一、河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站

河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站（简称沧州国家站）依托单位为中国地质环境监测院和中国地质科学院水文地质环境地质研究所，属于“一站多点”形式，包括沧州主站、正定副站和通州、大兴、滨海新区、雄安新区、衡水、正定等5个观测点，总占地约10万平方米。

以获取长期连续稳定的高精度、高质量地下水与地面沉降科学观测数据为核心，分别考虑了影响地下水降落漏斗与地面沉降的活动断裂、软土、重大工程建设、地下空间开发利用等因素，重点开展地下水与地面沉降观测技术方法研究、地下水降落漏斗与水平衡响应关系研究、地面沉降演化机制及防控对策研究、重点区域地面沉降风险评价等4方面研究。

沧州国家站主要观测地下水动态、水分通量、沉降量、孔隙水压力等4大类指标7项具体观测内容，最早自2008年开始数据观测，累计接收数据154万条。目标是建成世界一流的科学观测研究设施和具有重要国际影响的人才培养与交流合作平台，大幅提升我国地下水保护利用与地面沉降防控科学研究水平，为京津冀地区水安全、粮食安全、生态安全、城镇安全和重大工程安全提供可靠的科技基础支撑。

二、自然资源部地下水科学与工程重点实验室

自然资源部地下水科学与工程重点实验室，始建于1990年3月，依托单位为中国地质科学院水文地质环境地质研究所，是自然资源部系统首个以地下水环境同位素示踪与测年技术为核心的权威实验室，是国际原子能机构的长期合作单位。

重点实验室聚焦国家重大战略需求和地下水科学与工程前沿基础，依托拥有的加速器质谱仪、多接收电感耦合等离子体质谱仪、大型MAT 253稳定同位素比质谱仪、液相色谱—质谱联用仪、超低本底闪烁谱仪、惰性体质质谱计等大型设备，以地下水循环演化基础研究、地下水可持续性应用基础研究和重大关键技术研发为主要研究方向，构建完整的（年龄从数百万年至今）地下水测年技术方法体系与应用示范。

重点实验室自主研发了地下水同位素测试及其他测试前处理装置的技术开发和改造工作15项，其中痕量惰性气体核素激光冷却技术、水中低水平氚测试技术、地下水14C年代测定真空脱气鼓气法采样技术达到国际同类实验室水平，并研制了一系列地下水同位素国家一级标准物质，通过技术研发促进了水文地质环境地质相关学科发展。

三、自然资源部岩溶动力学重点实验室

自然资源部岩溶动力学重点实验室依托单位为中国地质科学院岩溶地质研究所，成立于1997年，是自然资源部成立最早的实验室之一，建有丫吉试验场、毛村地下河观测站、官村地下河观测站等野外研究场地。

重点实验室坚持以地球系统科学为指导，以岩溶动力学与资源环境为研究核心方向，具体包括：岩溶动力学与水文水资源、岩溶沉积记录与全球变化、岩溶作用与碳循环规律及源汇效应评价、岩溶生态系统演变与可持续利用，实现岩溶探测方法、岩溶水野外观测技术、岩溶水数值模拟等研究方向的创新。

重点实验室围绕我国南方具有代表性的峰丛山区岩溶泉系统，进行岩溶含水介质结构和水动力场研究，建立岩溶含水系统物理模式及其相应的数学模型。自1986年持续开展表层岩溶带、岩溶泉、地下水水位的数据积累，评价了石漠化恢复的水文效应。建立了反映南方岩溶水运动规律和调蓄机制的空间分布式数学模型。今后将继续促进岩溶含水层的研究与水资源可持续管理的结合，为实现岩溶地区“绿水青山”和“低碳发展”提供更多具有推广应用前景的科技成果。

四、自然资源部陕西榆林地下水与生态野外科学观测研究站

自然资源部陕西榆林地下水与生态野外科学观测研究站，始建于2010年，依托单位为中国地质调查局西安地质调查中心，属于“一站多点”形式，包括红石峡主站、红石桥副站和植物园观测点、林场观测点、小壕兔观测点等。

观测研究站以解决水与生态的关键科学问题为目标，开发植被生态与水的动态监测技术，研究大尺度的植被生态和地下水关系，提出流域尺度植被指标与地下水位变化的耦合方法，揭示场地尺度植被利用地下水规律，建立识别优势植被对地下水依赖程度的方法体系，为基于生态环境保护的地下水开发利用提供科学依据。

采用分析根系耗水来源的氢氧同位素技术，揭示了旱柳、杨树等乔木生长受水分胁迫机理以及水分恢复期植被根系吸收水分来源与分配机制，计算出毛乌素沙地与黄土高原过渡地带旱柳、杨树等乔木人工栽植间距应大于6.4米，为毛乌素沙地等干旱区植被生态环境防治提供了科学依据。

（作者系中国地质调查局科技外事部科研处四级调研员）

“锂”从山中来，仗剑走天涯

 邓伟 李成秀 冀成庆 徐莺 周雄

1.“锂”的家族群

1）锂（Li）

锂的克拉克值为30ppm，是较分散而又广泛分布的元素，主要在岩浆结晶作用的晚期阶段富集在伟晶岩中；花岗岩中含量最高，其次是碱性岩。矿床中经常与铍、铷、铯、钽等有益元素共生。

目前，已知含锂的矿物有150多种，呈独立矿物形式的有30多种，主要工业锂矿物有锂辉石、锂云母、透锂长石、磷锂铝石、铁锂云母等。川西稀有金属矿集区中的锂资源基本以锂辉石形式产出。

锂辉石，化学成分LiAl[Si2O6]。一般Li2O含量7%左右；晶体呈柱状、板状、针状，颜色可呈无色、灰白、淡紫、淡绿、淡黄、宝石绿色；条痕白色；摩式硬度6.5-7；比重3.03-3.22。

含锂矿物特征

2）铍（Be）

铍的克拉克值为6ppm，为显著的亲石元素。在花岗岩及霞石正长岩中的含量较高，在岩浆分异过程中富集于岩浆残液中，经常固结集中在岩石圈最上部，在地壳深部含量减少。

世界上已发现的铍矿物和含铍矿物有60多种，常见的矿物约有40多种，主要的工业矿物有绿柱石、硅铍石（似晶石）、羟硅铍石、金绿宝石（铍尖晶石）和日光榴石。

绿柱石，化学成分Be3Al2[Si6O18]，一般BeO含量13%左右；晶体一般呈柱状，呈绿色、黄色、浅蓝色、红色；条痕白色；玻璃光泽或树脂光泽；性脆；硬度7.5-8；比重2.65-2.91。

含铍矿物

3）铌（Nb）和钽（Ta）

铌和钽的原子构造类似，因此，两者在物理化学性质、地球化学性质及矿物学性质方面都很相近。铌、钽经常共生，在岩石和绝大多数矿物中铌和钽的含量此消彼长。在成因上与碱性岩有关的矿物中铌相对富集，与花岗岩有关的矿物中钽相对富集。

铌在地壳中的丰度为3.2ppm，钽的丰度为2.4ppm。由于铌、钽的地球化学迁移行为不同，铌开始早、收敛晚，钽主要富集于晚期。所以铌矿物种类多，分布广；而钽的变种少，分布不广。目前，已知的铌、钽矿物和含铌、钽矿物有130多种，常见的有30多种。如铌铁矿-钽铁矿、钽铁矿、铋铁矿、褐钇铌矿、易解石、铌易解石、铌铁金红石、烧绿石、锰钽矿、重钽铁矿、黄钇钽矿、细晶石等。铌钽矿物基本呈黑-棕红色，半金属光泽、油脂光泽，少数为金刚光泽；比重大，因此可用重选方式得以富集；化学成分极为复杂。

含铌钽矿物

4）铷（Rb）和铯（Cs）

铷在地壳中的丰度为90ppm。目前没有发现铷的独立矿物，呈分散状态，常以类质同象混入物出现在含钾矿物中。工业来源主要从富含铷的锂、铍、钾的矿物中提取。如锂云母中含Rb2O3%、微斜长石（天河石）中含Rb2O0.3%、铯榴石中含微量铷等。

铯在地壳中的含量为20ppm。含铯的矿物有10多种，但铯的主要来源还是稀有金属伟晶岩中的铯榴石和锂云母。除此之外，铯还分散在其他矿物中，如绿柱石、黑云母、天河石和堇青石等。

