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    近日,中国地质科学院地质研究所(以下简称“地质所”)岩石圈中心团队揭示特提斯喜马拉雅东段“双穹窿”构造S波速度结构与成矿机制。

    新生代以来,受陆-陆碰撞造山作用控制,青藏高原南部的特提斯喜马拉雅带内发育了大量的淡色花岗岩,形成了一系列穹窿构造并伴随着多种类型矿产资源的富集。错那洞穹窿和雅拉香波穹窿作为特提斯喜马拉雅带典型的南、北“双穹窿”构造,其深部结构可能控制着多种金属矿床的形成。

    为探究“双穹窿”构造与成矿间的关系,地质所岩石圈团队利用短周期密集台阵数据,采用背景噪声成像方法获得了错那洞及雅拉香波穹窿上地壳S波速度结构。发现:“双穹窿”结构深度9km处均存在低速带,但不同的是在低速带上方,雅拉香波穹窿和错那洞穹窿核部分别表现为高速特征和低速特征;研究区内低温热液型铅锌矿和钨锡铍稀有金属矿区同样存在明显速度结构差异,铅锌矿存在于横波速度高低变化较大的地堑边缘,钨锡铍矿存在于高速突起前端,二者的速度结构差异表明了成矿时期的不同构造环境;成像结果显示“双穹窿”周缘深部地热结构特征明显(图1),上地壳中部4-8km表现为低速热传导通道,上部联通盆地、地堑储热层,下部联通高温热源低速带,构成了错那洞及雅拉香波地区特殊的地热构造模式,对成矿流体的驱动可能起到了重要作用。

    本研究可为青藏高原南部特提斯喜马拉雅带穹窿构造的上地壳结构差异性,及多金属成矿、找矿提供重要参考价值。

    图1 错那洞穹窿及邻区三维横波速度及地热结构解释模式图(红色区域为高温热源区;白色虚线为热源通道)

    地质所岩石圈中心团队揭示特提斯喜马拉雅东段“双穹...

    近期,由中国地质科学院探矿工艺研究所主编的《藏东地区地质灾害形成机制与风险评价》专著由地质出版社正式出版。

    专著聚焦于藏东地区川藏交通廊道国家重大工程建设以及地方新型城镇建设中的地质安全风险评价与防范需求,依托翔实的野外地质工作数据,全面总结了区内地质灾害的孕灾条件和分布规律,剖析了地质灾害的发育特征,探究了典型地质灾害的成灾机制。专著通过综合研究,科学评价了重要工程区和重点城镇的地质灾害风险,探索了不同等级城镇的地质灾害风险评价方式,构建了基于源头风险管控的综合防灾体系。

    专著可为藏东地区地质灾害防治工作提供了重要的数据支撑和技术依据,对致力于研究藏东地区的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的科研工作者们具有参考价值。 

     
     
    《藏东地区地质灾害形成机制与风险评价》出版发行

    “梦想”号行驶在海面上。

    奚晓谦摄(人民视觉)

    广东广州市南沙区珠江口,一艘巨轮静靠在码头边,上半白色、下半橙红色,船上的钻井架高高耸立,整艘船在晴空下分外耀眼。

    这是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号。这艘国内最大吨位的科考船去年底试航成功,现已进入调试和内装阶段,预计今年内全面建成。

    登上“梦想”号,走进实验室内装现场,一块块泛着银光的坡莫合金正铺设到墙上。“梦想”号监造组业务分组实验室工程技术主管何清音,忙着用磁强计对屏蔽层仔细检查。3000多块共1200平方米的坡莫合金,相当于3个篮球场大小,何清音要确保坡莫合金板之间的空隙不超过1毫米,且每一片坡莫合金板要完全贴合墙面,以免影响磁屏蔽效果。

    “安装好磁屏蔽室很关键。大洋钻探取得样品后,要在屏蔽磁场干扰的实验室环境中进行磁学实验,从而确定地质矿产储层的年代、探究地球动力学及地质演化过程等。”何清音介绍,“实验室创新使用了全国产、达到国际领先水平的坡莫合金屏蔽层,对外部磁信号的屏蔽率达到99.8%,能够保证科研实验环境。”

    作为全球面积最大的海上移动实验室,“梦想”号的船载实验室装配各种精密实验仪器超过150台(套),目前已完成水、电、气、风等十二大系统的安装工作,即将进行实验仪器的安装。

    “钻探,是‘梦想’号最重要的能力。”中国地质调查局“梦想”号指挥部主要负责人周昶介绍,“钻探的目的是钻获地球内部的岩心,并获取其中蕴含的地质信息,进而解开地球深部的奥秘。”

    钻探科学领域有这样一句话:“一万米钻深的难度堪比登月。”在技术创新和设备集成的支撑下,“梦想”号具备海域1.1万米的钻探能力。“这艘船致力于实现钻透地壳、进入地幔层的目标,这也是命名为‘梦想’号的原因。”周昶说。

    “1.1万米的压力,对设备、水、电、液、材料都是一个挑战。”“梦想”号监造组组长殷宪峰介绍,全船涉及主要设备303项、生产图纸8300份、建造工序上万道,共集结了150多家科研单位参与建设,突破10余项关键技术。

    行走船上,创新之处让人应接不暇。依托自主研发的船载岩心智能储运系统,岩心在船上就能实现自动转运和存储,如同“虾从海里捞起后马上放到冰柜里”,保证了样品的“新鲜”程度;应用蓄能技术和闭环电网,满载180名船员的情况下,可连续在海上工作120天,续航里程达1.5万海里;120万米的电缆铺设,全面覆盖信息化技术,实现了船岸智能协同。

