大海上的“蓝鲸1号”平台

2017年5月18日，我国海域天然气水合物试采宣布成功，这标志我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新。本次试采中，“蓝鲸1号”深水钻井平台功不可没。

“蓝鲸1号”是什么？

“蓝鲸1号”钻井平台诞生于山东烟台，是由中集来福士海洋工程有限公司（以下简称“中集来福士”）自主设计建造的超深水半潜式钻井平台，是目前世界上最先进的钻井平台。

此次南海天然气水合物试采作业，是“蓝鲸1号”平台承担的首次钻采作业任务。试采工区在水深1200～1300米处，设计井深300～400米。对于这种程度的钻采作业而言， “蓝鲸1号”完全可以胜任。

那么，“蓝鲸1号”的优势在哪里？

一是体型大。“蓝鲸1号”平台排水量可达7万吨，与“辽宁”号航母满载排水量相当；长117米，宽92.7米，面积相当于一个标准足球场大小；高度达118米，相当于40层楼的高度。

二是性能强。“蓝鲸1号”平台最大作业水深可达3658米，最大钻井深度更是达到15240米，其中大钩钩载1250短吨，可变载荷1万吨。这是目前全球作业水深、钻井深度最深的半潜式钻井平台，适用于全球深海钻探作业。

三是效率高。“蓝鲸1号”装配了全球最先进的液压双钻塔和2个井口，两台钻机可在2个井口同时实现钻井、连接套管、下放防喷器等主副线作业，有效减少了钻井辅助时间，使深水钻井作业效率比传统的单井口作业平台提高30%。同时配备了全球领先的闭环动力系统，可比同类作业平台燃油消耗降低10%。

四是安全系数高。“蓝鲸1号”配备了主副两套15000psi压力级别的水下防喷器，每套防喷器配备三组剪切闸板，而剪切闸板是井喷控制的最后一道屏障。如此配置，大大提升了常规井下压力控制设备的能力，保证了试采作业安全。同时，该平台配备了世界上最先进的DP3动力定位系统，最精确的定位测量误差达到0.1米，通过8台全回转式6034马力的推进器实时定位，保证了作业期间平台在台风“苗柏”11级风力里保持“纹丝不动”。

与天然气水合物试采之约

中国地质调查局和中石油集团到国内运营深水钻井平台的企业进行了多次调研，最终“蓝鲸1号”凭借优越的装备性能、完全自主设计建造而入选为天然气水合物试采施工作业平台。

2016年8月，“蓝鲸1号”平台技术服务合同签订。此时，距天然气水合物试采预定开工时间不到7个月，而平台的建造进度刚刚达到90%左右。中集来福士将平台建造与水合物试采适应性改造同时进行，大大缩短了建造和改造工期，增加了平台调试时间，为平台的如期交付奠定了基础。

天然气水合物试采施工作业面临着新平台、新设备、新队伍和平台作业准备时间紧的几大挑战。试采指挥部高度重视，多次派技术人员驻厂调研、跟踪平台作业准备进度，参与工程总承包中国石油集团海洋工程有限公司与中集来福士“蓝鲸1号”平台项目推进会。试采指挥部在平台调试、海试测试、人员培训、第三方设备安装等关键阶段出谋划策，协调解决遇到的问题，共同推动平台于2017年2月13日如期交付。

台风中保障产气平稳

试采工程光荣而艰巨，工期极为紧张，挑战巨大。

3月6日，“蓝鲸1号”平台从烟台启航，自航奔赴南海工区。平台航行总行程约2263公里，共航行7.1天，平均航速达8.27节，动力功率仅占平台功率的70%左右，可见其动力能力强大，远超越同类的平台。

对南海海域来说，海上钻采作业最大挑战就是遇到台风。6月12日，“蓝鲸1号”平台正面迎来第一次台风——“苗柏”。试采现场指挥部与“蓝鲸1号”操船团队根据南海前期台风的特点，以及对当前平台动力系统和定位系统的能力评价，最终作出保持生产测试、原地抗击台风的决定，同时制定了详细的、可操作性强的应急解脱躲避台风的应急预案。

当日凌晨4点，“苗柏”转向风力突然由预测的9级加剧至11级，海况异常恶劣。但平台凭借强大的动力定位系统和经验丰富的操船队伍，保持在安全区域与暴风对抗，实测最大漂移距离不超过6.5米。在试采各参战单位的坚守下，南海天然气水合物试采的火焰在狂风暴雨中依旧燃烧。

7月9日，我国首次南海天然气水合物试采安全生产满60天后主动关井。此次试采，获得了持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果，并创造了产气时长和总量的世界纪录，全面完成了试采预期目标。这也充分证实， “蓝鲸1号”平台凭借自身强大的功能，为我国首次海域天然气水合物试采工程的成功实施提供了坚实保障。

（作者系中国地质调查局水合物试采现场指挥部办公室工程组成员，《南海天然气水合物试采工程实施及关键技术》项目主要成员，主要从事钻井技术研究工作。）

为深入学习贯彻习近平总书记关于地质工作的重要指示批示精神和习近平总书记给山东省地矿局第六地质大队全体地质工作者回信，10月26日，李四光地质科学奖基金会联合中国地质科学院地质力学研究所，以“弘扬李四光精神 推动地质科技创新发展”为主题，举办了纪念李四光诞辰135周年学术活动，传承李四光精神，弘扬科学家精神，激励广大地质工作者为新时代国家经济社会发展和地质科技创新而努力奋斗。

本次纪念活动设置有参观李四光纪念馆、东亚东南亚地学计划协调委员会（简称：CCOP）地应力研究中心和中国地质调查局李四光地质力学研究中心揭牌成立、《李四光地质科学思想之遥感印记》和《李四光地质科学思想之地热印记》首发、院士专家学术报告等环节，从精神感悟、事业发展、科普宣传、学术研究等方面，弘扬李四光精神，推动地质科学事业发展。

