城市地质在城市建设中的最重要意义 王小莉 程新涛 城市是以人为主体，以空间利用为特点，以挤满经济效益和人类社会变革为目的的一个集约人口、经济、科学文化的空间地域系统。城市是人类文明变革和各国经济社会发展的最重要平台，城市式的居住于方式是一个国家或民族文化成熟期的标准之一。城市的主要矛盾是人与环境的对立统一。

其中，人是主要矛盾的主要方面，人自身的属性是探究城市本质的最重要线索。城市的本质就是人类属性的全面伸延和物化。在全球早已转入城市时代的大背景下，城市将是今后世界发展的最重要问题。

以世界城市日为载体，人们可以了解辩论关于城市和城市化的根本性问题，减少城市的幸福，增加城市的问题和不极致，大大探寻城市发展的最佳规模和路径。2014年~2018年，世界城市日分别以引导城市变革、城市设计，共创宜居、资源共享城市，分享发展、城市管理，对外开放创意、生态城市，绿色发展为各年度主题，体现了城市的功能和本质，反映了人们对新时期城市发展的思维和行动。城市地质产生的背景和意义今天，50%以上的人居住于在城市。

城市化和工业化在带来人类非常丰富现代文明成果的同时，也预示着前所未有的挑战。人口收缩、交通拥堵、环境污染、资源短缺、城市贫穷、文化冲突正在沦为全球性问题。由于历史和现实的原因，这些现象在发展中国家最为引人注目。

为此，我们联合倡议，建构面向未来的生态文明。城市不应认同大自然、优化生态环境，强化综合治理，增进发展方式改变，推展可再生能源利用，建设低碳的生态城市。

大力提倡资源节约、环境友好的生产和生活方式，联合建构人与环境人与自然共处的生态文明。城市地质的科学及时代内涵城市地质的学科范畴还包括：基础地质、工程地质、资源地质、水文地质、环境地质、地质灾害。

城市地质调查的内容有：综合地质调查、工程地质调查、地质资源调查、土地与地下水环境调查、地质灾害调查、地下空间调查与评价、资源环境承载力调查与评价等。强化生态文明和新型城镇化建设，专责城市地上、地下建设，作好城市地质调查工作，是城市规划建设的最重要基础，对城市的可持续发展具备十分最重要的现实意义和战略意义。

国土资发[2017]104号文件《关于强化城市地质工作的指导意见》，从总体拒绝、全面强化城市地质基础工作、主动服务城市研发建设、大力推展地质资源绿色开发利用、完善完备城市地质安全性监测预警体系、强化城市地质调查工作的组织协调六个方面，对城市地质工作明确提出了宝贵意见。城市生活不存在的引人注目问题人与自然关系日益紧绷这一难题在城市这一人类文明发展的平台上反映得尤为引人注目。耕地闲置、水资源严重不足、环境污染、交通拥堵等，早已出了城市发展过程中不能规避的问题。土壤污染、重金属污染、光化学污染、垃圾污染（洋垃圾、生活垃圾）、水污染、地下水污染、污染源、地裂缝、地面坍塌、滑坡、泥石流这些是自然力对人类盲目自我收缩不道德的背叛。

城市里的美好生活不应是什么样？叛雾霾减蓝天，还老百姓蓝天白云、繁星闪光；健清水清领污水，还老百姓清水绿岸、鱼翔浅底的景象；护净土清领脏土，让老百姓不吃得安心、寄居得放心；广增绿多留红，为老百姓觅鸟语花香田园风光生态昌、则文明昌（城市昌）；生态衰、则文明衰（城市衰）。维护生态环境就是维护生产力，提高生态环境就是发展生产力。

只有和平生态生产力、发展绿色生产力，人类的文明之花才能兴旺派驻！城市里的美好生活应当是什么样的？人与自然人与自然共生，生产生活生态安全性、充裕、绿色、典雅，这才是人人憧憬的城市美好生活。让城市与人类人与自然发展，我们能做到些什么？为了让城市与人类人与自然发展，我们应当遵循认同大自然、迎合大自然、维护生态、绿色发展、天人合一的共生理念。人类应当坚决人与自然人与自然共生、绿水青山就是金山银山的原则，节约矿产资源、维护生态环境，给自然生态留给休养生息的时间和空间。

