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    近日,中国地质科学院地质力学研究所孟华君副研究员团队依托“沈抚新区活动构造与地质调查”项目成果,出版了《浑河断裂活动性与地质灾害效应评价》专著。

    全书分为九章,共50余万字。该书从区域地质背景、浑河断裂带构造特征及活动性、研究区工程地质特征、地质灾害发育特征及形成机制、浑河断裂地质灾害效应、区域地壳稳定性评价、典型场地稳定性分析及防治建议、结论与建议八个方面,梳理了研究区主要活动断裂和重大工程地质问题发育特征,揭示了浑河断裂的活动特征及其对地表区域性不良工程地质问题(地裂缝、滑坡等)的控制作用,厘清了浑河断裂带及其诱发的滑坡、地裂缝对抚顺西露天矿等重大工程安全运营的影响机理、模式和灾害效应。在此基础上,结合抚顺西露天矿停采闭坑、由采转治工程场景,重点分析了西露天矿北帮边坡未来失稳风险,并提出了相应的防灾减灾建议。

    《浑河断裂活动性与地质灾害效应评价》专著出版

    近日,中国地质调查局地学文献中心(以下简称“地学文献中心”)发布《2024年全球地质学研究前沿》报告(见图1)。该报告归纳了全球地质学19个分支学科的54重点研究前沿(见图2),解读了每个研究前沿的背景、主要内容、主要研究国家和机构,为地质工作者了解全球地学研究进展和新态势提供重要参考。

    《2024年全球地质学研究前沿》以科睿唯安公司基本科学指标数据库(Essential Science Indicators,简称“ESI”)2018-2023年地球科学693个研究前沿为起点,结合中国科学院、北京大学、中国地质调查局、中国地质大学(北京)、中国矿业大学(北京)等机构26位地质专家意见,遴选出地质学19个分支学科(矿床学、油气地质、矿产开发利用、煤田地质学、绿色能源、水文地质学、工程地质学、环境地质学、构造地质学、岩石学、古生物学、地层学与地史学、第四纪地质学、前寒武纪地质学、海洋地质学、地震地质学、火山学、行星地质学和同位素地质年代学)54个重点研究前沿,并利用AI技术,从定性和定量两个维度进行分析和解读,同时评估中国、美国、英国和日本等国家和全球主要地学研究机构在研究前沿的贡献。

    该项成果是地学文献中心利用大数据和AI技术结合分析取得的一项创新性成果,旨在帮助地质科技工作者从海量的文献数据中攫取到最感兴趣的科研主题及其科学文献,获取其中最为重要、关键的有效信息,识别最活跃的地学研究前沿和发展趋势,助力地质科技创新发展。

    图1 2024年全球地质学研究前沿报告封面

     

    图2 全球地质学19个分支学科和54重点研究前沿

    地学文献中心发布《2024年全球地质学研究前沿报告》

    因为这场盛会,第26次与你相遇。

    老朋友、老地方,让对话与交流如此融洽,也让共识与信任更加稳固。在这里,我们一起见证矿业的繁荣兴盛,也共同经历矿业的凛冽寒冬;感触矿业深度调整的强劲脉搏,也洞见矿业壮阔前行的美好未来。

    25年,崎岖成大道,阡陌变通途。中国国际矿业大会一路成长、日臻完善。借助这方平台,中国矿业以开阔的胸襟、开放的姿态,加强与国际矿业的沟通融合,以一次次充分的对话,促成一次次多赢的合作。国际合作路径从无到有,多领域交流平台从小到大。一个更加绿色、更加安全、更加和谐、更加智能、更加高效的现代矿业,精彩于世界舞台,吸引了越来越多的志同道合者。

    作为全球规模最大、最具影响力的矿业展会之一,中国国际矿业大会无疑是全球矿业发展一个非常重要的风向标和晴雨表,从中可以一窥国际矿业发展的风云变幻、大势所向。

    我们看到,合作仍是一大主题。经过25年的发展,中国国际矿业大会已成为国内外矿业企业参与矿业国际产能合作、实现共赢发展的重要平台。以“共促矿业合作 共创美好未来”为主题,本届大会一如既往聚焦开放合作,推进践行共建“一带一路”倡议,旨在促进和深化国际矿业合作,实现互利共赢。

    我们看到,“朋友圈”在持续扩大。本届大会迎来30多个国家、地区和国际组织的来宾,近400家国内外参展商参展,近万名参会代表和专业观众参加大会,表现出高涨的热情。

    我们看到,矿业发展前沿在突破。1场主题论坛、5场高层论坛、18场专题论坛和13场专场推介将次第拉开帷幕……矿业领域的新进展、新动向、新趋势将在这里分享碰撞,矿业领域的新理论、新技术、新方法将在这里交流展示,矿业领域的新认识、新成果、新经验将在这里积淀呈现。

    此时此刻,世界的目光再一次聚焦中国、聚焦矿业。

    这是一个传统而不断焕新的行业。

    矿产资源是经济社会发展的重要物质基础,矿业已成为全球经济不可或缺的重要力量。时至今日,矿业的基础性地位依然没有改变,并在加快经济社会全面绿色转型中扮演着关键角色。

    当前,世界进入新的动荡变革期,全球经济复苏动能不足,全球矿业发展依然面临诸多挑战。

    无疑,这一形势将进一步加速全球矿业格局的深刻变革,世界各地正同此冷暖。

    面对严峻复杂的国际环境以及全球矿业供需格局的深化调整,构建矿业命运共同体、深入推进国际合作是当务之急。与人类经济社会发展深度交融的矿业,只有在全球范围可持续的交流合作中才能得以发展繁荣。让不同国家、不同阶层、不同人群都能从资源的可持续和绿色开发中受益,始终是发展矿业的终极目标。

    历史经验也证明,世界上没有哪个国家能够完全依赖本国的矿产资源满足自身所有的需求。矿产资源分布与利用的不均衡性,决定了必须通过加强国际交流与合作,实现更广泛更深层次的能源资源互补与共赢。

    多年来,我国矿业行业秉持互利共赢的原则,与世界很多国家在矿产资源勘查开发方面开展了卓有成效的合作,将绿色技术、绿色标准、绿色经验带到国外,把数字矿山、智能矿山、绿色矿山建到国外,有序推进新能源产业链合作,积极探索矿业高质量发展的共赢之路。与此同时,致力于形成开放稳定的国际矿产品市场,完善资源勘查开发合作机制,构建安全高效的矿产资源保障体系。

    我们有理由相信,矿业领域这样的合作还将持续,并不断深入。本届大会推出多个高质量论坛、专场推介等环节,正是有意促成国家与地区之间、产业之间、产业内部之间的开放与合作,形成多方合作共赢及方式多元的发展模式。

    如今的中国矿业,早已放弃不可持续的粗放式的发展模式,更加开放与现代,也更加理性与负责——注重数字技术的赋能、产业革新的裂变,注重资源安全与生态环境的统筹、矿山建设与绿水青山的协同。

    事实上,当前中国经济增长展现出的强大韧性和向好态势,不仅为全球经济增长注入稳定力量,也让矿业经济信心回归的步伐更加坚定。2024年1-7月,我国采矿业固定资产投资同比增长19.3%,涨幅较年初扩大了4.9个百分点,明显高于2023年全年的2.1%,延续了良好的增长势头。

    显然,这又是一个积极信号,对于推动中国矿业乃至全球矿业经济发展与繁荣具有重要的意义。

    志合者,不以山海为远。让我们再一次紧紧相拥,于本次大会中预判不确定性中的确定性,摸准矿业生生不息的新脉动,捕捉矿业转型发展的新机遇,深化交流合作,共促矿业繁荣,为实现人与自然和谐共生的现代化、构建人类命运共同体贡献更多的矿业力量、矿业智慧、矿业方案。

    以此为坐标,播种下希望,共赴一场关于矿业、关于人类美好未来的时间之约吧!

    Because of this event, we meet for the 26th time.

    Old friends and old places encourage cordial dialogues and foster robust consensus and trust. Here, we have observed the growth and expansion of the mining industry, as well as the challenges and setbacks it has faced. We have gained insight into the mining industry's strong pulse of deep adjustment and have seen the potential for its continued advancement.

