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！”

10月29日-31日，中国地质科学院地质力学研究所有关负责同志一行赴新疆调研克州子网地应力监测站建设工作。

地质力学研究所汇报了克州地应力监测站建设背景和克州子网首批地应力监测站建设情况。中国地质调查局有关负责同志肯定克州地应力监测台站建设的意义，强调要充分发挥地应力数据在重大工程地质安全评估和内动力灾害孕育机制研究等方面的重要作用。

地应力变化是诱发内生地质灾害的动力之源，地应力监测是捕捉内生地质灾害孕育与发生过程的关键技术手段。新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州（简称“克州”）地处西南天山与西昆仑山的交汇部位，受印度、欧亚板块挤压效应影响，该区构造活动强烈，诱发的地震、断层活动、崩塌、泥石流等地质安全风险十分突出。克州地应力监测台站将聚焦关键构造带应力汇聚、内动力地质灾害过程与机制等问题，开展长期地应力监测、数据分析，更好地服务克州绿色矿山能源基地和国家重大工程地质安全风险评估，为该区能源资源开发和重大工程全生命周期的地质安全保障提供有力支撑。

新疆克州子网首批地应力监测台站，由中国地质科学院地质力学研究所联合新疆自然资源与生态环境研究中心和克州科技发展研究所，在中国地质调查局“全国地应力基础调查与监测”项目资助下建设。台站建设得到了新疆国家三○五项目办公室，克州州政府及发展改革委、财政局、科技局等部门，以及阿图什市委、乌恰县委的大力支持。

中国地质调查局科技外事部、资源评价部，中国地质科学院地质力学研究所、西安地质调查中心、西安矿产资源调查中心、乌鲁木齐自然资源综合调查中心，新疆三○五项目办公室、克州州政府及相关部门同志参加了调研交流。 

为深入学习贯彻习近平总书记关于地质工作的重要指示批示精神和习近平总书记给山东省地矿局第六地质大队全体地质工作者回信，10月26日，李四光地质科学奖基金会联合中国地质科学院地质力学研究所，以“弘扬李四光精神 推动地质科技创新发展”为主题，举办了纪念李四光诞辰135周年学术活动，传承李四光精神，弘扬科学家精神，激励广大地质工作者为新时代国家经济社会发展和地质科技创新而努力奋斗。

本次纪念活动设置有参观李四光纪念馆、东亚东南亚地学计划协调委员会（简称：CCOP）地应力研究中心和中国地质调查局李四光地质力学研究中心揭牌成立、《李四光地质科学思想之遥感印记》和《李四光地质科学思想之地热印记》首发、院士专家学术报告等环节，从精神感悟、事业发展、科普宣传、学术研究等方面，弘扬李四光精神，推动地质科学事业发展。

在李四光纪念馆，参加活动的同志们认真听取了李四光外孙女、李四光纪念馆高级顾问邹宗平女士和地质力学研究所李四光纪念馆办公室工作人员的讲解，通过一幅幅图片和一件件实物，重温李四光先生为新中国地质事业发展、科学事业发展和经济社会建设所作出的重要贡献。大家被李四光精神深深感染，对李四光精神所展现的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有了更为深刻的理解和认识。大家一致表示，要加快推进科技自立自强，以地质科技创新服务保障中国式现代化建设。

李四光先生创建了地质力学理论、亲自推动我国的地应力技术研发和相关研究工作。在李四光先生诞辰135周年的时刻，CCOP地应力研究中心、中国地质调查局李四光地质力学研究中心正式揭牌运行。CCOP主席中尾信典发表视频致辞，祝贺CCOP地应力研究中心正式成立。中国地质调查局与CCOP技术秘书处签署了关于成立CCOP地应力研究中心的谅解备忘录，由地质力学研究所负责建设运行。未来，CCOP地应力研究中心将致力于开展东亚、东南亚以及 CCOP 合作国地应力领域技术方法创新、人才培养、大数据平台和大科学计划等方面合作，形成全球领先的地应力技术方法体系，建立区域性地应力观测网络和信息共享平台，组建地应力专家智库，促进研究中心成员国之间地应力领域业务合作，提升应对重大地质灾害的能力，实现 CCOP与各成员国间的合作共赢，打造引领国际地应力研究高地。中国地质调查局李四光地质力学研究中心的成立，将凝聚地质力学研究所的业务特色，引领创新发展地质力学基础理论与技术方法，探索揭示地球演化规律， 解决与之相关的地质、资源与环境问题，培养、孵化高层次地质力学研究人才团队，弘扬李四光精神及科学思想。未来，李四光地质力学研究中心将聚焦力的来源、力的传导、力的作用、力的效应等关键科学问题，重点开展地球系统运行动力机制、应力分布规律与应变效应、不同时代构造体系划分、矿田构造理论与找矿预测、构造过程与能源富集耦合、内外动力耦合控灾机理等方面的前沿问题研究。联合相关单位共同建设，建立人才、项目等合作机制，推动资源共享，打造攻关重大关键技术难题的科研团队，形成开放协同工作体系。