在李四光纪念馆，参加活动的同志们认真听取了李四光外孙女、李四光纪念馆高级顾问邹宗平女士和地质力学研究所李四光纪念馆办公室工作人员的讲解，通过一幅幅图片和一件件实物，重温李四光先生为新中国地质事业发展、科学事业发展和经济社会建设所作出的重要贡献。大家被李四光精神深深感染，对李四光精神所展现的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有了更为深刻的理解和认识。大家一致表示，要加快推进科技自立自强，以地质科技创新服务保障中国式现代化建设。

李四光先生创建了地质力学理论、亲自推动我国的地应力技术研发和相关研究工作。在李四光先生诞辰135周年的时刻，CCOP地应力研究中心、中国地质调查局李四光地质力学研究中心正式揭牌运行。CCOP主席中尾信典发表视频致辞，祝贺CCOP地应力研究中心正式成立。中国地质调查局与CCOP技术秘书处签署了关于成立CCOP地应力研究中心的谅解备忘录，由地质力学研究所负责建设运行。未来，CCOP地应力研究中心将致力于开展东亚、东南亚以及 CCOP 合作国地应力领域技术方法创新、人才培养、大数据平台和大科学计划等方面合作，形成全球领先的地应力技术方法体系，建立区域性地应力观测网络和信息共享平台，组建地应力专家智库，促进研究中心成员国之间地应力领域业务合作，提升应对重大地质灾害的能力，实现 CCOP与各成员国间的合作共赢，打造引领国际地应力研究高地。中国地质调查局李四光地质力学研究中心的成立，将凝聚地质力学研究所的业务特色，引领创新发展地质力学基础理论与技术方法，探索揭示地球演化规律， 解决与之相关的地质、资源与环境问题，培养、孵化高层次地质力学研究人才团队，弘扬李四光精神及科学思想。未来，李四光地质力学研究中心将聚焦力的来源、力的传导、力的作用、力的效应等关键科学问题，重点开展地球系统运行动力机制、应力分布规律与应变效应、不同时代构造体系划分、矿田构造理论与找矿预测、构造过程与能源富集耦合、内外动力耦合控灾机理等方面的前沿问题研究。联合相关单位共同建设，建立人才、项目等合作机制，推动资源共享，打造攻关重大关键技术难题的科研团队，形成开放协同工作体系。

在李四光先生诞辰135周年之际，李四光地质科学奖基金会策划实施了“李四光地质科学思想印记”科普工程，陆续推出系列科普图书、视频等科普产品。中石化新星公司编制的《李四光地质科学思想之地热印记》和自然资源部国土卫星遥感中心编制的《李四光地质科学思想之遥感印记》在本次活动上首发。系列科普图书的面世，可为行政管理者快速掌握地学研发态势提供借鉴，也可为社会公众了解李四光先生的人生足迹和科学精神、品鉴地学知识提供很好的素材。

在学术报告环节，郭旭升院士以“中国地热产业高质量发展”为题作学术主题报告，所相关负责同志以“燕辽大火成岩省及其全球对比” 为题作学术主题报告，与会科研人员针对相关问题进行了深入研讨，为拓宽研究思路，深化相关领域的研究工作提供了有益启发。

自然资源部有关领导同志和相关司局负责同志、中国地质调查局有关领导同志和机关部室负责同志，李四光地质科学奖委员会、基金会有关领导同志，湖北省李四光研究会、中国海洋石油有限公司、自然资源部国土卫星遥感应用中心、中国石化新星公司、中国地质调查局所属单位等有关同志参加了本次活动。 

 

12月18日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船正式命名为“梦想”号，在广州南沙下水试航。此举标志着我国深海探测能力建设和装备现代化建设迈出关键一步。

自然资源部中国地质调查局聚焦自主设计建造国际领先大洋钻探船的目标，坚持自主创新与集成创新，与150余家参研参建单位密切协同，于2021年11月30日开工建造大洋钻探船，2022年12月18日实现船舶主船体贯通，2023年12月18日正式命名“梦想”号并试航，预计2024年全面建成。建成后，“梦想”号主要承担国家重大科技项目和国际大洋科学钻探任务。

“梦想”号由中国船舶集团承担设计建造任务，总吨约33000，总长179.8米、型宽32.8米，续航力15000海里，自持力120天，稳性和结构强度按16级台风海况安全要求设计，具备全球海域无限航区作业能力和海域11000米的钻探能力。

按照“小吨位、多功能、模块化”设计建造理念，“梦想”号突破十余项关键技术，完成多项国际首创设计，总体装备和综合作业能力处于国际领先水平。该船具有全球最先进的钻探系统，其中深水无隔水管泥浆循环系统（RMR）由我国自主研制，目前已实现400米级RMR研发从“0”到“1”的突破。建有全球面积最大、功能最全、流程最优的船载实验室，总面积超3000平方米，涵盖基础地质、古地磁、无机地化、有机地化、微生物、海洋科学、天然气水合物、地球物理、钻探技术九大实验室，配置世界一流的磁屏蔽室、超净实验间和全球首套船载岩心自动传输存储系统，可满足海洋领域全学科研究要求。建有全球规模最大、最先进的科考船综合信息化系统，由弹性网络、云数据服务、综合调度、作业监控、实验室管理等九大子系统组成，采用超融合、云服务、数据中台、数字孪生等关键技术，全船覆盖超20000个监控点，可实现钻采作业全过程监测、科学实验智能协同。

此次试航的主要目标是验证动力系统功能。“梦想”号配置了最新一代30兆瓦闭环环网电站，全球首次同时将蓄能技术和闭环电网应用于DP-3级动力定位系统，船舶经济性和可靠性大幅提升，节约能耗超过15%。

据了解，“梦想”号配套的钻探保障船、码头、岩心库等已全部投入使用。钻探保障船“海洋地质二号”作为国内首艘由海工船改造的科考船，具备伴随“梦想”号进行全球航行作业能力，还可独立开展海工作业和海洋科考，曾完成我国首套海洋漂浮式温差能装置海试等多项重要任务，海上工作近500天。南部码头、北部码头是我国首次建成的深水科考码头，可为“梦想”号运营提供强大岸基支持。世界一流大洋钻探岩心库设置常温、4℃、-20℃、-80℃和-196℃五级不同温度存储条件，可满足不同样品储存需求，可储存累计长度45万米的岩心样品，是全球储存能力最大的大洋钻探岩心库。