    25 years of hard effort have transformed rugged paths into paved avenues and challenging terrain into accessible routes. The China Mining Conference and Exhibition has undergone considerable growth and improvement over time. Through this platform, China's mining industry has endeavored to enhance its communication and integration with the international mining industry with an open mind and a spirit of openness, striving to foster a mutually beneficial and win-win partnership through constructive dialogue. The international cooperation path has evolved from a nascent concept to a tangible reality, while the multidisciplinary exchange platform has expanded from a modest beginning to a significant presence. A greener, safer, more harmonious, smarter, and more efficient modern mining industry is a valuable asset on the world stage, attracting more and more like-minded professionals.

    As one of the world's largest and most influential mining exhibitions, the China Mining Conference and Exhibition is an invaluable barometer of global mining development, providing vital insights into the international mining landscape, and a comprehensive overview of the latest trends.

    We can see that collaboration remains a pivotal focus. Over the past 25 years, the China Mining Conference and Exhibition has evolved into a major platform for domestic and international mining enterprises to engage in international cooperation in production capacity in the mining industry, fostering mutually beneficial partnerships. This year's conference, themed "Promoting Mining Cooperation and Creating a Better Future", maintains a focus on openness and cooperation while furthering the "Belt and Road" initiative, aiming to facilitate and enhance international mining collaboration and foster mutually beneficial outcomes.

    We can see that the circle of friends continues to expand. This year's conference welcomes the participation of more than 30 countries, regions, and international organizations, nearly 400 domestic and foreign exhibitors, and nearly 10,000 delegates and professional audience members, showing high enthusiasm.

    We can see that the frontiers of development are being pushed to new heights. Over the course of this event, we will witness the launch of a comprehensive program that includes 1 theme forum, 5 high-level forums, 18 thematic forums, and 13 special promotions. New developments, trends, and directions in the mining industry will be shared and collided here. New theories, technologies, and methods in the mining industry will be exchanged and displayed here. New understanding, achievements, and experiences in the mining industry will be accumulated and presented here.

    At this juncture, the world's attention is once again focused on China and the mining industry.

    This is a traditional but continually evolving industry.

    Mineral resources serve as a cornerstone for economic and social progress, and the mining industry stands firm as a vital and indispensable pillar within the global economy. To this day, The foundational role of mining remains unshaken, and it plays an important part in catalyzing a comprehensive green transformation of our economic and social landscapes.

    In the present moment, the global economy is entering a new period of turbulence and change, and the current momentum of global economic recovery is insufficient. The development of the global mining industry still faces various challenges.

    Undoubtedly, this complex situation will accelerate the profound shifts in the global mining dynamic, with the whole world facing similar challenges.

    In light of the challenging and intricate international environment and the deepening realignment of the global mining supply and demand dynamics, it is crucial to foster a collaborative mining community and promote international cooperation. The mining industry, deeply intertwined with the economic and social development of humanity, can only flourish and develop through sustainable global exchanges and collaborative efforts. It has always been the ultimate goal of mining development to ensure that diverse nations, classes, and individuals benefit from sustainable and green resource development.

    Historical evidence has demonstrated that no single country can rely solely on its own mineral resources to meet all its needs. The uneven distribution and utilization of mineral resources necessitate that a broader and more profound complementarity and win-win situation in energy resources be achieved through enhanced international dialogue and cooperation.

    Over the years, China's mining industry, adhering to the principle of mutual benefit, has engaged in fruitful collaborations with numerous countries worldwide in the exploration and development of mineral resources, introduced green technologies, standards, and experiences abroad, built digital, intelligent, and green mines abroad, promoted the cooperation of the new energy industry chain in an orderly manner, and actively explored the win-win solution of high-quality development in mining industry. At the same time, we are committed to forming an open and stable international mineral market, improving the cooperation mechanism for resource exploration and development, and constructing a safe and efficient mineral resources guarantee system.

    We are confident that such collaborative efforts in the mining sector will persist and intensify. This year's conference, with its array of high-quality forums and special promotions, aims to contribute to the opening up and cooperation between countries and regions, inter-industries, and intra-industries, fostering a multi-party win-win solution and a diversified development model.

    Today, China's mining industry has long abandoned its unsustainable and rudimentary development model, evolving to be more open, modern, rational, and responsible. The initiative prioritizes the advancement of digital technology and the acceleration of industrial innovation, the integration of resource security with ecological environments, and the collaborative development of mine construction with the protection of lucid waters and green mountains.

    In fact, the strong resilience and positive trends currently demonstrated by China's economic growth not only provide a stabilizing force for global economic advancement but also reinforce confidence in the mining economy's recovery. From January to July 2024, China's investment in the mining industry's fixed assets increased by 19.3% year-on-year, which is a 4.9% rise compared to the beginning of the year and significantly higher than the 2.1% growth for the full year of 2023, thus maintaining a strong growth trajectory.

    This is undoubtedly another positive signal, which is of great significance for promoting the development and prosperity of China's mining industry and, by extension, the global mining economy.

    Those who share the same vision are not separated by mountains and oceans. Let us once again embrace each other tightly, foresee the uncertainties within the certainties, feel the new pulse of the mining industry, seize the new opportunities for its transformation and development, deepen cooperation and communication, promote mining prosperity together, strive for the modernization of harmonious coexistence between humanity and nature, and contribute to building a community of shared destiny, offering more mining power, wisdom, and solutions in this conference.

    Let us use this conference as a point of reference to plant the seeds of hope, and embark on a journey towards a promising future for the mining industry and for humanity as a whole!

     
    让我们再一次紧紧相拥——写在2024(第二十六届)中...

    为持续推进地球物理装备现代化建设,提高找矿勘探中中浅层(3000米以浅)地球物理探测分辨能力,助力新一轮找矿突破战略行动,8月25日至8月29日,中国地质调查局成都地质调查中心勘查室联合装备处在甘肃省陇南市某已知矿区对时频电磁系统进行了首次应用试验。

    此次交付的时频电磁系统是近些年来电磁法的创新性成果,填补了中浅层(0~3000米)电磁探测的空白。与传统的天然场源电磁法相比,时频电磁法采用人工地面布设大功率场源,利用变频方波电流激发深部地质体,在地面进行电场、磁场分量观测,同时获得时间域和频率域电阻率。此外,还可以利用Cole-Cole模型并参数机器学习计算得到频率域极化率,二者相互约束,能够获得更加准确的地下地质结构,近些年在油气资源勘探、固体矿产勘查中该方法发挥了重要作用,尤其对硫化物矿床勘查有较好的应用效果。

    本次应用培训试验选择已知矿床,从野外工作流程、仪器操作、野外数据处理等方面进行了全方位启用培训。同时,操作人员对比已知矿床,就反演结果与厂家开展了交流研讨并一致认为时频电磁法抗干扰能力强,在保证探测深度的同时大大提高了纵向分辨率,纵向探测分辨率能够基本达到米级,误差达到μV级,无论从定性还是定量方面都有较大的提升。

    下一步,该系统会尽快投入到“上扬子西缘成矿带战略性矿产调查”“西南三江成矿带战略性矿产调查”等中心重点工作中,最大限度地发挥其探测深度大、分辨率高、抗干扰能力强的优势,努力让地球物理勘查在“新一轮找矿突破战略行动”发挥更大更有效的作用。

    野外采集

    野外培训

    电阻率、极化率反演效果

    提高中浅层地球物理探测精度,助力找矿新突破——成...

    近日,中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研发的“一种定源瞬变电磁响应校正方法、系统及设备”获国家发明专利授权。

    瞬变电磁定源回线装置具有工作效率高、施工成本低的优势,但响应较为复杂,特别在发射回线的边缘部分响应差异明显,剖面拼接困难。本发明基于等值模型,实现了定源瞬变电磁数据的标准化校正,消除了场源效应造成的响应复杂化,解决了发射回线边缘数据的拼接难题,为瞬变电磁响应曲线分析和后续定量解释提供形态简单、量级统一的瞬变电磁数据。该方法对降低瞬变电磁定源回线数据的定性分析难度、提高后续定量反演解释的精度、拓展定源瞬变电磁装置的使用范围具有重要意义。

    该方法已成功应用于地质调查项目“新疆东天山等重点成矿区带浅覆盖区铜镍多金属矿调查”和中国地质科学院基本科研业务费项目“金属矿瞬变电磁多参数三维立体探测与矿体定位技术研究”的数据分析和处理中,验证了方法的有效性,为研究区异常圈定和解译提供了有力技术支撑。

     

    物化探所“一种定源瞬变电磁响应校正方法、系统及设...

