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    在2024年全国科普日来临之际,为进一步普及科学知识,弘扬科学精神,近日,中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所(以下简称“郑州综合利用所”)组织科技人员走进荥阳金寨回民小学开展“探寻岩石之路-揭示炼钢密码”主题科普活动。

    讲座中,郑州综合利用所郝小非博士结合不同的岩石矿物图片和岩石特点与用途,用浅显易懂的语言,带领同学们一起探寻岩石的来源,认识矿物与岩石的区别,讲解了荥阳当地常见的矿产资源特点与用途,并以石灰石、铁矿石、焦炭为例,讲解了炼铁和炼钢的工艺,还讲述了我国钢铁发展历史与科研团队坚如磐石、锲而不舍探索钢铁炼成之路的历史。

    讲座结束后,科研人员精心设计的科学小实验,进一步展示了岩石矿物的魅力和矿物加工的神奇。同学们专注的眼神充满着对知识的渴望,一次次精彩的互动承载着他们对科学的兴趣。此次活动让同学们在学校也有近距离接触矿山的机会,有助于提高同学们对科学的求知欲和探索欲,激发他们学习科学知识、勇攀科技高峰的兴趣。

    多年来,郑州综合利用所多次走进社区、中小学校开展“岩石与矿物”的科普讲座和科普实验活动,引领更多的人重视科普、支持科普、参与科普,不断激发大家讲科学、爱科学、学科学、用科学的热情,助力提升全民科学素质。

    科普讲座

    学生提问与交流

    科学小实验

    郑州综合利用所走进荥阳小学开展科普活动

    在“全国科技活动周”来临之际,为进一步激发青少年的科学梦想,弘扬科学精神,普及科学知识,5月24日,中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所“金红石黏土矿物等非金属矿综合利用技术研究与应用”项目组走进驻马店市第二十三小学,开展了以“奇异石头”为主题的科普讲座。

    讲座从陆游的诗“花如解语应多事,石不能言最可人”讲起,用通俗易懂的语言和生动活泼的事例,讲解了日常见到的各种各样奇异石头的来源与组成,岩石、矿物、矿产资源概念,矿产资源与人类关系,驻马店矿产资源种类与用途,并以方解石、石灰石、磁铁矿为例,讲解了水泥的生产、塑料的制备以及钢铁是怎样炼成的,并以此鼓励学生们在生活中要勇于展现自我,不惧千锤百炼,要有敢于接受挑战和新事物的无畏品格。

    在实践环节,同学们在科普老师的指导下动手完成了磁铁矿的分选,观察了不同颜色的石头在硬度、形貌上的差异,直观感受了石粉复配后漂浮在水面上的神奇,表现出对奇异石头的浓厚兴趣,感受到科学带来的乐趣,从而也加深了对岩石、矿物、矿产资源的认识与理解。

    此次科普进校园活动,把岩石搬进课堂,以直接感知、动手操作、亲身体验、互动交流的形式,丰富了学生的科学知识,激发了学生探索科学的兴趣,培养了学生探究新事物的能力,受到师生们一致好评。

    科普报告

    互动交流

    科普人员与师生代表合影

    豫见科学——郑州综合所开展科普进校园活动

    2019年7月6日-7日,自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所召开岩溶生态系统碳氮循环学术研讨会,来自南京师范大学、中国科学院、浙江大学、海南大学和岩溶所的7位专家、研究人员进行了学术报告。

    会上,南京师范大学地理科学学院蔡祖聪教授做了题为“气候-土壤-植物氮形态契合的生产和生态环境意义”报告,深入阐述了土壤氮循环与气候和植物之间的关系,提出应根据土壤氮转化特点和作物氮素吸收特性合理施用氮肥。中国科学院华南植物园莫江明研究员做了“南亚热带森林生态系统对氮沉降的响应与适应”报告,系统阐述了氮沉降对南亚热带森林生态系统植物多样性、固氮效应和水分的影响。浙江大学浙江大学环境与资源学院马斌研究员做了“基于网络视角的土壤微生物生态过程”报告,分析了不同气候区森林生态系统土壤微生物的地理分布模式以及微生物间相互作用对土壤功能的影响。中国科学院南京土壤研究所颜晓元研究员做了“农田氮肥去向的影响因素与高效利用原理”报告,分析了我国氮肥施用的农学价值和环境影响,提出了降低氮肥损失和提高氮肥利用效率管理措施。海南大学热带作物学院伍延正博士作了“不同施肥模式对热区稻菜轮作系统氧化亚氮和甲烷排放的影响”报告,阐述了热区水稻种植条件下如何合理施肥以及温室气体减排。岩溶所李强研究员做了“喀斯特断陷盆地盆-山结构的土壤微生物群落特征”报告,分析了断陷盆地不同海拔高度土壤微生物的分布特征及其影响因素。岩溶所朱同彬副研究员做了“岩溶区石灰性土壤氮转化特点”报告,评估了岩溶区不同土地利用方式下土壤氮转化过程变化及其影响因素。

    研讨会期间,部分参会专家和老师参观了中国岩溶地质馆和毛村野外试验基地,并就野外试验设计、采样等进行了交流与讨论。

    来自南京师范大学、中国科学院南京土壤研究所、中国科学院华南植物园、中国科学院亚热带农业生态研究所、浙江大学资环学院、海南大学、广西师范大学、桂林医学院、湖北省农业科学院植保土肥研究所、岩溶所等高校院所50余人参加会议。

     

     

    岩溶所召开岩溶生态系统碳氮循环学术研讨会

    钱塘江,浙江省的母亲河;钱塘江源头区域,国家重点生态功能区、长三角地区重要战略水源地和华东地区的重要生态屏障。2018年,钱塘江源头区域山水林田湖草生态保护修复工程被列入国家第三批试点,并启动实施。随后,建德市、淳安县、常山县、开化县四县(市)分别着眼于生态保护与历史文化融合、内陆湖泊生态系统保护修复、废弃矿山生态修复、生物多样性保护等,统筹推进山水林田湖草综合治理、系统治理、源头治理。2021年,钱塘江源头区域生态保护修复工程因特色鲜明、成效显著,入选自然资源部与世界自然保护联盟(IUCN)联合发布的基于自然解决方案中国实践典型十大案例。

    在开展钱塘江源头区域山水林田湖草生态保护修复工程的四县(市)中,有两个县隶属于衢州。作为钱塘江源头城市,衢州是浙江大花园的核心景区,扎实做好山水林田湖草生态保护修复工作成为其保护浙江生态屏障的第一道关。

    废弃矿山变身“常山小瑞士”

    眼底是生机绿意,星罗棋布的稻田错落有致;眼前是矿山绝壁,雪山般斑斓的灰黑色岩壁高耸巍峨;抬头远眺是三衢石林,山石壮阔尽显大自然的鬼斧神工……

    当记者走进辉埠矿山公园时,眼前的景象令人震撼。你很难想象,许多年前这里曾是机器隆隆的矿区开采现场,灰尘弥漫。

    辉埠石灰石矿区整治后一角

    辉埠矿山公园位于衢州市常山县辉埠镇,这里拥有丰富的石灰石资源,开采历史悠久。2006年,当地被命名为“中国常山钙业生产基地”,石灰石资源开发利用也成为常山县最大的支柱产业之一,高峰时的2013年其年产值达到10亿元,占全县总产值的10%。然而,粗放式开发利用不仅破坏了生态环境,也影响了当地居民的正常生产生活。

    “过去的辉埠镇,天是灰色的,镇域内尘土飞扬,当地老百姓常常是晴天出门一身灰,雨天出门一身泥。”采访现场,常山县委常委、辉埠镇党委书记杨力军回忆起多年前的场景感慨万千,“因为灰尘大,当地村民种植的水稻上落满水泥浆和灰尘。丰收时节,当各地稻谷飘香,抓紧抢收时,当地的农户却因为晴天灰尘太大无法抢收,只能等到下雨天才能收割。”不仅如此,“粗放式开采还导致山体满目疮痍,坡面长时间风化剥落,岩体原生结构面长期裸露,存在大量地质安全隐患。此外,大量矿渣等松散物质导致水土流失,山体孔隙汇水及石灰岩溶解造成重度碱性水污染,严重威胁着当地水系生态环境及居民日常用水安全。”常山县自然资源和规划局副局长胡龚雅补充道。

    开展区域综合整治迫在眉睫。2013年,常山县“蓝天三衢”生态治理工程正式启动。一场以地质安全和生态绿色为出发点,以“山水林田”要素协同修复为技术着力点,以建管发力、长效机制为管理落脚点的“生态修复战”正式打响。

    工程分一期、二期两个阶段实施。第一步率先对当地的钙产业链条进行系列整治,全面关停拆除16家轻钙企业、165孔石灰立窑和201条石灰钙落后生产线,彻底切断污染源头。随后,工程对矿山边坡开展生态修复。针对矿区遗留问题复杂多样的实际,设计施工团队实施“一区一策”,有效清理宕底台地的矿渣与落石,消除矿山边坡地质灾害隐患。针对石灰石尾矿废水造成的区域性水体和土壤破坏,常山县着手实施水体环境生态修复系统,建设东乡湖生态消纳系统,引取周边大坞水库和灵湖溪的水源进入消纳池中,强化碱性水生态消纳效果,真正实现污水长效化、智能化处理排放。同时,紧密结合水土保持工程措施、林草植物保护措施和空气污染防治措施形成水土保持综合防护体系。

