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         12月17日,在国土资源部机关召开了2013年海域天然气水合物勘探成果新闻发布会,宣布在我国珠江口盆地东部海域首次探获了高纯度新类型天然气水合物。

         据悉,2013年6月至9月,我国海洋地质科技人员在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品,并通过钻探获得可观的控制储量。此次发现的天然气水合物样品具有埋藏浅、厚度大、类型多、纯度高四个主要特点。天然气水合物赋存于水深600-1100米的海底以下220米以内的两个矿层中,上层厚度15米,下层厚度30米,自然产状呈层状、块状、结核状、脉状等多种类型,肉眼可辨。岩芯中天然气水合物含矿率平均为45%—55%;其中天然气水合物样品中甲烷含量最高达到99%。通过实施23口钻探井,控制天然气水合物分布面积55平方公里,将天然气水合物折算成天然气,控制储量1000-1500亿立方米,相当于特大型常规天然气规模。

         我国天然气水合物资源调查与评价工作起步晚、起点低,经历了艰苦的探索历程。1995年起原地质矿产部开始天然气水合物前期研究,1999年在国家发展改革委、财政部等部门的大力支持下,国土资源部正式启动天然气水合物资源调查,整合了国内各方面优势力量,做了大量的基础性、探索性工作。截至目前,国土资源部中国地质调查局在珠江口盆地开展天然气水合物综合调查40个航次,完成高分辨率多道地震测量45800公里、多波束测量36800公里、浅地层剖面测量7100公里、海底地质取样1480个站位、海底热流测量222个站位等调查工作。

         经过十多年的艰苦调查和研究工作,逐步探索出一套适合我国海域特点的天然气水合物资源综合勘查技术体系,自主研发了高分辨率多道地震与海底地震联合目标探测、海底微地貌和热流探测、海底原位孔隙水取样等关键技术,系统总结了天然气水合物控制因素与成藏模式,创建了准被动大陆边缘天然气水合物复式成藏理论。在综合研究成果的支撑下,发现了大量的天然气水合物赋存的地质、地球物理、地球化学及生物等异常标志,圈定了天然气水合物资源远景区、成矿有利区,确定了钻探目标,为我国海域天然气水合物资源勘查与评价提供了有力的理论指导和技术保障。

         2013年,中国地质调查局所属广州海洋地质调查局在珠江口盆地东部海域首次实施三个航段的钻探,共计102天。我国有5个单位26位科技人员部署现场作业、制定取芯计划、检测分析样品等工作。期间克服多次台风袭击等恶劣海况,通过利用世界先进的深潜器、随钻测井、保压取芯、现场测试等技术,实现了600-1100米水深条件下的钻孔精确定位、随钻监控、锁定目标、获取样品。

         第一航段,完成了10个站位10口先导孔的随钻测井,测井进尺2198米,获取了温度、电阻率等综合测井数据。其中4口测井存在明显的天然气水合物异常特征,为后续钻探取芯确定了目标站位与目的层位。

         第二航段,完成了4个站位8口井的取芯任务,获取了多种类型的天然气水合物可视实物样品,确定了天然气水合物矿体的分布范围,获得天然气水合物折算成天然气的控制储量。

         此次发现的最大特点是,在同一矿区具有多种类型、多层位富集的天然气水合物,且矿层厚度大、含矿率高、甲烷纯度高,目前在国际上实属罕见。

         第三航段,完成了3个站位电缆测井、2个孔的全取芯工作,为深入开展天然气水合物成藏机理研究和资源评价提供了丰富的资料。

    我国首次钻获高纯度新类型天然气水合物

    说起地下水

    大家都感觉并不陌生

    但下面几条关于地下水的冷知识

    你知道几个呢?

    一、西安大雁塔是倾斜的,其中一个很大的原因是由于地下水超采导致的地面塌陷,后来为了给大雁塔“改斜归正”,西安市封掉了400多口自备井,进行了一系列地下水超采综合治理,现在的大雁塔已经开始向相反的方向缓慢恢复、归正。

    二、地层深处岩浆中分离出的水蒸气上升到地壳上层,冷却凝结而成的初生水,也叫岩浆水,是岩浆作用的结果,也是地下水的一部分。

    三、在过去数十年里,墨西哥城在不断下沉。墨西哥地处内陆,水资源匮乏,其首都墨西哥城人口众多,是墨西哥政治经济中心,每年都有大量移民前来居住,这更提高了对地下水的开采利用率,使得地面建筑物大幅度下沉。

    四、人类发现地下水的历史可追溯到新石器时代,河姆渡遗址的井是我国迄今为止发现最早的井。在河姆渡遗址,考古人员发现了一眼木结构的浅水井遗迹。水井位于一个浅圆形的坑里,井深有1.35米,井口为方形,边长约2米。

    五、撒哈拉沙漠真正的沙地只占全部面积的五分之一,这里富有金属矿、石油、地下水,然而因交通不便限制了开发。

    六、地球上最古老的地下水有16亿年以上的历史,被完好地贮存在加拿大基德溪矿井2.9千米深处的铜锌矿床裂缝中,这里的矿床已有近27亿年的历史。

    七、未经处理的地下水存在着各种各样的微生物细菌、病毒和一些无害指示菌。目前地下水中躲得最深的病毒可达2000米,是莫斯科国立大学生物学家团队在2019年发现的,他们在托木斯克地区2公里深处发现了三种噬菌体病毒的DNA。

    八、听似神奇的地下暗河,其实就是地下水的另外一种形式。我国有2000多条地下暗河,主要都集中在南方岩溶地区,是一种特殊的喀斯特地貌。

     

     
    地下水冷知识你知道几个?

    在数据驱动的背景下,我们已经进入了数字经济时代。据统计,2016年中国数字经济总量已占全国GDP总量的30.6%,数据之于本世纪就像石油之于20世纪,它是发展和改变的动力。如果将数据比作土壤,再加上标准管理、元数据管理、主数据管理等各种营养成分,可以培养滋润出丰富多彩的上层数据应用。地质大数据作为国家空间基础信息重要的部分,为满足不断扩展的应用需求,将数据资源管理模式提升为数据资产管理模式势在必行。

    一、大数据与数据资产管理 

    数据资产管理(DAM)是指规划、控制和提供数据及信息资产的一组业务职能,包括开发、执行和监督有关数据的计划、政策、方案、项目、流程、方法和程序,从而控制、保护、交付和提高数据资产的价值。数据资产管理是需要充分融合业务、技术和管理,确保数据资产的增值。

    2013年,英国商务、创新和技能部发布《英国数据能力发展战略规划》,旨在使英国成为大数据分析的世界领跑者,并使公民和消费者、企业界和学术界、公共部门和私营部门均从中获益。该规划中数据能力主要包含三方面:人力资本、基础设施和数据资产。其中,数据资产主要体现在数据本身的丰富性、可用性和开放性等方面。同《美国大数据白皮书》一样,《英国数据能力发展战略规划》中也使用了data assets一词。

    2014年,美国发布了《大数据:抓住机遇,保存价值》,即《美国大数据白皮书》。白皮书指出:“政府机构根据开放程度已将数据资产划分为三个种类:开放性、半开放性、非开放性,并且只能出版发行开放性密级的信息。”

     

    美国联邦地理数据委员会(FGDC)地理空间数据生命周期管理架构

    2015年7月,国务院出台了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,鼓励企业利用电子商务平台的大数据资源,提升企业精准营销能力,激发市场消费需求。9月,国务院发布的《促进大数据发展行动纲要》指出,在全球信息化快速发展的大背景下,大数据已成为国家重要的基础性战略资源,正引领新一轮科技创新。数据资源一词出现在纲要正文中。

    党的十九大报告提出要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”,进一步突出了大数据作为国家基础性战略性资源的重要地位,掌握丰富的高价值数据资源日益成为抢占未来发展主动权的前提和保障。

    数据资产管理是一种新型的数据管理理念,其改变了“数据只是企业经营活动的副产品”的旧有观念,将数据作为“一种同货币或黄金一样的新型经济资产类别”来进行管理。

    数据资产管理的核心是数据资产化,即将数据作为与实物资产、知识资产、人才资产一样的能为企业不断创造价值的核心资产,构建完善、统一的管控架构对其进行 管理,更好的应对大数据发展对企业运营带来的挑战。

    大数据背景下,数据资产管理呈现出五大新特征:数据对象转为多源数据,形成了“数据湖”的概念;数据处理的底层架构快速向分布式系统迁移;组织过程扩展为业务部门为主角,IT部门执行,并衍生出兼具业务与技术能力的首席数据官即CDO岗位;管理手段趋于自动化和智能化;数据使用群体扩大,不仅包括企业决策人员、运维用户、业务管理人员、数据分析人员等内部用户,还包括数据科学家、数据应用专业企业等外部用户。

    国外的组织和机构在数据管理方面有着丰富的经验。在地学领域,美国2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划(2014-2016年)。

    二、国内外数据资产管理与实践现状

    国外的组织和机构在数据管理方面有着丰富的经验,形成了以国际数据管理协会(DAMA)、能力成熟度模型集成(CMMI)为首的几大流派;提出了数据资产管理的理论方法、技术思路以及相关软件系统,在金融、电信、商业领域较早开始数据资产管理的实践应用。在地学领域,美国2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划(2014-2016年),截至目前通过4年实施,取得了显著成效。

    我国的金融和电信等行业,较早开展了信息化和大数据工作,积累了一定的数据管理、治理乃至资产运营的经验,对促进国内数据资产管理的发展有着重要意义。中国信息通信研究院2017年、2018年分别发布了《数据资产管理实践白皮书》1.0和2.0,为中国地质调查局开展地质大数据资产管理工作提供基础参考框架与思路。

    截至目前,中国电信、中国移动、建设银行、中国电网企业、中石化等行业大型企业开展了不同程度的大数据资产管理实践,形成了数据资产目录,搭建能力平台,研发数据资产管理工具及系列产品体系。中国建设银行于2013年全面启动数据资产管理,将原有的120多个系统,以及九大业务领域1700多个标准中的14000多张数据表、20多万数据字段,对照模型进行了梳理和规范,建成数据资产的统一管理和权威发布平台,目前已形成了包含4000多个实体、2万个属性的数据体系,基本上覆盖了各种基准数据,在全行系统内建立了统一的数据管控流程,实现了数据单点采集、多方共享,明确了数据不同节点的责任方,用元数据贯穿整个数据周期进行管理,同时也加强了数据安全和隐私的管理等。