在李四光先生诞辰135周年之际，李四光地质科学奖基金会策划实施了“李四光地质科学思想印记”科普工程，陆续推出系列科普图书、视频等科普产品。中石化新星公司编制的《李四光地质科学思想之地热印记》和自然资源部国土卫星遥感中心编制的《李四光地质科学思想之遥感印记》在本次活动上首发。系列科普图书的面世，可为行政管理者快速掌握地学研发态势提供借鉴，也可为社会公众了解李四光先生的人生足迹和科学精神、品鉴地学知识提供很好的素材。

在学术报告环节，郭旭升院士以“中国地热产业高质量发展”为题作学术主题报告，所相关负责同志以“燕辽大火成岩省及其全球对比” 为题作学术主题报告，与会科研人员针对相关问题进行了深入研讨，为拓宽研究思路，深化相关领域的研究工作提供了有益启发。

自然资源部有关领导同志和相关司局负责同志、中国地质调查局有关领导同志和机关部室负责同志，李四光地质科学奖委员会、基金会有关领导同志，湖北省李四光研究会、中国海洋石油有限公司、自然资源部国土卫星遥感应用中心、中国石化新星公司、中国地质调查局所属单位等有关同志参加了本次活动。 

 

近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所在天然气水合物钻井过程地质风险防控方面研究取得新进展。研究揭示了水合物储层钻井液侵入过程中井周储层变形特性和井眼失稳机理，为水合物储层钻井过程中地质风险防控提供了新思路。该成果发表在油气领域国际权威期刊Energy(一区TOP，IF=8.857)。

天然气水合物储层具有埋藏浅、未成岩和弱胶结等特点，钻采过程中易于发生地质风险，严重制约天然气水合物安全高效开发。针对水合物储层钻井侵入过程引发水合物相变分解和井壁失稳的问题，研究团队建立了适用于描述水合物储层钻井液侵入过程的多场耦合模型，该模型能够准确刻画井周储层多物理场变化规律和井壁变形特征，揭示了钻井液侵入和水合物分解对井壁稳定性的影响机理；基于数值模拟结果，指出了钻井液侵入过程中会造成井周出现应力和应变的集中，导致井眼容易出现失稳破坏；同时井眼形状对于应力集中和井眼屈服区域影响较大。此外，考虑中间主应力的影响，基于三向应力建立适用于水合物储层的破坏准则并提出了失效系数，在判断风险区域的同时还能对特定区域风险程度进行定量评价。上述结论对于准确预测水合物储层钻井过程中井眼失稳风险具有重要意义。

该项研究由青岛海洋地质研究所、崂山实验室、中国石油大学（华东）和加拿大滑铁卢大学研究团队共同完成。 

 

  

水合物储层钻井过程及其控制机理

吕庆田作学术报告

“地球物理”四个字对于吕庆田来说，有一种特别的意义。

1981年，在老师的建议下，懵懵懂懂的他来到了长春地质学院，开始了应用地球物理专业的学习。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，从一名实习研究员干起。从此，便是大半生无怨无悔地付出。

寻找深部资源宝藏

深入地球内部是人类一直以来的梦想。然而，想要了解地球深部，却是异常艰难。厚厚的固体地球介质、复杂的地质条件，挑战着人类的认识的极限。了解地球深部如此艰难，我们为什么还要进行深地探测？

在吕庆田看来，两大因素促使我们必须探测深部。

其一，国家资源保障的现实需求。地表或浅层矿产发现的机会越来越小，立足国内，实现资源自给，资源勘查必须要往深走。向深部要资源能源，提高资源储备、缓解资源能源紧缺，是保障国家安全和可持续发展的战略选择。

