近日，由北京探矿工程研究所实施的钻井液及固相控制技术助力“东部地区战略性矿产靶区查证技术支撑”项目ZKBY4钻孔顺利完钻，并对钻探废浆进行了无害化处理。

该钻孔钻遇地层主要为弱胶结的泥岩及砂砾岩等沉积岩，泥岩分散性强且泥砂颗粒在钻井液中不易自然沉降，钻井液性能难以保持稳定，施工现场对环保要求较高。

针对上述问题，探矿工程所技术专家一是专门研发了双聚防塌钻井液体系，避免了坍塌掉块等孔内复杂情况，保持了孔壁稳定， 显著提升钻进效率。二是利用自主研发的小型变频离心机维护钻井液性能，减少了钻井液用量及废浆排放。三是采用“化学脱稳破胶+物理固液分离”相结合的工艺，对废浆进行了无害化处理，处理后的液相色度、悬浮物、COD指标达到污水排放二级标准要求，固相含水率低于15%，极大降低了钻探施工对环境的影响。

图1 无害化处理后清澈透明的液相

图2 无害化处理后干燥密实的固相

长夏炎热，伏暑为最。在这热情似火的八月，中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心（以下简称“烟台中心”）的钻探技术支撑团队正在全国多地如火如荼地开展着为国找矿的地质工作。

在金都招远，高耸的钻塔昂然挺立，超千米深孔钻机正向地球深部探掘；在胶莱盆地，连绵起伏的青山与整齐划一的红色队伍形成鲜明对比；在渤海海域，“海洋地质十七号”调查船正锚定目标沿着蔚蓝海面向海底深处钻进。与此同时，在汾西深处、中原腹地、皖南地区，均活跃着烟台中心钻探工作人员辛勤劳动的身影，他们与大山为伴，与黄土为友，头顶着烈日，脚踩着泥泞，用实际行动投身到国家新一轮找矿突破战略行动中。

新矿种施工，打开事业发展新局面

2024年，是烟台中心钻探技术队伍建设发展极不平凡的一年。烟台中心面临着施工人员最多、作业范围最广、钻探任务最重、地层矿种最杂的现实情况。据了解，其工程勘查室年度共承担陆域49个钻孔、海域22个钻孔合计17890米钻探任务，涉及金矿、铝土矿、铀矿、铜矿、铁矿等多类型矿种，分布在5省9个项目13个工作区。面对新领域、新矿种、复杂地层带来的挑战，烟台中心钻探技术团队集智攻关，制定了“一矿种一方案”“一工区一对策”的施工方案，通过优选钻进工艺、优化钻进参数和泥浆配比等措施，有效解决各矿种施工面临问题，积累了丰富的施工经验。针对山东莱西金矿工作区矿化带部位断层泥较多、孔内严重漏失问题，技术团队两次实施水泥封堵，成功穿过漏失破碎层，有效改善孔内漏失情况。针对招远滕家矿区断裂带地层水敏性强、破碎易漏失问题，技术团队充分总结以往经验，对照已有岩心资料，确定地层漏失位置，提前调整冲洗液降失水性能，顺利穿过构造断裂带。针对山西汾西铝土矿工作区地层破碎漏失严重、供水困难的情况，技术团队创新引入空气泡沫冲洗液工艺，在合理处理地层漏失问题的同时有效缓解了工作区供水难题。针对河南驻马店铀矿工作区地层松散易坍塌情况，技术团队邀请北京探矿工程研究所专家实地指导论证，探索应用双聚防塌冲洗液，采用全孔提钻取芯工艺，进一步增强孔内稳定性，保证了岩心采取率。针对首次独立承担海域钻探任务且海况、地层不熟悉的实际，技术团队积极收集国家海洋局、青岛海洋地质研究所等单位以往调查成果，聘请经验丰富技术人员参与指导，利用海上作业“窗口期”加紧施工，目前已实现自主海钻能力“破百”。

通过一系列方法举措，技术团队有效处置各工作区施工问题，使得效率明显提升：山西汾西工作区单孔施工周期压缩一半，台月实进尺达到650米/台月，较首月提升50%；山东招远工作区施工的1600米钻孔于6月底顺利终孔，全孔台月效率达661.1米/台月，创历史新高，1900米钻孔首月台月效率达795米/台月，再创中心台月效率纪录。经过不断地实践锻炼、复盘总结，技术团队逐步掌握了在漏失、松散、破碎等不同工况条件下的应对措施，实现了浅海地质勘探“百米”的突破，丰富了多矿种施工的专业技术储备，打开了烟台中心钻探事业发展新局面。

新矿区作业，激发任务保障新效能

作为一支国家基础性、公益性、战略性地质调查队伍，烟台中心坚持将“支部建在项目上”，尤其对于钻探这个对组织指挥要求高、安全风险考验大的工种，队伍开进到哪里，党的建设、条件保障、安全管理等一系列工作就要跟进到哪里。

在队伍建设上，为积极响应新一轮找矿突破战略行动，为局系统提供钻探技术支撑，同时解决“工勤人员有活干”的掣肘问题，烟台中心党委积极谋划钻探队伍发展，统筹全中心钻探专业资源，充分发挥集团作战优势，组建130余人钻探大队，在人才、技术、装备等方面予以倾斜，为年度钻进能力突破2万米提供保障。

在任务引领上，结合今年钻探工作任务重、人员多、分布广、骨干力量少的实际，烟台中心工程勘查室积极探索“1个党总支+7个机台临时党支部”的施工期组织架构，坚持将各项工作一同纳入支部议事日程，通盘考虑、全面推进，切实发挥“把方向、统大局”“议中心、谋发展”“解难题、保稳定”的组织优势，为全年任务顺利开展提供支撑、引领及保障。

在作业模式上，烟台中心合理分析研判工作区作业难题，及时优化调整作业模式，针对山西汾西工作区钻孔数量多、孔深浅、地形复杂的特点，按照“优化班组配置、调整作业时间”的思路，将机台一分为二，采用“履带式+便携式”两个钻机联合作业，实行“长白班”制，有效规避夜间复杂条件行车风险，同时提高了施工效率和机台搬迁效率。

在保障方式上，烟台中心针对新矿区情况不熟悉、关系协调难、用电保障难的实际问题，由科室主要负责人带队走访驻地自然资源部门、镇政府、村委会、供电所等，在青苗赔偿、土地占用、用电账户开设、变压器协调等方面达成共识，为任务开展奠定基础；结合各矿区任务实际，区分深孔、中深孔、浅孔等不同情况，针对性进行设备选型、管材复新、维修保养等工作，确保“因症施策”“对症下药”；在物资采购、材料供应、装备运输跨省保障难的情况下，探索实施“固定招标+框架协议+定点比价”的采购方式和“定点物流+自有车辆”的运输方式，确保采购公开透明、物资及时供应、装备安全运输，为高效开展施工任务提供支撑。

在安全管理上，烟台中心针对每个矿区不同实际，科学制定野外矿区日常管理规定，完善安全风险隐患清单，从优化住宿区选址、调整用车时段、合理安排作息、加强安全检查和应急演练等方面入手，强化各级安全管理责任，督促施工人员持续用好安全管理智慧平台，实时监控钻探机台操作全过程。这些措施使得一线施工人员安全意识不断增强，现场安全作业环境得到改善，野外施工安全管理水平有效提升。

 

新技术赋能，催生找矿突破新动力

工欲善其事，必先利其器。为全力支撑新一轮找矿突破战略行动，烟台中心今年新购了多台钻探装备及配套设施，F1000D便携式全液压钻机便是其中1台。前不久，钻探技术团队采用该钻机高效施工完成了352米的岩心钻孔。

在山东栖霞台前-西陡崖工作区的交接班会上刚上完大夜班的记录员兴奋地汇报着工作情况：“机长，当日进尺115.8米，当班进尺37.8米，我们又破纪录了！”据悉，该钻孔施工地层主要为黑云斜长角闪片麻岩，设计倾角75度，全孔历时5天，台月效率高达1981.1米/台月，单日和单班（8小时）进尺屡创新高，三项指标均突破烟台中心历史纪录。该钻孔的高效施工，体现了烟台中心在钻探技术力量和装备体系建设方面的显著成果。

除了新设备的投入使用，新工艺、新材料的运用对钻探施工也起着至关重要的作用。今年以来，钻探技术团队从现场作业需求入手，积极推进钻探行业前沿科技设备工艺的引入及研发，探索运用空气泡沫冲洗液、双聚冲洗液、成膜泥浆、变频离心机、海域升沉补偿钻机等多项技术措施，成功申报“一种钻杆内壁泥皮泥饼清除装置”“一种高速水接头多功能提篮”2项发明专利和2项针对设备改进、工具研发的实用新型专利，团队建设正实现由“传统施工”向“科研+生产”的模式迈进，为队伍高质量发展提供新质生产力。

与此同时，烟台中心正依托近年来在全国多地开展岩心钻、工程钻、水文钻、海钻的经验成果和技术力量，联合北京探矿工程研究所等多家行业单位积极申报海陆一体化钻探工程技术烟台市工程研究中心。该研究中心主要以海域地质钻探为核心、深部岩心钻探为重点、水文钻探和矿山救援钻探为突破，构建较为系统的海陆一体化钻探工程技术方法体系，为全力支撑新一轮找矿突破战略行动提供重要保障。

 

江西赣州是一片壮怀激烈、神奇光荣的红土地，这里的每一寸土地都闪耀着历史与传统的光辉。

时代翻到了2020年这一页。此前，由于经济底子薄、基础条件差、贫困人口多、贫困范围广、贫困程度深，赣州成为全国较大的集中连片特殊困难地区、江西省脱贫攻坚主战场。今年4月26日，江西省政府举行新闻发布会，宣布于都等7个县（区）退出贫困县序列。至此，赣州市11个贫困县全部退出，赣南革命老区实现整体脱贫摘帽。

在这场史无前例的脱贫攻坚战中，一支奇兵——自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所出现在深壕坚堡前，从专业入手，从技术切入，干起了别人不善干的大事来：脱贫要治贫，治贫要助贫，穷根不除，还要返贫。

发展实体经济，把赣州建设成为全国稀有金属产业基地和先进制造业基地，是脱贫治穷的关键一招。但是，赣州又不能走传统的老路子，村村办矿，家家炼石，把资源优势折腾成生态劣势。经过深入地县情、乡情、村情调查，郑州综合利用所决定用创新思维从六方面持续发力：