    距离船只建造现场不远处,与“梦想”号配套的钻探保障船、全球最大的海洋地质岩心库、我国首座深水科考码头等均已建成,将为“梦想”号运营提供强大岸基支持。

    向海图强,需要科考利器。我国深海探测将以“梦想”号为重要平台,构建深海地质地球物理探测和钻探技术装备体系,为人类认识、保护、开发海洋作出新的更大贡献。

    人民日报头版聚焦“梦想”号锚定深海探地壳

    “中国是世界上地质灾害发生最频繁、受影响最严重的国家之一,通过对地质灾害进行科学监测与分析防治,可以不断探寻地质灾害成因机理,及时发现地质灾害隐患点并及时预警,从而有效减少生命财产的损失……”

    4月7日,中国工程院院士、中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心)首席科学家殷跃平莅临北京市西城区德胜中学,为广大师生带来了一场主题为“地质灾害与人类纪”的科普讲座。

    本次讲座从地质灾害与人类纪的基本概念出发,围绕基本背景、地质灾害与多难兴邦、侏罗纪与人类纪、防灾兴利与大国重器等四方面,详细阐述了地震、滑坡、泥石流等地质灾害的真实案例记录及其对人类生活造成的重大灾难,以直观的图片和视频让同学们真切感受到了地质灾害对人类生活的具体影响,并以典型战略性重大工程和科学技术为例,向同学们介绍了科技发展对防范地质灾害的重要价值。

    通过本次科普讲座中一个个防灾减灾故事,学生们在深入了解地质灾害的同时,也深刻感受到科技发展与个人生活的紧密联系以及人类与自然休戚与共的关系。

    “好奇心是人的天性,对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起,使他们更多了解科学知识,掌握科学方法,形成一大批具备科学家潜质的青少年群体。”殷跃平院士提到习近平总书记对青少年的殷切期待时介绍说,将科学普及和环境保护相结合,通过科学案例分析激发青少年探究自然奥秘的兴趣,培养科技创新精神以及对自然环境的保护和热爱,这是进行此次科学讲座的重要目的。

    全校近千名学生通过现场+线上方式参加了此次讲座。

      

     

      

     

    地质安全知识走进校园 ——殷跃平院士赴北京市西城区...

    在“全国科技活动周”来临之际,为进一步激发青少年的科学梦想,弘扬科学精神,普及科学知识,5月24日,中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所“金红石黏土矿物等非金属矿综合利用技术研究与应用”项目组走进驻马店市第二十三小学,开展了以“奇异石头”为主题的科普讲座。

    讲座从陆游的诗“花如解语应多事,石不能言最可人”讲起,用通俗易懂的语言和生动活泼的事例,讲解了日常见到的各种各样奇异石头的来源与组成,岩石、矿物、矿产资源概念,矿产资源与人类关系,驻马店矿产资源种类与用途,并以方解石、石灰石、磁铁矿为例,讲解了水泥的生产、塑料的制备以及钢铁是怎样炼成的,并以此鼓励学生们在生活中要勇于展现自我,不惧千锤百炼,要有敢于接受挑战和新事物的无畏品格。

    在实践环节,同学们在科普老师的指导下动手完成了磁铁矿的分选,观察了不同颜色的石头在硬度、形貌上的差异,直观感受了石粉复配后漂浮在水面上的神奇,表现出对奇异石头的浓厚兴趣,感受到科学带来的乐趣,从而也加深了对岩石、矿物、矿产资源的认识与理解。

    此次科普进校园活动,把岩石搬进课堂,以直接感知、动手操作、亲身体验、互动交流的形式,丰富了学生的科学知识,激发了学生探索科学的兴趣,培养了学生探究新事物的能力,受到师生们一致好评。

    科普报告

    互动交流

    科普人员与师生代表合影

    豫见科学——郑州综合所开展科普进校园活动

    为有效支撑钾盐资源“增储保供”目标,中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心(以下简称“西宁中心”)于5月23日在柴达木盆地成功实施了2024年首个千米钾盐水文地质钻孔ZK05的开钻施工。 

    施工前,西宁中心项目团队进行了工程测量、大地电磁测深(MT)勘探、地震资料解译、地形地貌调查以及详尽的资料分析研究,为确定钻孔的选址和深度提供了科学依据,确保了整个项目的科学性和可行性。经过综合考量,项目组形成了孔位论证报告,并得到专家组一致认可。ZK05钻孔设计深度1100米,采用三级成孔技术,并进行全孔取心。在施工过程中,项目组将进行测井、岩心编录、抽水试验和样品分析等,以深入探究深层卤水的赋存特征,并估算氯化钾(KCl)潜在资源量,为后续找矿靶区的确定提供依据。

    为确保项目的顺利进行并达到预期成果,西宁中心将严格按照设计方案执行,并严格把控项目质量,还将邀请相关领域专家现场指导,以确保项目能够高效、准确地完成。此次千米钾盐钻孔的成功开钻,展示了西宁中心在地质调查领域的专业实力和技术水平,有效推动了新一轮找矿突破战略行动。

    西宁中心新年度首个千米钾盐钻孔开钻

    4月26日,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所将在青岛组织召开首届“深海极地沉积环境”研讨会。会议采取现场参会和线上直播两种方式进行。

    会议共邀请了崂山实验室、南京大学、上海交通大学、同济大学、中国地质大学(北京)、海南大学、中国科学院海洋研究所、中国科学院南海海洋研究所等科研院所和高校专家,交流深海极地沉积环境领域的相关理论、技术和应用等最新进展。希望通过本次学术研讨会,进一步促进深海极地领域的多学科交叉与融合,将深海极地沉积环境研究推向更深层次,更好地为“海洋命运共同体”和海洋强国建设提供支撑服务。

    地球表面60%被水深超过2000m的深海所覆盖,“蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏”。深海进入、深海探测和深海开发是习近平总书记亲自拟定的中国深海战略“三部曲”。深海极地沉积受多圈层相互作用的影响,是探究固体圈层、流体圈层和生物圈层的耦合演化机制与资源环境效应的关键所在。针对地球深部过程与动力系统、地球系统过程与全球变化研究、生物与环境的协同演化机制等领域,组织召开深海极地沉积环境研讨会,热烈欢迎相关领域科技人员及研究生积极参加。

    会议地点:青岛海洋地质研究所资源楼三楼会议室(山东省青岛市即墨区观山路596号)

    会议主办单位:青岛海洋地质研究所

    联系方式:胡邦琦 13386426513 bangqihu@qq.com 

    会议直播二维码

    会议海报

    青岛海洋地质研究所“深海极地沉积环境研讨会”会议...