含铷铯矿物

铯榴石，化学式Cs[AlSi2O6] nH2O。一般含Cs2O30%左右，晶体往往呈立方体、粒状及致密块状，无解理；颜色为无色、白色，有时带灰、粉红、浅紫等色颜色；性脆，硬度6.5-7；比重2.67-3.03。

2.“锂”从哪里来

1）传统矿山

在您印象中矿山是什么样的？答案也许是偏远、荒凉、破旧的厂房，艰苦的条件，又或许是漫天尘土、泥浆满地、污水四溢，像这样又或许是那样……

2）绿色矿山

随着时代的发展和绿色矿山建设的推进，如今的矿山早已不再是从前的样子。先进的设备、一流的技术、现代化的厂房，一座座“花园式”的矿山正拔地而起。清洁生产，循环用水，大家再也不用担心环境污染了！

3）“石头”变“电池”

石头是如何变为电池的呢？锂辉石矿经过采矿进入选矿厂，选矿厂采用物理方法分选出含锂矿物，含锂矿物经过冶金处理成为碳酸锂产品，再由产业部门深加工，最终脱胎换骨成为电池。

3.崭新“锂”程

1） 锂之应用——走入寻常百姓家，健康美好新生活

随着科技的快速迭代升级，锂在日常生活中的应用越来越常见。含丁基锂的橡胶轮胎更加耐用，寿命比原来提高了4倍以上，让驾车出行更加安心；锂动力电池驱动的新能源汽车逐渐进入普通家庭，成为城市代步、环保出行的首选之一；锂电池和其他锂产品在娱乐设备上也得到广泛应用，为我们的休闲娱乐生活开启了无限可能性；锂的应用在家中随处可见，它为我们提供了便捷舒适的智能生活。

厨房里，添加了锂的电磁炉面板等玻璃制品，可以使其变得更轻、更结实、更耐溶。锂盐可为蔬果进行“健康护理”，防止西红柿腐烂和小麦锈穗病，让人们吃得放心、吃得安心。锂在医学保健方面也有新的应用，不仅可以强身健体，还能防治疾病，是人体健康的“守护者”。国外研究发现，锂与阿尔茨海默病存在关联，一款为中老年市场打造的天然矿泉水“锂水”就此诞生。而锂的用途还在不断拓展中，从交通工具到健康护理，锂的应用遍布我们生活的每个角落，改写了每一个人的生活方式。

新世纪崭新的“锂”程指日可待。

2） 铍之应用——让医疗成像、诊断和激光医学走到科技前端的金属材料

铍，是仅次于锂的轻金属，主要是以铍铜合金和铍金属的形式广泛应用于航空、医学等领域，是新兴产业发展必需的战略性矿产资源。目前，世界上只有美国、中国、俄罗斯等国具有工业规模的从铍矿石开采、提取冶金，到铍金属及合金加工的完整铍工业体系。

①提高X射线成像效果

因为铍金属既可以稳定地处理高温阻抗，又可以实现对X射线的高度透明，铍箔在医疗和科研X射线设备当中已经使用了很长时间。铍箔作为窗口来穿透聚焦的X射线，同时可以保持X射线发生管那一侧的真空环境。

②使低辐射成为可能

铍箔仍是CT扫描和乳腺X射线成像等高分辨率医学成像设备中必不可少的材料。在新一代乳腺癌X射线成像设备中使用低辐射扫描可以得到更精细的肿瘤分辨率，使许多早期可治疗阶段的乳腺癌被及时发现，治愈乳腺癌成为可能。

③改善X射线光管强度和稳定性

作为成像技术的前端科技，铍持续为满足X射线光管高强度、稳定性、抗高温、X射线穿透率等性能要求。

④光学激光器的小型化

使用氧化铍的医学激光器可以帮助眼科医生为数百万患者恢复或改善视力。具有高导热、高强度、介电性能的氧化铍是唯一能控制微小高功率气体激光器的材料。

⑤简化外科手术

铜铍连接器将精确的电信号传送到精密手术器械和最新的非侵入性外科技术的监测装置当中。这种技术减少了对病人的创伤和感染风险，同时加快了愈合和恢复的过程。

⑥分析血液

铍还用于分析HIV和其他疾病的血液分析设备部件当中，给医生和病人提供所需的精确性和可靠性数据。

3） 铌之新应用——冉冉升起的电子材料之星

铌行业全球市场集中度非常高，目前全球最大的铌矿企业是巴西矿冶公司(CBMN)，占据全球市场80%-85%的产量，主要从事铌产品的开发、工业化和商业化运营，是世界上唯一一家可以生产全系列铌产品(包括标准铌铁、特殊牌号铌铁、真空铌铁、真空镍铌、铌金属和五氧化二铌)的企业，对铌价格的走势具有较强的影响力，控制着全球铌产品扩产计划的进度。

具有超导性能的元素不少，铌是其中临界温度最高的一种。而用铌制造的合金，临界温度高达绝对温度十八点五到二十一度，是目前最重要的超导材料之一。

2019年，材料领域国际顶级期刊《自然材料》发表了复旦大学修发贤团队的最新研究论文《外尔半金属砷化铌纳米带中的超高电导率》。文章显示制备出二维体系中具有目前已知最高导电率的外尔半金属材料——砷化铌纳米带，电导率是铜薄膜的100倍，石墨烯的1000倍。此次制备出的材料砷化铌纳米带的电导率是铜薄膜的100倍，石墨烯的1000倍。业内表示，导电材料是电子工业的基础，现在最主要的材料是铜，已经大规模运用于晶体管的互连导线。

4）钽之新应用——人体“亲金属”的神奇医学材料

钽作为一种金属材料，具有优异的力学性能和抗疲劳特性，因此被广泛应用于医学领域，尤其是在骨科领域。它可以替代人体骨组织，起到承重作用，目前已在临床取得显著疗效。钽金属材料在与人体组织结合时，具有强度、生物相容性和稳定性等优点。因此，它比传统金属材料的人工置入物更具有优势，在医学领域的发展前景十分广泛。

研究和临床应用表明，多孔钽金属具有比金属钛和钛合金更好的骨融合和骨传导性能，运用钽金属材料制作的仿生骨骨组织长入良好，骨性生物固定优良。未来，利用3D打印高致密度和高力学性能钽金属核心技术，将为我国在高端骨科植入物、医疗器械和难熔金属工业部件发展领域做出积极的贡献。

不仅如此，将钽金属与其他金属材料结合应用在临床医学中也取得了十分重要的突破。很多金属材料因其独特的性能可用于医学领域，但是由于缺乏生物相容性，不能将其优点很好地应用在临床。为此，科研人员想到将耐腐蚀性强且稳定的钽金属涂覆在这些金属材料的表面，使那些有独特性能但原先忌于低生物相容性而不能用于临床的金属材料重新用于临床，并取得显著疗效。

5）铷之应用——超视距精确授时，极佳光电传感器件制造

全球独立铷矿床非常少，下游应用供应链受限，已成为全球对该元素发展的约束要素。铷是自然界一种最大光电效应的稀有分散元素，其合成材料在智能制造中逐渐开始发力。

铷因其极佳的光电效应，在光电管、红外辐射仪表、太阳能光电池等器件制造方面均实现了重大革命性变革。据外媒报道，太阳能电池在通往最高效率的道路上正在不断改进中。德国国家可再生能源实验室研究人员开发了一种新的太阳能电池，为了改善用于吸收可见光的钙钛矿与用于吸收红外线的铜、铟、镓和硒的混合物两层之间的接触，研究小组在它们之间添加了一层铷原子，团队让电池的峰值效率达到24.16%。

铷基设备材料精准计时功能助力集群医用设备同步获取精确时间信号。近年来，基于星载铷钟开发的网络同步时间服务器在国内卫生部门得到良好的推广，为医院提供标准的网络时间统计信息服务，也为局部辐射区域近万台网络客户端提供精度小于5毫秒的时间同步服务器，较大程度地改善了全区医疗机构网络系统，包括：医护人员的办公PC及医疗设备、走廊、大堂子钟系统等授时操作的统一性，充分实现了大数量集群精确医疗设备同步作业中时间的精准性保障。