    三、美国地理空间数据资产管理方案

    1. 目标

    2010年美国管理和预算办公室(OMB)发布了OMB通告A的A-16号文补充指南。A-16号文(地学信息与相关空间活动的协调)是联邦政府促进地理空间数据协调使用、共享、传播和国家空间数据基础设施(NSDI)建设的基本政策文件。A-16号文明确了美国联邦地理数据委员会(FGDC)在实施地学信息与相关空间活动协调的角色和责任,A-16号文补充指南首次提出联邦政府在国家空间数据基础设施战略计划(NSDI)框架下,为协调联邦地理空间数据资产和投资更有效地支持国家优先事务和政府任务,启动组合管理,纳入国家空间数据资产组合管理体系进行跟踪、维护、扩展和调整数据资产和资源,在国家层面,通过统一的政策与标准、组织体系、管理体和公众参与等措施,消除数据鸿沟。

    为完成A-16号文规定的任务,FGDC于2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划(2014-2016)。该战略计划以全美国家级地学数据共享的角度,提出了三大战略目标,具体分解为9项任务、29个项目活动。三大战略目标分别为提升国家地学数据共享服务能力、确保联邦地理空间信息资源的责任明确和有效开发与管理、实现对全美地理空间信息界的领导。编制与实施国家地理空间数据资产管理计划任务,纳入确保联邦地理空间信息资源的责任明确和有效开发与管理的第二战略目标中,对地理空间投资的有效管理可以使得联邦机构及其合作伙伴控制成本、优化服务、减少重复投资、节省纳税人的钱,并推动联邦政府提高效率。OMB的A-16通告补充条款提出了对联邦地理空间投资和对国家地理空间数据资产(NGDA)管理实施组合管理的指导方针。组合管理方法将允许对数据专题和数据集的识别,满足政府和利益相关者的需求。FGDC也将提出政府开放数据政策的框架来将整个生命周期的信息作为资产来管理,以促进数据的互联互通与开放,保证系统和信息的安全。这一战略目标描述了联邦地理空间信息界将采取的用以落实组合管理的措施,以便更有效地规划地理空间数据收集工作,评估数据资产的状态,并尽量减少重复投资。推进国家地理空间数据资产NGDA的组合管理带来的好处如下:

    ——使得使用高级、可信和标准的国家地理空间数据集和服务更加方便,以及联邦行动和提供管理、访问地理空间资源更加透明;

    ——基础数据资产、高级的数据主题和数据集应该被列入NSDI组合管理;

    ——明确联邦在国家数据管理方面的角色和责任,包括数据与元数据的发布、研究OMB A-16通告补充条款中的组合管理、开放数据政策、地理空间平台、Data.gov和其他相关要求;

    ——落实和实施A-16通告中的组合实施计划,包括申报投资和确定投资要求;

    ——制定对A-16通告中数据主题和地理空间信息平台管理过程的监测和报告制度,包括对内容和技术标准的使用与扩散的推广和报告。

    2. 联邦地理空间数据组合资产数据体系

    FGDC提出了联邦地理空间组合资源(Federal Geospatial Portfolio)和联邦地理空间数据组合资产(Federal portfolio of geospatial assets)两个全新的概念。

    联邦地理空间组合资源包括许多类别的多种资产,包括:非A-16号文规定的空间数据组合资产、基础设施、硬件、软件、人员、应用、服务和产品。联邦地理空间数据组合资产是登记在册的、可靠的、可访问的国家级数据集的体系。联邦地理空间数据组合资产包括不同层级的数据体系:

    (1)国家地理空间数据资产组合(NGDA Portfolio)

    国家地理空间数据资产组合是由多个国家级地理空间数据专题数据库(集)构成,每个专题数据库(集)由相关的国家地理空间数据集组成,能够入选国家级地理空间数据集多是数据量大且持续更新的国家级数据库。不是所有的数据集均可作为国家级地理空间数据资产进行管理,对于符合作为数据资产管理的数据集,须由国家级地学空间数据专题组提出建议,由FGDC协调小组同意并由FGDC指导委员会指定方可纳入。

    (2)国家地理空间专题

    一个NGDA专题(与“A-16主题”同义)是一个组织结构,在这个组织结构下多个相关的NGDA数据集在逻辑上作为一个单元进行分组和管理。国家地理空间数据专题确定的原则如下:

    ——原则1,专题是相关国家地理空间数据资产按应用专题的逻辑分组,用于满足普通公众的,容易被发现并且任何人都可以访问;

    ——原则2,专题的数据覆盖范围原则上需覆盖全国,数据的生产与管理能满足跨联邦机构或组织的应用需求;

    ——原则3,专题确立需有明确的立法授权、规定的法令或是核心空间参考数据集;

    ——原则4,专题的确立可促进多个相关数据集在联邦、州、市和地方政府、私营或非营利部门机构之间的凝聚力和协作开发、维护和深化;

    ——原则5,专题应侧重于选取对国家很重要的自然和人造数据资产数据集,例如境界线等。

    (3)国家地理空间数据集

    空间数据集将进行定期清点,如果符合要求则纳入并建议纳入国家地理空间数据资产组合管理(NGDA Portfolio)。NGDA专题领导和专题委员会负责空间数据集的清点。要获得FGDC指导委员会批准作为NGDA空间数据集,必须至少符合以下标准之一:

    ——数据集被多个机构或与州、市和地方政府等机构合作伙伴使用;

    ——应用于实现OMB所规定的总统优先事项;

    ——需要满足多个联邦机构的共享目标;

    ——法定授权明确要求;

    为了确保NGDA数据集的质量和能被机构组织广泛应用的可用性,数据一定是:

    ——可发现,已发布和可获取;

    ——可靠性,由公认的国家管理机构维护;

    ——一致性,统一的代码、标准和相关定义,确保其完整性(包括符合适用的FGDC标准);

    ——现势性和适用性,定期维护并满足当前需求;

    ——资源化,作为企业资产。

    3. 联邦地理空间数据组合资产管理方案

    NGDA管理计划支持建立A-16 NGDA组合资源管理流程(MP)的两个主要阶段——

    (1)准备管理和报告框架

    建立数据资产管理委员会、专题领导协调组、数据集管理团队;明确数据组合资产管理的目标任务,优选核心国家级地理空间数据集目录清单并在GeoPlatform共享平台发布元数据;建立在线的工作协调平台、数据集成熟度评估模板、年度专题报告模板、数据服务应用投资报告模板、组合资产管理报告模板等及相关软件工具;建立对地理空间投资定义与预算报告的代码。预计全面实施A-16 NGDA数据资产组合管理流程可能需要3到5个预算周期。

    (2)执行数据资产组合管理

    共分为评估、规划、报告和预算设置4个阶段实施:

    评估包括对国家地理空间数据集的成熟度评估和国家地理空间专题的成熟度评估;

    规划阶段包括创建国家地理空间战略专题规划、执行和维护数据集管理方、专题委员会等多方协调机制、管理与维护GeoPlatform共享平台中专题内容等;

    报告阶段,分阶段分别提交国家地理空间数据集、主题和组合资产的年度进展与评估报告;

    预算设置阶段,建立地理空间数据资产组合管理的预算安排流程。

    (3)按NGDA数据集生命周期成熟度评估

    FGDC制定了5个成熟度指标评估地理空间数据生命周期中的7个阶段。

    根据用户需求将数据的生命周期划分为定义、清理与评估、获取、访问、维护、使用与评估、归档7个阶段。

    每个阶段使用6个等级来评价,分别是:

    0级:没有任何措施

    数据集未开发或不能满足主要用户的项目或业务需求。没有考虑次要用户、其他的或合作伙伴(利益相关者)的应用需求。数据集目前不是权威数据,或者是权威数据集的一部分。没有采用数据生命周期管理的任何一个阶段进行管理。

    1级:计划或建设初期

    数据集在初始计划中且可部分满足主要用户的项目或业务需求。初步采用数据生命周期对数据进行管理。准备考虑次要用户、其他的或合作伙伴(利益相关者)的应用需求。数据集的开发建设还处于初期阶段。采用生命周期部分或有限阶段进行管理。

    2级:过渡或转型阶段

    数据集满足主要用户的业务需求,并可被次要用户适度使用。至少采用3个阶段的数据生命周期管理。可获得阶段性的资金、合作伙伴以及数据获取等相关的支持。采用生命周期有限的阶段进行管理实践。

    3级:管理或可预测的阶段

    数据集满足主要用户的大量业务需求,并被次要用户广泛使用。至少采用4个阶段的数据生命周期管理。采用恰当且一致性的数据生命周期进行管理实践。数据集在生命周期的不同阶段与业务需求变化紧密结合,整体成熟度随之变化。

    4级:成熟或一致性阶段

    数据集满足主要用户和大多数次要用户的所有业务需求。该数据集是主要用户和次要用户的权威数据资源。对未来的数据应用需求有着明确的规划和实施方案。数据集在生命周期所有阶段进行循环的支撑和审查。数据集完全按照生命周期全过程进行管理。

    5级:优化或公认阶段

    数据集几乎满足所有用户的所有业务需求。该数据集是主要用户和次要用户的权威数据资源。数据集完全按照生命周期全过程进行管理。主要用户和次要用户对数据资料未来的应用需求有着明确的规划和实施方案。

    地质大数据资产管理实施策略

    考虑到不断变化的业务需求,数据集生命周期成熟度评估是反复进行的过程,定期重新评估可反应出数据集成熟度的变化趋势。成熟度水平不会固定在一个等级水平,而是一个持续的变化过程,同时也表征了NGDA数据集如何满足不断变化的业务需求。

    从2015年底完成的177个数据集的初始成熟度评估结果来看,大多数NGDAs已经取得了很高的成熟度,并且满足了为数据集建设时设定的业务需求。此外,大部分NGDA数据集正在积极更新和维护,并且正在进行定期补充、审核和更新。

    数据集的成熟度评估提供了从数据生产到即时在线服务全流程数据内容的透明度和健康状况,并且通过评估可以明确需要生产哪些新的数据或者对哪些现有数据进行维护更新,从而进行有效的投资。

    (4)目前的阶段性成果

    截至目前,FGDC完成联邦地理空间数据组合资产管理计划(2014-2016)的任务,共确定了17个专题类别和176个NGDA数据集构成了国家地理空间数据资产组合(2017年度有1个被删除);FGDC NGDA数据集网页提供完整列表(www.

    fgdc.gov /ngda-reports/NGDA_Datasets.html),这些数据也共享在了GeoPlatform上。

    2017年成立了一个跨机构团队,重新对2015年177个纳入NGDAs数据集成熟度评估结果进行分析。在GeoPlatform.gov共享平台上,提供了NGDA400余个正在进行数据集成熟度评估可视化展示列表与相关统计结果。无论是数据管理方、数据审核方还是用户,可以及时的掌握国家级地理空间数据集的相关进展。

