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    7月的一天,一场得到预警的风暴潮如期而至,唐山海洋牧场出现了3~5m的大浪。而远在天津,自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心海岸带与第四纪地质调查团队成员正在紧盯来自海洋牧场观测平台的数据信号,以防出现突发状况。午夜,监测数据信号突然中断,正在紧盯数据的团队成员预感到平台可能出事了。次日清晨,他们乘坐船只来到平台的位置,可是平台已经不见踪影了——这就是海岸带地质调查工作平常的一天,有调查新发现的惊喜,也有突发状况的沮丧,但天津地质调查中心海岸带与第四纪地质调查团队坚持了30多年,无怨无悔。而目前,他们将目光聚焦在了“津冀沿海资源环境承载能力调查”项目。

    该项目由天津地质调查中心承担,是中国地质调查局海岸带综合地质调查工程在京津冀海岸带地区部署的陆海统筹综合地质调查。项目以津冀沿海资源环境承载能力调查为试点,贯彻落实局党组提出的“陆海统筹、以陆促海、以北带南”海岸带地质调查工作方针,支撑引领全国公益性海岸带综合地质调查工作。

    打铁还需自身硬——海岸带与第四纪地质调查能力不断加强

    海岸带是我国实施海洋强国战略、实现东部地区率先发展的重要支撑带,是促进陆海统筹、提高海洋资源开发能力、保护海洋生态环境、推进生态文明建设的主战场。地质工作者而言,广阔的滩浅海地区是海岸带地质调查中最困难的地区,也是制约落实“陆海统筹”的关键地带。

    围绕这一地带,天津地质调查中心海岸带与第四纪地质调查团队自19世纪80年代开始,就在渤海湾的滩浅海地区开展了地质调查研究工作。他们通过艰辛奋斗,积累了大量丰富而宝贵的滩浅海地区地质调查数据资料。

    近年来,随着我国综合国力的大大增强,该团队的调查和实验测试装备水平也得到不断提高,该团队的调查能力水平得到大幅提升,逐渐解决了滩浅海地区地质调查的“瓶颈”问题。例如,2017年,项目组在天津海河北部滩涂区成功开展了“海洋滩涂两栖测量平台”搭载RTK测量、浅层地质剖面、抗干扰电法等综合调查试验;2018年,在河北曹妃甸、唐山海洋牧场开展了无人艇搭载多波速和三维激光扫描测量实验。这些方法解决了海岸带近岸地区水上水下高精度地形和地层一体化测量的难题。尤其是无人艇搭载多波束和三维激光扫描测量实验为国际最先进技术方法,是在我国海岸带地质调查工作中的首次应用,具有很好应用前景。

    打造津冀沿海 “空陆海”综合地质调查监测技术方法体系

    同时,天津地质调查中心光释光、古地磁测试实验室的全面投入运行,标志着天津地调中心在第四纪地质实验测试方面的能力建设取得重要进展。目前,该中心已经建成能够开展从万年到年级不同分辨率第四纪地层年龄测试的系列实验室,包括古地磁测试实验室、光释光测年实验室、现代沉积物测年(伽马能谱仪)实验室等。

    依托一批地质调查和科研项目的实施,天津地质调查中心在天津滨海新区和河北曹妃甸分别建立了地面沉降监测中心和海岸带野外综合观测基地,开展海岸带综合观测,观测内容包括地表环境、地应力、地面沉降、地下水与循环、填海区岸坡水平位移、水下边坡稳定性、海洋水动力与水化学环境、岸滩与海底侵蚀淤积等方面。

    该中心自上世纪80年代开始关注海岸带地质环境变化,先后承担了国土资源大调查项目、国家海洋局908专项调查、科技部973项目、国家自然科学基金项目等40多个项目。经过近30年发展,天津地质调查中心海岸带与第四纪地质研究所已经成为一支具有核心调查能力、监测能力、实验室测试能力和一定综合研究能力的业务团队,逐步成为我国海岸带陆海统筹综合地质调查的核心技术力量。

    问题导向——工作部署聚焦海岸带地区重大需求

    京津冀协同发展作为重大国家战略,明确了以“一核、双城、三轴、四区多节点”为骨架的空间格局。其中“四区”分别是中部核心功能区、东部滨海发展区、南部功能拓展区和西北部生态涵养区,每个功能区都有明确的空间范围和发展重点。“四区”中的东部滨海发展区是非首都功能疏解区和沿海产业升级转移重要承接区。天津地质调查中心在该海岸带地区重点部署了以下工作:

