编者按 

“是那山谷的风，吹动了我们的红旗……我们满怀无限的希望，为祖国寻找着富饶的矿藏。”

新一轮找矿突破战略行动启动以来，广大地质工作者大力弘扬爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗的优良传统，把智慧、汗水洒遍山川大地，为地质找矿事业书写崭新的时代篇章。《中国自然资源报》开设“地质足迹印山川”栏目，通过系列报道展示地质人物和团队的感人事迹，推动新一轮找矿突破战略行动取得更大成果。

“要想立足国内实现资源自给，资源勘查必须往深走。”这是第十八次李四光地质科学奖获得者吕庆田一贯的观点。

地层深处高温高压，遍布坚硬的岩石。“入地”之旅怎么走？如何才能“入地”更深？20多年来，中国地质科学院地球深部探测中心研究员吕庆田带领团队在陆内成矿理论和深部找矿预测新方法研究、深部勘探仪器设备研发等方面取得系列成果，给出了答案。

吕庆田2017年参加在美国阿拉斯加举行的 EarthScope会议。

加强地球深部探测

破解资源环境及灾害问题

1981年，17岁的吕庆田在老师建议下，顺利考入长春地质学院应用地球物理专业。1988年硕士毕业后，他被分配到中国地质科学院矿床地质研究所（现中国地质科学院矿产资源研究所），从一名实习研究员干起。之后，他一直在各个项目区通过地球物理的手段研究岩石圈结构等地球科学问题。

2000年，国土资源部“十五”专项研究计划“大型矿集区深部精细结构探测研究”启动，吕庆田参与其中。自此，他的学术方向开始了明确的变化——执着于探向地球深部。

为什么要探测深部、认识深部？“两大因素使然。”吕庆田说。

一是当时全球的矿产勘查都在向深部500米以下进军，我国起步已晚，必须加速赶上。

二是深部因素对成矿的控制作用逐渐被认识到，如幔源岩浆、新生地壳熔融、拆沉与底侵和深大断裂对成矿金属类型和矿床分布的一级控制等。

但深部地质结构、物质性质不清，控矿要素不明确等原因，让勘查深度难以突破，拓展深部资源遇到严峻挑战。为此，吕庆田带领团队先后承担了“十三五”重点研发计划项目“华南陆内成矿系统的深部过程与物质响应”、深部探测专项第3项目等20余项深部金属矿勘查技术和应用研究工作。

2016年5月30日，习近平总书记在“科技三会”上指出，“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。同年，我国酝酿启动深地国家科技重大专项，瞄准国际地球科学前沿进行布局。吕庆田积极参与其立项和申报工作，并负责相关内容的编写。

此后近十年，吕庆田带领团队，以我国东部长江中下游成矿带和西部东准噶尔成矿带为探测对象，在成矿系统理论框架下开展了多尺度地球物理综合探测和研究，在陆内成矿系统的三维结构、深部找矿思路和找矿发现等方面取得重大进展。

选择我国东部长江中下游成矿带和南岭成矿带，以及铜陵、庐枞、于都—赣县等典型矿集区，吕庆田带领团队在成矿带岩石圈层次、矿集区地壳结构层次、矿床（田）精细探测层次，部署开展了三个层次的“入地”探测研究工作。

三个层次的探测研究工作，在揭示区域成藏成矿控制因素、开辟找矿新空间的同时，把握地壳活动脉搏，为提升区域地质灾害监测预警能力提供技术支撑。吕庆田说：“加强地球深部探测，对我国资源能源安全和减灾防灾意义重大。”

发展陆内成矿理论

解开地球深部成矿奥秘

岩石圈结构、物质和深部过程对成矿系统具有关键控制作用，但存在诸多认知“盲区”。

对此，综合20多年开展的综合探测研究，吕庆田带领团队创新性开创了以多尺度探测为特色的成矿系统研究新领域，提出陆内成矿系统受岩石圈拆沉、地壳属性和块体边界控制的新认识，发展了陆内成矿理论。相关成果在“十三五”国家重点研发计划深部探测专项中被充分吸纳。

