斑岩型铜金矿床是全球铜和金的重要供给来源，近年来，研究人员在多个与碱性岩浆岩相关的斑岩型铜金矿床中发现硫同位素具有时空分带特征，并且该特征与矿体品位变化相对应，这不仅为理解斑岩矿床形成机制提供了新的视角，同时也为找矿勘查提供了新的思路。全球范围而言，斑岩型铜金矿床多与钙碱性岩浆岩有关，然而，硫同位素是否也具有分带特征及其对成矿作用指示意义尚不明确。近期，中国地质科学院矿产资源研究所（以下简称“资源所”）孙嘉副研究员研究团队以西藏多龙矿集区多不杂斑岩型铜金矿床为主，兼顾区内多个矿床开展了系统研究，以此为解决上述科学问题提供新的证据。

研究工作首先根据地质编录与矿物学研究结果，查明了多不杂矿床蚀变矿物组合类型及分布特征，并将成矿作用划分为3个阶段。其中，早阶段与钾硅酸盐化蚀变和青磐岩化蚀变有关，中阶段与绿泥石-绢云母化蚀变有关，晚阶段泥化蚀变局部发育，同时产出大量石英脉、硬石膏脉和黄铁矿脉。通过对比铜金矿体数据，确定成矿作用主要产于钾硅酸盐化蚀变带，而绿泥石-绢云母化蚀变带也有部分矿质沉淀。在此基础上，对上述不同成矿阶段和蚀变的相关脉体开展了硫同位素研究，共采集100余件样品进行系统分析。结果表明不同蚀变类型、成矿阶段的硫化物δ³⁴S值具有明显差异，具体表现为：早阶段钾硅酸盐化蚀变（-4.8‰~-0.4‰）相比青磐岩化蚀变（1.2~4.8‰）具有更低的δ³⁴S值，中阶段绿泥石-绢云母化蚀变（-2.6‰~0.6‰）相比钾硅酸盐化蚀变具有更高δ³⁴S值，晚阶段三类热液脉体δ³⁴S值逐渐升高（-3.1‰~0.5‰，-2‰~0.6‰，-0.7‰~2.3‰）。综合流体包裹体、氧同位素数据和模拟计算推测，硫同位素的分带变化主要与沸腾作用和水岩反应有关，而矿质沉淀则主要由沸腾作用导致的流体降温所引发。此外，硫同位素分带与矿体品位变化对比显示，该矿床矿体富集部位硫化物具有更低的δ³⁴S值（矿体Cu品位＞0.2%，黄铜矿δ³⁴S（‰）＜-1，黄铁矿δ³⁴S（‰）＜0），表明硫同位素对圈定矿化中心具有重要指示意义（图1）。

同时，对多龙矿集区波龙、拿若、拿厅、拿顿和铁格隆南矿床开展的研究指示，硫同位素在矿床范围内也表现出一定的时空变化规律，并可为探讨温度、氧逸度等变化提供佐证。值得注意的是，矿集区内各矿床主要矿化阶段的硫化物均具有较低的δ³⁴S，表明该特征在类似矿床的找矿勘查工作中也可发挥积极的指示作用。

图1. 多不杂斑岩型铜金矿床铜品位分布与硫同位素变化图解

（a.黄铁矿δ³⁴S值；b.黄铜矿δ³⁴S值）

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！”

近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所在莱州湾海岸带地下咸（卤）水演化研究方面实现新突破，该研究揭示了长期开采条件下含卤地下水系统的水化学演化规律，为卤水资源的可持续开发利用提供了理论基础。该成果发表在环境科学领域国际顶级期刊Science of the Total Environment（IF=10.753）。

莱州湾海岸带地下卤水水动力水环境敏感脆弱，易受人类活动胁迫，特别是近几十年大规模工业化开采，引起地下淡水咸化、卤水浓度下降，地下水水化学是否发生重要改变？在人类开采活动影响下不同界面的水化学变化过程以及未来卤水的水化学变化趋势尚不明确。因此，为满足卤水资源的可持续开发利用和保护地下水环境，急需清晰阐明人类活动影响下的含卤地下水系统水化学演变规律。该研究基于长序列地下水水化学数据，定量分析和模拟地下卤水开采过程中的多界面（卤水/咸水、咸水/淡水）地下水水化学演化过程。

研究表明，过度开采前后卤水地下水位和浓度变化显著。通过稳定同位素特征发现浅层地下咸水对地下卤水具有补给作用。在近海卤水/咸水界面处的浅层地下咸水和深层地下咸水均受海水入侵影响。其中，浅层地下咸水经历咸化过程，深层地下水经历了一个淡化过程。在咸/淡水界面处的浅层地下咸水受淡水开采的影响呈现复杂的演变过程，而深层地下水受卤水侵入影响呈现咸化过程。水化学模拟结果表明，在限制开采阶段，由于石膏和岩盐的溶解，卤水浓度得到了恢复，但是恢复程度有限。