铷基量子传感器有望用于诊断房颤。心房颤动（AF）是一种导致心率异常的疾病，发作时心脏中传导的电生理信号易出现紊乱行为。目前，常规用于检测房颤的心电图受到灵敏度、时间等诸多限制。据一项发表于《应用物理学快报》的研究，科学家利用原子磁强计，通过基于铷的量子传感器接受信号，成功对导电率与生物组织相近的溶液进行电磁感应成像，可测出高导电性的区域。这项技术实现了非屏蔽环境下的小体积成像，且灵敏度较传统技术提高了50倍，为房颤的快速临床诊断带来了希望。

固体废弃物如何变身宝藏？

邓杰 邓善芝

几个世纪以来，人类社会的快速发展基于对自然资源的使用与消耗。尤其是第三次工业革命以后，生物科技与产业革命的迅速发展，使人们对能源和矿石的需求量激增。同时，为满足迅速增长的社会需求，各行各业纷纷扩能扩产。2012年，国际民间组织“全球足迹网络”（GFN）及英国智库“新经济基金会”提出“地球生态超载日”的概念。“地球生态超载日”是指地球当天进入了本年度生态赤字状态，已用完了地球本年度可再生的自然资源总量。据测算，约从1970年起，人类对自然的索取开始超越地球生态的临界点。从过去数十年来看，几乎每隔10年这一天的到来就会提前1个月。

资源过度开采和废弃物的无节制排放，造成越来越严重的生态环境问题。人类用碧海蓝天换来了现代社会的方便快捷和科技的快速发展。随着人们经济水平的提高以及对自身健康的重视，环境的重要性被越来越多的人认识。如何在保障人类需求的前提下，尽可能保护和改善环境，寻求资源环境和谐发展的解决方案，成为时下人们关注的重点。为节约资源、提高现有资源的利用率，资源综合利用的概念逐渐被人们所熟知。

在资源开发利用及使用消费过程中，不可避免会产生伴生矿石、围岩及选矿尾矿等，比如钨矿中伴生的铜、铅、锌等含有稀有分散元素的矿物，氧化矿中的碳酸盐和硅酸盐类脉石、有机物生产中产生的废水、生活中的废旧金属和电池等，这些生产和生活废弃物中含有大量的有价金属、有机及无机盐类矿物质资源，将其直接排放到环境中，不仅会造成大量的宝贵资源白白流失，还会影响耕地质量、污染空气和水源，破坏生态环境。在资源开发利用和消费过程中，针对这些伴生矿物资源和生产生活中的废弃物开展回收利用，使其重新资源化，从而最大限度地实现现有资源的高效利用，可以称之为资源的综合利用。

如何实现资源的综合利用？现阶段，资源的综合利用主要从三方面开展：

一、在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用。

煤炭被人们誉为“黑色的金子”“工业的粮食”，它是18世纪以来人类世界使用的主要能源之一。煤矸石是与煤伴生的一种含煤高岭土，过去采煤过程中产生的大量煤矸石一直被作为大宗固体废弃物堆放在煤矿周围。正如犹太经典《塔木德》中所说：“世上没有废物，只是放错了地方。”煤的伴生矿——煤矸石也是如此。煤矸石综合利用的途径很多，除了传统的利用途径，如回填煤矿采空区、铺路、土壤改良、做建筑材料和发电等。最新研究表明，煤矸石还可以作为下游精细加工业的原料。如，煤矸石经处理后可以作为橡胶填料，获得与炭黑相当的补强效果；还可以制备聚硅酸铝铁，用于处理造纸综合废水等；此外，煤矸石可以用于陶瓷、耐火材料、橡胶工业、涂料、塑料、4A分子筛、铝硅铁合金等十多个行业。

二、对生产过程中产生的废渣、废水（液）、废气、余热余压等进行回收和合理利用。

除矿石中的伴生资源外，矿石资源生产加工过程中还会产生大量的废弃物资源。以铜矿尾矿为例，研究表明，铜尾矿中除了可以回收有价金属元素铜之外，还可以回收非金属组分石榴子石、硅灰石等，并将剩余部分作为植物培养基等原料进行利用，实现铜尾矿的减量化和资源化。部分有色金属尾矿的主要成分为SiO2，且包含大量钙、镁等元素的氧化物，和市场上普遍运用的建筑材料的化学组成非常相似。尾矿用作建筑材料时加工方式比较简洁，能够有效解决成本和能耗问题。

三、对社会生产和消费过程中产生的各种废物进行回收和再生利用。

除开展矿山资源的综合利用之外，再生资源回收利用也是开展资源综合利用的重要方面。发展再生资源回收行业可以节省采矿、冶炼、电解等工艺环节，大量减少污染排放和能源消耗，也是降低资源对外依存度、推动我国生态文明建设的必由之路。中国是全球公认的制造业大国，然而近些年随着人口红利日益消失，以及环保成本的不断抬升，我国资源的对外依存度逐渐走高。在此背景下，大力发展再生资源回收利用产业，具有积极重要的战略性意义。

现阶段，资源环境和谐发展之路仍然崎岖且漫长，人类需要开展更多的探索与实践。相信在不久的未来，资源综合利用方法和途径会越来越多，资源环境和谐发展之路必将越来越顺利。

带你了解这朵“云”——地质云

戴新宇

“地质云1.0”闪亮登场，魅力初现

“地质云”是自然资源部中国地质调查局主持研发的一套综合性地质信息服务系统，集地质调查、管理、共享、服务四大功能于一身，面向社会公众、地质调查技术人员、地学科研机构、政府部门提供丰富的各类地质信息服务。经过“地质云”研究开发团队艰辛付出，2017年11月6日，“地质云1.0”闪亮登场，迈出了“地质云”建设三步走的第一步。

“地质云1.0”刚上线运行，就受到地质调查科技工作者的青睐，局系统内外正式用户达4000多人，日均访问量突破6000次，在地质调查管理和应急事件服务上体现出精准、快捷的特点。例如，在2017年11月18日西藏林芝市米林县发生6.9级地震后，“地质云”首次启动了应急服务工作机制，在2小时内线下完成震区地质图数据制作，仅用10小时就为应急救灾在线提供了震区区域地质图、国家地质资料馆藏涉及震区的地质资料，以及林芝地区卫星遥感影像图、震中300公里范围地质钻孔、林芝专题地质文献库等系列地质信息产品。毫无疑问，“地质云1.0”实现了地质调查数据共享破冰，为75个国家核心地质数据库的互联共享和2382个信息产品提供社会化服务。

“地质云2.0”华丽转身，飒爽英姿

在2018年10月18日召开的中国国际矿业大会上，“地质云2.0”宣布正式上线，完成“地质云1.0”云上数据资源和系统功能的全面升级，完成手机版地质云APP国家地质大数据共享服务平台研发，通过数据资源整合和信息系统集成，全面提升地质调查数据采集、汇聚、处理、分析、共享与服务能力，为新时代地质调查工作转型升级提供核心动力，及时、有效地满足政府部门、行业用户、社会公众等各类用户对地质信息的多元需求，以信息化带动地质调查现代化。

“地质云3.0”鲲鹏展翅，大展宏图

“地质云”建设三步走设想2020年上线运行“地质云3.0”。为此，地质云研发团队的科研人员做足了功课，全力以赴助推云平台、大数据、智能化“三位一体”建设应用迈上新台阶，为新时代地质调查工作转型升级提供核心动力支撑，建成分布式地质大数据中心，并在以下九个方面提供全方位综合地质服务：

一是升级完善“在线化”调查系统、研发升级重要专业应用系统，初步实现在线化调查，构建立体式地质信息感知体系。二是显著扩大中大比例尺实体数据共享资源，精准开发地质信息系列产品，提供地质信息专题服务，提升“地质云”服务门户访问便捷性，加快构建地质信息共建共享云生态，基本实现在线化服务，显著扩大地质信息线上共享服务规模。三是升级地质调查业务管理系统，完善地质调查业务管理大数据辅助决策系统，强化在线化管理，支撑地质调查业务管理高效运行。四是推行地质调查在线化办公，支撑远程办公、便捷办公。五是通过攻关实现智能区调矿调、智能识别、智能管理、智能数据搜索引擎等智能地质调查技术突破，示范构建智能化工作模式。六是建立完善地球科学“一张图”大数据体系，更新维护国家核心地质数据库。七是采取优化地质调查网络、规范化运维“地质云”节点体系、加强网络安全建设等措施，建实地质调查基础设施与网络安全体系，保障安全稳定运行。八是完善地质调查信息化制度标准体系，支撑自然资源信息化建设。九是加强信息化人才队伍建设与国际合作，提升中国地质调查局在国内外的影响力。

