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    海洋资源是海洋环境中可以被人类利用的物质、能量以及空间,包括生物、矿产、海水、空间资源及海洋能源。人类对海洋资源的调查、开发和利用是从近岸到远岸,再至深海。随着人们对海洋资源环境重要性认知程度的加深,海洋环境调查和影响评价成为提高海洋资源开发利用价值、维护海洋环境功能的重要方式。

    环境基线值指研究区环境参数的当前水平值,即环境现状值,它是环境影响评价工作中最基础的内容。环境基线调查需要记录包括物理海洋学、化学海洋学、地质地貌、生物群落等方面信息。其中,生物基线调查的主要内容包括:采集原生动物及后生动物群落数据——巨型动物、大型动物、小型底栖动物、微生物群落、底栖鱼类和食腐动物以及与资源直接相关的生物区系的数据;记录观察到的海洋哺乳动物,近水面大型动物和鸟群;记录和描述沉积物的生物扰动活动和混合状况;摄影记录手段建立图像背景资料档案;等等。

    近期,自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局首次依靠自身力量完成了西太平洋工区的生物和环境调查外业工作,采集了浮游生物、底栖生物、微生物样品,并利用海底摄像记录大型底栖动物与底质环境的图像资料,为建立深海环境基线打下了基础。

    合理的技术路线和科学的技术方法是航次任务顺利完成的重要保证。下面,我们来围观本航次生物与环境调查过程与方法。

    浮游生物调查取样

    浮游生物是指生活在水中缺乏有效移动能力的漂流生物,分为浮游植物和浮游动物。它们体型细小,大多肉眼不可见,且其游动速度往往比它自身所在的洋流流速慢很多,因此它们常常“随波逐流”。浮游生物种类和数量繁多,且时空变化明显,是水域中其他生物生产力的基础。浮游生物调查研究有重要的科学价值,它们有的可以作为海流指示种,有的具有富集放射性同位素的能力并可以作为污染的指示种,硅藻、有孔虫和翼足类等死后沉积在海底,成为海洋底质重要组分,能助力古海洋环境研究。

    我们使用深水浮游生物拖网(图1)来获取大洋浮游植物(藻类)、小型浮游动物和大中型浮游动物样品。

     

    图1 深水型浮游生物拖网

    采样之前,需要准备3个润洗好的广口瓶,记号笔分别标记大、中、小和站位号,对应收集浮游生物拖网中的样品,同时备好甲醛溶液、镊子,手套等工具。每次下网前检查三个网的网具是否破损,网底管是否处于闭口状态(图2)。

    样品采集时,拖网的落网和起网保持匀速和慢速,速度0.5m/s左右,钢丝绳倾角不得大于45°,直到拖网设备出水。使用水泵抽海水,从凌空的网外侧自上而下冲洗,使粘网的标本集中于网底管,确保网中样品全部收入样品瓶,采集的样品使用中性的甲醛溶液固定,最后将样品放入阴凉避光的样品库保存。

     

    图2 浮游生物拖网采样

    底栖生物调查取样

    海洋底栖生物是指栖息于海洋基底表面或沉积物中的生物。它们多为无脊椎动物,也包括以绿藻、褐藻、红藻等为主的典型植物。按生活方式,底栖动物有固着、附着、穴居、爬行、游泳、共栖、共生及寄生等多种类型,其种类多样性极其复杂,分布范围从潮间带直至万米水深的深海底。按体型大小,底栖动物可分为大型、小型和微型底栖动物。底栖生物分别处于不同的营养层次,并且与底质环境之间存在耦合关系,因此,阐明底栖生物的数量变动规律及其与本底环境、资源间的联系,对海洋环境调查研究有重要意义。

    本航次底栖生物调查对象以底栖动物为主。按体型大小,调查对象分为大型底栖、小型底栖和微生物。大型底栖和小型底栖(以能否通过0.5mm孔径的筛划分)调查工具包括箱式采样器、定量框、样品筛、PC管等。

    采样之前,准备好硅胶软管、3个广口瓶、定量框、量杯、PC管、铲子等工具,样品筛的最上和最下层孔径没有要求,可以选择粗孔径的网筛,中间三层由上至下按孔径从大到小的顺序排放。

