近日，青岛海洋地质研究所深海极端环境探测研究团队在东海冲绳海槽冷泉沉积物铁、锰、硫、碳元素循环耦合研究方面取得新进展，研究成果发表在地球科学领域国际权威期刊Global and Planetary Change。

作为典型的弧后盆地，冲绳海槽广泛发育海底热液和冷泉系统，这对该区域的碳循环具有重要影响。以往冷泉碳酸盐岩的记录显示，热液来源的金属驱动了冷泉区甲烷的厌氧氧化作用，从而降低了冷泉碳泄漏强度。然而，由于缺乏现代孔隙水地球化学数据，导致对研究区域内铁、锰、硫和碳循环之间动态相互作用的认识仍不清晰。

针对上述问题，该研究利用冲绳海槽中段的海底浅钻和重力柱沉积物样品，开展了孔隙水地球化学研究，研究数据首次记录到了热液锰供应对有机质矿化的增强作用，从而降低了弧后盆地中有机碳的埋藏效率。

研究证实：通过厌氧氧化作用可显著改变孔隙水碱度，并促进碳酸盐岩沉淀，从而实现冷泉碳泄漏的截留。此外，该研究还提出了一种新的海底白云石形成机制，认为其与产甲烷带内厌氧氧化作用有关，而非前人认为的沉积物风化、逆风化控制的白云岩化作用。

上述研究对理解弧后盆地中铁、锰、硫和碳的循环具有重要意义，也为认识甲烷丰富但硫酸盐贫乏的太古代海洋提供了科学依据。该研究由青岛海洋地质研究所和崂山实验室共同完成。

 冲绳海槽冷泉沉积物铁、锰、硫、碳元素循环耦合模式

为迎接第50个世界地球日，4月10日，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所联合挂靠所内的中国地质学会水文地质专业委员会、中国地质学会地热专业委员会、自然资源部地下水科学与工程重点实验室、自然资源部地下水矿泉水及环境监测中心、自然资源部地下水科学与工程野外试验研究基地、自然资源部地下水科学与工程科普基地、河北省\中国地质调查局地下水污染机理与修复重点实验室、中国地质调查局地热资源调查研究中心、中国地质科学院年轻沉积物年代学与环境变化重点实验举办了以“珍爱美丽地球，守护自然资源”为主题的科普宣传活动。通过参加河北省自然资源厅和河北省电视台节目录制、发放宣传页、展出主题宣传图板、自然资源部地下水环境应急监测车进校园等系列活动，积极引导全民节约利用地下水资源，加快创建节水型、清洁型社会。

活动现场举办了水资源与生态保护主题展览，通过展览干热岩资源分布及潜力、浅层地温能开发利用、水热型地热资源开发利用、地下水资源合理利用、土地质量调查与大米挑选等图板，依靠生动活泼的图例，通俗易懂的语言向广大市民详细介绍了水资源与地热资源在保护生态环境、服务民生、保障民众福祉等方面发挥的重要作用，为广大学生和市民上了一堂生动的科普宣传教育课，激发了群众保护自然资源、提升资源利用效益的强烈意识。为让民众对水资源保护有更加直接的认识，自然资源部地下水与环境应急监测车还开到了活动现场，科研人员现场为民众展示了各种水样测试方法，耐心细致地为大家讲解生活用水常识，引发了公众的高度关注。

4月20日，水环所面向社会公众开放了自然资源部地下水科学与工程重点实验室、地下水科学与工程野外试验基地、地下水矿泉水及环境监测中心等各类平台。河北正定中学的200余名师生参观了同位素实验室、纳米修复实验室、第四纪地质与环境实验室等。实验室研究人员为参观者耐心讲解了实验操作程序及仪器原理，了解了如何测试水的来源、水的好与坏，在一定程度上激发了大家对地学科普知识的兴趣。现场还为广大师生发放了具有纪念地球日环保主题的笔和本，为市民群众发放了宣传手册。在地下水科学与工程试验基地，师生们参观了多功能试验样方，工作人员讲解了水面蒸发、土面蒸发、不同岩性界面水分动力学过程模拟等试验。接着参观了大型蒸渗系统，蒸渗仪是测定土壤水分蒸腾蒸发、大气降水入渗补给和地下水蒸发耗损的标准仪器，讲解了其组成和功能，使到访师生对水文地质研究工作有了初步了解。在重点实验室，参观了稳定同位素在地质、环境等方面的应用，及样品的前处理和测试方法、放射性同位素氚和碳14在地下水测年方面的应用，以及测试方法。在地下水污染修复实验室，重点介绍了实验室的紫外可见光分光光度计，冷冻干燥机，高速离心机和恒温振荡器，并对在仪器中进行过硫酸盐降解条件实验和微米级活性炭粉吸附降解地下水中石油烃的模拟实验进行详细讲解，学生们十分感兴趣，对为什么用锡箔纸包裹，碳粉悬浮方法提出的疑问进行了耐心解答。

4月23日，为扩大科普受众范围，进一步传播地质科普知识，水环所赴石家庄四十二中学举办了第50个地球日科普行活动，吸引了近300名师生参与其中，并发放了第50个地球日科普宣传手册。活动伊始，首先向在座师生播放了“地下水的朋友圈”和“水文地质钻探工艺”等2部科普视频，以师生喜闻乐见的动画卡通形式形象展示了地下水属性、地下水分布特征、地下水分类、地下水开发利用以及地下水保护等基础水文地质科普知识，开展了“地热-身边的清洁能源”和“全球变化与第四纪地质”等科普讲座，以视频、音频、动画等多种形式生动宣传了地热资源与节能减排、全球变化研究历史与第四纪及其意义，讲座贴合中学生心理特征和知识结构，在普及地质知识的同时，激发了同学们学习科学、探索科学、热爱科学的热情与兴趣，提升了科普工作的科学意义和社会意义。

中国地质调查局水文地质环境地质研究所在北方陆相页岩气开发中地下水循环演变及异常评估研究取得新进展。该研究以我国北方侏罗统大煤沟组页岩气储层为研究对象，分析页岩地层水的主要补给来源和水化学演化机制，识别地层水赋予返排液的地球化学特征，筛选返排液潜在识别指标，揭示水力压裂引发的水岩作用对页岩矿物相关识别指标的影响及其机理，提出可广泛应用于我国北方陆相页岩返排液污染浅层含水层的标识，为我国北方陆相页岩气开发区地下水循环演变及异常评估提供科学依据。

