自然资源实物地质资料中心的岩心库

岩心光谱扫描

岩心编录

岩心是研究和了解地下地质和矿产情况的重要实物地质资料，也被称为“向地球深部进军的探针”。自然资源部近日印发《关于做好岩心数字化与信息共享工作的通知》，目的就是要使我国已形成的岩心在“向地球深部进军”国家重大战略的实施中、在地质科学的进步中、在找矿突破的支撑中发挥更大作用。自然资源部矿产资源保护监督司司长鞠建华说：“要改变岩心‘一次性用品’的状况，基础就是提高岩心的数字化和信息共享程度。”

我国岩心存量大、增量也大

新中国成立以来，我国积累了大量的岩心等实物地质资料。目前，仅在中国地质调查局自然资源实物地质资料中心保管的从重要矿区、重大地质科学项目采取的岩心有近60万米。此外，各省级实物地质资料馆、矿山企业、勘查单位也保存有大量重要的岩心。

据《中国矿产资源报告（2016）》统计，“十二五”期间，我国仅煤炭、金属和非金属矿产勘查领域平均每年钻探量达2000万米左右，形成了海量的岩心实物地质资料。

为管好用好这些资源，原国土资源部2016年印发了《实物地质资料管理办法》（国土资规〔2016〕11号），在我国建立了岩心分类分级管理制度，即对岩心按照重要性、典型性、代表性，进行筛选分类、分级管理，并提供社会化服务。

截至2019年底，全国现有由自然资源实物地质资料中心保管的Ⅰ类岩心总量已达110余万米（部分保管在省级馆），由省级馆保管的Ⅱ类岩心总量达90余万米。这些是从海量岩心中严格筛选出来的最具有保管和利用价值的实物地质资料。此外，广大地勘单位和工矿企业还保管着数千万米的除Ⅰ类、Ⅱ类以外的其他岩心实物资料。

岩心用得好可节省大量投入

如果现有岩心信息能得到充分利用，在相同或类似的地区、矿区就可以少布置甚至不布置钻孔，从而有效降低地质科研和地质找矿的成本和风险。

美国地质调查局岩心研究中心测算结果表明，每年用于保存岩心的成本，仅相当于当年钻探这些岩心成本的0.5%，是当前钻探成本的0.05%。

国内通过老岩心的二次利用，取得新的认识和发现，最终实现重大找矿突破的案例很多。

如：辽宁省有色地质局103队通过对保存的青城子矿区数十个钻孔岩矿心、副样的重新测试分析和研究评价，发现了高家堡子和小佟家堡子超大型金银铅锌矿床；江西省地矿局912大队通过对冷水坑地区岩心样品的多次开发利用，地质认识不断深化完善，矿床规模从矿化点发展到超大型矿田；天津地质调查中心在大营铀矿勘查初期，通过对前期煤系勘查钻孔岩心的二次开发利用，不仅节省了大量前期找矿投资，同时还缩短了4～5年的铀矿勘查周期，促进了我国铀矿勘查开发格局的转变；中石油在四川盆地高石梯—磨溪气区油气勘探过程中，通过反复利用已有钻孔岩心、岩屑，取得了微生物岩储层地质新认识，解决了油气勘探选区过程中存在的瓶颈问题，获得了油气勘探大突破。

用好岩心的基础是提高数字化和信息共享程度

“岩心具有体积大、重量大、不便移动等特点，传统的岩心服务需要到馆观察、布样、取样后送实验室测试分析。”鞠建华说，受这些特点制约，岩心的重复开发利用存在两大问题。一是岩心服务模式工作周期长、成本高、岩心损耗大，极大地制约了岩心的共享利用。2018和2019两年，自然资源实物地质资料中心面向社会提供岩心使用超过10万米，取样1万余件。但这与目前保存在该中心的岩心总量比，几乎是沧海一粟。二是岩心在保管过程中，随着时间的推移，会产生风化、氧化、破碎等改变，导致大量信息丢失甚至损毁。

解决这两大问题的根本办法，是提高岩心的数字化程度，即用岩心数字化技术提取岩心表面及内部蕴含的各类物理、化学、结构等数据信息，将实体岩心“数字化”。有数字化保存和网络化在线服务做基础，实现岩心信息共享和岩心利用最大化就有了可能。