    一是开展津冀沿海地表高程、岸线、湿地、滩涂、地质遗迹资源专项调查,查明资源现状及变化历史及趋势,支撑服务自然资源统一管理与确权登记。

    二是开展天津临港经区和曹妃甸重大工程区活动断裂调查,开展河北曹妃甸、天津滨海新区地面沉降、水平位移监测,开展津冀沿海海区地形地貌、底质类型、沉积速率、地层结构调查和波、潮、流、浊度定点观测、临时观测和走航测量,开展基于大气-波浪-潮流-浊度的四场耦合模型的海洋侵蚀淤积模拟,支撑服务重大工程地质安全。

    工作现场

    三是开展以地球系统科学理论为指导的海岸带海陆相互作用研究,为海岸带科学开发、生态保护修复提供支撑:开展津冀沿海第四纪地层结构、晚更新世海陆演化、全新世海面变化、现代地质环境演化调查、模拟及趋势预测研究,开展海面上升对沿海经济区的影响及对策研究,开展天津滨海新区、曹妃甸、滦河三角洲地下水向海排泄调查,开展支撑唐山海洋牧场、天津海洋牧场生态保护修复的地质调查。

    四是开展基于现状和动态变化趋势的资源环境承载能力评价,支撑服务国土空间规划与用途管制:开展津冀沿海资源环境数据库建设,构建秦皇岛-北戴河、曹妃甸三维地质结构模型和天津滨海新区工程地质三维地质结构模型,以资源环境承载能力评价为支撑,编制津冀沿海国土空间规划优化设想,支撑服务该区国土空间规划和用途管制。

    五是开展秦皇岛地级市和黄骅县级市多要素城市地质调查试点,支撑服务海岸带城市规划、建设与运行管理。

    六是在科技创新目标上,梳理总结海岸带地区多门类自然资源调查的主要内容和方法,为海岸带地区自然资源调查提供技术支撑;构建海岸带地区资源环境承载力评价指标体系,开展评价示范,为海岸带地区资源环境承载力评价提供技术支撑。

    成果有效服务——支撑服务海岸带自然资源管理、国土空间规划、生态保护修复和重大工程地质安全

    近年来,天津地质调查中心支撑服务的单位和部门包括天津市海洋局、天津市国土资源和房屋管理局、河北国省土资源厅(河北海洋局)、唐山国土资源局(海洋局)、秦皇岛国土资源局(海洋局)等政府部门,天津港、天津临港经济区、南港工业区、河北曹妃甸工业区、黄骅港等重大工程区,天津海洋牧场、天津大神堂海洋特别保护区、唐山海洋牧场等生态保护修复区,天津自然博物馆、天津古林古海岸遗迹博物馆等科普单位,同时取得了喜人成绩:

    为天津、河北摸清岸线、湿地、滩涂、海岛、海岸带、海域地形地貌、地层结构、海洋灾害等“家底”提供支撑服务,成果被评为优秀;

    为天津临港经区、天津港、河北曹妃甸区等重大工程地质安全提供支撑服务,并得到相关部门的感谢;

    为天津海洋牧场、天津大神堂海洋特别保护区、唐山海洋牧场等生态保护修复提供支撑服务,并得到相关部门的感谢;

    为天津古海岸与湿地国家自然保护区划界、天津自然博物馆、天津古林古海岸遗迹博物馆的牡蛎礁和贝壳堤世界级地质遗迹科普提供全链条技术支撑服务,同时参与了中央电视台《百科探秘》《地理中国》、天津电视台《大家说理》、《天津新闻》等节目的策划和制作,并得到相关部门的感谢;

    在“全新世海面变化”、“4.2ka地质事件”、“第II海侵层年龄”、“构造对沉积的控制”等基础研究方面获得科技部973项目和国家自然科学基金项目的持续支持,公开发表学术论文200余篇;