    4月17日,中国工程院院士、中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心)首席科学家殷跃平在云南省明通小学开展了一场主题为“地质灾害与人类纪”的科普讲座。中国地质环境监测院院长刘同良,云南省科学技术厅副厅长宋光兴出席活动。

    本场科普活动是“中国地质环境监测院院士科普进校园”系列活动之一,希望通过院士对地质安全知识的讲授,使广大青少年对人与自然和谐发展形成更深层次的认知。本次讲座以“地质灾害与人类纪”为主题,从地质灾害与人类纪的基本概念出发,围绕基本背景、地质灾害与多难兴邦、侏罗纪与人类纪、防灾兴利与大国重器四方面,详细阐述了地震、滑坡、泥石流等地质灾害的真实案例记录及其对人类生活造成的重大灾难,以直观的图片和视频让同学们真切感受到了地质灾害对人类生活的具体影响,并以典型战略性重大工程和科学技术为例,强调了科技发展对防范地质灾害的重要价值。

    本次讲座精彩纷呈、引人入胜,赢得了现场同学们的阵阵掌声。活动现场,同学们积极提问,氛围热烈。殷跃平耐心细致地进行了一对一解答,使同学们对地质灾害的成因、影响及防范措施有了更为深刻地理解。

    殷跃平提到,随着生态文明建设不断深入推进,人与自然和谐发展的理念也更加深入到各个领域,通过将地质安全知识和人类生活环境相结合,激发广大青少年对自然环境保护和热爱,使科学精神和创新精神进一步走进校园、走向未来。此前,殷跃平在北京德胜中学举办的院士科普主题讲座也在广大师生中引起了热烈的反响,引发广大学生探究自然奥秘和保护自然的热潮。

    宋光兴表示,院士科普进校园活动作为院士专家与青少年学生互动交流的桥梁,是对科技创新、科学普及的深入贯彻。希望以此次讲座活动为契机,广大中小学能够进一步深化科普教育工作,让广大同学都能讲科学、爱科学、学科学、用科学,共同营造一个浓厚的科技探索氛围。

    活动期间,殷跃平一行人与学生互赠书籍和礼物,并参观了生态水循环系统和科技节成果展示,观看了其自创的科普短剧《节约用水伴我行》。

    本次讲座采用现场与线上相结合的方式,全校近7000名师生观看了科普讲座。云南省教育厅校外教育培训监管处、明通小学教育集团等相关负责同志参加了活动。

     
    殷跃平院士科普讲座走进西南课堂

    地球生命的灭绝与复苏是国际地学重大前沿科学问题。今年36岁的文芠,已经在这个领域摸爬滚打了十五年。从实习生到项目骨干、访问学者、读博到罗平生物群野外科学观测研究站副站长……一直在拼搏、一直在突破,每一次坚持都不是命运使然的随波逐流,而是文芠坚守内心作出的笃定选择。她是一位被热爱所驱动、全身心栖息于科研世界的果敢女性。 

    热爱——追寻心中的理想

    “让陌生的宇宙与你我息息相关,去阐释浩瀚宇宙中每个生命瞬间穿过永恒之美”,这是文芠在修化石过程中逐步萌生的理想。

    古生物研究的入门任务是修理化石,这是化石研究的基础,也是一件精细活,稍有疏忽,就可能造成无可挽回的损失。在非常坚硬的灰岩盖层下,修复化石的工作十分艰难,需要借助显微镜用风笔和钢针一点点地将轮廓以外的围岩剥离。修理一块10平方厘米的化石,最少也要耗费两个星期。但文芠却十分热爱这项工作,即使由于长期弯腰导致腰椎间盘突出,也丝毫不影响她这份热爱。“因为你不知道隐藏在岩石中的化石究竟以何种形态保存着,保存的完整程度又是如何,每修一寸化石我都饱含着对未知的探索和期待,当化石完全展露的时候,成就感油然而生。”文芠这样解释。

    2009年11月,文芠怀着好奇和憧憬的心情第一次踏上罗平这块神奇的土地,参与了罗平生物群门前坡采场的化石采集工作。2014年7月,她作为罗平古生物群化石采集项目负责人,和同事完成了三千余件化石采集,并在整理原有化石名录的基础上鉴定各类古生物化石标本近九千件,建立了罗平生物群化石数据库,建成罗平生物群国家地质公园化石展厅。这些为2016年罗平生物群国家地质公园的成功挂牌和罗平生物群野外科学观测研究站的评估优秀奠定了坚实的基础。

    提升——积跬步以至千里

    为掌握化石的分支系统学分析等前沿方法,文芠作为访问学者于2012年5月前往英国布里斯托大学进修,并与前国际古生物学会主席Michael J. Benton教授开展合作研究。一次次研讨、一篇篇文献、一摞摞报告,以及每个挑灯夜战、废寝忘食的日子,结成累累硕果。

    其先后新命名鱼类化石4属5种;发现了世界上分异度最高的早三叠世陆相软骨鱼类微体化石群落,为二叠纪末生物大灭绝之后陆地生态系统的复苏研究提供了重要材料;发现空棘鱼类卵胎生最早的化石证据,为空棘鱼独特的生殖方式的演化提供了实证;首次在我国发现了扁颌鱼类化石,并重新厘定了其分类位置。其成果被应用在国际古生物学经典教科书《Vertebrate Paleontology》(古脊椎动物学)第四版第七章重要内容,得到了国内国际同行的认可。