这就是中国地质调查局功能强大的地质云（Geocloud）！神奇的地质云（Geocloud）！

 

 

西非地区矿产资源极为丰富，主要矿产资源以金、铁、铝、金刚石最具优势，锰、磷、铀、石油、天然气等也在世界上具有重要地位。西非地区成矿地质条件优越，找矿潜力巨大，近年来已成为国际矿业公司勘查开发的热点地区之一。并且，随着近两年国际金价的大幅上涨，国际矿业公司进一步加大了在西非地区勘查和开发投入力度，塞马福（Semafo）、巴里克（Barrick）、亚姆黄金（IAMGOLD）、奋进矿业（Endeavor Mining）、坚毅矿业（Resolute Mining）等国际矿业公司在西非地区已投资了数十亿美元。同时，西非地区主要矿产品的产量也在逐年提升，去年6月，加纳已取代南非成为非洲最大的黄金生产国。

然而，由于西非安全形势的持续恶化，加上一些国家政局不稳定，使得安全问题成为投资者不得不慎加考虑的重要问题。2019年11月6日，塞马福矿业的车队在布基纳法索遭极端组织袭击，造成37人死亡，60余人受伤，此次袭击是近年来国际矿业公司遭受伤亡最惨重的一次，对西非地区矿业环境造成了较大的冲击。

一、西非地区的安全形势

目前，非洲主要有四个受恐怖主义威胁的地区：索马里及周边、利比亚及周边、乍得湖地区、萨赫勒地区（包括马里、布基纳法索、尼日尔、尼日利亚、乍得等国），构成了自东北非到北非再到西非的一条恐怖主义“动荡弧”。

西非地区的恐怖主义和宗教极端势力主要分为西非国家本土组织和“基地”组织在非洲国家的分支。西非国家本土组织如尼日利亚的“博科圣地”、马里的“伊斯兰捍卫者”、马里的“西非圣战统一运动”等；“基地”组织分支如“伊斯兰马格里布基地组织”“索马里青年党”等。这些恐怖组织相互勾结，在西非地区持续发动恐怖袭击，是该地区的恐怖“毒瘤”。

近年来，随着西方国家和西非各国政府对恐怖势力的联合打击，西非地区恐怖组织呈现出分散化、多中心化、跨境化和共生化的趋势，他们各自为战，机动灵活，采用自杀性爆炸、暗杀、偷袭等手段，令人防不胜防。

自去年11月塞马福矿业的车队遇袭以后，仅短短数月的时间内，已连续发生了多起针对平民和军队的袭击事件：2019年12月1日，布基纳法索东部一座基督教堂发生袭击事件，至少14人死亡；2019年12月10日，尼日尔西部边境一前哨基地遭武装分子袭击，造成71名士兵死亡；2019年12月24日，布基纳法索北部苏姆省发生一起袭击事件，造成至少7名军人和35名平民死亡；2019年12月25日，安全部队在布基纳法索中北部地区巡逻时遇袭，至少11名士兵死亡，另有若干士兵失踪；2020年1月20日，布基纳法索北部桑马滕加省一村庄的市场发生两起袭击事件，造成至少36人死亡。可见，西非地区的安全形势十分严峻，恐怖主义势力已从马里蔓延至布基纳法索和尼日尔，正逼近加纳、贝宁、多哥和科特迪瓦等西非沿海国家。

2020年3月31日，非洲矿业公司（AfriTin）宣布，将暂停在尤伊斯的露天开采，以遵守纳米比亚政府为防止新冠病毒传播的封锁措施。

二、西非恐怖势力的形成原因

西非地区经济状况总体比较落后，是世界上最不发达国家较为集中的地区之一，部分国家内乱严重，外部恐怖势力伺机渗透以及本土极端势力里应外合是这一地区恐怖活动和武力冲突愈演愈烈的主要原因。

一方面，不少西非国家经济落后、政府积贫积弱，疲于应付层出不穷的反政府武装以及宗教和民族暴力冲突，加之部分国家近年来经历政局动荡和权力真空，极端势力乘虚而入，扩大势力范围。马里2012年发生军事政变，“伊斯兰马格里布基地组织”乘机作乱，一度控制马里北部大片区域，另外通过走私武器、偷运移民、绑架人质、贩卖人口、毒品贩运等，该组织获得了源源不断的资金，得以向马里、毛里塔尼亚、尼日尔等国渗透。邻国布基纳法索2014年爆发大规模示威和罢工，政治陷入僵局导致权力真空，盘踞在马里的恐怖势力进入。2015年以来，布基纳法索袭击事件频发，至今已有700余人死于武装袭击，27万人流离失所。

另一方面，多年来，由于各国政府缺乏对边境地区强有力的管控，使得边境地区军火走私、毒品贩运、绑架人质等犯罪活动肆虐，逐渐形成了一个跨国犯罪活动活跃地带。利用这一管理真空，恐怖组织和极端势力借机聚敛资本并扩张势力，进可对各国策划袭击，退可在沙漠腹地藏身躲避。

同时，西非地区恐怖势力的扩张与不少国家存在的政治、宗教和民族问题有很大关系。西非恐怖组织多发源于本地反政府武装，行动带有政治目的，不少组织主动与“基地”组织或“伊斯兰国”（Islamic State，即IS）建立联系，大肆传播极端主义思想，把平民、外国人及政府武装作为成袭击目标，扩大自身影响力。

三、西非安全形势对当地矿业活动的影响

随着西非地区安全形势的持续恶化，特别是去年11月塞马福矿业的车队遇袭以后，对西非地区本就脆弱的矿业经济造成了较大的冲击。

1.少数矿山被迫关停

塞马福矿业是一家从事金矿勘查与开发的加拿大矿业公司，在布基纳法索拥有马纳（Mana）和邦古（Boungou）两个金矿，以及班图（Bantou）、纳班加（Nabanga）和科霍戈（Korhogo）三个勘查阶段的项目。去年11月发生的车队遇袭事件的事发地距离邦古金矿仅40公里，事发后塞马福矿业表示，尽管邦古金矿暂时是安全的，但出于对员工的保护，依然决定关停邦古金矿。

2.大部分矿山继续运营，但投入高昂的安保费用

对于已建成的矿山，国际矿业公司一般不会轻易将其关停，主要是因为矿山在前期勘查和建设阶段已投入巨额的成本，而关停和撤离矿山又要花费大量资金，这对矿业公司来说将是巨大的损失。

因此大多数已建成的矿山还是选择继续生产，但需要投入高额的安保费用。目前，在布基纳法索的运营矿山的矿业公司已大幅提高了安全防范措施，例如在矿山附近为政府军队修建军营、为员工宿舍修建铁丝网和围墙、为外籍员工提供直升机出行、为当地员工乘车出行配备护卫等，部分矿山甚至修建跑道，为员工往返首都提供飞机出行。

今年初，坚毅矿业对其马里思雅玛（Syama）金矿2020年的安保经费作了预估：预计该矿山全年安保成本为20美元/盎司（约合0.71美元/克），全年预计产量为26万盎司（约合7.37吨），全年总安保经费预计520万美元。

3.勘查项目受影响最大

受安全形势影响最大的是处在勘查阶段的项目，随着安全形势的恶化及安保费用的提升，多数矿业公司采取的策略是停止高风险地区的勘查项目并尽可能保证已建成矿山继续运营。

预现黄金勘探公司（Predictive Discovery）暂停了旗下位于布基纳法索的勘查项目。此前，该公司一家合资企业的地质专家在一场袭击中丧生，该公司高管表示，现在已经找不到愿意去当地工作的地质专家。

坚毅矿业拥有5家勘探公司的股份，去年年底就建议停止布基纳法索的一个勘探项目。

有些勘查项目甚至因安全问题搁置了多年，金环资源公司（Golden Rim Resources）的巴本加（Babonga）项目因为毗邻尼日尔边境，该项目已搁置了3年。

4.矿业公司陷入两难境地

西非地区成矿条件优越，找矿潜力巨大，人工成本也相对较低，对国家矿业公司具有较强的吸引力，但是安全形势带来的不确定性及高额的安保费用使得矿业公司陷入两难的境地。

为回避不确定性带来的风险，一些矿业公司决定退出高风险地区的项目，如裴伦蒂矿业公司（Perenti）去年12月表示，将退出布基纳法索高风险地区的项目，决定解除与诺德黄金公司（Norgold）签订的比绍（Bissa）项目合同并退出比绍项目。