该研究成果受国家自然科学基金（U2106203，41977173和42076070）、中国地质调查局项目（DD20211401）等项目资助。

2018年3月12日，中国地质调查局岩溶地质研究所一行8人到陕西省地质调查院开展需求对接。

陕西省渭北地区为革命老区，同时也是严重缺水区，水资源供需矛盾突出；汉中地区所属的秦巴山区为国家确定的14个集中连片特困区之一。2016年发现的天坑地质遗迹群为该地区的经济发展提供了新的思路，但天坑群的水文地质条件和形成演化机制尚不明确。因此，陕西省对在上述两个地区开展岩溶水文地质环境地质调查的需求非常强烈。

在座谈会上，双方首先介绍了已有合作工作的进展情况，重点对2018年“陕中南岩溶区水文地质环境地质调查”项目的具体实施、中捷第四次联合洞穴科考、汉中天坑群世界地质公园的申报、汉中岩溶与天坑观测研究基地的建设等工作进行了深入的交流。同时，对2019年-2021年地质调查项目的立项建议和地方政府的需求交换了意见。双方表示在以后的工作中，要继续在渭北地区岩溶水文地质调查、汉中岩溶地质遗迹调查及科研基地建设等方面加强合作，进一步深化双方的合作关系。

岩溶所相关领导，科学技术处、岩溶环境地质室、岩溶区域地质地貌与洞穴室等部门相关人员，以及陕西省地质调查院相关领导，项目处、技术处、资源评价处的负责人参加了会议座谈。

开栏的话

新型城镇化、生态文明和绿色发展都对城市规划和建设提出新的要求。为发挥地质工作促进城市可持续发展的新优势，2017年9月，原国土资源部发布《关于加强城市地质工作的指导意见》。2017年11月，中国地质调查局召开全国城市地质工作会议，并发布《城市地质调查总体方案（2017～2025年）》，推动城市地质调查为城市绿色、低碳、循环、安全、集约、智慧发展提供有力支撑。

当前，恰逢《城市地质调查总体方案（2017～2025年）》实施的关键节点，我国城市地质调查工作交出怎样的答卷？《地调》版特开设《城市地质调查巡礼》栏目，对我国新时期城市地质调查工作的开展及成效进行系列报道。

当前，我国常住人口城镇化率已经达到60.6%，今后一个时期还会上升。党中央提出，要更好推进以人为核心的城镇化，使城市更健康、更安全、更宜居，成为人民群众高品质生活的空间。

自然资源部中国地质调查局聚焦城市规划、建设、运行、管理的重大问题，启动实施了以“空间、资源、环境、灾害”为调查对象的多要素城市地质调查工作，目的是加强资源环境承载能力评价和地下空间资源评价，打造地下三维可视化的“透明城市”，建立开放共享、动态更新的城市地质信息服务与决策支持系统，为城市的集约、智能、绿色、低碳和安全发展提供精准支撑服务。如今，这项工作已经实施了3年，陆续开展了21个城市（区）调查试点，为城市的安全高质量发展提供了地质解决方案。

多要素调查开启城市地质调查新时代

我国城市发展建设已经步入全新阶段，人们对城市生活空间品质的追求越来越高。但城市发展的现状是，城市群结构和空间布局急需优化，城市发展空间亟待向地下拓展，水土污染和地质灾害急需风险管控。这些都需要城市地质工作作支撑。

党的十八大以来，党中央把生态文明建设和绿色发展提升到新的战略高度，对新型城镇化作出一系列决策部署，也对城市地质工作提出了更加明确的要求。2017年的政府工作报告中，明确提出“统筹城市地上地下建设，加强城市地质调查”。这也是城市地质调查工作首次出现在政府工作报告中。

同年9月，原国土资源部印发《关于加强城市地质工作的指导意见》，提出补齐城市规划、建设与管理的地质工作短板，拓展城镇化发展新空间，开辟城镇化建设新资源，构建城市资源环境安全新体系，推动新型城镇化绿色、低碳、循环、安全、集约、智慧发展。2017年11月，中国地质调查局组织召开全国城市地质工作会议，并发布《城市地质调查总体方案（2017～2025年）》，提出大力推进“空间、资源、环境、灾害”多要素城市地质调查，开展重大科技问题攻关，搭建三维城市地质模型，构建地质资源环境监测预警体系，建立城市地质信息服务与决策支持系统。

全国城市地质工作会议的召开，意味着城市地质调查新时代的开启。不同于传统的城市地质调查主要查清地质环境现状，多要素城市地质调查以城市规划、建设、运行、管理为服务对象，以空间、资源、环境、灾害等为调查要素，不仅要查清地质环境现状，还要求掌握动态变化规律；注重为城市科学统筹地上、地下空间开发利用提供支撑，更加体现整体性和立体性；注重根据不同需求提供有针对性的服务产品，使调查成果可直接提供给相关管理部门使用。