    突破——翻越自我的山丘

    2020年,罗平生物群国家地质公园和罗平生物群野外科学观测研究基地已经成熟运转,研究成果在国际国内获得了广泛认可。但文芠意识到自己和这个平台的发展都到了瓶颈期,“加把劲儿”再上一层楼,“松口气”滑向另一端。此时,她已经是一位五岁孩子的母亲。是以家庭孩子为重,还是追求更高的目标?无数次的思想挣扎,以考取南京大学古生物学专业博士研究生告结。她说,想和国内最好的古生物学团队共事,是促进自我成长,也是帮助罗平生物群研究打开国内合作通道。

    一边读书、一边工作、一边带娃,读博期间的辛苦可想而知。“读博这几年,很忙,为了学业、工作两不误,我的每个阶段做什么事都是卡死的。”她的工作包括科学研究、科普工作、科研平台建设工作,这些工作的核心目的都是拓宽合作、深化研究。

    在文芠牵头下,罗平生物群野外科学观测研究站,先后成功申报获批中国地质学会第二批地学科普研学基地、全国科普教育基地、国家自然资源科普基地。与此同时,罗平生物群研究的合作平台进一步拓展,达成了与中科院北京古脊椎动物与人类研究所、中科院南京古生物研究所及南京大学、英国布里斯托大学、美国肯特州立大学、奥地利维也纳大学等国内外优秀院所的合作,还获得了云南省野外科学观测研究站建设专项,实现了罗平生物群研究自我造血的突破。2023年12月,我国古生物界大咖周忠和、沈树忠、徐义刚、朱敏、谢树成、徐星等6位院士在云南会泽开展联合地质考察。成都地调中心古生物团队在展示重要成果的同时,又明确了新的科研目标。

    “我相信,中心古生物研究之路会越走越宽。”文芠满怀信心地说道。

    感恩——是源泉更是动力

    文芠从事古生物研究15年来,作为项目负责人主持国家自然科学基金、公益性地质调查项目和成果转化项目6项,在国内外学术期刊发表论文40余篇,出版专著2部,入选国家古生物化石专家库专家和云南省化石专家委员会特邀专家委员,获得全国奖1项,省部级奖项9项,国家一级学会奖1项。

    面对这些荣誉,文芠心怀感激,感激成都地调中心历届领导对古生物研究的关注和支持,在项目经费极其缺乏的情况下,用中心自筹资金完成了科学研究工作。感谢团队的团结协作,感谢导师的引领帮助。最要感谢的当数她的家人,特别是她7岁的女儿。

    2024年3月19日,文芠提交了2024年度自然科学基金的申报材料。当她带着女儿从办公室取了快递准备锁门时,女儿惊讶地说:“妈妈,你今天不加班吗?”文芠猛然想起,这是春节以来,她第一次准点下班。女儿已经习惯了她加班,习惯了她不在家。“为了追求自己的理想而疏忽对女儿的照顾,这是不是也是种自私?”正当她又一次陷入深深自责时,女儿忽闪着大眼睛问道:“妈妈,你是不是又完成了一个大项目又要做报告啦?”时间倒回2023年4月22日,文芠作为嘉宾在成都市自然资源博物馆作题为《探秘化石—走进罗平生物群》科普报告,女儿也在现场。散场后,女儿焦急地跑上台,逢人就说,这是我妈妈,骄傲的表情溢于言表。

    “用行动给孩子树立一个榜样,也许是我这个妈妈为女儿做得最有用的事。我要加油,为自己,也为女儿。”文芠说道。

     

    世界地质公园国际培训大会 

     

     

    国际合作——联合野外考察 

     
    从化石探究生命演化 用热爱奔赴理想远方

    2月16日,由北京科学中心、中国地质调查局地学文献中心、中国地质调查局广州海洋地质调查局共同举办的春节科普特别活动在北京科学中心举行,为沉浸在欢乐节日中的社会公众送去丰富的科普大餐。时值中国传统新春佳节期间,数百人参加现场活动。

    科普讲座现场

     
    来自广州海洋局的正高级工程师杨永博士带来一堂题为《探秘深海黑色宝藏》的科普讲座。杨博士从认识太平洋及其演化历史开始,介绍太平洋蕴藏哪些深海“宝藏”、富含哪些国家急需的紧缺战略性关键金属矿产,科学家采用哪些地质、地球物理和地球化学探测和分析手段探寻深海宝藏,并从科学角度对深海矿产资源开发现状及未来发展趋势进行探究,最后和大家分享了太平洋岛国的风土人情。 
    本次科普活动重点介绍的多金属结核和富钴结壳是蕴藏在深海盆地和海山表面的沉积矿产资源,富含钴、镍、稀土和铂族等国家紧缺的关键金属,特别是钴金属在航天工业、涡轮制造业、电池行业等方面具有广泛的应用,是我国急缺的战略性矿产资源,对外依存度高达90%以上。多金属结核和富钴结壳中的钴金属含量是陆地钴矿床的十几乃至几十倍,具有极高的经济价值。自20世纪80年代开始,经过科学家艰难探寻,目前我国在太平洋拥有3块多金属结核和1块富钴结壳勘探合同区,是世界上拥有多金属结核矿区最多的国家。 
     此次活动,提高了社会公众对深海多金属结核和富钴结壳等深海矿产资源的了解和认识,增强了公众对深海矿产资源勘探开发的关注,有助于增强公众的资源安全和深海安全意识,点燃了大家积极参与维护国家资源安全和海洋强国建设的热情。

    北京科学中心与局属两单位共同组织开展春节科普特别...