其二，认识地球深部运行规律。“金属的富集及矿床的形成、地震的发生、山脉的隆升等，最终还是受地球深部各种物理、化学和动力学过程的控制。目前我们对这一复杂的过程尚不十分清楚。只有通过对重要成矿带、地震多发区进行精细探测，就像‘CT’扫描一样，才能逐渐揭示地球深部的‘庐山真面目’。”吕庆田说。

在国家重大需求和科学探索双重背景下，近20年来，吕庆田和他的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。

“以往认为，成矿作用大都发生在板块边缘，与板块边缘造山密不可分，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。”吕庆田和他的团队经过不懈努力，在长江中下游成矿带发现了独特的地壳和上地幔结构特征，发现了大陆内部块体边界控制岩浆—流体活动的反射地震证据，建立了陆内成矿的深部动力学模型。

在矿集区深部结构和成矿过程方面，他们发现了壳/幔边界基性岩浆底侵的反射地震证据，提出了“多级岩浆系统”结构模型；发现了隐伏在庐枞火山岩之下的两个侏罗纪盆地；精细刻画了庐枞、铜陵等多个矿集区的精细结构和断裂系统空间展布，对认识成矿过程意义重大。

“我们认为，这些发现可以诠释为什么在长江中下游这个狭窄的带内，形成近百个大中型金属矿床。与板块边缘成矿类似，大陆内部在远程应力的作用下，在组成块体之间也可以发生大陆俯冲，俯冲导致壳幔强烈相互作用，最终沿块体边界形成大陆内部的巨型成矿带。”吕庆田说。

如何开展深部找矿，这是吕庆田及团队面临的另外一个重大现实问题，目前国内外尚没有现成的经验可以借鉴。他们认为，与地表找矿类似，深部找矿必须先搞清楚地下三维结构，即了解地层、岩浆岩和构造的空间分布。经过反复探索，他和他的团队提出了地质信息约束下的重、磁三维地质建模技术，初步实现矿集区的“透明化”。

通过研究和探索，吕庆田和项目组提出了基于三维结构、区域成矿模式和示矿信息的“三元”深部找矿方法，并利用这一思路在新疆、长江中下游多处取得深部找矿突破。比如，在新疆伊吾县拉伊克勒克戈壁滩发现了隐伏大型斑岩—矽卡岩矿床，获得333﹢334铜资源量101.5万吨，预测该矿床具有超大型铜矿远景。

长江中下游成矿带多尺度深部探测试验，形成了一套解剖大型成矿带成矿系统结构的技术解决方案，发展了多种地球物理数据处理与解释技术，为国家“创新2030—地球深部探测”重大项目的实施提供了技术储备。

创新深部资源探测技术

如何“看透”地球内部，精准发现深部资源，技术创新最为关键。

“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。

面对我国矿产勘查技术在探测深度、精度和分辨能力等方面与国外差距较大的现状，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“深部矿产勘探技术”重大研发任务。

研发团队克服重重困难，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，技术指标总体接近或局部超过目前国际先进水平。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，研制出了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。

“这一轮的勘查技术研发，使我国在地球物理勘查技术领域极大缩小与国外的差距，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。

向地球深部进军

几十年的不懈努力和学术积累，吕庆田及其团队取得了丰硕成果，收获了不少荣誉。先后获得国家科技进步一等奖、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；入选新世纪百千万人才工程国家级人选。他带领的深部资源探测研究团队入选自然资源部高层次科技创新团队。此外，他还为国家培养了一批深部资源探测人才，为深部资源领域的研究和调查作出了突出贡献。

“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”，这是习近平总书记在2016年5月30号“科技三会”上发出的号召。

“相比于西方国家，我国的深部探测工作起步较晚，在探测技术和实际探测覆盖面积方面与西方国家差距较大，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。”吕庆田说。

当前，我国正在酝酿启动“创新2030—地球深部探测”重大项目。未来，我国的地球深部探测将紧密围绕国家资源能源重大需求，瞄准国际地球科学前沿进行布局。

“入地中国梦”的大幕刚刚拉开，向地球深部进军即将全面启动。吕庆田及团队正在积极准备，迎接未来更大的挑战。

虽然人类直接钻探深度在不断加深，但与6000多公里的地球半径相比，我们还仅仅只停留在地球的表皮。如何拓展深部空间，认识地球深部运行规律，发现更多的资源，是吕庆田毕生的奋斗方向。