多要素城市地质调查技术标准体系初步建立

3年来，中国地质调查局瞄准东南沿海、西北黄土区、西南盆地区、东北矿业区及中东部沿江、沿湖平原等不同地区、不同类型城市，联合雄安新区、海口江东新区、上海、广州、杭州、成都、武汉、南昌、西安、郑州、济南、青岛等21个城市（区）相关部门，构建多方协调联动机制，陆续部署开展了试点示范，初步建立起多要素城市地质调查方法、技术、标准体系以及全流程工作指南。

据中国地质调查局水环部相关负责人介绍，通过在试点城市的探索，多要素城市地质调查确定了查明地质三维结构、摸清地质资源家底、探明地质环境问题、建设地质信息平台等规定动作，建立了以城市三维地质结构模型、城市地质资源环境监测网络、城市地质信息共享服务平台为主的城市地质标准化服务产品体系，打造了武汉岩溶塌陷地灾防治、成都城市地下空间综合利用、雄安地质资源环境综合监测、杭州城市地质大数据共享平台等示范工程，为全国各省（市）城市地质调查工作的开展提供了经验。

构建地上地下一体化的“透明城市”，是多要素城市地质调查的主要目标。为此，新时期城市地质调查工作更加注重信息化建设。据介绍，目前通过试点工作已经形成了陆海统筹的建模技术、地上地下一体化建模技术，并创新形成了地下空间规划利用管理、地下水开发利用保护管理、土地利用规划管理、地质灾害防治和应急处置管理、重大工程选址规划管理、地铁轨道交通全生命周期管理等典型应用模块开发技术，为构建三维立体城市地下空间模型奠定了坚实基础。此外，攻关形成了地下空间资源开发利用潜力评价方法、地下空间资源协同开发利用评价方法、资源环境承载能力和国土空间适宜性动态系统评价方法等理论方法，为城市地下空间安全开发利用提供了技术支撑。

针对城市各自独特的地质环境问题，各项目实施单位还通过技术创新建立了一系列探测、监测技术体系。比如：探测方面形成了暗浜、溶洞、孤石、浅层气、风化壳、钙芒硝层、富水砂层、断裂构造带等敏感地质层的精准探测技术；监测方面形成了地下水、地热、土地、湿地、地质遗迹、活动断裂、地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷、垃圾填埋场水土质量、城市生态综合遥感监测等地质环境监测技术。

随着城市地质调查试点工作的开展，城市地质工作逐渐被地方政府部门所重视，并被纳入政府管理主流程。青岛、成都、武汉等城市出台了相关管理办法，为城市地质数据库持续更新和数据共享提供了制度保障。杭州、延安等城市将城市地质信息平台与城市管理政务网互联互通，把地质信息纳入城市规划、建设、运行、管理流程，使其成为智慧城市的重要组成部分。

调查成果服务城市规划、建设、运行、管理取得显著成效

聚焦城市规划、建设、运行、管理的重大问题，多要素城市地质调查成果在服务城市国土空间规划、重大工程建设、地质灾害防治、地下空间开发利用、海绵城市建设等多个方面取得了显著成效。

武汉市是我国中部超大型城市，其地质环境问题以岩溶地面塌陷最为典型。聚焦这一典型地质环境问题，武汉多要素城市地质调查按照全市域1∶5万和重点区1∶1万两种尺度精准部署工作，在综合集成前人及本次研究成果的基础上，形成了《支撑服务武汉市规划建设岩溶塌陷防控建议报告》和规划建议图，从国土空间规划布局、工程建设、轨道建设方案、岩溶地面塌陷监测等方面提出对策建议，相关成果纳入武汉市自然资源规划管理“一张图”。

延安地处陕北黄土高原丘陵沟壑区，黄土崩滑灾害发育。围绕城市有序发展需求，延安多要素城市地质调查开展了高精度地面三维倾斜摄影和地下空间探测，建立了延安市区地上地下一体化全实景真三维模型，提出了黄土高原丘陵沟壑区地上与地下空间、垂向与侧向地下空间协调开发利用方案，改变了传统规划建设理念，并被规划部门采纳，有效缓解城区用地紧张，以及居民建筑与革命旧址争空间矛盾。

南昌市地下广泛分布有易流变砂卵砾石层、软土、红层软岩等不良岩土体，在地铁施工中易引发边坡失稳或坍塌、地面塌陷等事故。针对这一问题，南昌多要素城市地质调查项目基本查明了南昌地区地下60米范围内易流变砂卵砾石层等不良岩土体的分布特征，并探索形成了城市强干扰条件下探测富水砂卵石层的物探方法组合技术，为快速、精细化识别透镜状富水砂层分布特征提供了技术支撑，形成了可推广的城市地下空间探测技术体系。

