吕庆田作学术报告

“地球物理”四个字对于吕庆田来说，有一种特别的意义。

1981年，在老师的建议下，懵懵懂懂的他来到了长春地质学院，开始了应用地球物理专业的学习。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，从一名实习研究员干起。从此，便是大半生无怨无悔地付出。

寻找深部资源宝藏

深入地球内部是人类一直以来的梦想。然而，想要了解地球深部，却是异常艰难。厚厚的固体地球介质、复杂的地质条件，挑战着人类的认识的极限。了解地球深部如此艰难，我们为什么还要进行深地探测？

在吕庆田看来，两大因素促使我们必须探测深部。

其一，国家资源保障的现实需求。地表或浅层矿产发现的机会越来越小，立足国内，实现资源自给，资源勘查必须要往深走。向深部要资源能源，提高资源储备、缓解资源能源紧缺，是保障国家安全和可持续发展的战略选择。

其二，认识地球深部运行规律。“金属的富集及矿床的形成、地震的发生、山脉的隆升等，最终还是受地球深部各种物理、化学和动力学过程的控制。目前我们对这一复杂的过程尚不十分清楚。只有通过对重要成矿带、地震多发区进行精细探测，就像‘CT’扫描一样，才能逐渐揭示地球深部的‘庐山真面目’。”吕庆田说。

在国家重大需求和科学探索双重背景下，近20年来，吕庆田和他的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。

“以往认为，成矿作用大都发生在板块边缘，与板块边缘造山密不可分，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。”吕庆田和他的团队经过不懈努力，在长江中下游成矿带发现了独特的地壳和上地幔结构特征，发现了大陆内部块体边界控制岩浆—流体活动的反射地震证据，建立了陆内成矿的深部动力学模型。

在矿集区深部结构和成矿过程方面，他们发现了壳/幔边界基性岩浆底侵的反射地震证据，提出了“多级岩浆系统”结构模型；发现了隐伏在庐枞火山岩之下的两个侏罗纪盆地；精细刻画了庐枞、铜陵等多个矿集区的精细结构和断裂系统空间展布，对认识成矿过程意义重大。

“我们认为，这些发现可以诠释为什么在长江中下游这个狭窄的带内，形成近百个大中型金属矿床。与板块边缘成矿类似，大陆内部在远程应力的作用下，在组成块体之间也可以发生大陆俯冲，俯冲导致壳幔强烈相互作用，最终沿块体边界形成大陆内部的巨型成矿带。”吕庆田说。

如何开展深部找矿，这是吕庆田及团队面临的另外一个重大现实问题，目前国内外尚没有现成的经验可以借鉴。他们认为，与地表找矿类似，深部找矿必须先搞清楚地下三维结构，即了解地层、岩浆岩和构造的空间分布。经过反复探索，他和他的团队提出了地质信息约束下的重、磁三维地质建模技术，初步实现矿集区的“透明化”。

通过研究和探索，吕庆田和项目组提出了基于三维结构、区域成矿模式和示矿信息的“三元”深部找矿方法，并利用这一思路在新疆、长江中下游多处取得深部找矿突破。比如，在新疆伊吾县拉伊克勒克戈壁滩发现了隐伏大型斑岩—矽卡岩矿床，获得333﹢334铜资源量101.5万吨，预测该矿床具有超大型铜矿远景。

长江中下游成矿带多尺度深部探测试验，形成了一套解剖大型成矿带成矿系统结构的技术解决方案，发展了多种地球物理数据处理与解释技术，为国家“创新2030—地球深部探测”重大项目的实施提供了技术储备。

创新深部资源探测技术

如何“看透”地球内部，精准发现深部资源，技术创新最为关键。

“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。

面对我国矿产勘查技术在探测深度、精度和分辨能力等方面与国外差距较大的现状，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“深部矿产勘探技术”重大研发任务。

研发团队克服重重困难，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，技术指标总体接近或局部超过目前国际先进水平。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，研制出了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。

“这一轮的勘查技术研发，使我国在地球物理勘查技术领域极大缩小与国外的差距，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。

向地球深部进军

几十年的不懈努力和学术积累，吕庆田及其团队取得了丰硕成果，收获了不少荣誉。先后获得国家科技进步一等奖、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；入选新世纪百千万人才工程国家级人选。他带领的深部资源探测研究团队入选自然资源部高层次科技创新团队。此外，他还为国家培养了一批深部资源探测人才，为深部资源领域的研究和调查作出了突出贡献。

“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”，这是习近平总书记在2016年5月30号“科技三会”上发出的号召。

“相比于西方国家，我国的深部探测工作起步较晚，在探测技术和实际探测覆盖面积方面与西方国家差距较大，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。”吕庆田说。

当前，我国正在酝酿启动“创新2030—地球深部探测”重大项目。未来，我国的地球深部探测将紧密围绕国家资源能源重大需求，瞄准国际地球科学前沿进行布局。

“入地中国梦”的大幕刚刚拉开，向地球深部进军即将全面启动。吕庆田及团队正在积极准备，迎接未来更大的挑战。

虽然人类直接钻探深度在不断加深，但与6000多公里的地球半径相比，我们还仅仅只停留在地球的表皮。如何拓展深部空间，认识地球深部运行规律，发现更多的资源，是吕庆田毕生的奋斗方向。

7月7日，国土资源部中国地质调查局在湖北宜昌鄂宜页1井页岩气调查重大突破成果研讨会上透露，中国地质调查局部署实施的鄂宜页1井，在地层形成于约5亿年前的寒武系水井沱组，获得了6.02万立方米/日、无阻流量12.38万立方米/日的高产页岩气流，并首次在形成于约6亿年前震旦系陡山沱组发现页岩气藏——迄今全球发现的最古老地层中的页岩气藏。

这是世界页岩气勘查史上的一个重大突破——在排液仅40分钟，鄂宜页1井就形成高产气流并点火成功。鄂宜页1井，成为我国中扬子地区首次获得页岩气工业气流的参数井，也是迄今世界上在最古老地层中获得页岩气重大发现的参数井。鄂宜页1井，还标志着我国南方老地层的页岩气勘查在中部率先实现了突破。

长江经济带主要油气、页岩气田分布示意图

鄂宜页1井压裂施工现场技术研讨

①半个世纪的梦想终成真 

“鄂宜页1井的突破，圆了中国地质人半个多世纪的梦想。”中国地质调查局武汉地调中心主任姚华舟说完，介绍了地质人在南方寻找油气资源的艰辛历程。

在地质学中，与华北板块相对应的南方大陆叫扬子板块。其中,四川盆地以东的渝东、湖北、湖南及江西的一部分被称为中扬子。新中国成立后，华北板块上的油气勘探突破接踵而至，可扬子板块除了在上扬子的四川盆地内部找到普光、元坝、安岳气田，在四川盆地周缘的川东及川南地区获得页岩气突破外，中、下扬子一直没有大的发现。

怀着找油找气的梦想，自1958年开始，地质人年复一年在中扬子地区深耕细作。但无奈这里地质条件太复杂，总的成藏条件不是太好，油气勘探一直没有大的进展。

“有人形象地把中扬子地区比喻为摔在地上还踹了一脚的玻璃块。”中国地质调查局李四光学者、武汉地调中心油气资源室主任陈孝红说，“中扬子虽然被人们视为一个完整的板块，但其实是被秦岭—大别造山带与江南—雪峰造山带挤成的碎玻璃块。”

