近期，中国地质科学院地质研究所在重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程方面取得新认识，研究通过专题地质填图，查明了中亚造山带研究中争议较大的西拉木伦河蛇绿混杂岩的物质组成和构造变形特征；通过系统年代学、岩石学和地球化学研究，确定了蛇绿岩的成因类型及其代表洋盆的构造属性，获得了反映碰撞造山作用的关键变质证据，为重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程提供了关键科学依据。相关研究成果发表在国际地学期刊《GSA Bulletin》和J《ournal of Asian Earth Sciences》上。

我国内蒙古东南部位于中亚造山带东段南部，发育多条古生代蛇绿混杂岩带，被认为是西伯利亚和华北古板块之间古亚洲洋最终闭合的地区。由于对各条蛇绿岩带的成因类型和形成时代的认识分歧，导致地质界对该区晚古生代海洋盆地的构造属性和洋陆的演变过程，至今仍存在较大的认识分歧，这也是回答东亚大陆北部聚合过程的关键。西拉木伦河蛇绿混杂岩带位于中亚造山带东南部，其中蛇绿岩属于何种成因类型和所代表洋盆具有何种构造属性（是古亚洲洋演化晚期的残余洋盆、裂谷型小洋盆还是弧后盆地），是制约该区晚古生代构造演化的重大地质构造问题之一。

针对这一问题，中国地质科学院地质研究所刘建峰研究员、李锦轶研究员及合作者在对西拉木伦河北侧杏树洼和半拉山蛇绿混杂岩开展1:5万专题地质填图基础上，对蛇绿混杂岩开展了系统的岩石学、年代学和地球化学研究，取得了以下主要进展：

一是揭示西拉木伦河蛇绿岩代表一个类似现今太平洋的广阔洋盆，而不是裂谷或红海型小洋盆。在以往工作中，前人曾将杏树洼混杂岩中灰黑色板岩、变质粉砂岩及灰岩划分为正常的沉积地层单元，命名为上志留统杏树洼组（S3x）或西别河组（S3x），将其中的镁铁质和超镁铁质岩石划分为晚期侵入体。本研究表明，该地质单元为一套遭受了强烈的剪切变形的以硅泥质和凝灰质粉砂岩为基质，包含大小不等蛇纹岩、（枕状）玄武岩、辉长岩、硅质岩以及灰岩等外来岩块的构造混杂岩；在哈什吐井子村北山坡上可见代表洋岛/海山残片的枕状玄武岩、硅质岩和灰岩互层的复合岩块（图1）。对混杂岩中不同产状镁铁质岩块地球化学分析表明，其中既包含正常洋中脊（N-MORB）、富集洋中脊（E-MORB）、洋岛玄武岩（OIB），也包含岛弧以及陆缘弧等多种成因的蛇绿岩残片；对硅质岩岩块的分析也揭示其中存在深海和半深海环境的硅质岩。蛇绿岩和硅质岩成分的多样性表明，它们代表一个类似现今太平洋的广阔的海洋盆地，而不是裂谷或红海型小洋盆（图2A）。

 图1. 杏树洼蛇绿混杂岩中洋岛/海山岩块剖面及典型照片

二是证实西拉木伦河蛇绿岩带是西伯利亚和中朝古板块之间古亚洲洋最终闭合的位置。西伯利亚古板块南缘和中朝古板块北缘早-中二叠世及之前的地层中碎屑锆石的年龄组成具有明显的差异（图2A）。对混杂岩基质开展碎屑锆石U-Pb定年结果获得2484Ma、1862Ma、456Ma以及280Ma年龄峰值（图2B）。通过对比表明，华北古板块北缘是混杂岩基质的主要源区，其中少量中、新元古代锆石的存在暗示西伯利亚古板块南缘也提供了物源。基质中存在两侧陆缘物质的贡献指示西拉木伦河蛇绿岩带代表两大古板块的最终缝合带，这也与晚古生代末期安加拉和华夏植物群地理分区反映的板块边界位置是一致的。中亚造山带东南部五道石门-二八地、达青牧场-迪彦庙以及贺根山等蛇绿岩混杂岩中碎屑锆石组成显示西伯利亚古板块南缘的亲缘性，它们代表西伯利亚古板块南缘增生过程古俯冲带或弧后盆地的位置。