——将钨、稀土、萤石等特色优势矿产资源进行深度研发利用；

——将矿山固体废弃物进行广泛综合利用；

——推动金属矿、非金属矿新技术研发；

——对矿山环境进行综合调查，经过治理后形成“绿色产出”；

——进行固废资源综合调查评价，力争变废为宝，产生效益；

——编制矿业产业规划和绿色矿山标准，使区域经济健康、绿色地向前发展，不走弯路。

由此可见，郑州综合利用所对扶贫工作就像经营自己的“责任田”那样充满深情，“谋矿已非从前样，春风化雨焕容光”。

于都润鹏矿业经改造后的生产现场图

科技薪火燃一片

赣州于都润鹏铅锌矿是一复杂共伴生的多金属矿。长期以来，由于矿床共伴生组分多、分离难度大，导致主要有价组分回收率偏低，精矿产品也因品位低，经济效益大打折扣。

找到症结后，郑州综合利用所决定利用技术研发优势帮助矿山解决“心头之患”。他们夜以继日地进行技术攻关，先后研发了铅锌优化分离技术、尾矿重选收硫技术、铅锌混合浮选技术、铅锌混浮精矿压力浸出短流程技术等多项技术。其中，铅锌优化分离技术通过药剂配制创新和工艺条件优化，可使铅回收率提高6.72个百分点，达83.45%，银回收率提高10个百分点以上，达64.84%，增加年直接经济效益523.74万元。

在尾矿重选收硫技术方面，该所提出采用重选回收替代浮选回收硫系统，使硫精矿品位保持在45%以上，硫的回收率增加20个百分点，年直接经济效益达90万元；运用铅锌多金属矿混合浮选工艺技术，使混合精矿各主要组分回收率大幅提高，铜达到93.69%，铅达93.55%，锌达91.94%，金达91.81%，银达97.66%，硫达93.19%，整体技术经济效果明显提升；运用浮铅尾矿锌硫混合浮选-分离技术，将流程改为先选铜铅，再锌硫混选，再进行锌硫分离，使锌回收率提高了0.63个百分点，电机功率下降150千瓦，吨原矿节约成本4.43元，实施后每天多产生效益1万余元，年增经济效益近330万元。经过多项技术改造，润鹏铅锌矿终于“滋羽鹏飞”。

接着，郑州综合利用所又把目光瞄向了宁都县河源锂辉石矿。该矿生产的是电动汽车电池的原料，市场前景广阔，但由于矿山锂元素回收率不高，经济效益并不理想。

通过研究，郑州综合利用所的专家们发现，造成锂回收率不高的原因是矿泥影响了药剂功能的发挥。为此，他们开展攻关，反复对比药剂，试图找到对锂辉石更为敏感的“高效捕收剂”。终于，功夫不负有心人，他们成功研发了一种名为“EL”的高效捕收剂，使浮选精矿氧化锂回收率提高11.3%。经测算，矿山通过选矿工艺的革新，不仅节约了资源，还可年增利润1200万元，抱上了一个大金娃娃。

江西铁山垅钨矿细泥中钨的回收一直是矿山亟待解决的技术难题。一般情况下，钨选厂细泥产率约为7%~9%，钨在矿泥中的损失率达20%。郑州综合利用所根据钨细泥尾矿矿物特性，结合离心机选矿机、悬振锥面选矿机等设备优缺点，开发出了“筛分-离心机预选-悬振锥面选矿机精选”的全重选工艺流程。该工艺可再次回收废弃矿泥中的残矿，最后得到WO3品位为23.43%、回收率达到41.62%的黑钨精矿。

在扶贫过程中，又一个难题横亘在郑州综合利用所面前：赣州会昌锡矿储量即将消耗完毕，需要尽快研发技术从锡尾矿中回收锡等有价组分。该所知难而进，通过设备组合优化、工艺条件控制和药剂创新，开发出了“锡石尾矿尼尔森重选抛尾——粗精矿浮选富集工艺技术”。这组工艺技术设计新颖，连接顺畅，要件闭环，最终抛尾量达到76.67%，大幅减少了进入浮选作业矿石量，重选抛尾也降低了细泥对浮选的影响，减少了浮选药剂用量，获得锡石精矿品位达9.73%，作业回收率47.88%，相当于提高现场锡石回收率的9%~10%。

赣州兴国县高岭土矿是当地一宝，但由于产品含铁高，销售价格低，花了力气但不挣钱。郑州综合利用所通过分析发现，该矿的铁赋存在云母中，采用传统磁选工艺很难分离出来。于是，他们结合现有工艺，引入超导磁选技术，大幅提高了磁场强度，实现了含铁云母的分离，铁含量由1.25%降低到0.52%，白度由74.5提高至93.4，产品价格由240元/吨提升至1400元/吨，为矿产品升级换代带来希望。

赣南高岭土矿分选后尾矿量较大，长期堆积在矿山周围，对环境影响很大。郑州综合利用所认为，这些都是放错地方的“垃圾”，完全可以变废为宝。工艺矿物学和综合利用技术评价结果表明，高岭土尾矿中主要含有石英、长石、云母、高岭石等矿物，其中石英含量高、资源禀赋好，晶体通透。于是，他们研发了“高温煅烧-水淬-重选-磁选-浮选-酸浸”工艺，把尾矿中有益组分进行分选，获得二氧化硅品位达99.85%，回收率达到35%；又把二次剩余尾矿用来制备轻质高强陶粒，充当建筑材料，实现了“吃干榨尽”。

就这样，郑州综合利用所在扶贫3年中，攻克了一个个工矿企业的“老大难”问题，正所谓“科技薪火燃一片，青山远望小康家”。

浮锌尾矿重选回收硫技改实施现场

睿智英才盈彩笔

人无远虑，必有近忧。

赣州市及所辖县域矿产资源丰富，山脉纵横，历史上就是办矿要地，目前大中小矿山百余座，矿点千余处，稀土、钨等矿产在全国乃至世界具有重要地位。

要谋划全市经济社会发展战略，既要充分发挥本地区的资源优势，又要积极推进“五位一体”总体布局，使矿业和其他产业协调发展。根据地方政府的迫切需求，郑州综合利用所集中科技力量，编制了4份市县矿业产业发展专项规划和1项产业发展专题报告。

知宝在其一，用宝在其二，惜宝在其三。《赣州高岭土矿资源产业发展规划（2017~2021年）》总结了国内外高岭土矿资源开发利用及产业发展现状，针对赣州高岭土矿资源特点及产业发展实际，分析了赣州发展高岭土矿资源产业的优劣势，提出了规划期内高岭土矿资源产业的总体定位、发展目标及主要任务，重点发展高岭土精深加工和陶瓷产业，建议建设崇义高岭土产业园、兴国（泉州）五金卫浴产业园和寻乌陶瓷产业基地等3处高岭土矿产业聚集区。地方政府对该规划极为赞赏。

接着，《赣州硅石矿资源产业发展规划（2017~2021年）》也问世了。该规划总结了赣州市硅石矿资源开发利用及产业发展现状，分析了赣州发展硅石矿资源产业的前景，提出了规划期内硅石矿资源产业的总体定位、发展目标及主要任务，重点发展石英砂、石英玻璃、石英板材等产业，建设石城硅石产业园、信丰粉石英产学研基地、上犹玻纤生产基地等6处硅石矿产业聚集区。此规划一旦实施，可安排数千人就业。

《于都县矿业产业发展规划(2016~2020年)》是地域性的专项规划。郑州综合利用所在全面总结于都县优势矿产资源及开发利用现状、矿业产业发展现状和存在问题的基础上，分析了矿业产业发展的前景，提出了规划期内产业发展的目标任务、产业布局和十大重点工程，通过延伸钨、铅锌、萤石等重点矿种产业链和优化产业布局和结构，推动矿业及延伸产业快速发展。

《兴国县非金属矿产业发展规划(2016~2020年)》具有异曲同工之妙。郑州综合利用所在全面总结兴国县优势非金属矿产资源及开发利用现状、产业发展现状和存在问题的基础上，分析了非金属矿产业发展的前景，提出了规划期内非金属矿产业的总体定位、发展目标及主要任务，明确了萤石、高岭土等优势非金属矿的产业布局、产品方向和重点项目，构建以萤石氟化工产业为龙头，高岭土陶瓷产业、水泥建材产业等为重点的非金属矿产业集群。

接着，郑州综合利用所又完成了《兴国县矿泉水地热产业发展前景分析报告》，通过调研兴国矿泉水、地热资源现状及现有2家矿泉水企业开发利用现状，分析了产业发展的前景，提出了产业发展的主要工作和建议，为兴国县矿泉水、地热产业开发指明了发展方向。

看起来，郑州综合利用所做的都不是“分内事”，不过他们深知，谋贫困区之发展蓝图，规划才是主轴和引领。

红色老区竞风流

在矿产资源丰富地区如何科学、绿色办矿，既有序开发金山银山，又留住绿水青山，是当前绕不过的大问题。

为此，郑州综合利用所的专家团队帮助地方政府根据本区域的矿产资源特点，谋划好绿色矿业发展示范区和绿色矿山建设。首先，他们结合地域地貌特点开展了赣州优势矿产绿色矿山建设标准体系研制，研究编制了《钨矿绿色矿山建设规范》《萤石矿绿色矿山建设规范》《离子型稀土绿色矿山建设规范》《普通建筑用砂石粘土绿色矿山建设规范》等4项赣州市绿色矿山建设地方标准，并通过细化相关指标要求，有效增强了标准的适用性和可操作性。

可喜的是，《钨矿绿色矿山建设规范》《萤石矿绿色矿山建设规范》2项标准已于2020年5月1日正式实施，为赣州市钨、萤石矿资源绿色开发提供了标准依据。它们是赣州市首批市级地方标准，也是江西省首批生态文明市级地方标准。该标准的广泛运用，使当地绿色矿山的建设、评估、认定和核查等工作有了可循之规。此外，《离子型稀土绿色矿山建设规范》和《普通建筑用砂石粘土绿色矿山建设规范》目前也已完成标准送审稿，有望在年内完成审查后发布。