“尽管如此，地质人始终没有放弃在中扬子寻找油气资源的梦想。”姚华舟说，在经过半个多世纪的艰苦探索后，地质人对中扬子地区海相层系成藏条件、盆地的构造演化、构造圈闭类型等形成了一系列新认识，认识到黄陵基底等对于区域构造格架的稳定作用。特别是在油气调查类型上，实现了由单一找常规油气向常规油气与非常规油气并重的转变，从而在鄂宜页1井实现了页岩气勘探的重大突破，圆了地质人半个多世纪以来的梦想。

②变顺藤摸瓜为寻根究底 

谈到突破，武汉地调中心鄂宜页1井项目部的刘安、张保民、罗胜元、李海、张国涛、危凯、曾雄伟、李培军等一帮年轻人说，关键就是找矿思路由原来的顺藤摸瓜变为现在的寻根究底。

他们介绍说，常规油气找矿理论可概括为生、储、盖、移4个字，即确定油气生成地层后，再找油气的运移通道和有良好盖层的储存空间。而页岩气则属于生成后原地保存的天然气，不用考虑运移通道因素。

依据这一原理，武汉地调中心在一开始就形成了独具特色的页岩气勘查模式，即在勘查团队组建上，选择与油气资源生成密切相关的地层古生物研究室为主体，再根据工作需要不断引进和补充油气地质研究人员；在研究思路上，坚持从基础地质调查做起，以坚实的地质调查为基础，从一大堆碎玻璃片中找出相对较大的碎玻璃块。

“这个勘查模式更显示了生物生油理论与勘查单位优势学科有机融合的魅力。”姚华舟说。

原来，武汉地调中心自1962年成立后，一直以中扬子地区地层、沉积、构造等基础地质研究为主，以宜昌黄花场“金钉子”剖面、关岭生物群等为代表的地层古生物研究更是在全球享有盛誉。页岩气赋存在富有机质页岩中，而页岩往往富含生物化石，是地层古生物学家的重要研究对象。这些因素无缝对接，为中扬子页岩气勘查新模式的形成创造了条件。

从2007年开始，武汉地调中心承担的《雪峰山西侧地区海相油气地质调查》《中南地区非常规油气形成地质背景与富集条件综合研究》《中南地区页岩气调查评价》《中扬子地区页岩气基础地质调查》等油气、页岩气研究项目硕果频出，和页岩气相关的新认识也逐渐清晰：宜昌地区在寒武纪早期处于台棚过渡相带，富有机质页岩的厚度较大，往往能达到数十米至上百米，页岩富含有机质，生烃条件好；宜昌地区发育古老的结晶基底，在印支期以来的构造运动中相对稳定，地表地质调查和地震剖面解释断裂不发育，页岩气保存条件好；宜昌黄陵古隆起属于继承性古隆起，长期隆起致使寒武系水井沱组页岩的热演化程度相对较低，页岩气形成的时间晚，气体逸散时间相对坳陷区短，有利于页岩气富集；宜昌地区大面积寒武系水井沱组、志留系龙马溪组页岩埋深在1000~3500米，地层倾角一般在10°以下，有利于部署页岩气地质井和参数井……

对这些专业表述，陈孝红用3个比喻进行了解释：宜昌是华南的“根”，基底是30多亿年前的太古代地层；宜昌是生命的“源”，是华南最早的海底多细胞生物分布区，为油气成藏提供了丰富的物质来源；宜昌是恐龙的“家”，侏罗纪和白垩纪地层为油气的保存盖上了厚厚的被子。

“良好的刚性基底、完整的沉积盖层、丰富的烃源岩，使宜昌成为油气成藏的有利地区。”陈孝红说。

在这些新认识指导下，新的勘查模式率先在宜昌开花结果。2015年，武汉地调中心在宜昌点军区车溪和远安县石桥部署了两口页岩气调查井，在中扬子地区寒武纪、志留纪系地层进行页岩气调查。

2016年4月28日，鄂宜页1井正式施工，开启了宜昌地区寒武系页岩气的系统评价。2017年1月22日，在鄂宜页1井评价基础实施侧钻水平井，4月13日进入压裂试气阶段，5月11日，压裂液返排开始。

“排液40分钟时，监测人员抱着试试看的心态将火种伸向排液口，没想到一下就腾起近1米高的火焰。”承担压裂任务的中石化江汉油田页岩气开采服务公司总经理袁发勇说，而且这还是在气液尚未分离、排液孔口径10毫米的情况下实现的。

③创新助推梦想启航 

“鄂宜页1井创造了我国页岩气勘查的多个第一。”中国地质调查局油气咨询专家乔德武兴奋地告诉记者：“第一次在复杂构造区的寒武系老地层中找到高产页岩气工业气流、第一次在中扬子地区采用水平井压裂、第一次在中扬子地区使用国产桥塞……”

“能实现这么多第一，还在于我们贯彻了分工合作、有机整合、成果共享的市场化条件下科技创新机制。”武汉地调中心副主任张旺驰说，这也可以看作是新的勘查模式的一大特色或内容。

在项目实施过程中，武汉地调中心在坚持地质理论、认识创新的同时，还同工程施工单位一起深入研究工程施工中技术工艺的创新。如在直井施工中，武汉地调中心地质人员与核工业216大队技术人员一起，通过技术工艺创新解决了施工中遇到岩性复杂井斜控制难、高演化页岩解气精度不高等难题，使完钻后的鄂宜页1井井眼直，固井质量好，目地层定位准确，为水平井准确入靶和完井作业奠定了良好的基础。

“特别值得称道的是江汉油田页岩气开采服务公司。他们宁可自己经济上吃亏也坚持为地质服务。”张旺驰介绍说，在水平井施工前，页服公司技术人员研究主压裂层的剖面图后发现，页岩层呈北东—南西向以8~10 度的倾角展布，若水平井向北东方向施工，压裂后排放压裂液时就有一定的势能可以利用，既不用再上工程手段增加排液费用，还会节约排液时间降低总体费用。但当地质人员提出下倾角下方的页岩层赋气性更好时，总经理袁发勇当即表示：“朝最好的页岩层打钻，排液不畅就上手段！只要能打出高产气流，我们亏的钱就当是对中扬子油气大突破的贡献！”

地质与设计施工单位融合创新，带来了一系列对中扬子板块油气勘探突破具有现实借鉴意义的成果：

创新地质与工程联合攻关的地调项目工作新模式。坚持以实现产能最大化的地质目标为导向，地质设计与工程施工一体化；强调钻完井工程的目标整体化下各个施工环节工作目标责任制以及无缝对接管理。制定了工程设计和施工过程考核与最终地质目标相结合双重目标责任制考核方法。建立了以地质目标引导过程考核，以过程严格考核促进地质目标实现的目标责任制考核管理方式。

创新低勘探程度地质工程一体化技术。提出了低勘探程度复杂构造条件下“精细描述—技术研究—工程设计—组织实施—综合评价”地质工程一体化技术，集多学科气藏研究、全方位项目管理及钻完井设计施工于一体，攻关形成了适应寒武系页岩储层特征的钻完井一体化工程技术系列。

创新构造复杂区低勘探程度定录导一体化技术。提出了低勘探程度构造复杂区分段分级控制、井震剖面对比—计算—预测—调整地质导向方法，优化设计了变曲率渐增式五段制井眼轨道，优选出精准导向钻具组合和钻进参数，创建了定向+录井+地质导向联合工作模式，形成了构造复杂区低勘探程度定录导一体化技术。

