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    受全球气候变化影响,近年来极端暴雨引发的突发性、群发性地质灾害,给当前防灾减灾工作带来巨大挑战。4月25日,自然资源部召开了2025年全国汛期地质灾害防治工作视频会议,指出今年全国气候年景总体偏差,极端天气气候事件总体呈多发强发态势,地质灾害防治形势依然严峻复杂。

    极端气候条件下,我国地质灾害形成分布与成灾模式将呈现哪些新的特点?地质灾害防灾减灾工作面临哪些新的挑战?对此,记者近日采访了中国工程院院士、自然资源部地质灾害技术指导中心首席科学家殷跃平。

    殷跃平在乌蒙山区指导地质灾害调查

    极端气候下,地质灾害防范应综合施策

    记者:

    地质灾害隐患点是如何调查识别的?

    殷跃平:

    防范地质灾害,首先要调查识别出隐患点在哪里,这是防灾减灾最重要的基础工作。我国自20世纪90年代以来系统开展了全国地质灾害的面上调查和详细调查,目前正在地质灾害高风险地区开展精细调查。这些调查工作动用了全国水工环地质勘查队伍力量。

    随着科学技术的进步,地质灾害调查手段也越来越先进,以卫星遥感、无人机和地面勘查相结合的“空-天-地”一体化技术成为标配。同时,经费投入也成倍激增。例如,早期的面上调查阶段,每个县投入平均10万元,详细调查阶段每个县投入平均在百万元,而现在的精细调查阶段,每个县投入大约要千万元。由于地质作用过程在不断变化中,每年汛期或强震发生后,还要专门开展应急排查工作。

    地灾隐患点的调查识别具有动态性。目前,在册纳入全国防灾减灾具自然属性的地质灾害隐患点大约有28.4万处。此外,还有记录在册的180多万处因开挖切脚等导致稳定性降低的风险斜坡,构成了每年的人为性地质灾害隐患点。

    以滑坡为例,从防治和减灾救灾角度,传统上把地质灾害体分为三种类型。一种是不稳定斜坡,开裂变形等现象显著,稍遇降雨等就会失稳滑动,我们定义其安全系数小于1.0,由于滑动成灾特征明显,相对来说防范难度不大。另一种是稳定斜坡,即使在暴雨、地震等外力作用下,也不易发生整体滑动,安全系数大于1.2,通常不作为防灾减灾的重点。第三种是欠稳定斜坡,安全系数介于1.0~1.2之间,在非汛期等正常条件下,发生整体滑动的可能性较低,但在久雨、暴雨、地震等因素作用下,安全系数极易低于1.0,也会失稳滑动形成灾害,实际上是具有高隐蔽性的不稳定斜坡,这就是我们通常说的“地质灾害隐患点”,成为每年我们防灾减灾要重点关注的对象。

    记者:

    极端气候下,地灾隐患点识别面临哪些新问题?

    殷跃平:

    我们目前面临三个方面的新问题。

    第一是小体积成大灾。早期的隐患点识别对象主要为体积达十万立方米至百万立方米级的大中型灾害体,其变形特征较为明显,易于识别。但是,目前每年发生的地质灾害绝大多数体积在10万立方米之下,为小型、微型灾害体。我们对最近5年的地质灾害做了统计,在西南山区、东南山区和北方山区95%以上都是小微型灾害体。灾害体体积量级变小,发生地质灾害的隐蔽性、随机性就更强,准确识别难度在量级上也就加大了。

    第二是远程成灾模式。我们目前对隐患点的识别评估,基本上偏重于稳定和不稳定极限平衡的静力学范畴,而对于滑动后的远程成灾风险的动力学评价明显不足。例如,今年在四川筠连发生的高位滑坡灾害,实际上滑动后转化为碎屑流,成灾范围达1800米,超出了滑源区距离的数倍,导致距离滑坡体较远的村庄被摧毁。最近几年,发生了多起高位远程地质灾害,例如2017年在四川茂县,滑坡转化为碎屑流,滑动2800米后掩埋了新磨村,导致70余人遇难。

    第三是未知风险源识别。极端暴雨常态化导致了原本属于稳定的斜坡转化为欠稳定或不稳定斜坡,尤其对小微型灾害体的扰动非常明显。2023年汛期,北京西郊遭受了百年罕遇暴雨的袭击,在北京市房山区记录到4天之内降了1025.5毫米,远超过北京多年平均降雨约600毫米的量值,导致了房山、门头沟地区发生了1200多处群发性的小微型流滑地质灾害。2024年,广东、福建、湖南、广西等南方地区因极端降雨也发生了群发性小微型流滑地质灾害,特别是湖南资兴县,6月单日降雨量达643毫米,引发了19300多处群发性小微型地质灾害。

    记者:

    面对这些新问题,如何提高地灾隐患点精准识别与科学评价能力?

    殷跃平:

    针对这三个新问题的防灾减灾,我们逐渐探索出了一些新办法。

    首先,对小微型地质灾害隐患点,应从易灾地质结构角度进行识别,实行“点+面”双控。例如,从地质结构上,华南地区花岗岩全强风化斜坡、西南地区岩溶煤系复合地层斜坡、华北地区推覆构造斜坡、西北地区黄土-红层二元结构斜坡等都是地质灾害的易发易灾区。

    其次,从成灾地貌上,上陡下缓的靴状地貌、滑坡下部的沟谷地貌、高陡危岩带等都易于形成远程灾害。

    再次,应开展不同降雨工况下,甚至地震工况下的,中型、小型和微型地质灾害隐患点评估厘定和风险分级评价。对近年来的多起特大灾害的复盘分析表明,即使是安全系数大于1.2的稳定斜坡,在罕遇暴雨的作用下,也会形成新的灾害,这也就是每年汛期大量地质灾害发生在隐患点之外的重要原因。

    我们对2024年汛期福建、广东、湖南的群发性小微型地质灾害进行复盘,发现即使是安全系数大于1.8的超稳定全强风化花岗岩斜坡,在罕遇暴雨作用下,也会失稳滑动,特别是切坡建房未支护的斜坡更易失稳成灾。

    记者:

    我国地质灾害监测预警方面取得了哪些成效?

    殷跃平:

    在调查识别隐患点的基础上,需要对灾害发生的时间做出及时的判断。目前,在全国地质灾害隐患调查识别的基础上,主要采用“群测群防”的方式进行监测预警。

    “十四五”以来,我国地质灾害科技减灾的能力显著提升,并对6.6万处地质灾害隐患点安装了监测预警仪器。但是,由于地质灾害隐患点主要散布于运行环境复杂的广大农村山区,受技术精度的限制,这种监测预警仪器主要适用于大变形的短临预警。同时,这些隐患点威胁对象一般仅为数户人家,受经费的限制,监测点主要采用主剖面的方式布设,对灾害体面上的控制精度仍然有限,因此称之为普适型监测预警仪。近三年来,普适型监测预警仪已成功预报灾情约150起,涉及可能伤亡人数3000余人,并有效预警险情近600起,紧急撤离约1.1万人,成效非常显著,推动了我国地质灾害从群测群防体系向“人防+技防”相结合的监测预警体系提升。

    记者:

    极端气候下,地质灾害监测预警面临哪些挑战?如何提高复杂山区重特大地灾隐患的专业监测预警能力?

    殷跃平:

    经过多年努力,威胁百人以上的滑坡基本得到控制。但是,泥石流成为对人民生命财产威胁最大的地质灾害灾种。

    我统计了一下,目前威胁人数大于100人的泥石流隐患点约有4800处,其中威胁人数大于1000人的泥石流沟有240多处。受极端气候变化的影响,对泥石流的监测预警难度也更大,造成的重特大地质灾害风险更高,特别是在西部高寒山区,无法利用现有的普适型监测仪器作出及时预警。

    2024年8月3日,四川康定姑咱镇发生山洪泥石流灾害,从海拔5000米高山启动后形成山洪泥石流灾害,致使雅康高速康定至泸定段日地1号隧道至2号隧道间桥梁垮塌和姑咱镇日地村房屋冲毁,27人死亡。据了解,当时,姑咱镇日地沟沟口的降雨量仅25 毫米左右,并未达到泥石流发生阈值。

    这是由于西部高山区易形成地形雨,降雨量从沟口到半山腰再到沟顶差别很大,沟口降雨量虽然仅几十毫米,但后山可能已达到特大暴雨等级。

    实际上,针对这些地区高位泥石流的专业化监测预警设备的研发已经较为成熟,关键是认识上的问题。泥石流大多发生在高陡偏远山区,通常对其调查勘查精度不够、成灾动力学机理研究不深、监测预警技术适配性较差、工程防治等级偏低,这也是每年汛期重特大泥石流灾害易发高发的原因。因此,对于威胁百人、数百人,甚至千人以上的西部高山或极高山区的泥石流灾害点,必须走更加专业化的监测预警之路,即“技防”为先、“人防”辅助。就像疑难杂症仅靠社区医院是不行的,必须依靠三甲医院的力量。

    记者:

    极端气候下,如何提高地质灾害综合防灾减灾能力?

