境等问题开展多水联合调度—联合供水方案研究，制定城市供水优选方案，提高地下水供给安全保障和生态环境保护能力。

加强地热资源应用。深入开展地热资源形成机理研究，加强对中、深部热流温度、水化学等流体参数的系统分析，制定地热资源开发潜力区划方案。同时，积极推进地热田高效开发与可持续利用研究，加强开发程度较高地热田的数值模拟研发，系统规划地热开采井及回灌井的产业布局，提升地热资源开发利用程度；制定地热资源可持续开发利用规划方案，提高地热资源供暖梯级利用效率，建设地热能综合利用示范基地。

推广浅层地温能。持续开展浅层地温能成因机理研究，研究多种因素影响下浅层地温能成因机理，开展水热耦合数值模拟与系统运行控制的联合模拟研究，推动浅层地温能可持续、高效利用模式创新；组织浅层地温能开发利用方案模拟系统研发，加强浅层地温能高效采集、转化方法技术研究，提升能源使用效率。

关注地下空间开发。开展土地资源质量评价地质指标体系研究，积极推进地下空间资源安全利用预警指标、阈值及探测关键技术研究，建立地下空间适宜性评价体系，充分利用三维数值仿真技术开展地质因素对地下空间影响研究，开展地下空间开发利用防灾减灾关键技术及风险管理研究。

改善人居环境，实现首都地质资源环境承载力预警预报

什么是“和谐宜居”？生态环境是重中之重。

近年来，国家对城市生态环境保护力度不断增加，相继出台了“水十条”“土十条”等政策。“在规划建设前，要求对水土环境质量进行精准评估，并对已污染地区进行修复治理，减少征地拆迁，在保障健康、安全的基础上使土地资源效益最大化，这就需要提高水土高精度调查、修复等方面的技术创新能力，确保首都生态地质环境更美好。”郑桂森说。

此前，北京市地勘局已在地下水同位素关键技术攻关、土壤元素背景值研究等方面取得了一系列成果，特别是在全国率先完成了北京丘陵区1：10万、平原区1：5万、重点地区1：1万专项土壤化学调查，确定了不同工作比例尺的土壤化学背景值等地球化学参数，为土地利用规划提供技术支撑。

“我们还首次开展了地下空间资源地质安全问题研究和地下空间资源调查评价及关键技术研究，创新性地将重力方法应用于城市地下空间探测与监测，提出了利用遥感解译、勘察方法、物探手段和实地验证的城市地下空间开发利用技术方法。”

郑桂森告诉记者，下一步北京市地勘局还将按照《北京市城市地质科技创新发展规划》的要求，开展地质环境指标及容量研究：深入开展对隐伏线性构造、地面沉降、地裂缝、泥石流等地质灾害成因机理、发展趋势等关键技术研究，提高地质灾害实时监测的精度；加强水文地质参数试验研究，针对北京地区孔隙水、岩溶裂隙水和基岩裂隙水等不同含水层水文地质参数开展试验研究工作，切实提高地下水资源评价精度；积极推进岩溶水成因机理研究，积极探索岩溶水动态监测体系；开展水土污染机理研究，充分利用多期监测成果，选择典型场地进行污染治理试点工作，深化污染演化规律认知，开展关键修复技术研究。

“最终，我们的各项研究成果均将体现在对‘首都地质资源环境承载力监测预警系统’的建设和完善中。”

据郑桂森介绍，根据国家建立资源环境承载力监测预警机制的要求，北京市地勘局已率先建设了首都地质资源环境承载力监测预警平台。该监测预警平台以保证城市运行地质安全为核心，以地质演化理论为依据，以高新技术方法手段为依托，建设平面分区、纵向分层的立体监测网，对浅层地表至深层基岩的各项地质因素进行实时监测，分析推演地质演化过程，预测预防风险，为决策部门提供可靠数据，为公众提供地学信息。

“监测预警系统与信息化建设将是个长期的过程。到2020年，基本建成首都地质资源环境承载力监测预警平台，初步建立地质资源环境评价指标体系；到2030年，全面提升监测自动化水平，完善地质因素预警阀值指标体系，查清主要地质因素演化机理，基本实现平台预警预报功能；第三步，到2050年，实现首都地质资源环境承载力预警预报，为城市防灾减灾、安全运行提供全面可靠地学支持。”郑桂森说。

提升科技创新能力，让城市运行更加安全、绿色和智慧

“十三五”时期是北京市率先实现全面建成小康社会奋斗目标的关键时期，是建设“国际一流的和谐宜居之都”的重要时期，随着京津冀协同发展战略实施，城市副中心等重大工程建设开展，对地质工作提出了更高的要求，为科技创新指明了方向。

