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    “继承发扬李四光先生矢志不移的爱国情怀、坚持真理的科学品格、强烈执着的创新意识、诲人不倦的师表风范、严谨求实的工作作风”。在全党开展“不忘初心、牢记使命”主题教育之际,在中国地质调查局直属机关党委统一部署下,全国地质资料馆会同李四光纪念馆日前精心组织举办了纪念李四光先生诞辰130周年档案展,一批珍贵的历史资料档案首次公之于众。本次展览力图通过展现“新中国记忆”中的这位地质先驱,将“不忘初心、牢记使命”主题教育在地质行业做出实效,带来干事创业的启迪和方向。

    中国矿业报记者通过研读解码档案里的一个个故事,以期从李四光先生的人生历程和终生追求的事业中找到一把“钥匙”,带给新时代地质事业以启迪,助力新时代地质事业开启新篇章。  

      

    1957年6月,李四光在杭州飞来峰用放大镜察看石灰岩中的有孔虫化石

    科学家是什么 

    人类对能源资源、生存环境的基础性需求,依托于地质工作的有效开展和良性运行,离不开一代代地质工作者的使命担当。

    而在新时代,地质工作转型升级的动力源自哪里?地质工作者的使命担当体现在什么地方?又如何从老一代地质科学家的人生旅程中汲取精神养分,在新时代里劈波斩浪,戮力前行?

    在一百多年前,有一个人,年少立下宏图志,一生践行“初心”,他就是李四光,开创了中国人自己的现代地球科学和地质工作局面,并在新中国建设中立下汗马功劳。

    很少有人知道,李四光这位地质学界的泰斗,最初留学东洋学的并不是地质专业。

    大阪高等工业学校——1907年,李四光被官派留学日本后考取的学校。在那里,他学习船用机械。原因是:甲午战争中中国惨败,尤其是海军的溃败,给国人留下了“落后就要挨打”的深刻阴影。造出大船打败侵略者,才能恢复国力。可是造船需要原料,原料要从矿物里来。

    于是他又去了西洋。

    伯明翰大学——1913年,李四光留学英国的目的地。就读后,他先攻读采矿专业,后转地质专业学习。原因是:他发现,造船需要钢铁,国家富强要有充足的煤铁资源,而当时的中国从根本上来说更缺乏的是开采冶炼人才。因此,他选择了当时世界上工业最发达的英国,在以采矿专业闻名的伯明翰大学学习,而后又意识到寻找矿产则需要从地质着手。

    1934年12月,李四光应邀赴英国讲学。他决定讲授中国地质,并一反常规地从西藏高原开篇。这场融合了政治形势的自然科学讲授活动,向世界传递一个声音:西藏是中国领土不可分割的一部分。

    “努力向学,蔚为国用。”孙中山对这位年龄最小的同盟会成员给予的厚望未被辜负。李四光顶住了半殖民地半封建社会下,辛亥革命、抗日战争、解放战争的风雨如磐、枪林弹雨、政治压力,接连诞生了《中国地质学》、《地质力学的基础与方法》、《冰期之庐山》等著作。他下金陵、上北平、走江城……留住并整合了地质事业发展的根基。

    1950年4月,李四光夫妇几经波折经香港回国。应国家需要投身多个领域,重振我国地质基业,为新中国的建设鞠躬尽瘁。

    回望李四光的一生,虽然足迹迂回但逻辑线条非常清晰:如何快速高质量的实现救国强国。

    科学家的爱国主义,就是如此实际而又具体。

    怎样开展科学工作 

    物质决定意识,但意识对物质具有能动的反作用。

    简单来说就是,很多时候,思想观念决定了地质科学与新发现是擦肩而过还是沙海拾贝。

    “真正的科学精神,是要从正确的批评和自我批评发展出来的。真正的科学成果,是要经得起事实考验的。有了这样的双重保障,我们就可以放心大胆地去做,不会自掘妄自尊大的坟墓。”如何理解李四光这段话?他用实际行动做了具体阐释。

