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。

珍惜矿产资源 科学规划开发路线图

——谈矿业产业发展规划的作用、意义及编制

郭 敏 赵军伟 赵恒勤

对资源型地区来说，矿业在地方国民经济中占有重要地位，矿产资源的开采开发、矿产品加工以及延伸产业对地方经济发展发挥了重要的支柱作用。但随着生态文明建设的不断推进、世界矿业经济增长放缓，社会发展对资源开发提出了新的更高要求。矿业产业发展规划可以统筹协调好地方资源、环境、经济社会发展等各方面问题。

矿业在经济社会的基础地位

矿业是国民经济的基础产业，人类的衣、食、住、行、用、医等以及国家经济、社会建设与发展都离不开矿产资源。能源和原材料矿产是工业必不可少的“血液”和“粮食”。当今世界上，95%以上的能源、80%以上的工业原材料、70%以上的农业生产资料均来自矿产资源。

矿业支撑了我国经济社会全面发展，为经济建设提供了巨大的物质财富。我国是煤炭、铁矿石、铅矿、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩等20多种矿产品的全球最大生产国和消费国，一些战略性新兴产业矿产品产量全球占比已从1990年的20%～30%增长到当前的70%～90%以上。目前，我国年矿石开采总量超过300亿吨，在全球矿产品生产和消费中占有关键性的地位。

矿业产业发展规划的作用与意义

矿业产业是依托矿产资源勘查、开采、选冶、加工、贸易等环节的全产业链经济活动，对区域经济社会发展发挥着巨大的带动作用。

矿业产业发展规划是对区域矿业产业发展进行细致而全面的专项规划。它依托区域优势矿产资源，在综合考虑区域经济基础和发展潜力的前提下，从区域特色资源、优势产业出发，因地制宜对矿产业布局做出合理安排，带动其他相关产业协调发展。矿业产业发展规划对加快区域矿业产业发展，将资源优势转化为经济优势，促进矿业产业结构转型升级，提升产业聚集度及辐射力，推进区域经济高质量发展等具有重要意义。

矿业产业发展规划的组成和编制

矿业产业发展规划的内容主要包括规划编制背景（产业发展环境）、区域矿产资源现状及发展基础、产业发展任务与思路、产业链设计、产业布局、规划保障措施等部分。

矿业产业发展规划编制的一般方法和过程为：首先对区域优势特色矿产资源开发、矿产品加工现状、产业发展环境进行广泛深入的调研，根据区域产业基础、特点及发展环境，分析产业发展面临的机遇、挑战及优劣势，预测产业发展方向；其次针对产业发展现状及发展条件，明确矿业产业发展定位，提出发展的总体战略和目标任务；再次提出总体产业布局，主导产业及相关产业类型及规模，细化拟落实的规划重点项目；最后，提出组织管理、资金、技术、人才等方面的措施、建议，以保障规划实施。

矿业产业发展规划编制要点

1.明确产业规划的定位

产业定位是产业发展规划的核心。产业规划编制前，一定要明确规划的定位，依据资源基础，确定产业发展方向。

同时，在规划编制过程中协调好矿业与其他相关产业的关系，如矿产品加工产业与材料产业的发展，以实现产业链融合发展。

2.设计好产业总体布局

产业规划布局是产业发展规划的重要内容，包括产业体系、产业结构、产业链、空间布局等，总体上要做到因地制宜、统筹兼顾、扬长避短、突出重点、综合发展，综合考虑生态环境保护、环境承载力、文物和动植物保护、水源地保护、土地利用等因素。同时在产业规划编制中，需要设置一批规划重点项目，明确项目实施的主要内容、建设空间布局、矿产品结构及方向、投资进度、预期效益等，以保证项目的可行性。

3.重视规划前期调研

矿业不同于其他产业，矿业开发涉及资源、安全、环保等领域，面广且形势复杂。规划编制过程中必须对产业发展现状进行广泛深入调研，研判产业发展形势和潜力，查询了解各种信息，搜集相关资料，需要到当地发改委、工信委、环保局等管理部门了解当地产业政策、招商引资情况、环保要求等，还需要到典型矿山企业调研资源开发现状，为合理安排规划任务、设计产业布局提供切实可行的保证。

4.提出针对性的保障措施

为了保证产业规划实施并达到预期效果，需要一系列可行的、有针对性的保障措施，主要包括规划实施主体的设置与组织管理、政策扶持、投（融）资方案、招商引资、技术改造与研发、人才培养等。结合当地实际情况，规划编制中要落实好如何实施，以获得理想的预期效果。

钨矿的开发利用

张红新 赵恒勤

世界钨矿资源储量比较丰富，地壳中钨的含量为0.001%，具有开采价值的只有黑钨矿和白钨矿。世界钨矿资源主要集中在阿尔卑斯-喜马拉雅山脉和环太平洋地质带。中国钨储量居世界第一，主要分布在中国南岭山地两侧的广东东部沿海一带，江西南部的储量最多。据中国矿产资源报告（2019）的数据，截至2018年底，我国钨矿查明资源储量为1071.57万吨(WO3含量)，约占全球总量的60%。其次为加拿大(29万吨)、俄罗斯(25万吨)和美国(14万吨) 。

我国钨矿地下开采矿山数量和产量都居主要地位，在112座钨矿山中，地下开采钨矿105座、露天-地下联合开采钨矿4座、露天开采钨矿3座。钨矿资源的选矿工艺根据资源类型的不同，存在较大差异。总体而言主要有三种工艺。一是黑钨矿选矿工艺。目前，黑钨矿选矿工艺一般可分四阶段进行回收，即粗选、重选、精选和细泥处理阶段。二是白钨矿选矿工艺。白钨矿资源常与多种钼、铋等有色金属伴生或共生，有用矿物嵌布粒度较细，白钨矿选矿工艺流程以浮选为主。三是黑白钨混合矿选矿工艺。黑白钨矿混合矿属难选矿石，其特点是钨品位低、嵌布粒度细、黑白钨与多种有用矿物密切共生，脉石矿物组成复杂。目前，黑白钨混合矿的选别采用硫化矿浮选-黑白钨混浮-白钨粗精矿加温精选-黑钨细泥浮选的主干全浮流程。