    大数据是新一轮信息技术革命与经济社会发展融合的产物。在全球信息化快速发展的背景下,大数据与云计算、物联网、人工智能等新技术相结合,已经上升为国家战略,处于国家基础性战略资源的重要地位。

    作为继物联网、云计算、移动互联网等一系列智能化技术后的又一次创新,区块链集成了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术,创造了数据和信息流通在互联网时代的新型应用模式。地质大数据具有多元化、海量、异构的特点,且极具价值。加强地质大数据知识产权保护,促进地质大数据深度挖掘和广泛应用,是地质工作的重中之重。目前以水印技术、数据出版、数据加密与跟踪技术为核心的地质大数据产权保护体系正在逐步构建,如何结合新兴区块链技术,快速推进与完善数据共享与产权保护体系建设是个值得探究的重要问题。

    区块链技术的优势

    区块链(BlockChain)本质上是一种链式数据结构。区块链技术是一种集体维护一个可靠数据库的技术方案。区块链包括三个基本要素,即:区块(Block,记录一段时间内发生的交易和状态结果,是对当前账本状态的一次共识)、链(Chain,由一个个区块按照发生顺序串联而成,是整个状态变化的日志记录)和交易(Transaction,一次操作,导致账本状态的一次改变)。随着应用场景的不断丰富,区块链逐步发展为一种去中心化基础架构与分布式计算方式,其利用加密的链式区块结构来验证与存储数据、分布式节点共识算法生成与更新数据,同时支持自动化脚本代码来编程与操作数据。

    与传统中心集成化管理的网络相比较,区块链拥有明显的优势。

    区块链智能合约运行机理

    从技术原理上来看,区块链是一项全新的“分布式记账系统”,是分布式数据存储、点对点传输等技术的集成体,具备去中心化、时序性、不可篡改、可编程性等特征,因此造就了其成本低廉、安全性高、透明性强、扩展性大等诸多优势。

    大数据时代的到来为地质信息化建设提供了良好的发展机遇,但真正落实到数据的共享利用与产权保护等方面,仍存在种种技术壁垒和思维瓶颈。

    目前,阻碍地质大数据使用的首要问题还是数据共享,它的核心是观念问题。由于地质数据的专业性、复杂性和高知识密度等特点,一些地质数据及产品(地质图等)生产者、开发者或产权所有者担心自己的成果共享后权益得不到保障,不愿意将相关数据及成果进行共享,导致数据保存在书架、库房或计算机硬盘上,未能共享出来发挥数据最大价值,数据产权拥有者也不能获得应有利益和权益。

    在互联网中,利用区块链技术可以将数据及产品等按虚拟数字资产等方式进行加密传输,数据和产品一经产权拥有者发布后,通过互联网传播,采用分布式记账系统,永久宣布数据产权者的产权,并可以按需进行交易,数据使用者使用记录等也将详细记录,充分保护了产权拥有者知识产权,可以有效打消产权拥有者顾虑,解决数据共享中“不愿共享”的理念问题。

    区块链在地质大数据知识产权保护中的应用探讨

    地质大数据应用所涉及的过程一般为数据获取、数据存储、数据更新、产品的专利或产权认证、交易等。从本质上讲,可将地质数据当作一种无形资产,利用区块链对数字货币、资产交易与管理、数据存储与验证方面的核心技术,实现对地质信息资源的存储、确权、授权和实时监控。

    1. 地质大数据的区块链架构探索

    基于区块链的应用模式,结合地质大数据应用的参与主体多元化、多层级的特点,可构建公共链、联盟链、私有链融合共生的地质数据共享区块链架构。其中,公共链针对地质调查中公共开放的数据资源,应用主体为社会公众、各类企业和科研人员;联盟链针对以单位形式参与地质数据共享的组织机构,如地调机构、科研院所、高校等,共享数据涉及核心地质数据资源、自主研发的软件和技术等;私有链针对机构内部对涉密数据的交换共享目的。

    基于此架构模式,可在地质数据公共链、联盟链及私有链内部构建去中心化、可信任的共享交换环境,同时引入数据交互审计节点,便于不同链网之间交互信息、自动互转,形成跨链模式的资源信息共享。

    这种混合型架构模式是一种目前理论上可行的大数据区块链框架,可构建地质大数据去中心化、可信任的共享交换环境,为地质数据信息的共享、交换与相应的产权保护提供实现基础。

    2. 区块链在地质知识产权保护中的应用探讨

    由于区块链的共识机制重构了信任体系,消除了对中间机构的信任风险,运转过程算法化、智能化,区块链在地质知识产权保护中具备实施的技术可行性。地质知识产权保护大致可分为产权确权、产权交易两个方面,以地质图为例,区块链在其具体的确权与交易的应用场景描述如下。

    (1)地质数据产权确权

    由于区块链技术能够在每一次数据记录中加盖时间戳,且因其去中心化、去信任化等特征,保障了数据记录不易被篡改,整个区块链系统的可靠性高,因此区块链技术能够在地质数据知识产权确权和保护中发挥作用。

    (2)地质数据产权交易

    产权交易技术基础是区块链的智能合约技术。该技术在区块链可编程性基础上设计,核心是存储于区块链上的一组编码,它规定了产权交易的预定义状态、转换规则、触发合约的条件、特定情景下的应用措施、违约条件及违约责任等。

    智能合约无需第三方介入执行,其编码程序类似于普通计算机程序的“if x then y”语句构成,即当条件x发生时,智能合约自动执行程序,产生y的结果,无需第三方的监督执行。

    以一幅地质图为例,某智能合约规定“在某个时间点前,此地质图的购买者甲支付一定金额数字货币给地质图所有者乙,则甲能获取乙的这幅地质图”,那么单位甲于规定时间内支付足够额度的数字货币时,就能自动获取乙的这幅地质图的公钥和网络地址,从而使用这幅地质图。

    由此可见,智能合约最显著的特征为其自动执行性。另外,因合约无需仲裁机构督促执行,不会因为合约双方对条款有的不同理解而造成麻烦,也排除了跨境产权交易中法律、语言、政治经济政策差异所产生的影响,可促进知识产权交易低成本的同时更加便捷、高效、准确地执行。