随着全球范围内页岩气开采程度的不断增长，主要页岩气开采国对页岩气开发潜在的地下水影响越发关注，使水力压裂返排液在浅层地下水中的识别成为当前研究热点。研究发现：一是大煤沟组陆相页岩地层水起源于受大气降水补给的古湖水，并在形成过程中发生了蒸发浓缩作用、硫酸盐热化学还原作用、长石的伊利石化/高岭石化作用、白云石/方解石化作用和硼酸盐溶解作用，使地层水形成了独特的水化学和同位素特征，并通过和压裂液的混合作用，赋予了返排液与其相似的地球化学特征。经分析Br/Cl、Ba/Sr、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr和δ¹¹B可作为返排液的潜在识别指标。二是压裂引发的页岩中长石溶解，可赋予返排液陆相页岩独特的硼同位素指纹特征，而且不因地层水的混合而明显改变。因此，硼同位素可广泛应用于我国北方以大气降水为主要补给来源的浅层地下水中陆相页岩返排液的污染标识。但压裂引发的页岩中碳酸盐矿物溶解，释放低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值、高元素浓度的Sr，阻碍返排液“继承”陆相富硅酸盐页岩高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr和高Ba/Sr的特征，故⁸⁷Sr/⁸⁶Sr和Ba/Sr成为贫碳酸盐陆相页岩返排液污染标识的潜力较大。

大煤沟组陆相页岩压裂返排液主要识别指标及其特征区间值

 大煤沟组陆相页岩压裂返排液主要识别指标对压裂引发水岩作用的响应

地科院水环所石家庄科研创新基地

衡水野外观测基地试验观测井

2020年雄安新区深部地热探测

在石羊河流域进行遥感解译现场核查

地科院水环所拥有的部分先进实验设备

稳定同位素质谱分析

氪-81地下水测年设备

干热岩真三轴水力压裂系统

干热岩热能置换模拟系统

高温高压岩石性质多参数测量系统

多接收等离子质谱仪

生态文明建设是中华民族永续发展的千年大计，关系人民福祉，关乎民族未来。一个天蓝、地净、水清的美丽中国，是全国人民的共同期盼。

在自然资源部中国地质调查局，有一支科研队伍为了蓝天、碧水、净土努力奋斗着—他们摸清全国地下水资源本底状况，为水资源合理开发利用提供支撑；他们研发水土环境修复新技术新方法，为污染场地修复提供解决方案；他们揭示地热资源奥秘，为清洁能源高效利用与能源结构优化探寻新途径；他们破解区域生态水文演变和流域水平衡难题，为干旱—半干旱区的生态环境改善和生态功能恢复作出示范……

这支队伍就是中国地质科学院水文地质环境地质研究所（以下简称地科院水环所）。

地科院水环所成立于1956年，至今已走过65年的风雨历程。作为自然资源部中国地质调查局直属的公益二类科研事业单位，地科院水环所坚持“地质调查为基、科技创新为魂、成果转化为要”的发展理念，全力推动水工环地质事业高质量发展，在水文地质与水资源调查、水环境调查与修复、地热资源调查评价与开发利用、生态地质调查与监测、工程地质调查和海岸带地质调查等六大领域，谱写着支撑服务生态文明建设的新篇章。

研究水循环规律，科学确定华北地区地下水超采治理目标

水是生命之源、生产之要、生态之基。在我国，由于地下水具有分布广、水质好、储存量大等特点，在很大程度上弥补了地表水时空分布不均、动态变化大的不足，成为许多区域特别是北方地区不可缺少的主要水源。

为摸清地下水资源家底，地科院水环所早在1980年～1984年和1999年～2002年先后两次作为全国地下水资源评价的技术负责单位，组织全国地质工作者对我国地下水资源总量和区域分布进行系统评价，编制完成《中国水文地质图集》《中国地下水资源与环境图集》，为水资源开发利用、国土空间规划、重大工程建设、生态工程布局等发挥了重要的基础支撑作用。

在对全国地下水资源摸底调查过程中，地科院水环所科研工作者发现华北平原长期地下水超采引发了一系列环境问题。在“十二五”和“十三五”期间，他们开展了大量调查研究工作，查明了华北平原地下水资源赋存条件及地下水漏斗分布状况。

从水循环、水平衡角度出发，基于华北平原地下水演变机制，地科院水环所水文地质与水资源调查领域专家团队对华北平原超采区河流生态补水后含水层恢复和超采治理效果进行了研究。专家们指出：地下水超采治理的目标，不是回到最初的水位状态，而是根据各地实际情况和危害程度，确定一个阶段内适宜的治理目标。如大中型城市城区水位埋深应控制在大于30米，中东部地区水位埋深应控制在3～10米，而湿地生态多样性维系埋深则需控制在1～3米；中东部地面沉降严重区深层地下水位埋深应控制在45～60米。这些红线划定主要目的是实现稳定的地下水位，减缓地面沉降，进而保证城市地下空间工程安全、防治土壤盐渍化、保护湿地资源。

专家们还指出，要尽量恢复水循环自然功能，因“地”制宜、因“质”制宜利用水资源。生态补水对华北平原一定范围内地下水位的恢复起到积极作用，但在利用地下水灌溉的广大农村地区，地下水位仍在下降，并由此提出了加密部署地下水和地面沉降监测站网，开展超采治理理论、关键技术攻关，尽量恢复水循环自然功能等建议。这些建议得到全国政协人口资源环境委员会的高度重视。

摸清水土环境本底，支撑生态保护修复

生态环境是生存之本、发展之源。生态环境没有替代品，用之不觉，失之难存。随着人民群众对美好生活的向往更加强烈，对优美环境的诉求更加迫切，如何为水土环境保护修复提供支撑，成为地科院水环所近年来着力攻关的一个方向。

为助力地下水污染防治，地科院水环所2005年开始牵头开展全国地下水水质与污染调查评价工作，“十三五”期间组织编制了中国地下水水质与污染调查评价系列报告。通过综合研究，首次掌握了我国地下水水质与污染状况，建立了地下水环境调查、取样、测试、质控和综合研究一体的技术方法和标准体系，为地下水资源开发利用和污染防治提供了决策依据。