    自然资源部的组建主要是为统一行使全民所有自然资源资产所有者职责,统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责,着力解决自然资源所有者不到位、空间规划重叠等问题,实现山水林田湖草整体保护、系统修复、综合治理。这里的“统一”、“整体”、“系统”、“综合”都源于自然资源的综合观,与此相关的另一个重要视角是动态观。因此,自然资源统一管理需要对自然资源的综合观和动态观有一个全面的认识。

    自然资源的内涵与分类

    1. 概念及其含义

    自然资源包括地球表面积(空间)、土壤肥力、地壳矿藏、水、野生动植物等。

    自然资源的范畴随着人类社会和科学技术的发展而不断变化。人类对自然资源的认识,以及自然资源开发利用的范围、规模、种类、数量和深度,都在不断发展,现在把环境质量和生态服务也视为自然资源,而且人们对自然资源已不再是一味开发利用,而是发展出保护、治理、抚育、更新等观念。

    自然资源与生态环境是两个不尽相同的概念,但具体对象和范围又是同一客体。因此有人把自然资源和生态环境比喻为一个硬币的两面,自然资源是人类社会从生态环境中获取的初始投入。同时,自然资源不仅是一个自然科学概念,也是一个人文社会科学概念。

    2. 自然资源的分类

    自然资源可划分为“可更新”与“不可更新”两大类。可更新资源是在人类时间尺度上可天然再生的有用物品。“可更新”是一个相对而不是绝对的概念,取决于人类认识和利用,某些“可更新”资源在一定时间周期和空间单元上可能被看作“不可更新”资源。可更新资源可分为两个亚类:一类为恒定性,太阳能、风能、光能、大气等,这些资源基本上是恒定的,不受人类利用的影响;一类为是临界性,如土地、森林、动物、水质等资源。临界性资源,若其利用强度不超过可更新能力,能保持自然再生;如果加以管理以人为地增加流量,还能维持较高的利用水平。不可更新资源,又称储存性资源,储存在地壳当中而且不可再生。这两类资源的划分相对的。

    自然资源的综合观

    1. 生态系统的整体性

    生态系统是由各种生态因子组成的一个整体,包括生物因子和非生物因子两大类。前者包括植物、动物、微生物,尤其是人类活动(狩猎、放牧、垦殖、灌溉、采伐、采矿、建设、污染等)。后者包括诸如气候(日照、温度、湿度、降水、风等),地质(地质构造、岩石、矿物),地形(地貌形态、高度、坡度、坡向),土壤(基质、质地、养分、水分、团粒结构、肥力)、水(水量、水质)等因子。

    生态系统内各生态因子之间相互影响,相互作用,相互依存,相互制约,其中一种因子的改变必然会引起其他一系列因子的改变。这种关系不仅存在于各非生物因子之间和各生物因子之间,也存在于生物因子与非生物因子之间。不仅环境作用于生物和人类,生物和人类也反过来影响环境。

    2. 生态系统服务与人类福祉的关联性

    生态系统服务是生态系统在自然资源生态过程中形成和维持的、人类生存和发展必不可少的环境条件与效用,是人类直接或间接从生态系统中获得的所有效益。生态系统给人类提供各种服务,包括供给服务、调节服务、文化服务以及支持服务。

    3. 自然资源利用的综合性

    各种自然资源的利用相互联系、相互制约,构成一个整体系统。例如,开发利用土地资源离不开利用水资源,开采和冶炼金属矿需要配合利用能源。更重要的是,开发利用一种自然资源会造成一系列生态环境影响。即使是不可更新资源,其存在也总是和周围的条件有关;特别是当它作为一种资源为人类所利用时,必然会影响周围的环境。如开采矿石使土地废弃,排出废物和消耗能源也不可避免地给环境带来影响。

    此外,各地区之间的自然资源利用也相互影响。

    由此可见,自然资源的整体性主要是通过人与资源系统的相互关联表现出来的。人类通过一定的经济技术措施开发利用自然资源,在这一过程中又影响生态环境,人与自然资源之间构成相互关联的一个大系统。

     

     

    图1 经济增长主导因素在不同经济社会发展阶段的演变

    4. 自然资源管理的统一性

    自然资源的综合性和整体性决定了自然资源管理必须是统一的。将国土资源部的职责,国家发展和改革委员会的组织编制主体功能区规划职责,住房和城乡建设部的城乡规划管理职责,水利部的水资源调查和确权登记管理职责,农业部的草原资源调查和确权登记管理职责,国家林业局的森林、湿地等资源调查和确权登记管理职责,国家海洋局的职责,国家测绘地理信息局的职责整合起来,将土地、矿产、湖泊、河流、湿地、森林、草原、海洋统统划到自然资源部之下进行综合管理。

    自然资源的动态观

    1. 自然资源的动态属性

    资源概念、资源利用的广度和深度都在历史进程中不断演变。一般说系统的结构越复杂,其对外界的干扰也具有较大的抵抗能力,而组成和结构比较简单的生态系统,对外界环境变化的抵抗能力则比较差。

    在“人类-资源生态系统”中,人类已成为十分活跃、十分重要的动因,系统的变动性更加明显。正的方面如资源的改良增值,人与资源关系的良性循环;负的方面如资源退化耗竭。人类应当努力了解各种资源生态系统的变动性和抵抗外界干扰的能力,预测人类-资源生态系统的变化,使之向有利于人类的方向发展。

    2. 资源价值随人类需要和能力的发展而变化

    自然资源本质上是自然环境和人类社会相互作用的一种价值判断与评价,是以人类利用为标准的。人类的能力和需要创造了资源的价值。虽然地球的总自然秉赋本质上是固定的,但资源却是动态的,没有已知的或固定的极限。迄今的资源利用史就是不断发现的历史,对基本自然资源的定义在不断拓展。

    历史上的技术革新,从原先无价值或未利用的自然物质中突然创造出各种资源。自然界中生态环境质量资源的价值虽然不直接伴随技术和经济条件而变化,但响应于人类价值、需求和生活方式的变化,而不断产生新的意义。随着人们越来越相对富足,他们才有能力将注意力转向非物质的生态环境价值。

    3. 主导自然资源的演进

    人类社会发展过程中,人口不断增多,生活水平不断提高,对自然资源的需求不断增加。同时,随着人类认识能力尤其是科学技术不断进步,自然资源的概念不断演进,对自然资源的开发利用,在种类、数量、规模、范围上都不断扩展。

    主导自然资源随社会发展不断演变。20世纪50年代以前,石油都采自陆地;现在人类已在海洋开采石油。其他资源的开采范围也在向海洋扩展,未来的人类很可能会到月球、火星上去开采资源。“洪水猛兽”曾被看作灾难,但当人类有能力驾驭它们以后,也可以变为资源。

    工业化以来,人类社会的资源结构、经济活动及其对生态环境的影响在不断发生变化。前工业化时期,主要开发利用普遍存在的天然资源(可称第一资源)。而附加了人类投入的自然资源(可称第二资源)如矿产品、农副产品等,在进入工业化初期时开始显现其重要性,在工业化中期更占主导。工业化后期,包括第一资源和第二资源在内的物质性资源地位逐渐下降,而智力、生态环境等非物质性资源地位逐渐上升,乃至占据主导地位。

    4. 资源承载能力的动态性

    承载能力最初是指一定范围内的生境(或土地)可持续供养的最大种群(或人口)数量。“可持续”意味着资源利用应限制在一定水平上,从而不使环境发生显著变化,而使资源生产力得以长期维持。

    资源承载能力受投入水平、技术进步等因素的影响,是动态变化的。生态系统处于不断的演替过程中,这种演替受多种生态因子影响。按其作用可归为两类因子:利导因子和限制因子。整个系统就是在这种组合“S”型的交替增长中不断阶梯式地演进和发展,不断打破旧的平衡,出现新的平衡。

    5. 自然资源在社会经济发展中作用的变化

    人类社会的发展先后经历了狩猎-采集文明时代、农业文明时代、工业文明时代,社会的经济总量在不断增长。进入工业文明时代以后,人类社会生产力水平大幅提高,人类利用资源、改造自然的能力大大增强。在工业文明初期,资本以其稀缺的特性和在经济发展中可以带来规模效益而成为该时期的主导发展要素。在工业文明中期,技术的优势逐渐显现出来,技术成为该时期主导发展要素。到了工业文明后期,随着计算机等各种通信设备的不断完善,信息逐渐在经济发展中上升为主导发展要素。由于工业文明时期人类社会的发展观基本上偏重于经济增长,导致人与自然矛盾日渐突出。人们在经济增长的同时,注意到与资源、环境和谐的必要性,人类社会的发展将不可避免地进人一个新的文明时代,即生态文明时代。以资源、环境相和谐为主要特征的“生态化”将在未来的经济发展中居于主导发展要素的地位(如图1)。