    底栖生物调查可以使用底拖网和箱式采样器等方式,本航次以箱式采样为主。箱式采样器出水、去上覆水后,观察沉积物的表层有无大型生物体,若有可用自封袋留存,拍照记录样品位置和站位名称;挑选未扰动或扰动少的地方,将备好的定量框和PC管插入箱式采样器中;待箱式采样器中的泥样脱离箱体,拍照并记录;取出插管,处理后两头加管堵,贴好标签根据实验目的置于普通冰箱冷藏或冷冻保存,待检测小型底栖生物;取出定量框并进行过筛处理,过筛时顶层可以加盖一层筛子防止冲水时水泥溅出,同时也防止高压水枪直接冲破样品,最底部垫一层筛子,有利于泥水尽快排空;过筛后将筛子上的剩存物分别装到样品袋,处理后置于普通冰箱保存,待检测大型底栖生物(图3)。

     

    图3 底栖生物调查取样

    微生物调查取样

    海洋微生物是来自海洋环境,可在寡营养、极端环境(低温、高压、高盐等)下长期存活并能持续繁殖的微生物,主要包括真核微生物(真菌、藻类和原虫)、原核微生物(海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等)和无细胞生物(病毒)。海洋微生物在生物地化循环中起非常重要的作用。深海微生物由于长期处在极端环境条件,使之形成了特殊的生物结构、基因类型和代谢产物,是重要的深海生物资源,也是深海环境基线调查的内容之一。

    本航次微生物调查内容为:水体/沉积物样品中的微生物群落多样性组成及空间分布特征等。调查工具包括箱式采样器、活塞重力采样器、无菌袋、无菌注射器、无菌瓶、去离子水、缓冲液、液氮等。

    箱式取样器出水后,用软管和无菌广口瓶收集上覆水,立即冷藏和沉淀;用润洗过的花泥铲或不锈钢勺刮取表泥(未扰动,水平方向不紧挨着插管和箱式壁)装入无菌袋,由于微生物样品对光照和温度变化十分敏感,为了防止其降解,现场处理完成后可将其置于超低温冰箱(-80℃)保存;将事先冷藏的上覆水样品取出,润洗所有过滤工具,包括空瓶、镊子、滤膜夹等器具(膜除外);滤膜夹装膜并过滤,过滤过程需注意水要从膜具的中孔流出,且螺纹口处不漏水。过完膜后,用镊子将圆形滤膜折成小扇形过液氮,置于EP管中超低温保存(图4);重力柱的上覆水/泥样品以类似的方式处理。

    图4 微生物调查取样

    海底摄像影像资料采集

    如果你认为4000米水深以下的海底是一望无边的黑暗和寂静,那你就错了。利用海底摄像系统,我们能揭开海底原貌的神秘面纱。淡定摇尾的鱼、落荒而逃的芒虾、看似不动的蛇尾、海参和海葵、固着海底的海绵、一张一弛的头足类......在镜头下一览无遗。

    本航次海底摄像调查内容为:记录底质环境状况;记录大型生物多样性。深海高清摄像系统主要由甲板单元、水下拖体及光电复合缆组成,可满足最大摄像作业深度为6000米。

    通过海底摄像可以现场记录底质环境状况;现场记录摄像大型底栖生物出现的时间、数量、种类(图5,图片依次为芒虾、蛇尾、海参、鱼类、海葵、海绵、快速游动的头足类);根据班报记录情况统计底质环境状况和底栖生物多样性。

      

     

    图5 深海大型底栖生物影像

    初步认识

    本次调查收获满满,所获浮游生物样品肉眼可见桡足类、端足类(钩虾)、水母、浮游幼体等浮游动物;大型底栖生物样品肉眼可见生物栖管、海绵骨针;微生物样品从上覆水过滤和表层泥样中提取,需进一步实验室检测分析其群落结构和多样性;海底摄像拍摄到的生物超过200个,主要生物类型有:海绵、蛇尾、鱼类、虾类、海参、头足类、海葵等。

    当前,服务支撑海洋生态环境保护,实现海洋资源绿色勘探是自然资源统一管理的重要内容。新时代新职责赋予海洋调查研究工作新使命,也要求基层海洋工作者不断学习和参与实践,丰富原有知识体系,跨学科交流和融会贯通,才能提高履职尽责能力,适应职能转型的新要求。