    殷跃平:

    除了极端气候的影响,人类工程活动范围的扩大,也加大了地质灾害发生的潜在风险。尤其是复杂山区的城市、乡镇和居民点建设的扩张,切坡建房和切坡修路的范围扩大,令原本稳定的坡体变得不再稳定,遇极端气候更易诱发地质灾害,在某些地区甚至出现“切坡就滑”的现象。

    在防灾减灾体系中,调查评价和监测预警仅是防灾减灾救灾体系中的一环,要与避让搬迁和工程治理相结合。针对当前灾害“中心”向乡村转移的现状,要加强农村国土空间规划中地质安全风险评估,特别是农民切坡盖房,要指导进行简易治理,可以采取修建矮挡墙等降险措施,屋后还要留出一定的避让距离,以降低灾害潜在风险。

    在一些矿区,人口迅速增加,地质灾害风险明显增高。要针对村庄、居民点,开展“以人为本”的精准调查,加强易灾地层的隐患点与崩塌滑坡易发区带双管控,应运用新理论新技术,科学划定地质灾害红线,该搬迁避让就搬迁,该监测预警就安装设备,该治理就做好工程治理。只有用科学的态度和方法,才能正确处理好国家能源安全与人居环境安全的关系。

    殷跃平院士谈极端气候下地质灾害防灾减灾策略

    近日,中国地质调查局矿产资源研究所郭春丽研究员,通过对同时代、同空间、同源区的千里山花岗岩体和花岗斑岩岩墙群的SIMS锆石U-Pb定年、LA-MC-ICP-MS锆石Hf和SIMS锆石O同位素分析,发现早侏罗世154.3~151.6 Ma期间形成的岩体和岩墙具有非常一致的锆石εHf(t)值和δ18O值范围(−11.1~−5.1和+8.3‰~+10.4‰),但是两者的锆石εHf(t)和δ18O值的频数分布特征具有显著的差异。花岗斑岩岩墙群的εHf(t)和δ18O均具有双峰式的分布形式(两个峰值分别为−9.5和−5.7、+9.5‰和+8.9‰),千里山岩体具有宽泛且连续的εHf(t)分布形式和正态的δ18O分布形式(峰值为+9.1‰)(图1)。造成这种现象的原因,是不均匀的地壳源区物质在部分熔融过程中产生了两个批次具有不同Hf–O同位素特征的长英质岩浆,其中一部分岩浆沿着深大断裂带快速上升形成了岩墙群,而另一部分汇聚于上地壳的岩浆储库中经历了混合作用形成了花岗岩体(图2)。在Hf和O同位素扩散速率一致的情况下,岩墙中的岩浆来不及发生充分的混合作用,因此其锆石记录的同位素特征能有效地反映两批次岩浆的原始特征。该研究表明相对同源的岩体来说,岩墙是追溯原始岩浆同位素特征的更加有效岩石学探针。

    随着数据的积累,越来越多的研究发现绝大多数单一花岗岩体普遍呈现出变化大于5 εHf单位的同位素值,这一普遍现象引起了岩石学家的广泛兴趣,并引发了热烈的讨论。已有五种成因模式包括:①幔源和壳源岩浆的混合;②围岩混染;③单一源区不平衡熔融;④继承锆石Hf扩散;⑤物理和化学性质差异大的壳源岩浆混合。本研究对于宽泛且连续的锆石Hf同位素值形成的原因也进行了讨论并提出一种新的成因模式,即物理和化学性质相似的壳源岩浆在岩浆房内发生充分的混合,就可以导致单一花岗岩体中出现宽泛且连续的锆石Hf同位素值。

    花岗岩是地球大陆地壳的重要组成部分,是地球区别于太阳系内其他行星的重要标志。这一研究成果为揭示花岗岩的物质来源提供了新的有力佐证,将广泛应用于花岗岩的成因机制研究。该项目受到国家重点研发计划课题(2016YFC0600208)和国家自然科学基金面上项目(41773028)的资助。

     

    图1. (a) 花岗斑岩岩墙的锆石δ18O-εHf(t)相关图. (b) 千里山花岗岩体的锆石δ18O-εHf(t)相关图. (c) 花岗斑岩岩墙的锆石εHf(t)频率分布图. (d) 千里山花岗岩体的锆石εHf(t)频率分布图. (e) 花岗斑岩岩墙的锆石δ18O频率分布图. (f) 千里山花岗岩体的锆石δ18O频率分布图. (c–f)中的插图是年龄加权平均图.

     

    图2. 花岗斑岩岩墙和千里山花岗岩体由花岗斑岩岩墙补给形成的概念模式图. 两个性质不同的下地壳端元源区分别用黄色和红色表示;两个下地壳端元源区发生部分熔融形成岩浆中结晶的锆石分别用黑色和白色表示;两端元岩浆混合而成的岩浆房用桔黄色表示,其中高分异岩浆用粉红色表示. 具有黑色和白色环带的锆石是岩浆房中两个端元岩浆发生混合的结果。

    Chunli Guo, Simon Wilde, Robert Henderson, Qiuli Li, Bing Yin. 2020. Cogenetic dykes the key to identifying diverse magma batches in the assembly of granitic plutons. Journal of Petrology. DOI: 10.1093/petrology/egaa105.

    论文连接:https://academic.oup.com/petrology/advance-article-abstract/doi/10.1093/petrology/egaa105/6030954

    资源所专家提出花岗岩体中普遍具有变化较大Hf同位素...

    “年轻的时候什么工作都要做一点,现在年轻科技工作者学历很高,在某一个专业领域钻研得很深,但是也应该具有战略性的长远的思维,应该做到‘博观而约取,厚积而薄发’。”

    ——中国科学院院士、著名地质学家

    沈 其 韩

    1950年 

    一名年轻的地质工作者 

    怀抱炽热的爱国情怀 

    投身于 

    新中国找矿事业中 

    辽宁鞍山 

    湖北大冶 

    山西中条山 

    ... 

    他走南闯北、不知疲倦 

    沉浸在为国家寻获矿产的 

    巨大喜悦中 

     

    中国科学院院士、著名地质学家沈其韩

    回首当年

    他激情澎湃:

    “如果一辈子能够跑十几个地区

    帮助建立十个八个矿山

    也就很知足了。”

    1984年,沈其韩在实验室用显微镜观察岩石薄片

    1956年

    他响应“国家需要”

    迎来职业生涯的转变:

    从热火朝天的

    地质找矿一线

    转入

    当时相对冷僻的

    地质科学研究

    1985年,沈其韩(左4)在内蒙古野外进行地质观察

    “我上大学的时候,

    地球化学根本没有学过,

    年代学也不知道,

    都是在工作中边做边学起来的。”

    知不足而后学

    他在

    变质岩石学

    前寒武纪地质学

    等研究领域

    奋发图强

    1991年10 月,沈其韩(左1)在北京密云观察变基性岩脉的特征

    到了1980年

    努力终得回报

    他的研究成果屡次获得

    地质矿产部科技成果奖

    和国家自然科学奖

    得到国际地质学界的

    广泛关注和认可

    2006年7月,沈其韩在黑龙江五大连池火烧山北侧考察

    如今

    这位年逾九旬的老人

    仍在地质科学研究道路上

    不倦跋涉

    他对科学的热爱和求索之心

    仿若大地上最寻常的岩石

    历经风雨

    坚韧如初

    他是中国科学院院士、著名地质学家

    沈 其 韩

     

    破译地球的秘密

    ——记中国科学院院士、地质学家沈其韩

    2019年1月,在2018年度国家科学技术奖励大会上,自然资源部项目《中国最古老大陆的时代和演化》荣获国家自然科学二等奖,这项成果是研究团队三代科学家近30年研究的结晶,获奖团队中就有时年96岁高龄的沈其韩院士。

    在70多年的地质生涯中,沈其韩把所有的精力投入到早前寒武纪地质、变质岩石学和同位素年代学及铁铜矿产等研究中,在基础研究和应用研究方面作出了重要贡献。一年多之前,年逾九旬的沈其韩还坚持每天上午到办公室,翻阅报纸,了解国际国内重大事件,除了矿产新闻外,他格外关心的是土地污染治理和三农问题等。他还请助手把国内外有关寒武纪地质研究的论文打印出来,一篇篇仔细阅读,认真做摘要。正是这种精益求精的钻研精神,让他在90多岁时依然保持着出色的科研能力,再次摘下国家自然科学奖的桂冠,彰显着他为国家科技进步而努力奋斗的初心。

    满腔热情为国找矿

    1922年4月27日,沈其韩出生于江苏淮阴。1941年秋,在堂兄资助下,19岁的沈其韩经上海转浙西,偷渡日伪封锁线,终于在冬天抵达重庆。沿途祖国美丽的山河、破败的城镇、苦难的民众,给沈其韩留下了深刻印象。他渴望国家早一点强大起来。

    1942年夏,沈其韩考入重庆大学地质系。上课时,沈其韩对岩石学非常感兴趣,尤其敬佩教授矿物学的王炳章先生。经过4年学习,沈其韩成为重庆大学那一届地质系仅有的7名毕业生之一。