    这一演替规律表明,劳动、自然资源、资本、技术、信息以及未来的生态化先后成为人类社会经济发展的主导发展要素,在人类社会的经济增长中发挥重要作用。虽然主导发展要素不断更迭,但是这并不意味着先前的主导发展要素不再发挥作用;只是先前的主导发展要素不再居于主导地位,但依然起到重要作用,且其形式也随着经济的发展不断适应变化。对于一个当前处于工业化初期的区域来说,其经济的跨越式发展必须同时兼顾劳动力、资本、技术、信息、生态等多个主导要素的更替。

    回顾各生产要素在不同经济社会发展阶段中重要性的演变过程,可以看到,自然资源是经济社会发展的必要条件,但不是充分条件。在自然资源与经济社会的相互关系中,自然资源毕竟处于被动地位。自然资源只能提供人类活动的条件和可能性,只有依靠人类的努力,才能把这种条件和可能性变为现实。资源优势转化为经济优势的根本动力在人、规划管理和体制等经济社会条件。为什么在相似的自然环境下会出现生产力水平悬殊的情况?为什么自然资源和自然条件较差的一些国家和地区也能率先进入发达社会?这不是自然资源禀赋的差异所能够解释的。

    自然条件和自然资源的影响是不断变化的,而且变化是有规律的。制约这一变化的主导因素是生产力水平。生产力的发展水平左右着人与自然间的相互关系。生产力水平越低,人们对自然的依赖性越大。生产力水平越高,人们对自然的依赖性越小,人们利用自然的程度就越高。生产力水平提高的结果,并不是人们可以离开自然,而是更深入地利用自然。从这个意义上说,生产力水平提高以后,人与自然的关系更加密切了。

    总之,自然资源对一个国家经济发展和社会繁荣的重要意义自不待言,但在发展阶段不同的国家或地区,自然资源所起的作用却不尽相同。随着发展阶段的提升,自然资源的作用会逐渐减弱,而资本和人力资源的作用会越来越显著。

    (作者单位:蔡运龙:北京大学;王尧:自然资源部中国地质调查局发展研究中心。本文获授权发布)

    树立自然资源的综合观与动态观

    “继承发扬李四光先生矢志不移的爱国情怀、坚持真理的科学品格、强烈执着的创新意识、诲人不倦的师表风范、严谨求实的工作作风”。在全党开展“不忘初心、牢记使命”主题教育之际,在中国地质调查局直属机关党委统一部署下,全国地质资料馆会同李四光纪念馆日前精心组织举办了纪念李四光先生诞辰130周年档案展,一批珍贵的历史资料档案首次公之于众。本次展览力图通过展现“新中国记忆”中的这位地质先驱,将“不忘初心、牢记使命”主题教育在地质行业做出实效,带来干事创业的启迪和方向。

    中国矿业报记者通过研读解码档案里的一个个故事,以期从李四光先生的人生历程和终生追求的事业中找到一把“钥匙”,带给新时代地质事业以启迪,助力新时代地质事业开启新篇章。  

      

    1957年6月,李四光在杭州飞来峰用放大镜察看石灰岩中的有孔虫化石

    科学家是什么 

    人类对能源资源、生存环境的基础性需求,依托于地质工作的有效开展和良性运行,离不开一代代地质工作者的使命担当。

    而在新时代,地质工作转型升级的动力源自哪里?地质工作者的使命担当体现在什么地方?又如何从老一代地质科学家的人生旅程中汲取精神养分,在新时代里劈波斩浪,戮力前行?

    在一百多年前,有一个人,年少立下宏图志,一生践行“初心”,他就是李四光,开创了中国人自己的现代地球科学和地质工作局面,并在新中国建设中立下汗马功劳。

    很少有人知道,李四光这位地质学界的泰斗,最初留学东洋学的并不是地质专业。

    大阪高等工业学校——1907年,李四光被官派留学日本后考取的学校。在那里,他学习船用机械。原因是:甲午战争中中国惨败,尤其是海军的溃败,给国人留下了“落后就要挨打”的深刻阴影。造出大船打败侵略者,才能恢复国力。可是造船需要原料,原料要从矿物里来。

    于是他又去了西洋。

    伯明翰大学——1913年,李四光留学英国的目的地。就读后,他先攻读采矿专业,后转地质专业学习。原因是:他发现,造船需要钢铁,国家富强要有充足的煤铁资源,而当时的中国从根本上来说更缺乏的是开采冶炼人才。因此,他选择了当时世界上工业最发达的英国,在以采矿专业闻名的伯明翰大学学习,而后又意识到寻找矿产则需要从地质着手。

    1934年12月,李四光应邀赴英国讲学。他决定讲授中国地质,并一反常规地从西藏高原开篇。这场融合了政治形势的自然科学讲授活动,向世界传递一个声音:西藏是中国领土不可分割的一部分。

    “努力向学,蔚为国用。”孙中山对这位年龄最小的同盟会成员给予的厚望未被辜负。李四光顶住了半殖民地半封建社会下,辛亥革命、抗日战争、解放战争的风雨如磐、枪林弹雨、政治压力,接连诞生了《中国地质学》、《地质力学的基础与方法》、《冰期之庐山》等著作。他下金陵、上北平、走江城……留住并整合了地质事业发展的根基。

    1950年4月,李四光夫妇几经波折经香港回国。应国家需要投身多个领域,重振我国地质基业,为新中国的建设鞠躬尽瘁。

    回望李四光的一生,虽然足迹迂回但逻辑线条非常清晰:如何快速高质量的实现救国强国。

    科学家的爱国主义,就是如此实际而又具体。

    怎样开展科学工作 

    物质决定意识,但意识对物质具有能动的反作用。

    简单来说就是,很多时候,思想观念决定了地质科学与新发现是擦肩而过还是沙海拾贝。

    “真正的科学精神,是要从正确的批评和自我批评发展出来的。真正的科学成果,是要经得起事实考验的。有了这样的双重保障,我们就可以放心大胆地去做,不会自掘妄自尊大的坟墓。”如何理解李四光这段话?他用实际行动做了具体阐释。

    “是图标的记载错了,还是大家的辨析存在偏差?”1921年的春天,在北京大学地质系担任教授的李四光,带领学生到北京西郊开展实地考察。考察中,学生发现了根据当时的官方权威著作——一本由国外知名地质学家绘制的《西山地质图》,不能自圆其说的学术结论。

    “我们应该相信谁?”“我们应该相信事实,服从真理。”面对很多同学的犹豫,李四光带领大家回头梳理自己的野外工作流程,让同学们坚定自己的判断,从逻辑上帮他们树立起相信真理、拒绝盲从的科学精神。

    “有人说‘中国贫油’,你对这个问题怎么看?”“美孚的失败,并不能证明中国没有油田可开。”李四光从大地构造角度出发,提出找油要先找油区再找油田,并建议当时的地质部和燃料工业部,特别是石油管理局等相关部门联合起来,统一作战。在后来的全国石油勘探战役中,一座座储量丰富价值巨大的油田的发现,用事实作了回答。

    不肯轻易相信,有了受“五马饮槽”启发发现的第四纪冰川U形谷,有了中外地质学界“庐山论剑”中方的扬眉吐气;闲不下来,有了海边闲聊发现的含铀“黑沙”,开启了我国原子能工业。

    海纳百川,有容乃大。科学地把力学原理和方法运用到地质学的研究中,诞生了我国地质理论界扛鼎之作《地质力学概论》,它指导了找油、找铀、地震预测;在担任地质部部长期间,特别注意工农建设中需要多学科综合技术解决的问题,常组织有关专业的科学家分工协作,共同探索解决问题的途径与方法。在李四光的一生中,这种唯物辩证法的灵活运用如影随形。

    没有坚定的家国信念、豪气和铁骨,就不能成就李四光;没有好奇心、自信心就不能成就伟大的地质探索和发现;没有国家领导人的高瞻远瞩,对地质人才的珍惜,就不能成就地质事业在百废待兴中的基础性、决定性地位。科学家把论文写在祖国大地上,行业也在这一点一滴、一笔一划中行稳致远。

    “李四光”这三个字,已经不仅是地质科学知识宝库的指代,更是当代中国科学精神、科研方法的意象指代。不断提升李四光精神的社会影响力,让它转化为行业进步的推动力,需要发挥平台的优势。