    不仅如此,工程还按照山水林田湖草系统治理和绿色发展理念,优化国土空间布局,整合资源进行全域规划设计和整治,将废弃矿山宕底、废渣场地复垦为耕地,将相邻未利用坡地进行连片开发改造为耕地;对旱地进行防渗层回填、改造,有效增加耕地面积,提升耕地质量。

    至此,工程多措并举,通过“山水林田”协同修复,将“地质+生态”领域的关键治理技术运用到“自然恢复+工程治理+长效管理”之中,满足了人民群众对美好生态环境的需要。

    但是,常山县的石灰石储量和品位位居浙江省首位,去产能后该如何实现当地的绿色可持续发展?“科学利用石灰石资源,实现生态和经济效益兼得。”常山县给出了答案。

    为此,该县在整治的同时,成立了常山县农村投资集团有限公司泰安矿产经营有限责任公司,专门负责石灰石矿产资源的科学利用和市场化运作,以及对外招商引资等工作。同时,辉埠镇凭借常山“两山合作社”这把“金钥匙”,对辉埠后社片区矿山开采、钙产品加工遗留的污染用地及周边土地进行集中收储,开展污染治理和生态修复,为当地企业转型升级、引进投产企业进驻提供了优质的融资平台,从而实现生态资源向资产、资本的高水平转化,成为辉埠镇在产业转型过程中绿水青山变为金山银山的有力助推器。

    统计显示,通过矿山地质生态环境综合治理,工程完成废弃矿山治理面积676亩。治理后,矿山边坡失稳、崩塌情况不复存在,地质灾害威胁得到有效消除;城区环境空气优良率从2014年的81.8%上升到2021年的98.6%;通过土地平整和连片改造,新增水田360亩、旱地690亩,旱改水150亩,为实现耕地总量动态平衡发挥了重要作用。同时,各村立足产业基础和区位优势,依托辉埠工业园区平台,走出了一条契合实际、具有特色的共同富裕新路子。2020年,全镇村集体经济总收入达2006万元,农民人均纯收入达2.45万元,同比增长15%……

    如今,曾经的矿区和生产企业没有了,取而代之的是一座美丽的辉埠矿山公园。打开社交平台,人们亲切地称这里为“常山小瑞士”,高大冷峻的矿山与错落有致的绿色景观碰撞形成的独特风景,吸引数万网红慕名在此拍照打卡。可以说,项目的实施,使全镇的生态效益、经济效益和社会效益得到同步提升。

    地役权补偿机制实现自然生态保护与利用双赢

    “如果我是一条鱼,我愿意游进钱江源;如果我是一只鸟,我愿意飞向古田山。”在钱江源国家公园科普馆展示区,有这样一段优美诗句格外吸引人。

    诗中提到的“钱江源”,便是浙江省母亲河钱塘江的发源地,位于衢州市开化县,钱江源-百山祖国家公园候选区钱江源园区便坐落于此。钱江源园区是由古田山国家级自然保护区、钱江源国家森林公园、钱江源省级风景名胜区,以及连接上述保护地的生态区域整合而成,总面积252平方公里。区内保存着全球稀有的大面积呈原始状态的中亚热带低海拔典型的常绿阔叶林地带性植被,生物多样性极其丰富,是中国特有、世界濒危野生动物黑麂和白颈长尾雉的集中分布区,被人们称作“中国的亚马逊雨林”。

    试点工作开展以来,钱江源-百山祖国家公园候选区钱江源园区秉持水源涵养、生物多样性保护的功能定位,针对试点区域范围内的集体建设用地占比高等特点,创新性探索了地役权补偿的机制,辅之以社区共管机制加以具体落实,实现生物多样性的完整保护。

    据了解,在钱江源-百山祖国家公园候选区钱江源园区2.3万公顷的林地面积中,集体林地占比高达79.6%。为实现集体林地统一管理,2018年2月,钱江源国家公园管理局在国内率先启动集体林地地役权改革,通过一纸协议、一套管理方式,在权属不变的前提下,规范国家公园范围内集体林地的生产经营活动,并通过生态补偿的方式,实现对自然资源统一管理。钱江源国家公园管理局有关负责人解释说,“集体林地地役权改革简单来说就是,你承诺不破坏生态环境,将林地纳入我的统一监管,我就给你一定的经济补偿。”

    2020年,在集体林地地役权改革的基础上,钱江源国家公园管理局又推出农田地役权改革——在村民承诺农田不使用农药、化肥等的前提下,给予农户每年每亩200元生态补偿金,此举有效激发了辖区群众保护生态的积极性。今年,生态补偿力度进一步加大,补偿金额增至每年每亩800元。2021年9月,在联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议(CBD COP15)非政府组织平行论坛上,论坛组委会公布了“生物多样性100+案例”全球征集活动结果,“钱江源国家公园集体土地地役权改革的探索实践”从全球26个国家的258个申报案例中脱颖而出,成功入选“生物多样性100+全球特别推荐案例”。

    统计显示,截至目前,钱江源国家公园林地、农田地役权改革覆盖4个乡镇,包括21个行政村、64个自然村,3199户10644位村民共享生态红利。

    建立以国家公园为主体的自然保护地,是贯彻习近平生态文明思想的重大举措,也是我国生态文明制度建设的重要内容,对于推进自然资源科学保护和合理利用,促进人与自然和谐共生,推进美丽中国建设,具有极其重要的意义。浙江钱塘江源头区域山水林田湖草生态保护修复工程在不改变土地权属的基础上,建立科学合理的地役权补偿机制和社区共管机制,实现重要自然资源的统一监管。同时,试点区强化科研监测,推进数字赋能,通过开展自然教育、融合区域发展等多种措施,在改善生态环境质量的同时,持续释放生物多样性红利,有效解决了自然生态保护与利用双赢的难题,为我国人口集中区域的生物多样性保护提供了有效范本。

    下淤村治水富民成为“中国最美乡村”

    就在常山县实施“蓝天三衢”生态治理工程、开化县着手打造“国家东部公园”并探索钱江源国家公园建设的同时,开化县音坑乡下淤村等4个村也在积极进行全域土地综合整治与生态修复工程。通过“全域整、综合治、全面改”,曾经的乱点建成了景点,荒滩变成了公园,下淤村也成为“中国最美乡村”,书写了“百亩水岸胜过千亩良田”的佳话。

    “早些年,来我们这里的外地人很多,不过都是来采砂的。现在不同了,大家都是来旅游的。”衢州市开化县音坑乡副乡长方继高介绍说。

    行走在音坑乡双溪公园,古树成林、虬枝盘曲,脚下一条条弯曲的小路通向远方。鸟鸣声、人语声、欢笑声,汇集成一首美妙的交响曲。很难想象,这里曾经挖沙船“隆隆”作响、河道被挖得坑坑洼洼……

    据开化县自然资源和规划局三级主任科员翁宇涛介绍,双溪公园是中村溪、马金溪两条河流百年冲刷沉淀形成的河滩地,面积约30余亩,滩上有成片的天然枫杨树林,已有200多年的历史。早前,这里一直是采砂制砂的砂场,河道无序挖砂,场地砂堆成山,洗砂、制砂严重影响生态环境,天然枫杨树林也遭受严重破坏。为此,开化县委县政府成立了专项工作组对制砂场实施依法强制关停,并启动双溪口河滩地生态修复治理工程。在保护原有树木的基础上,通过“围护、回填、复绿、美化”等手段开展生态修复,建设生态护岸、休闲步道,种植草皮、补种景观树种,增设休闲设施和生态公厕,把脏乱差的河滩地治理成一个集茶文化交流、露营、休闲等功能于一体的滨水公园,将这里打造成城市的后花园。

    在治理河滩地的同时,堤岸治理也在同步进行。“我们坚持以‘原生态+景观’,把治水和造景有机结合起来。”方继高指着河岸护坡向记者介绍,“我们使用大叠石作为护岸建设生态护坡,就地取材以青石板、鹅卵石建成河岸游步道,这样看起来建设成本增加,但是实际带来的综合效益却很高。”

    由于环境质量不断提升,基础设施不断完善,当地吸引了众多游客。为此,下淤村结合马金溪打造“水岸风情、休闲下淤”,整合实施历史文化传统村落项目,大力打造下淤自身品牌,并流转490亩土地,累计投入1000多万元,建设古道修复、宗祠复建、传统美食、精品民宿等项目,以点带面发展全域旅游。据统计,目前村集体流转土地约占全村土地的90%。“通过规模化整治流转,将‘农地流转、农居集聚、耕地保护’3项措施有机结合,在鼓励农村‘三产’融合发展的同时,结合乡村旅游,创建特色旅游品牌,真正实现依靠产业振兴、产业兴旺助推乡村振兴。”衢州市自然资源和规划局有关负责人介绍。