    “是图标的记载错了,还是大家的辨析存在偏差?”1921年的春天,在北京大学地质系担任教授的李四光,带领学生到北京西郊开展实地考察。考察中,学生发现了根据当时的官方权威著作——一本由国外知名地质学家绘制的《西山地质图》,不能自圆其说的学术结论。

    “我们应该相信谁?”“我们应该相信事实,服从真理。”面对很多同学的犹豫,李四光带领大家回头梳理自己的野外工作流程,让同学们坚定自己的判断,从逻辑上帮他们树立起相信真理、拒绝盲从的科学精神。

    “有人说‘中国贫油’,你对这个问题怎么看?”“美孚的失败,并不能证明中国没有油田可开。”李四光从大地构造角度出发,提出找油要先找油区再找油田,并建议当时的地质部和燃料工业部,特别是石油管理局等相关部门联合起来,统一作战。在后来的全国石油勘探战役中,一座座储量丰富价值巨大的油田的发现,用事实作了回答。

    不肯轻易相信,有了受“五马饮槽”启发发现的第四纪冰川U形谷,有了中外地质学界“庐山论剑”中方的扬眉吐气;闲不下来,有了海边闲聊发现的含铀“黑沙”,开启了我国原子能工业。

    海纳百川,有容乃大。科学地把力学原理和方法运用到地质学的研究中,诞生了我国地质理论界扛鼎之作《地质力学概论》,它指导了找油、找铀、地震预测;在担任地质部部长期间,特别注意工农建设中需要多学科综合技术解决的问题,常组织有关专业的科学家分工协作,共同探索解决问题的途径与方法。在李四光的一生中,这种唯物辩证法的灵活运用如影随形。

    没有坚定的家国信念、豪气和铁骨,就不能成就李四光;没有好奇心、自信心就不能成就伟大的地质探索和发现;没有国家领导人的高瞻远瞩,对地质人才的珍惜,就不能成就地质事业在百废待兴中的基础性、决定性地位。科学家把论文写在祖国大地上,行业也在这一点一滴、一笔一划中行稳致远。

    “李四光”这三个字,已经不仅是地质科学知识宝库的指代,更是当代中国科学精神、科研方法的意象指代。不断提升李四光精神的社会影响力,让它转化为行业进步的推动力,需要发挥平台的优势。

    1989年1月设立的“李四光地质科学奖”,旨在继承发扬李四光精神,激励广大地质科技工作者为社会主义现代化建设和科技进步多做贡献。时至今日,这一地质界大奖项又有了新的目标——为我国地质行业评选出更多优秀的科技人才,促进科技创新,肩负起保障国家能源资源安全和生态文明建设的重任。“始终不忘地质人的初心和使命;牢固树立正确的人才评价导向。”

    诸多头衔背后的深意 

    在5000多年的文明发展史中,中华民族创造了诸多闻名于世的科技成果。这与古人讲教学相长分不开。今天提倡的教研并重,是李四光科学报国中“芬芳”的一笔。

    李四光既是中国地质事业的奠基人之一,又是开拓者,被誉为“地质元帅”。除了地质学家这一身份,他还是一位蜚声中外、桃李满天下的科学家、教育家和社会活动家。

    “什么时候中国的大学也能培养出自己的硕士乃至博士研究生?”站在伯明翰大学自然科学博士学位领奖台上,李四光心里装着这样的“中国梦”。他给自己重新定位——不仅会干,更会教。

    中华人民共和国成立前,李四光长期担任北大地质系教授、系主任,培养了一大批著名的地质学家。

    中华人民共和国成立后,李四光又亲自主持了北京、长春两个地质学院的建设和成都地质学院的扩建工作,在6所大学地质系增设专科班,创办9个地质中专,为地质勘探工作和地质科研工作培训了大量的技术干部,在极短的时间内摸清了我国矿产资源家底,满足了地质事业大发展的需要。