也有不少矿业公司依然十分看好西非地区的投资前景，决定继续加大在西非地区的投入，如西非资源公司表示将继续推进布基纳法索桑布拉多金矿的相关工作，并将于2020年年中产出第一批黄金；奋进矿业表示，将在西非地区继续经营和投资，该公司的目标是在2020年成为布基纳法索最大的黄金生产商。

四、投资建议

1.充分评估项目所在地的安全形势

西非地区安全形势已经十分严峻，并且安全形势在中短期内还难言好转，这是否意味着西非地区没有投资价值呢？实际情况并非如此，中国地质调查局武汉地质调查中心已在西非北非地区十多个国家开展了多年项目工作，对大多数国家的安全形势都有一定的了解。由于历史和民族问题，很多非洲国家的政府并不能完全管控其全部国土面积，而政府能够实现强有力管控的地区一般来说是相对安全的，安全风险较大且经常发生恐怖袭击的地区多半是部分国家的边境附近。

因此，仅仅关注和评估西非地区或者某一国家的安全形势是非常片面的，最重要的是要充分评估项目所在地的安全形势。关于项目所在地的具体情况，建议咨询中国驻该国经商处、该国矿业管理机构以及中资企业，大多能获得该地较为全面的信息。

从近期的一些资讯中可以看出，不少矿业公司最近都加大了在西非地区的投入，其中一个重要原因是这些矿业公司已对项目所在地开展了充分评估并认为当地安全风险较低，如巴里克黄金公司（Barrick Gold）1月30日表示，将加大马里洛洛-贡科托（Loulo-Gounkoto）地区勘查投入；奥里奥尔资源公司（Oriole Resources）最近获得了塞内加尔塞纳拉（Senala）金矿项目新的10年期许可权，并表示将继续加大该项目的勘查投入；科拉黄金公司（Cora Gold）3月18日表示，拟筹集289万英镑资金用于其马里萨南科罗（Sanankoro）金矿项目后续勘探和开发；西非资源公司3月19日表示，其所属的布基纳法索桑布拉多金矿的试选矿和试冶炼工作进展顺利，已成功产出第一批黄金成品；卡蒂诺资源公司（Cardinal Resources）3月26日表示，已将加纳纳明迪（Namindi）金矿采矿许可证面积扩大了3倍，并且该矿山已进入快速建设阶段。

2.防范新冠肺炎疫情可能带来的持续性影响

新冠肺炎疫情在全球范围的扩散对矿业带来了巨大的冲击，一方面矿山产品需求下滑导致矿产品价格下跌；另一方面各国政府针对疫情制定的限制措施影响了国际矿业活动。

就西非而言，奋进矿业在布基纳法索的宏德（Hounde）金矿和阿散蒂黄金公司（AngloGold Ashanti）位于加纳的奥布阿斯（Obuasi）金矿分别检出1例新冠肺炎患者。目前，各矿业公司都已加强了防疫措施，一些公司通过关闭总部、限制差旅、实施居家办公等方式遏制病毒传播。这场疫情对各矿业公司和各矿山的管理层将是极大的考验，如何在这场危机中“活下来”，并且以什么样的方式“活下来”是各矿业公司面临的最紧迫问题。但是，可以确定的是人类终将战胜病毒，唯一不确定的是此次疫情在全球范围将持续多长时间。

3.正确认识和对待“危中有机”

面对安全形势和新冠肺炎疫情带来的双重危机，我们除了要充分认识和评估可能存在的风险，还要善于发掘危机中蕴藏的机会。

西非地区资源丰富，劳动力成本较低，而且西非不少国家的经济对矿业的依赖程度很大，因此当地政府也制定了一系列优惠政策鼓励国外矿业公司投资。但由于西方国家进入西非较早，各方面条件比较好的区块和项目早已被西方国家矿业公司占据，国内企业要么选择在夹缝中生存，选取西方国家矿业公司未登记的区块开展工作；要么以较高的代价获取优质项目。如去年11月，具有中国背景的合资企业取得了几内亚西芒杜铁矿北部区块的采矿权，但需要在几内亚修建一条铁路和一个港口。而在当前的危机中却有可能获得平时难以获得的项目，仅在最近一个月，西非地区已有多起并购案例：3月5日，特朗加黄金公司（Teranga Gold）已经完成塞内加尔马萨瓦（Massawa）金矿的收购工作，而马萨瓦金矿是西非地区最大的未开发金矿之一；3月16日，诺德黄金公司（Nordgold）向卡蒂诺资源公司发出要约收购提议，计划以2.27亿澳元的价格收购卡蒂诺资源公司；3月23日，奋进矿业以10亿加元的价格收购塞马福矿业，两家公司已签署并购协议，将组建西非地区最大的黄金生产商。试想一下，如果不是因为这场危机，收购的难度将大幅增加。

当然，这种并购需要建立在充分的评估和尽职调查的基础上，盲目的并购扩张一样会带来巨大的损失，“危中有机”一定是给有充分准备的公司。

4.注意2020年大选带来的影响

2020年，加纳、几内亚、布基纳法索、科特迪瓦、尼日尔、多哥等国将迎来大选。大选期间，政策不确定性风险增加，社会治安也会受影响，建议增强避险意识，建立应急机制。

（作者单位：中国地质调查局国际矿业研究中心、中国地质调查局武汉地质调查中心）

 

为进一步提升铀矿973计划项目研究成果，加强铀矿国际对比研究与技术合作，受萨斯卡彻温省地质调查局首席地质师Gary Delaney及里贾纳大学池国祥教授邀请，自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心铀矿工程及973项目首席科学家金若时率团于2018年12月2日至10日访问了加拿大萨斯卡彻温省地质调查局和里贾纳大学。

加拿大铀矿资源丰富，有着世界第四大铀矿储量，探明储量约占全球储量的9%；加也是全球第二大铀生产国。而萨斯卡彻温省（简称萨省）的阿萨巴斯卡盆地地区又是加最重要的铀矿区，产量占全国产量的70%以上。区内有全球品位最高的铀矿床麦克阿瑟河铀矿和雪茄湖铀矿等矿区，属不整合面型铀矿，是全球研究此类铀矿的最佳地区。萨斯卡彻温省地质调查局和里贾纳大学在铀矿调查研究方面，特别是不整合面型铀矿方面处于世界领先水平。

萨斯卡彻温省地质调查局（简称萨省地调局）隶属于萨省能源和资源部，负责全省的地质、矿产、能源的管理和勘查研究工作，调研、编档和维护萨省的地质、矿产和能源资源信息。全局40多名人员组成，分三个工作单位：石油地质组，矿物和北部地质组，数据管理组。

在访问加拿大萨斯卡彻温省地质调查局期间，中加双方回顾了近年的合作情况，并商讨了在中、加两国地调局合作框架内进一步开展铀矿对比合作研究内容及其可行性。随后，访问团受邀参加了第49届萨省地质开放会议（Saskatchewan Geological Open House）。会议分四个技术专题依次进行：铀—全球分布矿石系统和勘查；构造地质与矿床；兴起的和已建立的贱金属基地；勘查新项目与新进展。本次会议同时庆祝了萨省地质调查局成立70周年。会议还安排有几十幅学术海报展及十余家矿业公司推介展台。之后，访问团造访了萨省地调局的地下地质实验室（Subsurface Geological Laboratory），并进行了学术交流。金若时首席做了中国北方砂岩型铀矿的进展与理论创新的专题报告，Colin D. Card博士介绍了阿萨巴斯卡盆地西南缘Patterson 湖走廊深部构造控制的证据及其对勘查的影响；Sean A. Bosman博士介绍了Patterson 湖沉积岩及其矿产潜力；Melinda Yurkowski博士和Chao Yang 博士分别介绍了萨省的氦气资源和钾盐资源。

萨省地调局的地下地质实验室保管加拿大西部沉积盆地的23000个钻孔的岩心，被该省地质学家视为一个岩石图书馆。巨量的岩心、岩屑样品，管理有序而整洁。钾盐岩心为了防水防潮，需真空密封。为便于岩心观测，其工作场地与操作台设计科学、合理，非常便于研究人员作业，给访问团留下深刻的印象。