基于此，我国自2007年开始，逐年加大了岩心数字化工作。截至2019年底，自然资源实物地质资料中心已完成约40余万米Ⅰ类岩心的图像扫描数字化工作，以及5万余米Ⅰ类岩心矿物成分和元素含量数字化工作，目前正在部署开展油气地质调查岩心关键层位的CT结构构造数字化工作。安徽、宁夏、黑龙江、山东、四川和西藏等地的部分省级馆藏机构，也先后开展了Ⅱ类岩心图像数字化工作，并取得了积极进展。今后，加快岩心数字化和信息共享步伐，仍是我国实物地质资料管理、服务的一项重点任务。

四方面入手追求利用最大化

为构建全国统筹、有效汇集、高度共享的岩心大数据共享服务格局，实现岩心利用最大化，今后我国实物地质资料管理、服务将按照《通知》要求，重点开展四方面的工作。

一是加强汇交管理，汇交人在汇交岩心实物时，应同时汇交已有的岩心测试分析数据和扫描数字化数据（电子版），以避免在日后提供岩心服务过程中，为获取相同测试参数而二次取样造成浪费。

二是加快推进全国岩心数字化工作进程，全面推进Ⅰ类、Ⅱ类岩心的数字化工作，内容包括图像、光谱矿物和X荧光元素数字化，获取岩心图像、矿物成分和元素含量等最基础的信息。省级馆要在实现Ⅱ类岩心的全面图像数字化基础之上，逐步开展光谱矿物、X荧光元素及其他参数的数字化工作。

三是加强岩心信息服务，建设全国数字岩心平台，实现岩心基本信息数据、测试分析数据、扫描数字化数据及相关地质资料数据等涵盖岩心全生命周期各个阶段形成数据的有效关联与深度融合。自然资源实物地质资料中心和各省级馆定期将岩心数据导入数字岩心平台，形成岩心数字信息的动态更新机制。

四是加强岩心数据产品开发。着力提升岩心数据的综合分析与应用能力建设，在海量岩心样本及多参数数据基础上，围绕重点地区重要构造单元开发系列数据产品，为资源能源安全保障、地球科学研究和地质灾害防治等提供及时、权威、高效的数据支撑与服务。

延伸阅读

推进岩心数字化与信息共享应关注的几个关键问题

问题一：《通知》要求汇交岩心实物同时汇交已有的测试分析数据和岩心数字化数据（电子版），是否会增加汇交人负担？

汇交测试分析数据，不属于新增任务。对于岩心数字化数据，汇交人可根据实际情况进行汇交，对于已经开展岩心数字化的，为避免馆藏机构重复工作，需要进行汇交；没有进行岩心数字化的，可不汇交。

问题二：在全国推进岩心数字化工作的思路是什么？

总体上是分步实施的推进思路。首先，对自然资源实物地质资料中心管理的Ⅰ类岩心，要全面开展图像、矿物成分和元素浓度等参数的数字化工作。其次，省级馆分步推进，全面完成Ⅱ类岩心的图像数字化工作。再次，充分发挥中国地质调查局和已经设立的实物地质资料区域（专业）中心的引领示范作用，率先启动并完成岩心数字化，推动岩心数据共享利用。

问题三：《通知》中为何提出馆藏机构与服务对象、测试单位签订“三方协议”？

在岩心日常服务过程中存在的一个突出问题是，测试分析数据及剩余样品往往难以追索。各单位曾经进行过探索，比如要求取样人签订数据及剩余样品返回承诺书，但由于难以落实惩罚措施等原因，实际操作中收效甚微。《通知》提出由馆藏机构与服务对象、测试单位签订“三方协议”，明确由测试单位负责将所有剩余样品和完整的测试分析数据返回馆藏机构，正是为了有效解决数据及剩余样品难以追索的问题。

问题四：如何加强岩心数字化信息服务？

一是要创新服务方式，逐步推进传统到馆观察取样服务向数字化、信息化和网络化服务转变。二是优先利用无损的数字化手段开展服务，尽可能控制取样频次和数量，延长岩心服务寿命。只有在无损的数字化手段无法满足利用需求时，才可进行取样，但是必须由馆藏机构人员严格按照操作规范进行。三是实现数据的有效汇聚。自然资源实物地质资料中心将在地质资料管理信息系统的总体框架下，牵头搭建全国数字岩心平台，正是为了实现全国各保管单位形成的各类岩心数据的统一汇集、管理与服务，进而实现广泛的数据共享。