    1946年6月,沈其韩考入南京的中央地质调查所岩石学研究室,室主任是著名变质岩专家、中国科学院院士程裕淇。前辈地质学家身上那种严谨的工作态度、扎实的知识素养、开阔的学术视野、服务大局的工作意识、炽热的爱国情怀,深深地影响着沈其韩。

    新中国成立后,国家重点发展重工业以尽快实现社会主义工业化,钢铁成为最急需的资源。发展工业,找矿先行,地质工作者们迅速行动了起来。

    1952年,在湖北省黄石市铁山区成立了新中国第一支大型地质勘探队——大冶资源勘探队,后改称为429勘探队。沈其韩作为业务骨干参与组织铁山矿区和领导金山店矿区的后期详勘工作。他们白天到山野测量,夜晚在室内整理资料,很快完成了整个矿区精细的地形图。在两年多的时间里,沈其韩没有回过家,日夜都待在山上。1954年3月,勘探队向地质部提交了《湖北大冶铁矿地质勘探报告》,估计总储量高达亿吨以上。

    从1950年起,从辽宁鞍山铁矿、湖北大冶铁矿到山西中条山铜矿,沈其韩走南闯北,不知疲倦,沉浸在为国家找到矿产资源的巨大喜悦之中。回首当年,年过九旬的沈其韩依然非常激动:“当时地质勘查工作非常辛苦,几乎都是白天黑夜地干,一个地质队、一两千人、三十几台钻机,就想着赶紧找到矿提交报告。一两年时间矿山就建立起来了,让我很有成就感。我当时就想,如果一辈子能够跑十几个地区,帮助建立十个八个矿山,也就很知足了。”

    投身寒武纪地质研究

    不过,沈其韩为国家建立十个八个矿山的愿望很快就被迫放弃了,另一个重要的领域正等待着他。

    沈其韩在山西找矿劲头十足,这个时候,程裕淇院士向他发出召唤,让他回到地质研究所搞岩石学研究。向来服从工作安排的沈其韩内心有些不情愿:“我觉得找矿挺好的,我就留在山西算了。”

    让沈其韩改变主意的只有4个字“国家需要”,国家需要他去找矿,他无怨无悔地奔波在湖北、山西各地。现在,国家需要一些有实际工作经验的人来搞基础研究,为将来的找矿工作做指导,那么,他也会竭尽全力,绝不辜负国家的期许。

    变质岩石约占地壳总体积的27.4%,广泛地分布于早前寒武纪结晶基底及其以后的各种重要的地质构造单元中,绝大多数本来是见不到的,但是由于后来的构造运动,一些变质岩露出地表,带来深部地壳的各种信息。地质学家通过破解这些变质岩,研究地壳演化的历史。变质岩石学是岩石学的重要分支,但是相关研究一直进展缓慢,直到上个世纪初,变质岩研究才有所突破,而中国的变质岩研究当时还是一片空白。

    程裕淇院士敏锐地意识到变质岩研究的重要性——除了能够了解早期地壳的演化、通过原岩恢复推断原岩的形成环境和构造背景外,还有助于利用变质岩来找矿。就这样,1956年秋天,沈其韩跟随程裕淇院士开始了长达60年的早前寒武纪地质、同位素年代学和变质岩区工作方法研究。

    寒武纪是地质划分的一个年代,时间大约是距今5.4亿年至5.1亿年之间。在寒武纪开始后的数百万年时间里,包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现,这就是令古生物学家和地质学家百思不得其解的“寒武纪生命大爆发”。但凡所有的大爆发,之前一定有一段长期的力量积蓄储备期,地球上所有的矿产资源也正是形成于这个时期。剧烈的构造运动造成地壳抬升,将覆盖在变质岩之上的岩层剥蚀掉,使得变质岩得见天日。因此,沈其韩的研究便以早前寒武纪地层学为对象,试着从古老的变质岩中去推断地球演化的过程,解读地壳深处的信息。

    在地质学家的眼里,一块看起来很普通的石头,或许比等量的黄金还要珍贵。从热火朝天的地质找矿一线转入到相对冷僻的基础研究领域,沈其韩迅速沉下心来,一步一个脚印,踏踏实实地开始工作。

    博观约取获硕果

    “我上大学的时候,地球化学根本没有学过,年代学也不知道,都是后来在工作中边做边学起来的。”知不足而后学,沈其韩格外关注新技术新方法在实际工作中的运用。后来的实践也证明,没有同位素地质年代学,前寒武纪研究寸步难行。通过向国外专家学习,引进国际上最先进的测定同位素的仪器设备,使得中国的寒武纪地质研究在起步较晚的情况下奋起直追,不断收获累累科研硕果,逐渐缩小与国际寒武纪地质研究的差距。

    从1980年开始,沈其韩在地质科学研究上进入盛产期,他在早前寒武纪研究领域取得了一系列重大进展,研究成果屡次获得地质矿产部科技成果奖和国家自然科学奖。中国寒武纪地质研究的突飞猛进也引起了国际地质学界的广泛关注和认可,相关的研讨会和各种科学合作项目也有条不紊地推进起来。

    回忆一生的科研事业,沈其韩认为,年轻的时候什么工作都要做一点,现在年轻科技工作者学历很高,在某一个专业领域钻研得很深,但是也应该具有战略性的长远的思维,应该做到“博观而约取,厚积而薄发”。

    沈其韩说,他亲自经历了变质岩石学和前寒武纪地质学研究从落后到发展的过程,当前地质科学在飞跃发展,变质岩石学和前寒武纪地质学也应紧随时代的脉搏,不断前进。他勉励年轻地质工作者,紧紧抓住学科发展规律和国家需求,坚定信心,在学科的理论思维和实践应用等方面不断创新前行,为国家作出重要贡献。

    从某种意义上来说,地质学家是这颗星球上最智慧的人之一,他们能够从一块岩石标本乃至一粒矿物晶体中看到整个造山带的动力学过程,推测出地球过去46亿年漫长历史中发生的故事,寻找到蕴藏于地球深处的各种丰富的矿产……斗转星移,寒来暑往,沈其韩院士已经在地质科学路上跋涉了70多年,时光把他从一位热血青年雕塑成一位世纪老人,但他对地质科学的热爱和执着追求科学真谛的心却从未改变过,正像这大地上随处可见的一块块岩石,历经风雨,坚韧如初!

    院士沈其韩:破译地球的秘密
        中国每一次重大改革,几乎都与“三农”有关。农民、农村、农业注定再次成为党的十八届三中全会关注的焦点。那么,作为农民对于十八届三中全会,有啥期待?

        一是期待推进“新型城镇化”。新型城镇化对于处于“稳中向好”的经济而言,不仅是中国经济长期增长、持续健康发展的“引擎”,也是拉动中国内需的巨大潜力,能够有效造福百姓和富裕征地农民。

        二是期待由“农民”变成“市民”。“希望过上和城里人一样好的日子。”这是绝大多数农民对未来生活的愿望。现在“80后”和“90后”新生代农民工普遍不愿再回乡务农,他们迫切希望成为真正的城里人。虽然现在每年有一千多万农民转移到城镇,但是仍有许多农民不能真正在城市扎根。

        三是期待成为“市民”的“农民”有稳定的生活来源。土地流失、农村空心化等“乡村病”等,这是过去存在的“城镇化问题”。兴城首先要兴业,有产业支撑才能有就业,期待中央出台具体的改革方案,让成为“市民”的“农民”有稳定的生活来源,这样才能使城镇化成果真正惠及农民。

        四是期待“土地家庭联产承包政策永远不变”。支持“土地合法流转”政策改革,必须是“合法”的流转,必须是按“市场”的价格流转。对于没有流转的土地,期待“土地家庭联产承包政策永远不变”,中央要给出明确的“定心丸”。

        五是期待“老有所养”、“病有所医”。希望中央出台农民参与全国联网通用的“养老保险”,要让农民工和在家的农民能够持续参加“养老保险”。希望加强乡村医疗卫生条件改善,既要增加医疗设备等乡村医疗硬件,又要让乡村医疗卫生院能够吸引较好的医生。


    一个农民对三中全会的五大期待

    作为常见的含水富镁碳酸盐矿物,水菱镁矿 [Mg5(CO3)4(OH)2•4H2O] 可作为优质的矿物型阻燃填料应用于聚合物阻燃领域。研究表明,水菱镁矿主要赋存于碳酸盐型盐湖和第四纪湖相地层,并在火星Jezero Crater的湖相沉积也有发现,而湖水Mg/Ca值则被视为是水菱镁矿成矿的关键条件。传统观点认为湖相水菱镁矿的形成主要与超基性岩的风化提供富镁物源补给相关,但与超基性岩风化相关的地表河流水及地下水的 Mg/Ca 值很少达到足以使盐湖直接沉淀水菱镁矿的阈值 (图1a)。因此,查明Mg在盐湖系统的地球化学循环过程是破解水菱镁矿成矿过程的关键环节。 

     

    图1 杜佳里盐湖湖水,补给水和水菱镁矿的化学组成: (a) Mg/Ca值 (边缘密度图为全球河流水和碳酸盐型盐湖); (b) Sr 同位素值; (c) Mg 同位素值 (边缘直方图为已报道的水菱镁矿的δ26Mg值)