    2018年,下淤村成为被18位省部级领导频频点赞的“好地方”,并先后获得国家级荣誉6个、省市级荣誉28个。村集体经济收入也得到显著提高,农民人均收入是开化县平均水平的1.5倍,实现村强民富……

    不难发现,钱塘江源头区域山水林田湖草生态保护修复工程的开展,让衢州的山更青、水更绿、园更美、人更富。党的二十大报告指出,大自然是人类赖以生存发展的基本条件,尊重自然、顺应自然、保护自然是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。

    保护生态环境就是保护自然价值和增值自然资本,就是保护经济社会发展潜力和后劲,同时也让良好的生态环境成为经济社会持续健康发展的支撑点。如今,衢州市正用“绿水青山”敲开经济发展的新大门,走出一条生态美、百姓富的绿色发展之路。

    迎全国生态日记者行 | 这里,为何被18位省部级领导频...
    土壤是人类的衣食之源和生存之本,是最基本的生产要素。土壤的健康质量直接影响动植物和人类健康。为了更好地保护我们的生存之本,今天我们就来认识了解土壤环境问题中较突出的重金属污染。

    土壤重金属污染指的是什么 

    重金属通常是指密度大于5克/立方厘米的所有金属元素,包括汞、镉、砷、铅、铬、镍、铜、锌、钒、锰、锑等,其中前5种元素因其毒性大被称为“五毒元素”。

    顾名思义,土壤重金属污染就是重金属或其化合物通过各种途径进入土壤造成的污染。土壤遭受重金属污染的典型事例最早可追溯到19世纪发生在日本足尾铜矿山的公害事件,由于铜矿山废水排入农田,使土壤中铜含量高达200毫克/千克,不仅造成水稻严重减产,而且使矿山周围农田变为不毛之地。进入20世纪五六十年代,相继发生了举世瞩目的“八大公害事件”,其中发生在日本的“痛痛病”和“水俣病”公害事件就是土壤受到重金属镉和汞污染的两个典型。

    土壤重金属污染的危害 

    重金属可以污染水体、大气、土壤、作物等,但重金属不会像有机污染物那样被降解,因此通过食物链被生物体吸收后,会在体内积累,对人类健康造成巨大的威胁。有毒有害的重金属元素,例如砷、镉、铬、汞和铅,会对人体造成严重的危害,可能导致高血压、语言障碍、疲劳、睡眠障碍、提高攻击性倾向、注意力不集中、易怒、过敏反应、自身免疫疾病、血管闭塞以及记忆力下降等疾病和症状。重金属元素还会对人体细胞酶产生毒害作用。

    土壤重金属污染来源 

    土壤中重金属的来源可分为地质过程内源和人为活动外源两部分。地质过程内源又可分为继承型和次生富集型两类。继承型是指母岩中镉、汞、铅等有害重金属含量本底高,在后期的风化成土过程中,这些有害重金属继续保留在土壤中。资料显示,我国土壤大面积的重金属高异常主要是由成土母岩引起的,这些成土母岩多是富含铜、铅、锌、砷、镉等有害元素的硫化物矿床、黑色岩系、煤系地层等地质体,以及含锰、铬、镍的基性岩等。

    次生富集型是指成土母质中重金属元素含量并不高,但是在母岩风化成土过程中,化学性质活跃的元素,如钾、钠、钙、镁等易进入水体流失。而化学性质不活跃的元素,如汞、铅、砷等有害元素在原地的风化残留物中反而富集了。

    人为活动外源主要是指大量重金属通过人为活动进入到土壤环境中,其中主要是现代化工业,例如电镀、电池、化肥、矿业、造纸、杀虫剂、制革、塑料制品、冶金、采矿、化石燃料等制造、使用、活动过程中产生的含重金属的废水、废渣和废气。

    土壤中重金属的活性 

    土壤中重金属的含量和存在形态,很大程度上决定了其对环境、人体的风险高低。目前,土壤重金属的形态分级可分为离子态(水溶态)、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态。不同形态的重金属,其毒性、迁移性和生物有效性均有不同差异。

    一般来说,离子态的重金属移动性强,易被植物吸收,多存在于土壤溶液中或土壤黏粒表面,有着较高的生物有效性;而某些重金属离子会与土壤中的盐类(如磷酸盐、碳酸盐、硫化物、铁锰氧化物等)、有机质形成沉淀物、复合物或螯合物,移动性有所降低,生物有效性也随之下降;最为稳定的则是残渣态,一般存在于硅酸盐、原生和次生矿物等晶格中。

    影响土壤重金属形态分布的因素有很多,归纳起来可分为两大类:一类是土壤内因,即土壤理化性质,如pH值、土壤有机质、土壤质地、胶体含量、离子含量、Eh值、营养元素等;另一类是人类活动,如输入到城市土壤中的重金属的数量、种类的影响。

    土壤重金属污染修复的方法 

    根据修复方式以及处理后土壤位置是否改变,土壤重金属污染治理方法分为原位治理和异位治理。异位治理环境风险低,见效快,成本高,环境扰动大,如客土法、换土法、土壤淋洗法等。原位治理中主要包括物理修复、化学修复、生物修复以及农业生态修复。

    物理修复主要包括电动修复、电热修复等。电动修复主要通过电流的作用,土壤中重金属离子和无机离子以电渗透和电迁移方式向电极运输,然后进行集中收集处理。

    化学修复就是向土壤中投入改良剂,通过对重金属的吸附、氧化还原等作用,降低重金属的生物有效性,常用的土壤改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、有机质等。

    生物修复利用生物削减、净化土壤中重金属或降低重金属毒性。1983年美国科学家Chaney提出了利用超富集植物清除土壤中重金属污染的思想,即利用植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理后可将该重金属移出土壤,达到污染治理与生态修复的目的。

    农业生态修复主要包括两个方面:一是农艺修复措施,包括改变耕作制度,调整作物品种,种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等措施,来降低土壤重金属污染;二是生态修复,通过调节诸如土壤水分、土壤养分、土壤pH值和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因子,实现对污染物所处环境介质的调控。

    钨尾矿资源,待挖掘的宝藏 

    □郝小非

    钨矿是重要的矿产资源,已发现钨矿物和含钨矿物20余种,最具有开采价值的是白钨矿和黑钨矿,主要分布于江西和湖南。钨矿品位一般在0.1%~0.5%,对钨矿选别后,91%以上的固体废弃物被作为尾矿丢弃。我国每年约有1000多万吨钨尾矿被排放到尾矿库中,未被有效开发利用,不仅占用大量土地,还存在安全隐患。但尾矿不是没有任何利用价值的废物,在技术经济条件达到的情况下也是待挖掘的宝藏。

    随着人们对尾矿资源综合利用认识的提高,人们也越来越注意到尾矿也是一种资源,可以被开发利用。钨尾矿中一般含铜、钼、铋等重要金属矿物及石英、萤石、绿柱石和石榴子石等非金属矿物,随着选矿技术的提高,我们不但可以再次回收利用钨,也可以回收铜、钼、铋、铷、锂和钾等有价元素,还可以回收萤石、石英、石榴子石等非金属矿物。另外,我们还可以利用钨尾矿制备地聚物、微晶玻璃、陶瓷原料、免烧砖、透水砖等环保建筑材料。

    总之,只要我们结合钨尾矿资源特点,因地制宜地寻求钨尾矿资源化利用途径,一定可使钨尾矿变废为宝,实现经济效益、生态效益、社会效益的有效统一。

    “锆”诉 

    □雷晴宇

    对普通大众来说,单纯提到化学元素锆,可能相对比较陌生,但它却与我们的生活密切相关。比如,我们最常用到的卫生洁具、瓷砖等陶瓷产品,就是因为其中含有一定量的锆才让它的外表变得那么艳丽和富于光泽,也让它具有了极强的抗腐蚀和耐磨等性能。

    在工业实践中,由于提炼和加工困难、产量不多,锆被列为稀有金属。

    锆的应用领域非常广泛。其中,63%以上的锆以硅酸锆、氧化锆的形式应用于陶瓷、耐火材料领域,约有13%用在锆化学品领域,仅有3%~4%的锆矿石被加工成金属锆。因其具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性,锆还被广泛应用在航空航天等领域。

    锆的元素符号为Zr,锆元素在地壳中的含量仅约为0.025%。

    地壳中大部分锆呈分散状态存在于许多矿物中,已知含锆的独立矿物有38种,锆英石(ZrSiO4)和斜锆石(ZrO2)是主要的具有工业价值的含锆矿物。锆英石主要赋存于海滨砂矿中,是世界冶炼金属锆的主要来源。斜锆石主要产于碱性火成岩中,与霞石、霓石、磷灰石、萤石、钙钛矿、锆石、烧绿石等共生。

    含锆的天然硅酸盐ZrSiO4被称为锆石或风信子石,广泛分布于自然界中,具有从橙到红的各种美丽的颜色,自古以来被认为是宝石,印度洋中的岛国斯里兰卡盛产锆石。

    1789年,德国人M.H.Klaproth对锆石进行研究时发现,将它与氢氧化钠共熔,用盐酸溶解冷却物,在溶液中添加碳酸钾,沉淀、过滤并清洗沉淀物,再将沉淀物与硫酸共煮,然后滤去硅的氧化物,在滤液中检查钙、镁、铝的氧化物均未发现,在溶液中添加碳酸钾后出现沉淀,这个沉淀物不像氧化铝那样溶于碱液,也不像镁的氧化物那样和酸作用,Klaproth认为这个沉淀物和以前所知的氧化物都不一样,是由Zirkonerde(锆土,德文)构成的。不久,法国化学家de Morueau和Vauquelin两人都证实M.H.Klaproth的分析是正确的,该元素拉丁名为Zirconium,符号认为Zr,中国译成锆。