    其他行业的应用案例

    区块链技术的研究与应用近年来呈现了爆发式增长的态势,已延伸到金融科技、数字资产交易、物联网应用、供应链管理、知识产权保护等多个领域,引起了政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的广泛关注。

    1. 金融领域

    区块链在金融领域的应用场景主要有数字货币转账、支付、借贷;跨境支付与结算;证券发行与交易;供应链或贸易金融等。分布式账本技术保证了数字货币支付流通的安全可靠、公开透明;交易结算的自动化和瞬时效果。目前的主要应用案例有: Circle点对点消费金融网络和BTCjam比特币借贷平台;Ripple公司的区块链跨境支付与外汇结算系统;招商银行的区块链跨境直联清算业务系统;提供投票、交易、众筹等各种定制性开发功能的以太坊(Ethereum)智能合约平台。

    2. 数字资产管理领域

    区块链提供不可逆转、安全和有时间戳的记录,可以登记、清除、控制和跟踪数字知识资产,并通过智能合约建立和执行数字知识资产协议来提供使用证据、许可证、独家分销网络和传输付款记录。目前,在数字资产管理方面,逐渐浮现出众多利用区块链技术进行数字知识资产管理的平台和公司,例如原本公司的Primas版本保护平台,中国电信天翼创投的微位科技所创造的数字身份认证平台,通付盾公司的区块链身份认证识别体系,美国Binded公司的艺术作品版权登记平台、Monegraph数字知识资产登记系统等。

    3. 物流供应链领域

    区块链技术可保证物流中商品防伪认证、智能化供应链管理、合同认证加密、物流货运全程跟踪,提供全方位、高效、精准的物流管理服务。未来的智慧物流全过程,包含原材料供应链、生产供应链、运输供应链、销售供应链、金融平台都会受到区块链技术浪潮的推动。

    此外,区块链在医疗卫生方面的应用主要体现在医疗电子病历管理、医疗耗材、药品供应链管理和医疗数据隐私保护;在电子政务方面的应用主要为土地确权登记、市民身份认证、政府信息共享传播与民众无记名投票等。

    展 望

    基于地质大数据应用现状,结合地质调查“十三五”信息规划目标任务和世界一流地质调查局对信息化建设要求,针对区块链技术在地质调查中应用需求,提出以下建议与思考。

    1. 提高战略认知,加强顶层设计

    面对区块链技术带来的网络技术变革,我们应提前布局,早做规划。在地质大数据共享层面,系统解决“不愿共享”(理念)、“不能共享”(保密)和“不会共享”(技术)的“三不”问题,建立包括区块链技术、水印技术、数据跟踪与加密技术、数据出版技术等的地质大数据知识产权保护技术体系,解决地质大数据不愿共享问题;积极接受保密部门指导,按涉密数据管理要求和地质数据共享管理相关办法,认真做好数据分级分类工作,确保“涉密数据不上网,上网数据不涉密”,解决数据不能共享问题;积极研发地质大数据共享技术,持续推进国家地质大数据共享服务平台——地质云建设,加大相关培训,解决地质大数据不会共享问题。同时,在离线数据使用方面,从制度上加强地质大数据知识产权保护,合理利用法律及相关政策对数据滥用、产权侵犯等行为进行管理与惩戒,促进数据在风险可控原则下最大程度的开放。

    2. 积极开展区块链技术研究与应用示范

    目前,大数据已上升为各国基础战略资源与核心创新要素,区块链等新兴技术研究和应用逐渐从金融领域扩展到其他行业,证明该技术具有一定的适用性。我们应认真学习新技术,了解其优势与不足,结合地质大数据特点及地质信息化具体应用需求,紧紧抓住互联网中地质大数据知识产权保护需求,加强区块链技术研究与探索,不断挖掘区块链与地质大数据管理的契合点,突破瓶颈,促进区块链等新技术与地质信息化应用结合,开创网络环境中地质数据知识产权保护新模式。

    3. 做好风险评估,确保利弊了然于胸

    新兴技术是把双刃剑,区块链技术的去中心化、自主性和自治性在带来便捷的同时,也存在着种种潜在风险与未知挑战。应深入探索相关技术,做到综合完善的研判分析,重点针对结构化数据与非结构化数据的不同应用场景做出具体的区块链技术应用研究,综合评估区块链技术对在线/离线地质数据的应用风险。针对地质调查领域的专业性与特殊性,整合区块链技术的优缺点。培养忧患意识和底线思维,真正将信息化技术运用起来,为地质调查工作创造价值。面对信息化浪潮,只有不盲目跟从,结合地质调查实际需求深入思考谋划,针对地质信息化建设中主要矛盾和薄弱环节,补短板、强弱项,真正将新兴技术为我所用,以务实高效的工作推动高质量服务,才能拨云见日,长远发展。

    打通构建地质数据管理服务大格局的关窍

     

    兴国县和平村打出日出水量200立方米的水井

    中国地质调查局总工室、水环部对扶贫水井进行核查

    开栏的话

    水文地质调查服务干旱缺水区饮水安全、土地质量地球化学调查成果服务特色农业发展、地质找矿带动商业矿产资源勘查开发、地质灾害调查服务城镇化建设、地质遗迹调查服务旅游资源开发——自然资源部中国地质调查局瞄准脱贫区资源环境突出问题,发挥专业技术优势,走出了一条以找水打井、防灾减灾、特色农业、地质旅游、矿产资源开发利用等为主的“地质调查+”特色扶贫之路。

    今年是脱贫攻坚决战决胜之年。中国地质调查局聚焦尚未脱贫摘帽的市县,精准对接需求,在自然资源部定点扶贫六县、乌蒙山集中连片特困地区、“三区三州”等重点地区安排项目126个,将地质调查支撑服务脱贫攻坚作为今年工作的重中之重。