大洋科学钻探被誉为海洋科技领域的“皇冠”，“梦想”号具有国际领先的大洋科学钻探能力，承载着全体中华儿女加快建设海洋强国的共同梦想，承载着全球科学家“打穿莫霍面、进入上地幔”发展地球系统科学的共同梦想，承载着全人类开发地球深部资源的共同梦想，建成后将成为保障国家能源安全的“国之重器”、支撑海洋强国建设的“核心利器”，为天然气水合物勘查开采产业化提供重要装备保障，有力支撑我国实施大洋钻探国际大科学计划，提升“深海进入、深海探测、深海开发”能力。 

 

海域地应力观测与地壳稳定性评价项目野外施工现场

无人机航拍青藏高原活断层

“当前，地质力学研究所上上下下都在积极学习全国两会精神。我们认为，虽然今年两会直接提到地质工作的内容不多，但实际上，地质工作作为一种具有先行性、公益性的基础工作，早已融合于国家经济社会发展的方方面面。就地质力学研究所而言，未来服务的领域更广了，肩上的担子更重了，大家的信心也更足了。” 3月19日，自然资源部中国地质调查局地质力学研究所所长邢树文对记者如是说。

需求动能：为区域协调发展提供地质安全保障

“无论是地质行业的发展，还是单位的发展，都离不开国家发展的大环境。近日闭幕的全国两会对我国今年各项工作作出了部署，也为我们下一步工作集中优势、突出重点指明了方向。”邢树文告诉记者，今年的国务院政府工作报告中特地谈到了“促进区域协调发展，提高新型城镇化质量”，而在活动构造、工程地质、地质灾害和区域地壳稳定性领域的调查服务恰恰是地质力学所这些年成果最为突出的部分。

在服务区域协调发展方面，地质力学所近几年针对京津冀协同发展区、雄安新区、北京城市副中心、粤港澳大湾区、海南自贸区等地的规划建设需求，进行了活动构造与区域地壳稳定性调查，提交的阶段性成果报告，为这些区域的协调发展提供了基础地质数据，提出的有关问题及建议受到相关部门高度重视和充分肯定。

今年，他们将继续深化对重点区域的服务，比如：在京津冀协同发展区调查重点活动构造的特征及演化、形成机理和对地质灾害的控制作用；全面对粤港澳大湾区及关键部位，进行较大比例尺的活动断裂调查，编制相关图件；在开展海口市江东新区活动断裂调查和地壳稳定性评价的基础上，支撑服务三亚新机场的扩建选址，为海南省解决空港客流量大的难题提供地质保障；在川西藏东等地质条件复杂地区进行交通廊道活动构造与地质灾害调查等。

邢树文特地谈到了今年即将开展的沈抚新区及交通廊带主要活动断裂调查。“我们将结合区域断裂活动性研究、工程地质调查，进行区域地壳稳定性评价，编制活动断裂分布图和综合工程地质图，编写提交沈抚新区及交通廊带重大工程规划建设和防治工程地质问题报告。目前，地质调查方案已经确定，即将实施。”

他告诉记者，地质力学所积极为沈抚新区规划建设提供服务有着多重意义。一是理论意义。这里位于我国重要活动断裂带——郯庐断裂的北段北延，此前地质界对该断裂的中段、南段研究程度较高，在断层形成演化等方面有着诸多成果，但对其北段北延认识不足。二是社会意义。沈抚新区建设是国家振兴东北老工业基地的重要举措之一，调查该区的活动构造和地壳稳定性，可为相关城市群和重大工程提供最基础的地质服务。三是环境意义。抚顺等资源型城市在长期矿业活动的作用下，存在着煤矿采区塌陷等比较突出的环境问题，要进行科学有效的治理，就要从地球系统科学的角度对其综合调查研究。

“现在各地区越来越认识到地质基础调查工作对区域发展的至关重要，地质工作也正在从规划制定后的验证性服务，转化为规划制定、建设实施、运营管理等各个阶段全部过程的基础数据支撑。随着这种理念的推广和深化，来自政府规划部门的相关需求必然越来越强烈。在此背景下，作为力学所四大业务板块之一的活动构造和区域地壳稳定性调查，必将是未来需要持续发力的重要内容。”邢树文强调。

责任动能：地应力监测和地灾机理研究服务防灾减灾

人民生命安全历来是党中央国务院最为关切的方面，今年的政府工作报告也强调要“及时有效应对重大自然灾害”，“提高防灾减灾救灾能力”。

邢树文说，地质力学所60多年的发展，就是急国家之所需，主动适应不同时期的国家发展需求，不断通过调查和研究服务支撑于国家经济社会发展。使命光荣、责任重大，地质力学人必须砥砺前行。

谈及地质力学所在地应力监测和地质灾害防治方面的技术优势，邢树文介绍了该所去年完成南北活动构造带1∶100万地震滑坡危险性评估，发布《地质灾害InSAR监测技术指南》，编制《地震滑坡调查评价技术指南》《海域活动断层、区域地壳稳定性调查与监测技术指南》，完成《全国活动断裂、工程地质岩组和区域地壳稳定性评价图（1∶400 万）》等成果。

“今年，我们将在渭河中上游开展城镇灾害地质调查，研究崩滑流地质灾害孕灾背景和发育规律，创新城镇多尺度地质灾害危险性定量评估技术，为服务划定或优化城镇开发边界提供地质安全建议，编写提交天水地区灾害地质调查报告、天水地区重点开发区国土空间规划管控建议报告等。”

提高防灾减灾救灾能力，科学研究是基础。据介绍，地质力学所设有独立的地质灾害研究室，重点研究探索地质灾害内生和外生动力作用耦合及其致灾的机理。“当前，我们可以利用InSAR监测技术圈定滑坡和异常地质体，提供给有关部门引起注意，但还无法做到及时准确的临灾预警。确定地质灾害尤其是高位远程滑坡的发生时间是个世界性难题，破解的出路只能是依靠科技创新，研究致灾机理加现场密切监测。”