    广州海洋局:西太平洋航次生物与环境调查手记

    人间最美四月天,不负春光与时行。为进一步丰富职工文化生活,激发职工干事热情,促进职工情感交流,中国地质调查局发展研究中心工会于4月25日,以“踏青赏春享奇观 凝心聚力谱新篇”为主题,组织干部职工150余人到石林峡开展春游活动,发展研究中心相关领导应邀参加活动。

    石林峡景区位于平谷区黄松峪乡,是黄松峪地质公园的核心景区,缘于峡谷内四座峭拔挺秀的石林峰群而得名,石林山峰由距今14亿年前的石英砂岩构成。景区为一条狭长的山谷,这里山峦嶙峋,林木茂密,既有流水飞瀑的灵性,又有古藤野花的烂漫,山峰奇秀,如诗如画。景区的一大特色,就是钛合金UFO-飞碟玻璃观景台,观景台造型奇特、几乎全透明悬于空中,距离崖底约400米,置身台上,下视无碍,似无所依,令人举步惊心。

    通往观景台的一条山路,狭窄陡峭,大家三五成群,结伴而行,拾级而上,途中大家走走停停,或攀爬直上,或亭间小憩,一路欢声笑语不断。爬不动的时候,大家相互鼓劲,咬紧牙关不放弃,最终成功登顶!走在玻璃剔透的观景台上,极目远望,风光无限,金海湖、盘山胜景尽收眼底,低头俯瞰石林峡之雄奇险秀,脚下的万丈深渊和谷底清晰可见。职工纷纷表示,登高望远,春色美、心情畅, 一路艰辛都是值得的!

    本次春游活动,为大家提供了一次畅游旷野山林,领略田园风光的机会。活动中,大家感受着大自然的壮美,呼吸着山谷里的清新空气,职工之间互助互爱,认定目标不畏难、不放弃,展示了良好的精神风貌。通过活动,职工身体得到锻炼,心情得到放松,压力得以缓解,凝聚力进一步增强,大家表示,将以更加饱满的热情和更加昂扬的斗志,推进发展研究中心各项工作有序开展。

    发展研究中心组织职工开展春游活动

        受局领导委托,局机关党委慰问组于7月1日赴水环地调中心“华北严重缺水地区和地方病严重区地下水勘察及供水安全示范”项目组进行慰问,为炎炎夏日中坚持在野外一线工作的同志们带来了局党组的关心和慰问。直属机关党委常务副书记李明祥同志将局党组的慰问信送到项目组负责同志手中,并和项目组人员进行了座谈。水环地调中心副主任郭建强和项目负责人李伟介绍了项目的进展情况和效果。
        “华北严重缺水地区和地方病严重区地下水勘察及供水安全示范”项目组自2007年以来一直工作在太行山区,该地区降水量少,人口密度相对集中,饮水安全不能保证,地下水勘察难度非常大。此前,该项目组在唐县等严重干旱地区找水取得了显著的成效。近期,保定地区的气温高达42.9°C,项目组的同志们仍然坚持工作在野外第一线。由于中午时段天气热而且仪器信号弱、效果差,项目组的同志们将工作时间提前到早晨五点,延长至晚上十点,保证了项目的顺利开展。该项目工作地区都是地质构造特别复杂、长期啃不动的硬骨头,专家们运用长期积累的技术专长,凭借不畏困苦的顽强精神,发扬老一辈共产党人全心全意为人民服务的优良品质,各专业技术密切配合、群策群力,在今年顺平县春季抗旱、缓解干旱缺水方面取得了进一步的突破,受到当地政府和百姓的欢迎和好评。
        李明祥同志在座谈中强调,水环地调中心和“华北严重缺水地区和地方病严重区地下水勘察及供水安全示范”项目组为太行山革命老区作出了重要贡献。局领导特别关心野外一线工作的同志们,临行前特意嘱咐一定转达局党组对同志们的关心和慰问。近日以来不少地区持续高温,华北地区尤其炎热,希望同志们能够科学安排工作,注意身体健康和安全。
        李明祥同志还指出,目前,局系统正在深入开展作风建设活动,机关党委力求转变作风、改进工作方式,进一步加强基层和野外一线调研,熟悉野外工作情况、了解同志们的思想状况,积极协助解决实际问题,更好地改进和提高党建工作的水平和效果。
        水环地调中心领导和项目组的同志们对局党组的关怀表示感谢,表示一定不辜负局领导的期望,虽然工作难度大,客观条件差,但是大家有信心,一定会齐心协力、攻坚克难,圆满完成工作任务。