创新复杂地质条件下高位垂比长水平段井壁稳定技术。研制了低温乳化剂、润湿反转剂、降滤失剂，自主研发了低温防垮塌油基钻井液体系，创新提出了全过程井壁稳定预控模式，形成了复杂地质条件下高位垂比长水平段井壁稳定技术，解决了寒武系页岩层长水平段水化失稳难题。

创新常压低温高钙质高应力差页岩储层改造技术。在国内率先提出了常压低温高钙质高应力差页岩储层“主缝+复杂裂缝”改造思路，评价分析了寒武系常压低温页岩储层“六性”特征及其改造效果影响因素，建立了寒武系常压低温页岩储层复杂缝网评价方法及模型，优化了支撑剂组合方式、射孔方式、泵注程序等施工工艺。

创新低温低伤害页岩气压裂液体系。研制了低温破胶剂、减阻剂、稠化剂、助排剂，自主研发了低温低伤害FLICK滑溜水和低温低伤害LOMO胶液体系，有效提高了常压储层压裂液返排率，减少了储层伤害，打破了国外技术垄断。

鄂宜页1井的突破，增添了企业在中扬子的油气勘探信心。现在，中石油已在相邻区块内完成300平方公里的三维地震，并已部署一口评价井；中石化则拟直接利用尚在压裂试气中的鄂宜页2井的资料和经验，在进行充分准备后直接进入开发。

④为了梦想衣带渐宽终不悔 

“鄂宜页1井的突破，离不开项目组全体人员付出的泪水、汗水和心血。”武汉地调中心党委书记胡茂焱动情地说，“为了找到扬子板块油气资源勘探的突破点，为全面突破提供科学理论和实践经验，项目组的同志只得将对家人的愧疚深压在心底。他们无愧于中国地质人的称号！”

这个团队在陈孝红、王传尚的带领下，用一个个创新性成果回报了家人对自己的支持与理解：

以这一项目为平台，陈孝红修订了宜昌地区寒武纪、志留纪地层格架，建立了宜昌地区寒武纪镶边碳酸盐台地边缘沉积相模式和志留纪前陆盆地沉积相模式，发现了寒武系、奥陶系甲烷渗漏证据以及古地理、古环境和古气候变化及其对页岩气储层的制约关系，为页岩气有利区优选、井位部署提出了科学依据。

王传尚提出了宜昌地区页岩气具备多层系立体勘探潜力的认识，为页岩气参数井的部署提供了依据。

刘安通过项目实施查明了寒武系页岩气地质条件，获得了含气性参数，圈出了远景区。通过古流体研究，分析了中扬子重要圈闭构造的油气保存条件，明确了宜昌地区古流体演化过程与页岩气富集的关系。

张保民通过深入研究，精细刻画了宜昌斜坡带寒武系富有机质页岩的发育层位，明确了页岩的古地理分布特点，结合二维地震资料的分析解释，深化了宜昌斜坡带地层、构造以及古地理的认识，圈定了宜昌地区寒武系页岩气有利区。

张国涛在全面收集、整理和分析中扬子地区震旦系和下古生界页岩有机地球化学特征后，编制了中扬子地区震旦系和下古生界各页岩的厚度、有机碳含量、成熟度等有机地化参数等值线图，圈定了中扬子页岩气远景区。

罗胜元通过对中扬子复杂构造区页岩气形成富集机理的系统研究，提出宜昌斜坡区所处的黄陵古隆起对页岩气的形成和聚集有优越控制作用，是寒武系页岩气有利勘探区的认识……

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。项目组成员表示，今后，他们将继续发扬拼搏、奉献、创新的精神，为实现中扬子油气资源的全面突破继续努力。

烈日炎炎似火烧，云朵淡淡如水洗。在黑龙江省五大连池、吉林省查干湖、辽宁省卧龙湖的水面上，活跃着这样一支支引人注目的小分队：他们身着地质服，腰挎救生圈，手持测深仪，量边界、测湖深、采水样……这是中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心东北平原与山地湖区湖泊调查项目组开展野外现地调查时的情景。

永葆自信心，坚守一个“行”字

2022年10月，哈尔滨中心立项承担东北平原与山地湖区湖泊调查项目。开展该项目，是系统掌握湖泊资源家底的有效路径，主要通过遥感解译、实地调查等方式全面准确掌握湖泊生态环境变化的基础信息，形成区域内湖泊调查系列成果，从而支撑水资源调查与确权登记管理，提升国家水安全保障能力。

首次承担湖泊调查任务，项目组成员心里都没底。“我们以前主要从事陆地找矿勘探，如今去水上搞调查，能行吗？”“湖泊上开展调查，采集的数据能准吗？”“水上作业能保质保量完成任务吗？”

面对成员们的质疑和自馁，项目负责人黄继民第一时间召集成员鼓劲加油。“不会可以学，不懂可以问。何况有前人的基础资料，咱们有能力有精力有干劲，没有什么可畏惧的，我们一定能行！”动员会结束后，项目组所属的资料收集小组、对外联络小组、文字起草小组摩拳擦掌，成竹在胸。

经过一个多月的共同努力，项目组先后收集《中国湖泊志》《中国湖泊概论》《中国湖泊资源》和《中国五大淡水湖》等专著以及中国湖泊数据库等众多有关湖泊的前人成果。同时，项目组与黑龙江、吉林、辽宁省自然资源厅，松原市自然资源局、鸡西市自然资源和规划局，查干湖旅游经济开发区、兴凯湖风景名胜区、五大连池风景区管委会等单位积极对接，并得到地方政府和相关单位的鼎力支持，曾经一度担心的基础信息获取难、外部关系协调难、调查船只保障难等问题迎刃而解。由于前期准备细致、论证充分，项目实施方案于2023年3月一次性通过了专家组评审。

永葆责任心，坚守一个“精”字

湖泊作为一种与人类生存和发展密切相关的独特资源，在供水、防洪、航运、养殖、旅游及维系区域生态平衡等方面发挥着巨大作用。项目组成员深知从事湖泊调查的重大意义所在，责任感、使命感、自豪感日益增强。特别是2023年7月中旬，全国生态环境保护大会召开后，更是引起了项目组全体成员的高度关注。调查小组组长柳立业激动地说：“湖泊调查工作是在直接参与生态环境保护和美丽中国建设，我们一定做精做细，用精准的调查成果服务生态文明建设。”

2023年3月，在中国科学院南京地理与湖泊研究所举办的全国湖泊水资源调查技术培训会上，项目组选派的10名学员个个收获满满。野外作业开展前，项目组13名成员每天加班到深夜，查数据、搞研讨。项目展开后，项目组第一时间邀请相关专家以2个湖泊为例，全流程现场实操，成员边学边问、边问边记，短短几天便熟练掌握了调查方法。