 图2. 中亚造山带东南部索伦-西拉木伦河缝合带形成过程示意图

三是提出古亚洲洋闭合之后西伯利亚和中朝古板块之间发生强烈的碰撞造山作用。在前人划分的“双井片岩”中解体出半拉山蛇绿混杂岩。不同于杏树洼蛇绿混杂岩，半拉山蛇绿混杂岩遭受了强烈的变质变形作用，基质为长英质片麻岩，岩块包括蛇纹岩、斜长角闪岩、角闪石岩（堆晶辉长岩）以及石榴斜长角闪岩。锆石U-Pb定年结果表明，石榴斜长角闪岩锆石核部年龄为279±4Ma，与半拉山中变辉长岩的形成时代相近；边部的变质年龄为256.5±1.3Ma，为晚二叠世。基质长英质片麻岩锆石边部年龄为250.2±1.0 Ma和251.5±2.5 Ma，与斜长角闪岩变质年龄相近，共同指示半拉山蛇绿混杂岩变质时代为晚二叠世末期。传统的矿物温压计计算和相平衡模拟揭示，石榴斜长角闪岩岩块经历了顺时针变质P-T演化轨迹，变质峰期的温、压条件分别可达700-725℃和8.5-8.8kbar（图3）。考虑到半拉山蛇绿混杂岩的变质特征，结合区域沉积、岩浆、变质、古地磁以及构造变形等资料，认为西伯利亚和华北古板块在晚二叠世末期沿西拉木伦河缝合带发生了强烈碰撞造山作用。

 图3. 半拉山蛇绿混杂岩中石榴斜长角闪岩P-T视剖面图

近期，自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所（以下简称“资源所”）同位素室，利用飞秒激光-高分辨等离子体质谱对我国矽卡岩型铁、铜、金、钨等矿床中钙铁榴石开展了U-Pb年龄测试工作，获得部分矿床中石榴石形成的精确年龄数据。

石榴石是一种较为常见的造岩矿物，广泛分布于变质岩（麻粒岩、榴辉岩等）、侵入岩（花岗岩、伟晶岩、正长岩、煌斑岩等）及火山岩中。2017年以钙铁系列石榴石为代表的微区原位U-Pb同位素分析方法，首次在自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室利用飞秒激光剥蚀系统-高分辨电感耦合等离子体质谱（fs-LA-HR-ICP-MS）开始建立(图1)。飞秒激光剥蚀系统为 Applied Spectra 公司的 J200，由激光器、飞秒激光光学传输系统、观察系统和剥蚀池等组成。激光输出波长为343nm，激光脉冲宽度为＜480fs。分析石榴石的激光能量设定为50%，束斑为60mm，频率为8Hz。高分辨电感耦合等离子质谱为Thermo Element XR。飞秒激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合。每个点测试的时间包括大约15–20s的空白信号和50s的样品信号。对分析数据的离线处理（包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U–Th–Pb同位素比值和年龄计算）采用软件ICPMSDataCal完成。利用此方法对山西义兴寨金矿床角砾岩筒内的矽卡岩角砾中石榴石进行微区原位U-Pb同位素分析，精确限定了角砾岩筒的形成时代，而金矿化很可能与同时代岩浆释放的热液流体直接相关。2018年2月，该成果《石榴石U-Pb定年对山西义兴寨金矿床角砾岩筒时间的限定和金矿成因的指示》发表在《地球科学》杂志上（图2），7月，陈蕾博士在澳大利亚麦考瑞大学召开的第十届国际地质微束分析大会上做了《U-Pb geochronology of grandite by femtosecond laser ablation high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry》口头报告交流，并得到很好反响。

矿床中石榴石的U-Pb同位素定年法，能精确限定变质和岩浆活动的时间，对矿床成因研究具有重要的指示意义。

图1  飞秒激光-高分辨等离子体质谱

 图2 钙榴石、锆石U-Pb谐和图和206Pb/238U 加权平均年龄图 

“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）！

 