    四、地质大数据资产管理方案建议

    1. 需求与目的

    通过多年的数字化及数据库建设,自然资源部中国地质调查局积累了海量的多门类地学数据,包括水、土地、矿产、能源、森林、湿地、草地、海洋等资源,以及环境与基础地质等十余类专题数据库(数据集)。2017~2018年实施的地质云建设工程,将全局29个直属单位的200余个地质数据库(数据集)在地质云进行互联互通与共享服务。2016~2018年十大工程300多个项目又积累了海量的调查数据,数据涉及的专业多、类型复杂,除了支持地质调查业务流程运转之外,越来越多地应用于提升管理决策效率、实现价值挖掘和科研技术创新。如果不能构建形成核心数据库体系,对核心地质数据库进行有效梳理及精细化管理,建立动态更新及实时共享机制,其价值就得不到很好体现,严重影响数据价值发挥和高效服务。

    大数据综合应用对数据管理和应用提出了更高要求:

    一是需要创建地质大数据核心数据库体系。明确国家级地质大数据核心数据库的内容、更新维护责任、周期、技术流程,建立更新维护机制,保障数据更新维护工作的持续性、有效性、完整性和权威性。

    二是需要创建统一的数据按生命周期进行管理的标准。数据采集、传输、存储、应用、共享、维护更新与归档统一标准,将有效避免数据混乱冲突、一数多源、多样多类等问题。统一标准是解决数据的关联能力,保障信息交互、数据流通、系统访问功能顺畅的必要前提。

    三是明确数据更新周期。明确不同级别数据库中数据的采集、传输、存储、应用、共享、维护更新与归档等全生命周期及流程。

    四是建立统筹数据管理。建立分布式数据中心数据管理协调机制和统一的数据管理渠道,将分散在不同单位、不同业务部门的数据需求、数据质量、数据应用等问题的统筹管理和解决,支撑数据服务对科研与管理动态需求的即时响应。

    五是建立规范的数据治理流程和数据质量监控与评估措施,解决数据质量参差不齐、数据冗余、数据缺值、数据冲突等数据质量问题。

    六是建立有效的数据安全管理机制,对内部数据、敏感信息、隐私信息、保密信息的访问建立有效控制,使其脱敏脱密合规。

    七是建立数据价值或成熟度评估体系。评估数据生产、传输、管理维护、更新等投入的成本,与数据应用产生的社会效益与经济效益,及时剔除冗余数据,支撑相关数据库建设、管理与应用系统研发以及共享应用的相关投资决策。

    2.地质大数据资产管理的定位与内容

    (1)定位与实施策略

    数据资产管理在大数据技术体系中,位于应用和底层平台中间。数据资产管理包括两个重要方面,一是数据资产管理的核心业务职能,二是确保这些业务职能落地实施的保障措施,包括组织架构、制度体系。数据资产管理在大数据应用体系中,处于承上启下的重要地位。对上支持以价值挖掘为导向的数据应用开发,对下依托大数据平台实现数据全生命周期的管理。

    实施地质大数据资产管理,主要包括4个阶段:一是建立地质大数据资产管理的框架。二是开展数据审计,对数据资产进行识别和分级,形成地质大数据资产目录,并对现有的数据管理与共享应用现状进行评估,形成改进报告与投资建议;三是数据资产管理方案的实施,梳理优选形成国家级地质大数据核心数据资产目录,通过标准管理、元数据管理、数据质量管理等措施对数据进行治理,提升数据综合管理的整理能力。四是数据资产运营。数据资产管理是这四个阶段不断优化的循环过程。

    (2)建立地质大数据资产管理的框架

    开展数据资产管理的顶层框架设计,明确数据资产管理的总体目标、业务框架、数据标准和数据视图、数据清洗管理规范、绩效评价体系、整体推进规划以及相关的组织、人才保障机制等。

    (3)数据审计

    梳理不同单位创建和现在拥有的数据,建立数据资产目录;

    梳理目前数据存储、分享、管理和共享应用的方式和途径;

    评估当前数据管理政策以及数据生产、数据管理、共享应用中存在的不足,发现错误的数据使用、数据丢失情况和不可恢复的数据;

    定性/定量明确主要用户及其他用户对数据的需求,包括数据过去对用户需求满意程度的分析;

    提出改进数据管理、共享应用的方法和维护管理的预算投资。

    (4)数据资产管理实施

    参考国内外相关数据资产管理的相关成果,提出地质大数据资产管理实施主要包含7项管理内容和2个保障措施。7项管理内容指的是国家级地质大数据核心数据库体系、数据标准管理(数据模型管理)、元数据管理、数据质量管理、数据安全管理、数据治理与数据价值评估;2个保障措施包括组织架构和制度体系。

    ——国家级地质大数据核心数据库体系

    在全局地质大数据资产目录的基础上,建立地质大数据库的评价指标和标准,按重要程度、价值高低进行分级处理,优选形成国家级地质大数据核心数据库体系,并将国家级核心数据库纳入数据资产进行管理。

    国家级核心数据库是地质调查、国土空间规划、地质环境评价、矿产能源资源保障等领域需求的基础数据,能够被重复、共享应用于广泛的科研工作、跨越各个单位与部门,并能够在各个系统之间共享、高价值的基础数据,覆盖范围广、数据信息全面、数据质量高、是专题领域的权威数据等特点。为满足多级用户变化的需求,国家级核心数据库需要持续稳定地更新,用以支撑相关的科学研究与政府决策。

    ——数据标准管理

    梳理并管理现有不同专题数据的建库标准(技术要求),包括数据的定义、数据模型、数据格式、比例尺、参考及引用的标准及公共代码等。基于数据模型与当前的系统应用模型,建立全局地质数据通用的数据模型库,将数据的生产与应用模型纳入到统一的语义框架下,即明确数据的首要的创建点,且单点创建多方共享,就是避免原来同一个数据多方采集,多头管理等导致的不一致的问题;同时也保证现有与未来应用系统模型的一致性与可维护性。

    通过数据模型管理可以清楚地表达不同单位、不同专题各种应用之间的数据相关性,使不同部门的业务人员、应用开发人员和系统管理人员获得关于地质大数据核心数据的统一完整视图。

    ——元数据管理

    元数据是描述数据的数据。元数据按用途不同分为核心数据库元数据、业务元数据。

    核心数据库元数据:描述核心数据库采集、空间参考、格式、内容、管理与维护责任单位信息等,也包括数据生产、数据转换的描述与质量信息等内容。

    业务元数据:描述数据不同应用系统中业务领域相关概念、关系和规则的数据;包括业务术语、信息分类、指标、统计口径等。

    元数据管理的主要内容包括:建立地质大数据资产管理维护元数据标准;建设元数据管理工具;创建、采集、整合元数据;管理元数据存储库;分发和使用元数据。

    ——数据质量管理

    数据质量管理是指运用相关技术来衡量、提高和确保数据质量的规划、实施与控制等一系列活动。内容主要包括:开发和提升数据质量意识;建立数据质量监控方案及技术要求;清洗和纠正数据质量缺陷;设计并研发数据质量管理工具;监控数据质量管理操作程序和绩效;确定与评估数据质量水平等。

    ——数据安全管理

    数据安全管理是指对数据设定安全等级,保证其被适当地使用。通过数据安全管理,规划、开发和执行安全政策与措施,提供适当的身份以确认、授权、访问与审计等功能。数据安全管理主要内容包括:明确数据安全需求及监管要求;对涉密及业务敏感数据分级分类,定义数据安全强度,划分信息等级;定义数据安全策略;定义数据安全标准,定义数据安全控制及措施;管理数据访问视图与权限;监控用户身份认证和访问行为;部署数据安全防控系统或工具;审计数据安全等。

    ——数据治理

    根据上述5个步骤提出的要求与规则,对现有的国家级地质大数据核心数据库进行清理与整合,建立地质大数据资源池,实现各个关联系统与数据资源池的数据同步,使得不同部门可以跨系统地使用来自权威数据源的一致、高质量的核心专业数据,降低成本和复杂度,从而支撑跨部门、跨系统数据融合应用。

    ——数据价值评估

    数据价值管理是对数据内在价值的度量,可以从数据成本和数据应用价值两方面来开展。数据成本一般包括采集获取和存储的费用(人工费用、IT设备等直接费用和间接费用等)和运维费用(业务操作费、技术操作费等)。数据应用价值主要考虑数据资产的分类、使用频次、使用对象、使用效果和共享流通等因素。根据不同单位不同数据库的集成度水平与应用场景,计算或估算数据在不同应用场景下的收益及单位数据资产的总体价值。

    (5)保障措施

    数据资产管理是体系化非常强的工作,需要充分考虑企业内部IT系统、数据资源以及业务应用的开展现状,同时也要考虑围绕业务开展所设立的人员和组织机构的情况,在此基础上设计一套有针对性的数据资产管理组织架构、管理流程、管理机制和考核评估办法,通过管理的手段明确“责权利”以保障数据资产管理工作有序开展。保障措施包括组织架构和制度体系。

    典型的组织架构主要由数据资产管理委员会、数据资产管理中心和各业务部门构成,还需要明确组织架构中不同角色相应的职责,让工作职责融入到日常的数据资产管理和使用工作中。

    为保障活动实施和组织架构正常运转,需要建立一套覆盖数据引入、使用、开放等整个生产运营过程的数据管理规范,从制度上保障数据资产管理工作有据、可行、可控。

    五、结论与建议

    地质大数据资产是利用数据助力自然资源部中国地质调查局为国家生态文明建设服务的有效利器。地质大数据资产管理的水平某种程度上决定着自然资源的开发利用保护、资产估价和空间规划的发展进程与水平。因此,建议以目前中国地质调查局正在开展的地质云建设为契机,提高数据资产的意识,开展数据资产管理的顶层框架设计,尽快编制并实施地质大数据的资产管理方案,构建国家级地质大数据核心数据库体系,建立全局地质数据通用的数据模型库,创建统一的数据按生命周期进行管理的标准,对现有的国家级地质大数据核心数据库进行治理,建立统一数据模型的地质大数据资源池,使得不同部门可以跨系统地使用来自权威数据源的一致、高质量的地质大数据核心专业数据,从而支撑跨专业、跨部门、跨系统数据分析挖掘与融合应用,才能更好地为资源管理与环境评价提供坚实的数据支撑和服务。

    比较借鉴,烹好中式“数据大餐”