选矿后的钨精矿经冶金工艺制备出高纯的钨锭或钨粉。钨是高熔点稀有金属，具有优异的物理、力学和化学性能，主要用于制备金属加工、石油天然气及其他矿石的开采及建筑领域中各种硬质合金切削工具及钻头，也用于切割用的碳化钨和耐磨材料中，还用于制造重金属合金、电极、电子工业、钢材、特种合金等化学制品。

钨在高技术领域也得到较为重要的应用，高纯硅化钨由于其电阻仅为多晶硅的1/10，在超大规模集成电路中取代多晶硅作为栅电极材料，取代铝合金作为接线材料。高纯钨可取代铅和铝化合物作为集成电路陶瓷零件的线路材料、半导体的电接线和内部连线。钨和钨铜合金可用作硅晶片的散热材料。

钨矿也和我们的生活息息相关的，是制造灯用金属材料中最重要的一种材料。

虽然中国钨矿资源储量丰富，但是由于黑钨矿富矿多、易开采，资源被大量消耗。所以，加强钨矿节约和保护刻不容缓。

加强磷石膏综合利用 促进长江经济带高质量发展

张利珍 张永兴

磷石膏是硫酸与磷矿反应萃取磷酸生产过程中产生的副产物。目前，全国磷石膏累计堆存量达5亿吨，每年新产生近8000万吨，综合利用率不到40%。在“共抓大保护、不搞大开发”的新形势下，应加快磷石膏固废资源化利用，以降低大量堆存带来的环境和安全风险，促进长江经济带高质量发展。

磷石膏“堆”不是办法，“用”才是出路。目前，其“用”的主要途径有五个方面——

一是用于水泥工业，制水泥缓凝剂、硫酸联产水泥。水泥缓凝剂是水泥生产中的添加剂，磷石膏使用量为水泥量的3%~5%。用磷石膏替代天然石膏生产水泥缓凝剂，可有效提高磷石膏的综合利用率。而磷石膏制硫酸联产水泥工艺，在实际生产中难以推广应用。

二是生产石膏建材制品，其中用磷石膏生产建筑石膏是目前磷石膏应用中最为成熟的方法。将预处理后的磷石膏经过干燥、煅烧、陈化等流程制成建筑石膏，以建筑石膏为原料生产纸面石膏板、纤维石膏板等。

三是生产化肥，如硫酸铵、硫酸钾。磷石膏制硫酸铵的原理是磷石膏与碳酸铵反应生成硫酸铵，副产碳酸钙，该工艺技术成熟，生产设备通用，工艺条件易于控制，但是生产费用比单独生产尿素和硝酸铵高很多，工业推广价值不高。硫酸钾是一种重要的无氯钾肥，已工业化的方法是两步法，该工艺反应条件温和、能耗低、投资少、产品质量稳定，但是反应过程中钾的转化率不高。

四是筑路或采空区回填。磷石膏作为一种品质优良的路基填料，在工程建设中使用可不同程度地改善半刚性基层的性能。磷石膏还可用作充填骨料，和黄磷渣胶结重新回填到磷矿山采空区，减少地质灾害。

五是在农业上用作土壤改良剂。将磷石膏加入氮肥中,可减少氮挥发，提高氮肥利用率；磷石膏中含有钙、磷、硫、镁及有机质等农作物生长所需的营养成分，可用作土壤调理剂来调节土壤酸碱平衡，消除碳酸盐对农作物的毒害，解决土壤盐渍化、土壤缺磷等问题，促进农业高质量发展。

磷石膏当前以低值化利用为主，制得的磷石膏产品不仅受有限销售半径内的市场容量限制，而且产品的可替代性大，缺乏市场竞争力，导致应用率相对较低。因此，磷石膏的资源化利用，一方面要在磷石膏规模化消纳技术和高值化利用技术的研发上发力，提高消纳能力和产品价值；另一方面要在磷石膏综合利用产品的推广应用上发力，提高大众认可度。这就需要国家相关部委、地方、科研院所联手行动，共同推动磷石膏的综合利用，实现磷化工产业绿色转型发展，为生态文明建设助力。

全球“钴”事

王威

钴是重要的新能源材料，在现代工业发展中有许多不可替代的用途。钴被美国和欧盟列入影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单，也被我国列入战略性矿产目录。那么钴为何如此重要？它在全球的分布情况如何？

什么是钴

钴，元素符号Co，银白色铁磁性金属，熔点1493℃，沸点3100℃，密度8.9g/cm3，莫氏硬度5.0~5.5。钴比较硬而脆，是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。自然界中含钴的矿物种类超过百种，钴作为基本元素的矿物种类超过了59种，工业上常见的钴矿物有辉钴矿、硫钴矿、辉砷钴矿、方硫镍钴矿、钴镍黄铁矿以及表生矿物中的水钴矿和杂水钴矿等。我国是世界上最主要的精炼钴生产国和钴消费国之一，但钴矿储量仅占全球总储量的1.1%，钴原料大量依靠进口，2017年钴资源对外依存度高达90%。