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项目组在调查五大连池时，因湖泊边界高低起伏，且周围是清一色的火山岩，最热时温度超过50摄氏度，如同炙烤一般，几天下来，调查人员的脸部、背部被晒破了皮，疼痛难忍。在调查新荒泡时，正值三伏天，厚厚的救生衣透不过气来，调查人员身上一片片地长痱子，在汗水的浸泡下，奇痒无比。7月中旬，第三小组在吉林省查干湖开展调查作业，在整理数据时发现一组测深数据异常，成员们顾不上白天的辛苦，连夜分析数据异常原因，最终分析判断是由于当天风浪引起船舶颠簸造成的数据错误。第二天一大早，成员们再次登船，对数据进行重测，重测的测量数据结果显示正常。在野外实地调查中，像这样为了一个数据而“返工”的情况时有发生。“即使再苦再累，我们也不能让一个数据有问题，必须坚守初心干好良心活儿。”黄继民斩钉截铁地说。

付出终有回报。2023年8月，哈尔滨中心组织的中期质量检查验收中，该项目被评为“优秀”。

永葆警惕心，坚守一个“稳”字

“东北地区湖泊特点是多、散、险，富营养化情况普遍，水草繁茂，个别湖泊还有隐藏洞穴，调查难度大，潜在风险多……”中国科学院南京地理与湖泊研究所专家的告诫时时回响在项目组成员的耳畔。2023年，项目组需对400余个1平方千米以上自然湖泊开展遥感解译，对30个重点湖泊开展水下地形调查和水质分析，调查任务重，质量要求高，安全隐患多。

“湖泊调查的安全风险无处不在，只有认真遵守《水上作业安全管理规定》，严格执行《湖泊水资源调查技术指导手册》，才能安全、高效地完成调查任务。”项目组安全员战勇说。

天气晴好，微风徐徐，野外调查难得赶上这样的好天气。第一小组的组员早早地收拾装备，直奔月亮泡。路上，党支部副书记王瀚然像往常一样，一遍遍地叮嘱安全注意事项。“组长，你说的这些我都能背下来啦。”驾驶员杨德福开玩笑地说。“这是我们的每日安全餐，晚上还有一顿呢。”组员林祥朋调侃道。

出队以来，项目组坚持以保障人身安全为底线、质量安全为核心，始终将制度规定挺在前。结合日常实践，他们编写了20字箴言：雷声响起、四级风到、中到大雨、不穿红甲，禁止上船。目的就是让调查队员记住：湖面上空打雷、超过4级的风、降雨超过中雨、不穿救生衣，只要符合其中一条，坚决禁止上船作业。经过项目组的不懈努力，截至目前项目组已安全地完成了3500平方千米的遥感调查和21个湖泊的水下地形调查。

雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。下一步，项目组将继续发扬新时代地质文化精神，全力做好湖泊调查工作，用精准的数据、创新的成果，服务国家生态文明建设和自然资源管理。

土壤资源的前世今生

郭俊刚 赵恒勤

前世

你可知道，松林下松软芬芳的泥土和坚硬巨大的岩石原来是一样的呢。大自然鬼斧神工，又历经数亿年，悄然将坚硬的岩石变成了肥沃的土壤。

早在几十亿年前，地球的表面都是岩石。地壳表面裸露的岩石，受到风力和水力的侵蚀，在物理、化学、生物、气候等多种因素综合作用下，逐渐被破碎和分解。山一样大的石头变成了小块，小块又变成了细粒。在岩石由大变小、由粗变细的过程中，不仅仅是个头变化了，同时岩石也变成了一种叫“成土母质”的物质，这个过程就叫作风化。要注意的是成土母质还不是土壤。时间又过了数亿年，成土母质在水、空气、腐殖质和微生物的帮助下，逐步形成真正的土壤。成土母质的性质决定了土壤的类别，所以在我国有东北的黑土地，有西北的黄土高原，有云贵川的红土，还有中原的棕色土壤。土壤的垂直剖面从下往上通常可划分为“土壤母质层”“底土”和“表土”三个部分，其中“表土”和“底土”合称为“土体”，是土壤的主要部分，土壤的顶部则是由动植物残体腐烂转化而成的“腐殖质层”。大自然需要300年到1000年的时间才能形成大约2.5厘米厚的土壤。

今生

时间来到了人类文明，人类利用和改造世界的能力不断增强，对矿产资源的大规模开发利用，也对土地资源造成了伤害，土壤环境严重恶化，已经威胁到人类的生存与发展。

一、土地的压占和破坏

根据有关部门测算，至2009年底，全国有1亿多亩历史遗留工矿废弃地尚未复垦。在全国11.23万座矿山的开采活动中，每年约有300万亩土地遭受毁损。在新增被损毁的土地之中，耕地或其他农用地高达60%以上。耕地的减少，导致失地农民的增多，土地利用效率降低，生态环境恶化，对社会经济的可持续发展造成严重影响。

二、土壤污染

土壤污染包括矿产资源开发利用造成的土壤酸化和土壤重金属污染。

土壤酸化是指酸性物质使土壤变酸的过程。一部分是矿物开采过程中，硫化矿床从地下开采到地表后，矿石中的硫元素会转化为硫酸根离子，硫酸根离子随同降雨、地表径流等水体进入土壤，导致土壤酸化；另一部分是在矿物加工利用过程中，如煤炭燃烧所产生的二氧化硫、氮氧化物等大量酸性气体，进入大气后遇水形成酸雨，使土壤环境被酸化。

随着矿产资源的开发利用，进入到土壤中的铜、铅、锌、铬、镉、汞、砷等重金属超出土壤承载能力，影响植物正常生长，诱发植物发生病变甚至死亡，也会在植物体表或体内积累，通过食物链进入人体，诱发人类的疾病。

未来

伴随着“绿水青山就是金山银山”号角的吹响，我们必须采取一定的措施，将矿产资源开发利用对环境造成的损害降到最低。通过矿山土地复垦，增加可耕地数量，提高土地质量，改善生态环境；通过开采工艺的改进，充分利用采空区和废弃巷道，减少地表塌陷和废石排放；通过生产设备和生产工艺的改进和优化，实现对矿产资源的高效节约集约利用，减少废弃物排放。

目前，已经涌现出一些重金属修复技术，比如利用钝化剂使重金属的形态趋于稳定，利用超富集作用的植物吸收土壤中的重金属。重要地块被污染又不易治理的话，直接给土壤搬个家，将污染土壤移走，将清洁土壤移来。

土壤是我们人类赖以生存的资源，要把生态文明理念贯穿到整个土地资源和矿产资源的开发利用过程中不仅要注重土地数量的保持，还要注重土地利用质量的提升，实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。

宜兴保磷矿基地选矿厂实现零排放

周文雅 吕振福

磷矿是地球上不可再生的非金属矿产资源，是一种重要的化工矿物原料，是保证粮食安全不可替代的矿产资源。

根据《全国矿产资源规划（2016—2020年）》，我国规划有3个磷矿资源基地：滇中、贵州开阳-瓮福、湖北宜兴保。中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所46种重要矿产资源开发利用水平调查项目组2019年奔赴湖北宜兴保磷矿基地进行开发利用水平调查，考察基地内资源的可持续保障情况、开采选别技术水平、尾矿废石的排放情况。

2018年全国共有磷矿采矿权证288个，湖北宜兴保磷矿资源基地有磷矿采矿权证62个。磷矿是湖北在全国最具比较优势的矿种，查明资源储量74.96亿吨，位居全国第一。为了提高生产效率和产品质量，大部分企业都会优先使用高品位磷矿，以避免不必要的原材料消耗、减少产生的废渣、提高磷矿的利用率。中低品位的磷矿石一般要通过一些特定的选矿技术，得到磷含量较高的精矿，才能用于后续的生产。宜昌的磷矿资源具有明显的夹层结构，中层为富矿，上下两层均为贫矿。特殊的矿层结构加上历史原因，宜昌当地采富弃贫的现象普遍。