    从今天起,本版开设《“地质调查+”支撑服务脱贫攻坚》专栏,对地质调查支撑服务脱贫攻坚取得的成果,以及在科学技术、运行机制等方面的创新经验进行系列报道。

     

    4月26日,从江西省贫困县脱贫退出新闻发布会上传来喜讯,江西省兴国县正式退出贫困县序列。

    兴国,一片神圣的红色土地,孕育了肖华、陈奇涵等56位共和国开国将军。受制于“八山半水一分田”的恶劣自然条件,兴国县有36 个村在2017年被列为深度贫困村,农业用水和百姓安全饮水难以保障。

    老区人民的难和痛,是自然资源系统干部职工放不下的牵挂。2016年以来,自然资源部中国地质调查局坚决贯彻落实自然资源部党组部署要求,发挥自身专业技术优势,部署地质调查支撑服务赣南脱贫攻坚找水打井项目,组织中国地质调查局水文地质环境地质调查中心(以下简称“水环中心”)等单位分头实施。水环中心在牵头负责的兴国县采用“突击队+常规队”的组合形式,三进兴国找水打井。经过3年努力,共实施探采结合井55眼,总涌水量2.1万立方米/天,直接解决了4.4万余人的安全饮水问题和3000亩现代农业灌溉用水问题,为25万余人提供安全饮水水源,并发现170余处特色矿泉水,圈定4处地热靶区和23处应急水源地。

    西霞村有了幸福泉

    水环中心在兴国扶贫找水的第一站在西霞村。这里,600多户、3000多人散居在一个个山旮旯,没水吃是他们自祖辈定居于此就面临的“老大难”。

    “虽然家家户户打了小水井,但水量严重不足,有时仅能抽10分钟,干旱季节更是没水可抽。”村支部书记汤秋生说,“水少不说,水质还不好。从井里打出来的水,烧开后一会儿便出现黄色沉淀物,用这种水煮的饭都是黄褐色的。”

    听说村里来了帮忙找水的地质队,村民们纷纷前来一探究竟。烟农吕常琳对找到水充满期待:“烟叶是我们的主要收入。要是用水有保证,烟叶的产量肯定能上去,品质也会提高,今后的好日子也就有希望了。”

    “我在这生活了80多年,从来没有人打到过水,我看你们也很难。”也许是因为以前期盼一次、失望一次,一位老者摇着头说。

    绝不能让西霞村人民再次失望!望着村民们期盼的眼神,水环中心的领导和找水队员们在心里立下了誓言。

    可随后的调查让他们发现,西霞村找水之难远超预想:西霞村虽有发现,西霞村找水之难远超预想:西霞村虽有 山有沟,但坡小沟短、汇水有限,且沟内均为泥质含量高的致密岩石,根本不蓄水。即使有着丰富找水经验的“黄金搭档”李伟和朱庆俊,在西霞村野外踏勘后也皱起了眉头。

    “越难越需要我们冲上去。”在突击队长张福存的带领下,大家每天在西霞村看山看石看图纸,在无数次野外走访、物探实践和资料修改中,寻找地下水脉的所在。为了将地表植被、地表干燥对电信号的干扰降到最低,队员们到山下背土来铺,拎盐水一点点灌,平常只需很短时间就能完成的100多个探测点却用了两个多小时。

    队员们的辛苦,换来的是对地下水脉的准确把握。依据这些地质资料设计实施的两个钻孔,出水量稳定在1000吨/天,而且打出的还是极其罕见的锂型矿泉水。2017年1月9日,西霞村老俵们早早地来到钻机旁,看着清冽甘甜的水流渐喷渐大,幸福的笑容洋溢在脸上。那位对找水不抱希望的老者也向突击队竖起了大拇指。

    汤秋生说:“我们吃水不愁了,300亩烟叶可以正常栽种了。烟叶产量提高了,老百姓的收入就增加了。以后我们还可以发展蔬菜种植,那我们村脱贫就更没有问题了!”

    西霞村的水源问题虽然解决了,但是如何让老百姓真正喝得上,还需要团队重点思考和努力攻克。找水团队采取和县政府联建供水工程的办法,建设了高位蓄水池,形成了自流式供水系统,并在水井口增加了除氟设备,直接为石坳子、汤屋村的1200余人送上优质饮用水,同时解决了2000多亩耕地灌溉用水。通过预留的输水口,还可解决附近3个行政村约8000人的饮用水问题。

    水脉现身靠创新

    红层区,地貌陡峭不汇水、地层泥质含量高不富水、构造紧闭不导水、深部地下水不循环,再加上丹霞地貌勘查场地狭小,且水田与电力线沿沟分布,物探勘查多种方法受限,被称为“找水禁区”。兴国县正处于这样的地区。

    为破解找水难题,水环中心组建了一支年轻有朝气、思维活跃、负责任、能坚守、有担当的“战队”,并要求做到“地方政府哪里有需求,就去哪里开展工作”。

    这支“战队”融合了地质、遥感、物探、钻探等多专业技术人才,通过水文地质条件分析和遥感线性构造解译,聚焦缺水村组找水方向及找水靶区;根据工作场地条件及找水目的层,确定最适宜的物探勘查方法组合;利用数据采集现场人工干预去噪,适时调整仪器数据采集频度和供电强度,降低物探勘查结果的多解性,准确刻画含水层或构造空间特征;根据极化率、半衰时、金属离子等富水性参数的匹配关系,结合视电阻率响应特征综合判断含水层富水性,从而确定最佳井位。多专业、多技术、多方法的深度融合和创新使用,推动他们在兴国县实现了缺水区找水的一个又一个突破。

    地处兴国盆地北部的高多村,傍依319国道与S223省道和泉南高速,区位优势明显。2016年,兴国县农业综合开发办公室对高多村1000余亩土地进行高标准农田改造,发展以蔬菜、瓜果为主的现代生态农业产业,联结贫困户200户,用工120余人,打造“现代农业+土地入股+农民就业”产业精准扶贫的典范,2017年被列入兴国县六大攻坚战30个重点项目之一。