问题五：岩心数字化与信息共享工作的愿景是什么？

通过各级自然资源主管部门、中国地质调查局、各级岩心馆藏机构长期不懈努力，逐步形成覆盖全国各级地质构造单元的岩心地质资料及其数字化数据，形成特色鲜明的实体岩心资源网络体系和岩心大数据资源网络体系。

未来，各岩心馆藏机构应着重加强支撑服务国家重大战略的能力建设，加大数据资源及服务产品的供给力度。在海量岩心样本及多参数数据基础上，围绕重点地区、重要构造单元开发系列数据产品，形成“全国岩心样本数据库”，建立矿物、元素、磁化率、电阻率、密度、岩石力学、孔隙、裂隙等三维模型，为资源能源安全保障、地球科学研究和地质灾害防治等提供及时、权威、高效的数据支撑与服务。

（自然资源部矿产资源保护监督司提供）

中意联合开展地震科学考察

云南省怒江傈僳族自治州泸水县维拉坝河泥石流沟安装的激光夜视可视化视频监测仪

汶川地震发生后，成都地调中心对龙门山地区的地质构造特别是地震活动构造有了新的认识，选取葛仙山—白鹿—小鱼洞—虹口—映秀—耿达一线作为观察的主要剖面，以逆冲推覆构造等为重点建设了龙门山野外培训基地。目前，该基地已开展多批次野外培训，提高了地质人员对构造地质现象的观察综合分析能力。 刘宇平 文/图

阅 读 提 示

5月12日，汶川地震10周年。10年间，汶川地震灾区从毁灭走向重生；10年间，地质科研工作者坚守在这片大地，监测地壳运动，预警地质灾害。在汶川地震10周年和第10个全国防灾减灾日到来之际，让我们一起分享地震和地质灾害研究的最新成果。

丈量地壳形变

——龙门山断裂带高精度GPS观测结果综述

唐文清

汶川地震发生后，中国地质调查局成都地调中心在中国地质调查局的部署下，利用高精度GPS对汶川地震所在的龙门山断裂带及其相邻青藏高原东缘的地壳运动进行了持续监测，获得了青藏高原东缘现今地壳形变位移参数、主要活动断裂的运动速率和位移量、相邻块体的运动速率和应变参数等，为防灾和减灾、地壳稳定性分析以及工程建设提供了基础数据。

开展了汶川地震和芦山地震应急观测，为抗震救灾提供及时服务

汶川地震应急观测结果显示，龙门山前山断裂以东四川盆地的同震水平位移量为（98.78～361.91）±（3.3～10.82）毫米，垂直方向上的位移量为-37.1～28.1毫米，除成都表现为明显下降外，其余均为上升，上升幅度在9.38～28.1毫米之间。龙门山汶川—茂县和平武—青川断裂以西地区测站的水平位移量为81.75～823.85毫米。发震构造龙门山断裂带以右旋走滑—挤压作用为特征，地震动力来源于印度板块连续向北的推挤作用和扬子地块对青藏高原向东运动的阻挡作用，致使龙门山断裂带上能量积累并最终释放。

对芦山地震周围地区GPS测站开展的应急观测，得到芦山震区周围的GPS测站坐标绝对位移量，以及震区周围地震前后地壳位移变化。监测数据显示，芦山地震造成了龙门山断裂带南段前山断裂西侧上盘36～50毫米左右的位移，东侧方向下盘10～20毫米左右的位移。芦山地震前后，龙门山断裂带南段后山断裂、中央断裂、前山断裂运动速度分别为49.66±3.90毫米/年、79.58±3.33毫米/年、50.94±3.91毫米/年；断裂性质分别为左旋走滑拉张、右旋走滑挤压、左旋拉张走滑。

在汶川震区周边建立GPS监测网，系统开展现今地壳及活动断裂带高精度GPS监测

近年来，成都地调中心在汶川地震周围地区新建了65个测站，完成了2267个时段（天）的观测，建立了较为完善的青藏高原东缘GPS动态监测网。

通过对现今地壳及活动断裂带进行高精度的GPS监测，揭示了青藏高原东缘地壳现今运动总体趋势：青藏高原东缘地壳现今运动速度场表现为由西部大东部小、中部大四周小的特点；由北至南、由西向东运动速度矢量方位角度逐渐变大，地壳现今运动呈现出涡旋结构特征，围绕东喜马拉雅构造顺时旋转。