地质力学所现已在全国建成近百个地应力监测台站，建立了国内领先的地应力测量与监测技术方法体系，可以为全国重要城市群、重要活动断裂带实时提供地应力测量与监测数据。下一步，该所将进一步整合和扩大数据覆盖面，制定统一的技术标准和方法，提高实时加工提炼解读的能力，为政府相关部门提供可直接应用的社会性成果。

“自然资源部部长陆昊曾就地灾防治工作强调，要将专业技术能力和地方行政指挥需要结合，最大限度做到及时预警预报。当前，无论是政府部门、科研人员还是老百姓，都希望能够通过科技攻关，实现临灾预报，只要能提前一小时，都能挽救无数人的生命。这是我们协同创新的方向，也是我们共同努力的目标。”邢树文说。

创新动能：双管齐下实现地调与科研融合发展

发展是第一要务，人才是第一资源，创新是第一动力。邢树文介绍说，2018年地质力学所以理论和技术方法创新为突破口，取得多项创新型成果。“而这些理论成果，也很大程度上促进了地质调查工作的提质增效。”

比如：获得对全球13.8亿年大火成岩省及相关大洋缺氧事件的新认识，对探索中元古代黑色页岩内油气资源潜力及其成因都具有重要意义；再比如，覆盖森林沼泽区、南方强风化层覆盖区、黄土区、岩溶区、山前平原区、新构造—活动构造区等6类特殊地质地貌区1∶5万地质填图示范，创新填图技术方法，形成了系列技术指南和覆盖区区域地质调查标准，引领和规范行业开辟1∶5万区域地质调查新区域。

今后，地质力学所将修改完善提升地质力学、古地磁学、工程地质学、构造地质学学科中长期发展规划，继续加大基础研究和应用基础研究支持力度，强化原始创新，加强关键核心技术攻关，切实推进所“十三五”科技创新发展目标的实现，提升行业知名度和影响力。

一是持续推进地质调查与科学研究融合创新。以科技创新改造、支撑、引领地质调查，深入总结凝练地质调查项目成果，找准突破口和创新点，提升理论认识，研发新技术；利用科技项目取得的新理论、新认识和新技术，指导地质调查工作开展，实现地调和科研项目的相互促进。努力在构造变形、多尺度地质灾害危险性评估理论与技术、地质灾害调查监测和隐患早期识别技术方法、南极大陆的形成与演化等领域凝练有一定影响力的创新成果。

二是积极组织申报国家五大科技平台项目。主动与局深部探测中心、局油气调查中心等单位开展业务对接，谋划在大陆地壳活动、超深层油气富集机理、成矿系统及其三维结构探测等领域承担深部探测专项项目；组织申报国家自然科学基金等国家科技平台项目。

三是全力推进创新平台建设。修改完善《活动构造与地壳稳定性评价国家重点实验室筹建方案》；筹建区域工程地质研究中心；支撑深部过程与流体监测实验室建设，积极参与联合申报国家实验室；推进全国地应力观测网建设，组织可行性论证，力争纳入部自然资源要素综合观测网。

同时，地质力学所还将总结凝练优势学科和领域的整装代表性成果；全面实施科技成果转化，探索科技成果转化新路径；精心组织重大学术交流活动，深入开展国际交流合作等。

“力学所四大业务板块的发展创新都是把地质力学作为重要的基础理论，我们要继承和发展地质力学整体观、系统观和成生联系的思想，与时俱进创新地质力学理论和技术方法。”邢树文着重强调。

智力动能：营造良好的科研生态，弥补人才短板

邢树文谈到，新时代，地质工作正在发生深刻的转变，以此为对照，地质力学所在业务结构、人才队伍、运行机制等方面还存在一些不适应。比如：业务结构还不够聚焦，协同作战能力还不够强，领军人才依然缺乏，队伍结构不尽合理，重点实验室建设相对落后，信息化建设基础薄弱，自主创新能力有待提高，服务水平需要提升等。“我们要抓住关键，对症下药，着力解决这些突出问题，唯此，力学所才能获得健康持续的发展，为国家社会经济发展提供更加精准的服务。”

邢树文认为，科技创新本质上是人的创造性活动，要深刻领会部党组关于提升科技创新效能的实施意见和激励科技创新人才的若干措施等文件精神，落实局党组有关部署要求，在推动科技体制改革举措落地见效上下功夫。“力学所围绕业务能力建设和地质科技创新，精心组织编制了业务发展规划、人才发展规划（2019~2025），下一步，我们将全力推进实施人才发展规划，壮大人才队伍。”

如何让各类人才的创造活力竞相迸发、聪明才智充分涌流？邢树文强调，要把优秀科技人才引导进入地质调查主战场，聚焦国家发展重大需求，解决地质调查中出现的重要地质科技问题，产出有宏观影响的成果，形成学科领军人才和优秀团队。

一方面，汇聚优势人才，优化重点方向和优势领域，重点开展地表过程与多圈层交互作用调查，研究深部过程对地球浅表环境演变的作用及其资源环境效应；开展工程地质、地质灾害、区域地壳稳定性调查，服务国家重大战略、重大工程规划建设、城市地质调查、生态系统保护修复；支撑服务能源资源和其他重要战略资源评价；开展极地地质调查，提供地质图件和信息产品，提升国际影响力。

另一方面，坚持把人才和团队建设摆在突出重要的位置，把能否解决实际问题和取得成果的影响力作为评价指标，持之以恒地推进创新性人才队伍建设。在设备、办公条件、绩效待遇等方面提供有效保障，赋予更大的技术路线决策空间，营造宽松、创新、诚信、风清气正的学术环境，“决不能让改革政策停留在口头上、纸面上，要想尽办法使科研人员潜心向学、创新突破。”

具体措施有：加强岗位设置管理，优化人才队伍结构；继续探索优化和改进激励机制，提升广大职工干事创业的热情；积极拓展人才引进渠道和方式，有效带动人才成长、核心团队建设和学科发展；大胆使用有创新有担当精神的青年科研骨干人员；加强对科研人员的情感关怀和宣传力度，努力提升科研人员的创新成就感和荣誉感，激发献身地质力学事业的热情。