    1808年,英国的H.Davy利用电流分解锆的化合物,没有成功;1824年,瑞典的J.J.Berzelius用钾还原K2ZrF6时制得金属锆,但不够纯。直到1914年,荷兰一家金属白热电灯制造厂的两位研究人员Lely和Hambruger用无水四氯化锆和过量金属钠同盛入一空球中,利用电流加热500℃,取得了纯金属锆。

    锆矿资源是稀有金属矿产资源之一。世界各大洲均发现有锆资源,主要分布在大洋洲和非洲,美洲、亚洲、欧洲也有发现。锆矿床按其成因可分为脉型岩矿和砂矿两种类型,但由于岩矿结构形态复杂,分离共生矿物成本高及开采难度较大等原因,导致目前全球工业开采多以砂矿型为主 。砂矿主要包括滨海砂矿、冲积砂矿以及残积砂矿,其中滨海砂矿最具工业开采价值,规模和产量远大于冲积砂矿及残积砂矿。

    据美国地质调查局数据显示,2012年~2018年,全球锆资源储量维持在7500万吨左右,澳大利亚、南非、肯尼亚及莫桑比克4个国家锆矿储量合计6140 万吨,占全球的84.11%,矿床类型多以滨海砂矿为主; 印度、马达加斯加、巴西、中国、美国、乌克兰、印度尼西亚及俄罗斯等国家锆矿储量1160万吨,占全球的15.89%。

    我国的锆储量和美国基本一致,约有50万吨,仅占全球储量的0.68%。相较于其他国家,我国锆资源非常缺乏,所以,我国的锆资源主要靠进口获得。随着需求量不断增大,近年来进口以每年6%的速度增长,国内每年锆进口需求量达到90%以上。

    锆英砂主要用于生产化学锆、电熔锆、硅酸锆、金属锆等。2019年,我国锆英砂市场需求量为62.02万吨,而我国自有资源产量不足1万吨,近3年的进口量均超过100万吨。

    中国和欧洲是锆的主要消费市场,中国对锆的需求在全球占比高达52%。

    锆矿按照主要用途分为金属锆和工业锆两类。金属核级锆处于锆产业链最顶端,工业锆主要用在化工耐酸碱设备、电子行业等领域。中国是世界陶瓷工业生产和出口大国,硅酸锆则是陶瓷行业的直接和主要原料,陶瓷制品离不开装饰,好的装饰使制品身价百倍,装饰材料是装饰的物质基础,陶瓷色料是最重要的陶瓷装饰材料。由此可见,陶瓷色料在陶瓷装饰中的地位,也可知氧化锆在陶瓷装饰中的地位。同时,随着中国陶瓷产业的迅速发展,锆需求也随之猛增。

    矿山废水变废为宝的秘诀 

    □胡四春

    在矿山开采、矿物富集分离过程中,会产生大量的矿山废水,其中包括矿坑水、露采厂废水、选厂废水、尾矿库和废石场的淋滤水,这些废水不仅被白白浪费掉,而且还污染了地表水和地下水,危害环境。

    根据产生的途径不同,矿山废水性质相差很大。例如,矿坑废水pH值要么是强酸性,要么是碱性;选厂废水可能含有大量的重金属离子和有机药剂,这些都给废水处理及回用造成了巨大的麻烦。因此,根据废水产生的途径和废水处理后的性质进行分类处理和分质利用就成了把矿山废水变废为宝的关键。

    矿山采选废水常见处理方法 

    一般来说,矿山采选废水常见处理方法主要包括七方面:

    自然净化法。自然净化法作为最廉价、最简单的废水治理方法,被我国的选矿厂普遍采用。自然净化法常以尾矿库为构筑物,废水通过管道运输至尾矿库,在库内发生沉淀、水解、氧化、挥发、光照降解甚至生物分解等作用,使悬浮颗粒和残余药剂浓度降低,甚至基本去除。

    自然净化的效果与曝晒时间、光照强度、水体温度、初始pH值、溶解氧等因素有关。通常曝晒时间越长、光照强度越强、温度越高,自然净化效果越好。

    特点:自然净化法具有成本低、管理方便、无二次污染等特点,但存在净化不彻底、耗时长、气候等自然因素干扰大等问题,特别在高寒地区,往往会因为净化效率低下而影响废水的回用。因此,自然净化法通常可作为选矿废水的预处理方法,或用于成分相对简单的重、磁选废水的处理。

    酸碱中和法。酸碱中和法是一种传统的废水治理方法,因简单实用而被广泛采用。这其中既包括酸性废水中的H+(或碱性废水的OH-)与中和剂中的OH-(或H+)发生反应,生成中性水分子,同时矿浆的合适碱度也有利于重金属离子与氢氧根离子反应生成难溶的氢氧化物沉淀,从而消除重金属污染。

    生产实践中,常用的中和剂有石灰、消石灰、硫酸、碱性废水废渣(电石渣等)、酸性废水废气等。在选择中和剂时,应优先考虑厂区周边的废料,以达到“以废治废”的目的。理论上各重金属在一定pH范围内均能沉淀,因此控制好pH值是中和法的关键。

    特点:酸碱中和法具有管理方便、费用较低、操作简便、处理量大、适应性强和运行稳定等优点,但也存在一些问题,如在用石灰中和时,设备及管壁结垢严重、污泥增量较大、易产生二次污染等。

    混凝沉淀法。混凝沉淀法是目前治理选矿废水较成熟的一种方法,常与活性炭吸附或氧化法组成混凝沉淀——活性炭吸附法和混凝沉淀——氧化法。

    混凝沉淀法使用的药剂主要包括凝聚剂和絮凝剂两大类。凝聚剂主要有氯化铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)等,使用最普遍的絮凝剂是聚丙烯酰胺(PAM)。混凝剂的选择至关重要,它直接关系到净化效果的好坏。

    特点:混凝沉淀法可以有效去除废水中的悬浮颗粒和一些重金属离子,是一种成熟、稳定、高效的废水治理方法,但也存在对有机化学药剂净化不彻底,因药剂用量过大易产生二次污染等问题。

    化学氧化法。化学氧化法是深度治理废水中残留浮选药剂的有效方法,特别是近年发展起来的高级氧化技术(AOP)能彻底去除废水中持久性难降解有机污染物。

    化学氧化法的实质是,氧化剂通过夺取废水中有机污染物中的H原子等途径,将有机污染物氧化成无毒或低毒的小分子物质,或转化为容易从水中分离的物质,从而降低废水的COD、BOD。常见的氧化剂有臭氧、Fenton试剂、双氧水、次氯酸钠等。

    特点:化学氧化法治理废水具有操作稳定、反应彻底、处理效率高并能提高废水的可生化性等特点,特别对于处理高COD的有机废水具有显著优势,但也存在运行费用较高等问题。

    人工湿地法。人工湿地是仿照自然湿地人工修建并参与监督控制的具有流动或静止水体的浅水水域,是以基质-植物-微生物为核心的综合生态系统,可通过基质截留、过滤、吸附,植物吸收、拦截,微生物摄食、分解等途径去除废水中的污染物,充分发挥了物理、化学和生物的协同作用。

    特点:人工湿地法为治理废水提供了一条绿色化、生态化的技术路线,但也存在基质易堵塞、占地面积大、受气候等因素干扰大等局限性。

    微生物处理法。微生物处理法对于矿山酸性废水具有显著的优势。其净化原理是利用微生物的新陈代谢作用降解水体中的污染物,从而达到净化废水的目的。

    特点:微生物法治理废水拥有巨大的发展潜力,具有环境友好、选择性好、二次污染少等特点,甚至还可以回收某些重金属原料,但如何筛选出适应性强的菌种是个难题。

    矿山废水的分步处理和分质利用 

    一般来说,铅锌矿矿山废水的分步处理和分质利用分4步来进行:

    一是将铅精矿和锌精矿的浓密溢流水直接回用到各自的选别流程。

    二是向尾矿水加入一定量的钾明矾和阴离子PAM进行混凝反应和絮凝沉降,将尾矿废水中影响选矿指标的铜、铅、锌、镉、铬等重金属离子去除掉。然后,再加入一定量的椰壳型粉末活性炭,并通过纤维球过滤塔来去除掉影响选矿指标的部分有机残留药剂,适度处理后的废水大部分回用到选矿流程。