    针对上述关键科学问题,依托自然资源部青藏高原盐湖野外科学观测研究站,中国地质调查局矿产资源研究所(以下简称“资源所”)林勇杰副研究员及其合作者以西藏杜佳里盐湖为例,系统开展盐湖水、河流水、地下水和水菱镁矿的Mg同位素研究 (图1c)。本次工作运用Mg同位素分析并结合水化学模拟软件Phreeqc,率先建立了蒸发条件下杜佳里盐湖的Mg/Ca值和δ26Mg变化的半定量水化学演化模型 (图2),探讨了盐湖系统Mg的地球化学循环过程。结果表明,强烈蒸发条件下,在杜佳里湖演化过程中文石首先达到饱和沉淀析出,导致湖水的Mg/Ca值和碱度升高,从而驱动水菱镁矿达到饱和而沉淀析出,Mg同位素则为该模型提供了很好的参数限定。在全球绝大多数湖相水菱镁矿沉积中,水菱镁矿通常与文石共生或交替沉积,进一步印证了模型结果。综上所述,本次工作提出尽管与富镁岩石风化相关的地表河流水或地下水为盐湖提供了重要的Mg物源,然而在蒸发条件下文石沉淀可能是驱动盐湖水菱镁矿沉积的重要成矿过程。

     

    图2 杜佳里盐湖水化学演化模型结果 (a) 湖水(蓝色)和水菱镁矿 (棕色) 的 Mg/Ca值; (b) 湖水(蓝色) 和水菱镁矿(棕色)的δ26Mg值

     

     
     
    资源所盐湖水菱镁矿成矿作用研究取得新进展

    9月17日~20日,经济地质学家学会(Society of Economic Geologists,简称SEG)2017年科学年会在中国地质大学(北京)召开。这是该学会自1920年成立以来第一次在亚洲举办科学年会。

    本届年会以“亚洲矿床:中国及其邻区”为主题,主要关注当前全球矿床学研究领域和矿产资源勘探开发的热点话题,探讨中国及其邻区在“一带一路”背景下解决全球矿业低迷问题的领导作用,来自中国、美国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯等30余个国家的近800名代表参加了会议。

    开幕式现场

    分报告现场

    聆听报告

    参观学术展板

    举办高规格会议意义重大

    9月18日,大会组委会主席Richard Goldfarb主持了开幕式,中国科学院院士翟裕生、莫宣学等出席。

    在开幕式上,中国地质调查局党组成员、副局长李金发表示,矿床地质学的发展,需要秉承“大地质观”,丰富地球系统科学发展的内涵;需要秉承“大资源观”,推进更多门类的自然资源综合调查;需要秉承“大生态观”,确保资源开发利用的生态安全;需要秉承“大数据观”,充分挖掘地质数据潜力并发现新的科学规律。本次SEG年会围绕中国及邻区矿床地质有关问题开展深入交流与研讨,这对于推动矿床地质学的发展,乃至矿业的复苏,都将起到积极的作用。

    李金发还表示,矿产资源是人类赖以生存和发展的物质基础,在社会发展到后工业化时代的今天,世界各国对矿产资源的需求依然十分强劲。目前,矿业受全球经济的影响,呈现出周期性下行特征,国际矿业市场低位运行。在此背景下,中国地质调查局作为国家公益性地质调查机构,围绕国家经济发展新常态下的重大需求,坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念,持续推进矿产资源调查研究,有力地支撑了中国矿业可持续发展。

    国土资源部总工程师、中国矿业联合会会长彭齐鸣,中国地质大学(北京)校长邓军也分别致辞。彭齐鸣表示,“一带一路”为国际矿业合作创造了巨大的机遇,这将成为推动地球科学特别是经济地质发展的强大动力。邓军说,此次会议将研究重点放在东亚地区演化的理解和世界级矿床的形成上,为来自世界不同国家的科学家提供了一次了解亚洲的良好机会,也使亚洲发展中国家的进步和变化成为世界关注的焦点。

    作为会议主办方之一,中国地质大学(北京)的相关负责人在接受记者采访时表示,中国及邻区范围内一些世界级、超大型矿床与成矿带的地质特征及成矿规律研究已成为国际热点,具有重大的经济和学术意义。本次年会致力于交流中国及其邻区大型成矿系统的地质特征及成因规律的研究成果,旨在通过会前会后的野外实地考察、会议报告、短期课程、学生汇报和展板等形式,使与会人员更好地理解中国及其邻区国家大型矿床的成因及资源潜力,促进成矿作用、成矿规律研究,促进广大矿床学学者之间的学术交流,同时对我国未来战略找矿勘查活动提供优化建议。

    会议内容好比饕餮盛宴

    SEG是矿床学领域最权威的国际组织之一,其在业界的影响力十分巨大。据该组织执行理事Brian Hoal介绍,目前SEG已拥有来自近100个国家的超过7000名活跃会员,SEG科学年会也已经成为全球矿床勘探研究学界最前缘、最重要的学术交流平台。

    有专家指出,亚洲占有全世界1/3的土地,承载了世界上60%的人口。亚洲国家在过去几十年经济迅速发展的同时,对矿产资源需求的增大,也带来了资源紧缺与生态环境问题。矿产资源勘探越来越多地依靠矿床学理论与技术的进步,这就要求人们对我国和邻区的成矿背景有更加深刻的认识。

    根据本届会议“亚洲矿床:中国及其邻区”这一主题,组委会安排了非常丰富的会议内容。据介绍,本次会议的主题是通过深入交流超大型成矿系统的地质特征与成因,更好地揭示经济发展区的资源潜力,提出未来更高效的勘探战略。与会专家学者以专题报告、大会报告、短期课程和展板等多种形式开展交流。

    大会报告邀请了来自全球的多位矿床勘探研究专家,报告内容主要包括:全球矿业形势现状与展望、深化成矿作用和成矿规律认识、提高矿产资源开发利用能力、“一带一路”沿线成矿规律与矿产开发等。分会场的专题报告和展板主要涉及的主题包括:中国金矿床、中国斑岩矽卡岩铜钼金铁矿床、中国浅成低温热液金矿床、华南钨锡矿床、阿尔泰晚古生代成矿作用、亚洲超大型矿床等。按照国际惯例和SEG年会传统,本次大会还设置了会前和会后短期课程和野外考察,主题主要包括:胶东金矿床、贵州类卡林矿床、铁-铜-金斑岩/矽卡岩矿床、IOCG矿床、钨锡矿床、金川铜镍铂族元素矿床、浅成低温热液金矿床等。

    特别值得一提的是,瑞士日内瓦大学教授Lluís Fontboté应邀在开幕式上做了Future Supply of Mineral Resources(矿产资源的未来供给)主题报告,详细介绍了从19世纪60年代至今全球矿产资源的开发利用情况。

    他表示,依照传统观念,一些重要的矿产资源因为不可再生性和稀缺性的特点,产量已经达到或将要达到峰值,今后的产量将会逐步减少,面临着资源枯竭的危险。但是,从矿床地质学研究的角度来看,目前人类勘探开采的矿床绝大多数集中在浅表(500米以浅),地球深部的矿产资源储量依旧丰富,因此只要开展深部找矿,就能缓解矿产资源枯竭的困境。从这个角度来说,矿产资源的勘探开发依然拥有很好的发展前景。但同时我们也应该注意到,社会效益、环境问题、投资市场、深部探矿技术等问题目前依旧是制约矿产勘探与开发的瓶颈。下一步,我们需要努力做到降低生产成本、发展勘探技术、提高生产效率、减少环境影响等,还需要建立新的矿床地质模型,进一步提升地球物理学、矿物学等学科水平。

    此外,本次SEG科学年会也云集了众多国内外矿床勘探学界的“大牛”专家。一位与会学生兴奋地向记者表示:“平常的学术会议,如果能邀请到这些人中的一位或几位参会已经很不容易了,这次是第一次见到这些国内外‘大牛’们聚得这么齐!”他开玩笑说,本次大会的“星光灿烂”程度完全可以被看作是矿床勘探学界的“奥斯卡晚会”。

    知名科学家们不仅带来了一系列精彩的学术报告,同时也分享了他们近些年来取得的最新研究成果,更重要的是让众多矿床勘探研究者真切体会到这些“大牛”们做研究的态度。(本文图片由孙敬、王启祥拍摄)

     

    矿床学界“奥斯卡”盛会精彩纷呈

    地质资料是人类探索地球的认识积累和客观记载,是经济社会发展的重要数据资源。

    记者从8月30日国土资源部召开的全国地质资料数字化建设与服务成果新闻发布会上获悉,截至2017年6月底,我国已完成34.7万档上千万件历史形成的地质资料的数字化工作,数字化率超过99%。目前,我国数字化程度已经超过美国、英国等发达国家,在世界地质大国中首屈一指。

    全国重要地质钻孔分布图

    “十二五”以来数字地质资料总量增长示意图

    “十二五”以来数字地质资料服务总量增长示意图

     

