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依靠科技进步 保障资源供给

来源: 时间:2007-11-23

人类对赖以栖身的地球的观测和研究,从来没有间断过,也永远不会间断。新中国成立50多年来,特别是近20多年来,我国地质科学工作者一靠科技进步,二靠我国某些世界罕见的地学“窗口”,在地球科学前沿研究、现代地质高新技术发展、矿产资源勘探理论和方法、矿产资源综合利用等许多方面取得令人瞩目的成就,为我国社会和经济的可持续发展提供了可靠的资源保障和科学的地质依据。
架设地下望远镜
     地球在为人类提供资源、能源、生活空间和生存环境的同时,也给人类带来了地震、火山、泥石流等地质灾害。我们迫切需要了解地球。科学技术的发展,为我们了解地球提供了种种方法。但迄今为止,人类对地球内部仍然所知甚少。科学家们认为,大陆科学钻探犹如“伸入地壳的望远镜”,是唯一能获得地下深处真实信息和图像的地学研究方法,是人类解决所面临的资源、灾害、环境等重大地学问题不可缺少的重要手段。许多科学家还认为,大陆科学钻探还是向地球内部寻找能源的窗口。
经过10年的准备,2001年6月25日,我国第一口大陆科学钻在江苏省东海县正式开钻。这是一项高科技、高难度的创新系统工程,它包括在坚硬结晶岩中进行5000米全取心钻探、测井、录井、地球物理遥测、现场分析测试、信息管理、长期实验观测以及多学科综合研究等。
打造现代地质新技术
    罗盘、放大镜、地质锤是传统地质工作的三件法宝。随着地质勘查工作的深入,现代科学理论和技术方法越来越多地应用到地质勘查上。特别是近几十年来,我国广大地质科技人员刻苦攻关,勇于创新,无论在地球物理勘探、地球化学勘探、航空遥感技术,还是在分析测试技术、钻探工艺机具的研究等方面都取得了令人瞩目的成绩,使地质工作不仅能在地面进行,而且可以上天、入地、下海,满足现代地质工作多目标的要求,为勘查更多的矿产资源、为基础地质研究、为环境地质调查等提供了重要的技术支撑。
    针对覆盖区找矿这一世界性难题,我国化探工作者提出了深穿透地球化学概念,研制出两种深穿透地球化学方法——地球气纳微金属测量和金属活动态测量方法,同时提出了多层次体系的地球化学填图新理论,将改变中国今后矿产勘查的战略和方法。
     随着西部大开发的全面展开,一批先进的地球物理探测仪器设备研制成功,为加快我国西部矿产资源勘查评价提供了必要的手段。
    自主开发的新一代航空物探测量系统,航磁、航电等主要设备和软件系统的国产化,使我国形成了从海洋到高原全地域覆盖的航磁作业能力,提高了航空物探的勘查能力和解决地质问题的能力。
    自主开发研制的一批国际水准的海底探查技术新装备和技术系统,使我国海洋调查的技术和能力大大提高,缩短了与世界先进发达国家的差距,为我国专属经济区和大陆架勘测、资源战略评价提供了高新技术支撑。
    在钻探技术方面,小直径中半径水平定向钻孔技术取得突破,多介质反循环复合钻探设备及工艺的开发成功,为钻探工作效率的提高,满足多种钻探工艺要求提供了保障。
    在分析测试技术方面,地质分析仪器的自主研究和改造升级方面取得多项成果,如,能量色散X荧光光谱仪的研制,3080系列X荧光光谱仪的微机改造,原子荧光光谱仪的升级换代;建立了一系列新的同位素实验方法技术体系;由于引进高灵敏度高分辨离子探针质谱仪,使锆石定年和锆石微区分析提高到新的水平。
    探寻生命起源
    地球上出现生命已有30多亿年的历史。那么,生命是如何产生的?人类探索这个谜已有较长的历史。在生产力落后和科学不发达时代,曾流行过种种错误的论调,其中最突出的就是“上帝创造万物”。随着科学的发展,人们逐渐从理论上和实践上揭开了生命之谜,但真正要揭开谜底是当前科学家公认的难题,主要原因是在漫长的地质时期,各类生物很难以化石的形式保存下来,其中形态结构保存完好的则更少。
中国先后发现过一系列惊世的古生物标本群。如,云南澄江古生物化石群、被认为是5.3亿年前涌动的生命最重要的见证;贵州关岭生物群,向人们展示了2.2亿年前的海洋动物世界;辽西热河动物群,有世界上首次发现的最原始的有羽毛生物——中华龙鸟化石。
近几年,中国古生物学所取得一系列成果,对探讨生命演化史中的几个关键阶段具有重大科学意义,成为国际古生物学研究的亮点。如:贵州瓮安首次发现的磷酸盐化原肠胚化石;辽宁西部发现的真正会飞的“恐龙”——中华神州鸟化石及迄今世界上最原始的被子植物化石新类群——“辽宁古果”和“中华古果”两种化石;云南澄江动物群化石中发现的迄今世界上最古老的脊椎动物化石——海口鱼化石。
    中国古生物研究的成果受到国际瞩目,国际著名科学杂志《自然》与美国芝加哥大学出版社收集了中国的15篇首次报道古生物成果的文章,汇编成专集——《腾飞之龙》,江泽民同志为该书题写了中文书名。