    1989年1月设立的“李四光地质科学奖”,旨在继承发扬李四光精神,激励广大地质科技工作者为社会主义现代化建设和科技进步多做贡献。时至今日,这一地质界大奖项又有了新的目标——为我国地质行业评选出更多优秀的科技人才,促进科技创新,肩负起保障国家能源资源安全和生态文明建设的重任。“始终不忘地质人的初心和使命;牢固树立正确的人才评价导向。”

    诸多头衔背后的深意 

    在5000多年的文明发展史中,中华民族创造了诸多闻名于世的科技成果。这与古人讲教学相长分不开。今天提倡的教研并重,是李四光科学报国中“芬芳”的一笔。

    李四光既是中国地质事业的奠基人之一,又是开拓者,被誉为“地质元帅”。除了地质学家这一身份,他还是一位蜚声中外、桃李满天下的科学家、教育家和社会活动家。

    “什么时候中国的大学也能培养出自己的硕士乃至博士研究生?”站在伯明翰大学自然科学博士学位领奖台上,李四光心里装着这样的“中国梦”。他给自己重新定位——不仅会干,更会教。

    中华人民共和国成立前,李四光长期担任北大地质系教授、系主任,培养了一大批著名的地质学家。

    中华人民共和国成立后,李四光又亲自主持了北京、长春两个地质学院的建设和成都地质学院的扩建工作,在6所大学地质系增设专科班,创办9个地质中专,为地质勘探工作和地质科研工作培训了大量的技术干部,在极短的时间内摸清了我国矿产资源家底,满足了地质事业大发展的需要。

    李四光的学生中,有构造地质学、地层古生物学和石油地质学家黄汲清;有后来成为中科院院士,在古生物学领域颇具造诣的杨忠建;有为留住地质研究所而四处搜集科研用具的“逆行者”赵金科……他们都有着极强的适应性和豁达开朗的个性,有着坚持原则、严谨求实、大胆创新的精神。

    国家发展需要能源资源安全保障,而地质调查研究是一项长期性、连续性的工作,需要人才的接续。可以说,一支高素质、能战斗、年龄结构合理的队伍,在任何时候都是极端重要的。另一方面,地球科学的高度学科交叉性,又让它具备了科普、人文的天然优势。

    “科研是让你发现问题,能让你更好地去理解知识,而育人是为学生答疑解惑,来传播真知识和正能量,这是一种良性的循环。教学相长是我非常热爱、享受自己工作的一个动因。”这是当代一位科研工作者在一次采访活动中的发言,也是许许多多地质科学工作者正在做、想要做的。

    这也是此次展览以践行新时代地质文化为出发点,鼓励新一代地质工作者继承弘扬李四光精神、推动祖国地质事业繁荣发展的重要关注点。

    找到创新的秘诀 

    中国特色社会主义进入新时代,高质量发展是贯彻新发展理念的根本体现,是建设现代化经济体系的必由之路。其中,创新成为最重要推动因素,可谓是高质量发展的“魂”。科学技术是第一生产力,随着我国的经济发展,人民对于幸福生活的需求日益提高,颠覆性的科学创新和技术创新至关重要。

    对地质行业而言,工作机制、评价机制、要素都要转型提升。

    “用创造的精神和科学的方法求人生的出路。”这是李四光给武汉大学第一届毕业生的题词。从这所由他筹建的高校走出的莘莘学子,在后来投身国家社会经济建设中果然也不负众望。今天,这句话或可以如此套用:“用创造的精神和科学的方法求行业的出路。”

    诸多新名词、新概念袭来,其实厘清头绪,背后都是学科跨界与合作,是继承与创新的相互统一、相互促进。

    例如,学术界长期争论不休的我国北部石炭二叠系含碳地层时代划分,李四光用标准、定性和定量带来的准确性和科学性,统一了各方认识,使地质学突破瓶颈继续前进。把规律加以系统化,并指导实践,是李四光的特长,也是他接连取得重大成果的核心。

    知道事物应该是什么样,实际是什么样,怎样使其变得更好,是科学之于实践的意义。

    当代地质科学,围绕研究地球环境,包括天文与人类的关系,地质构造,现代科学在地质学的应用,矿产资源和能源理论创新,地质灾害防治和有效预警预测,地质科学新领域,许许多多的种子等待发芽……创新,就是让它们开出花朵的泉水。所以,新时代地质工作转型发展,需要建立在科学的认知和知识储备更新的基础上。

    山兮复何在,石迹耿千秋。

    从南京龙潭地质指南,到广西地层表,到古生代以后大陆上海水进退的规程,到河北沙河煤田东北部报告、鄂西川东湘桂北第四纪冰川现象述要,再到庐山地质志略……从这些历史档案中,从李四光先生的人生履历和著作中,地质工作的规律得以重新总结认识,地质事业的历史得以传承和延续,同时也让立足岗位,解放思想,转变观念,聚焦需求,精准服务的“钥匙”,真正握在当代地质人手中。

    这把“钥匙”叫李四光

    自从1985年建立中国旅游地学研究分会并首次提出“地质公园”以来,中国旅游地学事业已走过33个春秋。30多年来,中国地质公园从无到有,从首创到持续走在世界前列,中国旅游地学行业的专家付出了艰辛的努力,也取得了辉煌的成就。

    截至目前,我国已先后批准建立国家地质公园212个,总面积5.15余万平方千米,授予资格58个;批准建立省级地质公园343个;批准建立国家矿山公园33个,授予资格55个。同时,我国还有联合国教科文组织世界地质公园37个,总面积4.6万平方千米,在全球140个世界地质公园中位居首位,占比达26%。中国是世界上地质公园数量最多、增长最快的国家,一个类型多样、分布遍及全国的地质公园体系已初步建立。

    中国地质学会旅游地学与地质公园研究分会副会长陈安泽

    新时代提出新要求,也更需要新的担当。作为一门地球科学的重要分支,旅游地学如何适应新形势、谋求新发展,为全球的旅游地学提供示范?近日,《中国矿业报》记者专访了中国旅游地学创始人、中国地质学会旅游地学与地质公园研究分会副会长陈安泽。

    《中国矿业报》:中国旅游地学经过30多年的发展,取得了哪些成绩?

    陈安泽:从1985年旅游地学这一名词被提出,经广大地学界的努力创新,一门以地球科学为理论基础,以服务旅游为方向,以满足人民美好的精神生活需要为宗旨的地学分支学科——旅游地学已初步建立,并已在中国地质大学等四所高校建立了旅游地学本科专业,《旅游地学原理》已经出版,《旅游地学大辞典》即将出版。旅游地学作为一门学科已广泛走向世界。

    在旅游地学理论指导下,中国创建了地质公园,并带动欧洲地质公园及联合国教科文组织世界地质公园的建立。可见,旅游地学在地学发展史、园林建设史以及在促进中国旅游业发展等方面具有里程碑意义。

    《中国矿业报》:当前,中国旅游地学面临着什么样的形势?

    陈安泽:党的十九大提出,中国特色社会主义进入新时代,我国社会的主要矛盾已经转化为“人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”。站起来、富起来的中国,正在向强起来的中国转换。人民的需求已由主要满足物质生活需求,转化为主要满足精神需求,这些都为旅游地学提出了更高、更新的要求。2018年,自然资源部组建,其下设国家公园管理局,把所有以国家公园为主体的自然公园进行统一管理,这为过去侧重为地质公园服务的旅游地学创造了更广阔的服务空间。同时,文化与旅游部的建立,为旅游与文化的结合提出了新要求,也为旅游地学必须与文化相结合提出了要求。随着世界地质公园的发展,一个全球性旅游地学的高潮正在兴起,旅游地学必须更深入地走向世界,这也是旅游地学面临的新形势。

    《中国矿业报》:新时代旅游地学应该如何发展?