钴矿开采历史

钴被用于陶瓷和玻璃至少有2600年的历史，古埃及和古罗马及中国唐朝的陶瓷釉料和玻璃制品中就已开始使用钴矿物作为蓝色颜料。钴矿开采从16世纪开始，当时钴矿山主要集中在欧洲，钴矿主要用于生产钴蓝颜料和钴蓝颜料玻璃粉用于陶瓷、玻璃和和绘画。1864年，在法属新喀里多尼亚发现了钴矿，欧洲钴的开采也随之减少。1904年，在加拿大安大略省发现了银钴矿和砷钴矿，并投入生产，使全球钴矿产量大增。1914年在刚果加丹加发现了巨大的铜钴成矿带，1920年其铜钴矿投入生产，从此刚果的钴产量一直居世界首位。

钴的应用领域

钴在众多领域得到广泛应用，钴产品主要以化学品和金属的形式应用于电池材料、催化剂、颜料、高温合金、硬质合金、磁性材料等领域。目前，电池行业是消耗钴最多的行业，钴主要用于制备锂离子电池的正极材料。近30年，高温合金、硬质合金、催化剂、颜料、磁性材料等传统行业对钴的需求平稳增长。近年来，钴在电动汽车动力电池的需求迅速增长。基准矿物咨询公司认为，2026年全球电池材料钴用量也将比2017年电池材料用钴量增长4倍以上，达19.5万吨。国际能源署推测，2030年电动车钴需求量将达到29.1万吨 /年。

全球钴矿资源概述

钴在地壳中的平均丰度仅为0.0025%，地球上已发现的钴矿物多数为共伴生矿，全球钴产量仅有2%左右产自独立钴矿。根据USGS 2019年统计，全球已探明的陆地钴矿资源量为2500万吨，储量为688万吨。在大西洋、印度洋和太平洋底部发现的超过12000万吨的钴矿资源存在于大洋锰结核和大洋富钴结壳中，目前尚未得到开发利用。全球陆地钴矿资源分布广泛，主要赋存于刚果和赞比亚的沉积型层状铜钴矿床，澳大利亚、古巴、菲律宾、马达加斯加等国的含红土型镍钴矿床，及澳大利亚、加拿大、俄罗斯等国的岩浆型镍-铜硫化物矿床中。尽管钴矿分布广泛，但除了摩洛哥Bou Azzer钴矿是以砷钴矿为主矿产的独立钴矿外，世界其他钴矿均作为铜矿、镍矿等矿产的共伴生矿产出，目前只有刚果、澳大利亚、古巴、加拿大、俄罗斯等少数几个国家的钴矿能在经济上加以利用。

全球钴矿资源储量和产量

2018年全球探明的钴矿资源储量为687.5万吨，钴矿产量为13.57万吨。其中刚果金是全球钴矿资源储量最多的国家，也是钴矿产量最高的国家，2018年刚果金的钴矿储量占到全球储量的49.45%，产量占到全球钴矿产量的66.32%，集中度非常高。储量排名第二和第三的国家分别为澳大利亚和古巴，储量占到全球储量的17.45%和7.27%，其他国家的储量都小于5%。钴矿产量排名靠前的国家还有俄罗斯、澳大利亚、古巴，分别仅占全球产量的4.35%、3.61%和3.46%，除了刚果外其他国家的产量占比都很低。

结语

钴是重要的新能源材料，也是重要的战略性矿产，美国和欧盟都将钴列入了影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单。独特的物理化学性质使钴成为航空航天、石油化工、玻璃制造及医药领域的重要原材料，在战略性新兴产业发展中发挥着重要作用。并且，按照全球各国新能源汽车发展规划，全球钴矿长期供给面临短缺的可能。

滨海“宝藏”

雷晴宇

椰林、树影、水清、沙白、海滩，几乎是所有人最喜欢的休闲旅行景观。但很少有人知道，世界上很多滨海区域蕴藏着很多宝贵的矿产资源，比如锆、钛、砂资源。

砂矿，主要来源于陆上的岩矿碎屑，经河流、海水（包括海流与潮汐）、冰川和风的搬运与分选，最后在海滨或陆架区的最宜地段沉积富集而成。锆钛砂就是钛铁矿石与锆英石、金红石与独居石等共生复合型砂矿。

锆钛矿属于稀缺资源，由于锆、钛特殊的金属特性，被广泛应用于精益铸造、高级耐火材料、航空航天等行业，许多国家将其列为战略资源。

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、萤石等共生。

全球锆资源储量约7400万吨（ZrSiO4），主要分布在澳大利亚和南非，分别占全球储量的63%和19%，此外，印度、莫桑比克、中国和美国等国家也有部分储量。

中国锆资源储量50万吨，占全球储量不足1%，能够开发利用的锆石砂矿主要集中在以海南文昌为代表的东南沿海地区，其中海南的锆石砂矿储量占全国砂矿总储量的67%，占全国锆资源储量的19%，是国内目前惟一能被开采利用的滨海砂矿。中国作为全球第一大锆资源消费国，对锆的需求占比高达52%。然而，中国锆资源十分有限，锆英砂对外依存度长期维持在90%以上，进口最大来源国是澳大利亚。

金属钛作为重要工业战略资源，广泛应用于航空、航天、石油、化工、电力等领域，被称为“现代金属”“太空金属”“战略金属”，是现代工业和尖端科技不可或缺的金属原料。钛工业产业链有两条不同的分支，第一条是钛白粉工业，即钛铁矿→钛白粉，用于涂料、塑料和造纸等行业；第二条是钛材工业，即钛铁矿→海绵钛→钛锭→钛材，用于航空航天等领域。

中国钛矿资源丰富，但多为伴生矿，品位不高，钛精矿进口量呈逐年上升趋势，目前钛精矿对外依存度超过了30%。

目前，全球开发利用的钛矿资源主要为钛铁矿、金红石，以钛铁矿为主。澳大利亚在全球钛铁矿和金红石储量分布中占比均居首位，中国钛资源总量丰富，但钛铁矿多，金红石矿少。

澳大利亚是世界最大的钛生产国和出口国，储量居世界首位。由于澳大利亚的钛矿资源主要位于或靠近海岸，国家土地分配的其他用途导致澳大利亚约有19%的钛铁矿和26%的金红石资源是不可用的。