江西铁山垅钨矿有限公司黄沙矿区是一个有着近百年开采历史的老矿山，以生产优质黑钨精矿而闻名，在第二次国内革命战争时期曾为苏区作出过重大历史性贡献。郑州综合利用所充分发挥技术和人才优势，为其绿色矿山建设提供规划指导，编制了《江西铁山垅钨矿有限公司黄沙矿区绿色矿山建设方案》。经过绿色矿山建设，该公司基本实现了矿区环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化和矿区社区和谐化，顺利进入国家绿色矿山名录库，成为赣州矿业的一张名片。

对历史遗留的矿山生态环境问题，郑州综合利用所应地方政府的要求，积极开展各类地质环境问题调查。于都地区历史上是办矿重点区域，专家组通过遥感图像解译，并深入矿山“梳头发”，共调查国土面积1921平方千米、各类矿山180座，基本查清了存在的各种地质环境问题，编写了《于都南部区域废弃矿山地质环境问题恢复治理建议》和《于都南部废弃钨矿山环境综合治理可行性调查报告》，受到了当地政府的高度重视。

有道是，弃矿复绿已开头，红色老区竞风流。赣州市境内老矿区颇多，生态环境欠账绝非毕一役之功就能解决，但郑州综合利用所矢志与地方政府紧密配合，在“十四五”期间将脚踏实地，一茬一茬接着干，在这片红土地上复绿、造绿、兴绿，打造出一个新型矿区。

 

近日，中国地质调查局北京探矿工程研究所自主研发的钻井液变频离心机成功服务于湖北某地热资源勘查钻探现场，取得良好应用效果。

该地热井设计井深1500m,终孔口径95mm，在绳索取心钻进中钻遇复杂地层，出现了钻井液固相含量高、钻杆内壁结垢、钻具钻头磨损严重、机械钻速低等问题。应用探矿工程所研发的TGLW350型钻井液变频离心机后，钻井液中的有害固相含量显著降低，有效解决了上述问题，同时也减少了废浆排放，有力保障该地热井安全、快速、绿色钻进施工。

现场技术指导

土壤资源的前世今生

郭俊刚 赵恒勤

前世

你可知道，松林下松软芬芳的泥土和坚硬巨大的岩石原来是一样的呢。大自然鬼斧神工，又历经数亿年，悄然将坚硬的岩石变成了肥沃的土壤。

早在几十亿年前，地球的表面都是岩石。地壳表面裸露的岩石，受到风力和水力的侵蚀，在物理、化学、生物、气候等多种因素综合作用下，逐渐被破碎和分解。山一样大的石头变成了小块，小块又变成了细粒。在岩石由大变小、由粗变细的过程中，不仅仅是个头变化了，同时岩石也变成了一种叫“成土母质”的物质，这个过程就叫作风化。要注意的是成土母质还不是土壤。时间又过了数亿年，成土母质在水、空气、腐殖质和微生物的帮助下，逐步形成真正的土壤。成土母质的性质决定了土壤的类别，所以在我国有东北的黑土地，有西北的黄土高原，有云贵川的红土，还有中原的棕色土壤。土壤的垂直剖面从下往上通常可划分为“土壤母质层”“底土”和“表土”三个部分，其中“表土”和“底土”合称为“土体”，是土壤的主要部分，土壤的顶部则是由动植物残体腐烂转化而成的“腐殖质层”。大自然需要300年到1000年的时间才能形成大约2.5厘米厚的土壤。

今生

时间来到了人类文明，人类利用和改造世界的能力不断增强，对矿产资源的大规模开发利用，也对土地资源造成了伤害，土壤环境严重恶化，已经威胁到人类的生存与发展。

一、土地的压占和破坏

根据有关部门测算，至2009年底，全国有1亿多亩历史遗留工矿废弃地尚未复垦。在全国11.23万座矿山的开采活动中，每年约有300万亩土地遭受毁损。在新增被损毁的土地之中，耕地或其他农用地高达60%以上。耕地的减少，导致失地农民的增多，土地利用效率降低，生态环境恶化，对社会经济的可持续发展造成严重影响。

二、土壤污染

土壤污染包括矿产资源开发利用造成的土壤酸化和土壤重金属污染。

土壤酸化是指酸性物质使土壤变酸的过程。一部分是矿物开采过程中，硫化矿床从地下开采到地表后，矿石中的硫元素会转化为硫酸根离子，硫酸根离子随同降雨、地表径流等水体进入土壤，导致土壤酸化；另一部分是在矿物加工利用过程中，如煤炭燃烧所产生的二氧化硫、氮氧化物等大量酸性气体，进入大气后遇水形成酸雨，使土壤环境被酸化。

随着矿产资源的开发利用，进入到土壤中的铜、铅、锌、铬、镉、汞、砷等重金属超出土壤承载能力，影响植物正常生长，诱发植物发生病变甚至死亡，也会在植物体表或体内积累，通过食物链进入人体，诱发人类的疾病。

未来

伴随着“绿水青山就是金山银山”号角的吹响，我们必须采取一定的措施，将矿产资源开发利用对环境造成的损害降到最低。通过矿山土地复垦，增加可耕地数量，提高土地质量，改善生态环境；通过开采工艺的改进，充分利用采空区和废弃巷道，减少地表塌陷和废石排放；通过生产设备和生产工艺的改进和优化，实现对矿产资源的高效节约集约利用，减少废弃物排放。

目前，已经涌现出一些重金属修复技术，比如利用钝化剂使重金属的形态趋于稳定，利用超富集作用的植物吸收土壤中的重金属。重要地块被污染又不易治理的话，直接给土壤搬个家，将污染土壤移走，将清洁土壤移来。

土壤是我们人类赖以生存的资源，要把生态文明理念贯穿到整个土地资源和矿产资源的开发利用过程中不仅要注重土地数量的保持，还要注重土地利用质量的提升，实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。

宜兴保磷矿基地选矿厂实现零排放

周文雅 吕振福

磷矿是地球上不可再生的非金属矿产资源，是一种重要的化工矿物原料，是保证粮食安全不可替代的矿产资源。

根据《全国矿产资源规划（2016—2020年）》，我国规划有3个磷矿资源基地：滇中、贵州开阳-瓮福、湖北宜兴保。中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所46种重要矿产资源开发利用水平调查项目组2019年奔赴湖北宜兴保磷矿基地进行开发利用水平调查，考察基地内资源的可持续保障情况、开采选别技术水平、尾矿废石的排放情况。

2018年全国共有磷矿采矿权证288个，湖北宜兴保磷矿资源基地有磷矿采矿权证62个。磷矿是湖北在全国最具比较优势的矿种，查明资源储量74.96亿吨，位居全国第一。为了提高生产效率和产品质量，大部分企业都会优先使用高品位磷矿，以避免不必要的原材料消耗、减少产生的废渣、提高磷矿的利用率。中低品位的磷矿石一般要通过一些特定的选矿技术，得到磷含量较高的精矿，才能用于后续的生产。宜昌的磷矿资源具有明显的夹层结构，中层为富矿，上下两层均为贫矿。特殊的矿层结构加上历史原因，宜昌当地采富弃贫的现象普遍。

湖北省磷矿资源管理暂行办法要求对磷矿必须“全层开采，全部入选”；对开采规模实行总量控制；对磷矿石(粉)实行凭准运单运输的准运制度；逐步重组和关闭生产能力在 15 万吨/年以下的磷矿企业，提升资源利用水平。宜昌市继续减少磷矿石开采计划，2018年在1300万吨的基础上又缩减了300 万吨。一系列措施，有效保障了湖北磷矿资源的可持续发展。

2018年，湖北宜兴保磷矿基地内磷矿企业有62家，在产企业54家，均采用地下开采，运营期间采掘废石不出坑，回填采空区，既可降低采空区上方的开裂、沉降变形，又防止固体废弃物对环境的污染。由于基地磷矿实行开采总量控制，基地内总设计采矿能力3212.5万吨，实际采出矿石1440.795万吨，平均采矿产能利用率46.02 %。

湖北宜兴保磷矿基地选矿厂普遍采用重介质旋流器进行磷矿选别。磷矿原矿破碎后进入重介质旋流器，品位高的磷矿颗粒在旋流器中下沉，成为精矿产品；品位低的磷矿颗粒在旋流器中上浮，随溢流水排出，成为尾矿产品。所有生产废水净化后全部循环使用，完全实现零排放。

宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿废石70.94万吨，年利用磷矿废石95.87万吨，磷矿废石累计积存量为194.26万吨，2018年磷矿废石利用率为135.14% 。

宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿尾矿41.32万吨，年利用磷矿尾矿37.32万吨，平均磷矿尾矿利用率为90.32 %，累计磷矿尾矿积存量为95.89万吨。

磷矿属于不可再生资源，缺乏相应的替代品种，被列为我国重要的战略资源，在国家粮食生产安全中占有极其重要的地位。湖北宜兴保磷矿资源基地资源储量大，2016年湖北远安发现一特大型磷矿床，初步探明储量达4.29亿吨，是我国首次发现的单一矿区最大规模磷矿，后备资源丰富。湖北对磷矿实行开采总量控制性管理，可有效保障我国未来磷的供应能力，保障我国粮食安全，助力中国磷业发展。

材料界的“百变星君”——石墨

郭理想 张然 刘磊

地球上的碳分布非常广泛，既可以分布于地壳表层，又可以存在于地壳深部甚至是地球内部更深处的地幔中。此外，碳还是地球上生物体的基本组成元素之一。同时，其存在的状态也很多样，氧化态、还原态以及单质形式的碳均能在各种自然和人为环境中存在。截至目前，自然界中已发现的由碳单质构成的物质有三种：第一种是价值斐然、人尽皆知的钻石，第二种是与我们的日常生活密切相关的石墨，第三种是尚存争议且人们知之甚少的卡宾碳。

石墨最早由德国矿物学家A.G.Werner（1749~1817）命名。自然界中产出的石墨外观呈现出钢灰色或黑色，形状主要有鳞片状和土状两类，还有部分以块状形式产出。其化学成分主要是碳，天然产出的石墨成分纯净的很少，其中常包含SiO2、Al2O3、FeO以及粘土、沥青等杂质。

石墨矿床的形成需要具备以下两个主要条件：大量的碳，即碳质要集中，它们是形成石墨的主要原材料；合适的热力学条件，例如相当高的温度，好比是工厂中用于生产的机器需要合适的工作参数和加工环境。