    为“天津港8·12爆炸”可能引起的地下水污染应急灾害监测提供了全链条技术支撑,并得到环保部的感谢。

    通过多年来的地质调查研究工作,该中心构建了地质调查成果支撑服务地方政府资源环境调查、重大工程区地质安全、生态保护修复和科普活动的工作机制。

    不忘初心——继续为我国建设海洋强国提供坚强地质安全保障

    作为海岸带综合地质调查工程牵头单位,天津地质调查中心将继续为支撑引领海岸带地质调查工作发挥作用。

    在支撑服务海岸带地区的自然资源统一管理方面,继续开展基于地质环境演化的津冀沿海地表高程-水深、岸线、滩涂、湿地、地质遗迹等自然资源现状、变化历史及趋势调查。

    在支撑服务重大工程地质安全方面,继续为天津临港经济区、南港工业区、河北曹妃甸等重大工程区提供地质安全支撑服务。

    在支撑服务生态保护修复方面,继续为天津古海岸与湿地国家自然保护区、大神堂牡蛎礁海洋特别保护区、唐山海洋牧场、秦皇岛沙滩养护等生态保护修复工作提供支撑服务。

    在支撑服务国土空间规划方面,继续开展津冀沿海资源环境承载能力数据平台建设,在地级市和县级市开展资源环境承载能力评价示范,为海岸带其他地区提供示范。

    在基础研究方面,继续深化渤海湾第四纪地层结构、晚更新世海陆相互作用、全新世海面变化、现代地表环境变化对人类活动响应等方面的研究。

    在调查技术方面,继续开展滩浅海综合地质调查技术方法实验,重点在两栖船和无人艇、无人机等平台搭载物化探设备实验方面取得新突破。

    在科普方面,继续为天津自然博物馆、天津古林古海岸遗迹博物馆、国家海洋博物馆、中小学校学生老师等提供支撑服务。

    在人才和团队方面,继续推进科技创新团队建设,培养一支具有核心调查监测能力、实验测试能力和一定科研能力的海岸带与第四纪地质调查研究团队。

    在平台和观测基地建设方面,进一步提升天津滨海新区“地面沉降监测中心”,进一步完善提升曹妃甸-北戴河“海岸带野外综合观测研究基地”,推进“中国地质调查局泥质海岸带地质环境重点实验室”升级为“部级重点实验室”。

    在津冀沿海打造“空陆海”综合地质调查监测技术方法体系,为支撑引领海岸带综合地质调查工作做出更大贡献。

     

    为京津冀协同发展打造安全屏障

    我国区域地质填图已经进入新时期,2015年~2018年,自然资源部中国地质调查局组织开展了基岩区和覆盖区区域地质填图和专题填图试点,取得了重要进展和成果。在2018年11月举行的优秀图幅展评会上,工作人员展示了试点填图成果,得到了专家的一致好评。

    这项工作得到中国地调局领导的高度重视。2018年12月,中国地调局发布《关于印发深化区域地质调查改革的指导意见的通知》,明确了工作的重要意义,为工作的开展提供了指导意见。

    成果与进展

    一是构建了较为完整的区域地质调查方法体系。修订了1∶5万区域地质填图方法规范,形成了新的区域地质调查技术要求;首次编制了覆盖区区域地质调查指南(1∶50000),创新了区域地质填图方法理念与要求;建立了基岩区不同类型区的填图方法体系,编制了6种基岩区填图指南和10种特殊地质地貌区填图方法指南。

    二是提出专题填图思路,探索提出新的填图方法。提出了异源(混合岩浆)花岗岩填图方法、单元-岩套方法、不同类型覆盖区填图方法体系等;探索开展专题填图,开拓了填图领域和内容。

    三是新填图方法体系及试点填图成果为开展地球系统科学研究奠定了基础。基岩区的三维地质填图和深部物质同位素示踪填图为调查研究地球深部结构、物质及深部过程提供基础资料。覆盖区填图方法体系及试点成果引导开展圈层相互下的地表过程的调查与研究。基岩区和覆盖区填图方法体系构建为今后我国开展全方位立体调查、拓宽地质调查的领域和空间、开展深浅表不同圈层相互作用研究提供了基础地质依据。

    四是产出一批高质量图幅(优秀、特优图幅),解决一批关键地质问题。关键地质问题综合调查工程通过精细地质填图,解决了华北克拉通古老岩石的组成与演化问题。特殊地区地质填图工程对海原断裂、贺兰山山前断裂、黄河断裂、渭河断裂及狼山山前断裂、色尔腾山山前断裂等一系列重要活动断裂进行了精确定位与精确定时,确定了断层的活动性与活动周期,对地震地质灾害的防治具有重要意义。构建的基岩区和覆盖区两套填图方法体系及填图指南解决了新时期填图的指导思想、理论基础和填图方法问题。这是我国首次建立的从顶层技术要求到具体的填图方法指南一整套区域地质调查与填图的方法体系。