    发布会上,国土资源部中国地质调查局相关负责同志在回答中国矿业报社记者提问时称,从2002年开始,国土资源部印发了《关于开展成果地质资料电子文件汇交工作的通知》(国土资发﹝2002﹞93号),从制度上保证了新汇交的地质资料全部实现数字化,地质资料的汇交管理现已进入常态。我国已建立了地质资料统一汇交和分级管理制度,国家重点实施项目地质资料汇交率达到100%。

    我国已积累海量权威地质资料

    众所周知,地质资料广泛应用于地质调查、地球科学研究、矿产资源勘查开发、工程建设、生态环境保护、防灾减灾、国土空间开发、城乡规划建设等国民经济建设和社会发展的方方面面,对国民经济建设和社会发展有着重要的作用。

    国土资源部储量司司长鞠建华表示,充分发挥地质资料的作用,既可以避免低水平重复工作,节约资金和时间,提高地勘工作效率,降低矿产勘查风险,又可以让全社会更好地了解地质工作成果,吸收社会资金投资矿业,更好地为我国矿业发展创造条件,对我国矿业权市场的建立和发展产生有力的推动作用,还可以为推动深地探测等创新战略的实施提供宝贵的资料。

    “经过多年努力、我国积累了海量权威的地质资料。”据鞠建华介绍,截至2017年6月底,我国馆藏成果地质资料共计50.22万档(1506万件),其中基础地质调查资料31064档、海洋地质调查资料463档、矿产勘查资料274401档、水工环地质勘查资料97876档、物化遥勘查资料32193档、地质科学研究资料46198档、技术方法研究资料4357档等;原始地质资料共计147.45万件,其中基础地质调查和非油气等矿产勘查的原始地质资料77.6万件,委托保管油气、海洋原始地质资料69.85万件;包括委托保管在内的我国馆藏实物地质资料有岩(矿)芯约103万米,标本约11万块,光薄片约14万片,样品约144万袋。

    数字化建设实现历史性跨越

    当然,地质资料具有获取成本高、难以重复获取、再利用价值高的特点。由于新的地质工作业务领域大大扩展,地质资料的内容和信息组织形式也更加复杂。这给地质资料管理与服务工作带来极大挑战。

    通过对破损和模糊纸质地质资料的数字化,可以极大地延长馆藏珍贵地质资料的保管和使用寿命。记者了解到,我国历史上形成的纯纸质地质资料达35.03万档(1051万件),需要全面数字化,便于更好地保管和共享利用。从“十一五”开始,我国加快了历史形成的地质资料数字化进程,特别是“十二五”以来,地质资料数字资源积累快速增长,地质资料管理与服务工作全面实现以纸介质为主向以数字化为主的跨越。

    “截至2017年6月底,我国已完成34.7万档(1041万件)历史形成的地质资料的数字化工作,数字化率超过99%。”鞠建华说,2002年以来各级馆藏机构已接收数字化地质资料15.19万档(456万件),目前我国地质资料数字化程度已经超过美国、英国等发达国家。

    据悉,除了河南、安徽、广西、西藏、甘肃等几个省份外,全国绝大多数省份地质资料数字化率均已达到100%。

    此外,我国还建成了全国重要地质钻孔数据库。为实现地质钻孔资料永久、安全保管,提供更直观明了、关联性强、可重复利用的数字化钻孔地质资料服务,国土资源部于2013年组织开展地质钻孔资料数字化工作。目前,已建成包含有90万个钻孔(累计进尺2.4亿米)的全国重要地质钻孔数据库,其中包括数字化钻孔柱状图93万张、勘探线剖面图37万张、工程布置图6万张和样品分析结果表144万张。全国重要地质钻孔数据库汇聚了我国重要成矿带、重大经济区、主要城市群、生态脆弱区等区域的重要地质钻孔数字化资料,为更方便、更快捷、更充分利用我国钻孔地质资料奠定了坚实基础。

    开创地质资料服务的新局面

    地质资料的数字化提供了便捷的社会化服务,提高了地质资料保护水平和服务效率。

    据介绍,2011年~2016年,全国数字地质资料服务量持续增长,2016年度服务量为2011年度服务量的3倍多,同时纸质地质资料提供利用频次逐年降低。地质资料数字化使网络服务成为最主要的服务方式,2016年全国各级地质资料馆藏机构到馆服务量2.4万人次,网站服务量187万次,占年度服务总量的99%。

    依托数字化成果,可以实现地质资料在线浏览和信息查询,大大缩短了服务等待时间。鞠建华介绍,对地质灾害的应急响应时间从3天缩短为2个小时,在新疆塔什库尔干地震和四川茂县山体垮塌等重大灾害发生时,均及时快速地提供了应急数字化地质资料包服务。

    “特别是前不久在四川九寨沟县7.0级地震发生后仅35分钟,就快速提取超过300档震区地质资料,在互联网发布了地质资料专项服务,为震后救援、灾情预测、重建等提供应急支持和辅助决策,同时根据现场需求及时进行其他地质资料数据处理,全力支撑应急搜救工作。我们的应急响应速度已达到世界领先水平。”鞠建华表示。

    此外,地质资料的数字化还丰富了地质资料服务产品。为满足经济建设和社会公众需求,我国建设了1∶5万等系列区域地质图空间数据库、1∶20万等系列水文地质图数据库、全国重要地质钻孔数据库、全国矿产资源潜力评价数据库等各类数据库服务产品,开发了格尔木-库尔勒铁路、“西南三江”重要成矿带等专题服务产品;制作了1∶5万区域地质图、1∶20万区域地质图等系列公开版服务产品;深入分析挖掘数字地质资料历史和档案价值,制作了纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年地质矿产史料展、中国首批地质学生毕业百年实习报告展等展览展示服务产品,社会反响强烈,地质资料工作得到广泛宣传。

    记者了解到,全国地质资料馆目前还提供定制服务,如为库格线铁路选线集成了基础地质、环境地质、地质灾害等资料,为国家地下水水质监测工程提供了黄河、淮河、海河、长江中下游等地区集成水文地质数据信息,为国家生态环境建设和保障民生等重大工程提供了数据支撑。

    我国地质资料管理全面步入数字化时代

    “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)!

     

     

    用好这些珍贵的矿产资源

    ●关键矿产之所以关键,是由于它们在高科技领域的广泛应用。随着社会进步和经济发展,各国对关键矿产的需求在不断增加,甚至可以说是急剧攀升。国际上,关键矿产并无统一、严格的定义,各国各机构一般根据经济重要性和供应风险等因素确定。

    ●各主要国家针对矿产资源,尤其是战略性新兴产业所需关键矿产纷纷制定并发布战略报告。西方主要经济体厘定的关键矿产清单具有高度耦合性、大多数关键矿产以共伴生矿产形式产出。

    ●从世界供需形势、我国矿产资源探明储量和资源禀赋特点入手,关键矿产可划分为主导型、技术和条件制约型、市场制约型和资源短缺型四类。

    ●我国应提升主导型关键矿产的国际话语权,加强短缺型关键矿产勘查,加大开采和冶炼技术研发,延伸产业链并研发高精尖高附加值新材料。

    国外关键矿产清单对比

    美国、欧盟、英国等主要国家和地区在全球经济贸易版图中占据主导地位,近年都相继发布了关键矿产战略或清单。

    美国

    美国着眼于国家发展对于矿产资源的需求,早在20世纪70年代中期,曾发布《国家安全研究备忘录设立的特别小组:关键进口材料》研究报告,其中就将铝土矿、铬和铂等矿产列为关键矿产。2008年,随着战略性新兴产业的快速发展,美国又开始了新一轮的关键矿产研究,美国能源部、美国国防研究所、美国国家研究理事会等机构都分别发布了关键矿产研究报告。

    近年来,逆全球化趋势加剧,2017年,美国政府签署了《保障关键矿产安全可靠供应的联邦战略》行政令,强调保障美国关键矿产的稳定供给。2018年2月,美国内政部发布《关键矿产清单》(草案),列出了美国对外依存度高,且对美经济发展和国家安全至关重要的35种关键矿产。清单内容包括关键矿产品在美国的主要应用部门、最大生产国、最大供应国以及典型应用实例。2019年6月,美国商务部发布名为《确保关键矿产安全可靠供应的联邦战略》的报告,从科技研发、保障供应链安全、国际贸易、地质调查、矿业政策和人力资源等方面,提出了保障关键矿产供应的61项具体措施。

    近年来,美国不仅加大力度在本国,甚至全球开展稀土资源的找矿勘查,而且与澳大利亚联合成立稀土矿业公司,试图快速攻克稀土元素分离的科技问题,但这些行动仍然需要较长时间才能见到效果。

    欧盟

    鉴于关键矿产对于欧盟制造业的战略重要性,欧盟于2008年启动了《原材料倡议》,关键矿产清单制定就是该倡议的一项重要成果,目的在于保障欧盟关键矿产的安全、可持续、可获得的供应。到目前为止,欧盟关键矿产清单共更新了3版,关键矿产种类数量从2011年的14种一直增加到2017年的27种,清单内容更为详尽,包括欧盟关键矿产主要生产国及占比、欧盟主要进口国及占比、欧盟供应来源及占比、进口依存度及替代指数、生命周期结束回收率(指废旧金属回收量与欧盟需求量的比值)等。