全球石墨资源分布广泛，美国地质调查局最新发布的《世界矿产品概要2019》中的数据显示，全球范围内的石墨储量主要分布在土耳其、中国、巴西、莫桑比克、坦桑尼亚、印度、越南等国。其中晶质石墨主要分布在中国、巴西、莫桑比克、乌克兰、马达加斯加等地，隐晶质石墨主要分布在土耳其、印度、墨西哥等地。

我国是传统的石墨生产和消费大国。石墨属于不可再生资源，是我国的优势矿种，我国在2016年12月将晶质石墨列入国家战略性矿产目录。根据自然资源部最新发布的《中国矿产资源报告2019》显示，我国晶质石墨查明资源储量为4.37亿吨，主要分布在黑龙江、山东、内蒙古、吉林和湖南5个省（区）。我国已发现的石墨矿床总体上可分为三种类型：区域变质型，如黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿、山东省青岛市莱西南墅石墨矿、内蒙古自治区乌兰察布市兴和石墨矿等；接触变质型，如湖南省郴州市鲁塘石墨矿，吉林省吉林市磐石烟筒山石墨矿等；岩浆热液型，如新疆维吾尔自治区昌吉苏吉泉石墨矿，巴音郭楞蒙古自治州尉犁县托克布拉克石墨矿等。

石墨的用途也颇为广泛。石墨具备良好的导电、导热、润滑、耐磨，以及耐高温、抗腐蚀、防辐射等诸多优良性能，能用于制造各种产品，被广泛用于国民经济的各个行业，可谓是材料界的“百变星君”。在传统行业中，石墨可作为耐火砖、坩埚、增碳剂等，应用于耐火材料和钢铁工业。由于洁净钢及超低碳钢的发展，以及节能降耗的要求，开发低碳耐火材料已成为必然趋势，石墨在炼钢领域的用量正逐步降低。

在新能源领域，石墨可作为锂离子电池的负极材料。负极材料对石墨性能要求较高，通常需要将石墨球形化以后，提纯到99.9%以上。在核能领域，天然石墨也发挥着重要作用，球床式高温气冷堆的球形燃料元件中，天然石墨占据64%的比例。

石墨烯是近年来的热点新型碳材料。英国曼彻斯特大学的物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年首次发现了石墨烯，他们也因此荣获了2010年的诺贝尔物理学奖。我国目前已经实现以天然石墨为原料，通过氧化石墨-还原法制备石墨烯粉体的工业化量产过程，并在防腐涂料、导热膜等领域有较好的应用效果。未来石墨烯在新能源汽车、海洋工程、能源发展、高端装备、环境治理等领域的应用将进一步深入，有望成为各个重大领域不可或缺的应用材料。

“工业味精”——锡矿的开发利用

田敏 张红新

地壳中锡的平均含量只有0.004%，属于比较稀贵的金属。目前已发现锡矿物和含锡矿物50余种，其中具有工业意义的主要矿物为：锡石、黄锡矿、圆柱锡矿、硫锡铅矿、辉锑锡铅矿。地球上锡矿主要呈带状分布在东南亚和东亚两大锡矿带，东南亚锡矿带北起缅甸的掸邦高原，沿缅泰边境向南延伸到印度尼西亚。东亚锡矿带西起中国云南个旧，延伸至广西，南起朝鲜，经中国延伸至俄罗斯。中国居于东亚锡矿带的主要区域，因此成为全球锡资源储备第一大国。近年来数据显示，全球锡储量共约480万吨，中国拥有150万吨，印尼80万吨，巴西70万吨，玻利维亚40万吨，澳大利亚37万吨。

我国锡矿资源分布较为集中，主要分布在云南、广西和湖南三个省（区），三个省（区）锡精矿产量合计约占全国总产量的90%。目前，世界上有20多个国家开采锡矿，自1993年以来中国锡精矿产量一直居于世界第一。

我国锡矿资源按照矿物组成不同分为三类：原生锡矿、砂锡矿和其他类型锡矿石，储量分别为92.88%、0.80%和6.32%。原生锡矿主要分布在广西和云南，合计占总累计查明储量的83.06%。目前，工业生产中锡矿选厂根据资源类型的不同，共有7种方法处理矿石，分别为重选、单一浮选、浮-重-浮、浮-磁-重、重-浮-磁、重-磁-浮、重选-浮选，重选法处理矿石量最多，单一浮选法处理的原矿品位最高。我国资源量最大的原生锡矿和砂锡矿主要采用重选工艺，使用的机械设备有跳汰、摇床、溜槽及离心机等重选设备。我国虽然锡矿储量丰富，但品位较低，主要集中在0.1%~1%之间。国内矿山企业着力提高锡矿伴生资源综合利用水平，通过科学制定选矿工艺，回收共伴生组分11种元素，包括镉、硫铁矿、镍、铅、锑、铁、铜、钨、锌、铟、银。

锡最大的优点是可以100%回收，符合环保、节能、节约资源的国家战略，国家不断出台多项政策鼓励扩大锡的应用领域。近几年，我国电子产品出口日益增多，在欧盟《关于报废电子电器设备指令》和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》发布实施后，欧洲将强制步入无铅化电子时代。中国电子无铅化趋向势在必行，预计我国在锡焊料领域中消费量年增长率将在10%左右；塑料工业生产因环保要求，将扩大锡热稳定剂的使用；硫酸亚锡作为新型绿色环保水泥的添加剂，在近几年发展较快。随着我国汽车、钢铁、机械制造业和矿山工业的发展，锡的使用量会逐步增加，锡产业将迎来长期良好的发展前景。

你了解氟中毒吗？

冯乃琦 张永康 曹耀华

氟在自然环境中广泛分布且与人体健康密切相关，主要分布在人的骨骼、牙齿、指甲和毛发中。氟是与人体健康密切相关的必需微量元素，但若摄入过量就会引起氟中毒，氟污染还可以使动植物中毒，影响农牧业生产。我国地方性氟中毒病区分布广、病情重，遍及29个省、市、自治区。全国有病区县1314个，病区村10万余个，受威胁人口超过1亿人。

一、什么是地方性氟中毒？

地方性氟中毒，是指在自然条件下，人们长期生活在高氟环境中，主要通过饮水、空气或食物等摄入过量的氟而导致全身慢性蓄积性中毒。

二、地方性氟中毒的危害是什么？

地方性氟中毒是一种慢性全身性疾病，主要表现在牙齿和骨骼上。对牙齿的损害主要表现为氟斑牙。主要危害为7~8岁以下的婴幼儿，一旦形成残留终生。

对骨骼的损伤会引起氟骨症，主要表现腰腿及全身关节麻木、疼痛、骨关节变形，出现弯腰和驼背，最后发生功能障碍，乃至瘫痪。另外还可能对神经系统产生障碍，对肌肉、肾脏、甲状腺、甲状腺旁腺等产生不同程度的损害。

三、大气、土壤和水中的氟是从哪里来的？

大气中的氟：大气中氟的人为来源主要是工矿业的生产过程和煤炭燃烧的排放，以气态和颗粒形式将氟化物释放到环境中。

土壤中的氟：土壤中氟的来源主要有3个途径：岩石中含氟矿物的风化；火山喷发进入大气的含氟化合物经干湿沉降进入土壤；人类工业活动。据估计，我国磷肥厂一年排放10多万吨氟，砖瓦厂排氟量达50万吨以上。此外，钢铁、制铝、化学磷肥、玻璃、陶瓷、氟化工等工业以及燃煤过程中排放的含氟三废，数量也极高。

水中的氟：萤石和磷灰石的溶解是地下水中氟的主要来源，黑云母、角闪石以及含蛭石、高岭石和蒙脱石的黏土矿物也是其来源之一。

四、地方性氟中毒有哪几种类型？

根据氟的来源和摄氟途径不同，将地方性氟中毒分为三大类：饮水型氟中毒、燃煤污染型氟中毒、饮茶型氟中毒。

五、地方性氟中毒临床表现有哪些？

氟中毒最突出的表现是骨骼和牙齿受损害。骨骼损害引起氟骨症，出现全身关节疼痛，四肢或躯干麻木，手足抽搐、僵硬，严重时还有关节活动困难，弯腰驼背，胸廓变形，甚至不能直立行走，丧失劳动能力。

六、影响氟中毒发病的主要因素有哪些？

一是摄氟量：摄氟量高，发病率高，病情严重。二是营养条件：蛋白质、钙和维生素有抗氟保护机体的作用。三是饮水中的化学成分及硬度。饮水中的钙和镁可降低人体对氟的吸收，促进氟从体内排泄，减少氟对机体的危害。饮水的碱度增强可使氟的活性增强，有利于氟的吸收和增加氟的毒性。四是抗氟元素的摄入，如钙、镁、铝、硼、锌、硒、铜、钼、铁等，可促进氟由体内排出或增强某些酶的活性，从而提高机体抗氟能力，降低氟的毒性。五是生活、饮食习惯与燃煤污染型和饮茶型地方性氟中毒有着极为密切的关系。

七、氟中毒的预防措施有哪些？

饮水型氟中毒病区预防的根本措施是降低水氟含量，使之达到生活饮用水卫生标准。

一是改换水源。在有条件的地区采用引水、打深井等措施，使病区群众改用低氟水源。二是在干旱地区，可利用物理、化学方法除去水中过量的氟，使之达到生活饮用水卫生标准的要求。常用的方法有混凝沉淀法、活性氧化铝吸附过滤法、骨炭过滤法等。三是饮茶型氟中毒病区要大力宣传高氟茶的危害，使病区广大群众认识到高氟对人体健康危害的严重性，自觉改变不良的饮茶习惯，增强自我防病能力。