研究团队访问里贾纳大学地质系期间，与池国祥教授的团队进行了学术交流，参观了流体实验室。池教授为里贾纳大学终身教授，在矿床学及地质流体研究方面有很深的造诣，在铀矿成矿规律与流体模拟方面颇有建树。双方探讨了联合培养研究生、学者互访、分析技术研发、样品测试等合作事项，并达成初步意向。

本次出访，天津地调中心的铀矿团队开阔了视野，扩大了交往，深化了铀矿领域的相关认识，为全面、及时掌握铀矿国际前沿动态、建立长期稳定的中加合作关系打下了坚实的基础。

访问团与萨省能源资源部、地调局及IAEA成员座谈

考察萨省地调局地下地质实验室岩心

与里贾纳大学地质系开展学术交流

从1978年到2018年，是刚刚到达的改革开放四十年。在这四十年里，整个国家是一艘开足马力迎风破浪、驶向未来的大船。漫漫风雨途，每一个行业都心怀憧憬、力量满身，而每一代人，都砥砺向前、倾心奉献。这也正是这个国家四十年来不断进步的动力源泉。

“管中窥豹可见一斑。”

从1978年成立，到2018年壮大，自然资源部中国地质调查局中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所整四十年的发展历程与取得的成就或许可以成为探视整个行业科技与发展的一个窗口。

梦想启航的地方

四十年前，原国家地质总局批复同意了中国地质科学院关于建设矿产综合利用中间试验基地计划任务书，同意中国地质科学院在郑州成立国家地质总局郑州矿产综合利用中间试验研究基地。1982年，原地质矿产部将地质部郑州矿产综合利用研究所筹备处改称为地质矿产部矿产综合利用研究所郑州分所。1986年，原国家科学技术委员会批复同意恢复郑州矿产综合利用研究所管理体制，更名为地矿部郑州矿产综合利用研究所，为原地质矿产部直属事业单位。2000年，经中央机构编制委员会办公室批复同意，研究所更名为中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所。2005年，郑州综合利用所划归中国地质调查局直接管理。如今，自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所（简称“郑州综合利用所”）已成为自然资源部中国地质调查局的直属科研机构。

四十年来，支撑国家矿产资源管理决策、支撑国家重大工程实施、保障国家经济建设资源需求；创新实现矿产资源节约集约与综合利用，完成标准化建设，储备大批领军人才；建成国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心、自然资源部郑州矿产资源利用评价中心、自然资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室、自然资源部矿产资源综合利用野外试验基地、河南省黄金资源综合利用重点实验室、郑州市吸附催化重点实验室等多个国家级、省部级和市级科技创新平台；共获省部级以上科技奖励60余项，拥有专利近百项，多人获省部级人才等荣誉称号……四十年来，数历风雨，屡经沿革，郑州综合利用所在漫漫征途中蜕变成一支勇于创新、敢打硬仗的地质科技劲旅。

如今，根据社会与经济发展的需求，郑州综合利用所的主攻方向实现了调整和拓展，除了开展矿产综合利用高效利用、综合利用、循环利用基础研究和技术创新示范，开展矿产资源开发利用水平及开发利用效率评价，开展矿产资源区域调查、矿产勘查及可利用性评价、大型矿产资源基地资源环境综合地质调查与评价等优势项目外，还可承担金属、非金属矿产资源和海洋、深部矿产资源及非传统矿产资源可利用性调查评价，矿山和重要城市生态地质环境调查评价，新材料资源调查与评价等任务，以承担地质调查工作为重心，为国家矿产资源管理提供技术支撑。

这一支地质行业的科技劲旅，在四十年中已然成长为一支支撑服务国家自然资源管理决策及地质调查中心工作不容忽视的力量。

搭建平台支撑科研

“有科研平台支撑才能有机会出更多科技创新的成果，硬件设备必不可缺。”这是数年里郑州综合利用所历任负责人坚信并秉承的理念。该所抓住一切机会，争取各方支持，建立科技创新平台。

四十年来，郑州综合利用所先后建成国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心、自然资源部郑州矿产资源利用评价中心、自然资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室、自然资源部矿产资源综合利用野外试验基地、河南省黄金资源综合利用重点实验室、郑州市吸附催化重点实验室等6个科技创新平台。

国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心于1992年成立，1995年顺利通过国家科技委员会验收。中心围绕国家资源、环保等领域的重大、前沿科学问题和共性关键技术，开展提高矿产资源综合利用率、提高矿产资源价值及加强非金属矿保护与利用等技术支撑体系建设研究，结合高水平人才的培养、高层次学术交流与行业技术服务基地的建设，发展成为非金属矿加工利用的技术创新基地、科技成果的辐射源、科技成果转化的加速器。如今，中心共有各类科研仪器设备800余台套，形成规模化的生产线共9条；围绕非金属矿资源高效利用研究工作，承担了多项国家级、省部级及横向科研项目，取得了丰硕的成果，分子筛产品的研发、膨润土矿改性技术、钾长石矿高效利用技术、硅藻土矿高效利用、蓝晶石类矿物（蓝晶石、红柱石、夕线石）分选提纯、珍珠岩保温材料的制备、复杂磷矿的浮选、盐卤资源的高效利用、复杂萤石矿的浮选分离技术、碳酸钙除杂及改性技术、超纯石墨矿提纯技术等在国内居于领先水平；在非金属矿加工装备研发方面，研制了非金属专用浮选机、 新型双室搅拌磨、超细粉碎-表面改性一体化装备、非金属矿专用干式永磁强磁选机、非金属矿专用碎磨机等新型高效装备。目前，中心综合研究能力跻身国内非金属矿行业一流研究机构行列。

矿产资源综合利用野外试验基地是原国土资源部2011年第一批命名和建设的野外科学观测研究基地，位于河南省洛阳市宜阳县，占地120亩，是在矿业领域具有一定通用性的科技成果转化半工业试验及工业试验基地。其日处理原矿能力达50~300吨，可广泛开展金属矿综合利用、非金属矿综合利用、尾矿综合利用的技术研究及成果孵化。

在过去5年里，基地针对我国矿产资源综合利用率低、技术不够突出、尾矿和废渣等二次资源综合利用不足等问题，承担了多项国家重大研究课题，系统研发了无氟弱酸条件下长石石英浮选分离、钾长石差异化选别、智能光电拣选、尾矿干排等成套具有自主知识产权的关键技术及装备，为同类非金属矿产资源的高效开发利用提供了技术准备。

自然资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室于2012年获批建设，2015年通过验收。面对我国复杂多金属矿资源开发利用难的问题，重点实验室围绕共伴生多金属矿资源综合利用、难选冶多金属矿关键技术及装备研发、多金属矿利用现状调查评价及数据库建设，开展了基础研究和关键技术创新，解决了一批难选冶复杂多金属矿综合利用关键技术难题，为我国重要难选冶矿产资源技术难题攻克和重要矿产“三率”综合调查与评价提供技术支撑。

全国国土资源标准化技术委员会矿产资源节约集约利用分技术委员会秘书处也挂靠郑州综合利用所运行。全国国土资源标准化技术委员会矿产资源节约集约利用分技术委员会（SAC/TC93/SC9）成立于2011年1月，由资源管理部门、矿业研究院所、设计单位、矿业院校、矿山企业等领域的29位专家组成。截至2018年7月，委员会已审查发布《矿产资源综合利用技术指标及其计算方法》、《非金属矿行业绿色矿山建设规范》等标准10余项。其中，《矿产资源综合利用技术指标及其计算方法》规范统一了“三率”作为行业评价指标，为资源管理部门制定发布重要矿产“三率”标准提供了标准支撑；《非金属矿行业绿色矿山建设规范》等9大行业绿色矿山建设标准，是目前全球首次发布的国家级绿色矿山建设行业标准，标志着我国的绿色矿山建设进入了“有法可依”的新阶段，将对我国矿业行业的绿色发展起到有力的支撑和保障作用。目前，委员会还组织承担了国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用”（NQI）专项中6项国家标准研究工作；计划开展12项本领域标准研究制定。

