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！”

今天（23日），国土资源部中国地质调查局向雄安新区交接并正式公布了雄安新区第一阶段地质调查成果。

调查成果显示：雄安新区稳定场地和基本稳定场地占89.5%，全区均适宜或较适宜工程建设；重点调查区的地下空间开发利用条件优越，70米以浅的地层中存在3层可作为地下空间主要开发利用层的有利层位，适合未来对地下空间进行规模化开发。

中国地质调查局雄安新区地质调查前方总指挥 马震：根据我们勘探初步分析，区内40米以下多数地层承载力都在170到200兆帕，而且每个工程层厚度相对稳定。这些层基本可以满足多数建筑地基承载力要求，有利于以后的工程建设。

雄安新区地质调查从2017年6月初正式启动，截至目前，已投入钻机203台、工程技术人员1700多人，完成勘探钻孔516个、总进尺达5.5万米、水土样品采集测试4万余件、综合物探测井近1万米，获取了90余万条数据。

中国地质调查局水文地质环境地质部主任 郝爱兵：一公里我们要打一个工程地质勘察孔。那么这个精度这个工作的程度是前所未有的，所以给雄安新区的土地利用以及地下空间开发利用工程建设可以提供坚实的基础保障。

此次公布的成果是雄安新区地质调查第一阶段的成果，主要包括工程地质调查、土地质量调查、地下水与地面沉降调查、浅层地温能调查等方面。范围包括雄县-容城-安新全境及周边部分地区，面积1770平方千米。其中，针对起步区总体规划，部署重点调查区面积200平方千米。

中国地质调查局水文地质环境地质部主任 郝爱兵：雄安新区的土地利用怎么样更科学合理。我们的规划建设哪些地方的场地更适宜地下空间开发利用如何科学规划，我们的浅层地温能清洁能源如何合理利用，这些都是我们这第一阶段工作的主要目标要解决的问题。我们把阶段（成果）形成了四个专题报告，一个综合成果报告。

土地质量：土壤清洁区面积占99.3%

除工程地质调查外，土地质量调查也是此次雄安新区地质调查的重点。成果显示，在雄安新区重点调查区内，土壤清洁区面积占到了99.3%。

成果显示：在土壤质量方面，雄安新区重点调查区土壤环境清洁，大部分土壤无重金属污染，土壤清洁区面积占99.3%，仅局部零星地块表层土壤存在汞、镉等重金属污染。8600亩耕地为绿色富硒土地。

中国地质调查局雄安新区地质调查前方总指挥 马震：在土地质量调查时我们在重点区每平方公里采取了36组样，测试了31组指标，通过对土地质量调查测试数据可以详细评价重点地区土地质量状况，为今后土地质量保护和利用提供基础土地质量资料。

地下水质量：总体良好 常年监测

在地下水质量方面，区内地下水总体良好，其中38%浅层地下水可作为饮用水源，40%适当处理后可作为饮用水源，75%深层地下水可作为饮用水源，20%适当处理后可作为饮用水源。

央视记者 张雷：我现在就在雄安新区的一处地质调查现场，大家看我旁边的这个墩子它就是一个地下水的监测井。大家看这个地方写到120米，也就是说目前这个监测井它的监测深度达到了120米。在这个地方从30米到200米之间一共有5个这样的监测井。就是这些监测井它常年不断地监测雄安地区地下水的水质和水量，为未来雄安更科学有效的利用地下水资源提供更好的科学依据和数据。

地热：可供1亿平米建筑供暖制冷

雄安新区是我国中东部地热资源最丰富、开发利用条件最好的区域。充分利用地热资源，对雄安新区未来的绿色低碳城市建设具有重要意义。此次地质调查成果显示，雄安新区地热资源丰富，未来可满足约1亿平方米建筑面积。

成果显示：在浅层地热能方面，雄安新区地热资源丰富，可开发利用条件适宜，每布设1平方米地埋管可满足2~3平方米建筑面积的供暖制冷需求。综合利用地源热泵系统供暖制冷，起步区可满足3000万平方米建筑面积，全区可满足约1亿平方米建筑面积。

中国地质调查局水文地质环境地质部主任 郝爱兵：我们要打造地质资源利用的全球样板，这个地方地质资源非常丰富，所以我们要对深部地热资源进行勘查评价，那么给出一个可持续利用的资源量。

按照“世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”方针，雄安新区地质调查提出了“构建世界一流透明雄安、打造地热资源利用全球样板、建成多要素城市地质调查示范基地、为雄安新区规划建设运行管理提供全过程地质解决方案”四大愿景目标。

郝爱兵：我们要利用我们获取的所有的数据信息，打造地上地下一体地下空间全要素透明雄安数字平台为雄安新区的规划建设运行管理提供全过程的地质解决方案，提升雄安新区智慧城市建设的水平。