八、地方性氟中毒该如何治疗？

地方性氟中毒由于发病机理不太清楚，目前尚未研究出根本有效的治疗方法，只能对症或缓解某些症状，减轻病人痛苦。

一是切断氟源，减少机体摄氟量。根据病区类型和特点，采取不同措施，把环境介质中的氟含量降到或控制在国家标准范围内，减少机体摄氟量。

二是减少机体对氟的吸收。利用某些元素与氟的亲和力与氟离子结合，形成新的难溶性盐，不能被机体吸收利用，如铝、硼、钙等元素。

三是促进体内氟的排泄。体内氟主要从肾脏排泄，某些药物和元素能促进氟从机体排出。如甘草和维生素C，两者对增强体内新陈代谢、加强利尿解毒有一定作用。

四是改善生活条件。生活条件和营养状况对地方性氟中毒的发生与发展有直接影响，改善生活条件，增强机体抵抗力，补充必要的营养，有利于减轻发病和提高疗效。

五是对症治疗。地方性氟中毒患者常出现疼痛、麻木、抽搐，以及消化系统、神经系统障碍等症状，可给以镇静、镇痛、助消化等药物，解除患者痛苦。

九、刷牙会导致氟中毒吗？

我国居民氟的适宜摄入量应在1.0到1.5毫克之间，可耐受最高摄入量为3毫克，超过此安全限值，氟就会在体内积蓄，引起氟中毒。我国牙膏含氟量标准是：成人牙膏0.05%～0.15%。如果使用1克的含氟牙膏（约1厘米长的膏体），每天刷牙2次，氟总量只为2～3毫克。刷牙后吐掉泡沫，已经吐掉了大部分的氟，剩下吞咽到体内的氟只是很少的一部分，不会对人体产生伤害。

对于儿童，特别是6岁以下的儿童，由于吞咽反射比较差，容易在刷牙时吞入牙膏，要注意防止氟摄入过量。一方面，儿童应该使用含氟量更少的儿童牙膏，并且每天刷牙不超过2次。另一方面，家长要监督孩子刷牙，鼓励他们吐出泡沫，不要吞咽。偶尔发生的吞入不用过于担心，因为即使是使用含氟1500毫克/千克的牙膏，1岁儿童也要一次服下33克才会达到可能中毒量。

为迎接第50个世界地球日，4月10日，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所联合挂靠所内的中国地质学会水文地质专业委员会、中国地质学会地热专业委员会、自然资源部地下水科学与工程重点实验室、自然资源部地下水矿泉水及环境监测中心、自然资源部地下水科学与工程野外试验研究基地、自然资源部地下水科学与工程科普基地、河北省\中国地质调查局地下水污染机理与修复重点实验室、中国地质调查局地热资源调查研究中心、中国地质科学院年轻沉积物年代学与环境变化重点实验举办了以“珍爱美丽地球，守护自然资源”为主题的科普宣传活动。通过参加河北省自然资源厅和河北省电视台节目录制、发放宣传页、展出主题宣传图板、自然资源部地下水环境应急监测车进校园等系列活动，积极引导全民节约利用地下水资源，加快创建节水型、清洁型社会。

活动现场举办了水资源与生态保护主题展览，通过展览干热岩资源分布及潜力、浅层地温能开发利用、水热型地热资源开发利用、地下水资源合理利用、土地质量调查与大米挑选等图板，依靠生动活泼的图例，通俗易懂的语言向广大市民详细介绍了水资源与地热资源在保护生态环境、服务民生、保障民众福祉等方面发挥的重要作用，为广大学生和市民上了一堂生动的科普宣传教育课，激发了群众保护自然资源、提升资源利用效益的强烈意识。为让民众对水资源保护有更加直接的认识，自然资源部地下水与环境应急监测车还开到了活动现场，科研人员现场为民众展示了各种水样测试方法，耐心细致地为大家讲解生活用水常识，引发了公众的高度关注。

4月20日，水环所面向社会公众开放了自然资源部地下水科学与工程重点实验室、地下水科学与工程野外试验基地、地下水矿泉水及环境监测中心等各类平台。河北正定中学的200余名师生参观了同位素实验室、纳米修复实验室、第四纪地质与环境实验室等。实验室研究人员为参观者耐心讲解了实验操作程序及仪器原理，了解了如何测试水的来源、水的好与坏，在一定程度上激发了大家对地学科普知识的兴趣。现场还为广大师生发放了具有纪念地球日环保主题的笔和本，为市民群众发放了宣传手册。在地下水科学与工程试验基地，师生们参观了多功能试验样方，工作人员讲解了水面蒸发、土面蒸发、不同岩性界面水分动力学过程模拟等试验。接着参观了大型蒸渗系统，蒸渗仪是测定土壤水分蒸腾蒸发、大气降水入渗补给和地下水蒸发耗损的标准仪器，讲解了其组成和功能，使到访师生对水文地质研究工作有了初步了解。在重点实验室，参观了稳定同位素在地质、环境等方面的应用，及样品的前处理和测试方法、放射性同位素氚和碳14在地下水测年方面的应用，以及测试方法。在地下水污染修复实验室，重点介绍了实验室的紫外可见光分光光度计，冷冻干燥机，高速离心机和恒温振荡器，并对在仪器中进行过硫酸盐降解条件实验和微米级活性炭粉吸附降解地下水中石油烃的模拟实验进行详细讲解，学生们十分感兴趣，对为什么用锡箔纸包裹，碳粉悬浮方法提出的疑问进行了耐心解答。

4月23日，为扩大科普受众范围，进一步传播地质科普知识，水环所赴石家庄四十二中学举办了第50个地球日科普行活动，吸引了近300名师生参与其中，并发放了第50个地球日科普宣传手册。活动伊始，首先向在座师生播放了“地下水的朋友圈”和“水文地质钻探工艺”等2部科普视频，以师生喜闻乐见的动画卡通形式形象展示了地下水属性、地下水分布特征、地下水分类、地下水开发利用以及地下水保护等基础水文地质科普知识，开展了“地热-身边的清洁能源”和“全球变化与第四纪地质”等科普讲座，以视频、音频、动画等多种形式生动宣传了地热资源与节能减排、全球变化研究历史与第四纪及其意义，讲座贴合中学生心理特征和知识结构，在普及地质知识的同时，激发了同学们学习科学、探索科学、热爱科学的热情与兴趣，提升了科普工作的科学意义和社会意义。

 

 

 

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。

 

近日，中国地质调查局北京探矿工程研究所自主研发的“钻井液离心机用排渣机构和钻井液离心机”获国家实用新型专利授权（专利号ZL202020657427.X）。

该钻井液离心机在转鼓的排渣口处设置经表面强化处理的对称刮泥板与排渣挡圈，实现顺畅排渣，避免因固相堆积导致的转鼓内壁磨损、螺旋输送处理能力降低等问题。能够提升整机动平衡性和稳定性，降低维护保养成本，延长设备寿命。该专利成果已有效服务了地勘、煤田、有色和核工业等行业单位实施的多项钻探工程。 

自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所（以下简称“探矿工程所”）始创于1957年，从我国勘探技术“零起点”出发，艰苦奋斗，矢志国家地质勘探技术研究，1959年在北京周口店建立勘探试验站，从此开始了以地质勘探科研报国的漫漫征程。

上世纪70年代，以探矿工程所为首的一批国内大名鼎鼎的泥浆、勘探技术专家进驻西藏羊八井，提出了地热钻井与成井一整套技术与工艺措施，成功解决了一系列难题，取得十多项重大科研成果，获得原地质矿产部科技成果一等奖。

1984年与1985年交替之际，原地质矿产部决定，“周口店勘探试验站”改为独立的县团级事业单位，这标志着勘探试验站正式独立，名称改为“地质矿产部勘探试验站”。从此拉开了我国科技体制改革试点工作的序幕。

1985年10月28日，原地质矿产部正式批准将“地质矿产部勘探试验站”更名为“地质矿产部探矿工程研究所”。

1995年，探矿工程所受邀指导完成西藏羊八井钻探工程，确立了其深部高温地热钻探技术在国内的领先地位。

2000年8月25日，经中央编制办公室批准，“地质矿产部探矿工程研究所”更名为“北京探矿工程研究所”。

2002年初，探矿工程所正式划归原国土资源部管理，隶属中国地质调查局。特别是从2005年1月起，该所作为中国地质调查局的直属单位，积极主动切入地质调查主战场，地质调查支撑服务作用和技术创新能力实现了质的飞跃。

2017年5月，我国南海神狐海域天然气水合物试采实现历史性突破，自主创新完成20项关键技术和7项重大技术装备。探矿工程所作为参研单位之一，其自主创新的保压取样技术和天然气水合物保温保压取样装置位列其中，打破了国外垄断。

同年12月1日，广州海洋地质调查局专门给探矿工程所发来热情洋溢的感谢信，特别感谢其为“海马”号ROV配套研制的反循环结壳钻机，在大洋41B航次大洋富钴结壳调查中，成功打穿了3个站位的结壳矿层。这是我国深海遥控机器人首次搭载钻机作业并一举获得成功。

2018年，探矿工程所高度重视自然资源部中国地质调查局党组要求和局重大部署，牵头组织局属相关单位同国内外钻井装备设计机构、科研院所和生产制造企业开展交流合作，协同创新技术攻关，积极落实重大部署。同时，该所还与局属工程、二级项目承担单位紧密合作，高质量完成了东南沿海、雄安地热、下扬子页岩气、油气田铀矿、准噶尔、北方石炭、陕东晋西等7项预算单列钻探地质调查任务，在钻探调查中战胜了高原、戈壁等艰苦环境，克服了严寒、暴雪、台风等恶劣天气，解决了多种复杂地层钻进难题，获取高质量岩心实物资料及地质信息。

探矿工程所的发展堪称我国地勘行业的历史缩影，60多年厚重的技术积淀和人才优势，已经延伸到设备的科技创新中。

该所自主研制的3000米永磁直驱顶驱钻机成功应用于广东省惠州市惠热1井高温地热资源钻探地质调查，惠热1井目前是广东省钻孔深度最大、水温最高、自喷流量最大的地热勘探井。

新时代，探矿工程所坚决贯彻绿色勘查理念，以地质钻探及高温地热钻探钻井液固相控制技术、3500米的永磁直驱顶驱钻机系统等，积极开展地质钻探绿色环保施工，同时也吹响了雄安新区地热清洁能源调查评价的进军号角，以科技创新续写行业传奇。

地质钻探及高温地热钻探钻井液固相控制技术

针对地质钻探绿色环保施工的要求，探矿工程所成功研制TGLW系列钻井液离心机、QJQ系列泥浆清洁器、TG振动筛及多级钻井液固控循环系统，具有体积小、质量轻、模块化、易搬迁等特点，可实现钻井液不落地循环处理，有效清除有害固相。