近日，中国地质调查局探矿工艺研究所研发的“一种基于最优距径比的小口径钻孔组合抗滑桩设计方法”获国家发明专利授权。

小口径钻孔组合抗滑桩技术具有施工便利、成孔、成桩快速、施工安全等特点，越来越多的用于滑坡应急治理中，但目前其设计往往只考虑了桩体自身的承载能力，忽略了桩间土体的抗滑力，从而导致桩体设计缺乏经济合理性。“一种基于最优距径比的小口径钻孔组合抗滑桩设计方法”基于大量的试验数据和工程实例分析，获得了不同距径比的小口径组合抗滑桩应力-应变关系，从而厘定最优距径比，建立了其内力和位移计算方法。

该发明提高了小口径钻孔组合抗滑桩的整体抗滑性和经济性，为今后滑坡灾害应急处置提供技术支撑。

 

2019年12月6日-10日，由自然资源部中国地质调查局地质力学研究所主办，甘肃省地质调查院协办的“河西走廊地区地质填图野外培训会”在甘肃兰州召开。本次会议旨在更好地贯彻中国地质调查局党组关于区域地质调查改革的会议精神,推动区调改革转型，充分发挥区域地质调查工作的基础性、先行性优势,及在城市发展、人与自然关系等重大需求中的作用,探索研究地表过程与圈层相互关系等重大地质科技问题, 推广覆盖区地质填点成果和经验。

自然资源部中国地质调查局基础调查部、地质力学所和甘肃省地质调查院相关负责人到会并分别发表讲话：传达了当前基础调查部推进区调改革取得的主要成果和下一步的工作思路及措施；介绍了地质力学研究所在特殊地区地质填图工作中的主要成果和经验，以及对区调改革的体会；介绍了甘肃省地调院在基础地质和地质遗迹等方面的最新成果。

会议特邀兰州大学孙柏年教授和胡振波副教授、甘肃省地质调查院刘明强教授级高工、中国地质环境监测院董颖教授级高工和曹晓娟教授级高工、甘肃省地震局何文贵教授级高工、江苏省地质调查院程瑜高级工程师、地质力学所施炜研究员和卢海峰研究员等有关专家出席，专家们重点对新生代植物化石与气候环境变化、黄河起源、武威盆地构造格架与区域演化、地质遗迹调查与成果转化、地质遗迹评价、河西走廊地区活动构造特征、长三角平原区第四纪地质特征、断裂构造应力场研究和元谋断裂活动构造特征等方面做了专题讲座，并对覆盖区地质填图技术方法、成果表达和服务地方经验等方面进行了培训。

会议组织培训人员赴临夏盆地和老龙湾盆地野外现场，重点对盆地地层序列、古生物化石与环境变迁、构造地貌与地质遗迹等特征进行了考察，并在现场交流讨论了典型地质现象及其科学意义。

中国地质调查局所属的地质力学所、岩溶地质研究所、地球物理地球化学勘查研究所、北京探矿工程研究所、南京地质调查中心、武汉地质调查中心、西安地质调查中心，以及甘肃省地质调查院等特殊地区地质填图工程参与单位近40名相关技术人员参加了此次野外培训会。

 

松辽盆地大陆深部科学钻探工程——松科二井  谷兰丁 摄

“我宣布，松辽盆地大陆深部科学钻探工程即松科二井超额完成预定目标，胜利完井！”

5月26日，在黑龙江省安达市松科二井工程现场，自然资源部中国地质调查局副局长李金发的话音刚落，雷鸣般的掌声在高耸的井架下响起。

在“向地球深部进军”的号召下，松科二井这一亚洲国家组织实施的最深大陆科学钻井，也是国际大陆科学钻探计划（ICDP）实施的最深钻井，在地球探索领域树起了一座新的国际地标。

国际同行竖起大拇指

“值此松辽盆地大陆深部科学钻探工程——松科二井完井仪式召开之际，我谨代表国际地质科学联合会，向自然资源部中国地质调查局全体同仁表示衷心的祝贺！向本次工程的参与实施单位及全体工作人员表示诚挚的敬意！”在完井仪式上，国际地科联主席成秋明深情地说。