    编者按:在服务资源、环境及生态等复杂问题的解决过程中,地质科学本身也将向前发展,形成新的学科或体系。近年来,国际上形成了两种不同的发展思路,一种是以美国等为代表的将复杂性问题置于环境或生态系统中加以研究,研究对象涵盖生态系统的生命和非生命成分;另一种是以俄罗斯为代表的将环境或生态问题置于地质范畴内探讨,突出生命组分影响下的地质客体变化等。本报今天刊俄罗斯学者V. T. 特罗费莫夫阐述生态地质学理论及其应用的文章,以飨读者。需要指出的是,尽管该文发表在多年前,但仍对思考生态文明建设下的地质工作具有重要借鉴意义。

    地质学拟解决四类问题:一是为人类提供矿产资源;二是为人类的工程活动作地质论证;三是为人类的教育、文化和美学需求提供地质知识;四是为生态系统的稳定运行作地质论证。前三类问题已被地质学家接受,并已取得了满足人类社会发展需求的成果。第四类问题的意义和开创性,在20~25年前已被地质学家察觉。解决第四类问题的发展过程,引发了地质学一个新分支的形成,称之为“生态地质学”。

    生态地质学及其对象和主题

      

      图1 岩石圈生态作用的分类

    生态地质学是地质学的新分支,致力于岩石圈上层(包括地下水和气体)的勘查,并将它看作是生态系统的主要非生物组元之一,在生态系统的组织层级(从生物群落直到生态圈)中属高层级组元。用地质学家更为熟悉的术语来说,可把生态地质学的内涵定义为地质科学的一个分支,研究的是岩石圈的生态功能,这些功能的形成规律,以及在自然及人为动因影响下这些功能发生空间和时间变化的规律,它们与生物体、首先是人类的生存和活动息息相关。

    必须指出的是,术语“生态地质学”(ecological geology)不同于“地质生态学”(geoecology)。两者存在原则性区别。无论从哪种意义上说,“地质生态学”都是一门复合性科学,研究的是地球的所有非生物壳层(圈层),也研究生物体。“地质生态学”包容“生态地质学”,后者仅触及岩石圈一个组成部分,在相同层级上的还有“生态地理学”和“生态土壤学”等,它们也是地质生态学的组成部分。

    另一方面,“生态地质学”的概念内涵由“岩石圈生态功能(属性)”的概念确定。这个概念于1994年提出,是地质学中一个原理新颖的概念。它的内涵详细解释如下:

    生态地质学的研究对象是地质科学的常规客体:从理论上说,是岩石圈及其所有组成部分;特定地说,是岩石圈的近地表部分,主要是受人为影响的地带。它可被描述为一个多组元的动态系统,包括对生物(biota)的存在和发展产生影响的岩石、地下水和气体。

    生态地质学研究的是:“岩石圈—生物”系统,“受到人为影响的岩石圈—生物区”系统或“岩石圈—工程建设—生物区”系统;生物子系统与非生物子系统之间的直接和间接联系;最终是,“死”物质对“活”物质的影响,或广义地说,是岩石圈与生物之间的相互作用。这样的系统构成,意味着通过考虑岩石圈的人为改变,也把人为影响源纳入了系统之中。

    根据其内涵,所有发生过转换的系统都是生态地质系统。这两种系统之间的主要区别,在于其中存在的是有生命组分还是非生命组分。生物区存在并活动于岩石圈中,或者就在岩石圈表面。据此便可形成“生态地质系统”的定义。生态地质系统是岩石圈的特定部分,是在其内和其上容纳着所有生物区的环境的地质组元。生态地质系统由三个子系统组成:岩石圈(无生命的)、生物区(有生命的)和天然及人为影响源。

    生态地质学的研究主题是有关岩石圈生态功能(属性)的知识(数据系统)。因此,要考虑“岩石圈—生物区”系统中的功能关系,或“岩石工艺系统—生物区”之间的功能关系。

    岩石圈的生态功能

    岩石圈的生态功能多种多样,决定和反映着岩石圈(包括产于其中的地下水、油、气、地球物理场和地质作用)对生物区,主要是对人类的重要价值。人类的独特性在于人类活动对环境的影响比所有其他生物的影响都大。研究岩石圈不能采用生物生态学、生态地理学和生态土壤学研究框架内的那类途径。

    岩石圈生态功能的科学理念,意味着对岩石圈的作用要有多方面的考虑,将之视为一个存在着有机生命(各体生物、植物群、动物群和人类)的环境。从生态观点看,岩石圈主要是给生物体提供资源和能量,并通过它的资源及其地质动力学、地球化学和地球物理功能来实现(图1)。这里不考虑人与自然相互作用功能中的社会-经济、道德和审美方面,因为它们超出了专业地质知识的范畴,事实上它们构成了一个社会生态学的关切。

    在天然及被人为改变的岩石圈与有群体结构的生物物种生物区之间,有着多种多样的关系,可把它们归结成4种功能:一是岩石圈的资源生态功能,它对生物体生存和活动所需的矿物质、有机质、有机-矿物质资源有重要意义;二是岩石圈的地球动力学生态功能,它通过自然和人为的过程和现象,决定着岩石圈对生物区状态和人类生活条件的影响;三是岩石圈的地球化学生态功能,它反映着岩石圈的自然和人为地球化学场(不均一性)对整个生物体(包括人类在内)状况的影响;四是岩石圈的地球物理生态功能,它反映着岩石圈的自然和人为地球物理场(不均一性)对生物体(包括人类在内)状况的影响。

    每种功能的内涵、它们的评价标准、信息获取方法和表述方法另有专文论述。

    岩石圈的生态属性

    岩石圈的生态功能靠具体的生态属性来实现。就“岩石圈的生态属性”这一术语而言,指的是岩石圈的特征属性,即具有特定生态重要性的属性。它取决于其物质成分、地球动力学、地球化学和地球物理学的特性,且与生物体存活的供养、生物体生存和进化条件有机关联。

    有关岩石圈生态属性的问题,是一个新问题。这里力图在岩石圈的资源及其地球动力学、地球化学和地球物理的生态功能框架内,给这些属性命名(表1)。它可能不是完整的清单,但堪作举例材料。

      表1 岩石圈的生态功能与属性

      

    生态地质情势及其状态

    用术语“生态地质情势(环境)”来表达岩石圈具体生态属性(功能)的组合,反映作为栖息地的一定岩石圈体积内生物体生存条件的现状或古状态。在一个地块或一个区域范围内,生态地质情势(situation)或许会或许不会因地而变。而且,生态地质情势也会随时间而变,在这种情况下,该情势会随时间从一种状态(state)变换成另一种状态。由于人为工艺因素和灾变性自然过程的发展,这种变换可能进行得很快,从历史观点看,有时就在瞬间。

    必须强调的是,生态地质环境(conditions)或许既取决于所有生态功能同时起作用,也会仅取决于一种生态功能,比如地球动力学功能,它会在瞬间对生物区产生较强烈的影响。在后一种情况下,这种生态地质情势应该说成是“依靠岩石圈地球动力学特征形成的特色生态地质环境”。当地球化学功能在生态地质状况形成中扮演最重要角色的情况下,就说它是依靠岩石圈块段的地球化学特色形成的特色生态地质环境。

    “生态地球动力学环境”、“生态地球化学环境”和“生态地球物理环境”等术语,在地质文献中也常常使用。这些术语是对上段文字特指含义的省略表达。另外,当只分析一种生态功能对生物群或人类的影响时,使用这些术语也是对的。

    正如已经指出的那样,生态地质环境的变化或许是足够快的。人们必须把所研究对象(生态地质系统)的阶段特色称为生态地质情势(环境)的状态(state),地质学家则往往将它称为岩石圈的生态状态。可以把“生态地质情势(环境)的状态”的实质定义为某种暂时状态,并根据当时岩石圈的一种生态属性特征,或者几种生态属性(功能)的组合把这种状态估计出来。这些生态属性决定着生物体生存的有利度(水平)和或然率。

    生态地质情势的状态要根据岩石圈某些属性的暂时状态评估出来,也要描述出这些属性对活体生物产生影响的特征。根据这种定义,当对岩石圈的生态状态做评价时,就不得不一方面评价岩石圈对活体生物的资源和能源影响,另一方面评价有关活体生物响应这些影响时的特定相互作用信息。在所有的生态系统组织层级上,此类评价准则对生物体都是适用的。

    如上所述,生态地质环境的状态可以取决于岩石圈的一种属性(功能)或几种属性(功能)的组合。在地球物理功能强烈影响生物群的特殊情况下,可以说:“生态地质环境的状态取决于地球物理功能(属性)”。地质学家常常用术语“岩石圈的生态地球物理状态”来代替上面的表述。而“岩石圈的生态资源状态”、“岩石圈的生态地球化学状态”之类的术语,常被作为同义语使用。

    生态地质学的基本科学问题和实践问题

    生态地质学有5项主要任务:(1)研究岩石圈的生态功能,它们的形成规律,及其在自然和人为作用影响下发展的动力学;(2)从岩石圈生态功能变化的观点出发,针对人为成因的影响,开发评价岩石圈近地表部分稳定性的理论和方法;(3)针对岩石圈近地表地层环境与属性的控制问题,精心研制理论和方法,以保护和改善它们的生态功能;(4)研制工业废弃物利用和选择其最佳(就地质环境而论)埋置地区和层位的理论、方法和途径,以使对区域生态属性的负面影响最小化;(5)针对国土、目标客体和大型建筑的工程保护问题,精心研制进行地质论证的理论和方法,以免发生削弱其生态功能的自然和人为地质作用。

    总的来说,生态地质学的应用性问题可以通过下述途径形成:(1)论证生态系统正常运转前提下岩石圈资源的合理利用;(2)确定岩石圈近地表部的人为污染对生物群的影响;(3)针对一些生态系统或整体生态系统生物群的管理,为制定和调整解决方案进行地质论证。

    这种一般性生态-地质课题清单,通过参考早先开列的岩石圈生态功能,还可以更详细地提出来。

    生态地质学的逻辑结构

    根据生态地质学是地质学的一个科学分支,而不是一门独立学科,它的逻辑结构应该包括地质科学逻辑结构中用于解决生态问题的既定要素,以及“它自己的逻辑基础”。两者的同化不是机械式的,要遵循相当明确的关系,即生态学方法途径的逻辑。“它自己的逻辑基础”是一种逻辑支点,也能够在其它科学的理论、思想和定律中使用。

       

      图2 生态地质学逻辑结构的全域示意图

      A-生态地质学逻辑结构的逻辑基础;B-被生态地质学利用的地质学科的逻辑结构(B1-工程地质学;B2-冰川学;B3-水文地质学;B4-地球化学;B5-地球物理学;B6-矿山地质学;B7-新构造学;B8-地震大地构造学;B9-地貌学;B10-地史学与古生物学;B11-火成岩石学与沉积岩石学;B12-矿物学);C-生态地质学逻辑结构全域的轮廓线)

     