钻井液离心机采用单电机结构模块化设计，最小分离粒度5μm，可匹配变频控制系统实现无级调速，适应不同地层特性，填补了国内小口径地质钻探用离心机空白。泥浆清洁器将水力旋流器与振动筛有机结合，可清除20μm~74μm有害固相。钻井液固控循环系统可根据不同钻探需求匹配固控设备，改变了传统钻井液自然沉降处理方法，减少了钻井液排放对环境污染，满足清洁化生产的需要，符合绿色勘查、绿色钻探的要求；循环过程中的液相回收利用，固相集中回收处理，符合国家节能减排要求，对加快实施绿色低碳和推进生态文明建设重大战略部署具有重要意义。目前，固控设备及系统已在青海、新疆、四川、甘肃、内蒙古等多个资源勘探和科学钻探工程现场取得了成功应用。

在地质钻探固控系统研究基础上，为支撑高温地热清洁能源勘探要求，形成了撬装模块化五级固控及钻井液冷却系统，处理量可达180立方米/小时，可实现高温环境下等钻井液处理及降温需要，为高温地热（干热岩）钻探提供有效技术保障。

TG型振动筛

地热钻探用五级固控系统

国家重点新产品——TGLW型离心机

QJQ型泥浆清洁器

钻井液二级固控循环系统

雄安地热

地热能是一种新的绿色清洁能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。2017年4月，国家级新区雄安新区横空出世，其目标是建成“蓝绿交织、清新明亮、水城共融、多组团集约紧凑发展的生态城市”，以地热能为主，多能互补的供暖方案率先被提出，并把“打造全球地热利用样板”作为目标之一。

据此，探矿工程所参与中国地质调查局地调项目《雄安新区地热清洁能源调查评价》，组织实施雄安新区D14地热探采井工程。为适应雄安新区对环保的要求，现场钻机动力由柴油机动力改造为变频电力驱动，采用电传电控新技术、自动送钻技术加强对施工过程的监控，提高钻进效率，减少能耗；地热井实施过程中采用绿色环保泥浆体系，采用新技术对废浆进行处理，加装泥浆处理系统，减少井场对环境的污染。雄安新区钻探施工现场做到了设备动力不冒烟，泥浆不落地，减少了排放，降低了工程对环境的污染。该井于3月16日钻进至2500米，并顺利终孔。

雄安乃至京津冀地区地热资源丰富，开发利用前景广阔。钻探地质调查是精确获取深部地层地热、地质学参数的唯一手段，也是目前地热资源开发利用的唯一途径。该项目通过整理和分析雄安新区地质和钻探资料，总结区域地热钻井关键技术难题及对策，形成区域地热钻探地质调查技术报告，可为雄安、京津冀地区乃至全国地热资源钻探地质调查提供借鉴与指导，对促进我国高温地热资源绿色调查和开发利用进展有十分重要的意义。

雄安新区地热清洁能源调查评价现场

钻井液固控循环不落地系统

永磁直驱顶驱智能化地质钻机

为推进国家深部找矿战略实施、提高智能地质装备能力建设水平，自2011年起，自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所组织专业力量对3000米以深顶驱钻机系统进行深入系统研究，创新永磁电机直驱钻机技术，掌握新一代智能化地质钻机系统核心技术。

探矿工程所于2015年研制成功世界首台3000米永磁直驱顶驱钻机系统，填补了行业空白。该钻机成功应用于浙江临安页岩气勘查LC-1井试验工程（完钻深度2328米，终孔直径150毫米），在广东惠州惠热1井地热井工程完钻深度为3009米（终孔直径150毫米）。在此基础上，2018年研制成功3500米永磁直驱顶驱钻机系统，进一步提升了自动化控制水平，通过试验孔施工试验，验证了设计思路，达到了设计要求。

其中，惠热1井是迄今为止广东省内水温最高、自喷流量最大的地热资源调查井，实现了广东乃至东南沿海地热资源勘探的重大突破。通过创新应用自主研发的永磁直驱顶驱钻机、高温井控、复合钻进、高温钻井液等装备和技术，有效破解了高温钻探技术难题，初步形成了一套高效环保的高温地热钻探调查技术新体系。

探矿工程所研制的永磁直驱顶驱钻机系统，通过变频系统进行无级调速，具备结构简单、维保方便、能耗制动、自动化程度高等特点。钻井作业过程中，具备超钻深、大负荷、长行程、高处理能力等优势。司钻作业智能化、自动化，具备自动送钻功能。可接入电网进行施工，不依赖柴油发电机组进行野外作业，发挥永磁电机高功率因素的优势，相比同规格普通电驱钻机节约电耗超过20%，具备节能减排的巨大优势。钻机的成功研制与应用为我国绿色勘查体系发展提供了大型装备支撑。

3500钻机

惠热1井现场放喷科学试验

3000钻机在惠热1井施工

3000钻机在LC-1井试验施工

 

2017年8月25日至8月30日，第十五届国际地质灾害减灾论坛（The 15th International Symposium on Geo-disaster Reduction, ISGdR）在日本岛根县的隐歧岛、松江市以及京都府宇治市举行。本次国际论坛由日本岛根大学自然灾害减灾中心、国际地质灾害减灾协会、日本京都大学防灾研究所滑坡研究中心、日本隐歧岛国际地质公园等共同主办，共有来自中国、日本、韩国、意大利、美国、英国、荷兰、捷克、尼泊尔等国家的134位知名专家和青年学者参加。

应国际地质灾害减灾协会主席Fawu Wang教授的邀请，地调局地质力学所孙萍博士出席了此次国际论坛，并作了题为“Experimental study on mechanism of rainfall-induced shallow loess landslides”的特邀口头报告。鉴于地质力学所对国际地质灾害减灾协会的重要贡献，本次会议聘请地质力学所所长邢树文研究员为协会高级国际顾问，同时继续聘请孙萍博士为新一届国际减灾协会主席助理及协会期刊Geoenvironmental Disasters编委。

本次论坛包括学术研讨会、野外实地考察和实验室参观等内容。参会专家学者就“UNESCO在地质灾害减灾方面的工作”、“地质灾害分析中的新方法”、“岩土介质分析在地质灾害中的应用”、“地震地质灾害研究”、“降雨诱发地质灾害研究”、“城市防灾综合问题”“大型工程的地质灾害情况”等多个研究领域中的热点和难点问题进行了深入的交流与讨论；对日本隐歧岛的火山、崩塌、滑坡、泥石流、海蚀等地质灾害进行了野外考察，对隐歧岛的地质变迁、地质灾害的现状与未来趋势进行了分析与讨论；期间，与会专家还参观了京都大学防灾研究所的大型环剪实验室和离心机实验室。

高质量的学术报告和丰富的野外考察活动，进一步增强了地质灾害领域各国专家学者的交流与合作，推动了该领域的国际化发展，同时，也宣传并展示了地质力学所在地质灾害方面的部分研究成果，巩固了先前建立的国际合作关系。

与会专家代表合影

野外地质灾害考察

参观京都大学环剪实验室

他是一个“80后”，一名中共党员，一位普通的地质工作者。他是儿子，是丈夫，是父亲，却为了更好地保护人民群众的生命财产安全，为了更精确地防治地质灾害而永眠河湟。

回望他的一生，虽其短暂，却荡气回肠，无愧天地。他自律、担当、尽心尽力，以“居其位，安其职，尽其诚而不逾其度”的忠诚履行责任；他学习、探索、敢闯敢试，以“苟日新，日日新，又日新”的坚持追逐创新；他积极、热情、集思广益，以“同其心，一其力，人尽其才”的精诚共谋合作；他勤奋、仁爱、克己为公，以 “以身许国，何时不可为”的慷慨毕生奉献；他耿介、正直、进德修业，以“天无私覆，地无私载，日月无私照”的磊落恪守廉洁。

逐一比照中国地质调查局党组提出的“责任、创新、合作、奉献、清廉”的新时期地质工作者的核心价值观，李祥龙是忠实的实践者。他以实际行动诠释了新时期地质工作者核心价值观的真正内涵，堪为地质工作者的行为典范，精神上的引路人。

本报今日推出长篇人物通讯《黄土悠悠祭忠魂》，作为“深入开展‘两学一做’ 发扬光大地质精神——走进践行新时期地质工作者核心价值观先进典型”专栏的开篇，敬请垂注。

 

暑热炎炎，哀思弥漫。

白发双亲、孀妻幼子，泪流成海，悲恸锥心。7月12日，甘肃临夏回族自治州殡仪馆内，李祥龙的遗体告别仪式正在举行。

李祥龙，1986年生于河北廊坊。中共党员，博士。生前任中国地质调查局地质环境监测院水工环地质工程师，兰州地质灾害风险评估与管理项目负责人。

2016年7月8日14:30，李祥龙在临夏州东乡县果园乡陈何村下坪山滑坡点开展地质灾害调查勘查时，不幸因公殉职，年仅30岁。

 

坚守岗位，遇不测永眠河湟

 

“他从未和我说过出野外会有多苦。他发给我的照片都是在最美的风景里他最好的状态……我也一直觉得出野外不都一样吗？我们做区调，都是一群人一起出去，一起回来，大家相互照顾，疲惫但很快乐。我从没想过他的‘野外’是那么荒凉、艰苦的地方。如果知道他会发生这样的事，我坚决不会同意他改签航班……甚至，我早就帮他调动工作了，无论他同不同意。”说这些的时候，李慧就那么一直坐着，一只手紧紧握成拳头，不时一声长叹。

李祥龙发给妻子李慧最后一条微信的时间是7月8日7∶30。

 

李祥龙在甘肃野外调查现场

 

按原计划，这天上午，他应该在赶往兰州机场的路上。当天傍晚，就能从北京回到廊坊，出现在家人面前。他确实太想念父母、妻子，还有年幼的女儿了。而另一个更重要的原因是，国土资源部与德国经济技术部之间开展的“兰州市地质灾害风险评估与管理”国际合作项目，需要他回来做前期沟通准备工作。

可是他临时“变卦”了。他告诉李慧，他想多留一天，把陈何村滑坡的滑带找到，查清滑坡机理，所以他已经改签了9日的航班。

“他说他一定要亲眼看到陈何村滑坡的滑带，不然回去心里也不踏实。”李慧说，“抛开滑坡灾害会带来危险这个‘恶’的层面，从地质科学的角度看，其实在他眼里，它是特别美的。那种美可能不是通常意义上的美。他像欣赏艺术品一样去欣赏滑坡灾害的一切，从中找到一切可能的研究价值。”