 

“这几天，党的十九届四中全会召开，我激动得几天没睡好觉。全会提出，‘要全面建立资源高效利用制度’，这为矿产资源的综合利用提供了更加良好的发展环境。我从事矿产资源综合利用研究工作已有几十年时间，深刻地感受到现在是开展尾矿资源综合利用的大好时机。”2019年初冬的一个下午，一位耄耋老人迈着稳健的步子，来到中国矿业报社，邀请记者到他的工作室采访，到他的中试基地参观。这位老人，就是被业界称为“尾矿利用第一人”的中国地质科学院研究员李章大。

今年已经87岁的李章大教授，精神矍铄，思维敏捷。他是国务院政府特殊津贴获得者，教授级高级工程师，中南大学、北京科技大学兼职教授，中国矿业联合会、北京节能和资源综合利用协会技术顾问，中国资源综合利用协会专家委员会成员，老科技工作者协会国土资源分会矿山固体废料综合利用专业委员会副主任委员。

首钢矿业一处尾矿库（资料图）

早在上世纪80年代，李章大教授就提出了“提高资源回收率，开发利用被视为尾矿废石的资源”的建议。“1981年，我提交了《我国铁矿区成矿特征及找矿区划》《钢铁工业发展应从我国铁矿资源特点出发》等建议；1983年，提交了《我国钢铁工业地质矿床资源方面的水平和差距》报告及《对挖掘生产矿山资源潜力的几点认识和建议》，建议除主要资源可提高回收率外，还应开发利用被视为废石的资源，如蚀变围岩中的玉石、宝石类矿物、珍贵矿物晶体及大量非金属矿资源，完成《大冶铁矿矿山地质工作的经验及存在问题》。1987年，我发表了《矿产资源综合开发和合理利用现状与分析》，阐述了矿产综合开发和合理利用是矿物原料产业发展的客观规律和物质基础，分析了我国目前尾矿利用的现状，建议由点到面全面查明生产矿山和后备矿区矿石、围岩、尾矿、废渣的有用组分及利用可能性，推广有效技术，提高资源综合利用率，从而最终实现整体利用废石、尾矿及非金属组分，实现无废料开发、改善环境的目的。”谈起自己热爱的工矿固废资源综合利用工作，李老如数家珍。

几十年来，李教授潜心矿产资源综合利用，完成重大科研课题26项，采集了铁、铜、钼、铅、锌、钨、锡、金、钛、锰、铝（赤泥）、稀土金属、煤炭（煤矸石、粉煤灰）等16个矿种、60多个矿山的尾矿样品，以及炼渣、废石、花岗岩、斜长岩、辉长岩、霞石正长岩、火山凝灰岩、页岩等样品，利用这些样品进行了建材、道渣、水泥、陶瓷、玻璃、发泡陶瓷、岩（矿）棉、微晶非金属材料等产品的实验室研究及工业化中间产品扩大性试验。如今，李老的许多研究成果都已转化，并被企业批量生产。

“1993年，我上报了《尾矿的处置、管理及资源化示范工程》，被国家计划委员会、国家科学技术委员会列为《中国21世纪议程优先项目计划（第一批）》；2004年，与周秋兰（原全国矿产储量委员会专业委员）共同提交的《我国尾矿利用现状及21世纪展望》，获文化部‘中国世纪英才业绩与论著征集活动’二等奖，全文载入《中国百业论著》中。”矿产资源综合利用必须树立循环经济的理念，具备多学科、跨行业协同研究的能力。李章大教授曾就职于冶金部北京地质研究所，后又进入中国地质科学研究院尾矿利用技术中心。丰富的多学科科研经历，以及长期的实战工作积累，使他在开展固废资源综合利用方面形成了一整套成熟的科学研究成果。