2020年建成透明雄安数字平台

地质调查就是要摸清我们我们脚下大地的信息，就像是给大地做一次系统的体检。这些体检最离不开的就是取样，那么，这些样品是如何采集的呢？

央视记者 张雷：我现在所在的位置就是雄安新区地质调查其中的一个样品库，大家看我身后这些密密麻麻非常多的半圆形的样品，它们就是雄安新区0到200米之间的土层样品。目前他们已经完成了封装，并且完成了分析阶段。

中国地质调查局雄安新区地质调查前方总指挥 马震：我们在工程地质钻探区采取了20000多件岩土力学样品。通过这些海量数据我们可以对200米以浅的底层结构，岩性还有它不同地质层的层厚还有分布进行详细的勘探，同时通过测试数据我们可以全面了解底层的岩土力学性质，评价它的承载力为工程建设提供基础资料。

按照雄安新区总体规划与建设需求，中国地质调查局将对雄安新区地下0至10000米范围内土壤层、工程建设层、主要含水层、地热储层、深部探测层的地质结构和地质参数，建立不同空间尺度四维地质模型，预计到2020年全面建成透明雄安数字平台，构建世界一流水平的“透明雄安”。

​中国地质调查局水文地质环境地质部主任 郝爱兵：第一是要构建世界一流的透明雄安，把一万米以内地层的结构地质的构造的情况以及地下热水的情况这个热源通道的情况进行调查清楚。二是打造地热资源利用的全球样板。三是建设城市地质调查的示范基地，建立空天地一体的地质环境监测体系。四是为雄安新区的规划建设运行管理提供全过程的地质解决方案。

川藏铁路是国家规划建设的重大工程，横跨我国第一、第二两大阶梯，其地质条件复杂程度与施工难度世界少有。依据自然资源部中国地质调查局支撑服务川藏铁路重大工程建设的统一部署，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所“川藏铁路廊道水文地质调查”项目组近日奔赴青藏高原地区，全面开展地质调查工作。

工作区海拔高度在3000米-5200米之间，高寒缺氧，气候无常，山高谷深，崩滑落石灾害频发，工作条件极为恶劣。项目组成员发挥水环人“三光荣”精神，克服身体高反强烈，地质灾害频发等各种不利条件，不畏艰险，勇于担当，连续作战，各项工作有力有序展开，调查工作取得显著进展。一是完成易贡、芒康山个深埋隧道的1:5万水文地质条件调查，对主要构造分布、含水介质类型及富水性进行了详细调查分析。二是对二个隧道区的主要溪流、湖泊等地表水体，泉、井等地下水点进行了统测。三是开展了综合分析工作，详细划分了水文地质单元，完善了1:25万水文地质图，识别了涌水突泥灾害区段，分析了断裂控水与岩溶控水机制。

下一步，项目组在持续做好疫情防控的前提下，紧密围绕项目目标任务，继续统筹推进各项工作，同时加强党建和党风廉政建设，尽快拿出高质量成果，为支撑服务川藏铁路建设作出应有的贡献。

由自然资源部中国地质调查局组织实施的大陆科学钻探工程（松科二井）胜利完井，5月26日，在黑龙江省安达市召开的松科二井完井暨学术研讨现场会上，由中国地质调查局实物地质资料中心应用虚拟现实技术（VR）组织制作的“松科二井地球深部探寻之旅”VR科普产品精彩亮相。据悉，这是我国首次利用虚拟现实技术（VR）展示深部地质钻探岩心的科普产品。现场会上，各级领导、院士、专家学者、工程技术人员争相体验，给予了一致好评。

“松科二井”岩心科普产品（VR技术产品）主要依托“松科二井”获取的岩心图像，在地下深度1000米—7018米之间选取多个代表性的层段（或点位），进行“松科二井”地下模型重建，制作了“松科二井地球深部探测之旅”VR科普产品，以更加人性化的和生动化的视角全新展示了松辽盆地深部蕴含的丰富的地质信息，颇具科普性及趣味性，充分发挥了科普工作对深地科研与教学、深地知识传播的促进作用。

4月3日上午，地调局天津地调中心地面沉降监测研究中心基地实验楼开工奠基仪式在滨海新区举行。该项目总建筑面积4979.96平方米，预计建设周期为18个月，项目建成后将对天津滨海新区地面沉降防治具有重大的现实意义，并对中国沿海地区地面沉降的监测研究具有重要的示范意义。

天津地调中心地面沉降监测研究中心坐落于滨海新区海洋高新区宁海路1420号，总规划占地面积8294.14平方米，总建筑面积16261.16平方米，包含基地实验楼、科研办公楼、实验配套用房等。本次基地实验楼建成后将开展地面沉降动态监测，室内模拟实验和沉降机理研究，为华北平原地面沉降防控、区域水资源科学管理和地表生态环境系统建设提供科学依据，为全国其他地区地面沉降监测和研究提供示范。

据悉，2009年底，天津地调中心在该地块已完成分层标钻孔14个，总钻探工程量5594米，并且已初步取得“建立了亚洲控制深度最大的地面沉降分层标组和800米-1200米之间发现3个重要含水砂层”等阶段性成果。

奠基仪式现场