“科技创新中心是北京市‘四个中心’定位之一。北京市将统筹建设中关村科学城、怀柔科学城和未来科技城，优化中央科技资源布局，打造具有世界影响力的原创科技中心，这就迫切需要我们加快地质科技创新步伐，提高地质行业自主研发水平，融入国家科技创新行列。”郑桂森说。

《北京市城市地质科技创新发展规划》的关键词是“科技创新”，其目标就是：以现代地质学基本原理为依托，以城市建设发展需求为导向，以保障城市地质安全为目标，创新发展城市地质理论、方法和工作体系，全面提高北京市地勘局科技创新能力，为北京创建世界一流科技创新中心贡献力量。

据郑桂森介绍，北京市地勘局将深入研究城市发展地质资源环境承载力，为城市可持续发展提供理论支撑；深入研究城市地质数据采集方法，引领城市地质工作向定量化、精准化、即时化、综合性发展；深入研究地质成果表达方式，实现信息化、知识化、智能化，促进成果转化并惠及社会各层面，建成首都城市地质资源环境承载力监测预警平台；加强科研团队建设，充分利用各种资源，多渠道、多方式培养一批优秀人才；切实提高局履职能力，提高城市运行安全保障程度。

那么，北京市地勘局将在科技创新方面实现哪些目标？

郑桂森告诉记者，该局将在2020年前完成下列工作：一是基本建成首都地质资源环境承载力监测预警平台，涵盖“八个监测预警系统”和地质安全保障信息服务平台，实现多源地质数据的综合分析处理，初步建立地质资源环境评价指标体系；二是建成北京城市副中心地质资源环境承载力监测预警平台，率先实现对重点工程建设区地质数据的分析、预警功能；三是统筹推进浅层地温能国家级重点实验室建设，加强地热、浅层地温能等可再生清洁能源形成机理、高效开发利用等实验研究；四是建设完善水土化验室、北京市生态地质环境修复测试中心，加强水土污染实验研究、风险评价及修复治理实验研究；五是厘定城市地质学概念与内涵，探讨城市地质工作分类，初步建立城市地质工作方法体系，包括调查、监测、评价、模型构建、趋势预测等，形成一部分城市地质工作技术规范标准；六是开展土壤污染修复关键技术研究，依托城市副中心“616工程”项目，开展土壤修复关键技术试验研究；七是创建“互联网+地质”智能地质新格局，加快“e地质”建设步伐，优化提升科普地质品质，提高城市地质工作服务广大市民水平。

“随着城市经济发展，信息化水平不断提高，城市地质工作服务领域更加广阔。无论是建立京津冀地质资源承载力监测预警平台，实现地质数据共享，使城市管理向实时化、信息化、科学化转型，还是借助数字化、网络新媒体，扩大地质成果普及，推进智慧城市建设，我们的地质工作都将做得更多、用得更好。”郑桂森表示。

长春新区是2016年2月由国务院批准成立的国家级新区，是振兴东北老工业基地的重要引擎，面积499平方公里，主要包括（行政归属）双德乡、奋进乡、龙嘉镇和西营城镇。长春新区多位于松嫩平原东南部的波状台地区，上部多为第四系黄土状粉质粘土，下伏白垩系泥岩粉砂岩，地下水资源匮乏。

地调局沈阳地调中心开展长吉经济圈地质环境综合调查项目组坚持需要导向、问题导向和目标导向的原则，抓住长春新区严重缺水制约经济发展的瓶颈问题，针对长春新区进行含水层结构及富水性、地下水化学类型等水文地质调查，在分析长春新区地下水资源量、可供水量、需水量、水资源供需平衡及水环境容量的基础上，对长春新区水文水资源情况进行了深入研究，提出了长春新区水资源合理配置方案，在政府部门修编国土规划、城镇规划、生态环境保护规划，实施新型城镇化战略等方面发挥了重要作用。项目实施探采2眼结合井，达到总出水量 700立方米 /日，从根本上解决了空港新城环卫基地及社区无饮用水及施工用水的困难，同时为新区找水起到示范作用。

长春新区政府部门为感谢沈阳地调中心对长吉经济圈地质环境综合调查技术支撑，向中国地质调查局及沈阳地质调查中心送来感谢信及锦旗。

党的十九大报告将生态文明建设提到前所未有的新高度，建设绿色矿山、发展绿色矿业，实现矿业开发与生态文明的协调发展已上升为国家意志。

近年来，自然资源部把绿色矿山建设作为促进矿业领域生态文明建设的重要内容，先后出台一系列政策措施，并发布了九大行业绿色矿山建设规范，对促进矿业行业绿色发展和生态文明转型发挥了重要作用。