综合来讲，中国国内锆钛资源有限，而需求量在不断增大，以每年6%的速度增长，国内每年锆、钛矿进口需求量分别达到90%和70%。

在高端化工、航空航天、船舶和电力等行业需求带动下，近年来我国钛行业需求总体呈现上升趋势。因此，实施钛矿资源全球配置战略是保证中国钛矿资源可持续供给的重要途径。

近年来，中资企业持续加大对澳大利亚、莫桑比克等境外锆钛资源勘查开发力度，这对我国实施资源保障多元化战略，积极参与全球矿产资源配置，拓展境外资源利用的空间和能力，同时加强矿产资源储备意义重大。

地球是一个直径为6000多千米的实心球体，从地面到地球中心的距离比从北京到海南岛2倍的距离还要远。地球由地壳、地幔、地核三部分构成，整个结构就犹如一颗半熟的鸡蛋：蛋壳好比地球的地壳，其物质状态为固态；蛋白好比地球的地幔；蛋黄好比地球的地核，物质状态为液态。地表以下平均每100米温度升高约3℃。科学家研究显示：地核与地幔边界的温度大约为3700℃，而地核内部温度可能高达5000℃，几乎与太阳表面一样炽热。因此，地球内部蕴藏着惊人的热量，其中一部分地热资源便以干热岩的形式埋藏于其中。

一、干热岩是什么？

早期，干热岩通常是指温度高于200℃，埋藏于距地面2000米以下的无裂隙的岩体，主要是各种变质岩或结晶岩类岩体。伴随着干热岩勘测和开发的深入，干热岩的概念有了更为广泛的外延。只要岩体温度高，埋藏深度合理，内含流体较少（或不含流体），能用各种技术手段提取其中的热量，均可称为干热岩。

干热岩属于地热资源的一种，被誉为“来自地球母亲的温暖”。地热资源是一种来自地球内部的热能资源，温泉便是我们日常生活中最熟悉的地热资源。关于地热的来源，有多种假说。一种假说认为，地热主要来源于地球内部放射性元素衰变释放出的热能。还有一种假说认为，地热来源于地球自转产生的旋转能以及化学反应、岩矿结晶释放的热能。而在地球的发展演化过程中，产生的热能总量超过地球散逸的热能，巨大的地热能便储存于地球内部，等待人们去开发。

相比当前已开发利用的各类能源，干热岩具有无可比拟的优势。与煤炭、石油和天然气等传统化石能源相比，干热岩是一种清洁的可再生能源，不会产生污染环境的有害物质。与太阳能、风能、核能等新能源相比，干热岩的稳定性好，不受季节气候昼夜条件的限制。此外，干热岩的成本低，干热岩发电的成本仅为风力发电的一半，只有太阳能发电的十分之一，和煤炭发电的成本相当。

干热岩是无处不在的资源，分布几乎遍及全球，从理论上说，随着地球向深部的地热增温，任何地区达到一定深度都可以开发出干热岩，因此干热岩又被称为是无处不在的资源。但就现阶段来看，由于技术和手段等限制，干热岩资源专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体。因此，当前的干热岩开发更多地着眼于这些地区，它们位于全球板块或构造地体的边缘，构造活动剧烈，是地球释放内部能量的主要区域，地热资源十分丰富。

我国干热岩分布广泛，特别是东北地区、华北平原、东南沿海地区、西北地区均具有丰富的干热岩资源，具有很大的开发潜力。以高温干热岩体的发现地青海共和盆地为例，其干热岩理论资源量折合标准煤6303.05亿吨，以其2%作为可开采资源量计算，折合的标准煤是中国2016年能源消耗的3倍。

干热岩不但储量丰富，还可以循环利用。开发干热岩时，加热产生水蒸气的过程会使岩石温度降低，但地心的炽热岩浆会重新加热这些岩石，从而实现干热岩的周期性循环利用。

二、“石头”也可发出电来？

目前，人们对干热岩的开发利用，主要集中在干热岩发电。干热岩开发利用的核心是建立增强型地热系统（EGS工程）。首先从地表往干热岩体中打一眼井（注水井），将井口封闭后，注入高压清水，此时井底能够产生非常高的压力，该压力足以将致密的岩石压裂形成复杂缝网，或将岩体中的天然裂隙扩张形成更大的裂缝；随着清水的不断注入，裂缝不断增加、扩大，并相互连通，最终形成一个体积庞大的人工热储（类似一个巨大的鸟窝）。在距注水井合理的位置再钻几眼采出井，通过控制井眼轨迹，使采出井能够贯穿压裂缝网。整个EGS工程，通过注水井（回灌井）将低温水注入到人工产生的、张开且连通的缝网中，低温水与高温岩体接触被加热，然后通过采出井便将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面，取出的水、汽温度可达150～200℃，通过热交换及地面循环装置用于发电，冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。整个过程都是在一个封闭的系统内进行。

以法国东部阿尔萨斯地区的一座干热岩发电站为例，工作人员在这里钻了三眼深井，一直钻到地表5000米以下的基岩中。发电时，用水泵以每秒100升的速度从中间的注水井向地下灌冷水，这些冷水被干热岩加热成约200℃高温的水蒸气，从另外两眼生产井抽出地面，送入一个热交换器，并在热交换器中驱动涡轮机发电。整个转换过程消耗的总电量，只相当于发电站发电量的20%。