城市让生活更为富裕、人与自然、美丽。我国正在转入城市化3.0时代：积极探索，将城市地质工作划入政府管理主流程；提供地上、地表、地下等全方位的自然资源地质信息，建设城市地质大数据共享平台，服务城市智慧发展。

城市地质工作是城市规划建设的最重要基础，作好城市地质调查，对城市的可持续发展具备十分最重要的现实意义和战略意义。□ 高纯石英的非凡用途谭琦 刘磊 石英是地球表面产于最广的矿物之一，主要成分是SiO2，无色半透明，经常所含少量杂质成分，而变成半透明或不半透明的晶体，质地柔软，大约占到地壳总体积的12%。石英的工业应用于十分普遍，具备应用领域甚广、产品种类多、用量大、工业产值大、价格占优势等特点。

石英是玻璃、电子及电器、水处理、机械铸、人造石英石、日用陶瓷、冶金、超硬材料、化工、水泥、功能填料、石油钻井等将近百种传统工业产品的最重要原料。人类社会的发展史就是一部材料发展史。

材料是人类用作生产机器、构件和产品的物质，是人类赖以生存和发展的物质基础。人类社会经历了石器时代、青铜时代、铁器时代、钢铁时代，从1950年开始步入硅时代。

无论哪个时代，都是以人类生产和用于的材料来命名的，而材料的来源归根结底都是来自于天然矿物资源。当今世界正由工业时代南北信息时代。

在信息时代，领头的半导体材料是硅，可做到半导体材料的品种主要是硅、锗、砷化镓和磷化镓等，而其中硅占到整个半导体材料产量的90%左右，这就是人们把现时代称作硅时代的原因，其中高纯石英在硅时代独占鳌头。高纯石英是世界匮乏和我国紧缺的高技术战略矿物资源，是由天然石英矿物为原料经过一系列物理和化学制备技术生产的一种最重要且急需的高纯非金属矿物材料。因其不具备较好的耐高温性、耐腐蚀性、光学特性、热稳定性和绝缘性，被广泛应用于高端电光源、大规模及超大规模集成电路、太阳能电池、光纤、激光、航空航天和军工等领域。

由于这些高科技领域关系到国家的将来发展，高纯石英仍然被各国政府列为高技术领域而受到严苛维护，造成全球需要生产超高显石英的企业寥寥无几。目前只有美国、日本、俄罗斯、德国在高纯石英加工生产技术上正处于世界领先地位。长期以来，美国尤尼明公司以90%的市场占有率独占国际高纯石英市场，其他几个国家仅有可以做符合自己国家对高纯石英的市场需求。目前，我国国产高纯石英产量是近无法符合高新技术应用领域对其的市场需求。

为使我国在半导体、太阳能光伏和光纤、航空航天和军工等高新技术领域不受制于人，掌控高纯石英大量制取技术已迫在眉睫。高纯石英的非凡用途主要反映在以下领域：一、新一代信息技术领域高纯石英砂制取获得的高性能石英玻璃制品，是通信工业用光导纤维及附属光电元件生产的基本原料，用来生产单模和多模光纤钢架棒、石英套管。石英玻璃材料制成的器件应用于最为普遍，如：石英蔓延管、大型蔓延钟罩、石英清除槽、石英炉门等多种产品。

光通讯用光纤光缆 集成电路产业链的芯片生产环节，必须用于多种辅助性石英器件。首先在硅片生产过程中，石英玻璃被大量用于制取圆晶IC载体（拉制单晶）的石英坩埚，其次在圆晶生产加工过程中，石英玻璃蔓延管以近于扩管设施的石英法兰、石英玻璃炉管、石英舟等都是以高纯石英为主要原料。用作半导体芯片光刻环节中的光掩膜版的主要基板材料也是石英玻璃。