矿业行业绿色发展是一个系统性的工程，涉及事前（矿山建设前的调查、勘探、评价、规划）、事中（矿山建设和开发）和事后（闭坑后的矿山地质环境治理和生态修复）全过程。然而，由于受多种因素的制约和“矿山”二字的局限性，在当前的绿色矿业推进过程中，绿色矿山建设只能偏重于在建矿山，而对于矿山建设前的科学论证及矿山闭坑后的生态恢复治理缺乏有效手段，还没有形成从矿业权规划设立到开发利用直至闭坑后的全产业链、全生命周期的绿色发展机制，导致许多地方及矿山企业只注重事中，尤其是事后的生态恢复治理，而没有加强事前的科学设定及事中的有效管控。

自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所作为国家队，以服务矿业领域生态文明建设为己任，以支撑服务自然资源矿业管理为出发点，充分发挥多年来在矿产综合利用行业积累的独特优势，提出了构建“矿山绿色开发指数”体系的设想，令人耳目一新。这不仅丰富了绿色矿山建设的内涵，拓宽了绿色矿山建设的领域，也为矿业行业实现绿色发展，走产业生态化、生态产业化之路奠定了理论基础。近日，《中国矿业报》记者就此专访了自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所所长胡泽松。

成都矿产综合利用研究所技术人员在矿山周边开展土壤生态修复

《中国矿业报》：何为“矿山绿色开发指数”？提出此设想是基于什么背景？

胡泽松：“矿山绿色开发指数”就是通过建立一整套矿业绿色发展的综合评价体系，在科学设置矿产开发“必要条件”的基础上，通过高价值、低消耗、环境友好可恢复的矿业活动，保红线、守底线，实现矿业的绿色可持续发展，促进矿业行业的生态文明转型。其追求的最终目标就是矿产开发经济高效、矿山废物达标可控、矿区生态源头修复。

“绿水青山就是金山银山。”习近平总书记的“两山”论述是矿业发展的原则和方向。探索建立“矿山绿色开发指数”，是落实“两山”论述、实现矿业行业生态文明转型的生动实践，是矿业经济可持续发展、高质量发展的必然要求，也是自然资源部中国地质调查局直属单位支撑服务自然资源管理的责任和义务。

《中国矿业报》：建立“矿山绿色开发指数”体系应该遵循哪些基本原则？

胡泽松：矿业开发活动是涉及“金山银山”与“绿水青山”社会价值选项、博弈的重大课题。高价值的矿业开发既是物质基础，也是行为保障。而低价值的矿业开发既带不来“金山银山”，更谈不上“绿水青山”，反而会给生态环境造成破坏。“绿水青山”就是“金山银山”，指的是高价值的矿业开发，通过高价值、低消耗、环境友好可恢复的矿业活动，实现“绿水青山”与“金山银山”的协调统一，使矿业发展按照国家政治建设、文化建设的要求，遵循经济建设、社会建设、生态建设的规律，服务于美丽中国建设。

建立“矿山绿色开发指数”，是通过设置矿山开发“必要条件”，服务于政府矿业管理职能，以实现从源头上来确保绿色开发，这也是对绿色矿山建设的有益补充。

建立“矿山绿色开发指数”体系，必须要运用“法治思维”“底线思维”的方法，围绕守红线、保底线，体现政府宏观管理意志，体现山水林田湖草国家资产管理监督的国家意志。“矿山绿色开发指数”体系是政府矿业管理必要的技术支撑，是守住管理底线必须的技术手段。“矿山绿色开发指数”可分矿种采取年度发布方式向社会公开，成为全社会开展矿业开发活动的依据。

建立“矿山绿色开发指数”体系应该以原矿价值为经济属性，以矿山性质为开采属性、以矿物性质为工艺属性、以社会发展为投资属性、以环境容量为保障属性、以矿山可恢复为保证属性，形成甄别矿山开发利用价值精准的矿山开发 “必要条件”评价体系，支撑政府矿业权设置等管理职能。这里面，“经济属性”是基准，其他“属性”是基准的矫正参数。在满足矿山开发“必要条件”的前提下，通过许可制度鼓励企业和社会参与矿山开发活动，矿山开发利用的“充分条件”由矿业开发的主体按照技术、资金、环境、市场、管理等配置的原则，进行矿山开发方案的编制和优化，组织实施。