在水土环境保护修复方面，地科院水环所的科研工作者以水岩相互作用理论为指导，研发了一系列地下水与土壤原位修复技术与药剂，包括基于过硫酸盐的原位化学氧化技术，基于纳米零价铁的原位化学还原技术，以及基于微米炭粉和生物质电厂灰的原位吸附和稳定化技术，获研究发明专利5项，并在多项水土环境修复工程中得到应用。

2020年，地科院水环所承担的土壤污染场地修复工程项目顺利实施。该项目利用“原场异位化学氧化、原场异位稳定化、化学还原—工程阻隔”一体化修复技术，累计完成场地超过2万立方米石油烃污染土壤和4000立方米重金属污染土壤的修复，取得了良好的经济、环境效益。研发了以生物质电厂灰为基础材料的重金属钝化剂制备成套技术，并在湖南湘潭、河南济源、河北张家口、云南会泽等地区进行了原位修复试验与示范，成功降低稻米、小麦等庄稼中的重金属含量。这让地科院水环所在生态修复领域迈出了坚实一步。

构建技术体系，助推全国地热资源规模化开发利用

地热资源是稳定、安全、清洁、高效的清洁能源。新时代，为打赢蓝天保卫战，开发利用地热资源成为北方地区清洁供暖的首选方式之一。

地科院水环所对地热资源的研究有60余年的历史，牵头完成了全国主要城市浅层地热能调查评价、全国地热资源现状调查与区划、全国干热岩资源调查评价与靶区优选、我国地热资源开发利用战略研究等一批有影响力的项目，初步查明地热资源家底，揭示了我国地热温度“西南高、西北低、东南高、东北低”的分布规律，提出了“西发电、北供热、南供冷”的开发利用主格局，为“十三五”地热规划的制定奠定了基础。“十三五”期间，地科院水环所在京津冀、东南沿海和川藏等典型地热资源区开展了地热资源调查工作，创新提出了地热资源的成藏与找矿预测理论，阐明了水热型和干热岩型“同源共生—壳幔生热—构造聚热”的地热资源成藏理论，针对地热资源精准探测、动态评价、规模化梯级开发利用等，研发了电磁法—地球化学耦合探测、靶区定位、采灌均衡地热资源评价、浅层地质体热交换能力评价、中低温地热资源规模化开发利用等技术，并构建了完备的地热勘查开发标准化体系，规范和引领了地热产业发展。

在京津冀地区，地科院水环所提出了华北克拉通破坏﹢浅部古潜山﹢断裂构造“三元聚热”理论，建立了地热田三维热储结构模型；与河北省煤田地质局、浙江陆特能源科技股份有限公司合作，在河北献县建成产学研用一体化地热梯级利用科研示范基地，实现了发电、供热、设施农业三级梯级利用，为京津冀地区乃至全国地热资源规模化开发利用提供了可借鉴、可复制的新模式。

2017年，中国地质调查局提出在雄安新区打造地热资源利用全球样板的目标。为雄安新区开展地热资源调查评价的重任落在地科院水环所地热研究团队肩上。科研人员在调查研究的基础上，建立了采灌均衡条件下地热资源动态评价方法，完成雄安新区起步区地热资源定量评价，向雄安新区管理委员会提交了《雄安新区地热资源评价报告》。评价结果显示，雄安新区地热资源赋存条件较好，年可开采量折合标准煤346万吨，地热资源供暖总能力约1亿平方米，有力支撑了雄安新区能源规划、地热资源可持续高效开发利用和地热地质特色小镇建设。

研究区域水平衡，破解干旱地区生态退化成因机理

水，是自然生态系统中的最活跃的要素，水平衡是维持自然生态系统生态平衡的关键核心。在“山水林田湖草是生命共同体”理念的指导下，如何在确保生态系统相对稳定的前提下，统筹生态、生产、生活用水需求，成为新时代的新命题。

近年来，地科院水环所突破以往水资源调查评价仅着眼于可直接利用资源的局限，转向研究分析水在生态、资源、环境系统中的作用及其调控机制，以及流域、区域水平衡，揭示了我国西北干旱地区和北方干旱—半干旱地区生态退化的成因机理。

针对西北干旱地区塔里木河、艾丁湖、玛纳斯河，河西走廊石羊河、黑河、疏勒河等流域相继出现的尾闾湖消失、土地荒漠化和沙漠扩张等生态退化问题，地科院水环所联合有关科研单位在石羊河、艾丁湖等流域开展了有关地下水合理开发利用与生态功能保护的调查研究。

调查发现，地下水埋深是西北自然生态系统稳定的主控因子。根据大量历史数据，以及野外调查和原位观测的研究结果，发现维持研究区生态稳定的适宜地下水埋深为2～5米。据科研人员介绍，当地下水埋深大于5米后，自然生态系统开始退化，出现自然湿地萎缩、天然植被覆盖率下降或长势变弱。当地下水埋深大于10米后，自然生态系统发生灾变，出现自然湿地干涸和土地荒漠化加剧。以石羊河流域民勤盆地为例，对比历史资料与最新地下水测量结果得知，20世纪60年代地下水埋深普遍小于5米，2019年地下水埋深普遍增大到10～30米，局部地区达到40米。由此，地科院水环所专家指出，地下水位大幅下降是西北湿地和绿洲退化的直接原因。

地下水位为何出现如此大幅度下降？究其原因，在于20世纪80年代以来，随着农田灌溉需求的不断增长，石羊河流域90%以上的地表水被引入农田，依然不能满足用水需求，致使地下水开采量持续增加，地下水位持续下降，流域水平衡遭到根本性改变。

大规模开荒造田，农田灌溉面积不断扩增造成天然绿洲面积不断萎缩。根据遥感监测结果，与1970年相比，2017年石羊河流域耕地面积增加了1200平方千米，而天然绿洲的面积则减少了1850平方千米。这意味着，每增加1亩耕地会导致1.5～2亩天然绿洲消失。

针对西北内陆地区干旱区自然湿地、天然绿洲对地下水依赖性强的特点，地科院水环所基于多圈层多尺度相互作用理论，创建了适宜我国西北干旱区的地下水功能评价与区划理论方法，构建了干旱区自然湿地、天然绿洲及农田安全保障的分区分级预警与管控指标体系，研发了农田盐渍化管控与湿地保护水位—水量智能双控指标体系。该指标体系在石羊河流域进行了示范应用，实现了在确保自然生态系统稳定和农田产量不减的前提下，将地下水资源利用效率提高了13.9%。