    党的生日送关怀 深入一线察民情

    2011年6月25日,南岭于都银坑科学钻探开钻。 资料图片

    绵亘起伏的南岭,巍峨壮丽,蕴藏着丰富的矿产资源,自古便有开采矿石的记载。新中国成立后,一代又一代地质工作者不懈探索,在南岭地区找到了钨、锡、金、银、铜、稀土等国家急需的矿产资源。

    共和国从来没有忘记曾经为革命付出巨大牺牲的赣南老区。近年来,自然资源部中国地质调查局怀着对老区人民的无限热忱,在赣南矿业扶贫的征途上竭尽全力,善作善成,谱写了一曲攻坚克难、精准扶贫的壮歌。

    红土地上“锡”生辉

    在中国革命史册上,江西省会昌县是一个红色的县城,这里蕴藏着丰富的矿产资源,也是国家扶贫开发重点县、罗霄山区集中连片特困地区县。

    会昌岩背锡矿矿区毗邻广东省和福建省,位于武夷山脉与南岭山脉的交汇处和江西会昌、安远、寻乌三县交界处。这是一座有着30年开采历史的老矿山,追溯它的发现与勘探,江西地矿人可谓立下了不朽功勋。

    1981年,物化探队701分队在赣南地区化探扫面时,在锡坑迳地区圈出锡异常区,原地质矿产部将其立项为《江西省会昌县岩背矿区锡矿普查》。为了探明其产状,由909大队负责钻探施工,在矿区东西向各打了一个300多米深的钻孔,却没有收获。时任江西地质科学研究所所长的吴永乐与总工程师李崇佑、分队长朱焱龄等人组织大家探讨研究,决定在露头上打一个钻孔。这一打,就是80多米厚的矿体,拉开200多米距离后再打一个孔,又见到了100多米厚的矿体,而且品位很高,这让在场的人振奋不已。

    最后探明储量锡10.1万吨左右,伴生银100多吨,是一座斑岩型大型锡矿。

    当时江西地质科学研究所有个中英合作的科研项目,英国人辛普森随项目组来到矿区考察,看到如此罕见的重大发现,惊叹道:“找到这么大的矿,你们队员可以拿到多少钱?”

    “我们有工资啊。”队员的回答令辛普森百思不解,他啧啧地感叹:“我们要是找到了这样的矿,每个人至少要拿5万英镑。”

    为了支援老区,原国土资源部把岩背锡矿作为重点扶贫项目,将多年积累的地质勘查资料无偿移交给赣州市进行开发,岩背锡矿成了县里最赚钱的企业,所产生的经济效益和社会效益,惠及老区乡亲。

    但地质人没有止步,继续投入资金开展详细勘探,这是赣南地区实现边探边采的最早案例,也是矿业扶贫的重要标志。

    春风又绿老矿山

    铁山垅镇位于江西省赣州市于都县南部,全国九大钨矿之一——铁山垅钨矿就坐落于此。

    离镇不远的地方,就是当年红军挖钨砂的露天采场。如今,采场前的山峰已被削去大半,对面是一片低矮的泥砖青瓦房,因年代久远,风雨侵蚀,大多已破烂不堪,残亘断壁随处可见。唯有一栋砖瓦结构的新房伫立在这片荒舍之间,显得格外醒目。

    沿着泥泞的小路,走近这座建筑,记者发现正门墙面上挂着一牌匾,上面写着“中华钨矿公司旧址”。据说,这是百年钨业庆典时,县里拨专款在原址上修建的。史料记载,1931年初,铁山垅钨矿成立,一年后,红军在此基础上成立了“中华钨矿公司”。

    站在“中华钨矿公司”原址上极目远眺,烟雨朦胧中,群山袒露着褐色的胸膛,似乎在诉说那一段不寻常的历史。可以想见,当年在一片沸腾的山峦中,军民组成挖矿运矿队伍,穿过国民党严密的层层封索线,用钨砂换来红军急需的布匹、药材、粮食等物资,让革命的队伍得以生存与壮大。

    在这片旧居中,有一座特别的建筑,这是当年的红军医院。小院房屋虽旧,但柳枝吐绿,红梅绽放,还有一只尾巴长长漂亮的红嘴山雀在枝头啼唱,一片春意盎然的景象。追溯铁山垅那承载着红色基因的历史,今天的她如何焕发青春更值得人们探寻。