    李四光的学生中,有构造地质学、地层古生物学和石油地质学家黄汲清;有后来成为中科院院士,在古生物学领域颇具造诣的杨忠建;有为留住地质研究所而四处搜集科研用具的“逆行者”赵金科……他们都有着极强的适应性和豁达开朗的个性,有着坚持原则、严谨求实、大胆创新的精神。

    国家发展需要能源资源安全保障,而地质调查研究是一项长期性、连续性的工作,需要人才的接续。可以说,一支高素质、能战斗、年龄结构合理的队伍,在任何时候都是极端重要的。另一方面,地球科学的高度学科交叉性,又让它具备了科普、人文的天然优势。

    “科研是让你发现问题,能让你更好地去理解知识,而育人是为学生答疑解惑,来传播真知识和正能量,这是一种良性的循环。教学相长是我非常热爱、享受自己工作的一个动因。”这是当代一位科研工作者在一次采访活动中的发言,也是许许多多地质科学工作者正在做、想要做的。

    这也是此次展览以践行新时代地质文化为出发点,鼓励新一代地质工作者继承弘扬李四光精神、推动祖国地质事业繁荣发展的重要关注点。

    找到创新的秘诀 

    中国特色社会主义进入新时代,高质量发展是贯彻新发展理念的根本体现,是建设现代化经济体系的必由之路。其中,创新成为最重要推动因素,可谓是高质量发展的“魂”。科学技术是第一生产力,随着我国的经济发展,人民对于幸福生活的需求日益提高,颠覆性的科学创新和技术创新至关重要。

    对地质行业而言,工作机制、评价机制、要素都要转型提升。

    “用创造的精神和科学的方法求人生的出路。”这是李四光给武汉大学第一届毕业生的题词。从这所由他筹建的高校走出的莘莘学子,在后来投身国家社会经济建设中果然也不负众望。今天,这句话或可以如此套用:“用创造的精神和科学的方法求行业的出路。”

    诸多新名词、新概念袭来,其实厘清头绪,背后都是学科跨界与合作,是继承与创新的相互统一、相互促进。

    例如,学术界长期争论不休的我国北部石炭二叠系含碳地层时代划分,李四光用标准、定性和定量带来的准确性和科学性,统一了各方认识,使地质学突破瓶颈继续前进。把规律加以系统化,并指导实践,是李四光的特长,也是他接连取得重大成果的核心。

    知道事物应该是什么样,实际是什么样,怎样使其变得更好,是科学之于实践的意义。

    当代地质科学,围绕研究地球环境,包括天文与人类的关系,地质构造,现代科学在地质学的应用,矿产资源和能源理论创新,地质灾害防治和有效预警预测,地质科学新领域,许许多多的种子等待发芽……创新,就是让它们开出花朵的泉水。所以,新时代地质工作转型发展,需要建立在科学的认知和知识储备更新的基础上。

    山兮复何在,石迹耿千秋。

    从南京龙潭地质指南,到广西地层表,到古生代以后大陆上海水进退的规程,到河北沙河煤田东北部报告、鄂西川东湘桂北第四纪冰川现象述要,再到庐山地质志略……从这些历史档案中,从李四光先生的人生履历和著作中,地质工作的规律得以重新总结认识,地质事业的历史得以传承和延续,同时也让立足岗位,解放思想,转变观念,聚焦需求,精准服务的“钥匙”,真正握在当代地质人手中。

    这把“钥匙”叫李四光

    一、地表破裂带

        2010年4月15日-22日,地震应急现场工作队先后派出3个科考小组对玉树7.1级地震地表断层进行了考察。科考队员克服高原反应,跋山涉水,沿地表破裂带进行了一步一步追索。至4月22日,关于此次地震的地表破裂带的初步结论是:

