大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程进展与主要成果

钾盐是关乎国计民生的大宗急缺矿产; 稀有金属、稀土金属、稀散金属、萤石、晶质石墨、金刚石等矿产是国内外公认的战略性新兴矿产。根据国家建设的需求,2015年中国地质调查局设立了“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程”。该工程以查明重要矿种的资源潜力,取得找矿突破为目标,以矿调为手段,以“五位一体”为部署原则,进行了全国重点地区大型资源基地和重要矿集区相关矿种的成矿规律和找矿方法创新研究,同时开展了矿产资源的综合利用研究。经过3年的努力已取得了一批找矿成果,丰富了成矿理论,创新了找矿方法,支撑了赣南、闽西等革命老区脱贫攻坚,带动了川西等地区的经济发展,对保障国家农业安全和战略性新兴产业顺利发展发挥了积极作用。概要介绍了在钾盐找矿、华南“三稀”金属矿产调查、川西大型锂矿资源基地建设、新疆奇台超大型晶质石墨矿找矿等方面取得的新进展; 介绍了在华南、华北、中西部等主要成矿带“三稀”矿产、晶质石墨、萤石等关键矿种成矿规律研究、成矿模式构建、资源潜力评价、重点靶区优选、技术方法组合等方面取得的成果; 介绍了在公益性基础性调查研究中所起到的示范引领作用。钾盐“二层楼”成矿模式和锂矿“五层楼+地下室层脉组合”成矿理论和找矿模型得以完善,新发现靶区40处,矿产地14处,大型资源基地2处,新增KCl资源量3.5亿t,伟晶岩型锂资源量31.75万t,铍资源量1.6万t,石墨资源量7 378万t,脉石英56万t,萤石1 159万t,金刚石资源量2.29万克拉,新增重稀土资源量12万t,含磷锂铝石岩体型锂资源量38万t。该工程取得的进展与成果对保障国家资源安全和战略性新兴产业的顺利发展具有重要的现实意义。     

掺入矿渣的水泥土强度模型试验研究及其配方优化

选取深港西部通道深圳侧接线工程范围内有代表性的淤泥土样,采用均匀设计U20(52×4)安排室内试验,建立了掺入矿渣水泥土的抗压强度回归模型;分析了混合固化剂掺入比、矿渣占固化剂的质量比和龄期及其交互作用对抗压强度的影响;模型预测值和室内平行试验的对比分析表明:该模型具有一定的可信度.模型表明矿渣占混合固化剂的质量比在一定区间内(40%～70%)对水泥土强度的增强效果显著,这与工程实践相吻合;为确定优化配比,建立了求解用多目标优化函数.考虑到现场条件与室内试验的差别,建立了12组相同配比的室内试块及现场搅拌桩对比试验,结果表明:现场搅拌桩的水泥土无侧限强度远低于室内水泥土试块强度,矿渣的增强作用与室内试验各龄期基本一致.     

粉末冶金在探矿工程中的应用

介绍了粉末冶金技术及产品在探矿工程中的应用,回顾了硬质合金钻进的历史;讨论了粉末冶金技术在金刚石钻头制造中的应用,尤其是近几年的进展,综述了钎头用硬质合材料新发展－梯度硬质合金和铁镍代钴硬质合金。     

基于Logistic方法构建的中国降雪判定方法研究

基于中国区域逐日降雪、降水、气温、相对湿度、气压和风速等观测数据,构建了中国区域的Logistic降雪判定方法,并对该方法和当前广泛应用的其他降雪判定方法在中国区域的适用性展开对比研究。结果表明,单温度阈值法和S曲线法对[-3,4] ℃气温区间内的降雪模拟不确定性相对较大。比较而言,Logistic拟合的系列方法成功率更高,对中国不同区域降雪识别也更为稳健,尤其是对青藏高原地区降雪事件的识别效果明显优于其他方法。在Logistic方法中,温度和相对湿度对降雪判定起决定作用,而气压和风速的影响相对较小。Logistic湿球温度方案(LogT_w)和气温+相对湿度方案(LogT_aH_R)均能很好地再现降雪量的空间分布和年际变化特征,且相应偏差均小于其他方法;总体上,这两种方案对降雪量识别效果差别不大。因此,可使用LogT_w方案或LogT_aH_R方案对中国区域降雪事件进行判别,尤其是对模式中降雪事件的识别。     

多目标地球化学调查土壤样品中氮和碳的快速测定

详细研究了元素分析仪的工作条件，建立了直接固体进样同时测定多目标地球化学调查土壤样苎支氮、碳的方法。方法简便、快速，检出限为氮14．5μg／g、碳0．013％。经土壤国家一级标准物质分析验证，测定值与标准值相符，精密度（RSD，n=12）为氮1．49％-3．27％、碳0.64％～3.63％。     

伊朗卡尔赫水电站坝址松散砾岩钻探工艺

在伊朗卡尔赫水电站坝址工程勘察中，采用金刚石双管单动钻具和ＳＭ胶冲洗液进行取样钻探，用清水钻进压水试验，由于钻探工艺合理，钻探质量均达到了设计要求。     

自润滑孕镶金刚石钻头胎体材料初步研究

为了研究具有自润滑性能的孕镶金刚石钻头胎体材料,进行了在胎体配方中添加石墨的研究。对胎体材料的抗弯强度、硬度、耐磨性和材料与白刚玉砂轮组成摩擦副时的摩擦系数进行了测定,并用扫描电子显微镜观察了磨损表面形貌。实验结果表明,添加石墨后,胎体材料的硬度和抗弯强度下降,与60目白刚玉砂轮组成摩擦副时的摩擦系数下降,耐磨性则随着石墨含量的增多先增强,后下降（超过6％后）。形貌分析表明,不含石墨的胎体材料在磨损中发生明显的塑性变形;添加石墨后,胎体材料的塑性降低,出现犁沟和剥落现象。     

钎焊金刚石钻头模具尺寸设计

勘探用金刚石钻头在钎焊烧结过程中,钻头芯模、外模和钢体的尺寸直接决定金刚石钻头的尺寸,对金刚石钻头的使用性能影响很大,而现有的文献中对于模具尺寸设计的研究稍显不全面。对钻头钎焊烧结过程的热涨与冷缩过程进行深入分析研究,提出了更直观的模具计算公式和防止涨模的措施。     

金刚石呈色机制的新观点

已知金刚石中能产生颜色的点缺陷(即色心)主要有氮、硼、空穴、填隙子以及各种形式的氮与空穴的复合体。随着各种现代微束与谱学分析技术以及量子化学计算的应用，对金刚石晶格中氮、硼以外的杂质—氢与过渡金属离子的赋存状态的研究，我们发现了新的致色点缺陷：成键氢，镍、钴离子，及其与氮的复合体，从而形成了氢致色与过渡金属离子致色的金刚石呈色机制的新观点。     

山东省临沭县常林钻石省级地质公园地质遗迹资源类型与评价

临沭县常林钻石省级地质公园,面积约85.85km2,属中型省级地质公园,地质遗迹类型丰富,保存完好。园区内既有代表性的地质构造剖面,又有丹霞地貌、恐龙遗迹化石,同时还是常林钻石的发现地。其中沂沭断裂带、岌山恐龙足迹和金刚石砂矿产地具有全国乃至国际性对比意义,是国内较为罕见的地质遗迹,在地学方面具有较高的科研价值。