针对我国北方地区湖泊水位下降与湖面面积收缩、荒漠化加剧等生态问题，地科院水环所开展了内蒙古湖泊变动情况调查和水平衡分析，并提出了从严格水资源管理、调整农业产业结构、退耕还草等方面综合施策，逐步恢复流域和湖淖生态功能等建议。

查明工程地质条件，服务工程水文灾害防治及大型能源基地建设

在支撑服务国家重要战略和重大工程建设方面，地质调查工作始终发挥着基础性和先行性作用。“十三五”期间，地科院水环所紧密围绕国家重大需求和部、局重点工作，以其特有的专业优势为青藏铁路运营安全、川藏铁路规划建设、大型能源基地建设等提供了精准服务。

2019年，地科院水环所参加了青藏高原重大生态环境问题应急地质调查，攻克水平衡计算难题，精细预测湖水外溢时间，并对湖泊水情和长江上游水质状况进行了持续监测，评估了上游湖泊蓄满外溢和尾闾湖泊人工泄流的生态环境效应，以科学的技术手段和优化的对策建议为国家重大基础设施安全提供保障。

川藏铁路雅安—林芝段是其建设难度最大的一段。聚焦铁路规划建设需求，地科院水环所开展了典型区段水文地质、地热地质调查，圈定了超长深埋隧道涌水突泥隐患的高危险区段，预测了典型深埋隧道可能出现高温热害的分布区段及岩温，从水文地质、地热地质角度提出了铁路关键段线路比选方案，并向中国国家铁路集团有限公司提交了地质咨询报告和专题研究报告，相关建议已被采纳。

为解决神东、晋东两个大型煤炭基地的用水难题，地科院水环所实施了1∶5万水文地质调查，圈定打井找水靶区8个，实施探采结合井15眼，总出水量达2.29万立方米/天，直接解决了6万人饮水困难，为36万人提供了饮水保障。同时，还揭示了采煤对煤炭基地地下水资源及生态环境的影响机制，为煤炭基地生态保护奠定了基础。

开启水文地质调查数字化时代，引领城市地质信息平台建设

信息化，是新时代地质调查工作的强大引擎。在中国地质调查局的部署下，地科院水环所加快了推进水文地质调查信息化建设的步伐。

由地科院水环所研发的水工环“在线调查”系统已“上云”服务两年，为水文地质环境地质类调查工作提供服务17.4万次，实现了资料收集、数据采集、资料整理、实际材料图绘制、数据存档等各个阶段的数字化处理，极大提高了野外一线调查水平。初步建成的“地质云”分布式数据中心节点，集成地下水资源、地热资源和城市地质三大领域核心数据资源，通过构建地下水资源信息服务网、全国城市地质信息系统、全国地热资源数据与信息服务等专题网站，面向社会公众提供信息服务4.97万次。

为精准服务雄安新区规划建设，地科院水环所自2018年开始了雄安地区地质大数据中心建设，开展“透明雄安”地上地下一体化技术研究，提出了一整套网络化、可视化、感知化、智能化城市地质信息服务方案，初步建成“透明雄安”地质信息平台，并实现了与雄安数字规划平台的技术对接。雄安新区管委会为此专门发来感谢信。如今，“透明雄安”数字平台已接入“雄安云”，启动雄安新区地质信息在线化服务，为全国城市地质信息平台建设做出了示范。地科院水环所还应邀为武汉、杭州、郑州、厦门等地提供了地质信息平台设计方案。

面向“十四五”，全力推动水工环地质事业高质量发展

历经65年的奋斗和发展，地科院水环所如今建有自然资源部地下水科学与工程重点实验室、自然资源部地热与干热岩勘查开发技术创新中心、自然资源部地下水矿泉水及环境监测中心、河北省/中国地质调查局地下水污染机理与修复重点实验室、中国地质调查局第四纪年代学与水文环境变化重点实验室、自然资源部京津冀平原地下水和地面沉降野外科学观测研究站等6个省部级科技创新平台，还是中国地质学会水文地质专业委员会、地热专业委员会、农业地质专业委员会，中国矿业联合会天然矿泉水专业委员会，国际水文地质学家协会中国国家专业委员会的挂靠单位。

此外，地科院水环所还拥有达到国内领先水平的同位素测试技术，建立了可用于地下水兼顾固体环境样品的加速器质谱测年实验室，建成了第四纪不同时间尺度测年与古环境重建技术体系；“小电解池一次加样浓缩—液体闪烁计数法”探测达到国际先进水平；大型仪器开放共享在科技部考核中连续3年获评优良。由该所研制的氢氧同位素、碳氮同位素标准物质获批国家一级标准物质，填补了国内在该领域的空白。

党的十九届五中全会强调“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”，为推进生态文明建设、共筑美丽中国注入强大动力。这也为“十四五”水工环地质工作指明了方向。

使命呼唤担当，使命引领未来。“十四五”期间，地科院水环所将按照“人与自然是生命共同体”的理念和要求，努力成为中国地质调查局水文地质与水资源调查、水环境调查与修复、地热资源调查评价与开发利用、生态地质调查的核心支撑力量，以及环境工程地质调查、海岸带地质调查的中坚力量，为支撑服务生态文明建设和自然资源管理中心工作作出新的更大贡献。

为支撑服务柴达木循环经济试验区发展建设，助推青海省海西蒙古族藏族自治州脱贫奔小康，2010年，自然资源部中国地质调查局启动了柴达木盆地1︰5万水文地质调查工作。2015至2018年, 自然资源部中国地质调查局西安地调中心部署实施了“柴达木盆地格尔木河—巴音河流域1︰5万水文地质调查”项目和“柴达木盆地巴音河—塔塔凌河流域1︰5万水文地质调查”项目，西安地调中心充分发挥水文地质调查直系民生优势，持续帮扶地方解决制约脱贫的安全饮水水源问题和高原特色农牧业经济发展所需的生产水源问题，先后在格尔木、德令哈、大柴旦等地建成20眼探采结合井，极大解决了当地大批农牧民和多个援青扶贫企业安全饮水和生产用水问题，为发展高原特色农牧经济提供了强有力的水源支持，助推青海海西州脱贫奔小康成效连年突显。