        同震地表破裂带由3条主破裂左阶组成,总体走向310°,北侧主破裂长约16km,中间主破裂长约9km,南侧主破裂长约7km,总长约31km,另在微观震中南侧见有约2km长的雁列式张裂缝(图1)。各主破裂均由一系列支破裂雁列组成,支破裂表现为一系列挤压鼓包与张裂缝相间排列或雁列式张裂缝。破裂为左旋走滑性质,最大走滑位移量位于北侧主破裂上,约1.8m。


    图1  玉树2010年4月14日7.1级地震地表破裂分布简图

    黑实线为地表破裂,黑虚线为雁列式张裂,红星为微观震中

        一些典型地点的破裂特征如下:

        破裂带的北西端点位于(N33°06′02.0″,E96°46′18.0″)附近,表现为雁列状的地表裂缝,裂缝逐渐变小直至消失(照片1)。


    照片1 北西端点地表破裂带

        从改点向NW追索,直至隆宝镇(N33°15'50.2",E96°25'49.9")一带(直线距离约36km),沿光缆线路挤压鼓包和裂缝带非常发育,并且连续,推测为地震过程中沿这种特殊结构面发育的特殊破裂现象(照片2)。但这一带未发现典型的地震地表破裂现象,仅在隆宝镇(N33°11'50.0",E96°35'00.8")处微观震中南侧一带见有约2km长的雁列式张裂缝(照片3)。鉴于这些特征,将破裂带的北西端点定位于(N33°06′02.0″,E96°46′18.0″)附近。


    照片2 (N33°07'59.7",E96°39'46.5")一带沿地下电缆铺设线路发育的鼓包与裂缝(镜向NW)


    照片3 隆宝镇(N33°11'50.0",E96°35'00.8")一带雁列式张裂缝(镜向E)

        从NW端点往南,在(N33°05'15.2",E96°47'51.9")处河床中,挤压鼓包和破裂清晰可见(照片4)。


    照片4 (N33°05'15.2",E96°47'51.9")处河床同震地表破裂(镜向S)

        至(N33°05'02.2",E96°48'16.7")一带,同震地表破裂带清晰(照片5)。破裂带总体走向310°,总体由两条地表破裂斜列组成,破裂表现为一系列挤压鼓包与张裂缝相间排列,左旋走滑性质,实测同震左旋水平位错量约1.0-1.1m。北侧分支破裂叠加于老地震沟槽上,形成反向沟槽(照片6)。


    照片5 (N33°05'02.2",E96°48'16.7")同震地表破裂(镜向SE)


    照片6 (N33°05'02.2",E96°48'16.7")一带地震沟槽地貌(镜向SE)

        (N33°04'22.5",E96°49'31.9")一带,地表破裂带清晰(照片7)。破裂带总体走向320°,由两条地表破裂斜列组成,破裂表现为一系列挤压鼓包与张裂缝相间排列,左旋走滑性质。该点是此次地震破裂实测水平位移量最大的地点,人工沿冲沟岸壁堆砌的石墙左旋位错量约1.8m(照片8)。该点略往北,实测冲沟沟壁得到的水平位错量为2.2m,但标志存在一定的不确定性,因此,最大位移取1.8m。


    照片7 (N33°04'22.5",E96°49'31.9")一带同震地表破裂(镜向NW) 


    照片8 (N33°04'22.5",E96°49'31.9")处人工石墙左旋同震位错约1.8m
    (镜向SW)

        至(N33°04'11.9",E96°49'54.2")一带,地貌上为地震坳槽,地表破裂带总体走向310°,由两条地表破裂斜列组成(照片9、10),分别分布于坳槽的两侧,破裂表现为一系列挤压鼓包与张裂缝相间排列,左旋走滑性质。往北,地表破裂清晰、连续,多表现为2条发育有挤压鼓包的破裂和多条张裂缝。往南,破裂沿山前地震坳槽分布,现象清晰、分布连续。