同时，为更充分服务地方经济发展，郑州综合利用所建成了河南宜阳矿产资源综合利用野外试验基地、郑州高新区中试基地和本部基地的中试车间等3个功能齐全、设施一流的中试基地，拥有矿物分选提纯、超细粉碎和改性、矿物材料试制、冶金化工、选矿装备试制、光电拣选、高聚物复合材料试制、真空回转活化、工业示范线等9条工程化示范生产线，可为国内外提供各类矿产资源开发和评价的技术服务、选矿设备以及非金属矿深加工等服务。其中，矿物分选提纯示范生产线已成为国内矿产资源综合利用领域规模最大、技术装备先进、功能齐全的示范生产线；矿物加工工业生产线试验规模已超过南非明泰克研究所和芬兰冶金研究中心，居世界首位。

创新成果层出不穷

西班牙小说家松苏内吉说，有总是从无开始的，是靠两只手和一个聪明的脑袋变出来的。

有科技创新平台，只要肯勤奋努力，矢志不渝，创新成果指日可待。

数十年来，郑州综合利用所为矿产保护与合理利用做了大量基础性、公益性调查与研究工作，通过技术创新、成果推广、综合利用技术政策标准研究及面向行业的新技术服务，为提升我国资源综合利用效率做出了重要贡献。

2016年12月，原国土资源部、国家发改委、财政部、工信部、国家能源局等五部委联合发布了由郑州综合利用所起草的《矿产资源开发利用水平调查评估制度工作方案》，提出以矿产资源全面节约和高效利用为目标，以矿业权人勘查开采信息公开公示为基础，动态调查矿产资源开发利用现状，科学评价矿产资源开发利用水平，健全完善评估指标体系，构建激励约束机制，推动矿产资源利用方式根本转变；要在现有27个矿种“三率”最低指标基础上，研究制定领跑者指标，到“十三五”末完成46个矿种“三率”最低指标和领跑者指标，逐步建立较为完善的评估体系；到2020年建成调查评估常态化、科学化、标准化和激励约束差别化的开发利用水平调查评估制度，基本建立主要矿种 “三率”指标体系，提升矿产资源开发利用水平，促进生态文明建设。

同时，该所还在满足国家需求开拓新资源及改善修复矿山地质环境方面成就卓著。

截至目前，已取得科研成果800余项，获省部级以上奖励的科技成果60余项。其中，磁团聚重选新工艺获国家科学技术进步一等奖、原地矿部科技进步特等奖；西藏铯硅华的发现及提取试验研究获国家科学技术进步二等奖；西藏扎布耶盐湖资源评价-矿床成因、地质勘查、动态观察与开发试验，获国家科学技术进步二等奖、国土资源科学技术一等奖；磁铁矿选矿提质节能新技术磁场筛选法及应用，获国土资源科学技术一等奖。另获部级二等奖8项、协会一等奖1项。科技成果的转化率在50%以上，技术辐射全国23个省（区）百余个矿山企业。

除科研成果外，还拥有一系列专利设备及产品。如应用于磁铁矿选矿领域的CSX系列磁场筛选机，其整体性能、效果及独创性处于国际领先水平，已在30余家大型铁矿山企业推广应用，并出口至南美。再如，广泛应用于汽车制造、建筑、石油天然气、空分行业、制冷、乙醇干燥及水处理行业等的分子筛、阻燃剂，不仅广泛覆盖国内市场，更远销美国、日本、韩国、澳大利亚、意大利、印度等国。

除科研成果及专利外，相关资质的获得也是社会和业界对其能力和水平的认可。

郑州综合利用所目前已获得国家CMA实验室资质认定、ISO9001质量管理体系认证、CNAS国家实验室认可，具有岩矿鉴定、岩矿测试、选冶试验地质实验测试甲级资质，固体矿产勘查甲级资质，区域地质调查乙级资质，水文地质工程地质环境调查丙级资质。在学术方面，该所具有矿产资源综合利用、分析测试、岩矿鉴定和冶金化工领域的硕士学位授予权，累计培养硕士研究生20余名。主办的全国中文核心期刊《矿产保护与利用》从1981年创刊就坚持宣传国家矿产资源开发利用与保护的相关政策和法律法规，介绍矿业管理和矿产资源综合利用、非金属矿深加工的最新研究成果，传播科技信息，交流学术思想，促进科技成果转化，为社会主义建设服务。

人才建设初显成效

大海航行靠舵手。一场伟大战役的胜利离不开指挥官的正确谋略。

面对累累硕果，郑州综合利用所党委书记、所长冯安生感触颇深：“这是我们的团队紧盯国家重大战略和市场需求，实施创新驱动战略，精心打造科技创新平台，促进科技成果转化与服务的结果。”

的确，地质科技人才是地质调查事业改革发展的关键因素。

中国地质调查局曾出台的《中共中国地质调查局党组关于加强地质科技人才队伍建设的指导意见（试行）》中提出，科学技术是地质调查事业改革发展的第一生产力，人才资源是地质调查事业改革发展的第一资源，地质调查过程就是科技创新和人才成长过程，必须下大力气解决人才问题。

由此看来，高度重视人才的培养和激励，或许是郑州综合利用所成功的决定性因素。

“我们坚持把人才资源作为推进事业改革发展的第一资源，出台了一系列促进人才发展的政策措施，人才队伍建设初见成效。”谈到人才工作，冯安生介绍说，截至目前，郑州综合利用所在编人员143人。其中，博士13人、硕士67人、大学本科37人、大学专科14人，硕士以上占比56%，大学本科以上占比82%，高学历人员明显增加；专业技术岗位人员106人，占职工总数的74%；高级职称技术人员48人、中级职称技术人员41人。目前，该所拥有国家高技术研究发展计划（863计划）资源环境领域主题专家组专家1人、国务院政府特殊津贴11人、国家注册咨询工程师5人、中央国家机关会计领军人才1人，河南省优秀专家3人、河南省学术技术带头人1人，原国土资源部百名跨世纪科技人才1人、原国土资源部百人计划1人、第一批原国土资源部杰出青年科技人才3人、第一批原国土资源部科技创新团队1个，中国地质调查局优秀地质人才2人，郑州市科技创新创业骨干人才1人。

郑州综合利用所严格执行中国地质调查局党组“五问”“五不唯”人才和成果评价标准，着力把好选人用人方向，不断提升干部的管理能力和专业能力，加强后备人才队伍建设，真正为地质调查事业选出“政治强、懂专业、善治理、敢担当、作风正”的干部。

作为这支队伍的“指挥官”，冯安生对未来充满信心：“总体上看，郑州综合利用所人才年龄结构、知识结构、学历及专业水平的层次分布趋于合理，能力素质显著提升，人才成长环境明显改善。‘三率’调查团队、盐湖综合利用团队、尾矿利用团队、磁选高效化技术设备制造团队已初步成型，能够为矿产综合利用事业持续发展提供必要的人智保障。”

党的建设关系重大，牵动全局。

多年来，该所党委坚持把党建工作作为总统领，全面加强党对各项事业的领导，抓重大、抓尖端、抓基础，为精心服务自然资源中心工作提供坚强政治保障。为主动适应新时代新任务新要求，该所深入开展各种专题学习，牢固树立“四个意识”，坚定“四个自信”，做到“四个服从”，严格党内组织生活；通过领导干部讲党课等宣传教育，将党的思想内化于心，外化于行，进一步坚定广大党员理想信念，提高党性修养；加强支部班子建设，夯实基层党组织，筑强战斗堡垒；在局系统内率先为支部设立专门办公室、活动室等场所，打造党建宣传长廊；广泛开展“四态”问卷调查，进一步做好职工思想政治工作，保持队伍稳定，激发和调动干部职工的积极性、主动性和创造性，努力营造民主、团结、积极、向上的和谐氛围和风清气正的政治生态。

 

近日，从国家知识产权局获悉，中国地质调查局岩溶地质研究所研制的“便捷式水中溶解性气体静态顶空野外采样设备”获国家实用新型专利，专利号为ZL 2017 2 0069244.4。

本发明涉及一种便携式水中溶解性气体静态顶空野外采样设备，包括主体和盖体。所述主体为上端开口的空心圆柱结构，所述盖体可拆卸的密封在所述主体的开口位置处；在所述盖体上设有连通所述主体内部的第一阀门；在所述主体内底部设有曝气管和气囊，所述曝气管上设有多个气孔；所述主体的侧壁

上设有三个第二阀门，三个所述第二阀门分别连通所述曝气管、所述气囊和所述主体内的底部。

本发明的有益效果是结构简单、操作方便，轻便易于运输、成本低；非常适合野外大量提取水中溶解性痕量气体；解决了传统顶空瓶抽气时形成真空的，气体不能完全抽取的缺点。

 