    退休工程师刘洪禄回忆道:“以前国民党在民窿采矿时,就像打老鼠洞一样,采富弃贫,把巷道挖成了‘Z’字形。而现在用的是‘开天窗’方法。”据了解,在矿的上部没有民房设施,允许陷落的情况下,就可使用“开天窗”法,首先恢复原有的窿道,在外部打一个巷道,与原窿道相通,慢慢往上掏,靠矿的自重把矿挤出来,掏不动的时候,装炸药侧崩一下,孔也越掏越大。矿是破碎的,当天窗打开,应力释放,就达到了控制矿区地压,为下一步机械化开采创造了条件。在难采矿资源示范项目建设中,采用这种强制崩落围岩与诱导式出矿相结合的技术,取得了很好效果,受到中国地质调查局专家的好评。

    2013年10月27日,矿产资源综合利用示范基地建设合作(共建)协议签字仪式在京举行。江西赣南钨矿资源综合利用示范基地被授牌,其共建时间为2011年~2015年。铁山垅便是江西赣南钨矿资源综合利用示范基地之一。在铁山垅实施的上坪矿区难采矿资源回收示范项目,每年可采矿12万吨,从2011年~2015年,共采矿80多万吨,盘活难采矿资源矿石量842万吨,钨金属量1.82万吨,伴生金属610吨,难采矿回采率达92.8%,潜在经济价值18亿元。

    数据证明,赣南无愧于“世界钨都”的美誉。据悉,赣州的黑钨矿资源保有储量占中国的30%左右,其销售收入占全国钨工业销售收入的35%。

    中国地质调查局通过实施钨矿调查评价及老矿山深部和外围找矿项目,为赣州市新增3万吨接续资源。

    枯木逢春,旱苗得雨。盘古山钨矿、画眉坳钨矿、会昌岩背锡矿……一座座老矿山又迎来了它们的春天。

    情注“银”坑深千丈

    2011年6月25日,在赣南温馨的扶贫记忆里,创纪录的一页被掀开——孔深3000米的南岭于都银坑科学钻探开钻。这是原国土资源部《深部探测技术与实验研究专项》在南岭重要成矿带组织实施的第一口资源科学钻探井,也是在全国范围内施工的7口2000米~3000米钻探预导孔之一。孔址的确定,经过地质、矿产、地球物理探测等前期准备和专家的反复论证,以陈毓川院士领衔的科研团队作后盾,还有实力雄厚勘探队伍加盟,近3000万元国家科技专项资金支持,南岭科钻一开钻便令人瞩目。

    为什么会把科钻放在于都银坑?赣南地质调查大队总工程师曾载淋解释道:“一是于都—赣县矿集区,处于南岭和武夷山两个成矿带交汇部位,两个成矿带之间的关系值得探究。二是在钨的背景下,产出丰富的银铅锌金矿,值得探索。三是银坑—青塘地区区域性推覆构造发育,对成岩成矿有什么控制作用?四是银坑一直是大家重点关注的重要找矿远景区,没有实现大的找矿突破,是不是研究没到位,需要深部揭露?”

    2014年5月18日,一列来自中国地调局的“科技列车”,载着陈毓川院士率领的30多位专家教授驶进银坑,共同把脉会诊。专家们认为:勘查区内成矿地质条件优越,目前区内已提交一个中型金矿、一个中型银矿、一个中型铅锌矿、一个大型滑石矿,地质找矿和成矿理论研究工作均取得了重要的阶段性成果,根据现有工作程度控制,完全有望实现3~4处大中型金银铅锌铜矿产地、2~3处可供开发的大型矿产地的预期目标,将为赣南多金属矿区地质找矿发挥重要的指导和引领作用。

    “科技列车”满载的智慧和深情,灌溉出南岭金银铅锌铜的璀璨矿花!

    阳春三月,驰骋在春回大地的赣南,田野里油菜花黄灿灿一片,山坡上杜鹃花开得正艳,耳畔响起那曲熟悉的《映山红》,仿佛又回到了那个红色的革命年代——

    “夜半三更哟盼天明,寒冬腊月哟盼春风。若要盼得哟红军来,岭上开遍哟映山红……”

    莽莽南岭深深情