李老告诉记者，矿产是我国社会主义经济建设、循环经济运行不可缺少的基础资源，只有资源化开发利用矿山尾矿、废石，矿业才能成为节约资源、维护生态环境、强国富民的现代化产业，经济建设才能形成良性循环，实现国民经济和矿山的可持续发展。我们要实实在在地查明矿产资源特点及其可利用途径，从资源特点出发，经过试验研究，选择可供开发的产品及主攻项目；与相关行业、专业、技术进行边缘杂交、互相结合，择优组合有关工艺、技术、设备，从而开发出复合矿物原料新资源；在这个过程中，逐步化解矿山历史积留下来的弊端和欠负，恢复或维护矿山生态环境，清除灾害隐患，增添物质财富，提高劳动就业率及人员素质；促进科技进步，开拓尾矿的新用途，实现和谐创新、强国富民。

1990年，李章大带领尾矿利用技术中心精干力量，从典型矿山入手，对武钢大冶铁矿、首钢迁安铁矿、江西德兴铜矿、辽宁杨家杖子钼矿等矿山的尾矿进行了分析实验，并取得一系列科研成果。

他们在武钢大冶铁矿调查了东露天尖山采区25条勘探线、110个钻孔、5512米岩心，补采了100个矿样、16个人工重砂样、15个硫化物精矿样，对样品进行了多元素分析、岩矿鉴定和小型选矿试验，查明尾矿资源特征，总结了矿山地质工作经验，摸索了含矿围岩工业利用评价方法，确定可采品位及铁、铜综合品位指标，新圈定10个矿体，计算出21.9万吨储量。同时，还发现洪山溪尾矿库中残存大量菱铁矿等非磁性铁矿，进行了经济评价，提交了3份研究报告。项目验收后获得原冶金部科技进步三等奖。

随后，他们又对首钢迁安铁矿进行了历时4年的研究，取得丰硕成果：查明尾矿资源特征，利用围岩、废石及矿山尾矿生产出高速铁路道渣、建筑用砂、水泥、混凝土材料、陶瓷（日用瓷、美术瓷）、色釉、建筑瓷砖、玻璃等样品，在唐山陶瓷研究所试产了陶瓷产品；利用尾矿制造微晶玻璃的工艺试验及产品中试取得良好效果，建筑瓷砖成功投产，属尾矿资源化利用领域的首创。铁道部工务局为首钢矿山废石生产的高速铁路道渣建立了技术标准，为修建大同至秦皇岛运煤出口高速铁路东段所用道渣召开了多次铁道系统现场会。唐山陶瓷研究所结合此项成果申请了《铁矿尾矿制造陶瓷及方法》发明专利，被原轻工业部科技司综合处誉为“国内陶瓷原料的首创”，是我国尾矿资源化利用的首次突破。在北京玻璃研究所的协助下，他们不仅用尾矿制做普通玻璃产品，还开发出世界首创的“尾矿微晶玻璃花岗石”，使尾矿资源化利用进入高科技材料产业领域。这些研究成果不仅使首钢矿业公司获得了丰厚的经济效益（至今保有相关生产线），更使其成为首例“无废料绿色矿山”。

在对江西德兴铜矿尾矿进行研究的过程中，他们利用尾矿研制出了日用-工艺美术陶瓷、无釉外墙砖、锦砖及水泥等产品。研究表明，德兴铜矿尾矿是良好的紫砂型陶瓷（带色）原料，可制作墙砖、锦砖、525号火山灰质硅酸盐水泥，是已经磨细了的绢云母质瓷及经济实用建筑陶瓷、优质硅酸盐水泥的原料。

通过多年研究，李章大教授认为，我国金属矿山尾矿、废石资源化开发利用已经积累了许多研究成果和产业化经验，进入推广提高的新阶段。但还存在一些突出问题：知识和认识上囿于传统，把尾矿、废石作为废物看待，开发利用停留在低层次上，套用他人做法或只开发大路货产品；不做本矿山的资源特点查定，不愿做试验研究，满足于生产一二种简易产品；固守旧思想、旧技术，不顾国家社会和企业的长远利益；缺少更多可供开发的好产品、好成果；有的成果缺少工业化试验，技术不成熟；缺少风险基金支持和激励机制；技术力量分散单薄，研究者缺少经济实力，更缺少实验条件及实验室，难出新成果。