    陈安泽:新时代旅游地学发展的总方略是:

    一是构建一个完整的理论体系。旅游地学是以地质景观资源为核心、服务旅游为宗旨创立的一门新学科。在过去的30多年中,侧重于从普及地球科学知识去研究,侧重于从地质公园建设与管理角度研究,研究领域偏窄,学科体系不够完善。今后,在研究方面要拓展到全部地学景观,要加强地学文化、地学生态环境、地学美学、地学与构建以国家公园为主的自然保护地体系等研究,使旅游地学成为指导国家公园体制建设、地学文化旅游的完整体系。

    二是建立一套完善的研究方法。实践-理论-再实践,进而完善学科体系,是创建旅游地学的基本方法。今后要继续坚持,但要大大扩展实践对象,不断改进研究方法,并发明一系列室外样本收集、室内分析测试的仪器、工具和手段,创新传播地学知识的手段与方法,使旅游地学从定性走向定量。

    三是建设一支有理想、有奉献精神的地学队伍。创新、团结、奉献、开拓是引领旅游地学发展的基础。创新是灵魂,团结是力源,奉献是宗旨,开拓是方针。今后,要把全国有这种信念的同仁组织起来,形成一支强大的旅游地学队伍,以保障旅游地学顺利开展。

    四是组建一批有战斗力的旅游地学组织。以中国地质学会旅游地学与地质公园研究会为核心,推动全国每个省(市、区)都有分支机构,建立团体会员、个人会员制度。在5年内,要发展个人会员2000名、团体会员50名~100名。推动地学文化旅游联盟发展,与各类地质公园、国家公园、自然公园组织建立密切合作关系,最终推动世界旅游地学组织建立,使中国成为世界旅游地学中心。

    陈安泽与地学旅游人员考察黄石国家矿山公园的矿冶大峡谷

    五是开拓服务领域。以地质公园为核心平台,将服务扩展到建设以国家公园为主的自然保护地体系、整个地学文化旅游、全国地学研学旅行工作、建设地学文化镇村工作、推动地勘与矿业转型发展、推进高校建设旅游地学本科专业、推进旅游地学研究到科研机构以及将地球科学知识普及到全国公众中去。

    《中国矿业报》:您对中国旅游地学今后的发展有什么思路和想法?

    陈安泽:发展旅游地学任重道远。对旅游地学今后5年的发展,我认为应该从以下方面着手:

    一是依托地质公园、矿山公园创建一批地学内涵丰富、功能多样、有一定规模和较高管理服务水准的“地学旅游研学基地”。5年内要建设50家。

    二是规划推动一批“地学旅游精品线路”。5年内要规划建设20条~30条,平均每省1条。

    三是培养打造一批“地学文化创意产业园”。5年内规划建设10家。

    四是培育打造一批“地学旅游商品研发生产基地”。采用“产学研”相结合的方式,在5年内培育5家~10家,以提高地学旅游纪念品在旅游商品中的特色。

    五是培育打造一批“地学文化特色小镇”、“地学文化村”。从精准扶贫和普及地学知识出发,5年内建立20家,总目标100家;5年内建立地学文化村100处,总目标5000处。

    六是组织撰写出版《中国地质公园科学导游指南丛书》100部、《中国地质文化旅游胜景》丛书10部~20部、《精品地学旅游线路导赏词》30部。

    七是组建“高校用旅游地学系列教材编委会”。组织编写出版9部核心教材:《旅游地学导论》、《地质学基础》、《地理学基础》、《旅游学概论》、《地貌学与第四纪地质学》、《地学旅游资源调查与评价》、《环境与地学遗产解说》、《地学旅游规划与设计》等。若干参考教材:《导游必读旅游地学手册》、《旅游地学大辞典英文版》、《地学旅游900问》、《地学景观美学概论》、《地质公园学》、《中国地质公园史》、《世界地质公园史》、《中国旅游地学史》。

    八是推动高校旅游地学本科专业建设。在现有4所高校的基础上,5年内再有5所~10所高校建立相关专业。培养一大批旅游地学本科生、硕士、博士。

    九是推动旅游地学研究机构体系建设,促使建立中国地质科学院旅游地学研究室,并在高校及地质单位建立10个~20个旅游地学研究中心(含台湾和香港)。

    十是以省旅游地学研究会和各研究中心为平台,建立地学文化旅游导游培训体系,年培训导游1万名。

    此外,还要与中央电视台科教频道合作,指导《地理中国》栏目,拍摄10部地学旅游科学专题片,拍摄10条~20条地学旅游路线专题片。同时,以中国地质学会旅游地学与地质公园研究分会为平台筹建旅游地学基金,建立旅游地学成果评选制度,旅游地学研究项目及学生资助制度,定期公布优秀成果,并给予奖励。还要争取在5年内举办一次世界地质文化旅游大会、举办一次中国地学文化科普大会,并要全面落实铜仁倡议书。

    我们已迈入新时代,旅游地学也进入了一个全新的时代。全体旅游地学同仁要团结起来,共同为旅游地学构建一个完整的理论体系、一套完善的研究方法、一支有地学思想的队伍、一个有战斗力的组织,以开拓更宽广的服务领域。中国在世界上率先提出了旅游地学这一名词,是全球旅游地学的创立者,目标是使中国人创造的旅游地学成为世界领先的地学分支学科。我国要通过5年的努力,把旅游地学做大、做强、做精,为满足人民日益增长的美好生活需求做出更大的贡献,为全球旅游地学发展提供中国经验和中国智慧。

    为世界旅游地学发展提供中国经验

    英国海滩实景玻璃门

    英国滑坡事故应急

    ●英国地质调查局未来10年科学计划提出了去碳化与资源管理、适应环境变化、多重灾害与风险等三大科技挑战。

    ●通过监测与预测、地质环境压力研究、资源环境恢复力研究和环境治理等工作,为人类社会基础设施和生物系统突发变化的脆弱性提供创新解决方案。

    ●开展多重灾害系统研究、灾害数据采集和可视化、灾害风险分析和风险的传播等工作,帮助提高自然灾害发生时的生存率和恢复力。

    ●继续开展海底观测站、火山观测站和地质灾害全球信息基础设施等其他研究基础设施的建设。

    2018年10月,英国地质调查局更新并细化了2014年发布的《通往地球之门——英国地质调查局未来10年科学计划》。多年来,英国地质调查局在应用地球科学领域,在感知、认识和预测地球活动方面,为全球提供先进的研究解决方案,并在过去4年里取得了如下进展:位于柴郡和格拉斯哥的英国地球能源观测站的两个试验台使用高性能传感器系统和数据智能,实现从3D地质图和模型产品向实时地球科学数据信息转变,同时还为发展中国家处于各种复杂环境中的社区提供科学的全球化支持。

    未来10年,英国地质调查局将迎接三大科技挑战:去碳化与资源管理,将为减排和能源生产、利用、分配的合理化,探讨地球科学解决方案;适应环境变化,将在自然环境和建成环境中,探寻可帮助我们适应环境变化的地球科学;多重灾害与风险,将调查地质灾害(干旱、洪水、山体滑坡、地震和火山爆发)如何影响人类的生命及财产安全,并提供能够确保恢复力和可持续性的解决方案。英国地质调查局预计未来10年将获得超过6亿英镑的资金用于开展各项研究活动,使最新科学战略能够提供专业、公正、创新的科学解决方案,在政府、公众、行业中发挥更重要的作用。

    1 去碳化与资源管理

    在英国及其他地方,实现电力生产、供热、交通运输和工业等领域去碳化是一项重大挑战,涉及关注地下和地球科学,如碳捕获、利用与封存,地下储能,地热能,低碳关键原材料和放射性废物处理。英国地质调查局将研究不同去碳化技术的可行性,同时对矿产与能源管理的需求进行审查。本项挑战确定了5个主题和17个子主题:

    地质处置——放射性废物。高强度放射性废物(高放废物)的长期安全管理对核工业发达国家来说是一项日益严峻的挑战,并且随着核能在未来能源结构中发挥重要作用以应对能源去碳化,这一挑战将持续存在。对高放废物进行长期管理最主要的方法是深部地质处置,英国地质调查局正与合作伙伴着手解决关键的科学问题,包括应力状态、埋存历史,以及断层和裂缝的产生和行为带来的影响。其中,选址问题和地质环境息息相关,需要确定和评估可能对储库体及其周围地质、地表环境的长期完整性带来影响的地球科学因素,对论证选址安全性至关重要;需要了解近场(地质特征、水文地质动态)和远场(板块构造、气候)过程,以综合理解地下演变过程,以便对高放射性废物的长期安全性进行科学合理的评估。

    地质处置——碳捕获与封存。碳捕获与封存技术被广泛认为是英国实现去碳化目标的关键技术。主要挑战包括降低碳捕获与封存经济模型的不确定性,降低整个供应链的风险,以及调查公众对碳捕获与封存的态度。这项工作中最根本的是要选择和表征那些能够预计实现永久密闭的地质场所,英国地质调查局将继续领导二氧化碳储库的选址和表征方面的工作,以识别英国可供封存开发者使用的场址资源。预计二氧化碳封存的部署速度将在未来20年内迅速增加,同期,随着油气田停产,预计石油和天然气基础设施将可用于二氧化碳封存。在不久的将来,了解未来封存需求(时间、地点、数量)和基础设施再利用的机会,可能是重中之重。