成都地下空间开发利用面临的突出地质问题是钙芒硝层溶蚀腐蚀导致的地下构筑物基础破坏、地面塌陷。成都多要素城市调查项目结合各类地球物理探测方法的适用性及33个典型示范点的研究成果，梳理出成都市地下空间地球物理组合探测技术，探索形成了成都市多元地质条件、复杂工况条件下0~200米地下空间地球物理组合探测技术方案。

郑州城市地质调查项目以郑州航空港区为研究区，分析海绵城市建设地质条件适宜性，从滞水、渗水、蓄水、净水、危险性等5项指标构建了适用于海绵城市建设的环境地质评价方法。评价结果表明，对地质适宜性较好的地区应以天然海绵体作为城市雨洪调蓄的主体地位，辅以排水和低影响开发工程（LID）等工程措施，构建良性的城市水文循环体系；对地质适宜性较差的地区，则应在强化人工排水管网建设的同时，重点考虑采用低影响开发工程（LID）措施进行补充，减轻城市内涝风险。

雄安新区是启动最早的多要素城市地质调查试点的示范区。随着调查工作的开展，致力于服务城市安全运营的城市地质大数据平台——“透明雄安”数字平台逐渐成形。该平台基本实现了三维地质模型、工程地质模型、含水层模型、地热结构模型的融合显示，以及地下水、地面沉降、水土环境、湿地等监测信息的快速汇聚。尤其值得一提的是，“透明雄安”数字平台与雄安新区数字规划平台有机融合，将地下三维地质结构模型嵌入新区数字规划平台，将断裂、土壤污染、水源地等地质要素列为详细规划的审批性指标，将地面沉降、地裂缝、地热、地下水等地质要素列为详细规划的备案性指标。据悉，“透明雄安”数字平台还接入了“雄安云”，为雄安新区规划建设提供地质监测数据和预警信息服务。

为全国城市健康体检提供技术支撑

习近平总书记指出，城市发展不能只考虑规模经济效益，必须把生态和安全放在更加突出的位置，在生态文明思想和总体国家安全观指导下制定城市发展规划，打造宜居城市、韧性城市、智能城市，建立高质量的城市生态系统和安全系统。党的十九届五中全会强调，优化国土空间布局，推进区域协调发展和新型城镇化，构建高质量发展的国土空间布局和支撑体系，推进以人为核心的新型城镇化。

建立高质量的城市生态系统和安全系统，以及构建高质量发展的国土空间布局和支撑体系，都需要城市地质工作提供更精准的技术服务和数据支撑。为此，中国地质调查局今后将加快推进多要素城市地质调查，选择典型城市开展地下空间资源调查、地质安全风险评估、地质大数据平台建设等示范工作，并建立相关技术标准体系，为全国城市健康体检提供技术支撑。

据介绍，城市地下空间资源调查示范，将在调查三维立体地质结构、探明地下空间地质要素分布状况的基础上，构建高精度三维地下空间模型，评估地下空间资源家底，建立地下空间综合利用体系，实现地下透明化、资源动态化、规划协同化、监测系统化、开发科学化、程序标准化，为地下空间可持续安全利用及规划建设提供决策依据。在示范的基础上，编制城市地下空间资源调查评价技术标准和城市地下资源协同开发调查评价规范，支撑服务自然资源调查监测、国土空间规划、土地用途管制等管理工作。

城市地质安全风险调查评价示范，将以影响城市安全的活动断裂、地面塌陷、水土污染、城市内涝、饮水安全等为调查研究对象，形成高效快速的调查技术方法体系，构建服务于不同用户的成果表达方式；建立基于城市地质安全的防治规划与预警技术体系，研究威胁城市安全的重大地质环境问题风险评估模型，开展城市地质安全风险调查，实施特大城市地质安全风险区划，服务国土空间规划和用途管制，有效防范和化解重大地质安全风险隐患。在示范的基础上，编制城市地质安全调查技术指南和城市地质安全风险评估指南，指导全国大中城市地质安全风险调查评价。

城市地质大数据平台建设与应用服务示范，将着力构建地上地下一体化的“透明城市”信息平台，保障城市运行安全。针对大多城市地质条件不清楚，地下管线分布状况不掌握，地下已有构筑物不明确，采用的建设施工方法不科学等问题，中国地质调查局将构建地上、地下、地理、地质数据一体化的三维可视化和政府辅助决策系统平台，攻关地下空间结构高精度建模技术、跨部门的多源数据整合利用技术，构建城市地质信息有效服务政府管理决策机制，推进城市地下空间资源大数据平台建设与国土空间规划、地下空间资源开发利用、土地出让、执法监管等环节的有机衔接。在示范的基础上，编制城市地质大数据平台建设技术指南，指导全国大中城市地质大数据平台构建。