增强型地热系统的开发和利用主要是建造两个子系统：地下人工储层和地面发电系统，二者都需要多项技术的运用和集成。其中，创建地下人工储层是目前研究的焦点。

三、我国干热岩勘查开发现状

我国干热岩资源潜力巨大，开发前景广阔，是极具潜力的战略能源，但是我国干热岩勘查与开发起步晚，在干热岩形成机制、分布情况、热储特征、评价方法、勘查开发技术等领域仍存在较多尚未解决的问题。

为推动我国干热岩勘查开发，2013年以来，中国地质调查局先后在东南沿海地区、松辽平原地区、华北地区和青藏高原等重点地区实施了干热岩勘查。2014年，中国地质调查局与原青海省国土资源厅共同组织实施的青海共和盆地干热岩勘查钻获干热岩，填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。2017年5月在共和县恰卜恰镇完井的GR1干热岩勘探孔再获温度新高，取得了一批重要成果，为我国进一步开展干热岩勘查开发研究打下了重要基础。在此基础上，中国地质调查局围绕国家清洁能源需求，加大力度在青海共和推进干热岩资源的试验性开发。

干热岩开发利用的技术原理虽然简单，但实际应用过程中仍存在大量的技术性难题，例如在干热岩中钻井，对钻杆、钻头的寿命以及具有“钻井血液”之称的泥浆稳定性都是极大的挑战；而地层中含有大量的矿物质，在干热岩开发中，被气化的矿物质会重新在井壁结垢，类似血管中的“血栓”，沉积时间一久很容易将开采通道堵死。面对众多的技术性难题，科研人员唯有加快技术探索的步伐，才能在这场国际能源竞赛中拔得头筹！

（作者单位：自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所）

5月30日，“共和国血脉”展在中国科技馆正式开展。应中国科技馆邀请，本次展览由中国地质图书馆、中国地质科学院地质力学研究所（以下简称“地质力学所”）李四光纪念馆及石油行业相关单位共同合作举办，持续到今年10月底。

2024年是中国现代地质学奠基人之一、新中国地质事业的主要领导人和开拓者李四光先生诞辰135周年，同时也是大庆油田发现65周年。“共和国血脉”展再现了李四光先生和老一辈石油地质人筚路蓝缕、艰难探索、执着追求，坚信中国有油、创新生油理论，为国找出工业的“血液”，甩掉了中国“贫油”帽子的波澜壮阔岁月。该展也体现了一代代地质人、石油人赓续优良传统，弘扬李四光精神和大庆精神的努力。他们在能源资源领域取得了重大科技成果和关键技术突破，为提升国家能源自主保障能力作出了卓越贡献。

中国地质图书馆作为展览主要合作单位之一，积极主动与中国科技馆、地质力学所等单位加强合作，发挥专业优势，协助梳理中国石油发现史，提供了李四光先生以及地质、石油方面的相关资料，合作获得中国科技馆好评。中国地质图书馆将以此为契机与相关单位加强合作，加强地质史研究，扩大弘扬科学家精神的传播渠道。

“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）！

11月26日，自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所召开职工培训大会，传达学习局党政主要负责人培训研讨班精神。探矿工程所全体干部职工参加了会议。

会上，侯春堂同志就“科技创新驱动探矿工程发展”进行宣讲授课，明确科技创新是动力源泉，要坚持把科技创新和人才培养放在第一位；何远信同志就“跨界创新学习与思考”进行宣讲授课，分享了科研院所领导者高级研修班的学习心得，指出跨界创新是科研院所的必由之路；窦云涛同志就“地质调查预算管理制度改革工作”进行宣讲授课，分析了坚持基本定位，搭建履职尽责平台，构筑干事创业典范的重要性，指出探矿工程所要积极适应局作为一级预算单位后新要求，从六个方向加强单位财务管理；刘三意同志就“科技成果转化政策、方向”进行宣讲授课，梳理讲解了中央、部、局、所各层面2016年以来的科技成果转化办法和实施细则重点内容；王昭同志就“全面从严治党、加强党风廉政建设工作”进行宣讲授课，对地质工作三项转变做了着重解读，要求治“未病”和注重源头管控。

下午，探矿工程所邀请自然资源部中国地质调查局总工程师室主任徐学义就“全国地质调查规划思路和2019-2021年地质调查业务总体布局”进行了宣讲授课，强调了探矿工程所要在地热、深部探测、绿色勘查等领域继续做好技术支撑，鼓励青年科研人员勇于科技创新，为加快实施“一核两深三系”为主体的自然资源重大科技创新战略贡献新鲜血液，解决“卡脖子”问题。随后，徐学义主任与探矿工程所干部职工进行了互动交流，提出一些指导意见。

会后，局总工程师室一行就探矿工程所基地建设和业务工作进行了调研。                              

2018年10月31日是第五个“世界城市日”。为了提高公众对安全城市、绿色城市、和谐城市的认知程度，普及城市地质知识，10月31日，自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所“郑州城市地质调查”项目组组织举办了“城市与城市地质”大型科普活动。

今年是“郑州城市地质调查”项目实施的第一年，经过2个月的精心筹备，项目组把项目成果与“世界城市日”主题充分融合，以“城市让生活更加富足、和谐美丽”为主题，设计了世界城市日、城市与城市地质、郑州城市发展变迁、城市规划历程、揭开郑州神秘面纱、城市血液——水资源/清洁能源、海绵城市、富硒土地与产品、城市规划与地下空间、城市资源与综合利用等十余个板块。活动当天，通过展板展示、发放宣传册、填写调查问卷、现场问答等多种形式向公众进行了科普宣传。

此次活动设主会场、分会场各1个。主会场设置在中原区儿童公园，分会场设置在惠济区美景万科广场。活动得到了郑州市国土资源局、中原区绿东村社区、儿童公园管理处、惠济区美景万科广场管理处等单位的大力支持。社会各界人士近千人参与活动、发放并收回调查问卷200余份。