    照片9(N33°04'11.9",E96°49'54.2")处地震坳槽与同震地表破裂(镜向SE)


    照片10(N33°04'11.9",E96°49'54.2")处地震坳槽NE壁上的同震地表破裂(镜向SE)

        在(N33°03'18.6",E96°51'15.2")一带,地表破裂带穿过河床,形成有规模不大的陷落塘,并延向基岩,破裂特征清晰,宽约25m,产状为40°∠50°(照片11、12)。这一带的公路路边实测左旋走滑量约1.5m,但存在有一定的不确定性。 


    照片11 (N33°03'18.6",E96°51'15.2")一带同震地表破裂与基岩断裂(镜向SE)


    照片12 (N33°03'18.6",E96°51'15.2")一带同震地表破裂(镜向NW)

        在(N33°01'42.3",E96°53'55.0")一带,地表破裂带由一系列支破裂雁列组成(照片13),总体走向310°。支破裂表现为一系列挤压鼓包与张裂缝相间排列,左旋走滑性质。2条石砌墙左旋位错量均为1.1m(照片14)。往南,地貌上为坡中地震坳槽(照片15),此次地震破裂沿槽谷雁列分布。沿主破裂带追索,至(N33°01'23.5",E96°54'47.7")西侧,破裂带发散为雁列状的张裂隙并至该点处基本消失(照片16)。


    照片13(N33°01'42.3",E96°53'55.0")一带同震地表破裂(镜向NW)


    照片14 石砌墙体左旋位错量1.1m(镜向N)


    照片15 地震坳槽与同震地表破裂(镜向SE)


    照片16 西侧主破裂带尾端的雁列式张裂隙(镜向NW)

        在北侧主破裂带南端点(N33°01'23.5",E96°54'47.7")的北侧开始出露中间主破裂带,表现为与北侧主破裂带近于平行的一些雁列状的张裂隙,并延向结古镇赛马场。在赛马场(N33°00′14.5″,E96°56′29.3″)一带,表现为雁列状的地表裂缝连续分布(照片17)。




    照片17  结古镇赛马场(N33°00′14.5″,E96°56′29.3″)一带地表破裂带

        中间主破裂带至(N32°59'36.6",E96°59'08.7")一带,挤压鼓包、裂缝等地表破裂现象非常清晰(照片18)。实测庄稼地埂边左旋位错量约0.9m(照片19)。该破裂带的南端点在(N32°59′16.4″,E96°59′38.5″)一带,表现为雁列状的地表裂缝逐渐发散、变小而消失(照片20)。


    照片18 (N32°59'36.6",E96°59'08.7")一带地表破裂带(镜向NW)


    照片19 (N32°59'36.6",E96°59'08.7")一带田埂边实测左旋位错量0.9m


    照片20 (N32°59′16.4″,E96°59′38.5″)一带地表破裂发散并逐渐消失(镜向S)

        南侧主破裂带起于(N32°59'29.3",E96°59'30.9")附近,与中间主破裂左阶斜列。北端点一带表现为雁列状张裂隙(照片21)。破裂带穿过结古镇往玉树机场方向西侧山坡,形成一系列挤压鼓包、裂缝等地表破裂现象(照片22)。在禅古寺附近破裂带穿经公路、河床以及禅古寺,禅古寺全部毁坏(照片23、24)。实测河床边岸左旋位错量约0.5m。破裂带南端点位于禅古寺SE侧的山坡上,表现为一系列雁列状的地表裂缝逐渐发散、变小而消失。


    照片21 (N32°59'29.3",E96°59'30.9")一带地表破裂(镜向SE)


    照片22 结古镇往玉树机场方向西侧山坡上的地表破裂(镜向NW)


    照片23 禅古寺(N32°57'17.3",E97°02'04.3")一带地表破裂(镜向NW)