成秋明指出，大陆深钻是地球科学里非常前沿和核心的、代表国家水平的工程。这次的项目取得了很多世界第一，从工程设计到施工完全是由中国科学家和工程技术人员自主设计，拥有自主知识产权，很了不起。松科二井工程的成功实施，为地球深部探测和科学实验研究提供了关键技术和装备，拓展了松辽盆地深部页岩气、地热能等清洁能源勘查开发的新空间，同时还引领了全球白垩纪陆相古气候研究，显著提升了中国在地质历史古气候研究领域的国际影响力。

也正是因此，成秋明还代表国际地质科学联合会表态：国际地质科学联合会将会继续支持中国地球深部探测研究，并积极开展更多合作。

与成秋明同样表示祝贺与期待的，还有国际大陆科学钻探计划。在仪式现场，国际大陆科学钻探计划运行支持部主任乌利希·哈尔姆宣读了来自总部的贺信。

贺信将该项目誉为“灯塔”，盛赞其“不仅对中国大陆科学钻探，而且也对世界大陆科学钻探工作具有‘引领’作用”，并将项目的“灯塔”作用上升到“对中国和国际上所有的科学家，在科学上、技术上和国际合作上都是‘灯塔型’样板工程。”

对项目在钻探工程和科学研究上的成就，贺信称：“松辽钻探项目在多方面取得杰出成就。如：钻探深度7018米，单个岩芯长度达40米，岩芯采取率超过95%。该项目取得的技术成就将长期影响中国和世界钻探工作，并将影响到参与该工作的科学家。”“有关松辽科钻的成果已经在国际重要期刊上发表，达到了科钻预期目标，体现了松科二井对社会的重要贡献，更让中国在国际科学界的作用举足轻重。”

对项目成就的认可、赞誉，还体现在国际大陆科学钻探计划委员会今后的计划中。贺信表示，“在松科二井执行期间，国际大陆科学钻探计划委员会计划成立松辽深地实验室，这是我们首次长期利用ICDP资助并计划的。”

更让国际大陆科学钻探计划兴奋的是，透过这一项目，他们看到了科学与工业结合的途径，相信松辽科钻将成为工业和科学成功结合的典范”。

一个灯塔、一个样板、一个典范，中国地质人以松科二井为依托，在地学领域树起了一座新的国际地标。

这座新的国际地标有多高呢？请看以三个之最：亚洲国家实施的最深的大陆科学钻井，国际大陆科学钻探计划（ICDP）成立22年来实施的最深钻井，全球最早钻穿距今约6500万年至1.45亿年的白垩纪陆相地层的科学井。

其实，在此之前，松科二井就引起了国际地学界的关注，松科二井也多次占据国际大陆科学钻探计划（ICDP）组织网站首页中心位置。

通往白垩纪的时间隧道

白垩纪，是地球上海陆分布和生物界急剧变化、大西洋迅速开裂和火山活动频繁的时代，植物、动物界许多重大变革的影响，一直持续到现在，而国际地学界对相关问题的激烈争论，也一直持续到现在。

解决争论的唯一办法，就是穿越到白垩纪，了解当时到底发生了什么。

穿越显然是不可能，唯一的办法就是在地球上进行科学钻探，打一深孔然后再对岩心进行分析，一步一步去还原当时的真相。因此，松科二井也被国际科学界称为恐龙时代的旅行。

在5月21日进行的成果鉴定会上，李廷栋、康玉柱、武强、侯增谦、杨经绥等院士及有关专家在深入研究松科二井的成果后认为，松科二井获得了全球最完整最连续白垩纪陆相地层记录、气候变化主要控制因素和气候波动重大事件等三项重要证据，首次实现了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画，重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史，建立了白垩纪陆地古气候演变规律。

通俗说，通过松科二井这一时间隧道，中国地质科学者基本还原了白垩纪的场景。

“小行星撞击只是压死骆驼的最后一根稻草。”针对国际科学界目前争论最为激烈的白垩纪物种灭绝事件，中国地质大学（北京）的张来明用在松科二井的最新发现进行了说明：

这次重建的白垩纪—古近纪界线附近的陆相气候记录表明，在小行星撞击地球之前约30万年，地球上的温度和大气中的二氧化碳浓度都明显升高，而这与德干高原火山喷发的时间高度一致。而根据陆相记录的研究还发现，在德干火山喷发之后、小行星撞击之前，松辽盆地约2/3的物种已经发生了绝灭。