    应用与转化

    目前,该填图技术方法体系已成功实现推广应用。2019年11月,中国地质调查局召开第三次全国区域地质调查工作会议,其中一个重要议程就是颁布区域地质调查新的技术要求,宣布成立全国区域地质调查专家委员会。随后,全国区域地质调查专家委员会组织召开区域地质调查方法及成果交流研讨会,出版论文集,以支持该技术方法体系的推广应用。

    区域地质调查方法体系的构建,促进和引领我国区域地质调查以地球系统科学思路开展,依据新标准、新方法,开展深、浅、表一体化的区域基础地质作用调查,全面服务多门类自然资源管理和生态文明建设。

     
    现代区域地质调查技术方法体系建成

    基础与支撑、务实与合作、互信与共赢,这是2017中国国际矿业大会期间举办的“第三届国际地质调查局长论坛”给记者印象最深刻、最直观的几个关键词。

    屈指一算,从2015年的第十七届中国国际矿业大会至今,国际地质调查局长论坛已经连续举办三届。作为今年大会议程中与国际矿业部长论坛、企业高层(CEO)论坛以及新设置的“一带一路”矿业合作论坛并列的四大高层论坛之一,在近几年矿业形势持续低迷的背景下,该论坛的举办更加凸显出基础性地质调查工作对支撑矿业发展的重要作用。

    据了解,本届论坛依然由中国地质调查局主办,邀请了尼日尔、尼日利亚、蒙古、加拿大、伊朗、摩洛哥、几内亚、苏丹、阿根廷、秘鲁等11个国家的矿业部副部长、非洲地质调查联盟主席和地质调查局局长、副局长等有关领导人作主旨发言,围绕各国和全球的地质矿产矿业政策、矿业投资机会、地学合作展望等内容进行了深入介绍,表达了加强国际地学合作研究和地质调查国际合作的积极愿望。

    中国地质调查局党组副书记、副局长王研主持论坛。他表示,各国相关负责人在介绍本国有关情况的同时展望了地区合作的未来,提出了推进国际矿业发展的真知灼见,论坛取得了丰硕成果。

    中国地质调查局党组副书记、副局长王研主持论坛。

    地质调查支撑矿业发展

    “我相信,随着未来基础地质工作的不断成熟,我们的矿业开发效率也会有显著的提高。”秘鲁地质矿产与冶金研究院院长奥斯卡·胡博特·博穆伊·维拉德在介绍秘鲁地质矿产与矿业投资机会时表示。

    据了解,秘鲁矿产资源丰富,其矿业开发历史悠久。2009年4月,中国地质调查局与秘鲁地质矿产冶金院签署了地学合作谅解备忘录。在合作协议框架下,中国地质调查局南京地调中心与秘鲁地质矿产冶金院分阶段开展了地质与地球化学填图、区域地质调查、数字地质填图、成矿地质背景对比研究、地质年代学和地球化学研究等多方面的合作,取得的成果也得到秘鲁有关政府部门的高度肯定。

    有专家表示,秘鲁是南美洲的矿业大国,随着中秘地学合作的深入开展,目前双方的合作基础已经非常牢固,这十分有利于双方的优势互补,不管是在地质调查方法技术的学习交流方面,还是在促进矿业合作及合理高效开发方面,都具有十分重要的意义。

    阿根廷地质矿产调查局局长胡里奥·里奥斯·戈麦斯表示,该国具有丰富的矿产资源,有巨大的开采潜力,同时还具有很强的与其它国家和组织合作的意愿。他认为,开放的合作环境对于阿根廷矿业的发展十分重要。

    中国地质调查局与阿根廷在地学方面的合作始于2010年。近年来,中国地质调查局发展研究中心与阿根廷地质调查局在阿根廷开展了地球化学填图和资源潜力评价合作项目,建立了地球化学数据库,引导中资企业在该区登记探矿权,为阿根廷培养了一批地质、化探的专业技术人才。

    据胡里奥·里奥斯·戈麦斯透露,阿根廷下一步有一个“宏伟的计划”,将与中国共同开采该国的锂矿和盐湖资源,并希望在钾盐、萤石矿等方面开展更多的合作。“我们需要一起合作交换成功的经验和专业知识,还需要一起进行开采可行性计划的评估。”他表示。