我国城市地质工作进程

20世纪50年代：

我国城市地质工作起步。

20世纪50～70年代：

围绕城市基础设施建设开展了工程地质、水文地质等基础地质调查，完成了1∶20万区域地质、水文地质等普查工作。

20世纪80～90年代：

主要针对找水或工程建设等开展水工环地质调查，同时根据城市发展需求开展了区域地壳稳定性评价、地下水污染、地面沉降等环境地质调查工作。

1999年：

中国地质调查局成立后，逐渐以具体城市为研究对象开始了综合性的地质调查工作，对全国306个地级以上城市进行了地质环境资源摸底调查。

2003年开始：

中国地质调查局选择北京、上海、天津、广州、南京、杭州等6个城市，开展了以三维地质模型构建为主的城市地质调查试点，建立了三维可视化城市地质信息管理决策平台和面向公众的城市地质信息服务系统，可称为城市地质1.0版。

2008年～2016年：

以中央与地方合作的方式开展了福州、厦门、苏州等城市地质调查，并以城市群为单元，相继开展了京津冀、长三角、珠三角、海峡西岸、北部湾等城市群综合地质调查，进一步从资源、环境等方面拓展了调查内容，基本实现了综合性地质资料的信息化集群化，可称为城市地质2.0版。

2017年以来：

城市地质工作实现重大转折。中国地质调查局与相关省、市政府合作，在21个市（区）开展了多要素城市地质调查试点示范，注重多要素综合调查、全过程支撑服务、多层级协调推进，可称为城市地质3.0版。

延安市沿河两岸垂向地下空间利用模式建议图

雄安新区地热井钻探施工

杭州地表基质层野外调查

在四川宜宾设立的地质灾害普适型监测站

普适型地质灾害监测预警设备

运行可靠 功能简约 精度适当 性价比高 经济实用

雨量计：采用新型光电式、压电式传感器，体积小，维护简单，便于安装。

土壤含水率计：无须标定，探测范围大，采用多参数一体化，可在15分钟内完成安装。

裂缝计：加大量程、窄带物联网和远程控制，设备待机功耗降低50%。

GNSS：精简功能、优化安装方式、解算算法，功耗降低50%，成本降低50%，动态解算精度达到亚厘米级。

倾角计：采用一体化、物联网传输，大幅度降低成本，延长电池供电时限。

加速度计：现重点研究冲击加速度、振动频率变化与滑坡稳定性关系，用于临灾预警定性分析。

党的十八大以来，国家实施防灾减灾救灾新战略，为地质灾害防治工作提供了明确方向——聚焦地质灾害隐患在哪里、什么时间可能发生等关键问题，破解监测预警技术瓶颈。当前，面临地质灾害防治工作新形势，自然资源部中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）在地质灾害监测预警新技术、新方法方面取得新进展。

我国地质灾害监测预警工作取得明显成效

8月初，受“利奇马”台风的影响，我国东部大部分地区迎来暴雨。此时，中央电视台《天气预报》中的“地质灾害风险预报”栏目格外引人注目。这个栏目向全国观众预报近期的地质灾害风险，圈定地质灾害高发区、频发区范围，发出地质灾害预警警报，因为预报及时、分析准确，长期以来广受好评。

2003年，原国土资源部和中国气象局签订了《国土资源部和中国气象局联合开展地质灾害气象预报预警工作协议》，共同开展地质灾害预报预警工作。目前，地质灾害气象预警工作已覆盖全国30个省（区、市）、1660个县（市、区），实现了对区域降雨型地质灾害风险的有效防范，在避险避让工作中发挥了重要作用。

地质灾害气象预警预报工作所取得的成绩只是我国地质灾害预警预报工作的一个方面。我国山体崩塌、滑坡和泥石流易发区面积约为712万平方千米，灾害风险隐患分布广，动态变化，且地域分异性强，监测预警工作是行之有效的避险防范支撑。

当前，我国已在全国地质灾害易发地区，建立了县、乡、村、组四级群测群防体系，对全部已查明隐患点进行简易监测。在三峡库区、汶川地震灾区、哀牢山地区、东南沿海台风暴雨区等地建立了10多处地质灾害专业监测示范区；在重庆、四川、云南、甘肃、湖南、湖北、陕西、贵州、福建等省份，相继组织实施了地质灾害专业监测站点建设。自然资源主管部门会同国务院建设、水利、铁路、交通等部门，指导大中型企业、水力电力、能源、交通等建设单位，落实监测预警责任，实施动态监测，引导全社会协同防灾减灾。