湖北省磷矿资源管理暂行办法要求对磷矿必须“全层开采，全部入选”；对开采规模实行总量控制；对磷矿石(粉)实行凭准运单运输的准运制度；逐步重组和关闭生产能力在 15 万吨/年以下的磷矿企业，提升资源利用水平。宜昌市继续减少磷矿石开采计划，2018年在1300万吨的基础上又缩减了300 万吨。一系列措施，有效保障了湖北磷矿资源的可持续发展。

2018年，湖北宜兴保磷矿基地内磷矿企业有62家，在产企业54家，均采用地下开采，运营期间采掘废石不出坑，回填采空区，既可降低采空区上方的开裂、沉降变形，又防止固体废弃物对环境的污染。由于基地磷矿实行开采总量控制，基地内总设计采矿能力3212.5万吨，实际采出矿石1440.795万吨，平均采矿产能利用率46.02 %。

湖北宜兴保磷矿基地选矿厂普遍采用重介质旋流器进行磷矿选别。磷矿原矿破碎后进入重介质旋流器，品位高的磷矿颗粒在旋流器中下沉，成为精矿产品；品位低的磷矿颗粒在旋流器中上浮，随溢流水排出，成为尾矿产品。所有生产废水净化后全部循环使用，完全实现零排放。

宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿废石70.94万吨，年利用磷矿废石95.87万吨，磷矿废石累计积存量为194.26万吨，2018年磷矿废石利用率为135.14% 。

宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿尾矿41.32万吨，年利用磷矿尾矿37.32万吨，平均磷矿尾矿利用率为90.32 %，累计磷矿尾矿积存量为95.89万吨。

磷矿属于不可再生资源，缺乏相应的替代品种，被列为我国重要的战略资源，在国家粮食生产安全中占有极其重要的地位。湖北宜兴保磷矿资源基地资源储量大，2016年湖北远安发现一特大型磷矿床，初步探明储量达4.29亿吨，是我国首次发现的单一矿区最大规模磷矿，后备资源丰富。湖北对磷矿实行开采总量控制性管理，可有效保障我国未来磷的供应能力，保障我国粮食安全，助力中国磷业发展。

材料界的“百变星君”——石墨

郭理想 张然 刘磊

地球上的碳分布非常广泛，既可以分布于地壳表层，又可以存在于地壳深部甚至是地球内部更深处的地幔中。此外，碳还是地球上生物体的基本组成元素之一。同时，其存在的状态也很多样，氧化态、还原态以及单质形式的碳均能在各种自然和人为环境中存在。截至目前，自然界中已发现的由碳单质构成的物质有三种：第一种是价值斐然、人尽皆知的钻石，第二种是与我们的日常生活密切相关的石墨，第三种是尚存争议且人们知之甚少的卡宾碳。

石墨最早由德国矿物学家A.G.Werner（1749~1817）命名。自然界中产出的石墨外观呈现出钢灰色或黑色，形状主要有鳞片状和土状两类，还有部分以块状形式产出。其化学成分主要是碳，天然产出的石墨成分纯净的很少，其中常包含SiO2、Al2O3、FeO以及粘土、沥青等杂质。

石墨矿床的形成需要具备以下两个主要条件：大量的碳，即碳质要集中，它们是形成石墨的主要原材料；合适的热力学条件，例如相当高的温度，好比是工厂中用于生产的机器需要合适的工作参数和加工环境。

全球石墨资源分布广泛，美国地质调查局最新发布的《世界矿产品概要2019》中的数据显示，全球范围内的石墨储量主要分布在土耳其、中国、巴西、莫桑比克、坦桑尼亚、印度、越南等国。其中晶质石墨主要分布在中国、巴西、莫桑比克、乌克兰、马达加斯加等地，隐晶质石墨主要分布在土耳其、印度、墨西哥等地。

我国是传统的石墨生产和消费大国。石墨属于不可再生资源，是我国的优势矿种，我国在2016年12月将晶质石墨列入国家战略性矿产目录。根据自然资源部最新发布的《中国矿产资源报告2019》显示，我国晶质石墨查明资源储量为4.37亿吨，主要分布在黑龙江、山东、内蒙古、吉林和湖南5个省（区）。我国已发现的石墨矿床总体上可分为三种类型：区域变质型，如黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿、山东省青岛市莱西南墅石墨矿、内蒙古自治区乌兰察布市兴和石墨矿等；接触变质型，如湖南省郴州市鲁塘石墨矿，吉林省吉林市磐石烟筒山石墨矿等；岩浆热液型，如新疆维吾尔自治区昌吉苏吉泉石墨矿，巴音郭楞蒙古自治州尉犁县托克布拉克石墨矿等。

石墨的用途也颇为广泛。石墨具备良好的导电、导热、润滑、耐磨，以及耐高温、抗腐蚀、防辐射等诸多优良性能，能用于制造各种产品，被广泛用于国民经济的各个行业，可谓是材料界的“百变星君”。在传统行业中，石墨可作为耐火砖、坩埚、增碳剂等，应用于耐火材料和钢铁工业。由于洁净钢及超低碳钢的发展，以及节能降耗的要求，开发低碳耐火材料已成为必然趋势，石墨在炼钢领域的用量正逐步降低。

在新能源领域，石墨可作为锂离子电池的负极材料。负极材料对石墨性能要求较高，通常需要将石墨球形化以后，提纯到99.9%以上。在核能领域，天然石墨也发挥着重要作用，球床式高温气冷堆的球形燃料元件中，天然石墨占据64%的比例。

石墨烯是近年来的热点新型碳材料。英国曼彻斯特大学的物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年首次发现了石墨烯，他们也因此荣获了2010年的诺贝尔物理学奖。我国目前已经实现以天然石墨为原料，通过氧化石墨-还原法制备石墨烯粉体的工业化量产过程，并在防腐涂料、导热膜等领域有较好的应用效果。未来石墨烯在新能源汽车、海洋工程、能源发展、高端装备、环境治理等领域的应用将进一步深入，有望成为各个重大领域不可或缺的应用材料。

“工业味精”——锡矿的开发利用

田敏 张红新

地壳中锡的平均含量只有0.004%，属于比较稀贵的金属。目前已发现锡矿物和含锡矿物50余种，其中具有工业意义的主要矿物为：锡石、黄锡矿、圆柱锡矿、硫锡铅矿、辉锑锡铅矿。地球上锡矿主要呈带状分布在东南亚和东亚两大锡矿带，东南亚锡矿带北起缅甸的掸邦高原，沿缅泰边境向南延伸到印度尼西亚。东亚锡矿带西起中国云南个旧，延伸至广西，南起朝鲜，经中国延伸至俄罗斯。中国居于东亚锡矿带的主要区域，因此成为全球锡资源储备第一大国。近年来数据显示，全球锡储量共约480万吨，中国拥有150万吨，印尼80万吨，巴西70万吨，玻利维亚40万吨，澳大利亚37万吨。

我国锡矿资源分布较为集中，主要分布在云南、广西和湖南三个省（区），三个省（区）锡精矿产量合计约占全国总产量的90%。目前，世界上有20多个国家开采锡矿，自1993年以来中国锡精矿产量一直居于世界第一。