    能量储存。包括储热、盐穴储能、地层储能、抽水储能。其中,在地层储能方面,将热量、气体或水注入多孔地层用于储热或储气,以减缓可再生能源生产的短暂波动带来的影响,并提高其供应的安全性。地质资源研究将与热量、水文地质、机械、化学和微生物研究同时进行,利用格拉斯哥和柴郡的英国地球能源观测站及其他地方的设施,评估一系列注入剂、压力、循环率的密闭性能、优化效果和发生泄漏的可能性。关于抽水储能,将开展适当的地质、岩土工程和地震学研究,以了解不同规模抽水储能的资源潜力。

    清洁能源—供热—制冷。包括浅层地热、深层地热、海上选址三大内容。其中,在浅层地热方面,英国在利用浅层地下能源方面具有相当大的潜力,如开采低位热能、制冷和跨季节蓄热、开发区域供热网络、减少国内天然气消耗、缓解燃料短缺等方面。英国地质调查局通过利用格拉斯哥的英国地球能源观测站和其他设施,将开展对地质和水文地质系统以及热能性质的研究,以准确描述相关资源,并验证系统的潜在性能以支撑管控。而在深层地热方面,英国也具有开发此类资源的潜力,英国地质调查局将通过资源调查以及对烃源岩的裂缝、地球化学、水文地质、热性能的详细理解,将对直接从岩浆中提取热量以提高转化为电能的效率进行研究,来降低该行业的风险。

    低碳世界的地球资源。一方面,英国地质调查着重研究烃类层系中的常规和非常规能源,将继续提供陆上和海上烃类层系的地质填图,并继续优化资源利用的热量、水文地质、机械、化学和微生物研究。同时,将继续开展降低未来勘探成本的大数据分析。如果政府允许开展此项活动,则柴郡的英国地球能源观测站还将进行一系列与页岩气水力压裂相关的实验和基线地下研究。另一方面,将研究低碳经济所需的关键金属,如一些金属原材料(钴、重稀土元素和铂族金属)等对低碳能源转型(电力和运输方面)发挥重要作用的主要金属的来源、迁移进行研究。同时,将利用现有的海洋钻探基础设施重点研究在岩浆热液矿床中的关键金属及其与全球构造的联系,进而实现对未来开发深海监测站点(“潜水艇”)的目标。此外,还将开展原材料库存及流动方面的课题研究,包括初级和二次资源的分布地点、产量与产地、精炼与消耗地点,以及初级(开采)资源与二次(可循环)资源如何交互,将继续全面监测全球矿产生产、贸易流量、矿产统计数据以及相关的分析和情景开发,包括循环经济、原材料供应安全和关键问题,除了国内,重点关注英国和欧洲。

    2 适应环境变化

    适应是对环境变化的响应,致力于降低人类社会基础设施和生物系统对突发变化的脆弱性。例如:即使温室气体排放量在相对较短的时间内稳定下来,全球变暖及其影响仍将持续很多年,必须加以适应。在发展中国家,适应气候变化尤其重要,因为它们可能首当其冲受到全球变暖的影响。在本项挑战中确定了四个主题和15个子主题,包括地质环境压力、表征资源恢复力、监测和预测、环境治理等方面:

    其中,在地质环境压力方面,英国地质调查局将启动一些研究,探究水、陆地和海洋资源以及相关生态系统之间的多种压力是如何通过地上、地下环境系统,从而交互和级联的。这将促使包括水文地质学、土壤科学和滑坡建模在内的传统科学领域结合到一起,也将促进应用新的地表和地下监测技术、传感器技术和建模方法,研究未来如何可持续地管理这些压力组合。同时,作为可持续发展的一部分,将开发一种全系统化的方法途径来利用和管理地下空间。通过与世界各地增长型城市(包括英国、印度、越南)开展合作,该方法将有助于释放城市地下空间的经济潜力并最大化地为城市地下空间提供服务,不仅关系风险管理,也关乎增长所需的资源。此外,海洋对英国至关重要,蓝色经济既为资源勘查、经济活动提供了新的机遇,也为环境可持续性与海洋生物资源研究提供了机遇。英国地质调查局将制定一项名为“潜水艇”的新提案,将应用先进的勘探和环境自主机器人技术,以提高英国在最大限度利用海底地质环境方面的能力。

    在表征资源恢复力方面,英国地质调查局将开展调查、数据收集、建模和解译,以评估变化和减缓不良情况。在整合所有海洋部门数据的基础上提供工具,为不同的应用型问题提供解决办法,为有效传播海洋空间数据提供协助,以支持海洋空间规划的制定并协助制定政策。同时,将在水质和水量、废物管理、交通和能源基础设施开发等方面对地下条件进行评估,从而为英国国内外铁路、公路、管道、隧道基础设施以及农村地区恢复力的发展提供支持。

    在监测和预测方面,英国地质调查局将开发综合环境监测和传感系统,这些系统经过优化,可以测量与环境变化相关压力的参数和性质,以及测量这些压力如何随着时间的推移影响不同的环境区划。开发的系统将能够容纳下不同类型的环境数据(物理、化学、生物、行为)并包含对这些数据各种形式的表征(定量、定性、可变频率、精度和准确性)。同时,开发必要的工具来表征环境特征,以及测量变化和对干预措施的响应。

    在环境治理方面,英国地质调查局将开发面向政策制定者和执行者的信息传播方法,为环境变化的减缓、适应、环境恢复力方面有效决策的制定提供支持。这是英国地质调查局科学研究的服务“前线”,涉及新的社会科学进展、新的伙伴关系,以及与公众、政府和机构的互动,为政策的制定和实施、经济的增长、民生福祉的增进提供支持。

    3 多重灾害与风险

    自然灾害(干旱、洪水、滑坡、地震和火山爆发)对经济增长、建成环境、生活和生计具有重大影响。世界范围内正在收集有关自然地质灾害的数据,并且在整合这些数据之后,可以进行更好地预测,而与社会科学家合作将使灾害信息转化为决策者和公众需要的风险信息。《英国地质调查局未来10年科学计划》在这方面确定4个挑战主题和10个子主题。

    在多重灾害系统方面,由于许多灾害过程,如地下水灾害、地磁感应电流或火山灰都集中在流体物理现象上,为此,英国地质调查局将推进英国和国际上对“单一”灾害过程(例如岩崩或地震)的监测、分析和特征描述方面的技术发展,同时对多重灾害表征和级联效应之间的交互作用进行多个科学家群体的整合研究,以更好地提供灾害现状报告或灾害预测,提供灾害或多重灾害的发生概率、分布和规模方面的定制信息。

    在风险分析方面,英国地质调查局启动研究灾害或多重灾害对暴露人群、社区及其资产的影响、脆弱性等,该分析用于研究在灾害事件中什么事物是可能损坏或丢失的,侧重研究处于风险中社区的社会属性和经济属性,以及他们的房屋或基础设施等实物资产。

    在风险的传播方面,英国地质调查局将启动研究,增进对处于风险中的社区或社会(或其代表)的了解,从而实现行动或行为模式的改变。这些研究的一个重点是与受灾害影响的社区合作,特别是开展国际合作。这项工作的开展可能需要物理和社会科学家越来越多地联手。

    在多重灾害数据科学研究方面,英国地质调查局将在灾害或多重灾害事件及其过程和影响的相关观测或监测数据采集和管理方面进行创新,将通过欧洲板块观测系统和极限地球项目数据管理平台进行商业安排。其中,可视化将包括在面临复杂的多重灾害的发展中国家应用智能手机和众包技术。英国地质调查局强调对基础设施研究的重要性,强调大型研究基础设施有助于提高调查、监测和实验的能力,吸引全球科学和专业人才,并有助于创新、实现商业化、扩大就业和促进经济增长。通过建设和使用基础设施,将形成对基础科学的支撑,进而推进国家公益科学与研究线路的整合。这也意味着制图和建模将从静态3D到动态4D实现跃迁式变化,并将越来越多地发布实时数据。而所有以上挑战,尤其是全球性灾害和风险,需要统计、预测和预报、人工智能和创新数据存储各方面的计算机科学专家,需要更加关注社会科学并与社会科学家进行更加深入地融合交流。对此,英国地质调查局将探索招聘社会科学家的方式,以及拓展合作伙伴关系和新模式,例如外包和全民共享。