“比如，以往认为成矿作用大都发生在板块边缘，与板块边缘造山作用密不可分，如洋—陆俯冲造山、陆—陆碰撞造山，而对于大陆板块内部的成矿作用及深部动力学机制却鲜有了解。”吕庆田说，他带领深部探测专项第3项目组在长江中下游成矿带经过4年努力，解开了大陆板块内部成矿的“深部奥秘”。

他们在长江中下游成矿带发现了岩石圈增厚、拆沉和软流圈隆起的关键证据，建立了陆内成矿的深部动力学模型。更为重要的是，他们获取了陆内下地壳和岩石圈地幔俯冲的清晰图像。

“这些发现诠释了为什么在长江中下游这个狭窄的带内，形成了数百个金属矿床。”吕庆田进一步解释说：“与板块边缘成矿类似，大陆内部在远程应力的作用下，也可以发生大陆俯冲，俯冲导致壳幔强烈相互作用，最终沿俯冲带形成大陆内部的巨型成矿带。”

前期扎实的探测研究工作，为钻探验证奠定了良好的基础。庐枞矿集区深部异常验证钻孔取得了深部重大找矿线索，发现了高强度的铀矿化，深部铀矿化为交代碱性岩复合型铀矿的新认识据此被提出。这一发现对庐枞深部找铀具有重大的理论和实际意义，并被推广到华南陆内造山等成矿系统的研究中。

创新深部探测技术

让矿集区结构“透明化”

知道深部有矿，怎么找？当时，国内外都没有多少经验可以借鉴。“

对深部矿产勘查来说，不仅需要突破精度、灵敏度更高的各种传感器技术，提升野外测量设备的稳定性，还要发展新的数据解释技术，把观测的数据转换为‘透视’地下的图像。”吕庆田说。

这一目标，在他带领深部探测专项第3项目组开展长江中下游成矿带深部探测试验时实现了。他们形成了一套针对大型成矿带岩石圈结构探测的技术解决方案，发展了多种地球物理数据处理与解释技术。

通过骨干剖面的反射地震探测和重磁数据的全三维反演，项目组揭示了庐枞、铜陵矿集区的地壳结构框架，发现了一批新的断裂，建立了该地区的三维地质模型，初步实现了矿集区的“透明化”，为认识成矿作用和助力深部找矿起到了关键作用。

“希望我们在长江中下游成矿带、矿集区到矿田的探测模式和技术思路可以推广到其他成矿带去。”吕庆田这样表示。为此，他带领团队经过长期实践探索，提出了稀疏地震剖面、地表地质约束的三维重、磁交互反演地质建模方法，并以此为物性反演初始模型，采用求取置信区间确定物性变化、通过逻辑拓扑实现岩性识别，完善了岩性填图技术，为矿集区结构“透明化”提供了技术手段。

在以上成果基础上，他带着团队经过进一步研究，形成“三维结构+成矿模式+综合信息”相融合的深部找矿“三元”预测方法——通过提取已知矿床地质属性特征，通过三维证据权方法、专家系统、机器学习算法，实现深部成矿预测的自动化和定量化。

利用该方法，他带领团队在安徽庐枞矿集区井边—巴家滩预测区深1500米～1740米之间，发现累计厚97米的高品位铀矿化体；在新疆伊吾县戈壁滩，发现拉伊克勒克大型隐伏斑岩—矽卡岩铜铁矿床，获得333+334铜资源量118.8万吨。矿集区“透明化”探测和“三元”成矿预测方法的有效性得到验证。

目前，“三元”成矿预测方法已推广应用到安徽、新疆、江西、山东等地区，取得了良好深部找矿效果。

研发系列勘探设备

推动我国勘探技术进步

多年的深部探测实践，让吕庆田越来越深刻意识到，突破“卡脖子”核心技术，降低对外依赖，对保障国家资源安全意义重大。强烈的使命感、责任感使吕庆田和他带领的研发团队担起了“十二五”国家863计划“深部矿产资源勘探技术”研发任务。