    三是采场废水一部分用于厂区绿化用水和尾矿干堆库区降尘喷淋用水。

    四是加入一定量的纯碱来降低水的硬度,通过砂滤和膜滤工艺来降低水的浊度等,然后将深度处理后的水分别用于陶瓷过滤机的槽洗水、酸洗水及浮选药剂的配制溶解用水。

    根据其性质及成分存在差异,选用合适的废水处理技术及回用方法,可提高选矿废水循环利用率,实现废水的清洁排放,真正做到变废为宝。

    生态画卷 资源综合利用有新突破

    近日,中国地质调查局岩溶地质研究所在我国西南区坡地农田退耕还林后土壤氮素转化过程研究方面获得新进展。

    西南山区坡地砍伐森林,开垦农田进行作物种植,引发诸如水土流失、石漠化发生和生物多样性降低等一系列负面环境和生态问题。基于此,国家自1999年先后实施退耕还林和还草等一系列生态恢复工程。退耕还林过程中森林低存活率和生长率以及较差的环境条件等因素都会限制退耕还林工程的积极作用。除水文和环境因素外,土壤氮素供应也是限制森林生产力和生态稳定性的关键因子。因此,研究退耕还林过程中土壤氮素的动态变化、有效性及其影响因素对于维持森林生长和生产力具有重要意义。

    研究人员采用硝酸铵同位素双标记方法结合氮素转化模型,在桂林毛村野外基地调查了坡地农田退耕还林10年和50年后红壤不同形态氮库的转化过程速率,评估了无机氮供应和保持能力。结果发现,退耕还林10年和50年土壤无机氮的转化过程速率无显著差异,但与农田相比,退耕还林显著提高了土壤矿化速率、铵态氮的微生物同化速率和吸附速率,促进了铵态氮的快速转化。此外,退耕还林抑制了自养硝化速率(铵态氮氧化为硝态氮),导致硝态氮主要由异养硝化过程(有机氮直接氧化为硝态氮)产生,且总产生速率降低。同时,退耕还林提高了土壤硝态氮的微生物同化速率,进而促进硝态氮的消耗速率。因土壤氮素转化过程速率的改变,退耕还林10和50年后土壤硝态氮的净产生速率显著下降,其保持能力均恢复至原始林地水平,表明退耕还林有利于红壤无机氮保持能力的快速恢复。相关分析表明,退耕还林后土壤无机氮保持能力与有机碳、总氮、田间持水量、阳离子交换量、游离氧化铝和交换性铝离子含量成显著正相关,而与pH、全钙和交换性钙离子含量呈显著负相关,表明农业措施的缺失(如施用化肥和石灰)和土壤环境的改变是亚热带退耕还林区酸性红壤无机氮保持能力恢复的主要影响因素。

    相关研究成果日前以Rapid recovery of nitrogen retention capacity in a subtropical acidic soil following afforestation为题,发表于Soil Biology Biochemistry (IF=4.86, 中科院一区)期刊上。

    退耕还林10年、50年和原始林地土壤氮素转化过程速率

    退耕还林10年、50年和原始林地土壤硝态氮保持能力

    亚热带退耕还林区红壤氮素转化过程研究获新进展
      近日,云南省乌蒙山区彝良县向中国地质调查局成都地调中心连发两封感谢信,感谢成都地调中心在彝良县脱贫攻坚和汛期抗洪救灾中提供的重要帮助。

      2013年,地质调查支撑乌蒙山脱贫攻坚启动后,成都地调中心积极对接地方需求,结合彝良县资源优势,在地方布置云南彝良县、海子、龙街3幅1︰5万区域地质调查,发现了水晶、硅石矿、铌钽矿、煤、铅锌矿、石灰石矿、硫铁矿、铁矿、铝土矿、铜矿等矿钟,大致摸清了水晶矿、硅石矿的分布规律和特征。同时,成都地调中心帮助彝良县梳理了彝良县矿产开发现状,提出规划开发建议,为彝良县扶贫开发和县域经济发展提供了有力支撑。

      2016年6月15日后,彝良县先后遭受3次大暴雨过程,诱发全县大范围山洪及地质灾害,灾情严重、险情不断,并造成一定的人员伤亡。期间,成都地调中心先后派出26人次开展地灾应急调查。半个月完成险情较大地质灾害点应急调查与评价13处,向县政府提交应急调查报告9份、应急处置建议24条,应急避让22户118人,为40余户当地群众、两所中小学、看守所等共计900余人约500余万元的财产安全提供了有力的决策保障。

      同时,成都地调中心派出专家组分赴7地开展地质灾害群测群防宣传培训工作,千余人次接受培训,大大提高了当地群防群测水平。

      云南省彝良县政府表示,成都地调中心对彝良县的深情厚谊,为科学处置地质灾害提供了不竭动力和力量源泉,并代表彝良县60万人民群众向成都地调中心表示感谢和敬意。


    云南彝良县政府向成都地调中心连发两封感谢信

    近日,中国地质科学院岩溶地质研究所朱同彬副研究员在曹建华研究员指导下,利用毛村野外试验场地为研究平台,采用15NH4NO3和NH415NO3同位素双标记结合MCMC (Markov chain Monte Carlo)优化数值模型,计算了碳酸盐岩石灰土和碎屑岩红壤两种林地土壤不同形态氮库的转化速率。结果显示,与红壤相比,虽然石灰土无机氮的总供应(矿化和异养硝化)能力小,但铵态氮氧化为硝态氮的自养硝化速率显著提高且硝态氮的微生物同化速率降低,导致土壤无机氮以硝态氮为主。考虑到岩溶区降雨强和碳酸盐岩裂隙及孔隙多等特点,石灰土中多余的硝态氮会很快通过淋溶或径流损失掉,使得土壤中的氮素匮乏,并造成水体硝态氮含量偏高。研究结果丰富了对岩溶生态系统氮循环的认识。

    该项研究得到地科院岩溶所基本科研业务费项目(2015004)和环保部公益性行业科研专项项目(201309049, 201409055)的共同资助。相关研究成果以Low nitrate retention capacity in calcareous soil under woodland in the karst region of southwestern China为题,发表在国际土壤类权威学术期刊Soil Biology and Biochemistry (2016, 97: 99–101)。

     

        石灰性土壤和红壤氮转化过程速率

    桂林毛村岩溶基地土壤氮转化研究取得新进展

    中国地质科学院地质力学研究所柴达木及周缘油气基础地质调查项目组在野外进行大量的构造要素观测和显微构造研究取样的基础上,同时以青海煤炭地质局一三二和一〇五队正在钻进的两个钻孔作为合作平台,开展了现场岩石滞弹性恢复地应力测试工作,为该区域的构造演化研究提供了新思路。

    地应力测试工作对象为柴达木盆地东部石灰沟地区钻孔ZK5-1、ZK5-2石炭系的岩心样品,测试方法为岩心非弹性应变恢复法(简称ASR法)。科研人员应用ASR测量仪器共计完成了9个岩心样品的非弹性应变恢复测试,获得了385.44m~800.95m深度范围的数据,并初步计算了该区域的地应力值,随后在国土资源部古地磁与古构造重建重点实验室进行了磁组构实验分析,获得了岩心定向和地应力方向数据。

    科研人员现场进行地应力测量

    地应力测量数据初步分析表明,柴达木盆地东部晚期构造应力主要表现为NE—SW向挤压,与野外构造要素观测和显微构造的研究结果一致。下一步,项目组将以构造要素和显微构造观测数据为基础,综合应用年代学、地球物理(平衡剖面反演)、盆地模拟等方法,研究柴达木盆地东部应力场的分布特征与演化,分析盆地构造演化期次,评价柴达木盆地东部石炭系油气地质条件。


    地科院力学所在青海柴达木盆地开展地应力测试工作

    开展青藏高原科学考察

    安装地质灾害监测预警设备

    扶助开发农产品

    查看地质灾害现场

    商南县十里坪镇红岩村有机农产品种植推广基地

    自2013年以来,中国地质调查局西安地质调查中心按照部、局统一部署,发挥地质调查工作优势,重点在西北地区安全饮水、优势特色土地资源利用、战略性关键矿产资源开发、减灾防灾等方面发挥技术支撑与政策优势,助力秦巴山区、南疆四地州、甘青藏区全面完成脱贫攻坚任务,中心南疆大型资源基地调查团队被国务院表彰为“全国民族团结进步模范集体”。

    秦巴山区

    查明生态经济体系建设的自然资源基础

    秦巴山区集中连片特殊困难地区(以下简称“片区”),跨河南、湖北、重庆、四川、陕西、甘肃六省市的80个县(市、区),集革命老区、大型水库库区和自然灾害易发多发区于一体,内部差异大、贫困因素复杂,是国家新一轮扶贫开发攻坚战主战场中涉及省份最多的片区。片区总面积为22.5万平方公里。2010年末,总人口3765万人,其中乡村人口3051.6万人,少数民族人口56.3万人。片区西起青藏高原东缘,东至华北平原西南部,跨秦岭、大巴山两大山系和长江、黄河、淮河三大流域,是渭河、汉江、丹江、嘉陵江等河流的发源地,森林覆盖率达53%,是国家重要的生物多样性和水源涵养生态功能区,区内矿产资源品种多样,天然气蕴藏量大。

    自2013年以来,西安地调中心累计投入经费8714万元,先后组织实施秦岭成矿带文康—凤太地区地质矿产调查、秦岭及宁东矿产资源集中开采区地质环境调查、丹江流域及陕南陕北重要城镇地质灾害调查、渭河盆地及邻区氦气资源调查评价、安康地区地质遗迹调查、关中平原城市群综合地质调查等多个项目,查明了自然资源基础。