    对于地质调查工作薄弱,矿业开发程度尚低的尼日尔、尼日利亚、苏丹、摩洛哥、蒙古等国来说,更需要强调基础地质工作对于其矿业发展的重要意义。非洲地质调查联盟主席、尼日利亚地质调查局局长亚历山大·恩杜布斯·魏哥布表示,目前非洲地调联盟正在参考中国地质调查局的某些做法,拟在非洲国家之间形成统一的地质工作标准,统一地质调查数据、成果信息等的生成标准,以求非洲国家之间能形成一种合力,共同推动非洲大陆的矿业发展。

    地学研究推动矿业进步

    国际地科联(IUGS)主席成秋明在论坛上详细介绍了IUGS正在推进的一些地球科学国际合作项目的情况。他表示,国际地科联有非常独特的机会,可以和不同学科进行合作,解决非常复杂的地球科学的问题,包括能源、资源、环境以及自然灾害等问题的研究,最终目标就是要推动国际协作、推动全球性地质问题的研究,解决全球范围内的重大科学问题。

    “目前,全球地质工作机构创造了大量的研究数据,包括模拟、观测、检测的数据,还有来自太空、深海、地球深部的数据等等,并且人们正在利用这些数据解决实际问题。”成秋明表示,国际地科联非常鼓励大家分享自己的数据,根据有关协议开放国家间的地质大数据共享,推动社会科学家、地质科学家及工程师共同商讨解决问题的方案,通过推动相关技术的进步推动矿业的发展。

    加拿大自然资源部助理副部长玛丽安·坎贝尔·贾维斯则在发言中表示,公益性的地质资料对于矿业发展的支持非常重要。她表示,地球科学是加拿大基础地质工作中非常重要的一部分,公众如果可以便捷地得到相关的地图或其它地质信息,能够有效减少加拿大地球科学方面的风险。

    与会人员专心致志地聆听发言。

    据了解,加拿大的矿业开发十分注重相关社区的共同发展问题,有关法律要求矿业开发必须保证相关社区能够通过矿业的发展得到最大的好处、最大的发展和有效的环境保护。玛丽安·坎贝尔·贾维斯表示,地球科学可以帮助政府部门制定有关法律法规,确保这些条款的出台是基于科学证据的。同时,地球科学研究也能帮助矿业开发方明确矿山在勘探、开采,一直到最后的关闭之中会面临什么样的问题和挑战。目前,加拿大也正在探索创新地球科学研究方法,并运用这些方法找到新的地球探测工具,拓展地学研究的领域和深度,以求对未来的矿业勘查开发起到推动支撑作用。

    加强合作共享发展

    论坛结束后,王研代表中国地质调查局与阿根廷签署了化学地学大科学计划和全国地球化学填图,锂矿、地热资源调查的项目合作协议,与伊朗签署了海洋地质调查和岩溶、水文地质研究项目合作协议,还分别与尼日尔和苏丹签署了合作谅解备忘录。

    据了解,自1999年以来,中国地质调查局已经与全球近60个国家和地区签署了地学合作谅解备忘录,累计开展了100多个合作项目。

    王研表示,虽然目前全球矿业出现回暖迹象,但是复苏之路并不平坦,我们必须清醒地认识到促进矿业复苏是一项长期而艰巨的任务,还有很长的一段路要走。源于相同的目标、共同的设想,中国地质调查局与相关国家地调机构签署谅解备忘录和项目合作协议,是合作的开始也是关键的一步。

    王研指出,当前,新工业革命正在孕育,从科技革命和产业变革来看,以全球变化地球各层圈相互作用研究为核心,推进多科学综合与集成成为共识,创新驱动为推进传统地质科学向以地球系统科学为核心的现代地球科学转变提供了机遇。大数据、云计算、移动互联网等则为矿业开发理念、方法手段、重大变革提供了契机。而现代地球观测和探测技术的不断涌现与快速发展,人类对于地球、海洋乃至太空的探测将变得越来越容易一些,进而有可能形成从空中到地面,从地球表面到深部,从地球到太空的立体探测技术体系,极大地提高探测深度、精度和广度,进而大幅度提升拓展矿产勘查、矿山采掘的能力和范围。

    “中国地质调查局将以创新驱动发展,以务实精诚合作促进各国地质调查机构互利互惠合作共赢,谱写全球矿业发展新篇章。”王研表示,下一步,如何加强双方和多方矿业企业合作,建立长期沟通合作机制,促进科技创新和经验交流,增强战略合作与互信,加快矿业共赢发展,是大家共同关心的话题和面临的艰巨任务。同时也应相信,在大家的共同努力下,全球矿业发展一定会迎来灿烂美好的明天。

    各国相关领域代表发言。

    公益地质:推动矿业发展的基石