阵雨刚过，布满青苔的山路比平日更加湿滑，53岁的李相明熟练地踩着台阶往山坡上走。这里叫蔡家坝，是重庆市云阳县凤鸣镇清江村的一个地质灾害隐患点。作为村里的地灾群测群防员，入汛以来，李相明每周至少两次要到这个他负责的点上进行日常巡查监测，遇到下雨天则是每天一次。

从山脚下的家出发，绕着山坡巡查一圈，李相明需要走上整整两小时。眼前是一栋旧屋，墙体上的裂缝触目惊心。李相明在裂缝两边各钉了一个钉子。“每次来用卷尺一量，如果数字有变化，就要赶快上报。”

地处三峡库区腹地的云阳县，几乎具备了地灾易发的所有条件：区域内山大坡陡、江河纵横，自然地质条件复杂，地层岩性软硬相间。全县已查明各类地灾隐患点1021处，威胁8万余人生命财产安全。在长期与地灾斗争的实践中，云阳形成了一套行之有效的群测群防降险减灾办法。

“四重网格”，盯紧看牢每一处隐患

6月中旬，连下了一周的雨。重庆地质矿产研究院派驻云阳的黄勤，马不停蹄地在97个地灾点之间巡查。“持续降雨后的2天内最容易发生地灾。”作为驻守地质队员，他负责两个乡镇的地灾防治技术支撑。

与此同时，云阳县国土资源和房屋管理局副局长凌昌勇带领县地质环境监测站负责人，查看了蔡家坝地灾隐患点后，又匆匆赶到刚刚出现险情的人和街道莲花社区了解应急处置情况。

进入汛期，云阳县地灾防治“四重网格”进入紧张的工作状态——1021名地灾群测群防员对每处地灾隐患点开展监测；42个乡镇（街道）128名片区负责人紧盯辖区地灾防治；重庆市派驻的4家地勘单位22名地质队员驻守乡镇严阵以待；10名县地质环境监测站技术人员到岗到位，加强应急值守和分片督查巡查……

云阳县地灾防治中心副主任胡红军说，地灾的发生一般都会有前兆，如房屋、地面开裂、倾斜，井水水位突变、浑浊等。如果监测员及时发现，就有可能躲避灾害。群测群防的意义正在于此。

入汛前，地质队员协助各乡镇在每个隐患点组织了应急演练培训，让老百姓知晓地灾发生该沿什么路、往哪个方向跑。“可别小看每个点的演练！”让胡红军印象深刻的是，3年前就是因为一场接近实战的应急演练，让向家坪社区的村民逃过了死神的魔爪。

2014年9月1日，云阳县降了一场大雨，江口镇向家坪社区12组一处居民区后山出现了一道长约260米的裂缝，不一会儿工夫，一处约180万立方米的滑坡体倾泻而下，将整个居民区夷为一片废墟。得益于12组组长郑方明组织的一场计划外应急演练，短短13分钟险区内188人全部安全撤离。原来，在历年开展的排查中，12组不属于地灾隐患区，没有安排应急演练。但在当年汛前，郑方明看到邻近的王家老屋滑坡隐患点正在演练，就在本组也开展一次演练。

之前没有排查出隐患、未列入监测的地方，恰恰发生了地灾——近年来多起类似向家坪滑坡的灾害发生，让云阳县国土房管局进一步总结完善“四重网格”。

从去年开始，云阳县在“四重网格”的基础上再加一重，建立了村级地灾巡查员制度。县财政安排资金100多万元，每个村增配1名、全县共落实458名村级地灾巡查员，重点巡查未列入隐患监测的区域，实现了逐点有人监控、逐片有人巡查，确保防范不留真空。

科学监测，让风险管理更精准

青龙街道建民村，这个位于长江北岸的村庄，平静的外表下暗藏危险。村庄位于不断变动的旧县坪滑坡隐患点上，滑坡下方正对着浩浩长江。800多年前，建民村所在的位置曾发生过两次大规模山体滑坡，将汉代古城朐忍完全掩埋。

路边一个外形像路灯、基座印有“地灾监测”字样的装置引起了记者的注意。成都探矿工艺研究所的工程师冯晓亮介绍：“这是地表位移自动监测系统，通过太阳能板连接数据采集箱，采集的数据实时传回监控中心。” 除此之外，隐患点还布设了深部位移监测、地下水位监测、地表裂缝位移监测、降雨量监测等仪器。“一旦自动监测传回的数据有异常，我们会马上去现场，根据情况提出防范建议。”

作为三峡库区典型地灾点，旧县坪滑坡从2001年就开始了专业监测。10多年的监测，让冯晓亮熟悉这里的一草一木一石。他告诉记者，几乎每年汛期，随着降雨量增加和三峡库区水位下降，滑坡整体都有不同程度变形。

在云阳县，这样的专业监测点一共有24个，承担着保护三峡库安全的重要任务。

在双龙镇长兴村，能够“自动报警”的“大喇叭”被村民们直夸“管用”。“大喇叭”由雨量观测和预警装置构成，一旦雨量达到一定数值，喇叭就会嘀嘀响，并向村民手机发送预警消息。村民们接到预警消息能按预定路线跑出来，解决了应急地灾监测预警中“最后一公里”的问题。

安装一年来，广播“响”了5次，成功转移群众370人。基于长兴村试用效果明显，云阳县已计划投资500余万元，在全县164处重要地灾隐患点和警示防范区推广运用“大喇叭”。

与监测技术应用同步推进的还有地灾防治信息化建设。

去年年底，总投资260万元的云阳县地灾应急指挥中心建成并投入运行。在指挥中心平台，基于高清影像3D地图模型，全县1021处地灾隐患点的位置和监测情况一览无遗。指挥中心能够实时与重庆市国土房管局安全应急指挥中心、县应急指挥中心、气象自然灾害预警预报指挥中心互联互通，实现了地灾隐患点的可视化管理和应急指挥的精准调度。

降险处置，彻底消除隐患

站在自家三楼望着屋后的岩石，家住人和街道黄草坡的居民老袁禁不住皱起了眉头：“山在动，随时有危险。前几天下暴雨，我们连夜撤到村委会住，想起来真是后怕。”

6月4日上午，临近云万路的黄草坡发生滑坡，滑塌量600立方米。地质专家随后的监测发现，问题远不止于此。受连日降雨影响，距滑塌区后方约20米的地方，出现贯通式拉张裂缝，约4800立方米的岩体在强降雨条件下处于临滑状态，极有可能再次发生大规模滑坡。而山脚还住着22户人家，山下则是车流密集的公路。

应急抢险立即展开。云阳县国土房管局划定了危险区域，设置了警戒线、警示牌。在打钻机的轰鸣中，三根锚墩支撑桩被打入滑坡体，力图稳住边坡。凌昌勇表示，应急处置后还将委托重庆地质矿产研究院对滑坡开展整体勘查、设计，进行综合治理，彻底消除隐患。

临灾应急处置是防灾工作最为重要的环节。早在2015年，云阳县就出台《暴雨山洪地质灾害预警预防管理暂行办法》，根据雨量分等确定地灾响应级别和应急联动方式，实行分级管理、分级防范，做到“防有措施、抢有办法、撤有路径”。

“实践表明，群测群防是现阶段最直接、最有效的防灾减灾手段。用科技知识武装起来的人民群众，是地灾群测群防监测工作中最重要的基础力量。”云阳县国土房管局局长李珉卿表示，要实现长治久安，还得依靠地质灾害治理搬迁。

据介绍，2013年以来，云阳县累计争取中央、市级资金2.3亿元，实施地灾工程治理项目36个，对186个地灾隐患点受威胁群众16053人实施搬迁避让；县级安排专项资金3500多万元，对130多处地灾险情实施了降险处置。

入汛以来，云阳已遭受了几场暴雨，出现了多起灾情险情，由于预警及时、防范得力，全县地灾隐患点没有发生人员伤亡。雨还在下，云阳国土人与地灾的赛跑还在继续……

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

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

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

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

 

动因

唤醒沉睡海底的矿产宝藏

 

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

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

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

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

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

 

 

挑战

深海矿产开采存在法律空白

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

 

现状

各国加速“淘金”探明深海富矿区

 

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

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

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

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

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

 

前景

铺就“产学研用”深海采矿之路

 

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

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

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

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