    4 迎接地质调查科技挑战

    “第四次工业革命”的特点是技术融合,包括对机器人技术、人工智能、纳米技术、量子计算、生物技术、物联网、5G移动数据、3D打印和全自动驾驶汽车的融合。为此。英国地质调查局将创建一个新的综合信息“操作系统”,以持续地为全球地球科学的云平台提供信息,彻底改变数据的提供、预测和预报模式——并支持上述三大科技挑战和其他世界级的地球科学挑战。同时,利用新的操作系统和知识将这些数据集结合起来,提供从城市到大陆边缘各种比例尺的地质系统尖端信息。英国不同地区的经济驱动力正在迅速发展,英国地质调查局将开发各种途径为特定地区的需求提供最适合的定制信息,同时确保国家的地球科学框架得到加强。在国际上,将在英国海外发展援助计划的范围内与伙伴国家展开合作。具体来讲,英国地质调查局将开展包括数据科学和数据基础设施、建模、区域地质调查、新一代英国国家地质模型、地球科学和社会等方面的战略研究工作。

    其中,在数据科学和数据基础设施方面,通过新数据和采集技术,显著提高影像的拍摄和传输能力,以更好、更详细地表征环境和地质体,并提高时间分辨率。其中一些技术将是新颖的,需要新的遥测技术或转用其他领域及行业获取的技术,从更深的地下探测信息。

    在区域地质调查方面,将在英国和国际上启动地区层面的项目,将与各地区特有的一系列工业和可持续发展挑战相关联。比如:东北走廊项目,该项目将支持矿产、基础设施(公路和铁路)、建成环境、可能的氢经济、碳捕获与封存和页岩气工业网络。这些定制项目将与英国的区域产业战略、地方增强基金以及工业利益相关者的需求密切相关。类似的以工业为重点的项目将在英国和其他国际区域开展。这类区域工作将在英国的国家层面进行协调,以确保数据集之间的一致性,保证连贯性和在国家尺度上理解一致。

    在地质模型方面,将开发新一代英国国家地质模型,重点关注英国的浅层地下模型和基岩体元模型。这些模型将建立在现有数据的基础上,并结合正在进行项目的新数据,特别是聚焦区域的地质调查数据。例如:新的英国浅层地下模型旨在开发用于模拟浅层地下结构和性质的新方法。通过使用地貌形态测量和数据分析技术,将推动地球科学的发展,形成对当前浅层地下模型的支撑,以期为未来开发增强型模型,发布新产品。此外,一个结合浅层和深层、区域和国家的地质模型,将提供可供外部利益相关者用于改进决策的3D框架;而对地面和地下传感器网络的不断改进和开发部署,将能够使所提供的数据从3D走向4D。

    (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)

     

    迎接科技挑战 叩响地球之门

    近日,自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所“一种绳索冲击式保温保压取样钻具”获国家发明专利,专利号:ZL2016 1 0973864.0。

    保温保压取样钻具是天然气水合物勘查取样的重要工具之一。天然气水合物因其高压、低温的赋存特性,常规取样技术方法将破坏其蕴含的科学信息,唯有采用“保温保压”的取样技术手段才能获取原位原状的地质样品以供科学分析与评价,同时有利于全面的对天然气水合物进行定性或定量分析,对精确计算水合物储量、获取水合物地层信息等也具有极其重要的作用。

    针对我国天然气水合物勘查取样的实际需求,探矿工程所研发的绳索冲击式保温保压取样钻具,打破了国外技术垄断,实现了自主实施天然气水合物勘查取样,为我国天然气水合物资源勘查取样提供了新的利器。

     

     
    探矿工程所“一种绳索冲击式保温保压取样钻具”获国...

    近日,《中文核心期刊要目总览》编委会正式通知,由自然资源部主管、自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心和中国地质学会主办的《西北地质》于2018年8月正式入编《中文核心期刊要目总览》2017版(第8版)之“地质学”类核心期刊。

    近年来,《西北地质》编辑部高度重视办刊质量,坚持以“中文核心期刊”的要求为标准,扩大编辑委员会成员,增加学术界有影响力的专家,主动向专家约稿,对所收稿件认真审核、指导修改,严把刊物的质量关。同时加强对《西北地质》编辑部的管理和宣传,执行期刊管理和单位办公管理的质量管理体系,建立《西北地质》网站、微信公众号,与中国知网、万方、维普、中国科学引文数据库、超星等数据库平台合作,实现网络阅读和手机移动阅读。

    《中文核心期刊要目总览》依据文献计量学的原理和方法,经研究人员对相关文献的检索、统计和分析编撰而成。核心期刊的评选工作是运用科学方法对各种刊物在一定时期内所刊载论文的学术水平和学术影响力进行综合评价的一种科研活动,相关单位的百余名专家和期刊工作者参加了研究工作,最终采用定量评价和定性评审相结合的方法进行评价,其中包括定量评价指标16种、选作评价指标统计源的数据库及文摘刊物49种,统计到的文献数量共计93亿余篇次,涉及期刊13953种,参加核心期刊评审的学科专家近8千位。经过定量筛选和专家定性评审,从我国正在出版的中文期刊中评选出1981种核心期刊。此次《西北地质》正式入编《中文核心期刊要目总览》,也充分显示了该期刊近年来在国内外的学术影响力。  

     

      

     

     
    《西北地质》入选中文核心期刊

     

    陆程,男,33岁,硕士,专业技术十级,油气调查中心助理研究员。专业方向:非常规油气开发理论与技术

    解决资源环境问题或基础地质问题情况:

    完成多套“水合物试采关键环节系统图”,厘清试采周期内各关键环节相互关系;首次研发“泥质粉砂储层天然气水合物样品流速敏感性测定系统”,首次建立“泥质粉砂储层水合物样品流速敏感性测定方法”,厘清泥质粉砂储层内流体流速与生产压差的关系,预判试采周期内渗透率变化规律,为降压方式选择提供依据与合理化建议;建立泥质粉砂储层水合物产能评价体系,完成多套降压方案编制和降压路径优选工作,厘清生产各要素与降压方案的关系,编制“生产制度逻辑关系判断图”,为试采工程提供重要的服务支撑。参与完成863项目“海底孔隙水及底层水原位采集系统”子课题,实现对不同类型水体中烃类气体等进行检测的船载流体地球化学探测,为我国海域天然气水合物资源评价提供技术支撑。

    实现转化应用和有效服务情况:

    作为项目副负责与核心成员,完成“祁连山及邻区天然气水合物资源勘查钻探试验井单井综合评价”、“陆域天然气水合物可移动性现场实验室与祁连山长期观测基地建设”、“东北冻土区天然气水合物资源勘查”、“楚雄盆地油气资源前景调查”、863项目“海底孔隙水及底层水原位采集系统”以及“2017年度海域天然气水合物试采工程”等项目。试采期间,担任模拟组组长,带领本组成员,与试采指挥部全体指战员通力合作、联合攻关,建立一套泥质粉砂储层天然气水合物系统产能动态评价方法,完成试采井产能模拟和降压方案优选工作,为试采的成功提供服务与支撑。

    促进科学理论创新和技术方法进步情况:

    在国内外公开发表论文10余篇,获得一系列专利授权,涵盖水合物、致密油气、页岩气等非常规油气产能评价方法的创新性内容。首次研发可填装无固结泥质粉砂储层的“水合物岩心流速敏感性测定系统”,提出“水合物储层流速敏感性测定方法”,开展试采井储层渗透率流速敏感性实验,预判试采出现的风险以及为降压方案制定提供关键参数与合理化措施建议。以“稳步降压、小步慢跑”为指导核心,建立泥质粉砂储层水合物系统产能动态评价方法,包括:选择降压方式、划分降压区间、编制降压路径、确定主力产层、大数据定性分析、优选降压路径、工程语言转化等7个方面的内容,用以完成天然气水合物试采降压方案的编制,为试采顺利实施提供服务与支撑。

    促进人才成长和团队建设情况:

    在天然气水合物试采期间,带领一支由广海局、青岛所、北京大学、局油气调查中心等4家单位组成的,以天然气水合物开采模拟、油气田开发工程为专业特长的模拟组,完成试采井目的层多孔介质渗透率流速敏感性实验以及产能预测和降压方案优选工作,为试采的成功提供服务与支撑。其中4人被评为天然气水合物试采先进个人。

    陆程
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