    在区域新发现金、铅锌多金属等矿点、矿化点35处,圈定金、铅锌、铜多金属找矿靶区9处,服务支撑形成资源开发基地数量4个,查明划分华阴—潼关、兴平—咸阳、周至—蓝田等3处氦气远景区,以及渭南—固市1处生物气远景区。深化自然资源部“地质调查﹢”扶贫模式,大力促进实施成果转化,积极推进陕甘川革命老区经济振兴和脱贫攻坚战工作。

    查明了区内地质灾害成灾背景条件,初步对地质灾害发育类型、分布规律形成认识,编制了1∶5万灾害地质图、地质灾害分布图等图件。开展地质灾害防灾减灾科普宣传,积极参与陕西山阳“8· 12”地灾应急救援,编制完成了“6·18”宁强县向家坝滑坡应急调查报告、略阳县凤凰山北侧滑坡调查简报。形成资料及时提交地方政府防灾减灾,为政府落实执政为民理念、保障区内群众生命和财产安全提供了基础资料。

    新发现县级以上地质遗迹147处。经专家鉴评,确定世界级1处、国家级3处、省级6处,遴选地质公园候选地1处,推荐地质文化村候选地2处,支撑地质文化村建设1处。编制了汉滨区、紫阳县、岚皋县、镇坪县地质遗迹资源分布图和地质遗迹保护与利用区划图,为地方政府将文化资源转化旅游经济提供了基础资料。

    积极开展实地帮扶工作。自2013年起,先后派驻工作队员12人次进驻陕西省商南县十里坪镇红岩村,连续驻村时间近2000个工作日,开展贫困户“一对一”帮扶、教育培训、入户慰问、捐款捐物、累计投入扶贫资金300余万元。在红岩村圈定5处具有开发纯净水、矿物质水的潜力区及富硒土地5650亩,推动建成商南县首个富硒产业基地,发现茶叶、核桃、玉米、土豆、蔬菜等十余种富硒农产品,建成商南县十里红岩绿色农产品推广中心,在售主要商品十余种,实现稳定年销售40万元,实现村集体稳定年收入大于5万元。制定产业、土地利用、生态环境等“多规合一”发展规划,助力乡村振兴。2020年2月27日,陕西省政府批复商南县退出贫困县序列。

    南疆地区

    助力荒漠戈壁变成经济发展热土

    南疆的和田地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州、喀什地区和阿克苏四地州,既是少数民族高度聚居区,也是中巴经济走廊国内核心地区和必经之路。受制于90%以上国土为戈壁、沙漠和高原,片区为国家级深度贫困区,国家扶贫开发工作重点县26个、贫困村2247个、贫困人口159万,分别占全疆的74.3%、88.0%、85.9%。同时,区内特色农业优势鲜明,是全国重要优质商品棉生产基地,新疆重要粮食生产基地和特色林果业生产基地。黑铁、锰、铅、锌、铜、金、稀有金属锂和非金属石灰石、石膏,以及煤炭、油气等能源矿产资源丰富。

    8年来,西安地调中心累计投入经费1.63亿元,先后组织实施西北五省耕地区土地质量地球化学调查、西昆仑大红柳滩—甜水海地区大型矿产资源基地综合调查、西昆仑铁铅锌资源基地调查与勘查示范、新疆和田地区火烧云—大红柳滩铅锌锂大型资源基地综合调查评价、新疆成矿带成矿过程研究与找矿靶区优选评价、新疆西南天山萨瓦甫齐地区矿产地质调查等多个项目,为南疆地区发展特色农业、绿色矿业提供了资源基础。

    摸清调查区土地质量生态状况,划定南疆绿色农业适宜区125处,面积2435万亩;圈定富硒土地2254.84万亩,并提出绿色富硒土地开发潜力区75处(其中兵团12处);发现18种天然富硒农产品,进而构建了南疆特色土地资源数据库及查询系统。打造了新疆巴州西部西域富硒土地开发利用示范样板,示范引领南疆富硒特色产业发展。提交了喀什、阿克苏等8县域土地质量调查成果报告,得到地方政府高度认可。

    坚持科技创新引领西昆仑新锰锂铅锌找矿重大突破,形成玛尓坎苏亿吨级富锰矿、大红柳滩百万吨级锂矿和火烧云千万吨级铅锌矿3处大型资源基地。圈定找矿靶区57处,其中大红柳滩锂矿、玛尓坎苏锰矿矿业权出让获得收益28亿元。在新疆成矿带预测大型矿集区2处,金属找矿靶区19处,钾盐找矿靶区1处。编制完成的柴达木盆地北缘煤矿区含煤岩系放射性异常系列图为地方国土空间用途管制提供了依据。

    开展了火烧云—大红柳滩铅锌锂资源基地综合调查,实施资源潜力、环境影响和技术经济“三位一体”综合评价,并提出绿色矿业发展建议。与克州政府、和田行署签署战略合作协议,创建了“地质调查﹢”精准扶贫的“克州模式”,并形成示范效应,在南疆探索出屯垦戍边到富民固边的边疆建设新模式。

    甘青藏区

    脱贫攻坚和生态保护共赢

    甘青藏区世居少数民族主要有藏族、回族、土族、撒拉族和蒙古族,汇聚了藏区特殊的地理生态和族群文化环境。自然环境艰苦、经济发展落后,农业产业化经营水平低,工业处于初级阶段,贫困发生面广、贫困程度深、治理难度大,保护与发展矛盾较为突出。

    同时,这一片区也是产业脱贫、做大工业自然资源基础较好的地区。其中,青海片区内跨级东昆仑、祁连和三江北段等成矿带和柴达木多能源沉积盆地,资源丰富。甘肃片区的甘南藏族自治州位于我国著名的“川陕甘”金三角地区,是国内三大金矿资源集中区之一,开发利用潜力巨大。

    2013年以来,西安地调中心累计投入经费1.25亿元,先后组织实施青海省玉树州地质灾害详细调查及综合研究、柴达木盆地区域水文地质调查、青海格尔木大型水源地技术经济与环境综合评价总结报告、青海1∶25万东台吉乃尔湖幅大灶火幅(部分)格尔木幅(部分)区域重力调查、青海矿业开发地质环境效应调查、东昆仑铜镍多金属资源基地调查、重点区域成矿预测、地质矿产调查、大型矿产资源基地综合调查及生态地质调查等多个项目。取得的成果为片区推进产业脱贫、增强生态环境保护的内生动力,实现脱贫攻坚和生态保护共赢,提供了充足的物质基础。

    摸清了调查区土地质量生态状况,圈定绿色富硒土地资源2760平方公里,初步编制了富硒资源开发利用建议;新发现富硒油菜、四季豆、牧草、牛羊肉等富硒农牧产品;有效打动地方财政投入868万元开展门源富硒资源精细化调查。开展地质灾害科普宣传、详细调查及综合研究,向政府提交地质灾害专报3份,成果报告及系列图件6份。圈定重点区域局部重力异常47个;将区内已知盐类资源、油气藏分布规律与重力异常进行了对比分析,圈定盐类资源成矿有利区2处,油气资源有利区带3条。

    在缺水区域施工探采结合井30眼,提供饮用水源保证十余处,有效解决了当地农牧业群众饮水和周边枸杞地农业灌溉供水。在青海格尔木开展了大型水源地技术经济与环境综合评价总结报告,对产生土壤次生盐渍化和诱发荒漠化现象进行调查,提出了环境风险可控、科学合理的意见建议。为泽库县政府编制了遥感图、地貌地势图、土地沙化图等图件,为泽库县申请沙漠公园提供了数据支撑。

    查明青藏高原矿业开发引起的矿山地质环境问题类型、分布、程度及发展趋势;构建了青藏高原地质环境承载力评价指标体系,完成青藏高原典型矿区的地质环境承载力评价;构建了青藏高原矿业开发地质环境损害经济补偿评估体系,并对青藏高原典型矿区的地质环境损害经济损失进行了评估;改进了基于土壤水热运移机理的高寒草甸区人工治理技术,总结了矿山废弃地植被恢复模式;提出了青藏高原绿色勘探开发有针对性的对策建议,项目成果及时提供地方政府及相关企业使用。

    助推形成石头坑德大型远景勘查基地,促进形成了哈日扎—那更康切尔沟大型银、多金属矿勘查开发基地,奠定了青藏高原北部东昆仑地区矿业开发的资源基础。拉动地方和商业性矿产勘查19项次(资金16906.71万元),深化了自然资源部“地质调查﹢”精准扶贫模式。在北祁连选择典型地区开展地质遗迹景观调查。编制大比例尺地质遗迹专题图件及地质演化简史,分级评价其科普、科学及观赏价值,分析地质遗迹景观保护的影响因素,为祁连山国家公园规划编制、功能分区划定、资源确权登记等提供了坚实的资料支撑,为旅游扶贫产业发展提供了规划建议。