    对此问题的处理如图2所示。该图说明了生态地质学逻辑结构的镶嵌特性,就致力于解决生态问题的地质科学,以及这些地质科学对生态地质学逻辑结构的贡献,给出了概念图。不难看出,工程地质学、水文地质学、冰川学、地球化学、地球物理学和矿山地质学提供着主要的信息量,以及可用于生态地质学的大部分研究方法。在我们看来,其它地质学科及其逻辑结构可用的较少。以上结论基于一个事实,有关岩石圈生态功能的知识才是生态地质学的基础。

    基于对岩石圈生态功能的上述认识,可以对生态地质学逻辑结构的最重要要素划分出以下几个方面:(1)原理-岩石圈近地表部的结构、空间关系、属性和生态功能,是其地质特征的历史发展及其与自然环境和人为作用圈相互作用的结果;(2)原理-岩石圈的动力学状况(运动速率和特性)和生态功能的组元与变化,皆归因于它们的自然属性,归因于它们与环境(包括人为的工艺成因环境)相互作用的模式和强度;(3)生物体与环境相互作用的一致性定律;(4)社会发展特征与环境状况间的一致性定律(基本生态定律)。

    正是这些原理和定律形成了生态学的支点,把其它地质学科的基础整合起来,构成了生态地质学自身的那部分逻辑基础。

    生态地质学的科学分支及其在地质理论知识体系中的位置

    在生态地质学的结构中,有几个旨在分析所确定的岩石生态功能的科学分支。它们是资源生态科学、生态地球动力学、生态地球化学和生态地球物理学(图3)。

    资源生态科学是生态地质学的科学分支,涉及与维持生物区存续有关的全部问题,按资源利用的观点,其中首要的是通过提供岩石圈的矿产资源和地质空间资源维持人类社会存续,在科学技术活跃发展的新时代满足人类的需求。研究的焦点不是矿产资源的勘查和储量计算,而是评价其目前消费水平与合理使用的一致性。实质上,岩石圈矿产资源消费的管理问题,应该通过关注高层级生态系统的保护和正常运行来解决。地质空间资源也要用生态学的观点来评价。很明显,一些地质科学的方法,主要是矿山地质学、水文地质学的方法(对矿产资源),工程地质学和冰川学的方法(对地质空间资源),应该适用于这些研究和调查。另外,这些研究应该由社会来定向,就是说应该与社会经济学紧密关联,在实践中,生态地质学家应该与经济学家、社会学家及管理机构和设计院所的代表接触。生态地质学这一分支的主要课题是:考虑目前文明发展需要的矿产资源评价,对矿产资源消费的管理建议进行地质论证。

    生态地球动力学是一个大领域,包括所有涉及自然和人为地质过程对生物区影响的课题,以及评估生物群栖息地可能灾变和舒适度的课题。后一点仅关切人类社会。这些研究一直采用工程地质学、冰川学、水文地质学和构造地质学的方法来执行,与项目规划者和设计者联系。在该分支框架内执行的主要任务有:针对在工艺活动影响下的地球动力学参数变更,开发评价岩石圈近表部稳定性的方法;为保护生物区和人类社会免受影响其生存及舒适度的(天然和人为)不利和灾变地质过程的危害,对相应工程保护项目进行生态地质论证。

    生态地球化学是生态地质学的科学分支,研究天然和人为成因地球化学场对生物区的影响。在生物区内有岩石地球化学、气体地球化学和水地球化学异常。调查课题是:岩石圈的物质(矿物)成分,活动态化合物的迁移问题,元素的非正常浓度及其对生物区的影响性质问题。地球化学、矿物学、岩石学和水文地质学的方法被用来解决这些问题,生物区环境的生物医学评估资料具广泛的适用性。实际上,这类研究意味着生态地质学家要与医学专业人员和卫生服务机构建立密切联系,因为这些异常要用医学-卫生的观点来评价。

    生态地球物理学也是生态地质学的科学分支,研究重力、磁、电磁、热和放射性等天然和人为地球物理场对生物区的影响。这些场与背景值的偏差及其对生物区的影响,要借助地球物理学、大地构造学、地震构造学的方法和生物医学的学科资料来研究。与生态地球化学一样,这些问题的解决必须与医疗-卫生服务机构密切联系。要在该分支框架内完成的总体任务有:天然和人为源地球物理场的分析,研制评价其医学-卫生危险的方法和准则(对生物区的影响强度,评价岩石圈对工艺性污染的稳定性)。

    图3示出了生态地质在理论地质知识中的位置。在地质学的结构中包括前5个科学分支已得到承认,无需再予证明。但是,对于后两个分支,即“关于岩石圈生态功能的科学”和“关于地球的工程地质环境的科学”,其纳入地质学的合理性尚存争辩。主要争辩依据是,在科学技术活跃发展的新时代,对于涉及地球和岩石圈问题,需要强调生态理论研究的作用。目前,人为工艺因素对岩石圈外壳的影响程度,已经提高了生态地质学说在地质学中的地位,已经使这个学说可以划分为地学中的独立科学分支,已经把上面所述的后两个分支提升到了与前5个分支相同的水平。

       

      图3 生态地质学的科学分支及其在地质科学体系中的位置

    生态地质学的实用性分支

    图4说明,可以在生态地质学的构成中列出几个实用性子分支。它们是城市、矿床和复垦影响区的生态地质学,以及线状工程、热电站和核电站等影响带的生态地质学。值得特别强调的是,各类经济活动不仅在项目建设中,而且在其运营和维护时期,都应该提供对岩石圈和生物区生态影响的评估。因此,应调查的面积要比官方土地使用许可的范围更宽更广,只要在其内确定了或造成了工程客体对岩石圈生态属性的影响。

    各种经济活动在对岩石圈影响的强度、深度和性质上是各不相同的。这涉及到岩石圈的矿产资源,地质作用的活跃程度,以及自然和人为成因的地球化学和地球物理致病区的发展。

      

      图4 供人类社会正常发展和运作的生态地质学的实用分支学科

    很明显,大的城市群、采矿工程(矿山、露天矿场等)、集中在数个盆地和油气田带中的油气产业,都会对岩石圈及其生态功能产生重大的影响。对城市群而言,这种影响取决于特定的高密度城市人口;居住区,交通-通讯,大型工业、燃料和能源企业及联合企业的自营交通,均规模巨大;还取决于城市地下的支撑工程。因此,会观测到以下现象:土壤、岩石圈近地表部和水圈被活性有毒化合物强烈污染;由于热、重、电磁和地震声波等地球物理场变化,发育起致病的地球物理异常;车辆废气导致大片土地的高度重金属污染;地下水动力学和水化学机制改变;地下水储量耗竭。矿场附近岩石圈的生态性变化与下述后果关联:矿产资源枯竭,重力场变化,产生异常的地层压力,地下水动力学参数彻底转变,出现密集的人为污染区,地质环境资源减少。对线性工程而言,不利的生态后果与负面的地质作用活跃有关,与线性的人为污染晕和诱发的异常地球物理场有关。

    在不同种类经济活动影响下发生的岩石圈生态环境特性改变的清单还可能扩展,但上述这些已足以支撑得出结论。每种经济活动都与岩石圈生态属性改变的特定复杂性关联,因此要对它们进行分析,就需要运用地质科学的各类理论和方法。城市群影响着岩石圈的所有生态功能,所以要动用地质科学的整套方法,特别要涵盖图2所示的所有学科的方法。对线性建筑而言,要运用的地质科学和方法清单将取决于研究需要,首先是岩石圈地球动力学、地球化学和地球物理学功能的研究。在矿床开采方面,研究重点要集中到岩石圈资源功能的所有方面,地球物理和地球化学异常,以及一组地质作用。 

    生态地质学的任务及其应用

    2018年4月28日,中国-捷克陕西省汉中天坑群联合科学考察团进驻陕西省汉中市南郑区小南海镇。本次科考活动是中国地质调查局岩溶地质研究所、陕西省地质调查院与捷克洞穴学会、英国洞穴协会共同组织的国际天坑——洞穴科考活动,其中外方团队由国际洞穴联合会副主席、捷克洞穴学会主席兹德内克.莫提契卡先生带领;中方团队由亚洲洞穴联盟副主席、岩溶所张远海教授级高级工程师带领。

    本次科学考察采取野外小组分组的形式对小南海台原地区的洞穴系统、天坑、地下河排泄情况进行了调查摸底。自4月28日至今,科学考察活动已经进入工作区6日,取得了阶段性调查成果。

    捷克团队11人共分3组,分别利用地下潜水、皮筏艇漂流、洞穴SRT技术对观音洞地下河系统、天星洞洞穴系统、伯牛坑洞穴系统进行了洞穴测量。其中,洞穴测量新发现伯牛坑上游洞道400米,下游洞道300米;天星洞新发现洞道长度300米、观音洞新发现洞道300米,合计新发现洞穴长度1300米。同时,针对小南海台原地区地下河排泄的水动力条件,于伯牛坑地下河投放了荧光素钠的示踪剂,以揭示小南海地区洞穴水系的关系。同时,捷克团队的小组人员进行了实时的采样监测以分析地下水排泄的途径。

    中方团队承担了大佛洞洞穴系统、西沟洞洞穴系统的补充测量工作,并就小南海台原地区的洞穴沉积物进行了系统的采样工作。此次共新探测大佛洞上层洞道长约900米,并在大佛洞末端发现沉积于早期洞道的钙华瀑布沉积,体量长150米,宽12米,高8米,是目前发现的洞内最大分布面积的洞顶钙华沉积,这反应了早期洞道的流水中碳酸钙过饱和的状态,与现在发现的洞穴滴水环境具有很大的差异。目前,大佛洞洞道末端洞穴石笋几乎全部中空,代表了地质历史某个阶段洞穴水溶蚀强度增大。洞穴发育早期与晚期不同的水化学特征与洞穴发育阶段密不可分,是进行洞穴沉积环境对比的良好素材。同时,岩溶所团队调查发现大佛洞不同层位洞道内沉积有大量古地下河砾石层,根据砾石成分统计,黄绿色粉砂岩占比45%,粘土及砂土占比30%,含燧石和石英的粗砾岩占15%,花岗岩砾石占比7%,石英砾石占2%,灰岩砾石占比1%。这说明小南海台原地区大佛洞洞穴系统与外围地区元古代岩体的水动力联系,外源物质进入洞穴的埋藏年龄是揭示洞穴发育和台原地貌解体的时间钥匙。

    本次中-捷联合考察将进一步推进天坑与洞穴年代学研究、天坑与洞穴分布区区域生态环境演化研究、地下河洞穴系统展布特征及形成演化研究,提升汉中岩溶地质景观研究的科学价值,为汉中天坑群申报世界地质公园提供科学依据。