为此，李章大提出：第一，建议把尾矿、废石等矿山固体废弃物作为国家自然资源依法保护和管理起来，禁止无序开发，加强技术指导，防止再次浪费资源和扩大环境污染。当务之急是立法和立项进行尾矿资源普查，同类资源宜先用尾矿、再开新矿。

第二，矿山所在地政府科学管理和指导矿山固体废物资源化开发利用和环保治理，委托有资质的专业团体（如矿业联合会、矿山地质专业委员会、资源综合利用协会等）协助政府为企业搭桥和进行监督、咨询、协调，促进其节约资源，相关企业依法保护和使用矿山固体废物资源。三方齐心协力，从组织上落实矿山尾矿、废石等固体废物的资源化开发利用，提高实效。

第三，建设一批示范矿山和示范工程，作为矿山企业样板和出台政策、技术标准及产业化转化的基地。

第四，建立一个汇集综合人才、专门开发矿山固体废料的高硅无机复合新材料工程技术中心，从资源-工艺、技术、设备-新产品研发-产业化推广等全流程出发，开发符合中国矿产资源特点的复合材料系列产品，为复合材料工业奠基开路。

第五，从尾矿微晶玻璃切入，开发高科技含量、高附加值的产品。微晶玻璃被材料科学家称为“可兼有别的类型材料不能达到的物理性能”，特别适合于我国矿山尾矿、煤矸石、炉渣、赤泥等组分多样化资源的开发利用。

第六，建立矿山固体废物资源化开发利用奖励基金及制度，用于奖励有突出贡献的矿山企业、职工、科技和管理人员，支持专项研究成果的工业中间产品试验，推进新产品、新成果及时转化为生产力。

为支撑与服务国家“一带一路”倡议和“环太平洋地质背景与成矿对比计划”，总结与交流东部大陆边缘近年来的地学研究成果、提升研究水平，深化与搭建东部大陆边缘地区地球科学研究的合作平台，2018年11月13-15日，由自然资源部中国地质调查局所属的沈阳地质调查中心主办、南京地质调查中心协办、沈阳地质调查中心承办，东部大陆边缘地质研究中心（以下简称业务中心）地质研究培训会暨重大地质问题研讨会在沈阳召开。 

来自中国科学院、中国地质科学院、南京地调中心、中国地质大学（北京）、中国地质大学（武汉）、吉林大学、辽宁地质矿产调查院、吉林省地质调查院、黑龙江省地质调查研究总院、内蒙古自治区地质调查院、陕西省地质调查院、福建省地质调查研究院、中化地质矿山总局等18家单位的近100位专家学者参加了会议。

沈阳地调中心表示将以中国地质调查局的整体技术优势为后盾，联合各科研院所、地勘队伍等各方力量，充分发挥地质科学各领域、各方面专家的积极性和优势特长，以业务中心为合作平台，在人、财、物方面提供充分保障，全力支撑业务中心工作。

学术研讨会上，中国地质科学院陈毓川院士作了题为“成矿体系与区域成矿评价研究”、中国科学院吴福元院士作了题为“花岗岩研究的前沿与机遇”、业务中心学术委员会主任邓晋福教授作了题为“英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）岩石构造组合及其亚类划分”、南京地调中心邢光福作了题为“华东地区区域地质填图方法探讨”、中国地质科学院李锦轶研究员作了题为“东北地区古新世挤压变形及地球动力学背景探讨”、中国地质大学（武汉）张克信教授作了题为“造山带洋板块地层关键问题探讨-兼论兴蒙造山带洋板块地层分布与演化”的报告，20多位专家学者的报告精彩纷呈。之后，东北、华东两地专家学者进行了深入的业务交流，研讨了中国东部大陆边缘存在的关键性地质问题。

会议期间，沈阳地调中心基础室宋维民从业务中心的基本概况、运行管理、团队建设、主要活动、主要成果、长期规划等6个方面进行了介绍。业务中心学术委员会主任邓晋福充分肯定业务中心的发展和取得的成绩，并对业务中心下一步工作提出建设性意见。现今业务中心办公室设置在沈阳地调中心基础地质室，负责沟通、组织、协调和业务交流与研讨的具体实施。在此次会议承办过程中，基础地质室主任动员全室力量，充分发挥年青人拼搏奉献、团结合作精神，组建了务实高效的会务组、秘书组，保障了此次会议圆满成功。