让农牧民告别苦咸水

柴达木地区位于青藏高原之上，蕴藏丰富的矿产资源，素有“聚宝盆”之称，是我国最大的国家级循环经济试验区。但区内干旱少雨，戈壁、沙漠、盐碱地、盐漠遍布，生态环境脆弱，自然条件极差，可以说，在广袤的戈壁和盐碱草原，水就是一个村、一个合作社的希望。2015年底，西安地调中心向格尔木市郭勒木德镇鱼水河村提交第1口符合饮用水标准的自流水井，彻底结束了当地农牧民长期在白茫茫的盐碱滩上饮用高矿苦咸水的历史。社员们给西安地调中心发来感谢信说：“在你们的大力帮助下，圆了我们合作社期待已久的草原深水井灌溉梦……在你们的关心支持和帮助下，我们将奋力拼搏，努力改变家乡面貌，谋求群众增收路子，力争早日脱贫致富奔小康。” 格尔木农牧民们不再因为水的问题发愁，脱贫致富奔小康的信心更加坚定，干劲也更足了。

助推产业经济发展

2016年，西安地调中心在柴达木盆地北缘山前平原部署了“柴达木盆地巴音河—塔塔凌河流域1︰5万水文地质调查”项目。虽然工作区移至了德令哈和大柴旦地区，但中心发挥专业优势助力海西州脱贫发展的目标没有变。

西安地调中心在总结帮扶脱贫经验与成效基础上，从解决服务循环经济产业经济用水出发，持续加大助推地区经济社会发展力度。先后向格尔木市一品红枸杞种植合作社和虎相商贸有限公司黑枸杞种植园建成提交10处探采结合井和1处勘探井，为当地企业赖以致富的千亩黑枸杞灌溉提供了充足水源，稳定的水源进一步保障了黑枸杞产量和收益。

2016年，西安地调中心在西宁召开成果推介会，向青海省及工作区州县政府，以及国土资源、水利等部门汇报成果，有力推动了格尔木市顺利实施供水基地勘查建设工程，为格尔木市循环经济工业园区深度转型夯实了发展路子。随后，中心在德令哈戈壁荒漠建成2眼供水井，直接解决了浙江援青绿色大健康百亿产业基地和中控德令哈50兆瓦光热发电项目全体职工的生活饮水问题，在大柴旦塔塔凌河戈壁平原建成2眼300—350米深的探采结合井，揭露到低硫酸盐、低氯化物、低硬度、低矿化度的富锶淡水。以此为起点，西安地调中心于2018年从服务开发矿泉水和发展绿色矿业经济角度出发，集中对周边及格尔木市、德令哈市、乌兰县、都兰县等地地下水进行采样和水质化验，科学圈定出10处矿泉水勘查开发靶区， 向海西州政府提交了《柴达木盆地重点地区矿泉水元素及开发利用建议》，为促进青海省海西州饮用水产业高速发展提供强大动能。同年，应海西州政府邀请，西安地调中心为乐百氏（广州）饮用水有限公司考察柴达木矿泉水全程提供技术咨询，促成乐百氏(广东)饮用水有限公司在柴达木盆地投资生产优质矿泉水或饮用水产品合作意向，成为2018年青海绿色发展投资贸易洽谈会重要签约项目。

助力脱贫步伐永不停歇

西安地调中心在青海藏区深入实施水文地质项目以来，格尔木沼泽盐碱区、德令哈、都兰县和乌兰县农牧区等地9000余名农牧民和1万余头牛羊牲畜饮水难题得以解决。共在柴达木盆地内圈定7处特大型、5处大型、13处中型和3处小型地下水富集区，可采资源总量达每年13.2亿立方米。其中，7处特大型地下水富水区均具有建设巨型供水基地潜能，可为格尔木、德令哈、大柴旦3个循环经济园区，以及都兰—诺木洪特色农业、花土沟—茫崖油气与盐化工等两个资源开发基地提供水资源保障。5处大型地下淡水富水区，可采资源量在每天5万—9万立方米，可为格尔木、大柴旦等两个循环经济园区，以及都兰—诺木特色农业开发基地提供集中供水水源。

2019年，虽然计划内水文地质调查项目已经结束，但为进一步解决柴达木地区一些关乎民生福祉的水资源与环境问题。西安地调中心进一步确定了深化成果应用，全力支撑地方政府服务民生和支持循环经济产业发展的工作方向。今年6月份，为掌握柴达木国家级循环经济试验区水资源状况，海西州政府特邀西安地调中心专家参加了“柴达木盆地水资源开发利用座谈会”。西安地调中心专家作了《柴达木盆地水资源开发利用及应对主要环境问题的建议》专题报告，系统介绍了柴达木盆地近10年来1:5万水文地质调查工作成果,就海西州政府关心的水资源大账、水资源高效利用、德令哈地下水位上升灾害防治等问题,提出了水资源高效利用、地下水位上升灾害治理对策与建议。

目前，西安地调中心已与海西州国有资本投资运营（集团）有限公司、柴达木循环经济试验区管委会、乌兰县矿泉水资源开发企业进行了深入的成果对接。助力海西脱贫攻坚，地质调查工作永不缺席。

大柴旦TK2号勘探井探获优质地下水

项目组进行野外调查

技术人员进行水样采集

柴达木盆地位于青藏高原之上，蕴藏丰富的矿产资源，素有“聚宝盆”之称，是我国首批13个循环经济试验区之一。但区内干旱少雨，戈壁、沙漠、盐碱地、盐漠遍布，生态环境脆弱，自然条件极差。为支撑服务柴达木循环经济试验区建设，2010年，自然资源部中国地质调查局启动了柴达木盆地1:5万水文地质调查工作。2015年，为助推青海省海西蒙古族藏族自治州脱贫奔小康，中国地质调查局明确要求项目要充分发挥水文地质调查专业优势，服务民生，大力帮扶地方解决制约脱贫的安全饮水水源问题和高原特色农牧业经济发展所需的生产水源问题。

基于柴达木盆地1:5万水文地质调查项目，中国地质调查局西安地质调查中心在2015～2018年先后部署实施了“柴达木盆地格尔木河—巴音河流域1:5万水文地质调查”项目、“柴达木盆地巴音河—塔塔凌河流域1:5万水文地质调查”项目，在格尔木、德令哈、大柴旦等地建成了20眼探采结合井，其中18眼探采结合井获得了水量大、水质满足国家饮用水卫生标准和农业灌溉用水标准的优质地下水，日均出水量达5.8万立方米，不仅解决了一大批农牧民和多个援青扶贫企业职工的安全饮水水源问题，也为发展高原特色农牧经济提供了强有力的水源支持，助推青海海西州脱贫奔小康成效突出。