此次科普活动增强了人们对世界城市日的认知，提高了公众对郑州国家中心城市的认可程度，普及了城市地质知识，达到了预期效果和目的。

活动现场

项目组科普人员 

冯艳芳在长乐南澳构造带野外调查

2001年，冯艳芳到中国地质调查局发展研究中心工作。那时地质行业的低谷刚刚过去，曙光初显，而她青春年少，意气风发，她在心里对自己说：“要想在事业上有发展，一定要脚踏实地，敢于担当，勇于奉献。”一晃过去17个年头，冯艳芳兢兢业业地参与和主持了多个重大项目，见证了我国地质调查事业的快速发展。

中国地质调查局发展研究中心资料开发室副主任冯艳芳，集“2017北京榜样推荐人物”、“全国巾帼建功标兵”、“全国最美家庭”、“北京市西城区人大代表”等多种光环于一身。她却常说，自己只是浩瀚地质大军中一个不起眼的小兵，人生的理想是做好一名纯粹的地质人。

纯粹的奉献，她主持了地质史上里程碑式项目

2001年，冯艳芳硕士毕业，到中国地质调查局发展研究中心工作。那时地质行业的低谷刚刚过去，曙光初显，而她青春年少，意气风发。“发展研究中心”，念着单位的名字，她在心里对自己说：“要想在事业上有发展，一定要脚踏实地，敢于担当，勇于奉献。”一晃过去17个年头，冯艳芳兢兢业业地参与和主持了多个重大项目，见证了我国地质调查事业的快速发展。

刚到发展研究中心，冯艳芳就参与了国家863计划“基于SIG的资源环境空间信息共享与应用服务”和“基于大型GIS的地质调查空间数据管理系统”两个项目。一些过去只能在书上看到名字的大专家，如今可以面对面交流，这让冯艳芳十分兴奋。在项目办公室负责组织协调和后勤服务的她，总是给人活力满满、热情洋溢的感觉。她勤勤恳恳，任劳任怨，生孩子前一天仍坚持工作，产假没休完就回到岗位，为项目的顺利实施作出了自己的贡献。紧接着，全国危机矿山接替资源找矿专项启动，冯艳芳再次被选入项目办公室。一切刚刚起步，事务繁琐，人手紧张，冯艳芳和同事们加班加点，用最短的时间让项目步入正轨。

2006年，为全面掌握矿产资源现状，科学评价未查明矿产资源潜力，全国矿产资源潜力评价重大专项启动。冯艳芳被委以重任，负责组织其中的全国重要矿产成矿地质背景研究项目。说是一个项目，其实是一个有30个省（市、区）40多个单位2000余人参加的、规模空前的产学研大会战。在项目实施的8年时间里，冯艳芳管理业务双肩挑，一心扑在工作上，通常是白天组织管理，晚上整理资料，还频繁跑野外。

在大家的共同努力下，全国重要矿产成矿地质背景研究项目取得了丰硕的成果，解决了我国诸多重大基础地质问题，指导有关省区圈定了一批找矿远景区，编制完成了5000余张中国成矿地质背景系列图件，培养了省级、大区和全国三个层次的学科带头人才群体和技术骨干。项目成果在全国矿产资源潜力评价46个项目中获得了“95.3”的最高分，被专家院士们树为地质史上的里程碑，并先后获得原国土资源部、中国地质调查局科技进步二等奖和一等奖，冯艳芳也被评为全国矿产资源潜力评价的先进个人。

中国科学院院士李廷栋如此评价项目形成的中国大陆构造系列研究成果及其新的观点：“给中国沉寂多年的大地构造学科带来了新的篇章，输入了新鲜的血液，是中国大地构造认识之路上的崭新进步，该成果的问世，将会使中国大地构造研究继续向前加速发展与迈进。”

在这紧张而忙碌的8年中，冯艳芳还承担了全国地质勘查进展分析项目，主持构建了我国市场经济体制下权威、全面、系统的地质勘查成果跟踪统计与通报系统，成果获2015年国土资源科学技术二等奖。

2016年以来，冯艳芳负责全国系列基础地质的综合编图工作。如今20张不同类型的全国大地构造图已全部出版，不仅为各种矿产资源的找矿勘查提供了地质底图，对我国基础地质研究也有着重要的意义。此外，冯艳芳和她的团队积极支撑国家重大战略，提高地质调查成果的服务水平。他们编制的雄安新区的地质地貌图，为雄安新区规划建设提供基础依据；编制的扬子陆块区岩相古地理图，为南方页岩气勘查服务；编制的共和盆地地热资源地质背景图，为干热岩调查提供了直接的指引。

纯粹的热爱，她啃下地质学一块“硬骨头”

2005年，在项目管理岗位顺风顺水的冯艳芳，突然告诉领导，她想从事业务研究，想去跑野外。

“我觉得自己还是更适合搞业务，组织协调不是我的特长。”冯艳芳这样说，其实她一直无法割舍心中那份天空地阔的地质情怀，“背着馒头进山，背着石头出来”的生活虽然艰苦，但她认为山野间才是实现一个地质人价值的最好舞台。

没多久，全国重要矿产成矿地质背景研究项目便压在了她肩上。由于是水文地质专业出身，她渐渐感觉到过去的知识储备很难满足当下的工作需求。于是她决定读一个“矿物学、岩石学和矿床学”博士，她幸运地遇到了被自己称为人生导师的邓晋福教授。

“邓老师不仅仅教会了我岩浆岩研究的知识、方法和技术，更重要的是，他深入浅出的讲解、耐心细致的教诲，让我深深地爱上了这个专业，以至于陶醉、痴迷和忘我。”说起邓老师，冯艳芳内心充满感恩之情。