研讨结束后，沈阳地调中心朱群与南京地调中心邢光福分别进行了会议总结，就当前国际形势、转变工作思路、聚焦重点领域、整合项目支撑等方面均达成基本共识，为业务中心下一步工作指明了方向。

 

 

2018年11月13-15日，为推动花岗岩学科发展、解决花岗岩成岩成矿过程中的关键科学问题，自然资源部中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心（以下简称“花岗岩中心”）在武汉组织召开了“花岗质岩浆：成岩作用到成矿作用”学术研讨会。中国工程院院士毛景文应邀出席了会议，来自中国地质调查局、中国科学院、中国地质大学（武汉）、中国科技大学、中山大学、吉林大学、东华理工大学等相关单位的50余名花岗岩研究专家、学者参加了会议。 

自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心相关负责人对与会专家、学者表示热烈欢迎并致辞。中国地质调查局青年地质英才、武汉地调中心邱啸飞副研究员汇报了花岗岩中心的定位、业务方向及近年来取得的主要研究成果：一是在黄陵地区发现我国首例球状花岗闪长岩，为了解扬子陆核前寒武纪构造过程提供新的素材；二是在赣南加里东期花岗闪长岩中获得>4.0 Ga锆石核，为研究华南乃至全球早期地壳生长和构造演化历史提供了重要信息；三是在南岭成矿带首次发现早侏罗世成矿事件，打破了该地区早侏罗世不成矿的传统认识；四是首次在海南岛发现加里东期(-419.2Ma)花岗岩，对海南岛乃至华南陆块加里东期构造属性及演化研究具有重要意义；五是在南秦岭东部首次发现与早古生代碱性岩密切相关的大型钽（铌）矿，对保障国家战略资源安全具有重要意义。此外，初步厘定了扬子陆核区早前寒武纪物质组成，厘定了扬子北缘新元古代多岛洋构造格局，提出了扬子东南缘前寒武系构造演化模式，总结了南岭锡矿、右江沉积型铝土矿成矿模式，建立并完善了铅锌矿床同位素测年技术。

与会专家、学者紧扣会议主题，对我国花岗岩成岩与成矿重大地质问题进行了深入研讨。中国科学院地质与地球物理研究所李献华研究员作了题为“华南新元古代若干重要地质问题”的主题报告，详细介绍了华南新元古构造-岩浆作用及其对Rodinia超大陆重建的意义；自然资源部中国地质调查局地质研究所曾令森研究员以喜马拉雅淡色花岗岩为例，阐述了地壳深熔作用与淡色花岗岩成因的最新研究进展；中山大学王岳军教授针对华南加里东期地质构造演化过程进行了深刻的阐述；中国科技大学杨晓勇教授详细剖析了花岗岩与钼钨锡成矿的关系；地质所谢桂青研究员以长江中下游鄂东南为例介绍了矽卡岩型铜铁金矿床的成因；中山大学尹常青教授分享了华南板块前寒武纪构造热事件的初步研究进展；武汉地调中心王磊副研究员从硫化物结构、微区成分和年代学角度剖析了粤北大宝山多金属矿床的成因。此外，来自中国地质调查局天津地质调查中心、南京地质调查中心、西安地质调查中心和武汉地质调查中心的专家也分别作了精彩的报告。

与会专家一致认为：本次会议聚焦花岗岩成岩与成矿作用研究领域，充分探讨了花岗岩及其成矿作用研究成果及存在问题。武汉地调中心在花岗岩研究领域具有丰富的科学积累，在以后的工作中应密切关注和大力支持花岗岩中心与同位素地球化学实验室的发展，并在人才培养、团队建设等方面与相关单位开展卓有成效的合作。