邢树文认为，需求动能、责任动能、创新动能、智力动能将成为地质力学所新时代新发展的新引擎，“而更为核心的，则是继承发扬李四光精神，努力践行‘责任、创新、合作、奉献、清廉’新时期地质工作者核心价值的精神动能。它们，将汇聚成光，引领着我们快步踏上为国家经济社会发展作出更大贡献的全新征程。”　

全球非常规天然气资源量约923万亿立方米，其中近半数为页岩气，其资源量（456万亿立方米）与常规天然气（378万亿立方米）相当。美国是开发页岩气资源最早、最成功的国家之一。已发现的页岩气盆地主要是分布在以 Appalachian盆地为主的东部早古生代前陆盆地带、以 Fort Worth盆地为代表的南部晚古生代前陆盆地带、以 San Juan盆地为代表的西部中生代前陆盆地带以及以 Michigan 盆地和 Illinois盆地为代表的古生代—中生代克拉通盆地带。

Appalachian盆地位于美国东北部，是美国石油工业的发源地，也是目前页岩油气资源勘探开发的主要盆地之一，其中的Marcellus页岩是北美洲最高产的区带之一。尽管Marcellus页岩区带仍是Appalachian盆地中具有低风险、高质量的资源区域，但是该区域内很多业内领先的生产商都在逐渐将他们的注意力从Marcellus页岩转向其下覆地层，美国能源部化石能源办公室认为“就厚度和延伸范围等方面而言，Marcellus页岩下方的Utica页岩的油气勘探开发潜力更大”。Utica/Point Pleasant页岩属于目前美国页岩气产量增长最为迅猛的页岩区带之一。

我国页岩气资源丰富，勘探开发前景广阔，目前已在四川盆地及周缘多个区块取得海相页岩气勘探开发突破。四川盆地具有与美国东部典型盆地（如Appalachian盆地）相似的构造演化和地质条件，均为古生代沉积的海相盆地，页岩气勘探前景良好。美国典型盆地的页岩气开发为我国的页岩气开发展示了良好的前景，对我国页岩气的高效开发具有重要的参考意义。

中国地质调查局地学文献中心（中国地质图书馆）文献情报室依托地调局二级项目“地学情报综合研究与产品研发”，针对美国Appalachian盆地石油天然气研究协会（AONGRC）和西维吉尼亚大学的相关研究成果组织编译了《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑，旨在为国内页岩气勘探开发提供借鉴。

《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑集合并包含了不同尺度下进行的研究成果，范围涵盖了从盆地规模的地层和构造，到储层中因有机质生气而成的纳米级孔隙。主要包含三大方面内容：①描述和评估了Utica页岩和Appalachian盆地北部相应岩层的岩性、烃源岩、地球化学特征、地层发育特征、沉积环境及储层特性；②通过区域填图、钻井活动和生产动态跟踪的整合，确定了Utica石油和天然气富集区；③通过本研究过程中收集的地质和地球化学数据，提供了基于生产和体积计算的Utica资源量评估。第一章对Utica页岩的地质研究进行了简要介绍，包括所有数据的访问、组织和管理。第二章为Utica钻探活动和生产动态跟踪成果。第三章描述了整个研究区域Utica和与之相应的岩层的岩相特征。第四章阐述了测井分析、相关对比和填图成果。第五章介绍了岩心研究结果，包括沉积环境的解释。第六章涉及无机地球化学研究成果。第七章介绍了Utica源岩的地球化学发现和解释。第八章提供了储层孔隙成像和孔隙度/渗透率数据。第九章为资源评估结果。第十章为Appalachian盆地北部Utica区带开发的总体结论及意义。参考文献的完整清单包括在第十一章中。

后续地学文献中心还将完成《东得克萨斯和路易斯安那州西部Haynesville页岩气地质》专辑，敬请关注。

 

 

17日，“蓝鲸一号”海上钻井平台可燃冰开采现场。广州海洋地质调查局供图

 

可燃冰又称天然气水合物，是一种甲烷和水分子在低温高压情况下结合在一起的化合物，被看作是有望取代煤、石油的新能源

 

勘探显示，南海神狐海域有11个矿体、面积128平方公里，资源储存量1500亿立方米，相当于1.5亿吨石油储量

 

从5月10日起，国土资源部中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰矿藏开采出天然气。截至5月17日15时，总量试采12万立方米，最高产量达3.5万立方米/天，平均日产超过1.6万立方米，其中甲烷含量最高达99.5%。

这是我国首次海域可燃冰试采成功，这一成果对促进我国能源安全保障、优化能源结构，甚至对改变世界能源供应格局，都具有里程碑意义。

 

神狐海域可燃冰储量只是我国可燃冰蕴藏量的冰山一角

 

直升机从珠海九州机场起飞，飞行约90分钟，远远就见到蔚蓝的海面中巍然伫立着的37层楼高的钻井平台，这里就是我国首次完成可燃冰调查的神狐海域，也是我国首次进行可燃冰试采的海域。

“对于海洋可燃冰的研究，我国是从1995年开始的，并于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品，成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家。”试采现场指挥部总指挥叶建良介绍说。

可燃冰，又称天然气水合物，它是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物，因形似冰块却能燃烧而得名，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源，分布广泛而且储量巨大。1立方米的可燃冰分解后可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气，能量密度高，资源潜力巨大，估算其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍，科学家们甚至认为它是能够满足人类使用1000年的新能源，是今后替代石油、煤等传统能源的首选。

2010年底，由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审，科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体，显现出良好的资源潜力。“海洋六号”入列后，再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查，调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域，调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域。

试采现场指挥部地质组组长陆敬安说，勘探显示，神狐海域有11个矿体、面积128平方公里，资源储存量1500亿立方米，相当于1.5亿吨石油储量，“成功试采意味着这些储量都有望转化成可利用的宝贵能源”。