    同时,本次科考对推动岩溶所牵头实施的“全球岩溶动力系统资源环境效应”国际大科学计划中岩溶地质景观调查、对比和评价起到了促进作用,为开展全球尺度岩溶地质景观区划提供了重要科学依据,奠定了良好基础。此外,本次科考成果对推进联合国教科文组织国际岩溶研究中心建设起到了举足轻重的作用。国际岩溶研究中心的目标任务之一就有关于地质公园建设、地质景观合理开发,以帮助当地百姓减贫脱贫。而本次科考成果,一方面可用于开展全球景观对比及类比研究,另一方面为当地政府提供了可持续发展的重要依据,有助于完成了岩溶中心对教科文组织的承诺,有力支持了岩溶中心的建设与运营。

    汉中天坑群国际科考取得阶段性成果

    经过9天在太平洋调查区的多波束测线作业,“海洋六号”船已经初步掌握了调查区海底地形。但在平均水深超过5公里的深处,阳光无法直达,又有蔚蓝海水的掩盖,海底仍旧是“犹抱琵琶半遮面”。所以,为了进一步了解海底环境资源概况,北京时间7月27日12时科考队员派遣了深海摄像系统潜入这片幽暗的水世界。

    正所谓“工欲善其事,必先利其器”,此次使用的设备为第五代海底摄像系统,支持高清视频传输及闪光照相,由铠装光纤缆提供动力和通讯,水下照明灯亮度可调等功能。大电影由首席科学家及3位助理操刀,每天分三班拍摄;每班配有两名绞车操控手,负责掌控机位;两名地质专业人员进行地质描述,前者以视频方式记录测线范围内的海底状态,后者则在关键区域进行小范围的高清照相。


    拍摄现场的“科研精神”

     

    在整个拍摄过程中,船舶沿测线缓缓前进,绞车操控手需要根据地形变化将水下拖体时刻保持在离底2-3米范围内,实现约每小时3公里向前的“贴地飞行”。但当地形变化较快或船速突变时,摄像系统免不了与海底发生亲密接触。在27日14时30分,摄像就经历了“初吻”,嘴上立马就糊满了泥。虽然经过海水的一番冲刷,海底逐渐豁然开朗,但最后还是留下了两个顽固的斑点,作为青春的记忆。当然,记忆最终没跑赢岁月,经历几次亲吻和冲刷后,海底世界再次清晰动人。“要是能给它配一个雨刷就好了”,一旁的于宗泽与张旭开始讨论道。

    到了20时17分,绞车缆长已经由开拍时的6734米放到7991米,即将到达绞车的8000米安全极限。绞车手罗旭龙这时抛出了一个问题:“往年都是收放交替,缆长变化并不大,这次怎么就必须不停地放呢?”于立分开始了推理:水深不变,船速恒定,缆长却不断变大,那只能是底流变大了。“底流怎么会一直变大呢”?罗红波对此不以为然,也抛出一个“放风筝理论”。听着虽是通俗,但却耐人寻味。于立分计穷,鬼马地扯开话题:“其实人类对大自然的奥秘了解地还很少,我们要怀有一颗敬畏之心。”这三个后甲板技工的对话令人不禁莞尔,但也让我多少嗅到了“科研精神”的意味,也许这就是“海洋六号”的气质吧!


    把海底世界捞上来

     

    摄像操控室里,我们都围着巨型屏幕,跟随高清摄像机在海底贴地飞行。

    随着镜头推进,可以看到不时有白色尘埃飘落到这深海世界,那可能是上层海洋的生物碎屑经过多级分解的产物,也可能是被大气和水流运送至此的陆地尘埃,它在此停靠片刻,随后便加入到漫长的地质演化进程。

    过了荒漠区,生物逐渐多了起来,白色小虾、栉水母、紫色怪鱼、海星等陆续出镜。当然,还有那些我们看不见的无数种细菌正从海底底部渗出来。镜头下,这些奇怪的生物大都体型小巧,如肥皂泡一样脆弱,若隐若现,幽灵一般在镜头下潇洒游过,其精致程度不亚于装在天蓝色小方盒里的蒂芙尼珠宝,极尽美丽,也极尽奇异。料想博物馆里的标本必不能告诉我们,这条怪鱼在水里有多优雅,它是怎样运动、捕食、交配以及繁殖的。拍摄过程中,还随处可见横七竖八的长条坑道以及蚊香状的生物遗迹,兴许是海底生物怕我们太过单调,特意留下的谜题呢。

    整个拍摄过程,大家似乎都在操着19世纪新大陆探险者的心,生怕错过任何关于这片海底的新发现。于是从头到尾,没有人敢离开。

    直至7月28日2时,深海摄像结束海底漫步,回归“海洋六号”。本次“海底电影”拍摄过程长达34小时,共完成90公里测量作业。

    作业完成后,眼睛累得发疼的科考队员们面露喜悦,结果令人满意。其实在很多时候,科学考察任务就如同深海摄像一样,是静态的。科学家们坐在各自的屏幕前,平心静气地观察、试验,有时偶然对大自然的奥秘发出几声赞叹和感慨。

     


    活动在5620米海底层的虾

    5500米海底的海星

    海底大电影,深海漫游——记首次海底摄像作业

    中国地质调查局矿产资源研究所(以下简称“资源所”)科员人员近日在全球锂矿贸易网络风险识别和评估方面取得阶段性重要进展。

    资源所全球矿产资源战略研究中心郝洪昌博士和王安建教授,对全球锂资源产业链多层贸易网络体系中的风险传导机制进行研究,系统评估了全球锂矿贸易体系中可预见性和隐藏的系统性风险。通过构建全球锂产业链多层风险传导贸易网络模型,模拟风险沿产业链传播的动态过程,评估风险传播的影响范围和传播路径(图1),并识别网络中的关键核心节点国家。发现全球锂资源贸易网络体系中的风险传导具有“稳健但脆弱”的特征,并且属于“小众传播”,即少数的关键节点国家控制着对网络稳定有显著影响的多数贸易流。此外,智利、阿根廷、澳大利亚等重要的资源国,中国、日本、韩国等锂产品加工枢纽以及美国、德国等贸易国均是网络中的核心节点国家,当风险从上层网络传导至下层网络时,多样化的贸易关系增加了网络中国家的弹性和抗风险能力,但也降低了部分枢纽国家对资源的控制能力。

    该研究在验证前人相关研究成果的基础上,进一步发现风险在网络中的传播过程存在四种模式:直接接触传播,风险源自身可以影响网络中超过90%以上的国家;间接接触传播,风险源自身可以感染相当数量的节点,并且还可以通过影响核心国家从而进一步扩散风险;经核传播,风险源主要通过影响核心国家节点来传播风险;空间性传播,风险传播具有集聚性,这一现象主要是出现在欧洲地区国家。

    全球锂资源贸易网络的稳定性、风险性研究对于保证锂资源稳定供应至关重要。此外,该研究成果为其他产业的上下游产品国际贸易系统的风险传导问题提供思路,同时模型可以作为借鉴为国际贸易稳定性研究提供政策仿真工具。

    上述成果受到国家自然科学基金重大项目“新时代中国战略性关键矿产资源全球治理体系研究”(71991485)、国家自然科学基金重大项目“新时代战略性关键矿产资源安全与管理”(71991480)、国家自然科学基金基础科学中心项目“数字经济时代的资源环境管理理论与应用”(72088101)的资助。

     

    图1 2013年和2019年中国作为风险源的传播路径

     
    全球锂矿贸易网络风险识别和评估方面取得阶段性重要...

    中国地质调查局青岛海洋地质研究所深海沉积与环境研究团队日前在菲律宾海第四纪沉积地层与动力机制方面取得新进展,研究揭示了第四纪以来菲律宾海区域沉积过程和古环境变化的控制因素,成果发表于美国地球物理学会(AGU)旗下期刊《Paleoceanography and Paleoclimatology》。

    位于西太平洋低纬度地区的菲律宾海是一个典型风尘汇聚区,由于菲律宾海盆大多处于碳酸盐补偿深度以下(水深超过5000米),该海域沉积动力学和年代学研究不足。研究人员利用菲律宾海地质地球物理调查航次获取的高质量岩芯,开展了磁性地层学和沉积学研究,首次明确菲律宾海区域沉积中心于中更新世气候革命(MPT,距今约1百万年)前后向东扩张,可能是对MPT前后区域古环境变化的响应,如亚洲内陆干旱化、海洋环流重组以及区域构造活动等。综合分析多根岩芯粒度数据,构建区域沉积动力替代指标,定量评估风尘输入(23%)、海洋环流(9%)和热带气候过程(68%)对区域沉积动力过程的影响,进一步研究表明在复杂地形背景下,海洋上层的(亚)中尺度涡可能是连接海表气候变化(气象尺度)和海底沉积环境(地质尺度)的重要媒介。研究成果对深入理解复杂地形影响下的海洋多尺度能量串级及物质输运机制具有重要意义。

    该项研究工作由青岛海洋所联合同济大学、中国地质大学(武汉)、中科院地质地球物理研究所等研究机构共同完成,得到了中国地质调查局调查专项、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项等联合资助。

     

    图  菲律宾海中部区域沉积动力学与ENSO联系机制
     

     

     

    青岛海洋所在菲律宾海第四纪沉积地层与动力机制方面...