让农牧民告别苦咸水

在广袤的戈壁和盐碱草原，淡水是一个村、一个合作社的希望。

2015年12月1日，“柴达木盆地格尔木河 — 巴音河流域1:5万水文地质调查”项目在格尔木市郭勒木德镇鱼水河村建成的第1口水井正式提交使用。当清澈的水流从白茫茫的盐碱滩上喷涌而出，世代居住在这里的农牧民们激动不已，他们终于喝上了期盼已久的甘甜淡水。这口井的井水自流，每天流量达到120立方米，矿化度为632毫克/升，各项指标符合饮用水标准。这标志着鱼水河村自此彻底结束了长期饮用高矿苦咸水的历史。

随后，项目组在格尔木郭勒木德镇一品红枸杞种植合作社施工的探采结合井建成，每天自流量600立方米，也是低矿化水，不仅使300多名社员喝上了甘甜可口的井水，而且让赖以致富的500亩黑枸杞灌溉有了水源保障。社员们给西安地调中心发来感谢信说:“在你们的大力帮助下，圆了我们合作社期待已久的草原深水井灌溉梦……在你们的关心支持和帮助下，我们要奋力拼搏，努力改变家乡面貌，谋求群众增收路子，力争早日脱贫致富奔小康。”

格尔木虎相商贸有限公司的黑枸杞种植园位于格尔木市西部的戈壁滩，灌溉水源一直是种植园的大难题。项目组通过调查研究，在其园地内部署了勘探井，在井深200米时获得了日出水量达1万立方米优质淡水，让已有的1600余亩黑枸杞得以浇灌，可满足上万亩土黑枸杞地灌溉用水需求。稳定水源保障了黑枸杞的产量，种植园的年收益达到了20多万元。

2015年，“柴达木盆地格尔木河 — 巴音河流域1:5万水文地质调查”项目共在格尔木实施10眼探采结合井，并提交使用。不再因为水的问题发愁，格尔木农牧民们脱贫致富奔小康的信心更加坚定，干劲也更足了。

为产业发展破解用水难

衔接2015年的水文地质调查工作，2016年中国地质调查局在柴达木盆地北缘山前平原部署了“柴达木盆地巴音河 — 塔塔凌河流域1:5万水文地质调查”项目。虽然工作区移至了德令哈和大柴旦地区，但发挥专业优势助力海西州脱贫的目标没有变。

西安地调中心总结帮扶脱贫经验与成效，树立大格局，立足解决服务循环经济工业园区用水难题，在解决农牧民群众安全饮水水源的同时，服务领域向支撑援青扶贫企业供水和矿泉水开发方面扩展。

2016年，项目组在西宁召开成果推介会，向青海省政府和项目工作区所在州县政府，以及相关部门系统介绍柴达木盆地水文地质调查成果，推进成果应用。值得一提的是，水文地质调查成果带动格尔木市实施了供水基地勘查建设工程，日产100万立方米地下水的巨型供水可采资源通过青海省储量认证和备案，使格尔木循环经济工业园区有了充分的水源保障，极大地提升了扶贫成效。

2016年，项目组在德令哈戈壁荒漠建成2眼供水井，直接解决了浙江援青绿色大健康百亿产业基地、中控德令哈50兆瓦光热发电项目的职工生活水源问题。

2018年，项目在大柴旦塔塔凌河戈壁平原建成了2眼探采结合井，发现了低硫酸盐、低氯化物、低硬度、低矿化度的富锶淡水。以此为起点，从服务开发矿泉水和发展绿色矿业经济的角度出发，项目组对周边及格尔木市、德令哈市、乌兰县、都兰县等地有矿泉水开发前景的地段进行了地下水采样和水质化验，发现了一批富锶、富锂的地下水点。

综合水文地质条件、场地条件和交通条件，项目组圈定了10处矿泉水勘查开发靶区，并向海西州政府提交了《柴达木盆地重点地区矿泉水元素及开发利用建议》，力促产业发展带动脱贫致富。2018年，乐百氏(广东)饮用水有限公司有意在柴达木盆地投资生产优质矿泉水或饮用水产品，并成为当年青海绿色发展投资贸易洽谈会重要签约项目。应海西州政府邀请，项目组为乐百氏（广州）饮用水有限公司考察柴达木矿泉水资源提供了全程技术咨询。

助海西脱贫攻坚不止步

通过项目实施，格尔木沼泽盐碱区、德令哈、都兰县和乌兰县农牧区等地的9000余名农牧民和1万余头牛羊的饮水难题已得以解决。项目组在盆地内共圈定了7处特大型、5处大型、13处中型和3处小型地下水富集区，可采资源总量达每年13.2亿立方米。其中，7处特大型地下水富水区均具有建设巨型供水基地的潜能，可为格尔木、德令哈、大柴旦3个循环经济工业园区，以及都兰 — 诺木洪特色农业、花土沟 — 茫崖油气与盐化工等两个资源开发基地提供水资源保障。5处大型地下淡水富水区，可采资源量在每天5万～9万立方米，可为格尔木、大柴旦等两个循环经济工业园区，以及都兰 — 诺木洪特色农业开发基地提供集中供水水源。

2019年，尽管已有的水文地质调查项目结束了，但柴达木地区仍有关乎民生福祉的水资源与环境问题急需解决。为此，西安地调中心确定了深化成果应用，全力支撑地方政府服务民生和支持循环经济产业发展的工作方向。

地质调查成果得到了地方政府的高度重视。今年6月，为掌握柴达木国家级循环经济试验区水资源状况，海西州政府召开柴达木盆地水资源开发利用座谈会，特邀西安地调中心专家参会交流。西安地调中心专家作了《柴达木盆地水资源开发利用及应对主要环境问题的建议》的报告，系统介绍了柴达木盆地近10年来1:5万水文地质调查工作成果,就海西州政府关心的水资源高效利用、德令哈地下水位上升导致的灾害防治等问题提出了对策与建议。