神狐海域可燃冰储量还只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”。在西沙海槽，科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里；在南海其他海域，同样也有天然气水合物存在的必备条件……

 

此次试采实现了勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新

 

可燃冰储量丰富，但是如果一直只躺在南海海底，则发挥不了其价值。但可燃冰开采难度巨大，迄今鲜有国家尝试。

全球可燃冰研发活跃的国家主要有中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等。其中，美国、加拿大在陆地上进行过试采，但效果不理想。日本于2013年在其南海海槽进行了海上试采，但因出砂等技术问题失败。2017年4月日本在同一海域进行第二次试采，第一口试采井累计产气3.5万立方米，5月15日再次因出砂问题而中止产气。

“此次试采实现了中国可燃冰勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新，在这一领域实现了从跟跑到领跑的跨越。” 叶建良介绍。

“通过这次试采，中国实现了可燃冰全流程试采核心技术的重大突破，形成了国际领先的新型试采工艺。”试采现场指挥部办公室副主任谢文卫说。

南海神狐海域的天然气为水合物泥质粉砂型储层类型，该类型资源量在世界上占比超过90%，也是我国主要的储集类型。这是我国也是世界第一次成功实现该类型资源安全可控开采，为可燃冰广泛开发利用提供了技术储备，积累了宝贵经验。谢文卫介绍，“我们提出‘地层流体抽取试采法’，有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题。我们成功研发了储层改造增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术，其中很多技术都超出了石油工业的防砂极限。”

本次试开采是世界上第一次针对粉砂质水合物进行开发试验，为此海洋地质学家们在试采思路、井位选择、工程地质勘查、关键技术和工艺确立、试采平台优选等诸多方面，都具有中国特色，可以称之为“中国方案”。

在试采作业中，大量国产化装备成功投入应用，充分表明“中国造”已走在世界的前列。

首先，必须要点赞的是试采作业最重要的“大国重器”——我国最新研制成功世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸一号”，这个净重超过43000吨、37层楼高的庞然大物今年2月刚“诞生”，就从中国烟台起航，于3月28日抵达神狐海域实施试采。“蓝鲸一号”是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台，可适用于全球任何深海作业。

其次，大量拥有自主知识产权工具的成功应用，表明国内石油公司已具有深水工艺及设备研发能力，如完井防砂工艺，已远远超过石油工业的防砂极限；完井与测试系统集成装备，结合可燃冰试采工程开发与科研需求，为我国可燃冰开发研究提供科学数据。

 

监测结果显示，试采过程安全、友好、可控、环保

 

试采可燃冰，外界一直有一个疑问，就是会不会对周边海域的环境造成影响。

由于甲烷是比CO2更高效的温室气体，因此可燃冰的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。我国进行海域可燃冰试采，同样非常重视环境问题，为此投入人力物力进行了研究。

2011年6月至2017年3月，南海水合物环评项目组在南海神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作，对试采区进行了多年系统调查，调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等，基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征，同时，发展了一系列我国自主产权的环境评价技术，为可燃冰试采、开发提供了良好基础。

可燃冰试采的环境问题，主要是试采过程中是否发生不可控的可燃冰分解，导致甲烷泄漏，从而引起海底滑坡等地质灾害，甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。针对这些问题，在试采过程中，一方面根据水合物区海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征，通过合理设计井位及降压方案，从工程设计上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题，另一方面通过布设海底地形、气体渗漏等监测设备，构建了海水—海底—井下一体化环境安全监测体系，实现对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数的实时、全过程监测。监测结果显示试采未对周边大气和海洋环境造成影响，整个过程安全、友好、可控、环保。

本次开采试验还为后续研究提出了很多课题。下一步重点是研究如何解决本次试验当中发现的一些问题，并在之后3—5年内开展第二次试采，进一步为商业化开采做好技术准备。

《 人民日报 》（ 2017年05月19日 12 版）

12月18日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船——“梦想”号命名暨首次试航活动在广州南沙举行，标志着我国深海探测能力建设和海洋技术装备研发迈出重要步伐。自然资源部党组成员、中国地质调查局局长李金发出席活动并致辞。中国地质调查局党组成员、副局长颜成义宣读命名文件。广东省人民政府副省长张少康，中国船舶集团党组成员、副总经理盛纪纲出席活动并致辞。中国地质调查局广州海洋局汇报大洋钻探船建设进展。

李金发对“梦想”号下水试航表示热烈祝贺。他表示，“梦想”号大洋钻探船是党中央部署的一项重大科技创新工程，总体装备和综合作业能力处于国际领先水平。自2021年11月30日开工建造至今，150余家单位参与项目建设，紧密团结、精诚协作，如期完成船舶主体建造及配套工程建设，体现了自主研制世界一流大洋钻探船的综合实力，彰显了我国集中力量办大事的制度优势。下一步，要坚持目标导向、系统谋划、开放合作、产业融通的工作思路，确保如期高质量完成建设任务，为海域能源资源勘查开采、国际一流深海科技创新中心建设、深海关键技术装备研发制造跨越式发展奠定基础。

张少康在致辞中指出，大洋钻探船是深海探测“国之重器”，是打造全球海洋科技和产业创新高地的重要引擎。“梦想”号的建造对保障国家能源资源安全、加快海洋强国建设等具有十分重要的意义，广东省将继续全力支持、推进海洋科技创新攻关，确保如期高质量实现建设目标。

盛纪纲在致辞中表示，承建“梦想”号是服务国家重大战略的具体行动，中国船舶集团将发挥技术优势和产业链优势，为船舶建设提供更加有力的保障。

“梦想”号总吨约33000，总长179.8米、型宽32.8米，续航力15000海里，具有国际领先的大洋科学钻探能力，承载着全体中华儿女加快建设海洋强国的共同梦想，承载着全球科学家“打穿莫霍面、进入上地幔”发展地球系统科学的共同梦想，承载着全人类开发地球深部资源的共同梦想。该船预计于2024年全面建成，将为天然气水合物勘查开采产业化提供重要装备保障，进一步提高我国能源自主保障能力，有力支撑我国实施大洋钻探国际大科学计划，提升“深海进入、深海探测、深海开发”能力。