由于光掩膜版是液晶显示器、半导体等生产过程中的图形底片移往用的高精密工具，要求了电子元器件产品精度和质量，对其用于的石英玻璃材料拒绝极高，一般的光掩膜版的石英玻璃基片必须高纯石英作为基础材料。高纯石英是制取信息表明玻璃的最重要原料，主要用作智能手机、智能穿戴设备、OLED电视中的TFT-LCD基板玻璃、超薄触摸屏玻璃、高强盖板玻璃等。二、高端装备生产领域高精度显微镜光学仪器，高清晰度、低透光率的光学透镜，准分子激光光学装置，投影仪等其他高级光学仪器的生产制取中都是以高纯石英为基础性原料。高纯石英是生产耐高温石英灯管的基本原材料，常用来生产高性能、耐高温灯具，如紫外灯、高温汞灯、氙灯、卤素灯、高强度气体放电灯。

三、新材料领域石英纤维是用高纯石英或天然水晶为原料制得的一种无机纤维。它具备液体石英的一些优良性能和特点，是一种优良的耐高温材料，也可以被用于先进设备材料的一种强化互为。同时石英纤维具备低电绝缘性能、耐激光、抗热如雷、优良的郎电性能和较好的化学稳定性等，在军事、国防、航空、航天等工业中具备最重要用途，可以被用于生产火箭的喷火口、航天热防护装置等。硅微粉是由天然石英或者熔融石英经多道工艺加工而出的微粉。

普通硅微粉可以用作环氧树脂浇注料、灌封料、电焊条保护层、金属铸、陶瓷、橡胶及涂料等行业。电工级硅微粉普通电器件的绝缘焊、高压电器件的绝缘焊、APG工艺静脉注射漆，环氧灌封料等。

电子级硅微粉主要用作集成电路、电子原件的塑封料和纸盒漆。生产硅微粉用的石英原料在一定程度上要求了最后硅微粉产品的质量。四、新能源领域晶体硅材料（还包括单晶硅和多晶硅）是用作生产太阳能电池的光伏产业中最少见的材料。

单晶硅是用于高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而出，多晶硅的生产则是以高纯石英砂作为主要原料。在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用单晶硅所生产的太阳能电池可以必要把太阳能转化成为光能，构建了迈进绿色能源革命的开始。单晶硅太阳电池是当前研发得最慢的一种太阳电池，它的包含和生产工艺已定型，产品已普遍用作宇宙空间和地面设施。这种太阳电池以高纯的单晶硅篮为原料，纯度拒绝99.999%。

在太阳能电池中，除了必须中用晶硅电池片，还必须超白辊玻璃、超白浮法玻璃、超白盖板玻璃等，这些都是以高纯石英为原料制取的。双玻晶硅电池 五、其他应用领域石英玻璃是一种只不含二氧化硅单一成分的特种玻璃，线膨胀系数大于，是普通玻璃的1/10～1/20，有很好的抗热震性。它的耐热性很高，常常用于温度为1100摄氏度~1200摄氏度，短期用于温度平均1400摄氏度。

石英玻璃主要用作实验室设备和类似高纯产品的萃取设备。由于它具备低光谱入射，会因辐射线受损，因此也是用作宇宙飞船、风洞窗和分光光度计光学系统的理想玻璃，在我国神舟及天宫航天器、先进设备战机雷达罩、高铁安全玻璃等领域中均充分发挥了最重要起到。基于以上高纯石英在半导体、光伏以及光通讯等产业中的非凡用途，对石英原材料的需求量将不会持续性减小。