作为该计划重大项目首席专家，吕庆田带领团队先后突破了高精度微重力传感器技术、铯光泵磁力仪传感器技术、宽带感应式电磁传感器技术等10项关键核心技术。其中，微重力传感器的突破使我国成为国际上为数不多的可以自主生产高精度重力仪的国家。

在重磁、电磁、地震、井中勘探仪器和钻探设备方面，他们研制出高精度地面数字重力仪、大功率多功能电磁探测系统、4000米地质岩心钻探成套技术装备等18套急需的勘探地球物理仪器设备，形成了从地面到地下的系列仪器装备。

在地球物理方法数据处理和解释方面，他们完善了直流电阻率与极化率三维反演方法、重磁三维约束反演方法等20多项地球物理数据处理解释方法，研制出多参量地球物理数据处理与反演软件系统、金属矿地震处理解释新技术与软件系统2套大型软件系统，形成了多功能三维电磁正反演与可视化交互解释软件系统、金属矿地下物探数据处理解释系统等8个专用软件系统。

“这一轮的技术研发，使我国在地球物理勘查技术领域极大地缩小了与国外的差距，大幅度降低对国外勘查设备和解释软件系统的依赖，一定程度上打破了国外在此领域的仪器设备垄断，大幅提高了我国深部资源勘查技术自主研发能力和国际竞争力。”吕庆田说。

他带领的团队因此荣获2022年自然资源科学技术奖特等奖，获得发明专利授权66项、实用新型专利授权45项、软件著作权105项。现在，相关成果广泛应用到矿产勘查、国防、科研和工程等领域，替代国外进口，解决国家重大需求，极大促进了我国金属矿勘探技术的系统提升、整体跨越和进步。

收获“深地”成果

一路艰辛成为美好回忆

系列重大成果的取得并不是一帆风顺的。

“我带着深部探测专项第3项目组在庐枞、铜陵矿集区开展三维立体探测施工的时候困难重重。在野外，我们遇到的最大困难是各种看不见的电磁和振动干扰，这些干扰来自各种电线、工厂、高速路和居民生活区。”吕庆田苦笑着说，因为反射地震的数据采集要记录地下几十千米反射上来的信号，需要绝对的安静。

为了获得高信噪比的数据，项目组不得不在夜深人静的时候采集数据。有时，他们还需要设置警戒，或与周边的工厂协调暂时停工。这需要他们和当地相关部门和百姓反复沟通。

“技术上的难题、施工上的困难、与当地相关部门协调等，多年下来，大家都成了多面手。”吕庆田笑着说。

20多年在深地探测领域的不懈努力和学术积累，让吕庆田及其团队先后获得国家科技进步奖一等奖、二等奖各一项；国土资源科学技术奖一等奖3项，二等奖1项。他本人于2009年入选国家“新世纪百千万人才工程”国家级人选，2019年入选自然资源部高层次科技创新人才第二梯队人才和科技创新团队（负责人），2023年获得第十八次李四光地质科学奖（科研奖）。他先后为国家培养了18位硕士、20多位博士和10多位博士后，带领的深部资源探测研究团队于2018年入选自然资源部高层次科技创新团队。

“与6000多千米的地球半径相比，我们的研究还仅仅停留在地球的表皮。”吕庆田说，“我毕生奋斗的方向就是带领团队拓展深部空间，认识地球深部运行规律，发现更多的资源。为了在这个方向走得更远，我们比以往任何时候都更加需要弘扬李四光等老一辈科学家的精神，坚持真理、严谨求实、锐意创新，以李四光先生的崇高精神为标杆，主动服务国家发展战略需求，积极投身地球科技创新前沿，努力为建设科技强国贡献力量！”

在广东省茂名市电白区马踏镇石古湾村小学，有个“乡村振兴海洋地质科普室暨科普教学点”。这是广州海洋地质调查局发挥专业优势助力乡村振兴的一个小小窗口。

对于这所乡村小学的孩子们来说，在这间陈列着各式地质科普展板、实物样品及船模的教室里，不但有他们听不够的地质科普故事，更藏着他们对地质科学世界的憧憬与向往。因为，他们和他们的家人正深切感受着地质科学技术给生活带来的巨大变化。