建立“矿山绿色开发指数”体系，就是通过矿山开发价值评估，禁止低价值矿业开发活动，鼓励高价值的矿业开发活动，为实现“绿水青山”奠定物质基础。

《中国矿业报》：“矿山绿色开发指数”作为矿业行业一个新的研究和发展方向，应该遵循什么样的思路和方法？

胡泽松：一是“矿山绿色开发指数”设立应简单、科学、可操作。本着公平公开、客观科学、简单务实的原则，突出解决主要矛盾，不求全责备，指导“矿山开发指数”影响因子的设立和数据采集，尽量减少人为的主观判断因素，提高政府发布信息的权威性。

“矿山绿色开发指数”体系包括以下影响因子：

——原矿价值因子：可利用矿物价值加权构成，可参照国际金属、非属市场定期发布；

——矿山开采因子：以剥采比等为主要参数，确定矿山开采影响因子；

——矿物工艺因子：以工艺粒度、“致命杂质”含量为主要参数，确定矿物可利用影响因子；

——矿业投资因子：以矿产地GDP为主要参数，确定矿山投资效能影响因子；

——环境承载因子：以年均降雨量为主要参数，确定矿山环境承载影响因子；

——矿山恢复因子：以可利用矿物量与加工产生废弃物量之比为主要参数，确定矿山可恢复影响因子。

以上“影响因子”数据的采集主要从交易市场公告、政府专项公告、国家或行业技术标准和特定矿山技术报告中取得。通过“影响因子”的关联性、紧密性的评价模型综合评定出“矿山绿色开发指数”。

二是研究思路应以现有矿山地质报告、开发利用方案和环评、安评报告为重要依据，分矿种按照“六大因子”及相应的影响进行研究。研究各影响因子的等级划分、影响因子间的权重比例，辅助计算机网络技术，建立影响因子评价模型，形成简单、实用、具有可操作性和指导意义的“矿山绿色开发指数”体系。

三是实施步骤应该是先解决“有没有”的问题，采取重点研究与示范、集中培训、分级实施的原则，两年内尽快推出重点矿产“矿山开发指数”1.0版；再解决“好不好”的问题，发现问题、聚焦难题、解决问题，优化影响因子评价模型，再用3年～5年的时间，将重点矿产“矿山开发指数”升级到实用版，并做到主要矿种全覆盖。

开展土壤生态修复工作

《中国矿业报》：可持续的矿业活动的特征是什么？“矿山绿色开采指数”将对绿色矿业发展带来哪些深刻影响？

胡泽松：可持续的矿业活动的特征是：

其一，绿色矿业的基本特征是不灭失矿山自然生态属性，以生态文明建设为理念的适度开发，必须替代竭泽而渔的掠夺式过度开发，盲目追求高指标“三率”显得不合时宜。

其二，矿业活动是否符合可持续发展，关键在于矿业活动价值的全成本覆盖——应包括生态成本、环境成本，因此高价值矿业活动才具备可持续发展的基本特征。

其三，金钱买不来环境，生态成本、环境成本必须在矿业开发活动过程中支付。因此，在新时代、新阶段，应该反思我们既往的矿业开发理念。

一是树立新的资源利用理念。重新审视“采富弃贫”、“充分利用”、“低品位矿利用”的环境生态价值以及“尾矿利用”的环境生态价值，以“矿山绿色开发指数”为依据，确定其合理开发的边际，构建以生态修复为目标的矿业活动和绿色“三率”体系，防止过度的、掠夺式的矿业开发活动。

二是用矿山生态修复的理念指导矿业活动，避免破坏了再修复，提倡矿业活动中的环境生态修复，不仅注重经济矿物组分的提取加工，更要关注对生态环境构成影响和危害矿物的脱除，逐步禁止矿业活动后的环境生态修复。如露天开采中的分层科学剥离，选矿尾矿干堆与矿山剥离物如何合理配伍回填，这就涉及排土场和尾矿库建设的思路。矿业活动必须与生态建设紧密结合，矿山环境修复方案要与矿山开发方案同论证、同备案、同实施、同检查、同验收。建立矿山生态保证金和相应的保险制度，切实保证“矿山环境修复方案与矿山开发方案”不单是矿业开发项目的核准依据，更应成为矿业企业依法合规经营的依据，成为矿业管理部门监督检查的依据。

三是研发绿色矿业技术。包括绿色矿业勘查技术、绿色矿业生产技术、矿山生态修复技术，形成相应的标准化体系。

总而言之，探索建立“矿山绿色开采指数”体系，是基于矿业全生命周期绿色发展的一次大胆尝试，是当前绿色矿山建设的有益补充和完善，也是矿业行业实现生态文明转型的迫切需求，应该是生态化新形势下我国矿业行业发展的方向之一。