经过多年示范研究与工程实践，我国已初步形成地质灾害监测预警理论技术体系，涌现出一批学术团体与专家队伍，形成了地质灾害监测预警科技支撑体系。

6种单功能普适型地质灾害监测预警设备成功研发

“隐患在哪里？”“什么时间可能发生？”这是地质灾害防治工作的两个核心问题。如何给出这两个答案，需要破解关键技术瓶颈，运用自主研发与集成研发两种科技资源，促进地质灾害专业化监测预警体系建设，提升全社会地质灾害避险防范能力。

近日，中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）联合15个企事业单位共同研发了6种单功能普适型地质灾害监测预警设备。当前，设备已完成室内模拟测试和特定点位野外测试工作。

按照地质灾害监测预警普适性技术装备“运行可靠、功能简约、精度适当、性价比高、经济实用”的定位，在确保仪器可靠性与精度需求的前提下，重点推进“提高可靠性，提高设备集成度和新技术应用，降低功耗，降低成本”的研发目标，中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）联合有关企事业单位，推进并完成了雨量计、土壤含水率仪、裂缝计、GNSS卫星定位系统、倾角计和加速度计6种设备与多参数一体化设备研发，制定了1部标准，建立了1个平台，形成智能感知、前后联动、实时预警的监测预警系统。

6种普适型仪器设备应用低功耗局域网、窄带物联网等传输技术，实现了低功耗与稳定通信。

传统的翻斗式、虹吸式雨量计发展已经较成熟，并且精度高，但是由于体积大，实施难度较大，需要定期维护。最新研发的雨量计采用新型光电式、压电式传感器，体积小，维护简单，便于安装。

土壤含水率计主要通过实时观测不同深度松散土体的体积含水量情况，由介电常数来反映土体湿度变化。传统的土壤含水率计需要标定、探测范围小、安装维护难度大。最新研发的土壤含水率计无须标定，探测范围大，采用多参数一体化，并且可在15分钟内完成安装。

传统的裂缝计量程短，采用分体式设计，故障率高。最新研发的设备加大量程、窄带物联网和远程控制，设备待机功耗降低50%。

传统的GNSS已较成熟，且功能多，但是安装复杂、综合成本高。最新的设备研发精简了功能、优化了安装方式、优化解算算法，研发成果功耗降低了50%，成本降低50%，动态解算精度达到亚厘米级。

倾角计是通过微机电系统传感器测量三轴方向上的角度变化，体积小、功耗低。传统的倾角计采用分体式、成本高。最新研发的倾角计采用一体化、物联网传输，大幅度降低了成本，延长了电池供电时限。

加速度计是通过微机电加速度传感器测量目标对象在三轴方向上的冲击加速度与振动频率，现重点研究冲击加速度、振动频率变化与滑坡稳定性关系，用于临灾预警定性分析。

此外，在前期地质灾害防治工程行业协会已颁布的团体标准《地质灾害监测通讯协议》基础上，增加了新型传感监测设备定义及监测数据格式，规范了传感器—遥测终端的数据通讯协议，以及遥测终端—物联网平台的数据通讯协议，并将其推进升级为行业标准。依据《地质灾害监测通讯协议》开发的“地质灾害监测预警物联网平台”，实现了数据实时传输，保障了多类型设备快速接入、分析预警及“国家—省—市—县”四级数据联通。

地质灾害监测预警技术研发仍面临重重挑战

标准规范依据不足。当前，我国地质灾害防治工作已经形成了基本的标准体系，近年来中国地质灾害防治工程行业协会牵头编制发布了三大类100余项团体标准。但由于地质灾害技术装备多是专业性非标设备，现有标准尚不能很好地指导监测预警研发工作。

社会协同创新不足。防灾减灾具有公益属性，现有科技支撑与研发体系相对集中于公益性事业领域，对技术溢出、产品推广、标准化生产以及成本控制不熟悉，社会力量参与不够，导致研发资源分散或分工不明确，性价比不能适应防灾减灾实际需求。

集成功效发挥不足。现有研发知识结构相对集中在某些领域，缺乏学科交叉驱动下的理论创新与方法创新，技术溢出效应不足或缺乏分级分层次的技术融合；不同技术单元或传感器之间有机联系不足，缺乏集成创新，制约着整体预警功效的发挥。

预警响应机制不足。2010年甘肃舟曲特大山洪泥石流灾害、2012年四川白鹤滩泥石流灾害、2014年重庆武隆滑坡灾害、2017年贵州纳雍张家湾崩塌灾害等相关监测预警教训表明，由于缺乏精准的预警模型与有机联系的响应方案，导致避险准备不足，浪费最佳撤离时机，影响避险成效。

面临重重挑战，地质灾害监测预警技术研发的脚步更不能停歇。6月起，中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）在西南山区、东北山区、西北黄土高原等地区陆续开展了地质灾害监测预警普适型仪器的示范应用，经过一个完整水文年后，将进行效果评估与优化改进。以此为基础，计划在3年完成5万处以上普适型仪器安装。接下来，中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）将继续完善“物联网”平台建设，继上述6种仪器设备外，年内将完成智能成像雷达和快速布设仪器2种设备样机的研发工作，并发布《地质灾害监测通讯协议》行业标准。