    六盘山区

    为红土地再添发展新动能

    六盘山集中连片特困地区是红军长征一、二、四方面军的会师地。受制于区域自然条件恶劣,常年干旱少雨,地质灾害频发,地形破碎,沟壑纵横,基础设施条件落后等因素影响,经济发展滞后,脱贫任务艰巨。

    自2013年以来,西安地调中心累计投入经费3746.22万元,先后组织实施西北五省耕地区1∶25万土地质量地球化学调查、六盘山盆地中生界油气战略选区调查、天水—宝鸡地区1∶25万基础地质调查修测、商丹—大柴旦地区区域地质调查等多个项目,取得的系列成果正成为红土地发展的新动能。

    开展重大突发地质灾害调查,建立地质观测基地6处。建立并不断充实西北片区地质灾害应急响应专家队伍和后勤物资保障基地。总结西北地区重大突发地质灾害分布规律,研究了地震和极端降雨诱发的地质灾害的机理与成灾模式,开展重大突发地质灾害应急调查、评估与监测工作。

    摸清土地质量生态状况,圈定绿色富硒土地资源1335平方公里;提出了甘肃静宁县苹果种植适宜性区划,有效服务了甘肃省辰宇生态农业有限责任公司有机苹果示范园建设。开展了六盘山盆地中生界油气战略选区调查,评价六盘山盆地固原凹陷中生界油气地质条件良好,优选了页岩油气有利目标区一处。

    开展商丹—大柴旦地区区域地质调查,完成调查面积400平方公里、进行北祁连沟弧盆体系早古生代构造演化与矿产、地质景观成岩关系调查,调查总结祁连山早古生代洋—陆演化与典型板块构造遗迹景观的关系,申报野外观测基地,服务于祁连山国家公园建设,为旅游扶贫产业发展提供了规划建议。

     

    为脱贫攻坚注入地质科技力量

     

    贵州省毕节市七星关区小坝镇大仲村探采结合井出水

     

    2018年9月,在云南省大关县实施的页岩气参数井—“云大页1井”开工

    “与其出门打工,不如回家致富。”过去十村九寨空的乌蒙山区,如今渐渐变成了当地人民脱贫致富的热土。在这一变化中,自然资源部中国地质调查局探索的“地质调查﹢”扶贫新模式提供了强有力的基础支撑。 

    乌蒙山区包括四川、贵州、云南三省毗邻地区的10市(州)共38个县(市、区)。这里地处云贵高原与四川盆地结合部,山高谷深、自然灾害频发、石漠化严重、人均耕地稀少、生态环境脆弱、基础设施建设滞后,是国务院确定的全国14个集中连片特殊困难地区之一。 

    党的十八大以来,自然资源部中国地质调查局在乌蒙山片区累计投入10.64亿元,安排部署项目98个,由成都地质调查中心牵头,调集11个局属单位及20多家行业地方队伍的精兵强将,着力打造精准扶贫新引擎,初步查明了片区构建生态经济体系的资源概况,为片区生态产业化和产业生态化发展奠定了基础,推动片区由“输血式”脱贫转向“造血式”发展。 

    1 为“安居”扫除障碍 

    安居方能乐业。在乌蒙山片区,由于复杂的地貌地质条件,生活用水严重不足,地质灾害多发频发,让“安居”成为脱贫攻坚面临的最大难题。

    “2011年国务院扶贫办发布的《乌蒙山片区区域发展与扶贫攻坚规划(2011~2020年)》指出,乌蒙山区38个国家级贫困县生态环境脆弱,干旱、洪涝、风雹、凝冻、低温冷害、滑坡、泥石流等自然灾害频发,资源性缺水、工程性缺水问题突出,基本农田有效灌溉面积仅为37.2%,存在饮水困难的农户比例高达32%。”中国地质调查局总工室相关负责人介绍说。

    为解百姓用水难,2013年~2019年,中国地质调查局共在乌蒙山区投入2.41亿元,开展水文地质调查。其中,针对石漠化区及严重缺水区完成调查面积2.92万平方千米,圈定富水区块11处,施工探采结合井成井167口,日出水总量超过7万立方米;建成地下河提水工程1处、地下河开发示范工程4处、引泉示范工程18处,直接为38.7万缺水群众解决了安全饮水问题,并保证了3万亩农田的灌溉用水。尚未利用的水量开发利用后,还可为100万余人提供安全饮水。

    清洁的地下水,不仅滋润了缺水区百姓的日常生活,也助推缺水区脱贫致富迈出新步伐。四川昭觉县就是受益地区之一。

    昭觉县是四川省凉山州贫困最严重的7个挂牌督战县之一。季节性缺水是制约该县特色农产品种植的瓶颈问题。2016年,昭觉县通过招商引资建设了脱贫攻坚重点项目——昭觉县生态循环农业产业园。园区位于洒拉地坡乡,建设规模达1.2万亩,引进种植玫瑰、蔬菜、蜡梅、草莓等经济农作物。但园区水资源相对匮乏,尤其在每年4~5月份的枯水期,溪沟流量小甚至断流。而此时正是玫瑰花预开花期、草莓盛花期和蔬菜青苗生长关键期。2019年,中国地质调查局“乌蒙山地区水文地质调查”项目组了解情况后,在洒拉地坡地区开展了大比例尺水文地质调查,并先后在园区部署实施6口水井,均成功出水,总涌水量达2973.16立方米/天,为玫瑰谷园区、供港蔬菜基地、蜡梅基地、草莓基地等7950亩农田灌溉用水提供了保障。产业园董事长徐明羽说:“由于缺水和灌溉水质问题,产业园区前几年一直无法实现建设目标。现在好了,充足的水资源让我们洒拉地坡玫瑰谷园区和供港蔬菜基地去年实现增产300吨、收入增加120万元。今年,供港蔬菜基地、蜡梅基地、草莓基地等进一步扩大生产规模,仅草莓基地就投入5000多万元,为附近务农贫困户提供了数百个就业机会。”

    频发的地质灾害是乌蒙山片区百姓安居面临的另一大威胁。7年来,中国地质调查局在乌蒙山累计投入1.09亿元,开展灾害地质调查与监测预警示范,查明各类地质灾害点及隐患点7346处,发现重大典型地质灾害隐患5处,更新了乌蒙山区38县(市)地质灾害数据库。

    根据这些成果,地方政府对地灾严重区进行了移民搬迁。值得一提的是,今年6月,四川省会泽县大海乡大石坪村小组的乡亲们告别了世代居住的悬崖村,搬到了县城的安置区,自此远离了频发的泥石流灾害。

    对地质灾害程度可控、暂无法实施易地搬迁的地区,中国地质调查局与地方政府通过共建地质灾害专业监测示范基地、捐赠监测设备、开展地质灾害识别与监测培训等,不断提升群测群防能力和应急响应能力。从2013年开始,中国地质调查局先后部署了乌蒙山区地质灾害调查及监测预警、乌蒙山区北部城镇地质灾害调查等项目,建立了四川普格、金阳,云南彝良、大关、镇雄等7处典型地质灾害专业监测示范基地,捐赠1.62万多台(套)地质灾害简易监测设备,开展地质灾害防治知识培训20余次、培训人员2000多人次。

    这些措施的防灾效果显著。几年来,中国地质调查局在古蔺、镇雄、大关、永善成功预报重大地质灾害4次。

    云南省镇雄县地处云贵川三省交界处,由于被金沙江及金沙江一级支流小江、牛栏江、盐津河切割,这里山高陡峭、地质环境复杂,是地质灾害多发、易发区。2014年,中国地质调查局启动“乌蒙山片区镇雄县地质灾害监测预警与减灾系统建设”项目,利用新技术、新方法,摸清了镇雄县地灾隐患分布情况,并研发了地质灾害气象预警系统,系统整合了镇雄县地质灾害数据库、隐患点数据库、群策群防数据库,实现了地质灾害隐患点数据管理查询和可视化监测以及地质灾害危险性预测。2015年8月16日~8月17日,镇雄县木卓镇等地遭受暴雨袭击,引发3起滑坡、泥石流地质灾害,由于监测到位、预警及时、处置得当,受害威胁的79户188人提前转移,无人员伤亡。

    在云南省大关县悦乐镇,地质灾害隐患点——安家坪子滑坡犹如“达摩克利斯之剑”高悬于山崖上,威胁着33户142人和一所小学200余名师生的生命财产安全。2017年,成都地质调查中心在该点安装了4处GPS监测设备、3套地下水监测设备、1套自动雨量监测设备、2套转孔测斜仪设备,实现了“空—天—地—深”全方位、全天候滑坡远程综合监测、互联网异地数据查询与信息发布及自动化报警。该监测预警示范点于2018年7月1日投入运行以来,共计发布监测预警12次,保障了滑坡影响区百姓的生命财产安全。

    2 让特色土地精用高产 

    乌蒙山区,群山巍峨、重峦叠嶂、山多地少。为了让有限的土地资源发挥出更大的效益,中国地质调查局开展了土地质量地球化学调查、地质遗迹调查,圈定可供直接开发利用的连片无公害土地100余块、富硒土地1537万亩、富锌土地28.5万亩,发现富硒农产品10多种,查明地质遗迹点84处。

    依托查明的富硒土地资源,四川省屏山县于2013年~2014年投资9.2亿元建成占地2.5万亩的未来农业产业科技示范园,带动茶叶、水果、蔬菜和魔芋等富硒特色农产品产业化发展。

