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依靠科技進步 保障資源供給

2007-11-23           
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人類對賴以棲身的地球的觀測和研究,從來沒有間斷過,也永遠不會間斷。新中國成立50多年來,特別是近20多年來,我國地質科學工作者一靠科技進步,二靠我國某些世界罕見的地學“窗口”,在地球科學前沿研究、現代地質高新技術發展、礦產資源勘探理論和方法、礦產資源綜合利用等許多方面取得令人矚目的成就,為我國社會和經濟的可持續發展提供了可靠的資源保障和科學的地質依據。
架設地下望遠鏡
     地球在為人類提供資源、能源、生活空間和生存環境的同時,也給人類帶來了地震、火山、泥石流等地質災害。我們迫切需要了解地球。科學技術的發展,為我們了解地球提供了種種方法。但迄今為止,人類對地球內部仍然所知甚少。科學家們認為,大陸科學鉆探猶如“伸入地殼的望遠鏡”,是唯一能獲得地下深處真實信息和圖像的地學研究方法,是人類解決所面臨的資源、災害、環境等重大地學問題不可缺少的重要手段。許多科學家還認為,大陸科學鉆探還是向地球內部尋找能源的窗口。
經過10年的準備,2001年6月25日,我國第一口大陸科學鉆在江蘇省東海縣正式開鉆。這是一項高科技、高難度的創新系統工程,它包括在堅硬結晶巖中進行5000米全取心鉆探、測井、錄井、地球物理遙測、現場分析測試、信息管理、長期實驗觀測以及多學科綜合研究等。
打造現代地質新技術
    羅盤、放大鏡、地質錘是傳統地質工作的三件法寶。隨著地質勘查工作的深入,現代科學理論和技術方法越來越多地應用到地質勘查上。特別是近幾十年來,我國廣大地質科技人員刻苦攻關,勇于創新,無論在地球物理勘探、地球化學勘探、航空遙感技術,還是在分析測試技術、鉆探工藝機具的研究等方面都取得了令人矚目的成績,使地質工作不僅能在地面進行,而且可以上天、入地、下海,滿足現代地質工作多目標的要求,為勘查更多的礦產資源、為基礎地質研究、為環境地質調查等提供了重要的技術支撐。
    針對覆蓋區找礦這一世界性難題,我國化探工作者提出了深穿透地球化學概念,研制出兩種深穿透地球化學方法——地球氣納微金屬測量和金屬活動態測量方法,同時提出了多層次體系的地球化學填圖新理論,將改變中國今后礦產勘查的戰略和方法。
     隨著西部大開發的全面展開,一批先進的地球物理探測儀器設備研制成功,為加快我國西部礦產資源勘查評價提供了必要的手段。
    自主開發的新一代航空物探測量系統,航磁、航電等主要設備和軟件系統的國產化,使我國形成了從海洋到高原全地域覆蓋的航磁作業能力,提高了航空物探的勘查能力和解決地質問題的能力。
    自主開發研制的一批國際水準的海底探查技術新裝備和技術系統,使我國海洋調查的技術和能力大大提高,縮短了與世界先進發達國家的差距,為我國專屬經濟區和大陸架勘測、資源戰略評價提供了高新技術支撐。
    在鉆探技術方面,小直徑中半徑水平定向鉆孔技術取得突破,多介質反循環復合鉆探設備及工藝的開發成功,為鉆探工作效率的提高,滿足多種鉆探工藝要求提供了保障。
    在分析測試技術方面,地質分析儀器的自主研究和改造升級方面取得多項成果,如,能量色散X熒光光譜儀的研制,3080系列X熒光光譜儀的微機改造,原子熒光光譜儀的升級換代;建立了一系列新的同位素實驗方法技術體系;由于引進高靈敏度高分辨離子探針質譜儀,使鋯石定年和鋯石微區分析提高到新的水平。
    探尋生命起源
    地球上出現生命已有30多億年的歷史。那么,生命是如何產生的?人類探索這個謎已有較長的歷史。在生產力落后和科學不發達時代,曾流行過種種錯誤的論調,其中最突出的就是“上帝創造萬物”。隨著科學的發展,人們逐漸從理論上和實踐上揭開了生命之謎,但真正要揭開謎底是當前科學家公認的難題,主要原因是在漫長的地質時期,各類生物很難以化石的形式保存下來,其中形態結構保存完好的則更少。
中國先后發現過一系列驚世的古生物標本群。如,云南澄江古生物化石群、被認為是5.3億年前涌動的生命最重要的見證;貴州關嶺生物群,向人們展示了2.2億年前的海洋動物世界;遼西熱河動物群,有世界上首次發現的最原始的有羽毛生物——中華龍鳥化石。
近幾年,中國古生物學所取得一系列成果,對探討生命演化史中的幾個關鍵階段具有重大科學意義,成為國際古生物學研究的亮點。如:貴州甕安首次發現的磷酸鹽化原腸胚化石;遼寧西部發現的真正會飛的“恐龍”——中華神州鳥化石及迄今世界上最原始的被子植物化石新類群——“遼寧古果”和“中華古果”兩種化石;云南澄江動物群化石中發現的迄今世界上最古老的脊椎動物化石——海口魚化石。
    中國古生物研究的成果受到國際矚目,國際著名科學雜志《自然》與美國芝加哥大學出版社收集了中國的15篇首次報道古生物成果的文章,匯編成專集——《騰飛之龍》,江澤民同志為該書題寫了中文書名。