    寻找更多矿产资源
    由于成矿理论不断创新及先进的勘探、测试、分析技术的介入,近年来我国在矿产资源勘查评价方面取得许多新的突破,使我国矿产资源的保证程度进一步提高。
    在陆地固体矿产,特别是紧缺矿种金、铜、钾盐、稀土等资源勘探方面,取得许多新成果。如:在阿尔金地区发现铜、金多金属矿化 点14处,完成科研预测黄金储量23.75吨,提出16个成矿远景预测区;在柴北缘—东昆仑地区优选了19个找矿远景区、40个找矿靶区、验证后发现矿产地13处,其中已被开发的金矿11处;在人迹罕至的西藏高原完成了93个盐湖的调查评价,发现含锂、硼、钾、铯、铷、溴单项或多项达工业品位的盐湖32个,发现达到超大型铯和大型锂、硼、铷规模的矿床1个,大型锂液体矿4个;在罗布泊确定罗北凹地钾盐资源量达2.51亿吨。
    战略资源石油天然气的勘探不断取得成果,海洋矿产资源逐渐“露出水面”。如,大洋富钴结壳是一种赋存在太平洋水下顶面平坦的海山上的、色黑如煤的矿产资源。它富含钴、镍、锰、铜、铂等多种元素,是航空航天、现代高科技产业不可缺少的原料。我国从1993年开始,对西太平洋储藏的富钴结壳开展了系统的调查和研究,在富钴结壳构造、矿床地球化学特征、形成年代、富集规律及成矿作用独特性等方面取得丰硕成果。这些成果将推进我国对大洋钴资源的开发利用。同时,我国在深海现代和古代微生物生态与多金属结核生成关系的研究方面也取得进展,建立了多金属结核微生成矿理论、成矿模式和研究方法。
    天然气水合物又称可燃冰、天然气干冰,它是天然气和水分子组成的固体结晶物质,气体中以甲烷为主,占99%,被称为未来的新能源。1999年10月,我国首次在南海开展天然气水合物资源的地球物理调查,在我国南海海域初步鉴别出天然气水合物矿床的标志——似海底反射层,显示出我国南海天然气水合物资源的巨大前景。
    让矿产资源物尽其用
      我国矿产资源的一大特点是贫矿多、伴生矿多,开展矿产资源综合利用,是一项重大的技术经济政策。它对合理利用矿产资源、增加社会财富、提高经济效益、保护自然环境,都具有重要意义。
      复杂、难选矿产选冶工艺的突破,使许多难以利用的矿产实现了可利用。如,有亚洲第一大非金属矿之称的河南信阳上天梯大型非金属共生矿,由于选冶工艺的突破,使该矿中提纯难度极大的低品位膨润土蒙脱石含量提高到94%。陕西省旬阳青铜沟汞锑矿床是国内探明的唯一大型汞锑共生矿山,属复杂难选矿床。科技人员采用新工艺攻克了汞锑分离的难题。用该工艺建的一座日处理150吨矿石的选矿厂,第一年产值就达1840万元,获利税898.08万元。福建南平钽铌矿是国内大型稀有金属花岗伟晶岩型矿床,原选矿工艺生产成本高、对环境有污染,且尾矿中的白云母难以提纯。采用新工艺后,白云母产品纯度大于99%。值得一提的是近几年,我国破解了目前国际上公认的低镁锂比碳酸盐型盐湖提锂的技术难题,大大缓解了国家对锂资源的需求。
      矿产品深加工技术的进步,使矿产资源的利用大大增值。如,矿物复合纤维开发成功代替部分木浆造纸,已在四川、云南、河南等省的近10家纸厂进行试验和工业应用,效果良好。其他如低度白酒高级矿物澄清剂的研制,煤系高岭岩生产硅酸铝耐火纤维技术,凹凸棒黏土高附加值产品开发,低烟、无毒、无卤氢氧化镁阻燃剂的研制与产业化等,都大大增进了资源的利用价值。
        一批选冶新设备的开发提高了矿产资源的利用效益。如,金矿堆浸活性炭吸附解吸电解一体化新技术装置,集吸附、解吸、电解功能于一体,装置的吸附率在99%以上,解吸率在98%以上,电解率在99%以上,解吸电解周期为10小时~12小时,可用于海拔5000米以下的同规模的金矿堆浸。移动式多功能选金成套装置,易拆卸、选矿回收率高。难浸高砷硫化物金矿细菌预氧化技术,使许多难选冶的低品位金矿得以利用,同时还减少了对环境的污染。


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