有一天，邓晋福问她：“东南沿海有一块硬骨头，你敢不敢啃下来？”这块“硬骨头”指的是“福建长乐—南澳构造带”。这里是研究和了解我国东部大陆大地构造演化的关键地段。长期以来，许多重要的地学问题仍处于探索和争论中。冯艳芳在老师的鼓励和指导下，向这一困扰地学界多年的难题发起挑战。

实地踏勘，采集样品，实验分析，冯艳芳在充分收集和借鉴前人研究成果的基础上，采用多种科学方法，对长乐—南澳构造带花岗岩类年代学、岩石组合与构造演化进行了深入解剖和综合研究，取得了创新性成果。

2009年一个秋雨连绵的清晨，冯艳芳在闽西北一处陡崖上发现了蛇纹石化很强烈的辉石橄榄岩，她非常激动，立即挥锤取样，没想到上面的危岩因受到扰动竟噼里啪啦地砸了下来。在大家的惊呼中，最大的一块岩石从她身边呼啸而过，翻滚落地，距离她的身体只有几厘米。而这并没有吓倒冯艳芳。2014年，她自愿申请参加了中国地质科学院地质研究所组织的狼山地质填图项目，面对坡度有70多度、海拔1600多米的狼山，为了获取第一手地质资料，她毅然向山顶爬去……

纯粹的信念，她努力把温暖和光亮给更多的人

冯艳芳有一个温馨幸福的家庭。但是多年来，她用在工作上的时间远比回家的时间长。

她的爱人从事地质灾害勘查治理方面的工作，也是长年在野外一线，夫妻二人聚少离多，儿子只好托付给老人照顾。有多少次，当她风尘仆仆地回到家中，孩子已经睡着了，第二天，孩子还没醒，她又要出门了。

2010年，全国地质勘查进展分析项目推进到关键节点，要进行全国性的数据统计与编报培训。北方片区的培训结束后，冯艳芳回到家中，看到丈夫搂着儿子蜷缩在床角，两人满脸的疲倦和憔悴，才得知儿子已经连续几天高烧不退。可第二天就是南方片区的培训报到，她拿出手机，正准备请假，丈夫却说：“家里的事有我呢，单位交代的事，是对你的信任，你应该完成。”冯艳芳泪流满面，她感受到的是苦，是累，是愧疚，也是幸福。她悉心照顾了儿子一夜，第二天一早，按原计划赶往会场。

如今儿子长大了，也渐渐理解了妈妈。冯艳芳曾几次受邀去儿子的学校做科普讲座，也给孩子们讲讲地质工作。同学们听了都很感动，有的对冯艳芳的儿子说：“你妈妈真伟大。”儿子也曾在作文里写道：“小时候每当放学，别的孩子都有妈妈接，唯独我没有，那时妈妈的爱像橘子皮，是苦的。现在我知道妈妈在从事高尚的工作，就理解了她，妈妈的爱像橘子果肉，有酸，也有甜。”冯艳芳说，有时自己加班回家晚，儿子会把饭做好了等她，这让她内心充满欣慰和感动。

拥有“最美家庭”的冯艳芳，一路走来，切身体会到年轻地质人家庭生活的不易。因此，她特别理解年轻人，愿意倾听他们的心声，努力为他们创造施展才华的机会，帮助他们解决生活中的难题。“每当看到身边的年轻人，虽然承受着房贷等巨大的现实压力，但工作上却勤勤恳恳，努力上进，我都会默默地下决心，一定要像老一辈地质人那样，负起传承的责任。”冯艳芳感慨道。

2016年，冯艳芳当选为北京市西城区第16届人大代表。她时常利用休息时间走访社区困难群众，了解了他们的需求、渴望和心声，并将相关问题按轻重缓急进行了归类整理，分阶段按步骤向人大常委会提议和建议。针对呼声较高的集体户青年职工孩子入园入学难题、地科院周边交通拥堵问题、六层以下老居民楼加挂电梯等问题，冯艳芳积极向有关部门反映，推动了问题的解决。

无私奉献，不求名利，坚定执著，心无旁骛，凭着渊博的学识，胸怀地质的希望，脚量祖国的山河，手绘地调的蓝图，在冯艳芳心里，这些，是一个纯粹地质人应有的品质。她一直在朝这个方向努力前进，因为这是她今生坚定的信念。

46亿年前，地球诞生了，它内部有地核、地幔、地壳结构（图1），外部有水圈、大气圈和磁场。其内部蕴藏的丰富资源是人类赖以生存的物质基础。然而，地球有它自己的“怪脾气”，如地震、火山和泥石流等。这些“怪脾气”让我们人类损失巨大，也让我们人类望而生畏。从人类诞生之初到今天，科学家们都在尝试各种方法找到地球产生这些“怪脾气”的原因及应对方法，从地球表面到地球深部都在做各种探索和测量工作，特别是对地球内部的探索从来没有停止过，意图解开其中的奥秘。但是由于地球内部岩层、水层、温度、压力等的千变万化，迄今为止，我们人类对地球内部的了解仍知之甚少。2013年，我们国家实施了“松科二井”重大地调科研项目，通过向地下钻进深孔获取地壳岩石实物资料，从地壳内部“挖石”来打开探秘地球深部的通道。“松科二井”科学团队披荆斩棘，书写着我国深部探测的新篇章……

那么，靠什么探秘地球深部的秘密呢？让我们一同来看看“松科二井”科学团队的“十八般兵器”和“独门绝技”。本文从取心钻探工具、取心技术创新、“泥浆”以及取心技术探索等四方面论述“松科二井”是如何打开地球深部秘密的。