我国锡矿资源按照矿物组成不同分为三类：原生锡矿、砂锡矿和其他类型锡矿石，储量分别为92.88%、0.80%和6.32%。原生锡矿主要分布在广西和云南，合计占总累计查明储量的83.06%。目前，工业生产中锡矿选厂根据资源类型的不同，共有7种方法处理矿石，分别为重选、单一浮选、浮-重-浮、浮-磁-重、重-浮-磁、重-磁-浮、重选-浮选，重选法处理矿石量最多，单一浮选法处理的原矿品位最高。我国资源量最大的原生锡矿和砂锡矿主要采用重选工艺，使用的机械设备有跳汰、摇床、溜槽及离心机等重选设备。我国虽然锡矿储量丰富，但品位较低，主要集中在0.1%~1%之间。国内矿山企业着力提高锡矿伴生资源综合利用水平，通过科学制定选矿工艺，回收共伴生组分11种元素，包括镉、硫铁矿、镍、铅、锑、铁、铜、钨、锌、铟、银。

锡最大的优点是可以100%回收，符合环保、节能、节约资源的国家战略，国家不断出台多项政策鼓励扩大锡的应用领域。近几年，我国电子产品出口日益增多，在欧盟《关于报废电子电器设备指令》和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》发布实施后，欧洲将强制步入无铅化电子时代。中国电子无铅化趋向势在必行，预计我国在锡焊料领域中消费量年增长率将在10%左右；塑料工业生产因环保要求，将扩大锡热稳定剂的使用；硫酸亚锡作为新型绿色环保水泥的添加剂，在近几年发展较快。随着我国汽车、钢铁、机械制造业和矿山工业的发展，锡的使用量会逐步增加，锡产业将迎来长期良好的发展前景。

你了解氟中毒吗？

冯乃琦 张永康 曹耀华

氟在自然环境中广泛分布且与人体健康密切相关，主要分布在人的骨骼、牙齿、指甲和毛发中。氟是与人体健康密切相关的必需微量元素，但若摄入过量就会引起氟中毒，氟污染还可以使动植物中毒，影响农牧业生产。我国地方性氟中毒病区分布广、病情重，遍及29个省、市、自治区。全国有病区县1314个，病区村10万余个，受威胁人口超过1亿人。

一、什么是地方性氟中毒？

地方性氟中毒，是指在自然条件下，人们长期生活在高氟环境中，主要通过饮水、空气或食物等摄入过量的氟而导致全身慢性蓄积性中毒。

二、地方性氟中毒的危害是什么？

地方性氟中毒是一种慢性全身性疾病，主要表现在牙齿和骨骼上。对牙齿的损害主要表现为氟斑牙。主要危害为7~8岁以下的婴幼儿，一旦形成残留终生。

对骨骼的损伤会引起氟骨症，主要表现腰腿及全身关节麻木、疼痛、骨关节变形，出现弯腰和驼背，最后发生功能障碍，乃至瘫痪。另外还可能对神经系统产生障碍，对肌肉、肾脏、甲状腺、甲状腺旁腺等产生不同程度的损害。

三、大气、土壤和水中的氟是从哪里来的？

大气中的氟：大气中氟的人为来源主要是工矿业的生产过程和煤炭燃烧的排放，以气态和颗粒形式将氟化物释放到环境中。

土壤中的氟：土壤中氟的来源主要有3个途径：岩石中含氟矿物的风化；火山喷发进入大气的含氟化合物经干湿沉降进入土壤；人类工业活动。据估计，我国磷肥厂一年排放10多万吨氟，砖瓦厂排氟量达50万吨以上。此外，钢铁、制铝、化学磷肥、玻璃、陶瓷、氟化工等工业以及燃煤过程中排放的含氟三废，数量也极高。

水中的氟：萤石和磷灰石的溶解是地下水中氟的主要来源，黑云母、角闪石以及含蛭石、高岭石和蒙脱石的黏土矿物也是其来源之一。

四、地方性氟中毒有哪几种类型？

根据氟的来源和摄氟途径不同，将地方性氟中毒分为三大类：饮水型氟中毒、燃煤污染型氟中毒、饮茶型氟中毒。

五、地方性氟中毒临床表现有哪些？

氟中毒最突出的表现是骨骼和牙齿受损害。骨骼损害引起氟骨症，出现全身关节疼痛，四肢或躯干麻木，手足抽搐、僵硬，严重时还有关节活动困难，弯腰驼背，胸廓变形，甚至不能直立行走，丧失劳动能力。

六、影响氟中毒发病的主要因素有哪些？

一是摄氟量：摄氟量高，发病率高，病情严重。二是营养条件：蛋白质、钙和维生素有抗氟保护机体的作用。三是饮水中的化学成分及硬度。饮水中的钙和镁可降低人体对氟的吸收，促进氟从体内排泄，减少氟对机体的危害。饮水的碱度增强可使氟的活性增强，有利于氟的吸收和增加氟的毒性。四是抗氟元素的摄入，如钙、镁、铝、硼、锌、硒、铜、钼、铁等，可促进氟由体内排出或增强某些酶的活性，从而提高机体抗氟能力，降低氟的毒性。五是生活、饮食习惯与燃煤污染型和饮茶型地方性氟中毒有着极为密切的关系。

七、氟中毒的预防措施有哪些？

饮水型氟中毒病区预防的根本措施是降低水氟含量，使之达到生活饮用水卫生标准。

一是改换水源。在有条件的地区采用引水、打深井等措施，使病区群众改用低氟水源。二是在干旱地区，可利用物理、化学方法除去水中过量的氟，使之达到生活饮用水卫生标准的要求。常用的方法有混凝沉淀法、活性氧化铝吸附过滤法、骨炭过滤法等。三是饮茶型氟中毒病区要大力宣传高氟茶的危害，使病区广大群众认识到高氟对人体健康危害的严重性，自觉改变不良的饮茶习惯，增强自我防病能力。

八、地方性氟中毒该如何治疗？

地方性氟中毒由于发病机理不太清楚，目前尚未研究出根本有效的治疗方法，只能对症或缓解某些症状，减轻病人痛苦。

一是切断氟源，减少机体摄氟量。根据病区类型和特点，采取不同措施，把环境介质中的氟含量降到或控制在国家标准范围内，减少机体摄氟量。

二是减少机体对氟的吸收。利用某些元素与氟的亲和力与氟离子结合，形成新的难溶性盐，不能被机体吸收利用，如铝、硼、钙等元素。

三是促进体内氟的排泄。体内氟主要从肾脏排泄，某些药物和元素能促进氟从机体排出。如甘草和维生素C，两者对增强体内新陈代谢、加强利尿解毒有一定作用。

四是改善生活条件。生活条件和营养状况对地方性氟中毒的发生与发展有直接影响，改善生活条件，增强机体抵抗力，补充必要的营养，有利于减轻发病和提高疗效。

五是对症治疗。地方性氟中毒患者常出现疼痛、麻木、抽搐，以及消化系统、神经系统障碍等症状，可给以镇静、镇痛、助消化等药物，解除患者痛苦。

九、刷牙会导致氟中毒吗？

我国居民氟的适宜摄入量应在1.0到1.5毫克之间，可耐受最高摄入量为3毫克，超过此安全限值，氟就会在体内积蓄，引起氟中毒。我国牙膏含氟量标准是：成人牙膏0.05%～0.15%。如果使用1克的含氟牙膏（约1厘米长的膏体），每天刷牙2次，氟总量只为2～3毫克。刷牙后吐掉泡沫，已经吐掉了大部分的氟，剩下吞咽到体内的氟只是很少的一部分，不会对人体产生伤害。