“这说明，德干火山喷发与小行星撞击的连续二次打击是造成恐龙等物种绝灭的原因。”张来明解释说，德干火山喷发导致剧烈的升温和二氧化碳浓度上升，破坏了生态系统的稳定性，造成了部分物种的绝灭；之后，短时间内小行星的撞击使原本不稳定的生态系统发生崩溃，形成了压垮骆驼的最后一根稻草。

在为全球宏观气候变化研究提供实验室的同时，松科二井对松辽盆地深部宝藏的开发，同样提供了众多宝贵信息。以能源资源潜力为例，松科二井证实在盆地下存在有利的页岩气层系，发现页岩气气测异常层达43层、累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77。同时，还首次发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层，在井深4400米~7018米发现温度150℃~240℃高温干热岩体。

今后，随着后续研究的逐步深入，相信振奋人心的新发现会越来越多。通过松科二井这个时间隧道，中国地质科学工作者为人类还原一个完整的白垩纪，将不再是梦。

向地球深部进军不停歇

松科二井虽然完井，但中国地质人探索地球深部奥秘的步伐仍在继续。

对此，中国地质调查局已作好了规划：深化地球深部探测理论技术研究和成果转化，组织实施好松辽盆地页岩油（气）、深层油气、砂岩型铀矿、干热岩等清洁低碳能源地质科技攻坚战，带动大庆油田接替资源的勘查开发；加快推进《地球深部探测重大项目》的申报，以及“地球深部探测与能源资源安全”国家实验室与“深部地下观测与实验”国家重大基础科学设施的建设工作；研发15000米国产超深钻探装备系列，做好我国超万米大陆科学钻探工程以及大型含油气盆地科学钻探工程的选址和实施工作。

而这，与中国地质调查局始终站在人类命运共同体的高度，充分发挥中国的体制优势和自身的人才技术优势，积极开展地学领域前沿探索的传统，一脉相承。

人类只有一个地球。人类要与自然和谐共处，就必须了解地球。而了解地球最有效的、最直接的办法之一，就是实施深部钻探、在典型地区建通往地球深部的时间隧道，去研究地震成因、火山喷发机理、地质灾害预警、地球气候演变、生命演化历史、深部地质结构和能源资源潜力等，为人类更加和谐地与自然相处提供科学的解决方案。

于是，1968年，美国率先提出并实施了深海钻探计划（DSDP）。1985年，大洋钻探计划（ODP）开始运作。1998年，我国正式加入ODP，成为ODP历史上第一个“参与成员”。2004年，中国加入规模更加宏大、科学目标更具挑战性的综合大洋钻探计划（IODP），成为人类深入认识深海地质演化俱乐部中的一个重要成员。

大陆钻探计划启动后，1996年2月，德国、美国和中国作为第一批成员，发起了国际大陆科学钻探计划（ICDP）。目前，ICDP已经实施了湖泊、陨石撞击和生物灭绝事件、研究火山和地热、断层带等几十个科学钻探项目。我国已成功申请到“大别—苏鲁”大陆超深钻、中国环境科学钻探青海湖工程、科钻一井和二井工程等多项ICDP项目，在大陆科学钻探领域方面取得令人瞩目的成绩。

“大别—苏鲁”大陆超深钻是我国首例大陆钻探工程，2001年开工建设，至2005年完成钻探施工任务，是全世界穿过造山带最深部位的科学深钻，被国际地学界誉为超高压变质带大陆动力学的研究宝地。

2005年7月21日，青海湖环境科学钻探开钻，到9月5日结束，历时47天，分别在青海湖东盆、南盆等5个地点钻取了13支岩芯，共548米, 取得岩芯323米。通过青海湖科学钻探研究，查明了青海湖湖盆形成演化，气候构造变化和青海湖波动的历史，达到了解东亚季风气候和内陆干旱化变迁的研究目的。

2006年8月18日，在松辽盆地北部中央坳陷区开钻的中国白玺纪大陆科学钻探工程（松科一井）分两孔进行，称为“一井双孔”。2007年10月20日，松科一井顺利完钻，总取心进尺为2577米，心长共计2485米，为白玺纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化的后续研究奠定了坚实基础。