目前，西安地调中心已与海西州国有资本投资运营（集团）有限公司、柴达木循环经济试验区管委会、乌兰县矿泉水资源开发企业进行了深入的成果对接。助力海西脱贫攻坚，地质调查工作永不止步。

湖北仙桃野外调查

经处理后的酸性矿山废水可用于浇灌蔬菜

清明时节，花红柳绿，草长莺飞。与春色相伴而来的，是我国在生态文明建设过程中一个又一个令人欣喜的进展。近日，得知自然资源部中国地质调查局实验测试中心（国家地质实验测试中心）研发的一个用于去除酸性矿山废水中重金属的新装置荣获国家发明专利，记者走访了该中心主任齐亚彬，进一步了解这支老牌“生态地质”科研队伍的最新走向。

生态修复将成为地质科学研究和服务的一个重要战场

话题从这个能净化酸性矿山废水的新型技术装备谈起。

“酸性矿山废水酸度大，富硫酸根离子和大量的重金属离子，不仅会造成矿区周围水体严重污染，还会破坏土壤的团粒结构，使土地板结，农作物枯黄，并通过食物链危害人体健康。若采用一般工业废水的治理方法，往往投资大，成本高，实用性差，难以回收有价金属，致使水资源不能充分利用。”齐亚彬介绍说。为此，实验测试中心的科研团队在长期研究和实验的基础上，根据酸性矿山废水的污染特点，配合矿物材料、微生物去除重金属的新技术，发明设计了一种对酸性矿山废水重金属污染治理的工艺流程装置，使处理后的酸性矿山废水重金属离子能够达到国家污水综合排放标准。该处理工艺流程具有廉价、高效、管理简单、无二次污染的特点，为金属矿山及相关生产企业提供了一种既经济又实用的酸性矿山废水治理方法。“如今，我们已在江西德兴铜矿初步建立了酸性矿山废水示范工程，小试重金属去除率超90%，而且处理一吨水才0.5元钱。下一步，力争使处理后的酸性矿山废水中锰降低80%以上，进一步降低处理成本，并形成一整套酸性矿山废水修复技术方案。”

而这，只是国家地质实验测试中心在生态地质工作领域众多科研成果中的一例。

齐亚彬告诉记者，中心在生态环境修复方面有着20余年的经验。随着各地对生态环境的重视，对土壤、水体生态修复领域的需求不断增加，中心这方面的业务也与日俱增，获得了一系列科研成果。比如：中心近年来在江西省赣州市龙南县稀土矿区实施土壤生态修复示范工程，就确定了稀土矿区污染土壤改良配方，标定了稀土矿区环境条件和营养组分，并成功实现稀土矿区修复后经济作物的种植，其镉、汞、砷、铅含量远低于有关标准限值。

“生态修复将成为地质科学研究和服务社会的一个重要战场。今年的全国两会，更让我们坚定了做好生态地质这篇大文章的决心。”齐亚彬表示，“今年政府工作报告专门谈到了加强污染防治和生态建设，大力推动绿色发展。特别提出了要加强生态系统保护修复，推进山水林田湖草生态保护修复工程试点。这也是测试中心发挥技术优势、服务生态文明、实现转型升级的重大机遇！我们将加快生态修复技术研发与示范应用，不断提升生态修复的显示度。”

为自然资源调查评价、规划利用与保护提供实验测试技术方法支撑

自然资源部的成立，体现了我国将“山水林田湖草”视为生命共同体，统一规划、管理、保护的自然观和生态观。如今，以地球系统科学为核心、以“山水林田湖草”视为生命共同体为对象的调查、确权、监察、管理、修复、科学研究等工作全面推进。在这样的背景下，国家地质实验测试中心科学研判形势，精准对接需求，形成了自身转型发展的思路与对策。

“新型战略性资源的分析检测、山水林田湖草湿的分析检测乃至评价监测，都是我们转型升级、大力发展的方向。”2018年，中心明确了今后的六大任务，其中最重要的一项就是：为自然资源调查评价、规划利用与保护提供实验测试技术及方法支撑。”

齐亚彬告诉记者，中心在生态地球化学领域所具有的优势，尤其是近年来水土有机污染物分析技术方法体系的进一步完善，使中心支撑生态资源环境地质调查的能力持续增强。2018年，中心建立了地下水中40种抗生素自动化识别、确证与定量分析方法，有效提高了地下水资源质量调查与监控的效率；建立了地下水中低环多环芳烃及其衍生物与短链氯化石蜡、多环芳烃衍生物及其母体、硝基苯类化合物等高效环保的系列分析方法，解决了新型持久性有机污染物检测难题；完成了雄安新区1100平方千米土壤有机组分现状调查，初步形成土壤有机地球化学调查技术方法，为雄安新区建设的土地规划、安全利用提供了技术支撑。今年，中心仍将强力聚焦提升支撑服务自然资源工作和新时代“大地质”工作的能力，加快推进技术方法创新和提升技术研发能力。

下一步，中心还将开展北京及周边地区2000平方公里的生态地质调查，探索地质环境因素与人体健康的响应关系，建立国土空间适宜性评价指标体系，初步构建国土空间生态质量监测与预警平台；开展云南安宁天宁磷矿、太庙地磷矿等3个矿区生态地球化学调查，初步建立磷矿石中磷、钾、钙等20余种元素的快速分析方法及示范应用，支撑安宁磷矿集中区矿产资源利用；开展雄安新区土壤有机污染现状调查，全面表征雄安新区土壤生态环境质量，为雄安新区土地安全利用提供科学依据；开展赣南南部地区矿山环境综合地质调查和评价，形成矿山生态保护和修复相关建议报告等。

同时，组织研制土壤形态、有机污染物及无机成分等19种标准物质、制定2个系列2项技术标准，进一步完善地质实验测试标准体系。

牵住创新“牛鼻子”，做大科技成果转化“新蛋糕”

齐亚彬说，创新是大背景、大环境、大气候。习近平总书记在讲话中曾指出，科技创新是核心，抓住了科技创新就抓住了牵动我国发展全局的“牛鼻子”。当前，国家创新驱动战略正在如火如荼地推进实施，中心也要加快创新，多出创新性成果，发挥引领作用。