对于儿童，特别是6岁以下的儿童，由于吞咽反射比较差，容易在刷牙时吞入牙膏，要注意防止氟摄入过量。一方面，儿童应该使用含氟量更少的儿童牙膏，并且每天刷牙不超过2次。另一方面，家长要监督孩子刷牙，鼓励他们吐出泡沫，不要吞咽。偶尔发生的吞入不用过于担心，因为即使是使用含氟1500毫克/千克的牙膏，1岁儿童也要一次服下33克才会达到可能中毒量。

在蓝鲸一号平台举行主题党日活动

可燃冰试采好比“豆腐上打钻，金钢钻刻花”，难度可想而知。在这场科技攻坚战中，试采团队特别是年轻人大胆探索，勇挑重担，在可燃冰勘查开发理论、技术、工程和装备全流程实现自主创新，彰显出新一代青年科技工作者的风采。

2017年5月18日，我国向世界宣布：首次海域天然气水合物试采成功！这标志着，通过近20年的不懈努力，我国在海域天然气水合物勘查试采领域实现了从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。

在这支领跑世界的可燃冰试采团队中，组建于2016年的中国地质调查局天然气水合物工程技术中心是核心力量。这支以广州海洋地质调查局水合物勘查研究团队为主体，集合优势力量组建的科技创新队伍，是一个充满朝气和活力的青年集体。他们忠诚执行部、局党组科学部署，承担可燃冰勘查试采核心理论、技术、装备攻关等急难险重任务，很好地发挥了生力军和突击队作用，被共青团中央授予“全国五四红旗团支部”称号。

创新探索，铸就试采奇迹

海域可燃冰试采成功背后，是中国地质调查局广州海洋地质调查局在南海深耕细作数十年的积淀，是几代地质人持续努力，是试采团队敢为人先、科技攻坚的奋斗历程，更是青年一代地质科技工作者追逐梦想、创新探索的成长之路。

要进行试采，选取试采井位是首要任务。2016年，中国地质调查局明确由广州海洋地质调查局承担试采工程任务后，地质团队争分夺秒对前期调查成果进行认真梳理，最终锁定神狐海域2个矿体，优选出3口试采井位。

随着试采准备工作的推进，试采目标调整为“日产万方，持续一周”，试采现场指挥部指挥长叶建良要求地质人员重新审视井位，从水合物系统成藏理论及确保新目标的实现出发，增加第4口试采井。

年轻博士匡增桂和同事们一起展开对地震资料的精细解释，他创新性地提出了“构造控制下水合物系统二次聚集”成藏模式，大胆提出了新的试采井位。2017年3月，试采工程正式开钻，钻杆一根根钻向深海，挺进可燃冰储层，新模式能否经受实践检验，新井位能否达到“日产万方”要求，可燃冰试采作为中国地质调查局科技攻坚战的一号工程，30出头的匡增桂压力倍增，他反复地推演着，不允许自己有丝毫失误。2017年5月10日，试采点火成功，熊熊火焰验证了匡增桂及同事们关于水合物成藏模式的新构想，也显示出经过近20年不懈努力，在一代代地质工作者的延续传承下，以“80后”为代表的青年地质科学家们已迅速成长起来，有能力有实力担当起新时代新能源勘探开发的重任。

追逐梦想，勇担生力军重任

可燃冰试采是一项系统工程，追逐梦想的青年一代，是科技攻坚战的生力军。

“80后”寇贝贝，曾担任海上石油平台总监，为可燃冰试采事业所吸引，他放弃了国外石油公司开出的优厚薪资条件，2016年加入广州海洋地质调查局试采团队。他和团队成员们对国内石油行业市场进行全面摸底，显著优化了试采经费方案和商务合同技术条款。他们数次赴油气开发现场，调研论证试采防砂、生产测试方案以及平台建造等，开展储层改造试验。试采任务重强度高压力大，年轻人也有点吃不消，寇贝贝住院治疗做短暂的休整后，提前出院重返团队，赴平台开展试采。在水合物试采最紧张的大半年时间里，他仅有寥寥数日返回家中陪伴妻儿，体重也减少了12斤。但作为试采前线指挥部的代表，他圆满完成与合作方的技术对接任务，确保工程安全、平稳和高效运行。

深海松软未固结储层可燃冰开发是世界性难题，试采团队大胆创新，创造性地引入水井和软弱地基处理技术对储层进行改造。科技攻坚战，青年冲锋在前。数九寒冬，工程师卢秋平赶赴曹妃甸码头，参与陆地试验的组织实施，在刺骨的寒冷中，一遍遍调整钻具，一次次测量试验数据，顺利完成了储层改造陆地试验工作。但储层改造技术能否应用到深海工程中，这一全新尝试，处处充满着未知的困难。试采开钻了，储层改造的试验开始了。南海海面上高温夹杂着潮湿，青年工程师们轮流驻守在仪表房、混砂泵、振动筛、高架槽等关键点，24小时不间断地收集各类井下相关信息，调整和优化施工参数。有人把在深海松软未固结储层上的可燃冰试采比喻为“豆腐上打钻，金刚钻刻花”，说的是既要确保近千吨的井口和井下系统可靠安放，还不能破坏像海底软弱的地层，以确保试采不会因为出砂和地层塌陷而失败。经过大胆创新，反复推演，团队成功地完成了极其复杂的井下试采系统安装，并经受住了60天试采的考验。

可燃冰试采的创举中，青年尤其是具有高学历的青年在这场科技攻坚战中崭露头角。中心60位职工，其中博士20名，硕士34名，70%以上的是“80后”“90后”的年轻人。尉建功是德国留学归来的博士，“国外再好，也没有自己的家好。”他说，自己的梦想就是能有机会参与祖国的可燃冰研发工作。2015年他回国后，来到广州海洋地质调查局工作基地，成为试采团队的一员。

试采前线指挥部指挥长叶建良大胆启用年轻人。他放手让年轻人去干、去闯、去创新，让更多的年轻人挑起重担。试采平台各个组的组长、副组长和一些技术领域的主任、副主任大多都是年轻的“80后”。团队作出决策后，青年骨干们挑起重担，他们夜以继日展开上千次模拟实验，获取上万组的数据，为确立了行之有效的工作原则，保障了试采期间平稳连续产气打下坚实基础；试采期间，他们24小时轮流驻扎现场，在潮湿高温的海上平台现场实时跟踪工程参数，厚厚的工作服经常被汗水浸透；在闷热且嘈杂的振动筛边，他们采集分析水、砂样本，判断储层改造效果，全身被稀泥糊满；他们夜以继日，却无一人叫苦叫累。

无私奉献，彰显新一代青年风采

2017年，我国南海可燃冰连续试采60天，取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，创造了产气时长和总量的世界纪录。

终于试采任务全部完成了，寇贝贝将最后一批离开平台。他回忆着过去的一幕幕，从试采前的紧张、忐忑、焦虑到而今的释然、欣喜、期待，他感慨在自己的岗位上圆满完成领导交给的任务，问心无愧。一直失眠的他，终于在离开平台的前一晚睡了最踏实的一觉。