    欧盟主要从供应风险和经济重要性等两个维度确定其关键矿产种类,其关键矿产清单主要为欧盟在贸易、创新和工业等方面的战略和政策制定提供参考和依据,以加强欧盟工业的竞争力。欧盟关键矿产清单每3年更新一次,以反映出生产和市场的变化以及技术研发的进步。

    英国

    英国曾于2011年和2012年发布了风险矿产清单,2015年更新了清单,是目前英国最新的风险矿产清单,共41种矿产/矿产组。与美国和欧盟不同,英国的风险矿产清单仅从供应风险指数的单一维度评价。英国认为,由于一些矿产的储量和生产高度集中,这些矿产可能受到地缘政治、资源民族主义、矿工罢工、自然灾害和基础设施可用性等导致的供应中断,进而给国家经济和国防安全带来重要影响。值得指出的是,英国所列出的铜、铅、锌、金、铁、钼和铝等在国际上通常不属于关键矿产,仅英国在这些矿产的供给方面存在风险。

    通过对美国、欧盟和英国等西方发达国家和地区关键矿产战略及其所列清单的初步分析,可以发现以下特点:

    西方主要经济体关键矿产清单具有高度耦合性

    虽然美国、欧盟、英国等国家和地区在进行矿产资源关键性评价时所采用的方法各不相同,但他们的结果却具有高度耦合性,对于某一国家较为关键的矿产,对于其他国家同样较为关键。这背后反映出发达经济体对新一轮工业革命中诞生的战略性新兴产业和高新技术产业的高度认同,而这些产业同样是我国未来崛起的重要支柱性产业。

    美国、欧盟和英国的关键矿产清单具有较高的重合性,在50种关键矿产中有16种被3个国家和地区同时认定为关键矿产,占32%;有15种同时被两个国家或地区认定为关键矿产,占30%。

    由36个市场经济国家组成的政府间国际经济组织——经济合作与发展组织的一份报告,研究了不同国家和地区之间关键矿产的关联度。从中可以看出,对于美国经济越重要的关键矿产,对于除美国之外的经合组织国家同样越重要,这里只有一个例外就是重晶石,对美国的经济重要性明显高于对其他经合组织国家的经济重要性,主要是由于重晶石大量应用于美国的石油工业。而对于欧盟经济越重要的关键矿产,对于经合组织国家同样越重要,由于相同的原因,重晶石是一个例外。

    西方主要经济体关键矿产来源分析

    梳理美国、欧盟、英国等国家关键矿产清单可以看出,其主要生产国和主要进口来源国有一半甚至一半以上都是我国。其中,美国35种关键矿产中,13种关键矿产的最大供应国是我国,占比达到了37%;我国还是19种关键矿产的最大生产国,占比超过50%。虽然从1993年以来,美国开始多元化矿产资源进口,但我国仍然是其矿产品进口的重要来源国。英国2015风险矿产清单显示,我国在其所列矿产的生产上占据主导地位,41种矿产中我国是23种矿产的全球最大生产国,占比超过50%。

    在欧盟,从大多数关键矿产全球供应的角度来看,我国是最具影响力的国家。如:稀土元素、镁、钨、锑、镓和锗等21种关键矿产的最大来源国是我国,占比超过50%;其中,锑、镁、铋等矿产的我国进口份额超过80%。

    大多数关键矿产以共伴生矿产的形式产出

    西方主要经济体矿产清单显示,仅有个别关键矿产通常作为主要矿产品开采(包括铂族金属、锑、锂和钨矿等),其他关键矿产大多属于共生和伴生矿产,往往作为副产品开采回收。如:从铁矿开采中回收稀土元素、在锡矿开采中回收铟、从铜镍矿开采中回收钴、从铅锌矿开采和煤矿燃烧中回收锗、镉和铊。

    从清单来看,每类矿产都是一类元素共伴生组合,最内核的主要矿产的外围是伴生矿产。例如:与锌矿伴生的主要有镉和铟(75%~100%)、锗(50%~75%)、银(25%~50%)、镓、锡、铜和金(0~25%)。

    我国关键矿产类型分析

    西方国家厘定的关键矿产与我国以往称呼的三稀矿产(稀有、稀土和稀散矿产)以及后来称呼的战略新兴矿产具有很大的耦合性。我国是关键矿产大国,除了个别矿产外大多数资源丰富,产量较大。从世界供需形势、我国矿产资源探明储量和资源禀赋特点入手,关键矿产可划分为主导型、技术和条件制约型、市场制约型和资源短缺型四类。

    主导型

    我国该类型矿产的储量和产量通常居于世界前三位,属于我国的优势矿产,能够满足国内需求,在国际上也处于主导优势,甚至一些矿产在一定程度上可以影响国际市场。这类主导型矿产主要有锗、铟、重稀土、轻稀土、钨、天然石墨、锑、镁、镓、钒、铋、重晶石、萤石、钪、钛、锶、砷、碲、汞、镉、氟、钡。据相关数据统计,2018年我国稀土储量4400万吨,占全球的36.7%,更为重要的是,我国拥有完整的产业链。稀土提炼需要经过开采、提纯和还原三个步骤,我国几乎掌握全部核心技术。设备方面,稀土资源相关生产线和大型设备的厂家基本都在我国,几乎全世界所有的稀土加工都是由我国完成。

    技术和条件制约型

    关键矿产在我国储量较大,但因技术和其他条件制约回收利用率较低,导致产量较小,主要有锂、锡、铷、铍、铌和锰。

    我国盐湖卤水型锂资源丰富,这类型锂矿分别占我国锂资源储量和查明资源储量的89.8%和85.1%,但是普遍具有较高的镁锂比值,开采和提取难度大。

    另外,我国硬岩锂(即伟晶岩型锂辉石矿)资源丰富,找矿潜力大,尤其近年在川西甲基卡一带和西昆仑大红柳滩探明多个超大型矿床。但由于这些矿产地处偏僻,交通困难,电力不足,近期难以大规模开采。

    我国曾经是锡资源大国,但由于经济社会的快速发展,目前需要从国外进口30%。值得指出的是,在我国已探明锡资源中,约有100多万吨由于锡石超细粒度和赋存状态等问题,尚未回收利用,包括湖南省柿竹园矿床40万吨、内蒙古黄岗矿床46万吨和大顶17万吨。

    我国已探明铷资源量巨大,但绝大多数是天河石型,提取和回收利用难。尽管在广东省河源地区新发现以云母为赋存矿物的大型铷矿,但品位低。

    铍是我国长期依赖从美国进口的矿产。其实,我国并不缺少铍矿,仅在湖南省柿竹园和香花岭两个矿区拥有含铍矿物数十种,铍资源丰富,亟待厘定资源量,创新选矿和提取技术,保障有效开发利用。

    此外,白云鄂博是全球第二大铌矿床,迄今尚未综合利用。我国锰矿相对丰富,尤其在贵州—湖南—重庆毗邻区探明近10万吨锰,但大规模开发难度不小。

    市场制约型

    该类型矿产在我国储量较大,但是由于较高的开发成本和市场需求极其有限,造成大量矿产资源难以开发利用。

    市场制约型矿产主要包括铼、镓、钪、碲等稀散矿产资源。以铼为例,主要作为钼矿的副产品回收利用,国家公布的保有储量237吨。我国潜在铼资源量丰富,而我国目前每年消耗仅10吨左右。正是由于市场规模较小,绝大多数企业不回收铼,以至于造成巨大的资源浪费。

    资源短缺型

    该类型矿产在我国没有足够的资源储量,需要从国外进口,主要包括镍、钴、铂族元素和铬等矿产。

    关于关键矿产管理的思考

    关键矿产之所以关键,是由于它们在高科技领域的广泛应用。随着社会进步和经济发展,各国对关键矿产的需求在不断增加,甚至可以说是急剧攀升。鉴于目前国内外形势,提出以下思考:

    强化宏观管理力度,提升主导型关键矿产的国际话语权

    主导型关键矿产是中国的巨大财富,可以为中国科技和军事现代化提供关键材料,政府应当加强宏观管理力度,全面提升对此类矿产的治理能力。对于稀散金属等小矿种应该通过合理的国家储备和减免税收等政策,拉动企业有效回收资源。对外销售矿产品以及相关的不同类型衍生材料,国家应当建立统一标准和价格,防止国内企业相互压价,廉价销售,以此提高中国此类关键矿产的国际话语权。

    加强短缺型关键矿产勘查,充分利用两种资源和两个市场

    利用两种资源和两个市场是世界各国发展的必由之路。作为一个发展中大国,中国必须系统化常态化开展短缺型关键矿产资源潜力评价,发现和探明新资源。例如:在大兴安岭南段脉状银铅锌矿与锡矿为同一成矿系统,与南美玻利维亚锡矿带具有类似性,找矿潜力巨大,在该地区开展系统研究和勘查,有望发现一批锡矿资源,满足中国发展的需求。中国尚未发现富含钴的砂岩型铜矿,绝大多数铬、镍和钴矿都与基性—超基性岩浆作用有关。而在中国地质历史过程中,曾经历过不同时代的洋陆转换、大洋开裂、俯冲、岛弧拼贴和大陆碰撞等地质事件,发育有几十条不同时代的基性—超基性岩带,通过地质调查、系统研究和找矿勘查,查明资源潜力,有望发现和探明这些短缺型关键矿产。