7月6日，陈明团队在湖南湘潭进行镉铅锌铜汞污染场地修复前调查

2014年，在福建德化做Hg污染土壤修复的盆栽实验

2015年，与同事和研究生在湖南湘潭做重金属污染土壤电动修复技术试验

6月27日，十二届全国人大常委会第二十八次会议分组审议了《中华人民共和国土壤污染防治法（草案）》。作为我国国家层面制定的第一部土壤污染防治领域的单行法，草案对农用地和建设用地土壤污染的风险管控和修复分别作出规定。面对国家针对土壤污染的高度关注，国土资源部长期从事污染土壤修复的专家怎么看？日前，记者走访了中国地质科学院矿产资源研究所陈明研究员。

《土壤污染防治法》呼之欲出，土壤修复产业再迎利好

经过雨水连日的洗涤，北京恢复了阳光灿烂的夏季“日常”。看上去，陈明的心情也很晴朗，他说，比起手中多个土壤修复项目进展顺利，更让他高兴的是国家对土壤污染高度关注的“大气候”。

他告诉记者，自己曾多次参加土壤污染防治法立法讨论会。《土壤污染防治法》反映了预防为主、保护优先、分类管理、风险管控、污染担责、公众参与等土壤污染防治的原则，它的及时出台，对防治土壤污染将有巨大的推动作用。草案明确国家每10年组织一次土壤环境状况普查，并实行土壤污染状况监测制度。同时，建立土壤污染防治基金制度，设立中央和省级土壤污染防治基金，鼓励企业以市场运作方式参与土壤污染防治。“就土壤污染修复市场而言，这无疑是继‘土十条’之后，在本行业最振奋人心的国家政策。”

被公众称为“土十条”的《土壤污染防治行动计划》要求，到2020年，初步遏制土壤污染加重趋势，保持土壤环境质量总体稳定，农用地和建设用地土壤安全得到基本保障，土壤环境风险得到基本管控；受污染耕地和污染地块安全利用率均达到90%或以上。到2030年，土壤质量要稳中向好，农用地和建设用地土壤安全有效保障，土壤环境风险得到全面管控；受污染耕地和污染地块安全利用率均达到95%以上。到本世纪2050年左右，土壤环境质量全面改善，生态系统实现良性循环。

“目标明确，难度很大，完善立法显然是关键的一步。”陈明说，我国的土壤污染整体上分成耕地污染、场地污染和矿山污染3大类，实际工作中还会涉及到固废、淤泥和河湖底泥等。对农用地而言，可按污染程度和相关标准划为3个类别：未污染和轻微污染的划为优先保护类，轻度和中度污染的划为安全利用类，重度污染的划为严格管控类。

《土壤污染防治法（草案）》细化了农用地分类管理制度，规定“安全利用类”耕地集中区应定期开展耕地土壤和农产品协同监测；对于“严格管控类”农用地，将依法划定特定农产品禁止生产区；对于建设用地，将建立土壤污染风险管控和修复名录制度，列入名录的污染地块，不得批准其作为住宅、公共管理与公共服务等用地。同时，草案还禁止在居民区和学校、医院、疗养院、养老院等单位周边新建或者扩建可能造成土地污染的建设项目。

“农用地严格管控、分类利用，污染地块不得作为住宅用地，这些都大大激发了土壤修复市场的活力。土壤修复产业即将迎来一个新的快速发展期。”他告诉记者，我国约有4200万亩轻度污染和2800万亩中度污染耕地，属于安全利用类。纵观国内外耕地修复，真正见效快而且一次修复效果能够持续数年的耕地修复技术其最低成本也在3~5万元/亩，而且视土壤类型和污染物种类而差异巨大。因此，仅安全利用类耕地修复一项，预计市场空间至少有2.1万亿元人民币。“此外，还有约2000万亩属于重度污染的严格管控类耕地，同样需要不同形式的处理和修复，相关市场空间应该大于前者。”

陈明说，按照最保守的估计，我国至少有污染场地50万个，修复成本为1000万元至数十亿元每个不等，估计平均修复成本约为5000万元，市场空间约为25万亿元。另外，我国有不同规模的污染矿山约6万座，绝大部分存在生态破坏和重金属污染问题，面积一般在数平方公里。由于其修复难度更甚于耕地和污染场地，如果都要进行修复的话，修复成本将是天文数字。

土壤污染积重难返，形成缓变型地球化学灾害

以往数十年的粗犷式经济发展，大量的污染物快速进入水土系统，使某些地方的土壤成为最肮脏、形成机理最复杂、修复难度最大的环境介质。

陈明告诉记者，人类自青铜时代就向自然界投放各种化学物质。尤其是工业革命以来，人类在采掘自然资源、进行物质生产、创造物质文明的同时，也大量向自然界排放各种废弃物和有毒有害物质；现代化的农业使大量的农药、化肥残留在土壤中。