    为了掌握南极半岛附近海域天然气水合物分布状况,加深对全球碳循环的理解和防治环境灾害,自然资源部中国地质调查局部署了“海洋地质六号”南极科学考察航次,项目承担单位为中国地质调查局广州海洋地质调查局,时间为2016年12月至2017年4月。经国家海洋局批准同意,该航次统一编入了中国第三十三次南极科考队。

    该科学考察航次从地质环境和基础地质调查研究着手,开展了地质地球物理和地球化学综合考察,获得了宝贵的第一手实物资料,取得了显著的调查研究成果,是我国在南极半岛海域又一次系统化的海洋地质调查研究,也是一次从深海大洋向极地冰海跨越的历史性航程。

    成果与进展

    一是共完成规则测网高分辨率多道地震调查1420千米、多波束测量5475千米、浅剖测量3925千米,长柱样取样7个测站、短柱样取样14个测站、箱式取样8个测站、地热测量5个测站、温盐深测量3个测站、底层水取样9个测站。

    二是首次获取了南极半岛南设得兰群岛北部海域、布兰斯菲尔德海峡以及欺骗岛三个区域的海底全覆盖高精度地形地貌图,确定划分出上述区域海底的一级地貌单元。该成果为研究南极半岛周边区域的沉积地质以及洋流循环提供了基础资料,并可为航海提供重要的参考依据。

    三是利用自主研发的海底沉积物地温梯度测量系统,在5个测站成功获取了海底热流测量,填补了我国在南极海域海底地温梯度测量的空白,充实了全球南极热流测量基础数据库,为未来南极半岛海域的区域地质和南大洋环境研究及航海积累了宝贵的第一手资料。

    四是调查显示,受季节性融冰及太阳辐射影响,调查区夏季海洋上层100~300米深度出现逆温层。通常情况下,逆温层将导致垂向不稳定,但占据相同深度的盐跃层则抑制了该作用。该成果为认识南极半岛海域上层物理海洋、海洋化学以及南大洋深层环流特征提供了科学依据。

    五是系统收集和积累了大量南大洋气象资料和南极半岛浮冰区的航海资料,积累了全海域航行保障及复杂环境下开展海洋地质地球物理综合调查的经验,大幅提升了我国海洋地质综合调查能力,对未来南极海域综合科考航海有重要的借鉴意义。

    应用与转化

    该科学考察航次实现了科技创新和机制创新“双轮驱动”。一方面,探索了“多船多站”“海陆联合”的极地科考新模式。航次过程中,“海洋地质六号”船与“雪龙”船在南极半岛附近海域开展了联合海上考察,登陆考察时又与中国地质调查局地质力学所科考队员联合开展陆地科考。另一方面,搭建了开放合作、协同创新的平台,整合了国内科研力量,实现了资源共享。来自中国地调局、国家海洋局、同济大学等十余家单位,共123位科考人员开展了多领域的调查研究。

    该科学考察航次培养和锻炼了一大批青年技术骨干和年轻的远洋极地海洋地质人才队伍,为挺进极地海域开展海洋地质调查研究积累了宝贵的资料和人才储备,彰显了中国地质调查局从管辖海域,到远海大洋,乃至极地冰海全海域综合调查能力的整体提升。

     
    “海洋地质六号”南极科考取得多项突破性创新成果

    近日,由中国地质调查局岩溶地质研究所研发申请的“高山渗流泉调蓄及供水系统”专利获得国家实用新型专利授权,专利号:ZL 202021748648.4。

    “高山渗流泉调蓄及供水系统”专利针对碎屑岩高山地区泉水往往渗流于高山中上部位堆积或残积砾石和草甸土层中,属孔隙地下水,由于碎屑岩风化形成的颗粒比较松散,上层草甸土层疏松,泉水渗流出露后极易渗入草甸土层及其底部的松散颗粒层进入地下流失掉,不能为缺乏水源的高山地区居民所用。针对上述技术问题,本实用新型专利研发了一种高山渗流泉调蓄及供水系统,有效解决了碎屑岩高山地区饮水困难问题。                            

    岩溶所新获一项国家实用新型专利

    南海是我国海域天然气水合物赋存的主要区域,学术界关于南海近期连续水合物演化史及其分解触发机制仍存有较大争议,甲烷渗漏引起的海洋环境和生物效应也尚不清晰。近年来,中国地质调查局广州海洋地质调查局实验测试研究所教授级高级工程师陈芳牵头团队通过对南海天然气水合物钻探岩心沉积物开展系统研究,在水合物分解的地球化学记录、水合物演化、触发机制及生物环境方面取得系列新的研究进展。相关成果已陆续发表在《Geophysical Research Letters》(地球物理研究通讯)、《Ore Geology Reviews》(矿产地质论评)、《Chemical Geology》(化学地质)、《Minerals》(矿物)和《Science China Earth Sciences》(中国科学:地球科学)等国内外著名地学期刊。

    一是开展天然气水合物分解的触发机制研究,证实了南海北部冷泉碳酸盐岩确实与水合物有关,提出温度对水合物稳定性影响更大等新认识,并首次提供高海平期存在强烈甲烷渗漏活动的证据。天然气水合物在海洋沉积物中处于动态的平衡状态,极易受到温度和压力变化引起分解,释放大量的甲烷至海水甚至大气中,因而了解其触发机制对于资源和环境调查都显得尤为重要,也是目前水合物研究最受关注的热点问题之一。

    广州海洋局陈芳及团队邓义楠、庄畅等,联合上海海洋大学、中国科学院南海海洋研究所等相关人员组成课题组,通过测试东沙海域含水合物钻孔岩心中发育的自生碳酸盐岩U-Th(铀-钍)年龄,收集迄今为止已公开发表的全球冷泉自生碳酸盐岩测年数据,并投放在全球20万年来海平面-年龄变化曲线进行研究,获得水合物分解释放及冷泉活动发生在高海平面,甲烷渗漏在高海平面暖期活动强度最大,其诱因可能与底层海水变暖有关,与压力相比,温度对水合物的稳定性影响更大等新认识,与过去普遍认为的压力是影响南海水合物动态的主要因素这一传统认识大相径庭。研究成果证实了南海北部冷泉碳酸盐岩确实与水合物有关,并首次提供了高海平期存在强烈甲烷渗漏活动的证据。

    图1全球海平面变化与甲烷释放关系图解

    二是揭示了南海东北部二十万年以来较为完整的水合物分解演化历史。研究人员通过对含水合物钻孔岩心所获连续沉积冷泉碳酸盐岩样品进行了系统地球化学分析,结合前期测年结果,揭示出南海东北部二十万年共发生了三大期的甲烷渗漏事件。通过开展多种微量元素特征研究显示,第一期和第三期的甲烷渗漏强度较小,主要局限于沉积物中,对海洋环境影响微乎其微。而第二期规模极大,形成于13.3-11.3万年之间,大量的甲烷向上渗漏至海水中,极大的影响了海洋环境。研究首次提出了天然气水合物分解可能导致海底局部的硫化环境。

      

     

    图2南海北部近二十万年以来水合物释放历史

    三是建立起新的水合物分解事件识别指标。识别天然气水合物分解事件对于了解水合物成藏模式及地质历史时期甲烷在全球碳循环中的作用具有重要意义。研究人员在含水合物钻孔岩心的沉积物和碳酸盐岩样品中发现了多层微量元素钼(Mo)的强烈富集,最高富集系数达到273(富集系数>10属于强烈富集),而正常半深海沉积物中Mo的含量偏低,一般富集系数≤1。Mo元素的富集是高度还原硫化环境的指示,推断其富集与天然气水合物分解释放的甲烷厌氧氧化作用有关。由于Mo在地质样品中所赋存的硫化物易于保存,因此,Mo作为有效的地球化学指示剂,能够更好地用于示踪地质历史时期中甲烷渗漏的强度和大规模的水合物分解事件。

    图3水合物甲烷渗漏区Mo元素富集机制

    四是对天然气水合物释放与海底生物关系取得新认识。水合物分解伴随着大量的甲烷渗漏至海水中,从而养育了冷泉生物群。然而,冷泉区生物众多,甲烷渗漏与各类生物存在何种联系目前尚未十分清晰。研究团队对南海北部深水洋流途经海域的天然气水合物异常区钻探站位采集到的冷水珊瑚、冷泉碳酸盐岩进行了鉴定,对其矿物、元素、稳定同位素进行测试和研究。鉴定出3个种的冷水珊瑚,发现南海冷水珊瑚的成因是在洋流作用下多种因素作用的结果。

    研究指出,以甲烷为主的冷泉流体形成冷泉碳酸盐岩,为珊瑚生长提供了硬质基地。渗漏最终停止后,来自西太平洋的深水洋流携带“富营”物质维持冷水珊瑚的生长和堆积。甲烷不仅可以直接为海底生物提供能量,也可间接的支撑珊瑚等生物生长。研究拓展了南海北部海底洋流、冷泉流体的环境效应研究视域。同时,研究团队首次发现在晚第四纪沉积中底栖和浮游有孔虫碳同位素值同时出现极低值事件,对解释陆坡甲烷气释放能否贯穿上层海水及有孔虫碳同位素负偏因素有很好的研究意义。对资源勘探及古海洋环境研究具有重要意义。

    以上研究成果得到国家自然科学项目基金(No. 41372012、41776066和41803026)和南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项(GML2019ZD0506)的共同资助。

    论文信息如下:

    Chen, F., Wang, X. D., Li, N., et al., 2019. Gas hydrate dissociation during sea-level highstand inferred from U/Th dating of seep carbonate from the South China Sea. Geophysical Research Letters, 46, 13,928–13,938.

    Deng, Y., Chen, F., Hu, Y.,et al., 2020. Methane seepage patterns during the middle Pleistocene inferred from molybdenum enrichments of seep carbonates in the South China Sea. Ore Geology Reviews, 125, 103701.

    Chen, F., Hu, Y., Feng, D., et al., 2016. Evidence of intense methane seepages from molybdenum enrichments in gas hydrate-bearing sediments of the northern South China Sea. Chemical Geology, 443, 173–181.

    Deng, Y., Chen, F., Li, N., et al., 2019. Cold-Water Corals in Gas Hydrate Drilling Cores from the South China Sea: Occurrences, Geochemical Characteristics and Their Relationship to Methane Seepages. Minerals, 9, 742.

    Zhuang, C., Chen, F., Cheng, S., 2016. Light carbon isotope events of foraminifera attributed to methane release from gas hydrates on the continental slope, northeastern South China Sea. Science China Earth Sciences, 59, 1981–1995.