据了解，为贯彻落实党中央、国务院关于实现巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接的重大决策部署，根据中国地质调查局党组部署安排，广州海洋地质调查局将地质调查应用到农业领域，在马踏镇重点村正持续开展马踏镇生态农业地质调查项目，以专业技术优势赋能乡村振兴。

为土地做“体检”，摸清资源“家底”

马踏镇位于广东省茂名市电白区东部，是广州海洋地质调查局等单位乡村振兴定点帮扶单位。这里耕地多，土地肥沃，水资源丰沛，素有“电白粮仓”美称。已完成的“广东阳江-茂名地区1∶25万多目标地球化学调查”成果表明，马踏镇富硒土地资源较为丰富，具有发展天然富硒产业的潜力。

如何科学利用富硒土地资源，激发天然富硒产业潜力，通过发展特色产业，以产业振兴促进乡村振兴？解决问题的“钥匙”非生态农业地质调查莫属。

开展土壤剖面取样

生态农业地质调查主要是以地球化学技术开展土地质量现状调查，了解土地中营养元素（氮、磷、钾等）、生命健康元素（硒、锗、钼、锌、锶等）以及重金属元素（镉、铬、铅、砷、汞等）含量分布及其生态效应。

通俗地讲，就是对土地进行抽“血”体检，这里的“血”主要是土壤。通过分析土壤中多种元素，对土地的健康状况进行评价，让农户了解土地贫瘠，农作物长势差、产量低的原因，以便对症下“药”；哪些土地的粮食和果蔬品质好，更利于人类健康；哪些土地可能对人体健康和环境造成安全隐患等。

生态农业地质调查通过科学手段查明耕地的质量，服务于粮食生产，为保障国家粮食安全贡献力量，也是支撑乡村振兴重大战略的有力抓手。

无人机航测图

据介绍，马踏镇生态农业地质调查项目已纳入中国地质调查局编制的《地质调查支撑服务乡村振兴总体方案（2021-2025年）》。通过该项目实施，2022年度，项目组在茂名市电白区马踏镇石古湾村完成1∶10000土地质量地球化学面上调查和1∶2000土地质量地球化学加密调查，共采集341件土壤样、10件水样和30件农作物样，并完成样品的测试分析，对马踏镇石古湾村全域开展了春秋两季无人机高分辨率影像航测。为持续支撑茂名市电白区马踏镇乡村振兴工作，2023年度，项目组在茂名市电白区马踏镇黄羌村和下山村开展生态农业地质调查工作，设计采集样品286件，截至目前，已采集样品206件。

项目成果表明，石古湾村富硒富锗富钼土地资源较为丰富，圈定了天然富硒土地2247亩、富锗土地2750亩、富钼土地4835亩，区内采集的16件稻谷硒元素含量范围为0.033~0.085mg/kg，平均含量为0.052mg/kg，大于标准值0.04mg/kg，稻谷富硒比例高达81.25%，为当地富硒富锗富钼特色农业发展奠定了资源基础。

通过调查，项目组还摸清了村域内地貌特征、农作物种植结构和特色农业分布区等现状，编制了《广东省茂名市电白区马踏镇石古湾村生态农业地质调查图集》，为乡村规划、种植结构调整、富硒富锗富钼特色产业规划和发展提供了科学依据。

是“辛苦活”，更是“精细活”

生态农业地质调查最辛苦的莫过于采集园地或长期积水的水田中的土壤样品。

时至夏日，粤西地区已经进入“蒸烤箱模式”，地面温度超过40℃。为保证及时推进“马踏镇生态农业地质调查”项目土壤取样工作，技术人员在马踏的田园里开展采样、编录、拍照等各项流程工作不但要克服高温“烤”验，还要时刻防范粤西地区红蚂蚁和蛇的“亲密接触”。