尽管土壤系统也具有一定的环境容量和自净功能，即土壤可以容纳少量的重金属或有机污染物，把它们转化成活性较差的形态，如果缓慢加入可能不至于造成严重的生态危害，但环境容量是有限的，自净能力也是有限的，也需要时间去“消化”。如果外部的污染物长期不断地加入进土壤系统，或者加入的速度太快，就会使有害物质的累积量超越了土壤承受能力限度，则土壤的理化性质就会发生剧烈变化，甚至此前积累的、相对稳定形态的污染物会重新被活化、二次释放而容易被各种植物吸收，并进一步导致对生态系统乃至人体健康带来严重的和不可逆转的灾害性后果。这种情况在1978年被欧洲科学家定义为“化学定时炸弹”。

中国科学院院士谢学锦先生首先将“化学定时炸弹”的概念引入中国，引燃了国内土壤和沉积物中污染物的非线性积累与释放的研究热潮。从2001年开始，在谢学锦等的建议下，国内将“化学定时炸弹”的研究转向更具科学内涵的“缓变型地球化学灾害”研究。

2002年，陈明作为项目或课题负责人承担了国土资源部“十五”规划项目和国家“973”课题，开始研究缓变型地球化学灾害爆发过程和机理，认为重金属的缓变型地球化学灾害主要体现在污染物的不同存在形态之间的相互转化上，并定义了其中了两个重要概念——“污染物可释放总量”和“活动形态的总浓度”。也就是说，土壤中绝大多数污染物都存在不同的形态，有的形态可以溶于水，直接被动物、植物吸收，有的则在常温常压下是稳定的，不溶于水，也不会直接被动物植物吸收。例如：土壤中的铬可以以铬尖晶石形式存在，在常温常压下极为稳定，即使是在现代冶炼条件下也不容易释放出来。“因此土壤修复重点考虑的不是污染物的总量，而是如何遏制或消除土壤中‘可释放’的活动形态的污染物。”

2004年，陈明在执行科技部重点国际合作项目“大型城市水土环境污染机理与综合修复技术研究”中，研究了硫化钠/硫代硫酸钠作为稳定化剂的可能性及其缺陷，并基于缓变型地球化学灾害理论提出了用炭石灰进行重金属污染土壤修复的思路，取得了较好的修复效果。

2012年，陈明又承担了“海西经济区缓变型地球化学灾害研究”课题，带领团队探索了汞元素缓变型地球化学灾害链的组成与阻断途径，将天然矿物与纳米材料结合起来，研发了一种新型汞稳定化剂，可使汞元素超标土壤中的活动态汞下降65%以上，敏感作物空心菜中汞含量下降75~90%。

“如今，国土资源部已形成一系列具有地学特色的理论研究成果和土壤修复技术。其中，理论研究成果主要体现在缓变型地球化学灾害和地球化学工程学两方面，在技术上则研发了以地球化学工程技术为核心的若干种土壤修复剂及重金属污染土壤的电动修复技术。”陈明介绍说。

地球化学服务农业，揭秘农作物与土壤的关系

国内最早的区域性土壤地球化学质量调查工作试点是上世纪80年代中期，由浙江省区域地质调查大队实施。1988年，刚从长春地院毕业后被分配到浙江物探队刚刚一年的陈明又承担了“浙江省厚层覆盖区地球化学扫面设计”。在工作中，陈明了解到土壤地球化学质量与农产品的产量和质量密切相关，一个有趣的现象深深吸引了当事仅有22岁的他：浙江黄岩地区有些地方的蜜桔外表鲜亮，而某些地方的蜜桔则外皮变皱、口感发酸？

调查发现，优良的柑桔主要产于海拔200米以下的侏罗纪火山岩残积层发育区和滨海平原区，由于这类地区土层厚、通透性好、土壤养分丰富；而有些地方柑橘产量、品质下降，是因为土壤某些元素养分因长期种植流失严重。陈明记得很清楚，在一块柑橘种植区发现了一个奇怪的现象，在大部分柑橘树失绿、果实变差的同时，却有个别树未受影响，而这些树都被农民钉上了铁钉挂东西。这与土壤化学调查结论不谋而合：这里的土壤中缺铁，而铁钉生锈后恰恰增加了植物对铁元素的吸收。据说后来农民得知这个结论后，就在其他树根上也钉上了铁钉子，蜜桔就又恢复了之前的圆滚滚，味道也变得更甜了。

陈明告诉记者，其实古人很早就对“农作物种类品质与土壤密切相关”有所认识。距今2500年前的《晏子春秋》中曾记载了这样一段：“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。”而现代科学尤其是地质科学完全可以从地球化学的角度，更为详细地解答农业地质背景与农作物的关系。