大陆科学钻探工程（松科二井）完井暨学术研讨现场会现场。 （资料图片）

7018米！5月26日，我国在松辽盆地实施的全球首个钻穿白垩纪陆相地层钻井——“松科二井”完井，一举成为亚洲国家实施的最深大陆科学钻井

上天入地，人类对于未知世界的探索从未停止。近日完井的“松科二井”成功创造了深部钻探4项世界纪录，这意味着，我国“向地球深部进军”取得了又一重大进展。

在地球深处打孔绝非易事

为更加深入地了解地球内部结构，人类从20世纪60年代起，开始科学钻探，期间遇到了一系列世界难题

凡尔纳著名的科幻小说《地心游记》，描绘了主人公在地心游历的神奇经历。但目前而言，要想更深入地了解地球内部结构，最直接有效的方式就是打一口科学钻探井，让人类的视线范围能够深入到地球内部。

科学钻探始于20世纪60年代，分为大洋钻探和大陆钻探，已有许多国家在洋底和大陆打了近百口深浅不一的科学钻孔。根据钻孔的深度，可分为浅钻（小于2000米）、中深钻（2000米至5000米）、深钻（5000米至8000米）和超深钻（大于8000米）四级。

最早进行大陆钻探的国家是前苏联，全世界最深的钻孔也在前苏联，是位于贝加尔湖的科拉超深钻孔。这个超深钻孔从1970年开钻，钻探了将近20年，在1989年到达距地壳12262米的深度，成为目前地球上最深的“地眼”。

但是，由于科拉钻探的科学目标不明确，欧美科学家更喜欢举世闻名的德国KTB深层岩芯项目（1987至1994年）产生的数据。KTB是德国在德国中部进行的大陆科学钻探，重点研究大陆中、下地壳，工程历时近15年，最终孔深达到9101米。来自12个国家的400多位科学家在此执行了200多项地学研究项目。

我国的“松科二井”于2014年4月开钻。中国地质调查局副局长李金发说，“我们最终打到了7018米，穿过了整个白垩纪地层。利用获得的岩心，我国科学家们在全球首次实现了对白垩纪最完整、最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画”。

要知道，这绝非易事。往地壳深处钻探，会遇到一系列世界难题。首先，在高温高压的地下环境下，能否确保钻机的配件和电子元件正常工作。其次，在高温高压条件下，井壁岩石容易破碎，会造成井壁垮塌、卡钻等井下事故。此外，地质学家要求自井深2865米至井底连续采取岩心用于研究，这需要保证取出的深部岩心完好无缺。所以，表面上看是打一口井，实际上却是在考验一个国家的经济实力、基础工业实力和整个科技的发展水平。

“松科二井”现场副总指挥朱永宜表示，经过艰难攻关，“松科二井”工程攻克了超高温钻探和大口径取心等关键技术难题，获取了415万组24TB的深部实验数据，创造了311毫米大口径连续取心最长、3种不同口径单回次取心最长4项世界纪录；在世界上首次研发并成功应用大口径一次取心成井等技术，将钻进速度提高了2倍；还成功研发了抗高温钻探技术，创造了国内最高温度（241℃）条件下钻进的新纪录。

恐龙时代的旅行

在白垩纪，恐龙曾一度成为地球霸主。而实施“松科二井”的最主要目的，是要探究这一时期内重大地质事件、烃源岩的生成与古环境和古气候变化的奥秘

作为地质历史中典型温室气候时期的代表，距今6500万年至1.45亿年的白垩纪是地质记录保存最为完整的时期。那个时候，恐龙曾一度成为地球的霸主。

中国科学院院士、“松辽盆地大陆科学钻探工程”首席科学家王成善说，实施“松科二井”的最主要目的，就是要探究白垩纪时期内重大地质事件、烃源岩的生成与古环境和古气候变化的奥秘。所以，它被国际科学界称为恐龙时代的旅行。

白垩纪既是恐龙的大繁殖时期，也是它们发生大灭绝的时期，要解开白垩纪的谜团，必须整合研究陆相沉积记录。作为世界上发育时间最长的陆相湖泊盆地，松辽盆地有着完整的演化历史——8000万年的历史，4000米厚的白垩纪连续沉积地层，这些集聚着历史痕迹的数字背后，是那个时代遗留给人们的馈赠。由于松辽盆地的地层中保存了最能反映全球或局部气候变化与环境的高分辨率沉积记录，因此，它成为开展白垩纪陆相沉积研究的理想对象。