    2015年,屏山县龙溪乡通过招商引资引进天津市中盛海天科技发展有限公司,通过政府协调成功流转土地300多亩,与60多家农户建立了合作关系,建成龙溪乡富硒水稻种植基地。通过土地流转,村民获收益1200元/亩;通过应聘参与种植、管理,每天还可以有110~200元的劳务性收入,一年下来人均收入超过1万元。“地质调查发现全乡有富硒茶园1.02万亩,富硒和足硒土地上的林竹面积达4.1万亩。2015年,我们成功试种富硒稻米300多亩,2016年集中连片扩大到了近500亩,现在我们的重点是大力发展富硒水稻,引进有实力的公司开发富硒茶、富硒竹笋和林下养殖等,力争实现全乡脱贫奔小康。”时任龙溪乡党委书记肖古斌接受记者采访时说。

    2018年,四川省长江景观投资公司投资10亿元的凤凰硒谷森林康养项目落地屏山。“选址屏山,是因为屏山有36万亩的天然富硒土地资源,土壤环境质量总体优良”四川省长江造林局局长奉正顺说。

    云南省昭通市依托富硒土地资源,成功打造了昭阳区洒渔乡、旧圃镇、苏家院乡、乐居乡等富硒苹果产业种植园,并注册了昭通“富硒苹果”品牌,推行“地理标志商标﹢企业商标”双商标模式,提高昭通苹果的品牌效应和市场价格。计划到今年年底,昭通市苹果种植面积达60万亩,总产量达100万吨,总产值达到100亿元以上,创税收上亿元,引领20万贫困人口脱贫致富。

    在贵州,地质调查工作在黔西县金碧镇—锦星乡圈定富锌、富硒土地资源约18万亩。目前金碧镇12个村寨已被贵州省农委认定为无公害农产品(粮油)产地,优选出1.5万亩无公害富锌、硒土地,计划投入4.5亿元,规划建设4个农产品产业发展基地。

    据统计,利用富硒土地资源,乌蒙山区形成富硒茶叶产业基地2万亩、富硒水果产业基地2000亩、富硒蔬菜产业基地2000亩、富硒大米产业基地5500亩。依托富硒农产品,乌蒙山区建成昭通富硒苹果示范基地、黔西县水西观光农业示范园区、屏山县富硒特色农业示范区、古蔺县护家富硒水稻种植示范基地等4处富硒特色农业示范基地,带动超过10万贫困人口就业增收。

    除了特色土地资源,乌蒙山片区还拥有丰富的地质遗迹资源。

    中国地质调查局在乌蒙山区开展基础地质及地质遗迹资源调查,查明地质遗迹点84处,其中世界级地质遗迹点3处、国家级61处、省级20处,支撑地方成功申报贵州毕节织金洞世界地质公园,以及云南盐津乌蒙峡谷等省级地质公园6处。依托地质遗迹调查成果,建设集地学科普与自然景观、人文景观为一体的高品质旅游产业,已成为乌蒙山区经济发展的一大亮点。贵州省毕节市利用地质遗迹调查成果,2015年成功申报织金洞世界地质公园,推动游客量和旅游收入大幅增长,当年带动地方旅游综合收入达51亿元,比上年增长22.6%。

    3 撬动矿产资源经济杠杆 

    乌蒙山片区矿产资源十分丰富,迄今为止,该区共发现有30余种矿产,主要矿产为铅、锌、铜、铁、金、铝土矿、煤、磷等。

    从2013年开始,中国地质调查局加大脱贫攻坚能源矿产地质调查工作投入,在乌蒙山实施优势矿产资源调查评价及综合开发利用研究、油气资源基础地质调查工作,取得丰硕成果。固体矿产调查提交新发现矿产地42处,其中大型—超大型18个。截至2019年底,乌蒙山区共探明资源量:磷矿35亿吨、煤炭358亿吨、铅锌矿859万吨、铜矿393.7万吨、铁矿10亿吨、稀土矿110.5万吨、石灰石矿17504万吨、木纹石矿1.02亿立方米、方解石矿1097万吨、铝土矿5567万吨,高纯石英砂岩6.67亿吨,炼镁白云岩6113万吨。油气基础地质调查优选页岩气远景区2个、有利区10个、可供矿业权出让的勘查区块1个。

    如何让资源优势转化为经济优势,助力扶贫产生实效?

    四川省乐山市马边县磷矿资源丰富,但大部分为中低品位磷矿资源。针对中低品位磷矿的绿色高效综合利用难题,中国地质调查局成都矿产综合利用研究所开展了实地调研考察,与矿山技术人员一起开展X射线透射、衍射矿物识别技术(XRT)预先抛废技术等应用研究,助力磷矿资源实现绿色开发。在此基础上,成都矿产综合利用研究所还进一步开展了磷矿浮选循环水处理、浮选尾矿整体消纳技术研究。目前,成都矿产综合利用研究所已与设备供应商和矿山企业达成三方共识,进一步推广XRT分选技术在马边中低品位磷矿的应用。

    2017年~2018年,地质调查项目在云南昭通市大关、彝良等县新发现高品质石英砂矿,查明石英资源储量4.5亿吨,远景资源储量达200亿吨。这一地区的石英资源不仅规模在全国排名第一,而且品质好,简单筛选后即可作为金属硅、有机硅等产业原料使用,经选矿除杂后可用于平板玻璃、硅微粉等行业,进一步提纯后可用于光伏玻璃等高端产业,选矿尾矿还可以作为发泡陶瓷、陶粒等建筑材料使用。但受开发理念、技术、市场等因素制约,大关县石英砂未能得到科学开发利用。

    为改变这一局面,中国地质调查局按照产业生态化的理念,联合多家专业队伍,提出“矿产地质调查﹢综合利用技术﹢产业规划”的思路,引导大关县开辟石英产业高质量发展的新路径。

    在成都地质调查中心完成大关县石英砂矿调查工作后,郑州矿产资源综合利用研究所研发了石英砂岩大宗利用技术,以及高纯石英生产工艺流程及尾矿综合利用技术,为实现无尾矿绿色生产提供了技术支撑,并编制了《大关县石英资源产业发展规划建议(2021~2025)》。如今,优质石英砂岩开发已成为大关县明确的3个重点发展产业之一。

    2020年4月底至5月初,云南大关县老百姓讨论最多、最热的话题就是页岩气。历经5年,大关地区页岩气调查终于出气了!2015年以来,中国地质调查局成都地质调查中心页岩气调查团队来到乌蒙山区,克服了地质地貌条件复杂、新区缺乏工程施工经验等多重困难,发现了3套页岩气勘探层系,优选了3个页岩气有利区,证实了大关—永善地区五峰组—龙马溪组具良好页岩气勘探开发前景,有望带动商业勘查。

    据介绍,地质调查工作新发现的四川省马边县高竹营磷矿、金阳县西衙门磷矿、普格县大坪石灰岩,云南省大关县高纯石英砂矿、镇雄县羊场磷矿、武定县木纹石矿、鲁甸县水磨铝土矿,云南永善—彝良—大关、四川美姑—马边—金阳等地稀有稀土矿,贵州省毕节市方解石矿、威宁县稀土矿等一批优势和特色矿产资源,极大增强了矿产资源勘查后劲,部分矿产得到开发利用,带动数十万贫困人口增收。

    由“输血式”脱贫转向“造血式”发展,乌蒙山片区正步入区域发展新阶段。当前,乌蒙山片区正处在决战决胜脱贫攻坚的最后冲刺阶段,自然资源部提出,要更加务实有力地支持片区脱贫攻坚。中国地质调查局也将进一步聚焦乌蒙山片区未摘帽挂牌督战县,凝心聚力做好地质调查支撑服务脱贫攻坚工作;同时,按照“四不摘”要求,聚力巩固脱贫攻坚成果成效,精准对接好下一步工作需求,充分发挥地质科技优势,接续推进全面脱贫与乡村振兴的有效衔接。

    大山深处展新颜

    2019年5月,为检验实验室测试能力,加强质量控制,自然资源部中国地质调查局国家地质实验测试中心参加了北京中实国金国际实验室能力验证研究中心组织的《NIL PT-1804-1石灰石中化学成分分析(国际比对)》5种成分的能力验证计划。近日,获能力验证主办方通知,实验测试中心参加的5种成分分析全部取得满意结果。  

    此次能力验证计划共有30个实验室参加,其中4个境外实验室,属于国际比对。实验测试中心在规定的时间内采用分光光度法、络合滴定法等经典化学法报出的二氧化硅、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、三氧化二铝结果的Z比分数满足要求。  

    实验测试中心自2002年获得中国合格评定国家认可实验室(CNAS L1299)以来,长期密切关注检测数据质量,大力巩固与提升实验室测试分析能力,维持了多年的CNAS认可。在此次国际比对能力验证计划中获得满意结果,是对实验测试中心测试能力的肯定,标志着实验测试中心在岩石、矿物分析测试领域具有较强的检测分析能力和水平。

     

     

    测试中心在NIL PT-1804-1石灰石中化学成分分析(国际比对...