1989年，陈明回到长春地院读研究生。1990年，他代表长春地院参加了由原地矿部国家地质试验测试中心承担、李家熙负责的国家“八五”攻关项目——《区域地球化学在农业和生命科学上的应用研究》，通过生命元素在岩石、水、土、食物直至人体迁移循环过程中不同介质内的含量及其分布特征，将岩石圈一生物圈一水圈系列中的主要环节有机地连结起来，总结和概括出区域性环境地球化学背景，研究影响生态环境的主要因素和相关因素，揭示生态环境现实状况，对地球化学环境作出客观评价，建立合理的区划，以达到治理环境、促进工农业生产和提高人们健康水平的目的。“正是这个项目，改变了我的人生轨迹。”陈明说。后来，陈明还参与了针对吉林人参、河北水蜜桃等特色农产品的区域土壤地球化学背景研究，与同事们共同揭示了地域土壤组成的“化学秘密”，为当地农作物种植区划分、品质提升提出了一些建议，可惜的是，这些地质科研项目的成果并没有得到推广和应用。

修复重金属土壤，国土资源行业要重拳出击

国内外对土壤重金属污染的治理主要从两方面入手：一是活化手段，即增加重金属的溶解性和迁移性，通过土壤淋洗和植物萃取等手段把土壤固相中的重金属快速转移出土壤。二是钝化手段，即改变重金属在土壤中的存在形态，通过降低重金属的生物有效性，从而降低农作物对重金属的吸收量，降低污染风险。从农业生产的角度看，钝化手段比较符合现阶段我国农业的发展水平，经济可靠且易于农民掌握，有利于大面积推广。

“地球化学工程学原理是应用地球化学知识，通过人工制造的某些地球化学作用或利用地球化学原理制造的产品实现环境污染治理与管理的途径、方法和技术。”陈明告诉记者，在这一思路下，地质科学工作者提出了稳定化、净化和适宜化3种土壤修复思路。稳定化就是把不稳定的有害组分固定住，使其失去生物有效性；净化就是把高含量的有害组分去除掉或充分降低；适宜化就是在某些情况下把一些有益元素加入到特定的系统中去。

陈明告诉记者，与传统物理、化学和生物技术相比，采用地球化学工程技术治理重金属污染，具有廉价、高效、管理简单、无二次污染的特点。其中，利用黏土矿物或通过改性来生产地球化学处理剂，原料来源广泛、价格低廉，不会对环境造成二次污染，非常适用于重金属污染土壤的修复工程。

据他介绍，近些年，国土资源部利用地球化学工程技术，在重金属污染土壤修复等方面积累了大量技术经验，形成了多个示范性工程。如：国家地质实验测试中心在安徽铜陵尾矿坝的重金属污染土壤修复示范区，选用若干种黏土矿物，结合一定的环境条件控制技术，使重金属元素超标土壤中种植的蔬菜的重金属元素含量达到《食品中污染物限量标准》。该研究成果已经成功用于德兴铅锌矿冶炼厂重金属污染山体的修复，使寸草不生的酸化和多金属污染土壤恢复种植功能，山体复绿。再比如：将含磷矿物用于土壤重金属污染原位修复，使重金属元素有效态转化为稳定的形态，降低其有效性和生物可利用性；采用地球化学工程—生物土壤修复技术，有效降低重金属高污染区人体暴露的风险。

近几年，陈明带领的资源所土壤修复科研团队利用不同天然矿物材料对重金属的专属吸附性，研发3种高效土壤重金属稳定化剂专利技术，可将重金属禁锢在土壤微粒中，不易被氧化、分解和重溶，从而使得修复效果具有长期稳定性。测试表明，新型修复剂可降低65%以上的土壤活动态重金属，并降低70%~95%的农产品中的重金属。

针对大城市高地价区的场地污染修复，陈明团队还研究了一种重金属提取技术——具有地学特色的“原地异位”的EK-SS电动修复技术。该技术用电动力模拟多期次脉动热液成矿作用过程，利用重金属捕获器可以将高浓度重污染土壤、重金属污染固体废弃物甚至矿石在48~72小时内将土壤中重金属去除60%~90%。

“任何一种土壤修复技术都不是万能的，因为我国各地土壤特性不同、气候条件各异，污染物种类、浓度以及活动态、非活动态都不一样，而且土地的用途各不相同，如城市的场地修复可以下猛药，耕地修复就必须高标准严要求，以保证土壤的微生物种群、营养物质、分层结构都不破坏，而矿山修复更为复杂。所以，我认为在实际进行土壤修复时，必须做到因土而异、订制施治，这样才能像老中医一样，做到一人一方，才能做到药到病除。特别是耕地修复，由于土壤类型、自然地理条件、污染物种类及其组合、污染物含量范围等因素错综复杂的交叉，实际上不存在‘一药治百病’的‘仙方’。”陈明强调。