自然资源部、国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、财政部、交通运输部、国家能源局、国家自然科学基金委员会，广东省委省政府、广州市委市政府，中国地质调查局及有关局属单位，中国船舶、中国石油、中国海油、东方电气等参建单位，涉海科研院校的有关负责同志和专家参加活动。

珠峰航空重力与遥感综合测量项目现场

 

该成果由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心牵头完成，牵头完成人为陈斌、熊盛青、栾晓东、高子弘。

其主要进展及创新：

1.首次在珠峰地区开展了高精度航空重力与遥感综合测量，获取了目前世界上精度最高、覆盖区域最大的珠峰航空重力(覆盖面积1.27万km2，总精度1.1mGal)和遥感测量综合数据，大幅提高了珠峰及周边高程起算面的精度。通过航空摄影和航空激光雷达测量数据的融合处理，构建了分辨率达20cm的遥感三维实景地形、地貌数据模型。

2.针对珠峰高程测量的高标准要求，项目以改装和集成创新、国际领先的“航空地质一号”为飞行平台，解决了航空物探与遥感两大类装备、五套设备在多种组合形式下的多参数同步综合测量相互干扰等一系列技术问题，首次集成了包含自主研发和引进的航空重力仪、航空摄影仪和激光雷达测量仪，处于国际领先水平的航空物探和遥感多参数大规模综合测量系统，满足了项目测量要求。

3.创新形成了高寒高海拔区的飞行方法、质量控制、后期处理成图等全套的航空物探遥感综合调查方法技术体系，为今后开展极地和世界其它极艰苦地区的测量工作奠定了基础。

（一）自主成功研发深海浅软地层大口径水平井技术

深海浅软地层完成水平井建井

该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头，中国地质调查局勘探技术研究所、中国石油集团海洋工程有限公司等单位共同参与完成。牵头完成人为叶建良、秦绪文、谢文卫、刘春生。其主要进展及创新：

1.创造了深海浅软未固结地层17-1/2″井眼造斜率＞15°/30米的世界造斜新纪录。研发了专用大直径高造斜钻具，创新软弱未固结地层的水平井定向钻进工艺，经过4个试验场累积12824米试验，在水深大于1200米的试采井现场施工中实现连续8个靶点高精度中靶，确保了井身轨迹精准穿越储层地质甜点。

2.首次采用开路钻完井技术钻开储层，大幅度拓宽了钻井液安全密度窗口，有效解决了未固结浅部地层易破裂等问题。综合优化利用施工平台双井架同时作业，实现浅软地层水平井安全高效建井。

3.创新研发了动力导向下套管技术，攻克浅软地层中高造斜率大直径套管下入难题。利用动力导向工具引导套管下入，大幅度降低管柱下入摩阻，减少粘附卡钻风险，避免新井眼的产生，创造深水浅软地层套管下入纪录。

4.研发全球领先的第四代“慧磁”高精度中靶系统，拓展了姿态测量模式，并提高了仪器的探测距离和测量精度，精准控制监测井与试采井间距，为实现储层精确监测提供了技术保障。

 

（二）干热岩高效控缝控震压裂和高温硬岩多靶点精准定向钻井技术取得突破

青海共和 GH-01 井压裂现场

该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部牵头，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为叶成明。其主要进展及创新：

1.自主攻关形成干热岩裂缝定向控制压裂技术，以裂缝系统净压力控制为关键手段，调整工艺和参数，研发应用超高温、长效封堵暂堵转向剂促使裂缝向高应力方位延伸，达到有效控制裂缝走向和延展距离的目的。

2.基本掌握干热岩压裂高效控震技术，建立多场耦合三维地质模型，评价诱发地震风险。采取填砂封堵敏感结构面、无级变速压裂缓停泵、中小排量连续泵注等工艺，减缓压裂诱发地震。实时获取诱发地震信息，动态评价诱发地震风险，指导压裂参数调整。

3.创新建立微地震-时频电磁高精度裂缝联合观测系统，实时获取微震响应和裂缝延展特征，形成了适合干热岩压裂微震监测的高精度微地震监测技术，支撑压裂工艺参数调整和诱发地震风险管控。

 

（三）新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证（略）

 

 （四）智能滑坡监测预警系统研发与地质灾害隐患遥感识别技术取得突破并成功应用

滑坡仪-GNSS位移监测设备

该成果由中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质力学研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为邢丽霞、殷跃平。其主要进展及创新：

1.第Ⅰ代滑坡仪定型试制。融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术，突破低耗采集、变频监测、组网定位与多模通信等关键技术瓶颈，可靠性不断提升，达到95%优秀级；集成度大幅提高，实现多测项按需集成。

2.智能预警系统多级应用成效显著。系统实现“建设-运行-维护”全流程在线管理，并构建了“人机结合”决策模式与技术流程，初步实现人机综合研判。

3.“1+4”监测预警技术标准体系初步形成。构建1总4分技术标准体系，其中《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》已印发执行。

4.隐患识别方法体系初步建成。提出融合多源、遥感观测，涵盖形态、形变、形势的隐患识别技术方法，形成专题信息提取、隐患特征识别、野外核查验证的业务流程。

 

（五）深部地热系统成因理论及模式支撑找热取得新成效

“同源共生-壳幔生热-构造控热”成因模式示意图

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局地质科学院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质调查局北京探矿工程研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为王贵玲。其主要进展及创新：

1.建立了深部水热型和干热岩型地热资源系统的成因理论，从地热系统的角度阐释了两种类型地热资源的关联和差异，统一了地热找矿新思路。提出不同构造区水热与岩热相伴生的“同源共生-壳幔生热-构造聚热”的成因理论，进一步完善了地热资源研究的基础理论。

2.将深部地热系统划分为沉积盆地古潜山复合型、沉积盆地深坳陷层控型、断陷盆地地压型、陆陆碰撞板缘型、板缘俯冲带热控构造型、隆起山地深循环型以及近代火山型七种类型，为区域地热资源勘查开发提供了理论依据。