2008~2014年监测表明，川青地块、华南地块、川滇地块、印支地块运动速度分别为17.02±0.60毫米/年、8.77±1.51毫米/年、13.85±1.31毫米/年、6.84±0.74毫米/年，运动方向分别为99.5度、120.3度、142.9度、153.3度，地块呈现出顺时针旋转特征。川滇地块、川青地块运动速度相对较大，是活动性较大的块体；华南地块、印支地块运动速度相对较小，为相对稳定块体。监测还发现，鲜水河断裂、龙门山断裂、安宁河断裂、则木河断裂、小江断裂、红河断裂运动速率分别为7.30±1.25～8.30±1.26毫米/年、10.07±0.97～11.79±0.89毫米/年、0.96±0.74～2.98±1.73毫米/年、2.03±0.49～3.20±0.73毫米/年、3.45±0.40～6.02±0.50毫米/年、6.23±0.56毫米/年；鲜水河—安宁河—则木河—小江断裂性质为左旋走滑，而龙门山断裂、红河断裂为右旋走滑。

2008~2012年监测表明，汶川地震的影响主要涉及川青地块、华南地块、北川滇地块以及鲜水河断裂、龙门山断裂、安宁河断裂北段。川青地块、北川滇地块主要表现为运动大小改变，而华南地块则为运动方向改变；鲜水河断裂活动速率减少了3～4毫米/年、龙门山断裂速率增加了9～10毫米/年、安宁河断裂北段速率增加约9毫米/年。地块旋转特征及断裂性质未发生根本变化。

通过监测研究，研究人员认为青藏高原东缘地壳运动是多种构造动力作用的结果。青藏高原东缘地壳运动动力来源主要有三方面：一是印度板块向北运动，为青藏高原地壳的变形、运动提供了动力。二是深部下地壳和上地幔的物质流动是引起上地壳运动的作用力。三是相邻地块间相互推挤、碰撞，其间作用与反作用力也是地块平动、旋转及断裂挤压、走滑动力来源之一。地壳运动受“挤出—阻挡—旋转”机制控制，地块及断裂活动是地壳运动在地表的综合体现。

地震地质灾害:

中意对比研究进行时

葛华

“5·12”汶川地震后，对地震地质灾害的研究逐渐成为国内外研究的热点。

中国和意大利均是世界上受地震地质灾害威胁严重的国家，尤其是自“5·12”汶川地震后，中国和意大利境内均发生了多次中强地震事件，诱发了大量地震地质灾害。由于中意两国地震地质条件的差异，其地质灾害效应也存在一定差异。为更深入开展地震地质灾害研究，中国地质调查局和意大利国家环境保护研究所于2015年签署了地学合作谅解备忘录，选取各自国家的代表区域开展《正断层与逆冲断层地震诱发地质灾害对比研究》。中方由中国地质调查局成都地调中心负责对接。

通过近两年工作开展，双方以互访、会议研讨、联合考察等方式，在项目合作方面取得了有效推进和成效。一是中意双方进一步增强了合作和了解，意大利国家环境保护研究所专家对成都地调中心积极应用ESI（环境地震影响评价）方法对芦山地震影响进行评价给予高度认可；二是中意双方对意大利中部亚平宁中央断裂带安奎拉地震区及卡斯特鲁奇震区进行了联合考察，对正断层环境下地震地表破裂和典型崩滑灾害特征进行了对比分析，同时对意大利古地震探槽研究方法进行了交流；三是共同撰写了合作研究阶段性报告，合作提交研究论文1篇，并将在成都理工大学举办的汶川地震10周年学术研讨会上作口头报告交流。

2018年，该项工作将继续深化与意大利国家环境保护研究所在不同活动构造背景下地质灾害效应合作研究，进一步对比总结不同活动构造背景下地质灾害效应，联合开展ESI评价。

捕捉地质灾害的“蛛丝马迹”