    尋找更多礦產資源
    由于成礦理論不斷創新及先進的勘探、測試、分析技術的介入,近年來我國在礦產資源勘查評價方面取得許多新的突破,使我國礦產資源的保證程度進一步提高。
    在陸地固體礦產,特別是緊缺礦種金、銅、鉀鹽、稀土等資源勘探方面,取得許多新成果。如:在阿爾金地區發現銅、金多金屬礦化 點14處,完成科研預測黃金儲量23.75噸,提出16個成礦遠景預測區;在柴北緣—東昆侖地區優選了19個找礦遠景區、40個找礦靶區、驗證后發現礦產地13處,其中已被開發的金礦11處;在人跡罕至的西藏高原完成了93個鹽湖的調查評價,發現含鋰、硼、鉀、銫、銣、溴單項或多項達工業品位的鹽湖32個,發現達到超大型銫和大型鋰、硼、銣規模的礦床1個,大型鋰液體礦4個;在羅布泊確定羅北凹地鉀鹽資源量達2.51億噸。
    戰略資源石油天然氣的勘探不斷取得成果,海洋礦產資源逐漸“露出水面”。如,大洋富鈷結殼是一種賦存在太平洋水下頂面平坦的海山上的、色黑如煤的礦產資源。它富含鈷、鎳、錳、銅、鉑等多種元素,是航空航天、現代高科技產業不可缺少的原料。我國從1993年開始,對西太平洋儲藏的富鈷結殼開展了系統的調查和研究,在富鈷結殼構造、礦床地球化學特征、形成年代、富集規律及成礦作用獨特性等方面取得豐碩成果。這些成果將推進我國對大洋鈷資源的開發利用。同時,我國在深海現代和古代微生物生態與多金屬結核生成關系的研究方面也取得進展,建立了多金屬結核微生成礦理論、成礦模式和研究方法。
    天然氣水合物又稱可燃冰、天然氣干冰,它是天然氣和水分子組成的固體結晶物質,氣體中以甲烷為主,占99%,被稱為未來的新能源。1999年10月,我國首次在南海開展天然氣水合物資源的地球物理調查,在我國南海海域初步鑒別出天然氣水合物礦床的標志——似海底反射層,顯示出我國南海天然氣水合物資源的巨大前景。
    讓礦產資源物盡其用
      我國礦產資源的一大特點是貧礦多、伴生礦多,開展礦產資源綜合利用,是一項重大的技術經濟政策。它對合理利用礦產資源、增加社會財富、提高經濟效益、保護自然環境,都具有重要意義。
      復雜、難選礦產選冶工藝的突破,使許多難以利用的礦產實現了可利用。如,有亞洲第一大非金屬礦之稱的河南信陽上天梯大型非金屬共生礦,由于選冶工藝的突破,使該礦中提純難度極大的低品位膨潤土蒙脫石含量提高到94%。陜西省旬陽青銅溝汞銻礦床是國內探明的唯一大型汞銻共生礦山,屬復雜難選礦床。科技人員采用新工藝攻克了汞銻分離的難題。用該工藝建的一座日處理150噸礦石的選礦廠,第一年產值就達1840萬元,獲利稅898.08萬元。福建南平鉭鈮礦是國內大型稀有金屬花崗偉晶巖型礦床,原選礦工藝生產成本高、對環境有污染,且尾礦中的白云母難以提純。采用新工藝后,白云母產品純度大于99%。值得一提的是近幾年,我國破解了目前國際上公認的低鎂鋰比碳酸鹽型鹽湖提鋰的技術難題,大大緩解了國家對鋰資源的需求。
      礦產品深加工技術的進步,使礦產資源的利用大大增值。如,礦物復合纖維開發成功代替部分木漿造紙,已在四川、云南、河南等省的近10家紙廠進行試驗和工業應用,效果良好。其他如低度白酒高級礦物澄清劑的研制,煤系高嶺巖生產硅酸鋁耐火纖維技術,凹凸棒黏土高附加值產品開發,低煙、無毒、無鹵氫氧化鎂阻燃劑的研制與產業化等,都大大增進了資源的利用價值。
        一批選冶新設備的開發提高了礦產資源的利用效益。如,金礦堆浸活性炭吸附解吸電解一體化新技術裝置,集吸附、解吸、電解功能于一體,裝置的吸附率在99%以上,解吸率在98%以上,電解率在99%以上,解吸電解周期為10小時~12小時,可用于海拔5000米以下的同規模的金礦堆浸。移動式多功能選金成套裝置,易拆卸、選礦回收率高。難浸高砷硫化物金礦細菌預氧化技術,使許多難選冶的低品位金礦得以利用,同時還減少了對環境的污染。


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