松科二井于2014年开钻，目标是打穿松辽盆地白垩系，探索松辽盆地深部能源潜力，建立松辽盆地深部地层结构，寻求白垩纪气候变化地质证据，研发深部探测技术。松科二井到目前已完成钻井深度7018米，成为亚洲国家实施的最深科学钻探井。

这一系列成果对人类的贡献，得到了来自国际地学界的高度赞誉，也提升了我国“向地球深部进军”的能力和水平。

中国人常说“上天容易入地难”。深部钻探过程中会遭遇很多世界级难题，其中要解决地球的“三高”（高温、高压、高地应力）问题，就必须有好的钻探装备。正是通过以上系列科学钻探工程的实施，中国地质人在为国际地学研究贡献系列成果的同时，还带动了我国万米大陆科学钻探装备和1000米、2000米、3000米、4000米等系列钻探成套装备的研发与进步。

现在，中国已进入到科学钻探与钻探装备互相促进、互相进步的新时代。而随着科学钻探和钻探装备间的良性互动、螺旋式上升，中国地质人向地球深部进军的能力也在不断提升，为人类提供更多了解地球的信息也必将越来越丰富，对人类命运共同体构建的贡献也必将越来越大。

中国地质调查局在松科二井完井后形成的规划，就是中国地质人站在新起点、进入新时代的宣言。

松科二井重大突破与进展一览

一 创造了深部钻探技术

四项世界纪录和两项重大突破

1. 创造了四项世界纪录。

311毫米大口径连续取心最长——1650米。

311毫米口径单回次取心最长——30米。

216毫米口径单回次取心最长——41米。

152毫米口径单回次取心最长——33米。

大幅提高了施工效率和岩心采取率（96.6%），缩短了施工周期，降低了成本，确保了全球最完整最连续的白垩纪陆相地层记录的获取和科学目标的实现。

2. 创新了超深井大口径取心技术体系。

在世界上首次研发并成功应用大口径一次取心成井和中空井底动力绳索取心等技术，将钻进速度提高了2倍。

3. 攻克了超高温钻井技术难题。

研发成功抗高温的水基钻井液、固井等系列技术，创造了国内最高温度（241℃）条件下钻进的新纪录，为解决超万米深部钻探面临的超高温难题做好了技术储备。

二 发现了松辽盆地深部

两种清洁能源具有良好的勘探开发前景

1. 完整揭示了深部页岩气资源潜力。

在松辽盆地深部凹陷带沙河子组合火石岭组（3350米以深）地层中发现页岩气气测异常43层，累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77，证实了松辽盆地深部存在有利的页岩气层系，为实现深部能源勘查向页岩气勘查拓展提供了重要依据。

2. 首次发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层。

在井深4400米~7018米发现温度150℃~240℃的高温干热岩体和两层含高放射性元素异常地层，热流值为84毫瓦/平方米，展示了松辽盆地具有良好的地热能开发应用潜力。

三 获得了白垩纪陆地

古气候演变规律的三项重要证据

1. 首次实现了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画。

建立了白垩纪重要地质历史档案，为研究白垩纪古气候演变提供了重要的科学依据。

2. 首次重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史。

发现了各个时间尺度陆相气候变化的主要控制因素，为研究地球气候系统在温室气候条件下演变机制找到了新证据。

3. 发现了白垩纪气候波动重大事件。

捕捉到大规模火山爆发排放二氧化碳引发陆相气候剧烈波动的重要信息，证实了气候快速变化是导致恐龙灭绝的诱发因素，对研究和预测未来全球气候变化意义重大。

四 取得了基础地质研究三项重大进展

1. 建立了地层对比的“金柱子”。

创建了完整的松辽盆地陆相地层标准剖面——“金柱子”，为开展区域性和全球地层对比研究提供给了重要的陆相“标尺”。

2. 建立了松辽盆地演化新模式。

揭示了松辽盆地深部地质构造特征，发现了古大洋板块俯冲、聚合的深部证据，构建了盆地早期基底双向汇聚、后期伸展反转的陆内盆地演化新机制，为松辽盆地成因再认识及深层油气勘探提供了理论指导。

3. 丰富了白垩纪陆相生油理论。

首次发现了松辽盆地多次、短期海侵事件的新证据，提出了白垩纪海侵事件是有机质富集和烃源岩形成的重要因素之一的新认识，对松辽盆地深部油气勘探有重要的指导意义。