“河湟”一词最早出现于汉代。《后汉书·西羌传》有“乃度河湟，筑令居塞”的记载。其中，“河湟”是指今甘青两省交界地带的黄河及其支流湟水。此后，“河湟”逐渐演变为一个地域概念，泛指黄河上游农区，当然在更广的范围内也包括洮河流域。

洮河，位于我国甘肃省南部，是黄河上游第一大支流。洮河流域下游处于黄土高原与青藏高原的接壤处。这里的滑坡灾害在我国乃至世界上都非常典型。这里在行政区划上属我国唯一的东乡族自治县。由于植被覆盖率低、地形破碎，地质灾害涉及面积占全县总面积的八成以上。该县也成为国家级贫困县之一。地质灾害成为当地群众脱贫致富的一大障碍。

实习生王冠兵还清晰地记得李祥龙曾说过的一句话：“我们的工作也属于精准扶贫。真希望通过我们的努力，能让他们的生活得到改善。”

站在果园乡陈何村下坪山滑坡体上，巴谢河就在脚下流过。巴谢河左岸，古滑坡发育密集，几乎一个挨一个。而在3千米外，1983年，洒勒山滑坡，近6000万立方米的滑坡堆积物掩埋了4个生产队，伤亡278人，毁坏农田3000余亩。这些，也被写入地灾相关专业的教科书。

为了深入研究滑坡发生过程及其机理，为今后的地质灾害防治提供科学的数据理论支撑，2015年，洮河流域下游地质灾害调查监测项目设立。李祥龙的工作又增加了一项重要内容。他比以前更忙了。

自5月23日出野外以来，按照“规矩”早就过了轮换探亲的时间，他却一直没回去过。由于古滑坡时间久远，滑带模糊难辨，工作开展了一年多，研究迟迟没有进展。李祥龙有点着急，“他希望至少能确定控制滑坡的地层到底是哪一层。”

6月10日，陈何村发生了滑坡。滑坡体掩埋了120米长的乡村干道，幸好没造成人员伤亡。对李祥龙来说，没有人员伤亡的滑坡是非常值得庆贺的事。因为这至少可以为研究提供最新样本，有可能带来突破性的进展。

项目组决定在这里调查、取样，布置钻孔。

项目组的成员说，此前几天，李祥龙每天在裂缝遍布、黄土松动的滑坡体上爬上爬下。他根据掌握的知识，初步推断是岩层滑动。黄土层滑动不太可能有这么大的土方量。可到底是哪个岩层？怎么证明？只有亲眼看到滑带，亲手取到样本，才能得出结论。

7月8日——多留下的这一天，李祥龙一点都不愿浪费。

吃过早饭，李祥龙就和项目组同事侯圣山，实习生王冠兵、金文祥一起去了东乡族自治县果园乡陈何村滑坡点。

观察岩心，去旁边的山沟里查看岩层，爬到滑坡体顶部选好地方指挥挖掘机挖探槽让滑带尽快漏出来……整个上午，李祥龙一刻未闲。

“他叮嘱我说，在他回京后你要把这个滑坡盯好，如果钻机打到滑带了，马上拍下照片发给他。”王冠兵说。

有人看到，午饭后，李祥龙曾站在坡顶远望群山，良久沉思。

他熟悉这里的每一处滑坡、泥石流、崩塌、不稳定斜坡，他几乎踏遍了巴谢河和广通河沿岸的每一寸土地。

探槽挖到长约5、6米，深约4.5米的时候，挖掘机挖到石头了，只好暂停。但这足以完成进探槽观察，取样，拿到求之不得的第一手资料。这样的工作李祥龙做过很多次。

和往常一样，按照安全规程，金文祥留在外面观察预警，李祥龙和王冠兵下去。带上安全帽，拿上地质锤，李祥龙顺着斜坡走进探槽，王冠兵拿着铁锹跟在后面。

探槽两边的土壁比人高出一米多，里面阴凉昏暗。

王冠兵跟着李祥龙在应是滑带的地方停下仔细观察了片刻。他听到李祥龙说：“奇怪，怎么出现砂岩了？走，我们先上去，到旁边再看看岩层去。”可他刚一转身，身体就动不了了，紧接着眼前一片黑暗。在黑暗中，在失去意识之前，他隐约听到李祥龙发出了两次声音，感觉李祥龙的右手动了几下。他刚想喊，就吃进了一口黄土。

“他们前方头顶的黄土迎面坍塌下来。只一瞬间，根本来不及反应，两个人都不见了。”金文祥眼睁睁看着这一切就这么发生却无能为力。

待人们用铁锹或徒手挖开泥土，王冠兵因头部在黄土之上，虽险无恙。而李祥龙双眼紧闭，身体站得笔直，左手的地质锤被黄土紧紧挤压在胸口上……压迫性窒息，医学术语如此定义他的死因。

他把命留在了古老的河湟。

 

深明责任，由汶川宣誓人生

 

李慧说，也许是汶川改变了李祥龙的人生。“就是从那次汶川赈灾以后，他才重新审视他即将深入学习的专业，对人生、对责任有了更深刻的思考和认知。”

2008年，汶川地震。

而这一年，李祥龙本科毕业，以专业综合排名第一的成绩被保送中国地质大学（武汉）硕博连读，师从著名滑坡专家唐辉明教授。

6月，他背起行囊跟随有唐辉明教授参与的该校科技赈灾队进驻汶川地震灾区进行调查。这次调查最终形成了相关建议和报告，提交给国土资源部参考。

“他去汶川的时候，我在准备研究生考试。很久以后，他向我感慨，人在自然、在灾难面前真的太渺小了。站在汶川的灾后现场才懂得什么叫人间地狱。”李慧说。

从那以后，她明显感觉到李祥龙变了，“他的性格里更多了一种悲天悯人的情怀。”

2009至2010年间，李祥龙硕士在读。

这期间，他参加了汶川地震地质灾害调查评价项目，前后三次深入地震灾区，对受灾最为严重的汶川县映秀镇及北川县陈家坝乡两处典型区域进行工程地质调查。

从事地质研究，最关键的资料永远在一线，亲眼看到，强过万千描述。

一次临行前，他不小心扭伤了脚踝。导师照顾他，有意安排他整理内业。李祥龙急了，马上找到导师，忍着脚痛快走了几步，以此证明他可以参加现场调查，最终成行。

有超过两年的时间，李祥龙一直在映秀。很长时间，项目组就他一个人在驻地留守。“我去看过他。他就一个人睡在河边的一个小房子里。四周空寂。夜晚静得只听到潺潺的水声……我才知道其实他有多孤独。”李慧说。

事实上，在映秀，在汶川，在四川，李祥龙经历的不止这些，还有因对责任、对底线的坚守而遭遇的人身威胁。

2011年，李祥龙攻读博士学位期间，参与了一个灾后重建项目，并作为设计代表长期驻扎在现场。有一次，他到现场检查时，发现施工方偷工减料，施工质量与设计要求相差甚远。他拒绝在验收报告上签字，并当场要求返工。施工方来人把一沓钱塞给他，被他严词拒绝。施工方见收买不奏效，就以人身安全相威胁。李祥龙回复得义正辞严：“这是灾后重建项目，事关人命。偷工减料就是犯罪。我走不走得出去没关系，但是工程必须要合格！”

也许正是这些经历，让李祥龙懂得坚守责任背后将意味着要承担更多的未知。但他依然可以乐观笃定地走下去。

博士毕业时，北京电力、水利行业的几家单位向李祥龙抛出了橄榄枝，并为他开出了非常优厚的薪酬，李祥龙都逐一拒绝。

“他说，妈妈，我学了这么多年地质灾害防治，一定要做这方面的工作。我要为提高中国地质灾害研究和防治水平做出点什么，我觉得我一定能。”每当想起儿子说的这番话，李祥龙的母亲心里都满满的骄傲，“他的眼神是坚定的。他知道他想要什么。”

在中国地质环境监测院第二届青年地质论坛上，李祥龙曾做了题为《层状节理岩体高边坡地震动力破坏机理研究》的报告。

他在PPT最后一页的备注里这样写道——从工作角度来说，我希望自己能够依靠同事的帮助和自己的努力，尽快熟悉和掌握我院主要工作内容和工作方法，以及我所在的地质灾害调查监测室的主要工作内容和研究方向，完成从学生到地质环境工作者的角色转变，实现对今后需要参与的工作的较为系统和深入的认知；从专业角度来说，我十分渴望能够依托我院的优势硬件及软件条件，发挥运用自己已经掌握的地质灾害防治方面的专业知识，同时在实践工作中继续学习，探索地质环境相关领域的新工作方法和新科研方向，从而实现学以致用、持续学习，与我院和我室的大发展趋势保持高度的同步的同时，也争取发展个人的学术优势和科研动力，为我院和我室的发展贡献自己的专业力量；从生活角度来说，作为一名普通的中国公民，我认为自己有责任也有义务，为中华民族实现全面复兴、为中国人民实现“美丽中国”的梦想传递属于自己的正能量，为了我们能够拥有一个人与自然能够和谐相处的社会主义社会而奋斗。“美丽中国”既是我们每一个中国公民的梦想，也是我们每一个地质环境工作者的工作追求，更是整个中华民族的梦想。我相信我一定能够以我室分配的具体工作目标为自我定位、以我国地质环境工作需求为方向，以助力“美丽中国”梦想为理想，通过认真的工作、学习和研究，贡献作为一名年轻地质环境工作者的能量。

或许可以说，这就是他为自己的地质人生定义的方向和责任，是他的事业宣言。

谋求创新，肯动脑善学好问

“他专业知识扎实，悟性高，善于学习，更为难得的是他对工作充满激情，肯吃苦，肯动脑筋，能堪重任。领导信任他，同事爱戴他。同时拥有这些品质，在年轻人中是很少见的。”这是中国地质环境监测院副院长田廷山对李祥龙的评价。

善学好问，肯动脑筋，能解决问题，可堪重任，是当下“创新型”人才共有的特点，也是李祥龙留给熟知他的人比较一致的印象。

 

李祥龙（左四）参加北川陈家坝滑坡调查

 