值得关注的是，目前的《土壤污染防治法》主要关注了场地污染和耕地污染，而对矿山这个重金属污染的源头的关注比较少。陈明认为，过去由于中国地质科学院定位于社会公益型研究基础，主要从事基础性、公益性研究工作，很在在应用性的土壤修复技术研究方面获得国家和部门项目资助，这是非常可惜的。在当前“万众创新”的大形势下，这样的局面有望被打破，国土资源部门数十年积累的地质、地球化学基础研究成果有望在土壤修复领域发扬光大。对于矿山环境修复，国土资源部门的科技工作者应有“舍我其谁”的担当。

记者离开时，陈明表达了自己的一个愿望：“当前党中央、国务院高度重视土壤环境保护工作。作为具有深厚基础、长期经验和技术优势的国土资源部门，理应加大对相关理论研究和技术研发的支持，针对国家对矿山土壤环境修复的迫切需求，快速形成实用性强的土壤修复创新成果，为国家解决土壤污染难题和生态文明建设作出应有的贡献。”

为了贯彻落实党中央、国务院的重要指示和批示精神，契合《“十三五”国家科技创新规划》中明确指出的 “在地球深部探测、人工智能等方面遴选重大任务，适时充实完善重大项目布局”，国土资源部会同教育部、中国科学院、中国地震局，联合中石油和中石化等部门于8月向科技部提出“地球深部探测计划”重大科技项目建议。

“地下空间探测与安全利用”是“地球深部探测”重大科技项目八大任务之一，具有重要的战略意义。中国地质调查局“十三五”科技目标中将地调局南京地调中心定位为城市地下空间探测与安全利用工程技术研究中心，研发城市地下多维地质探测、城市地下空间资源评价、地下空间安全利用与监测、岩土水文综合实验测试等技术。南京地调中心2002年成立“中国地质调查局城市环境地质研究中心”，一直开展城市地质调查研究工作，由南京地调查中心负责的中国城市地质调查试点工作系统进行了城市地质工作总结，初步建立了我国城市地质调查技术方法体系和技术标准体系，为地下空间探测与安全利用奠定了很好基础。

“地下空间探测与安全利用”由南京地调中心牵头编写实施方案，南京地调中心作为牵头人单位，为牵头人提供了人员、装备、工作便利等支持，确保“地下空间探测与安全利用”实施方案编制工作的顺利、有序开展。为进一步完善《地下空间探测与安全利用实施方案》，2016年11月15日，南京地调中心邀请了二十余位国内地下空间调查、规划、开发、管理等领域知名专家，对以南京地调中心程光华教授级高工为牵头人组织编制的《地下空间探测与安全利用实施方案》进行初审和研讨。

牵头人程光华首先介绍了《地下空间探测与安全利用实施方案》的总体思路和主要内容，方案从国家战略层面对地下空间探测与安全利用的迫切需求进行了研究与分析，阐明了我国地下空间探测与安全利用中存在的主要问题，提出了重点解决的三个方面问题：其一，攻克制约我国地下空间资源探测、评价、协同开发利用中面临的重要科学问题和技术难题；其二形成城市地下空间精细探测、资源整体评价、协同开发与安全利用的理论体系、技术方法体系、技术标准体系与科学管理体系；其三，查清我国特殊用途地下空间潜力，突破技术与管理方法上的传统思想与观念，开辟新的环境容量空间。通过专项的实施，最终将实现地下空间有序安全开发，释放地表空间，缓解环境压力，引领和培育国家新的经济增长点。

由南京大学薛禹群院士为组长的专家组对实施方案给予了高度评价，充分肯定了编写组在方案编写过程中作出的大量工作，在充分的调研的基础上，提出了以地质结构探测、地下空间整体资源评价、地下空间协同开发与安全利用为主要工作内容，构建地下空间探测──综合评价──协同开发与安全利用完整体系的总体思路。专家一致认为方案紧紧围绕地下空间探测与安全利用的迫切需求和目前存在的问题展开，整体框架清晰，针对性强，总体目标明确，技术路线可行，研究内容明确，预期成果可实现。在肯定的同时，专家对方案提出了建议，进一步凝练关键科学问题和核心技术，突出重点，选择具有代表性的城市进行试点，突出协同开发与安全利用，进一步明确“十三五”预期成果。

地调局水环部、武汉地调中心、地科院地球深部探测中心、南京地调中心、长安大学的有关领导和专家参加了初审与研讨会。