    加大开采和冶炼技术研发,提高资源利用率

    中国矿产资源禀赋特点之一就是共伴生矿产多,选冶难度大,绝大多数关键矿产尤为突出。尽管中国的选冶技术在许多方面处于国际先进甚至领先地位,但仍然有很大提升空间。例如:上述难选冶锡矿和天河石中的铷,高镁锂比值盐湖锂资源。对于难选冶的固体矿产,首先必须深入开展矿物学研究,查明物质组分,了解赋存状态,为开发和选冶提供坚实的基础。针对一些难点问题,应当加强基础矿物学研究,破解难选冶资源的分离和选冶技术,充分利用已探明的资源,变废为宝。

    延伸产业链,研发高精尖高附加值新材料

    尽管中国大多数关键矿产丰富,并具有资源优势和初中级材料加工能力,但在高端材料和新型材料研发方面仍然薄弱。当前,中国正处于产业结构调整和转型时期,强化创新,研发核心技术,驱动快速发展是新时代的重要任务。鉴于此,应当充分开发关键矿产新性能,研发出应用于航空航天、军事、交通和通信等领域的新材料,推动中国战略性新兴产业快速发展。

    (作者单位:中国地质调查局中国地质科学院资源所,中国地质调查局发展研究中心)

    关键矿产国际动向研究与思考

    20181211-12日,自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所标准物质研制与分析质量监控中心组织专家对物化探所分析测试研究中心承担的珠江下游典型地区1:5万土地质量地球化学调查浙江省衢州市江山等地1:5万土地质量地球化学调查集中连片贫困区富硒地块清单调查不同成土母质区土壤重金属风险评价与成果集成四个项目2017年样品的分析数据进行了评审验收。专家组由来自湖北省地质实验测试中心和山西省岩矿测试研究所的专家组成。

    验收会听取了分析测试研究中心对四个项目样品分析情况的质量总结汇报及项目负责部门代表的分析数据应用成图效果介绍,专家组抽查了分析原始记录、相关图表,统计计算了外部监控样品的质量参数,按照有关规范要求对四个项目样品分析质量进行了评审和验收。

    专家组认为物化探所分析测试研究中心承担的四个项目样品的分析测试质量指标达到规范要求,一致同意通过验收。

    2018年,分析测试研究中心以地调局质量提升年为契机,通过改进分析方法,完善内部质量控制流程,严格内部质量控制要求,促进分析质量稳步提升。全年共验收分析数据3次,涉及9个项目、21个分析批、34634件样品(基本样品26961件)、约131万个数据,外部监控样中绝大多数元素的准确度合格率均大于95%(规范要求大于等于90%),三个有评定等级的项目均被评为优秀级,为我所的土地质量地球化学调查及内蒙古黑鹰山地区矿产地质调查等项目提供了支撑。

    2017年土地质量地球化学调查样品分析数据通过专家验...

    10月20日,2018中国国际矿业大会最后一天,卢旺达矿业投资论坛依旧座无虚席。来自中国自然资源部中国地质调查局和卢旺达矿产、石油和天然气署的专家们齐聚一堂,共话优势互补、深化合作的广阔空间。

    这个地处“非洲心脏”位置的国家为何如此备受关注?参会人员关注的焦点在哪里?请看记者为您带来的精彩回顾。

    国民经济的支柱产业

    卢旺达位于非洲中东部,国土面积约2.6万平方千米。近5年来,该国年均GDP增长达到7%,清廉指数在非洲排名第四,是第一个用上4G网络的非洲国家,还曾多次被世界银行等国际组织列入撒哈拉以南非洲地区改革步伐最快的国家。

    卢旺达拥有大中型矿床346处、各类矿权526个,主要优势矿种有钨、锡、铌、钽、锂等。据悉,矿业是卢旺达2017年第二大出口创收行业,外汇收入达3.734亿美元,矿产品出口主要集中在锡、钨、宝石、黄金、钽等。卢旺达还是全球最大的钽生产国之一,产量达国际市场需求量的60%。

    然而,受多重因素影响,这个发展前景广阔的国家地质调查与勘查程度却整体偏低,矿产资源冶炼以机械和手工相结合为主,绝大多数矿山仍保持着手工开采模式。调查结果显示,卢旺达还有很多种类丰富且尚未被开采的矿产资源,是一片充满希望的投资热土。

    2010年以来,卢旺达对矿业发展政策进行了翻天覆地的改革,不但向私人企业开放了矿业领域,而且推出了一系列政策和措施,鼓励各方资本关注本国矿业。新的矿业政策涉及地学研究,矿业设备投资、增加矿产品附加值、提高环境和社会效益、实现工业化等方方面面,更加符合该国目前的发展需求。卢旺达政府还建立了PPP模式,即公私合作模式,从国家的层面加强同地区和私人在公共领域的广泛合作,包括开发勘探资源潜力区、立项、建立工厂、研发采矿设备和提供实验服务等。

    据卢旺达矿产石油和天然气署主任多纳特·恩森古穆雷米介绍,在卢旺达政府为推进国家工业化进程而制定的7年规划中,矿业被视为国民经济发展的重要驱动力,在出口方面要实现向高附加值产品转变的结构转型。为此,卢旺达政府将致力于为矿业投资者创造良好的投资环境,积极探索新的发展路径。

    “我们的政策并不是一成不变的,会随着整体环境的变化而不断更新,以保证能够坚持推动矿业投资。”多纳特补充道。

    他还分享了卢旺达矿业未来的发展方向。一方面,将小矿合并成大矿,提高行业生产率,健全涵盖环境保护、安全生产、职工健康的行业标准,促进经济可持续发展,最终实现矿业领域每年出口收入达8亿美元、50%的矿山企业符合行业标准的目标;另一方面,积极创造更多的就业机会,新增23万个工作岗位,让每个矿山都有合格的采矿技术人员。

    来自全产业链的邀请

    细数卢旺达矿业全产业链,可以说是每一环节都有机遇。

    卢旺达境内主要有6个可供投资的地区,包括Bugarura Concession, Bashyamba Concession, Kuluti Concession, Kamonyi-Gakenke,Concession,Ruizi&Nyamasheke Concession和Ndiza Concession。目前,卢旺达政府正在对有潜力的矿床组织开展各种形式的勘探,以期发现和圈定更多的矿产资源产地。有意向的投资者可在了解相关信息后,通过管理部门的门户网站,根据自身实际情况提交申请许可。可申请的许可种类包括118种采矿许可、89种勘探许可和50种工业采石许可。

    在开采方面,新矿法规定,投资者有权开采大型、中型、小型的矿产资源,还可以与国内外的合作者共同开发。此外,卢旺达政府非常欢迎投资者开设矿业装备公司,成为其矿业装备供应商。为此,他们规定,投资者在一天时间内就能完成公司注册并获得经营许可,还享有税费方面的优惠待遇。

    在此次论坛上,来自卢旺达的多位代表都提及了对发展加工业、提高产品附加值的强烈需求。卢旺达大学矿产地质学院西奥菲尔·穆格瓦坦言,该国大量出口矿产资源原材料的一个原因就是本国没有足够的设备对其进行开发处理。例如,卢旺达虽然有自己的宝石切割和打磨中心,但如果要进行比较高级的处理就需要把矿产资源运输到海外,这也就意味着他们将失去这一环节中的产品增加值。“在矿产品加工贸易和矿业相关服务方面,我们有很大的缺口。”他透露。

    技术发展对资源勘探开发十分重要,只有不断研发新技术,才能满足不同地区、不同地质条件的需求。

    和卢旺达丰富的矿产资源相比,该国矿业领域研究人员略显稀缺。2015年,卢旺达与中国相关部门开启了矿产资源领域的合作,首先就是在学术方面,这也将是中卢两国未来的合作重点。

    中卢地学合作展望

    中国和卢旺达建交47年来,在各领域都进行了广泛深入的合作,两国元首互访更是把两国关系推到了一个新的高度。为落实习近平主席与卡加梅总统达成的共识、协助开展卢旺达国家地质调查,自然资源部中国地质调查局受商务部委托于2017年11月5日~12月4日派遣12名专家赴卢旺达开展了援卢旺达地质矿产调查项目可行性研究,并根据考察结果编制了援卢旺达地质调查项目可行性报告和立项项目建议书——这正是中国、卢旺达地学合作的开端。

    此次论坛上,中国地质调查局天津地质调查中心境外地质研究院院长刘晓阳就从这次考察谈起,为大家介绍了两国的地学合作之旅。

    据悉,这份可行性报告对卢旺达的地质工作程度、矿业开发情况、现有地质资料概况等进行了详细介绍,用简明扼要的语言勾勒出了相关领域的发展现状。根据考察结果和卢旺达的需求,专家们提出5点建议:一是建设卢旺达国家地学信息数据库;二是开展卢旺达全境1∶5万卫星遥感地质解译;三是开展卢旺达全境1∶25万地球化学填图工作;四是开展卢旺达全国资源潜力评价;五是开展重点选区综合地质调查。