——地质灾害监测仪器研发支撑防灾减灾

 范基姣 王晨辉 金枭豪

中国地质调查局水环地调中心针对三峡库区的地质灾害监测、预警，先后研发了岩体裂缝测缝计、压力盒、预应力锚索测力计、水平孔多点位移计、钻孔测斜仪、地下水位计、水流量计、全站仪、GPS、雨量计等几十种监测仪器，对灾害体位移变形、应力、应变和影响因素等进行了长期监测，获得了准确详实的监测数据。应用监测数据，结合地质相关因素分析以及地质灾害预警预报相关理论，对灾害体变形阶段、变形状态以及变形趋势进行准确判断，为地质灾害成功预警奠定了坚实基础。

随着监测技术、监测预警方法和预警理论的不断发展，尤其是群测群防技术、专业监测技术、物联网技术的发展，使我国地灾监测预警水平提升到一个新的高度。

2008年以来，水环地调中心基于群测群防技术、专业监测技术、物联网技术，研发了近30多种地质灾害监测预警技术，申报取得20多项国家专利和软件著作权，显著提升了我国地质灾害自动化监测预警能力和防灾技术水平。

该中心研发的监测预警仪器在2012年度《舟曲灾后重建防治规划区地质灾害监测预警项目》《重要地质灾害隐患监测示范（辽宁）》，2013年度《5·10岷县特大冰雹山洪泥石流灾后恢复重建地质灾害监测预警工程》《北京市突发地质灾害监测预警》，2014年度《云南省地质灾害监测预警示范区建设》，2015年度《湖南省地质灾害专业监测示范》，2016年度《乌东德水电工程枢纽区地质灾害监测预警》，2017年度《广东江门地质灾害监测预警》等项目中获得了大量应用，在全国范围安装与推广10多万台（套）。2008年“5·12”四川汶川地震、2010年“4·14”青海玉树地震、2013年“4·20”四川雅安芦山地震、2015年西藏中尼边界“4·25”地震的抗震救灾工作中应用这些监测设备，多次成功预警。

特别是在雅安芦山地震发生后，在重灾区宝兴县冷木沟和教场沟安装布设了13套自动化监测预警设备，实现了对两条泥石流沟的全方位、实时、自动化监测预警和远程可视化视频监控，并在2013年5月23日成功预警，避免了人员伤亡和财产损失。

今后，水环中心将依托专业监测技术优势，以多手段、立体化监测技术为目标，以专业化、信息化、智能化监测为抓手，按照中国地质调查局要求，升级、整合监测技术，支撑服务山水林田湖草系统监测。

评 论

减轻灾害风险，地质人行动起来

艾 子

每一年的5月12日，人们悲怆的回忆就会被唤醒。

那是一个震动全国的午后，来自龙门山断裂带的巨大能量释放，摧毁了四川汶川地区的田园美景和幸福生活，为中华民族历史留下了惨痛的一笔。

10年时光倏忽而过。今天，人们为重生后汶川的幸福安康而欣慰，也为付出艰辛的各行各业劳动者而赞叹，但人们更希望悲剧不再重演，因为任何灾后的救助和恢复都比不上灾前最大程度的预防和抵御。

地震是地壳运动的一种自然现象，无法消除，但逐步减少地震带给人类社会的损失却是可以做到的。也就是说，我们要增强和提升预防、解决、应对地震等自然灾害的意识、机制和能力。其中，既有社会应急救援体系的完善，也有对地震等自然灾害规律的清晰认知。

所幸的是，地质工作者始终在向着这样的目标奋力前行：从以探索地震机制为主要目标的科学钻探，到对活动构造与地震关系的全面调查；从对震区地壳活动断裂带长期不懈地高精度GPS监测，到收集四川、云南等省地下8000米~2万米的应力和能量动态演化信息；从对汶川地区进行古地震带研究，到开展新构造运动变形与地质灾害的InSAR观测……人们从地质科学的角度，不断探索着与地球灾害有关的自然奥秘，并正在把成果应用于防灾减灾社会体系，转化为人类抵御灾害实实在在的本领。

10年过去了，各种灾害仍然活跃在我们身边。联合国环境规划署有关数据显示，21世纪以来，全球各地灾难的频率和强度都在增加，仅2017年，毁灭性的自然灾害如洪灾飓风和地震就影响了数百万人。就在数日前，青海玉树、云南永善还相继发生地震，用一种特殊的方式提示着人们——“行动起来，减轻身边的灾害风险”。

风险始终存在。面对“减轻灾害风险”这样关乎人类发展的大课题，地质人唯有在探索的路上走得更远。