前往采样点

此外，这里的园地大多数不是普遍认为的菜园地，而是果园或橡胶园等，其植物群落结构与林地类似，灌木荆棘蕨类等丛生，往往无路到达采样站位，需要技术人员扛上设备负重当场开辟一条新路到达目的地。技术人员在前往目的地的过程中被树枝、荆棘弄伤，被山蚊叮咬便成为日常。而且，长期积水的水田淤泥较深，技术人员扛着设备更容易下陷，可谓举步维艰。

在这样的环境工作一天，技术人员身上的工作服都会因为大量出汗而凝结几层盐霜。此外，由于腐殖质含量比较高，在水田里采样后整个人都散发着臭烘烘的气味。

生态农业地质调查是个“辛苦活”，也是个“精细活”。

为了安全保障和野外工作顺利执行，项目组会请一位熟悉当地地理环境的村民当向导。有一次，向导好奇地说：“在地里取土样不就是简单的事儿嘛，土到处都是，随便取便是了，为何流程如此繁琐，而且你们取样为什么不直接用铁铲，而非要用木铲？”

对于村民的疑问，技术人员耐心地解释道：“取土壤样必须依照规范操作，比如，耕地的土壤样取的是表层0~20cm土壤，由1个主样和3~6个副样混合而成；取样的位置已经设计好，不是随便在哪个地方取就可以的；取样时需要用木铲将铁铲接触过的土壤先剔除，再取样装入样袋，如果直接用铁铲，可能会导致铁铲的金属元素污染样品，导致样品测试数据不准确。”

向导听后连连点头说：“原来挖个土也有这么多规矩，真是长见识了。”

为农业转型带来新“硒”望

在调查成果的基础上，广州海洋地质调查局积极支撑石古湾村申报天然富硒土地认证，取得由广东省科协天然富硒土地资源科技成果转化联合体、广东省地质学会联合颁发的天然富硒土地认定证书。首批认证的天然富硒地块面积691亩，土壤硒含量范围为0.44~1.38mg/kg，平均含量为0.79mg/kg，高于富硒土壤标准。这是茂名地区首个获得省级认证的天然富硒地块，天然富硒土地的成功认定为马踏镇发展富硒产业打下了品牌基础。

据石古湾村驻村第一书记介绍，石古湾村立足“富硒”资源禀赋，已引导成立了8家合作社，流转土地近2000亩，初步建成电白区丝苗米产业园“富硒水稻种植基地”、“退桉改香”种植示范基地、“富硒”特色农产品种植示范基地，带动约150位村民实现家门口就业，发放劳务工资近300万元。

显然，生态农业地质调查使茂名市电白区看到了农业转型升级的新“硒”望。2023年5月11日，电白区委书记谭剑锋主持召开专题会议，研究马踏镇富硒产业发展相关工作，强调要立足资源优势，推动资源优势转化为产业优势和经济优势，全面推进富硒特色农业产业发展，实现强镇富民，全力打造粤西首个富硒特色产业，建设美丽健康电白。

据介绍，目前，马踏镇正依托富硒资源调查和富硒认证基础，大力推动丝苗米、千禧果、沉香、杨梅等特色农产品市场化、产业化、品牌化和标准化。加快马踏镇农业产业的转型升级，助力打造富硒特色品牌农业，将富硒土地资源优势向富硒产业优势、经济优势转化，促使其成为农民增收致富的“金篮子”。

“保护生态环境，深挖土地绿色资源潜能，用绿水青山孕育好产业，助力乡村振兴，是我们开展生态农业地质调查的愿景和最终目标。”项目组人员说。

道阻且长，行则将至，行而不辍，未来可期。开展生态农业地质调查推进乡村振兴是一件久久为功的工程，是一项服务于土地资源管理、地方经济发展和乡村振兴的基础地质调查工作，也是自然资源系统践行绿色发展理念的重要举措。

接下来，广州海洋地质调查局将持续开展茂名市电白区马踏镇重点村生态农业地质调查，查明富硒土地资源禀赋，推动马踏镇天然富硒土地开发与利用，持续为当地绿色特色农业发展“造血”，服务地方经济发展和“百县千镇万村高质量发展工程”。