    照片24 破裂带穿经的禅古寺(镜向NW

        二、滑坡、崩塌

        隆洪达(N33°03′45.1″,E96°52′02.8″),出现10处山体基岩表层松散堆积物滑塌(照片22),最大滑塌体高100米,宽90米,滑塌方量共约5万立方米。确定烈度为Ⅸ度。

        甘达林(N33°04′58.9″,E96°49′12.4″),省道S308线路边山体出现5处崩塌现象(照片23),崩塌总方量数十方,大型岩块落下,最大直径1.7m,附近有6处滑坡(照片24),滑坡体合计约4000立方米。确定烈度为Ⅸ度。

     
         
    照片22 隆洪达基岩表层松散堆积物滑塌

     
    照片23 甘达林崩塌

     
    照片24 甘达林滑坡

        直隆盖托村附近(N33°08′27.2″,E96°43′47.2″),S308路面有2处滑坡掩盖路面(照片25),共计约1000方量,道路已被清理。确定烈度为Ⅸ度。


    照片25 直隆盖托村滑坡

        格惹同(N33°05′31.0″,E96°47′48.4″),附近边坡出现11处滑坡现象(照片26),总塌方量约9000方,确定烈度为Ⅸ度。


    照片26 格惹同山体滑坡

        一冲沟出山口处(N33°00′45.2″,E96°55′30.0″),两岸灰岩边坡均发生碎石滑塌,滑塌总方量约7000立方米,最大岩块为80cm(照片27)。山口冲洪积扇顶部产生锯齿状张性破裂,长度约20m,张开12cm,垂直位错10cm,裂缝走向120°(照片28)。此外,国道G214雁口山至结古段有30多处道路边坡塌方。

     
         
    照片27  冲沟口出山处(N33°00′45.2″,E96°55′30.0″)滑坡

     
         
    照片28  冲沟出山口处(N33°00′45.2″,E96°55′30.0″)地裂缝

      玉树7.1级地震断层地表破裂带和地质灾害调查报告

      为配合金沙江支流美姑河地质灾害调查项目精细化调查顺利实施,环境监测院成无人机工作组,赴四川省凉山彝族自治州美姑县和昭觉县,针对调查区内泥石流、滑坡、不稳定斜坡、危岩带等典型地质灾害点开展倾斜摄影测量与三维可视化调查,这是将无人机快速三维建模技术首次应用于区域地质灾害调查工作。

      工作区属大凉山中山地貌,山高、坡陡、谷深,地质条件极为复杂,河谷两岸雾大且多有雷雨,给飞行安全带来极大挑战,无人机工作组一行克服困难,历时 9 天,对工作区内的 8 个地质灾害点进行了调查,有效飞行 12 架次,顺利完成了飞行任务。无人机获取的多角度倾斜摄影数据远程传输至后方数据处理中心进行三维建模,同时工作组在现场应用高性能移动处理终端完成了牛牛坝后山场镇斜坡的三维建模工作,成图比例尺为 1:1000-1:2000 。

      应用建立的灾害体三维模型以及数字正射影像图( DOM )、数字高程模型( DEM) 、数字表面模型 (DSM) 等数据,能够非常清晰地展现灾害点的全貌,实现灾害体边界判读与量算,同时可以辅助开展物探、槽探等地质灾害勘探工作,有效降低了调查人员的劳动强度和作业风险,提高区域地质灾害调查工作效率。

      此次工作是无人机快速三维建模技术在区域地质灾害调查工作中的首次应用,工作组理清了区域地质灾害调查无人机倾斜摄影工作流程,利用无人机倾斜摄影与快速三维建模技术初步实现了对于区域地质灾害调查的精细化调查,总结了数据采集、传输与处理过程中存在的问题,对于无人机倾斜摄影与快速三维建模技术在区域地质灾害调查工作的应用积累了宝贵经验。  





      环境监测院将无人机快速三维建模首次运用于地质灾害...