工程组青年工程师黄芳飞，在平台上度过了100多天，他记不清有多少个不眠之夜，但最难忘的是“苗柏”台风来临的前夜。为了确保测试的延续性，试采团队迎战台风，坚守岗位，最终顺利通过台风考验，为我国海域试采持续采气60天提供了保障。

康冬菊是团队中为数不多的女性之一，承担着试采测井资料解释工作。这位年轻的妈妈因为工作经常出差，只好给宝宝断了母乳。可燃冰试采开始了，接到上平台工作的通知，她狠狠心对母亲说，“妈，你把孩子带到另一个房间吧，我得出发去海上了，孩子见到我走肯定要哭的。”就这样自己一个人悄悄地溜出家门，抹抹泪，奔赴试采现场。试采胜利结束，终于可以回家与宝贝团聚了，她却对工作多日的平台有了一份不舍。综合组组长王静丽温婉而干练，试采期间，负责工程内外协调联络，带队完成了上百件函件和计划拟写，以及数不清的日报、周报、月报，以及接待、后勤、报账等。她和丈夫万庭辉共同奋战在试采团队中，并为此推迟了要孩子的计划。而高挑娟秀的于哲到试采平台工作近两月，她说，“我虽没赶上试采的开始，但坚持到了最后。”她深入了解试采工作的全过程，做好积累，发挥特长，成为优秀的试采工作科技传播者。

正是这种忘我工作、无私奉献的精神，驱动着中国可燃冰团队追赶世界的脚步，超越发达国家试采勘查水平，实现了我国在可燃冰勘查开发理论、技术、工程和装备全流程的自主创新，也彰显出新一代青年科技工作者的风采。

年轻的试采团队在这场攀登世界高峰的科技攻坚战，追逐梦想、勇挑重担、无私奉献，充分展现了青春风采。如今，已有29人次先后获得各类省部级荣誉。试采团队荣获了“广东五四青年奖章集体”，团支部被共青团中央授予2017年度“全国五四红旗团支部”荣誉。

“松科二井的成果实现了理论、技术、工程、装备的重大突破，对拓展我国深部能源勘查开发新空间、引领全球白垩纪古气候研究和服务‘百年大庆’建设具有重要意义。”5月21日，在松辽盆地大陆深部科学钻探工程(松科二井)成果鉴定会上，出席会议的院士专家对松科二井成果给予了高度评价。专家组一致认为，松科二井成果总体达到国际先进水平，在深部钻探技术和白垩纪陆相古气候研究方面达到国际领先水平。

松科二井的成果有多轰动？它吸引了中国科学院院士李廷栋、杨经绥、侯增谦，中国工程院院士康玉柱、武强，国务院参事、原国土资源部总工程师张洪涛，原国土资源部国际合作与科技司司长黄宗理出席成果鉴定会，并一致给予了高度评价。

松科二井工程在财政部、国家发展和改革委员会、科学技术部和教育部的大力支持下，由自然资源部中国地质调查局组织实施，勘探技术研究所、地球深部探测中心联合中国地质大学（北京）、吉林大学、大庆油田等多家单位共同承担和实施。松科二井于2014年4月13日开钻，历时4年多时间。

在成果鉴定会上，经过院士专家反复质询，最终认定松科二井形成五方面主要成果。

成果一：

松科二井工程完钻深度7018米，超额完成了预定目标，成为亚洲国家组织实施的最深大陆科学钻井，显著提升了我国在地球深部探测领域的科技创新能力和国际影响力。

作为松科二井项目首席科学家，王成善院士在评审会上感慨地说：“这个深度代表了中国的入地能力，也代表了我们在陆地的水平。我们以高于96%的取心率，获得了连续完整的6500米岩心，创下了大陆和大洋科学计划最长的岩心纪录，代表了中国钻探工程的技术。”

完钻井深7018米，使得松科二井成为亚洲国家实施的最深大陆科学钻井和国际大陆科学钻探计划（ICDP）成立22年来实施的最深钻井。

国际大陆科学钻探计划发来的贺信中表示，松科二井深度史无前例，该项目不仅对中国大陆科学钻探，而且对大陆科学钻探工作具有“引领”作用。

成果二：

创新了超深井大口径钻探技术体系，创造了深部钻探取心四项世界纪录，大幅度提高了施工效率和岩心采取率。攻克了超高温钻井等地球深部探测技术难题，取得了深部钻探连续取心、超高温钻探、井壁维护等关键技术的突破性进展。

松科二井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。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。

“松科二井”工程总指挥张金昌对攻克高温的过程记忆犹新。他表示，项目团队对大庆曾经的钻探井资料进行过收集与梳理，应对高温进行了预案，寻找到一条最可行的技术路线，改变传统泥浆体系，最终成功克服了高温，创造了新纪录。

成果三：

发现了松辽盆地深部具有良好的页岩气显示，发现了盆地型高温干热岩储层，展示了松辽盆地具有良好的深部能源资源潜力。

在盆地深部断陷沙河子组和火石岭组（3350米以深）地层中发现页岩气气测异常43层，累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%。在井深4400米~7018米发现150℃~240℃高温的干热岩体。

康玉柱院士表示：“这个深度鼓舞人心、意义重大。建立了盆地的双层结构模式，不仅对松辽盆地，对理解我国东部盆地演化过程以及深部油气生成都具有一定的启示。”

成果四：

获得了全球最完整最连续白垩纪陆相地层记录、气候变化主要控制因素和气候波动重大事件等3项重要证据，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，重建了白垩纪陆相百万年至10万年尺度气候演化历史。

张洪涛认为，关于白垩纪气候变化的分析是松科二井成果中的一个亮点。目前国内外在这个领域还处于空白阶段，下一步可以继续延伸，在白垩纪以后的气候趋势、灭绝以后生物的形成进行分析，给气候变化的专家带来一些参考和启迪。

松辽盆地有全球最典型的早白垩纪陆相地层，松科二井对记录完整、层序清楚的地层做了高分辨率精细的刻画，对揭示气候演变提供了详细的信息，有助于我们研究过去的气候变化。更重要的是，松科二井为未来气候演变提供了一定的启示。

成果五：

创建了完整的松辽盆地陆相地层标准剖面——“金柱子”，建立了松辽盆地演化新模式，提出了松辽盆地有机质多因素富集新认识，丰富了白垩纪陆相生油理论。

侯增谦院士将地球深部比喻成一个强大引擎，“深部的变化控制了地表浅层的运动。松科二井就像插到地下的显微镜，通过研究深部的物质、结构、组成、动力学过程，有助于最后了解整个地球系统的运作。6500米厚的完整的陆相地层标准剖面，也就是金柱子，是今后全球地层对比研究的一个重要标尺。”

深化地学研究和成果转化

据了解，自然资源部中国地质调查局将进一步深化松科二井工程地学研究和成果转化工作。

一是深化地球深部探测理论技术研究和成果转化，组织实施好松辽盆地页岩油（气）、深层油气、砂岩型铀矿、干热岩等清洁低碳能源地质科技攻坚战，带动大庆油田接替资源勘查开发。

二是加快推进《地球深部探测重大项目》的申报，以及“地球深部探测与能源资源安全”国家实验室与“深部地下观测与实验”国家重大基础科学设施的建设工作。

三是研发15000米国产超深钻探装备系列，做好我国超万米大陆科学钻探工程以及大型含油气盆地科学钻探工程的选址和实施工作。

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