学术研讨会对我国花岗质岩浆的时空分布与岩浆过程、花岗质岩浆演化对成矿作用的制约等重大地质问题进行了详细总结和深入探讨，为推动花岗岩学科发展、解决花岗岩成岩成矿过程中的关键科学问题奠定了坚实的基础，也为花岗岩中心的下一步发展指明了方向。此次学术研讨会适逢中南地质科技创新中心揭牌成立，必将助力中南地质科技创新中心扬帆起航。

近日，由自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所承担的“川西稀有金属矿集区综合地质调查”二级项目通过野外验收。该项目主攻锂铍等稀有金属矿产资源。自项目实施以来，全所上下高度重视，项目人员精心组织、奋力拼搏，在项目野外实施过程中，挂图作战抓进度，科学安排讲质量，精心组织保安全，绿色调查重环境，尊重民俗重和谐。历时两年多圆满完成了审批意见书及实施方案要求的各项野外工作任务，完成1:5万区域地质调查5348平方千米、1:5万矿产地质调查3530平方千米，圈定找矿靶区23处（含C类），发现找矿线索25处（新发现锂矿产地6处），申报发明专利10项。

专家组在听取项目负责人野外工作总结汇报后，对项目野外原始资料进行了全面检查，并在野外实地抽查了毛日乡伊生村侏倭组下段实测构造剖面PM105、阿科里雪山杂谷脑组—新都桥组实测地层剖面PM402、观音桥镇实测构造-地层剖面PM303、观音桥镇实测构造-地层剖面PM304、太阳河乡松都村石英闪长岩体-二长花岗岩体实测地质剖面PM305，地质调查路线LZ3-3、L311，12个1:5万水系沉积物测量采样点位以及石旁村锂矿点等。检查过程中，各位专家与项目组进行了充分沟通和交流，提出了宝贵的意见和建议，进一步提高了项目质量。

通过野外验收汇报、各项原始及阶段性成果资料检查和野外实地抽查，专家组认为项目野外工作均按实施方案和审批意见书开展，提交的原始资料齐全，真实可靠，精度和质量符合相关规范要求。专家组一致同意该项目通过野外验收，可转入室内成果报告编写阶段。

项目组人员将虚心接受专家组对项目野外地质工作提出的修改意见，认真开展项目查漏补缺工作，尽早提交高质量的成果报告，促进川西地区稀有金属资源早日开发，助推甘孜、阿坝州经济社会发展。在野外验收期间，中国地质调查局西南地区项目管理办公室成果处及技术处相关同志对野外验收情况进行了审核工作。

为加快推进青海共和盆地干热岩试验性勘查开发科技攻坚，对接落实青海共和盆地干热岩勘查与试采工作，2018年8月3-4日，自然资源部中国地质调查局水环部、中石化工程技术研究院、自然资源部中国地质调查局水环中心、自然资源部中国地质调查局地质力学研究所等单位专家领导共赴西宁与青海省国土资源厅进行工作对接，并现场调研考察了恰卜恰地区地质构造和试采工程场地。

调研考察组与青海省国土资源厅相关人员进行了对接座谈会，介绍了青海共和盆地干热岩试采工程的计划和进展，形成了加快相关工作的共识：一是按照中国地质调查局制定的干热岩勘查与试验性开发总体实施方案统一部署，协同推进；二是组建共和盆地干热岩勘查开发技术团队，定期研讨；三是制定青海共和盆地干热岩勘查开发联合攻关资料使用与保密协议，明确知识产权归属，实现资料与成果共享；四是加快推进与干热岩试验性开发相关的测温测井、地应力测量、试验性压裂、已有岩心测试分析等相关工作。

调研考察组与青海省地质局专家共同探讨了干热岩水力压裂、注采开发诱发微震等技术问题，结合国外工程案例以及共和盆地区域地质构造条件、历史地震数据等，研究分析了恰卜恰干热岩水力压裂和注水试采可能产生的环境影响。

调研考察组还对恰卜恰干热岩试采场地和共和盆地出露的断裂构造、温泉和花岗闪长岩等地质现象进行了野外考察，了解了恰卜恰干热岩体及周边地质条件、构造发育情况。