3.基于此理论，相继在雄安新区、东南沿海、江西宁都等地区实现找热突破。在雄安新区钻获华北迄今温度最高的地热井，在广东惠州钻获东南沿海迄今温度最高、流量最大的地热井，在江西宁都小布镇钻获了当地第一口可供商业开发的地热井。

 

（六）航磁超导全张量梯度测量系统研发成功

低温超导（左）和高温超导（右）航磁全张量梯度测量系统试飞团队

该成果由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国科学院空天信息创新研究院、吉林大学等单位共同参与完成。牵头完成人为刘浩军、郭华、郭子祺。其主要进展及创新：

1.对无磁杜瓦进行小型化、轻量化设计，并通过电磁屏蔽技术保证杜瓦低涡流噪声性能，提高系统稳定性。设计高、低温超导系统通用的读出电路和惯导系统匹配的主测控装置，实现了多通道SQUID测控系统工作点自动调节技术，以及八通道磁测数据和姿态数据的同步采集、存储和上传；设计并研制水滴形吊舱及配套吊缆，通过空气动力学、电磁兼容性等分析测试，解决水滴形吊舱研制和飞行姿态控制等关键技术问题。

2.高温超导测量系统采用全新探头结构设计，通过增加芯片基线距离，提高磁梯度灵敏度。

3.低温超导测量系统采用六棱台绝对对称结构设计，通过多芯片设计增加磁测数据冗余度，结合磁通变换器，提高磁测数据质量和稳定性。

 

（七）中国东部克拉通古陆核形成与大陆演化研究取得重大进展

该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局成都地质调查中心、中国地质调查局南京地质调查中心、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地质调查局地质研究所共同参与完成。牵头完成人为邓新。其主要进展及创新：

1.在黄陵古陆核发现扬子克拉通已知最古老的（29.5亿年）表壳岩系、华南最古老的（33亿年）TTG岩系，发现迄今扬子克拉通最古老的冥古宙（40亿年）继承锆石，在云南元江地区查明存在扬子克拉通南部最古老的（31~28亿年）结晶基底。

2.在胶北发现27亿年富钾花岗岩，指示该区太古宙地壳在27亿年时已完成由不成熟的TTG片麻岩向成熟的壳熔花岗岩转变，限定华北克拉通吕梁群的时代为新太古代（25亿年），改写了华北古元古代BIF成矿历史。

3.重塑了华南元古宙弧盆系演化格局，为深化认识显生宙战略性矿产区域成矿规律提供了基底构造信息。

4.深化了中国东部克拉通古陆核地壳演化的认识，为探索全球早期陆壳形成及其与板块构造体制的关系提供了新资料，相关成果发布后引起了地学界广泛关注，实现了基础地质理论创新。

 

 

（八）大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体

甲玛矿区推-滑覆构造控矿体系

该成果由以中国地质调查局矿产资源研究所唐菊兴为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新：

1.在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻，精细揭示斑岩成矿系统结构，实现地质信息“透明化”，累计揭示584.36米铜钼（金、银）矿体，建立了完备的高原科学深钻施工工艺，也为构建3000米以浅的资源勘查和预测技术方法奠定了坚实基础。

2.创建了斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型，丰富和完善了碰撞造山成矿理论，并依此新发现则古朗北矿段的巨厚斑岩和矽卡岩矿体。在矿区深部及外围取得重大找矿突破，据最新估算成果，甲玛矿区累计探获资源量铜882.5万吨（Cu 0.7%以上 392.8万吨），钼85.6万吨，铅111万吨，锌63.8万吨，伴生金244吨，伴生银13000吨，当量铜1814.8万吨。

3.通过“产、学、研、用”技术理念以及科技成果转化，项目成果直接应用于矿山深部和外围找矿，并取得重大找矿突破。

 

（九）望谟生物群首次发现并揭示三叠纪早期海洋生命复苏与演化

 

望谟生物群化石类型

该成果由以中国地质调查局成都地质调查中心的周长勇、张启跃为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新：

1.在南盘江盆地首次发现早三叠世海洋生物化石群落，初步鉴定包括6门14纲，命名为“望谟生物群”。其丰富的化石门类展示出从初级消费者到顶级捕食者的复杂食物链，表明在早三叠世一个复杂的海洋生态系统已经形成，海洋生态系统恢复时间小于5百万年，是研究早三叠世海洋生态快速复苏机制的窗口。

2.填补了南盘江盆地早三叠世海生爬行动物演化空白，与之后的罗平生物群、兴义动物群、关岭生物群形成了华南三叠纪海洋生态演化的完整系列，对深入研究二叠纪末生物大灭绝后海洋生态系统复苏、辐射具有重大意义。

3.地方政府和相关部门高度重视望谟生物群化石保护和研究，已协调黄百铁路等基础建设改线避让以促进妥善保护化石产地。

 

（十）水平衡理论与北方生态水文演变研究取得新认识

坝上高原及察汗淖尔流域盐尘空间分布

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为石建省、吴爱民、聂振龙、张光辉。其主要进展及创新：

1.构建水平衡理论体系，提出水平衡区域控制、水平衡问题响应、水平衡危机预警等水平衡“红线”指标。从技术逻辑出发，对多尺度自然单元进行水平衡分析研究，提出水平衡关键要素发生重大变化的指标界限，再以行政逻辑为着眼点，按多级行政单元对技术型结论进行管控分配，形成在生态系统合理维持前提下，水平衡状态满足经济社会发展需求的可调节指标、范围和途径。

2. 提出了内蒙古高原萎缩型湖泊与青藏高原扩张型湖泊的水平衡模式，揭示内蒙古高原察汗淖尔、达里诺尔、岱海等湖泊萎缩的主要原因是干旱气候背景下地表水过度开发和地下水超采；查明了盐湖流域四湖水源构成，定量识别了冰川冻土融水及地下水补给量，精准预测了盐湖水位的溢出时间，实现了高寒湖泊水平衡分析理论方法创新。

3. 创建了西北干旱区地下水生态功能渐变-质变-灾变识别理论方法，揭示了西北干旱区地下水生态危机形成机制。