    刘晓阳还现场展示了部分工作成果,对它们如数家珍。“我们对前期完成的含矿物态进行了初步的解译,这是完成的航磁的图鉴,其中高值地区反映岩体的分布,低值地区反映地层的分布,地层里面的高值条带主要是反映地层里面含磁性的地质体……”“这是卢旺达航空重力异常图,其中大规模高重力异常在西南部,推测深部可能存在基性岩体……”“这是卢旺达Sn元素的地球化学图,主要分布在3个地区,基加利地区、古塔拉马地区和古西塔地区……”

    在前面综合整理工作的基础上,专家们优选出4个综合选区工作。一是古西塔工作区,发现22处锡矿点,4处铌、钽(锡)矿点和3处金矿点;二是卡巴雅南部工作区,发现39处(钨)锡矿点、5处铌钽(锡)矿点;三是吉赛尼北部工作区,发现7处(钨)锡矿点、15处铌钽(锡)矿点、15处钨矿点;四是恩古济工作区,出露有大面积的砂岩,发育有U、Co、Sn元素异常,航重、航磁、航重均有异常显示。

    在不久的将来,自然资源部中国地质调查局将和卢旺达相关机构合作开展援助卢旺达地质调查工作。刘晓阳认为,首先要保持长期稳定的学术交流,利用即将开展的项目,加强双方地学人员的交流,每年开展一次技术研讨会,举办技术培训活动,招收卢旺达学员到中国的攻读学位等;其次,就双方感兴趣的课题开展合作研究;最后,合作开展卢旺达区域地球化学填图和地球化学勘查工作、地球物理和地球物理勘查工作、农业地质调查、水文和环境地质调查、地质灾害调查和预警等。

    深化地学合作 引燃投资热情

    9月24日,中秋节,石油城大庆市已经处于深秋时节,最低气温已经下降到7℃左右,由于西北风的缘故,体感温度还要更冷一些。早上六点半,吃过早饭之后,甄甄像往常一样,来到了松页油2HF井井场,开始了一天的工作。她先参加了每日生产例会,了解钻探工程实施的具体进度和情况,记录好各项原始数据,在综合分析录井资料之后,绘制了试油选层综合柱状图。下午回到驻地后,继续编写松页油2HF井地层含油气性测试选层地质方案论证报告。晚餐时候,页岩油项目组成员一起庆祝了中秋节,“举头望明月,低头思故乡”是他们的真实写照,“但愿人长久,千里共婵娟”是他们的美好祝愿。吃过晚饭,在月光的陪伴下,甄甄继续制作选层设计PPT,一直忙碌到深夜。

    甄甄是自然资源部中国地质调查局沈阳地质调查中心“两重”工作—“松辽盆地页岩油调查项目”的一名普通技术人员,她只是沈阳地调中心广大青年地质工作者的一个缩影,像她一样“两节”期间坚守野外的青年人比比皆是。

    甄甄所在的能源地质研究室“松辽盆地页岩油调查项目”,除了项目负责人杨建国之外,都是40岁以下的年轻人,平均年龄不足35岁。“两节”期间,他们大多数人都一直坚守在野外现场。肖飞作为一名年轻人,国庆假期一天也没有休息,因为这段时间正是松页油2HF井施工的关键时刻,他忙着井场交接和地层含油气性测试微地震监测准备工作现场跟踪,所做的一切工作都是为压裂实验做最后的准备。能源室的其他年轻人也像他们一样坚守在松辽盆地的各个地方。

    基础地质研究室2018年度承担了4项1:5万区域地质调查项目和几项综合研究项目,几乎全部项目人员都是40岁以下的年轻人,4个区调项目今年全部进行了野外验收,两“两节”期间,他们中的多数人也一直坚守在野外进行着野外验收后的补课工作。

    矿产地质研究室与基础地质室类似,绝大多数承担野外项目的人员也是40岁以下的年轻人,中秋节期间,几个项目都在进行野外验收,项目成员和领导专家们一起度过了一个有意义的节日。

    东北亚地质研究室除了承担国内的黑土地调查项目之外,还承担了涉外项目,分别在马达加斯加、俄罗斯和蒙古开展工作,中秋节有部分人还坚守在异国他乡,他们也几乎是清一色的年轻人。

    水文地质和环境地质研究室,“两节”期间,多个项目组也是一直坚守在野外,从三江平原、松嫩平原再到渤海湾,都有他们的身影。

    勘查技术研究室的年轻人由于工作特点,分布在各个研究室的项目中,从大兴安岭深处到漫长的海岸带都留下了他们的足迹。

    在所有青年地质工作者中,还有一个更为特殊的群体,那就是女地质工作者,她们需要面对比男性地质工作者更多的困难,不但是身体上的,更是心理上的。在中国传统观念里,女人需要相夫教子,可是从成为一名地质工作者开始,这些已经远离她们,这让她们遭受了更多的不解甚至埋怨,背后的心酸只有她们自己最能体会。除了文章开头说的甄甄,沈阳地调中心还有许多长期奋战在野外一线的女地质工作者,其中,戴慧敏是她们中的典型。

    戴慧敏是沈阳地调中心唯一的女项目负责人,遇到的困难和挑战更多。在室内,她积极组织协调各类技术人员,推进项目实施,并承担着大量具体工作任务。在野外,她克服艰苦的工作环境和生理困难,翻越高山深谷,趟过草甸湿地,处处起到先锋模范作用。她说:“作为一名共产党员,就应该体现‘一块砖’的精神,为东北地区土地资源摸清家底及生态保护做出自己的贡献”。通过自己不懈的努力,她获得了事业上的成功,中国地质调查局优秀共产党员、杰出青年,辽宁省直机关优秀共产党员、优秀青年、“三八红旗手”,沈阳地调中心优秀职工、优秀共产党员……。可是各种荣光的背后是她对事业的巨大付出和对家人的重重愧疚,她是一个合格的项目负责人,却不是一个合格的爱人、母亲和女儿。不能为家人操持家务,不能为病床上的母亲尽孝,不能时刻陪伴女儿成长,女儿总是习惯地问她:“你工作怎么那么忙呢?”。这个时候她的心里是酸楚的,可作为一名党员,她为了顾全大局,为了集体利益,牺牲了个人利益,践行了自己的誓言,“做国家建设、单位发展的一块砖”。

    除了甄甄、戴慧敏之外,还有中秋节依然奋战在蒙古国的柴璐、常年奋战在基础地质调查一线的庞雪娇、坚守在水文地质一线的于慧明、科室女同事一个个离开却选择坚守矿产地质一线的韩仁萍、默默付出任劳任怨的石蕾、张帆、黄欣、陈聪……。她们巾帼不让须眉,扎根野外一线,在平凡的岗位上做出了不平凡的业绩。

    到今年,甄甄已经工作满五年了,这五年里她主要忙于野外工作,个人问题一直还没有解决,大家都替她着急,可野外的风吹日晒不但增强了她的体质,更塑造了她坚强的性格。“可能缘分还未到吧,我有大山为伴”,她淡淡地说。确实,很多的青年地质工作者都深有体会,选择了地质就选择了孤独,选择了地质就选择了负重前行。地质工作者需要更多的社会关注,从人文关怀到制度建设,各方面都应该加强对野外地质工作者特别是青年地质工作者的关心和关爱。沈阳地调中心近年来通过改善职工野外生活和工作条件、配备降温和取暖设备、领导下基层面对面谈心、发放过节福利等方式,不断提高野外一线职工的获得感和幸福感。

    截止2017年底,沈阳地调中心共有40岁以下青年职工162人,占在职职工总数的62%,这其中大部分是野外一线技术人员,共114人,约占单位青年职工总数的70%。这些年轻的地质工作者,年复一年、日复一日地坚守在艰苦的野外工作环境下,没有周末和节假日,他们远离城市、远离家人,跋山涉水,风餐露宿。当别家老人生病期间儿女守护在病床前时,当别人全家围坐在餐桌旁其乐融融的进餐时,当别人节假日带着孩子轻松愉快的畅玩时,他们却奋战在野外一线,心甘情愿工作,默默无闻付出,这就是他们的真实写照。

    他们是沈阳地调中心年轻的一代,是东北地质调查事业的接班人。面对千山万壑,他们勇于攀登,面对艰难困苦,他们迎难而上,他们用实际行动践行了新时代地质工作者核心价值观,用激情和汗水谱下了青春赞歌。青春,是人生中最美的那一部分,是世界上任何一种语言中最动人的词汇之一。青年,是国家的未来和民族的希望,是社会上最富有朝气、最富有创造性、最富有生命力的群体。他们“一定能够担当起党和人民赋予的历史重任,在激扬青春、开拓人生、奉献社会的进程中书写无愧于时代的壮丽篇章!”

    献身地质,青春无悔!

     

     

     

     
    献身地质 无悔青春