这些行业都关系到国家的持久发展，在未来一段时间中经常出现新材料替换硅材料的可能性并不大，但随着科技的之后变革，对硅材料的质量拒绝不会更为苛刻。石英作为硅材料的基础性原料，对其质量拒绝也将显得更为严苛，高纯石英、超高显石英将不会是半导体、光伏以及光通讯等产业的最重要基础性原料，仍将是今后科学研究的重点方向。□憧憬却不可或缺的非金属矿石灰岩 朱黎宽 赵海波 石灰岩，又称青石，是地球表面产于最广的一种沉积岩，大约占到我国国土面积1/20，主要产于于我国的安徽、河南、陕西、湖南、广西、四川、广东等地。石灰岩是国民经济建设中应用于最普遍的矿产之一，我们建设高楼、道路等基础设施所用于的水泥，旅游中少见的石林、溶洞等喀斯特景观等，都与之涉及。

石灰岩一般为深灰色、灰色或灰黑色，隐晶质结构，层状结构，主要成分为方解石，其次为白云石等其他碳酸岩盐矿物。化学成分主要为CaCO3，不含少量的SiO2、Al2O3、MgO和Fe2O3等。

石灰岩体积密度2.7克/立方厘米，摩氏硬度3.5～5。根据其成因和结构特征，分成内碎屑灰岩、生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩、团块灰岩、微晶灰岩、泥晶灰岩和生物骨架灰岩等。

石灰岩大多为浅海成因，多构成于潮上带或深部潮下带上，少数石灰岩构成于深海、浊流或湖泊环境中。有所不同的沉积环境构成有所不同类型的灰岩，如竹叶状灰岩构成于不受反感波浪和水流起到的浅水环境中，沉积时灰泥成分被水流冲洗回头，而内碎屑被亮晶方解石堆积。

亮晶生物碎屑灰岩一般构成于潮间和潮下带上。泥晶灰岩常常构成于的电子的浅水瀉湖、陆棚及深水的滨外盆地环境中。鲕粒灰岩构成于寒冷浅水、中等扰动的浅滩、潮汐沙坝、潮汐三角洲或瀉湖环境中。层状微晶石灰（江西 武宁）鲕粒灰岩镜下特征（湖北 阳新） 石灰岩的产于受古地理环境制约，高质量的石灰岩一般来说赋存于特定的地层，如东北、华北地区的石灰岩原产中奥陶系马家沟组，中南、华东、西南地区的原产石炭、二叠、三叠纪地层，西北、西藏地区石灰岩多原产志拔、泥盆纪地层，华东、西北及长江中下游的石灰岩多原产奥陶纪地层。

石灰岩具备导热性、坚固性、吸水性、不透气性、隔音性、磨光性、堆积性以及可加工性等优良性能，既可必要利用原矿，也可深加工应用于。主要用作水泥生产和建筑骨料，同时还可用于制作纯碱、漂白剂、回应剂、吸附剂、化肥、建筑涂料、塑料填料、橡胶填料以及工业熔剂。

随着石灰岩涉及的高值化利用技术发展，石灰岩的应用领域将更进一步扩展，更佳服务于国民经济和社会的发展。□ 磷石膏的危害与综合预防张永兴 张利珍 磷矿是磷酸盐类岩石矿物的总称，在自然界中不存在较多的构成形式，其中尤为少见的是磷灰石和胶磷矿。磷灰石（[Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)]）的主要成分是磷酸钙，其表观颜色视矿石中杂质多少呈圆形浅绿、黄绿、褐红或浅紫色。

胶磷矿（[Ca3P2O8H2O]）主要成分是五氧化二磷，杂质以氧化钙（镁）、铁铝硅质混合矿物居多，其表观颜色为灰白、黄色至褐色。由于其物质构成较磷灰石简单，选矿分离出来工艺不存在较小差异，胶磷矿还必须一系列的选矿富含流程，以提升精矿品位。磷作为一类最重要的化工原料，主要应用于生产磷肥、黄磷、磷酸盐、磷复合肥及各类含磷添加剂、染色剂和有机磷化合物等，应用于范围牵涉到化工、农业、轻工业、冶金和国防军工等领域。我国磷矿资源储量居于全球第四位，主要产于于云南、贵州、湖北、四川和陕西等地区，磷矿资源的总体特点是资源储量大，产于更为集中于，中低品位磷矿多，采选分离出来可玩性大。