2011年，李祥龙在攻读博士学位期间，作为国内学生中的佼佼者，被公派前往美国华盛顿大学参加博士生联合培养研究。

在美国一年的时间里，他的绝大部分时间是在实验室度过的。为了抓住难得的机会做好地质灾害物理模拟实验，李祥龙成了一名不折不扣的“工匠”。他从市场上买来水泥、木材、锤子、锯子等工具，自己动手，将自然界中的地质灾害做成模型在实验室内模拟。

为了能够掌握准确的数据，他经常连续好几天通宵达旦地待在实验室里，一遍一遍地重复操作。他手上磨出了血泡，几个月下来瘦了十几斤。

这一年，他在动力岩石力学、现场模拟离心机试验研究、动荷载岩石边坡稳定性分析等方面均取得了不俗的成绩。华盛顿大学的导师非常喜欢李祥龙严谨的科学态度和能吃苦的精神，希望他留在美国继续从事研究工作。但他毅然选择回到祖国。

“哀牢山地区地质灾害监测预警”项目是李祥龙工作后承担第一个项目。高速远程滑坡在哀牢山地区比较典型，且破坏力巨大。为分析这种滑坡的致灾机理，李祥龙查阅了国内外大量资料，也进行了大量现场调查。

2014年汛期，哀牢山地区发生了一起泥石流，冲下来四千米远。当时李祥龙在北京。调查是由项目组的其他成员完成的。他的同事说，从北京到了哀牢山后，他放下行李就去了泥石流发生地，踩着巨大的乱石，从上到下实地走了一遍。“他说他要亲眼看看，能对这片地区的灾害多增加点认识。”

经过调查和分析，他选取两个有代表性的滑坡，对滑坡发生后的情况进行了数字模拟研究。研究所需的软件是他借鉴国际前沿方法，从国外专业网站上找到的，软件的使用方法也是他自己学习和摸索的。这一创新性研究丰富了哀牢山项目的成果，对当地同一类型滑坡的防治具有借鉴意义。

李祥龙办公室的书架上摆满了各种专业书籍，不仅有地质学方面的，还有很多关于计算机编程等其他领域的书。

“他出事的前两天还买了两大包专业书寄到家里，有一包还没有拆封。”相识十年，对于李祥龙爱钻研的韧劲儿，李慧着实领教过。“我们圈子里的朋友都是学地质的。无论是和他一起踢球的朋友，还是和我小聚的闺蜜，他总有本事把话题最终引向探讨地灾滑坡。”

“他总是说，要想在工作上有所创新、有所突破，需要学习的东西太多了，感觉时间根本不够用。每一次参加培训，他都会叮嘱我把资料拷回来，我也会尽可能在朋友那搜集更多的前沿资料供他学习。我明白，他是想借鉴融汇其他专业的知识来解决他面对的专业难题。”

闫金凯与李祥龙同在一间办公室，是共处时间较长的同事。他说，他英语特别好，专业知识扎实，而且特别喜欢钻研，涉猎的领域有些很少有人了解。

参加工作3年来，李祥龙以项目负责人、副负责人、课题骨干身份承担和参加中国地质调查局矿产资源评价项目、国家重点项目、国际合作项目十余项。在岩土力学、岩石力学与工程学报、工程地质学报、国际工程地质大会等高水平期刊或会议论文集发表论文10多篇，并形成项目成果若干部。2014年，他被选拔为地质环境监测院青年英才。

李祥龙的办公桌下放着一台专门用于建模的电脑。很少人知道，在离世之前，他一直在用心研究程序语言。他想尝试建立一个适用于兰州地区、适用于中国黄土高原地质灾害的风险评估模型。

在推进中德合作的过程中，李祥龙搜集了大量国外地质灾害风险性评估的数据、文献，努力掌握全球最新动态。他了解到，在国内，针对单体地质灾害的预警模型应用得较为广泛，而针对一个区域的风险性评估模型虽然有，但普适性不强，也缺乏统一的标准。如果能建立一个适用于兰州地区、适用于中国黄土高原地质灾害的风险评估模型，就能够为中国地质调查局地质环境监测院申请专利。更好的结果是如果推广开来，对地质灾害防治将是重要的参考和推进。

可是建立这样一个模型谈何容易，要开发软件，要考虑到各种各样的因素。

李慧记得，那段时间，李祥龙很忙碌，也很有激情，“他是那种一有了想法就要马上尝试执行的人。由于国外一些模型是用python编写的，为了对滑坡进行数值模拟，所以他专门买了好几本关于python编程语言的书，一有空就给他懂程序的朋友打电话请教，把新技术新模型用到自己的项目中。”

如今，模型已粗具雏形，而他，却英魂远逝。

 

奉献合作，顾大局慷慨一生

 

李祥龙出生在一个地质世家，从小是在地质大院听着《勘探队之歌》长大的。他的外公是新中国成立后的第一代地质工作者。他的外婆也是地质队职工。小时候，父亲经常出野外天南地北地跑，很少能陪伴他。他的童年大部分时光里只有妈妈。

在李慧眼里，李祥龙是一个特别自律的人，也是个特别爱操心的人。“他有每天记日记的习惯，就算没有大事，他也会寥寥几笔记录一下。”

“有时候，对他额外的操心我也会很烦。他会满脸歉疚地解释说，是从小习惯了……小时候，爸爸出野外，我总想保护妈妈，保护身边的每个人。”

闫金凯说，李祥龙为人特别好，总能很快就和大家打成一片。在云南项目组时，当地国土资源局的同志都很喜欢他。后来他到了其他项目，大家还总念叨他。

其实，留在云南的，除了熟人的想念，还有一个少有人知的秘密直到他离世才为人所知。

他的同事说，在哀牢山地区开展地质灾害调查期间，李祥龙和同事常常要爬山。新平县当地很多贫困家庭的破旧土坯房都建在半山腰。每次路过，李祥龙都会驻足片刻。一次，他们进了一间低矮的房子。屋里仅有一盏煤油灯照明，阴暗潮湿。一个约十一二岁、衣衫破旧的女孩瞪着一双清澈的眼睛看着他们。女孩上初一，生活窘迫到基本的生活费都难以负担。李祥龙立刻决定资助这个孩子。此后的每个月，他都会给云南的女孩寄去几百元的生活费。但是，没人知道他自己也还背负沉重的房贷和家庭开销，手头并不宽裕。

洮河流域下游地质灾害调查监测项目负责人王立朝说，李祥龙是整个地质环境监测院每年出野外天数最多的人。“他的好不仅仅是业务能力强，还有着更强烈的团队合作意识。他英语基础好，又留过学，就主动搜集国外文献，总结国外期刊刊发的最新研究动态，发在专门建立的灾害室的QQ群里，和大家共享。”

工作之外，李祥龙也是一个组织协调能力超强的高手。2013年，李祥龙来到中国地质环境监测院工作的时候，该院组建数年的足球队因为成员年龄老化的问题，需要有技术全面、体能充沛、懂“排兵布阵”又能掌控全局的“灵魂人物”接续。李祥龙加入后，主动定期协调时间，联系队友，组织比赛。几场比赛下来，他的能力、人品和奉献精神征服了队友，被一致推举为球队队长的候选人。

2014年，中德两国合作开展的“兰州市地质灾害风险评估与管理”项目开始筹划。因为专业知识扎实，英语好，李祥龙被任命为中德合作项目的副负责人，承担与德方的业务沟通以及相关数据资料的收集整理、文件起草等工作，并以“固定发言人”的角色代表中方与德国专家对话。他的睿智、谦逊与和善，德国专家十分认可。德国专家得知他罹难，连发数封邮件表达悼念与惋惜。

李祥龙的遗物里有他在野外使用的记事簿。翻开来，字迹工整清秀，每一张地质素描图都令人赏心悦目，甚至滑坡上的每一道裂缝都清晰地描画出来。那些素描图，工整清晰的记录，踏实而老练。这无疑是对地质人传统的最好传承。他的人生多了地质人别样的情怀，工作和生活多了更坚韧的“底气”，永远充满激情，永远苦中作乐。

他对地质的热爱是长在血液里的。

2013年，李祥龙和李慧的婚礼上现场播放的音乐是《勘探队之歌》。2015年的七夕节，李祥龙是在甘肃的野外过的。不能陪伴妻子，他深感愧疚。看到草原上开着的各种颜色不同种类的小花，就一支一支摘下凑成了花束，让同事帮着拍了张照片传给李慧作为七夕节礼物。

 

这张献花的照片是他寄给妻子的礼物

 

“头顶是蓝天白云，脚下是绿草野花，他手捧花簇站在画中……什么玫瑰名包啊，和这比起来都弱爆了。”那一刻，李慧曾凝视照片，暗地欣喜，如今却以天人永别。

对他“工作狂”的状态，她也会抱怨。“我们结婚去塞班旅行，中间转机要在机场等12个小时。他不说话，就打开电脑开始工作。我只好一个人在机场的商店里转来转去，转累了回去靠在他身上睡着了。等我醒了，他还在工作。”“从5月出野外，他还没有休过假。本来这次他回来，我们计划要出去让他放松一下……”

在悼念李祥龙的文章里，他的大学室友何晨辉这样写道：他比我们少了一份迷茫，多了一份对自己信念的坚定。他身上散发着睿智、执着的光芒，生活充满着正能量，让我忍不住靠近。除了在生活上的帮助，他更多的是给予我心灵的充实。

李慧说：“相识十年，我在不知不觉中成了他希望我变成的样子……这种影响是潜移默化的。你不能察觉，也无从抗拒……他就是这么一个有感染力的人。你会不知不觉地靠近他，跟着他的方向走。”

李祥龙给女儿起名“李成蹊”，取自《史记》中的一句谚语“桃李不言，下自成蹊”，比喻为人品德高尚，用不着自我宣言，就自然受到人们的尊重和景仰。

而他，舍弃繁华，远离亲人；忍受寒冷饥饿，坚守清贫孤独，踏遍深山大川，攀爬悬崖峭壁，挥洒才情，开创事业，自己用短暂的一生，诠释对地质事业矢志不渝地传承与坚守，坚持不懈地热爱与追求，用生命践行共产党员鞠躬尽瘁、死而后已的奉献精神。

欧阳修说，圣贤者“虽死而不朽，逾远而弥存”。

斯人已逝，精神长存。

 

后记：7月11日，中国地质调查局党组研究决定，要总结挖掘李祥龙同志的先进事迹，将其作为“两学一做”学习教育和践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观的先进典型，组织全局干部职工向李祥龙同志学习。