    广州海洋局水合物演化机制研究获系列成果

    2019年2月28日是个好日子。这天,在中国地质科学院京区基地召开的一场重要会议——中国地质科学院2019年工作会,让地质科技工作者的热情和凝聚力有了更加精准的落脚点。会上宣读的报告,让我们看到中国地质科技事业的未来有了更加确切的希望。

    2018年的成果为什么大

    使中国跻身世界地质强国行列,世界一流的地学科研能力是基石。1956年建院的中国地质科学院是我国地质专业齐全、规模最大、技术力量雄厚的社会公益类地学科研机构,是国家创新体系的重要组成部分。正因为此,推进地科院的转型发展、创新发展和跨越发展使命光荣而任务艰巨。

    改革,改的就是与发展需求不相适应的上层建筑,让事业跑得更顺更快。报告指出,2018年,通过打基础、建制度、促转型,全力推进地科院改革发展。取得了一批有较大影响的新成果、新进展,地质科技改革发展迈出重要步伐。

    会议现场

    “整体预算和项目数量与往年相比取得大幅提升,有力支撑了地质科技创新发展。”根据报告,2018年地调科研经费实现了大幅提升。全年批复地科院财政拨款总预算3.57亿元,包括近3亿元项目支出预算和超过5千万元的基本支出。全年地科院共承担国家重点研发计划新开项目、国家自然基金项目、地调项目等各类项目(课题)59项。

    这一年,地科院组织开展了地球深部探测领域方面的科研工作。组织实施了“松科二井”等一批地调科研项目取得新成果,有效服务了国家重大战略需求。国家863重大项目“深部矿产资源勘查技术”顺利通过科技部验收,大幅提高了我国深部资源勘查技术自主研发能力。除了地调科研项目申报取得新突破,他们还围绕地球深部探测学科方向部署科研任务,着力培育重大地调科研项目。

    另一方面,转型发展迈出坚实步伐:组织完成深地中心业务部门京区基地搬迁工作,夯实了建设国家地球深部探测中心的科研基础条件。科技人才队伍不断壮大,涌现了一批创新型科技人才、优秀地质人才,一批中青年科技骨干走上地调项目一线。地质科技国际合作也迈上新台阶,由地科院牵头组织召开的国际地球深部探测与应用学术研讨会,宣布推进深部探测国际大科学计划,受到国内外地学同行广泛关注。

    同时,科技管理更加高效。去年,全院认真落实“质量提升年”要求,实现了项目质量检查全覆盖,加强项目预算绩效目标执行监控。建立了职代会制度,顺利召开院第一届职工代表大会暨会员代表大会,选举产生了“两委会”;加强了党的组织建设,党组织战斗堡垒作用得到有效发挥,精神文明建设迈出新步伐,基本形成了风清气正政治生态。

    可以说,2018年给地科院转型发展各项工作打下了扎实基础。

    2019年,地科院向新中国成立70周年献礼,拿什么献?支撑自然资源管理和地质调查中心工作,用什么支撑?

    用成绩,用蓝图,用落实。“立足地球深部探测,奋力谱写地质科技事业改革发展新篇章”正是他们作出的回答。

    报告指出,进一步解放思想、锐意进取、务求实效,全力推进中国地质科学院转型发展、创新发展。并明确了十项任务。其中,让科技创新和体制机制创新这两个“轮子”一起转,是最突出的特征。

    特事特办,打造“科研特区”

    习近平总书记在2018年7月13日召开的中央财经委员会第二次会议上强调,必须切实提高我国关键核心技术创新能力,形成更有针对性科技创新的系统布局和科技创新平台的系统安排。

    科技领域体制机制全国性改革当前,地科院应该成为怎样一个不可或缺的、战略性的科研单位?

    “到2020年建实国家地球深部探测中心,2025年形成国家实验室的雏形,2030年建成国家实验室,2035年建成国家地质深部探测中心、国家实验室和全国地质科技创新中心的三位一体、引领国际地球发展成因的一流国际地球研究与合作交流中心。”2月22日,中国地调局党组扩大会议召开,专题研究地科院改革发展过程中所面临的问题,这便是局党组提出的地科院发展总体思路。如此一来,地科院就是一个有着顶级承载平台、交流平台的国家级创新实体,这项部署可谓高瞻远瞩、深谋远虑。

    “把地科院从管理型机构,转变成为一个以国家重大需求为目标、以重大战略科技为牵引、以项目为纽带的科技引领型学术机构,形成新的体制和机制。这是一项重大任务,大家要有紧迫感。”中国地质调查局党组成员、副局长,中国地质科学院常务副院长李金发在会上说。其中,他重点强调了要切实把深地探测中心纳入地科院体制机制改革的一个重要部分,并尽快启动。

    报告将2019年“一号”任务,交给了加快建设国家地球深部探测中心。

    首先是全力推进地球深部探测重大项目申报实施。它的“新”体现在:加强部际层面的沟通协调;充分发挥首席科学家和院士的咨询参谋作用,全方位推进项目申报;聚焦制约重大资源环境问题和“卡脖子”科技问题,加强重大理论、核心技术和关键装备攻关任务的凝练,修改完善实施方案,加强预算编制;创新和完善组织实施机制,加强科技大协作和优势科技资源的有效整合。

    其次是探索实施“科研特区”运行机制,推动国家地球深部探测中心建设。一是加强科研基础条件建设,建实建强地球深部探测中心。包括完善深部大数据中心、大型仪器设备共享中心基础建设,提升科研基础条件服务能力;大力推进北京天然气水合物国际研究中心、高温高压实验室、泥浆钻探实验室等学科专业实验室建设,形成系统的深地物质、成分、结构探测能力,为建设一流深地探测国际合作交流平台提供强大支撑。二是创新运行管理机制,汇集全国地球深部探测领域科技资源,共同建设“开放、流动、合作、共享”的国家级创新中心。以地球深部探测重大项目的申报实施为牵引,加大基本科研业务费对筹建国家实验室的经费保障力度,着力创建“科研特区”和科技体制改革的“实验田”。

    支撑能力怎么体现?

    向以重大项目目标为导向的科技引领性学术机构转型,考验的是硬本领。如何为国家发展当好参谋和咨询,为地质事业做好科技支撑、提供高级人才,地科院找到了几个有力抓手。

    新开项目更有针对性。报告提出,要聚焦国家重大需求,提升地调科研项目产出效能。2019年及今后一段时期,我国地质调查成果令人期待:

    一是聚焦地球系统科学关键问题,申报实施国家五大平台项目。包括组织申报地下空间和地热领域的国家项目,积极推进“深地资源勘查开采理论与技术集成”及各重点研发课题研究工作,推动深地资源勘查开采理论创新与技术突破。

    二是聚焦国家能源资源安全,组织实施地质调查项目。组织实施东天山-北山盆山结合带、冈底斯构造带关键地区、松嫩地块及周缘关键区带、武陵山-江南造山带等地区的深部地质调查,实施新疆杜热及老爷庙浅覆盖区区域地质调查,开展中国大地构造演化和国际亚洲大地构造图编制,实施蒙西、豫西、鄂西北典型古生物群与关键地层基础地质调查,开展全国油页岩地质调查与评价,实施青海共和盆地干热岩调查评价,实施雄安新区、张家口地区地热资源调查评价,实施雄安新区深部三维地质结构调查。

    三是聚焦国家战略和自然资源管理,不断拓展支撑服务领域。开展上海、济南、惠州等典型城市多要素城市地质调查,支撑国土空间规划;开展地学文化特色小镇建设标准研究,支撑乡村振兴战略;做好“一带一路”资源与环境信息采集及产品开发;组织实施地质调查形势分析、创新平台培育、成果转化等项目;拓展自然资源综合调查、资源环境承载力评价、国土空间适宜性评价等服务领域;支撑做好地质公园管理工作,发挥地质公园网络中心作用,支撑构建以国家公园为主体的自然保护地体系,推动旅游地学发展和地质公园建设。

    另外,地科院在提升机构社会、国际参与度和影响力方面,也拿出了切实举措。

    加强科技战略研究,推动成果转化。为部局院的政策决策提供支撑,协助部局编制有关科技规划和文件制度,承担全局性、前瞻性、战略性研究项目,围绕学科前沿组织专题交流活动。另外,支撑做好自然资源科技平台管理工作和创新协调和成果转化工作。建立和完善科技创新目标评价体系;建成并运行局科技成果转化信息服务平台,助推局属单位提高转化效率和成功率,引导和支持院科技人员从事科技成果转化应用工作。

    推进国际交流合作。加强与国际地学机构和国际组织的交流合作,牵头推进“地球CT”国际大科学计划。做好国际地质科学联合会秘书处、中国国际地球科学计划全委会秘书处等国际组织工作,充分发挥国际组织平台作用,搭建深部探测国际合作交流网络。

    发挥好中国地质学会的桥梁纽带作用。“搭建高水平学术交流平台,打造精品学术交流品牌;完善地质科普体系建设,提升国民科学素质;完善地质行业科技人才体系建设,育荐地学高端人才;巩固精品期刊优势,持续提升刊物影响力;积极承接政府职能转移,提高社会服务能力;加强世界一流学会建设,提高学会精准服务能力。”报告在地质学会职能定位方面提出了殷切希望和要求。

    重点领域改革方向明确

    “2018自然指数年度榜单”显示,我国在高质量科研产出方面保持快速上升势头,这正是改革转型带来的成果。同样,地科院很早就注意到了科研软实力的培育,并通过梳理总结多年来的问题和经验,确定了2019年提质增效的重点方向。

    狠抓国家科技政策落地。报告指出,要推动科研“放管服”政策落地,构建高效的现代科研院所治理体系。一是改革绩效评价机制。充分发挥科研评价导向作用,建立以能力、实绩、贡献为导向的评价机制、薪酬分配制度和奖励制度。二是完善科技管理制度。实施法人责任制下的项目负责人负责制,试行科研财务助理制度,按照能放尽放的要求赋予科研人员更大的人财物自主支配权。

    提升队伍质量。健全科技人才与管理人才成长“双通道”,调整优化人才队伍结构。畅通专业技术人员晋升通道;继续引进急需紧缺高层次创新人才和海内外高精尖人才,自主培养造就一批优秀青年科技创新人才;构建创新实体的运行机制,实施“职务职级并行、岗位轮换交流”的选人用人模式,加强管理人才与科技人才的交流融合,打造一支高效精干的科技管理人才队伍。按照重大项目任务设置和深部中心业务发展方向,充分考虑学科交叉和团队协作,以科研任务和科学问题为纽带,不断调整充实深部中心业务部室。

    巩固后备力量。建实建强中国地质科学院研究生院。推动六大地质调查中心建设研究生分院,突出学科特色、发挥项目、人才、专业优势,建设地球系统科学前沿讲座课程,开设野外实践课程,组织培养单位开设各学科专业课程。同时,推动研究生和博士后培养国际化,加快推进培养外国留学生资质建设,加强与境外知名大学和科研机构联合培养研究生和博士后,提升人才质量。

    科研经费有保障。报告指出,2月22日中国地质调查局党组召开党组扩大会议,明确提出优先为地球深部探测科技创新提供政策、项目和经费支持,全力支持地科院转型发展。

    战斗堡垒更坚实。报告提出,加强党对地质科技工作的领导,推进全面从严治党向纵深发展。坚持以党的政治建设统领地质科技创新工作,坚决把“两个维护”贯穿于地质科技创新工作的全过程;深入推进党风廉政建设,健全完善新时代地质工作风险防范体系,增强干部职工防范和化解风险意识,推动风险排查防控向野外一线延伸。

    科研氛围更浓郁。报告提出,深化政治生态整治专项行动,弘扬学术道德,提倡学术民主,建立诚信制度,树立科研人员潜心研究、甘于寂寞、克服浮躁的良好风气,营造尊重科学、鼓励探索、宽容失败、激励创新、公正透明、民主和谐的创新文化环境。

    迎春花开早迎春。东风起,中国地质科学院正以时不我待只争朝夕之势,锻造着地质科学研究的拳头力量、重要基地和创新高地。

     

    只争朝夕谱新篇