我国磷矿石矿床类型以沉积岩居多，原矿中白云石(CaCO3MgCO3)、方解石(CaCO3)等脉石矿物较多不存在，造成矿石中磷品位较低，提升了开发利用成本。国内生产企业多使用湿法工艺生产磷酸，即浓硫酸与磷矿石再次发生化学反应，于是以因为磷矿中钙镁矿物的不存在，该反应过程不会产生大量的副产物水和硫酸钙，即磷石膏(CaSO42H2O)。以现有生产工艺计算出来，每生产1吨磷酸的同时，大约产生5吨磷石膏尾矿，全国每年追加磷石膏固废总量数千万吨以上。磷石膏呈圆形深灰色或黑灰色，膏状，含水率20%～30%，粘度较小，流动性劣，呈酸性，新的废气的磷石膏有异味。

磷石膏是一类混合物，其主要危害组分还包括（1）不含磷化合物，才可溶解性磷，以H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-等形式不存在；无以溶解性磷，以Ca3(PO4)2居多。（2）可溶性氟，以游离态F-不存在。（3）其他重金属离子和微量放射性元素。（4）并未几乎反应的硫酸。

由于我国磷化工产业基地主要产于于长江水系沿线，不受技术水平和尾矿资源化利用成本的容许，较多存量的磷石膏主要以固体废弃物形式堆存于尾矿库中。尾矿库中的磷石膏在长年堆存过程中，日晒、风、雨淋、雷暴等大自然气象活动都会加快可溶性磷、氟和重金属污染物的获释，磷石膏中的溶解磷等酸性废物预示降雨再度被洗净、淋滤出来，对尾矿库区域的水质、土壤、植被等导致严重破坏。特别是在是在矿区随着地表径流南流到下游江河、地下水系由和土壤层中，污染物质的迁入和积累都会直接影响居民饮用水、农业灌溉、渔业发展和粮食安全，继而影响人类身体健康。

可溶性磷随水流迁入过程中，还不会再次发生一系列电离反应，获释游离酸，导致水土环境酸性强化，影响动植物长时间生长。而随水体迁入的磷，在特定水域内大大富含，还不会加快某一区域内水体富营养化，增进劣质水体构成。水生藻类植物在富营养化的水环境中很快生长扩展，进而导致水生生物氧气丧生，毁坏江河湖泊的生态环境均衡。

磷石膏中的游离态氟、重金属离子和放射性元素随着尾矿库堆存过程构成空间产于。涉及研究指出，水平距离上距离磷石膏越近，尾矿库周边土壤中的重金属离子含量越高。

过量的氟渗入水体和土壤，被人体吸取后不会造成氟斑牙和氟骨症的再次发生。而云贵地区是全国磷化工企业尤为集中于的区域，当地类似的喀斯特岩溶地貌也为磷石膏尾矿库中各类污染物迁入获取了地漏式的天然地下通道，该区域内矿区周边地下水总磷、氟、重金属离子等皆不存在有所不同程度的微克，污染物与尾矿库地理位置呈圆形线状产于，基本与地下水径流方向完全一致，强化磷石膏尾矿库以防渗水管理，增强磷石膏无害化应用于变得尤为重要。此外，磷石膏在尾矿库堆存过程中，遇上旱季少雨多风的季节，表层磷石膏颗粒以漂浮状态产于于大气中，各类有害物质还不会随扬尘移往到尾矿库周边的环境中，最后下陷布满，造成了污染物的更进一步迁入，在一定程度上危害人类身体健康。

鉴于磷石膏不存在的危害，应当强化源磷矿研发的源头管理工作，对有所不同品位的磷矿使用分级利用。拓宽磷石膏固体废弃物的应用于途径革新，研究低成本、大宗化利用新途径。

强化现有尾矿库周边环境监测，系统研究磷石膏中有害物质的迁入转化成富含规律，增加污染事件的再次发生。希望磷化工企业大大提升磷石膏的资源化利用效率，变废为宝，地方政府也要因地制宜科学规划，构建经济建设和生态文明双丰收。

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