凭借“松科二井”获取的连续完整地质记录，我国首次重建了相对连续的白垩纪—古近纪界线附近的陆相气候记录。根据记录可以看出，由于大规模火山喷发导致剧烈的升温和二氧化碳浓度上升，造成了松辽盆地中的部分物种，包括恐龙的灭绝。在随后的短时间内，小行星的撞击使原本不稳定的生态系统发生崩溃。

专家表示，“松科二井”通过首次实现对白垩纪最完整、最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画，建立了白垩纪的重要地质历史档案，为研究白垩纪古气候演变提供了重要科学依据，证实了气候快速变化是导致恐龙灭绝的诱发因素，这对于研究和预测未来全球气候变化意义重大。

探索油气资源接替潜力

在松辽盆地深部凹陷带3350米以深地层中，地质学家证实了该地区深部存在有利的页岩气层系，这将为我国在该区域实现深部能源勘查向页岩气勘查拓展，提供重要依据

“松科二井”所在的松辽盆地是当今世界最大的典型陆相沉积盆地之一，也是我国最主要的含油气盆地，保存了白垩纪最完整、最连续的陆相地层。正是在这里，诞生了著名的大庆油田。目前，大庆油田开采的油气资源深度大约在3000米以内。

而此次“松科二井”钻井深度达到7018米，在松辽盆地深部凹陷带3350米以深地层中，地质学家发现了页岩气气测异常43层，累计厚度102米；其中，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77。由此，完整揭示了深部页岩气资源的潜力，证实了该地区深部存在有利的页岩气层系，将拓展我国深部能源勘查开发的新空间。

专家表示，这将为我国在这一区域实现深部能源勘查向页岩气勘查拓展，提供重要依据。

同时，“松科二井”还首次发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层。在井深4400米至7018米，科学家发现了温度150℃至240℃的高温干热岩体以及2层含高放射性元素的异常地层，其热流值为84毫瓦/平方米，展示了松辽盆地具有良好的地热能开发应用潜力。

目前，人类对于干热岩的开发利用主要集中在发电领域——利用干热岩发电技术可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响，且不受季节与气候制约。据科学家们的保守估计，地壳中干热岩（通常指3千米至10千米深处）所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍，若能开采出2％，就相当于我国2010年全国一次性能耗总量（32.5亿吨标煤）的5300倍。

同时，“松科二井”项目的推进，建立起我国地层对比的“金柱子”，创建了完整的松辽盆地陆相层标准剖面，为发展我国区域性和全球地层对比研究提供了重要的陆相“标尺”。同时，“松科二井”还建立了松辽盆地演化新模式，揭示了松辽盆地深部地质构造特征，发现了古大洋板块俯冲、聚合的深部证据，构建了盆地早期基底双向汇聚、后期伸展反转的陆地盆地演化新机制，为松辽盆地成因再认识及深层油气勘探提供了理论指导。

人类对地球的探索永无止境。相信在科学家们的不懈努力和探索下，我们未来将会打通更多探秘地球深部的通道，了解更多的地球奥秘。

在系统分析评价我国固体矿产勘查工作中矿石加工技术性能试验研究程度现状及存在问题的基础上，经过广泛的调查研究、分析论证，提出了符合国情的《矿产勘查矿石加工技术性能试验研究程度要求》（征求意见稿），研究成果为规范矿产勘查工作中矿石加工技术性能试验研究程度奠定了基础，这是孙传尧院士等专家组近日在国土资源部矿产资源储量评审中心组织的结题验收会上，做出的终评结论。

该课题是国家专项“国家矿产资源储量技术标准体系建设之共生伴生矿产综合勘查评价研究”下的《矿产勘查矿石加工选冶技术性能试验研究程度要求》课题任务。子项目承担单位为国土资源部储量评审中心，课题承担单位为中国地质科学院矿产综合利用研究所，课题协作单位为武汉理工大学。课题组在系统分析评价我国固体矿产勘查工作中矿石加工技术性能试验研究现状及存在问题的基础上，对矿产勘查各阶段、不同矿床规模和矿石加工难易程度的矿石加工技术性能试验研究程度进行了明确的规定；强化了工艺矿物学等相关要求；提出了多种非金属矿产工业用途物化性能的测试项目。为完善国家矿产资源储量技术标准体系和规范矿产勘查工作中矿石加工技术性能试验研究程度提供了依据。

提交的《矿产勘查矿石加工技术性能试验研究程度要求》（征求意见稿），对尚不明确的矿石加工难易程度进行了明确的定义，对以前相关标准中尚未作要求的工艺矿物学研究和非金属矿物化性能测试进行了明确的要求。该行业标准技术要求系统全面，实用性强，为进一步提高地质勘查工作质量，合理利用矿产资源奠定了技术基础。

专家组听取了课题组工作汇报，审阅了相关资料，通过质询和讨论，专家组一致同意通过课题审查验收。