图1 地球圈层结构示意图

挖石利器——取心钻探工具

地球内部是一个极不均匀和极复杂的球体，从地壳到地核的岩层、水层、温度、压力等千差万别，想要在它上面钻眼“挖石”并非易事。而对于超过7000米的超深井——“松科二井”来说，难度更大。这是因为“松科二井”在向下钻进的过程中，一要保证钻的井眼不能坍塌和崩裂，二要保证取出的深部岩心完好无缺。要想达到这两个目标，不但需要有先进的钻进方法，而且必须有适合地下各种复杂多变地层的“挖石利器”——取心钻探工具。这种取心钻探工具和匹配的钻头是向地下钻进并抓取岩石的保障（图2）。“松科二井”在钻进过程中，其工作过程为：钻头在最底部通过高速转动不断“咬碎”周围的岩石，把中间的柱状岩石样本送入取心钻具里抓取、携带岩心的内筒，而取心钻具外筒源源不断的将钻进中需要的压力和转速传递给钻头，同时在转动过程中修整井壁，保护内筒。

图2 KT 系列大口径取心钻具

独辟蹊径——取心技术创新

传统的科学钻探中大直径井段是先取心钻进一个小井眼，再用扩孔钻头重新钻进去扩大井眼至设计井眼直径。然而，在科学超深井钻探中面临的挑战是如何在大直径井眼中高效钻进，并且完整地抓取岩心。“松科二井”在钻探过程中取得一系列技术创新，如大直径同径取心、长钻程技术和大直径岩心原状出筒技术等，都为我们国家科学超深井钻探取得了技术上的突破。

先来说说大直径同径取心技术。“松科二井”攻克了大直径取心钻头破碎岩石和粗大岩心抓取、携带出井等关键技术，并用国内首创的Φ311mm的大直径同径取心钻探工具直接钻进一个大井眼（图3），一次钻进至设计井眼直径，这样不但省去了传统的“小径取心，大径扩孔”过程中的很多工序，避免了“小井眼到大井眼”钻进中的很多风险，而且节约了大量生产物资，获取的岩心样品实物量是设计的5倍，为地学家们提供了更多极其珍贵的岩心。

图3 Φ311mm大直径取心钻具组装与出井

再来说说长钻程技术。“松科二井”在钻进过程中每次取心钻具装满岩心后需要把井中所有钻具提出，岩心被取出后再把所有钻具下到井里继续钻进。科学家们通过多次试验和技术攻关，实现了长钻程技术的突破，把每次可连续钻进深度（钻程）从10m、20m扩展到30m。在Φ311mm井段一次取心钻进长度（钻程）超过了30m，创造了该领域的世界纪录；而在Φ216mm井段、井深4700m以下一次连续取心钻进长度（钻程）更是达到了41.69m，在更难的Φ152mm超深井段一次连续取心钻进长度（钻程）超过33m，又连续两次刷新了世界纪录（图4）。“松科二井”科学团队所研发的这种长钻程技术大大减少了从井内提出钻杆、下入钻杆的次数，尤其是在井深超过7000m的时候，从井内提出钻杆、下入钻杆一次需要工人36个小时的长时间连续操作，实用价值巨大。因此，长钻程技术的应用不仅减小了工人的劳动强度，压缩了钻井施工周期，而且极大地节约了综合成本，更为以后更深的超深井工程开辟了新技术支撑。

图4 四筒超长取心钻具与单次钻进获取的40m岩心

最后说说大直径岩心原状出筒技术。为了保证大直径岩心出井后能够完整、原状从岩心筒取出，“松科二井”科学团队利用水力出岩心技术与工程现场的液压拆装台架辅助的机械出心技术，保证了4100多米岩心完整、原状出筒，为地学研究提供了一套优质、丰富的岩心实物资料（图5）。

图5 获取的大直径岩心实物

钻井血液——取心钻进中的泥浆

“松科二井”完钻井深达7018m，在超深井向下连续钻进过程中，既要防止上部井眼完好且不坍塌，也要让钻头“咬碎”的岩渣从井底顺利排出，还要保证高速转动的钻头不会因为发热而提前报废，这些都得依靠“泥浆”即钻井液来实现。它就像人的血液一样，在钻眼过程中从地面到井眼最底部不停地循环、净化，传递水动力、冷却并润滑钻具，携带和悬浮岩屑，维护井眼周围井壁的稳定。而且钻井越深，温度越高，钻井液技术难度越大。“松科二井”每往下钻进100米，温度升高3℃~4℃，钻到孔底的时候温度已超过240℃，科学家们通过反复的研究和实验，研发出的新型钻井液配方经受住了井底240℃以上温度的考验，刷新了我国水基钻井液应用最高温度记录（图6）。

图6 钻进过程中泥浆循环流动示意图（黄色箭头表示泥浆流向）

寻找新大陆——取心技术探索

超深井在钻到一定深度的时候会遇到各种困难，比如地球内部温度高、压力大、岩石硬度大、钻眼速度慢等，要想继续向更深的地球内部探索，就必须克服重重困难。科学家们已预想到了这些问题，如在大直径井眼取心钻进中怎么能不把钻杆全部从孔里提出来就可以把岩心全部取上来？在高温地层、坚硬的岩石中怎么能让钻头更高转速去“咬碎”岩石？怎么能在钻眼同时把井眼底下的各种数据直接输送到地面？“松科二井”在实施过程中，科学家们已对大口径绳索取心、涡轮钻取心、井底随钻数据采集与传输等技术做了大量的可行性试验，得到的技术和数据，为今后的万米超深井科学钻探储备了技术力量。

“上天入地”揭开宇宙的神秘面纱，探索地心深处的奥秘，科学钻探“路漫漫其修远兮”，尽管现在我们只钻穿了地球的“皮毛”，但我们相信在科学家们不懈的努力和探索下，通过将来实施的万米科学钻探、超万米科学钻探，定会打开探秘地球深部的通道，那时我们距离地心会越来越近。