    2017年10月,兴国县委副书记、县长陈黎获知由于受缺水问题影响,该项目进度迟滞不前,遂向水环中心找水团队发出帮助找水的请求。找水团队紧急会商后认为,解决扶贫产业项目基地缺水是助力地方脱贫攻坚的重要发力点。

    扶贫产业基地位于红层砂泥岩分布区,园区内已人工挖掘水井5眼,仅1眼井出水,水量40吨/天。项目组集结水文地质、水文物探技术人员,经过综合对比分析地质结构、地下水赋存运移规律等,结合激电曲线,最终确定钻孔孔位2处,备选孔位1处。为了不耽误蔬菜的及早种植,找水团队多方协调钻机,采用气动潜孔锤钻进工艺,1天内完成了2眼井的钻探施工,合计涌水量500吨/天。

    在兴国这片土地上,找到水已实属不易,更可贵的是,水环中心还找到了优质的水源。比如,为会昌县矿泉水厂实施的2眼锶型矿泉水探采结合井,解决了投产水量不足的问题,避免了2000万元投资损失;为宁都县小布镇实施的井口水温34℃、每天290吨的自流优质偏硅酸型热井,丰富了宁都县小布镇全国十大特色旅游小镇的品牌内涵,助推小布镇成功获批国家4A级旅游景区……

    “170余处矿泉水点、而且是稀有的锌型矿泉水、锂型矿泉水,将为兴国发展水产业提供新动能。20多口水井、20多处乡镇供水水源地,让我们规模化发展特色农业也将不再受困于水。”陈黎信心满满地说。

    2019年1月,陈黎千里迢迢赶赴河北保定,将亲笔题写的“足迹印兴国,甘泉泽千秋”锦旗,亲手交到水环中心主任文冬光的手上。

    使命始终担肩上

    2019年9月9日,中国地质调查局召开局党组会议,全面贯彻落实党中央决策部署和部党组工作要求,以高度的政治自觉将赣州四县摆在地质调查支撑服务精准脱贫攻坚工作的核心位置,精准对接地方党委和政府需求,聚焦找水打井等重点工作任务,在项目、资金、人才、装备等方面提供充分保障,加大力度、加快步伐、提高效率,全力支撑赣州四县如期完成脱贫摘帽目标。

    2019年9月11日,中国地质调查局组织总工室、水环部,以及南京地质调查中心、武汉地质调查中心、水环中心等单位,赶赴赣州四县精准对接需求,在对需求点实地调研、摸排的基础上,制订了“精准锁定需求、区分轻重缓急、一点一策、分县包干”的工作方案。

    9月21日,水环中心党委抽调水工环精干力量,配置先进仪器设备,成立了以中心副主任李铁锋为队长的找水打井突击队再次驰援兴国县,对44个缺水需求村组开展了逐点踏勘、逐村核实,确定了14个急需开展工作的需求点。这14个需求点,或地处找水禁区的红层区,或是条件复杂的灰岩区,或是场地狭小的变质岩区,都是“难啃的硬骨头”。

    梅窖镇寨脑村是梅窖镇人口最多的村组。该村村民大多引山泉水或自挖浅井作为生活用水,常出现季节性饮水困难。作为解决该村安全饮水问题的圩镇自来水管网延伸工程,取水水源为流经该镇的梅窖河,也经常出现水质不稳定、季节性缺水问题。 长期以来,梅窖镇一直致力于寻找安全稳定的补充水源,但受隐伏岩溶复杂地质条件影响,或因溶洞发育塌孔无法实施,或因水量较小几近干孔,安全稳定集中供水问题迟迟未能解决。

    2019年10月14日,水环中心与梅窖镇进行了深入需求对接,确定了在该镇集中供水取水点和蓄水池之间开展勘查工作。通过遥感解译初选工作靶区、地面调查确定构造特征和地层展布、综合物探靶向定位,确定了2处孔位。为解决岩溶地层钻进困难问题,找水打井队采用潜孔锤跟管钻进施工,2眼钻孔先后成井,单孔试抽水量均在1000立方米/天以上。

    但出水的喜悦很快就被水中泥沙含量高的现实问题冲淡。

    面对水量丰富却历经一周抽水洗井均无法获得清澈地下水的问题,找水突击队积极探索,反复讨论出水泥沙含量高的原因,从钻井工艺、管材使用、成井工艺到抽水方案,多方核查、多次论证、反复研讨,尝试创新应用飞管止砂、多层包网、填砾过滤等工艺,选择合适含水层段进行成井,最终成功克服泥沙量大的问题,获得清澈的地下水供水水源,总出水量达每天2140立方米,完全解决了寨脑村6863人的安全饮水问题,同时也为梅窖镇集中供水提供了补充水源,让2万余人有了清洁饮用水。

    在2019年“不忘初心、牢记使命”主题教育中,水环中心党委将“发挥水工环技术优势,助力老区可持续发展”纳入主题教育调研活动内容,成立了以中心党委书记张发旺为组长、副主任李铁锋为副组长的调研组,再一次深入革命老区兴国县开展“两不愁、三保障”需求调研和服务对接,以实际行动努力践行“为民服务解难题”主题教育目标。

    2019年11月30日,兴国县有关负责同志与水环中心调研组就发挥水工环技术优势、助力兴国脱贫攻坚可持续发展进行了座谈,就如何利用水环中心专业技术优势服务兴国经济发展达成了共识,并签订战略合作协议,再一次为兴国打赢脱贫攻坚战注入了一针“强心剂”。

    3年多时间里,水环中心赣南扶贫找水团队闯关夺隘、攻坚克难,为赣南老区兴国人民带来“水”的希望。让希望之水润泽赣南兴国的万物生灵,让老区经济腾飞的福泽滋润每一位老区人民的心田!

    水润将军县
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