技术方法的创新，是中心拓展服务领域、提升整体作战能力的核心。

以新型能源资源分析技术方法为例，中心正在开展页岩气含气量和组分联测等新技术新设备的野外现场应用，实现页岩气野外测试技术能力新突破；开展天然气水合物现场测试技术方法研究与能力建设，优化完善天然气水合物产出气、产出水、周边环境介质组分的现场快速测试方法；开展新型锂—钾分析仪在盐湖卤水及环境水系的现场测试能力建设，从而实现在4000米以上高海拔地区可分析硫酸盐型、碳酸盐型、卤化物型三种不同盐湖卤水中锂、钾等元素的快速分析，在我国西部地区搭建野外现场分析实验平台，形成野外快速分析能力。

工作方法和成果表达的创新，是地质实验测试工作转型升级的途径。

当前，中心正全力推进信息化建设，推进测试工作更好地融入“地质云”，开展科技成果的数字化管理和共享服务体系建设，推进集野外数据采集、实验室数据共享为一体的数据采集、处理、挖掘和分发服务大数据中心和地质业务综合管理平台建设；开展大型仪器共享平台及仪器状态监控和应用试点推广工作，提高仪器设备使用效率；整合实验室信息管理系统与质量监控系统，提升服务质量。“如此，不仅能大幅提升各类数据成果的价值，更能从根本上改变地质实验测试工作的方式方法。”

队伍能力建设的创新，是强健人才队伍、激活科技人员智慧的关键。

齐亚彬认为，其一，大联合、大协作、大团队是干大事、出大成果的前提条件。单兵作战已经不能满足新时代对科技创新的需要，申请大项目、出大成果需要人才、技术、装备等方面的强强联合，有时不仅仅是跨单位，而且很可能是跨系统、甚至跨行业的。其二，要不拘一格用人才，为年轻人压担子，通过凝练提升科研成果，加速培育人才成长。“中心现在人才断档明显、专业过于集中、领军人才缺乏，我们正自主培养科研骨干和引进高端人才双管齐下。”其三，做大科技成果转化新蛋糕、提升科技成果转化收益，不仅让科技成果加速形成生产力、发挥更大作用，而且以此激发调动中心广大科技人员创新创造活力。“当前，国家政策允许科技成果转化收益自主分配，这也是鼓励科技单位做大成果转化的新蛋糕，鼓励科技人员光明正大地走科技致富之路。2019年，中心将在加大科技成果转化力度上多下功夫。”

开辟健康地质新领域，为人类社会绿色发展作贡献

采访中，齐亚彬谈到了一个记者颇为陌生的名词——健康地质。

所谓健康地质，就是将生态地球化学与预防医学、临床医学等学科相结合，研究地质背景、地质过程、生态环境对人类健康的影响，寻找各类疾病源头的地质环境因素及其分布特征。其实，人们很早就发现大骨节病、克山病等许多地方病与地质环境密切相关，而关键原因就在于各种矿物元素在人体内的过度累积或缺失。

“自然界中各种因素失调对人体影响都可能诱发地方病，而比较突出的就是地球化学元素的地质、地理分布。”齐亚彬告诉记者，人是自然环境的有机组成部分，其生长、发育与繁衍都受到地质背景、地质结构等自然环境条件的制约。在某一环境中，一旦物质与能量不足或过量，或有某种环境因素对人体生命过程的影响超过了人类的适应和调节能力，就会产生这一环境中特有的高发病率的地方病。

如今，测试中心已经与北京肿瘤医院、中国地方病防治研究中心、北京大学医学院等单位建立了合作关系，对接了健康地质方面的需求，同时，对健康地质学科的建立和发展进行了规划，组建了健康地质科学研究团队，并初步拟定了工作方案。

同样，一些名特优农产品的生长也有着不可忽视的地质因素。如：黄岩的蜜桔、承德的板栗，之所以好吃，就是因为当地地层中赋存着某些特殊的组分。而有些地方的土壤中富含硒锌等有益的矿物质元素，则可以开发出有利于人们身体健康的天然富硒、富锌农产品，并以此带动地方特色农业的发展。

“所以，健康地质不仅要关注、研究有害元素，也要突出有益元素对人体健康的作用。重要的是关注不同元素之间的相互作用，抓住元素富集、迁移和地质背景、环境因素等过程相关的关键点，体现地球系统科学研究的特色。”

据齐亚彬介绍，中心已在湖北仙桃发现富硒土地250平方千米，为市政府规划了8个富硒产业园，农民收入增加4500多万元；在江西瑞金发现富硒土壤119平方千米、富锌土壤90平方千米，圈定绿色富硒农业产业基地15个，绿色富锌农业产业基地8个，为当地特色农产品产业提高质量提供了科学支撑。“正因为这些成果实实在在地为老百姓带来了好处，获得了当地政府和百姓的高度赞誉。”

“新时代，新需求，新职责，新挑战。未来，地质工作对国家经济、社会发展的支撑服务还继续拓展和深化，国家地质实验测试中心也将为美丽中国、健康中国的建设释放更多的地质智慧和科技能量。”对此，齐亚彬充满信心和希望。

水环境硫的迁移转化及源解析是学界普遍关心的热点问题。自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所张千千团队致力于研究水环境硫酸盐的源解析技术及探究其迁移转化机理，联合应用多种同位素耦合溯源技术结合源解析模型、多元统计技术以及水化学演化理论，针对滹沱河冲洪积扇地区地下水硫酸盐的源识别和迁移转化进行了深入研究，取得重要进展。

一是构建了水环境硫酸盐的多同位素溯源技术方法，首次将硫酸盐δ³⁴S和δ¹⁸O与同位素源解析模型（SAIR model）联合应用，实现了定量解析水环境硫酸盐多种来源（先前的研究仅能定量解析3种以内的来源）的贡献率。二是联合应用多种同位素(SO4^2-的δ³⁴S和δ¹⁸O,水的δ²H和δ¹⁸O)和源解析模型可以提高溯源结果的准确率。三是查明滹沱河冲洪积扇地区地下水中硫酸盐存在5种潜在来源（硫化矿物氧化、生活污水、化肥、蒸发盐溶解和降雨），其中主要来源是硫化矿物氧化和污水，分别占到总贡献率的37.5−44.5%和35.5−42.7%。地表水硫酸盐来源的贡献率表现出明显的季节变化，雨季硫化矿物氧化的贡献率(31.8±9.9%)要显著高于枯水期(20.9±8.2%)和平水期(22.4±7.8%) 。 研究成果发表于环境领域国际权威杂志《Environmental Pollution》上。