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    海洋资源是海洋环境中可以被人类利用的物质、能量以及空间,包括生物、矿产、海水、空间资源及海洋能源。人类对海洋资源的调查、开发和利用是从近岸到远岸,再至深海。随着人们对海洋资源环境重要性认知程度的加深,海洋环境调查和影响评价成为提高海洋资源开发利用价值、维护海洋环境功能的重要方式。

    环境基线值指研究区环境参数的当前水平值,即环境现状值,它是环境影响评价工作中最基础的内容。环境基线调查需要记录包括物理海洋学、化学海洋学、地质地貌、生物群落等方面信息。其中,生物基线调查的主要内容包括:采集原生动物及后生动物群落数据——巨型动物、大型动物、小型底栖动物、微生物群落、底栖鱼类和食腐动物以及与资源直接相关的生物区系的数据;记录观察到的海洋哺乳动物,近水面大型动物和鸟群;记录和描述沉积物的生物扰动活动和混合状况;摄影记录手段建立图像背景资料档案;等等。

    近期,自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局首次依靠自身力量完成了西太平洋工区的生物和环境调查外业工作,采集了浮游生物、底栖生物、微生物样品,并利用海底摄像记录大型底栖动物与底质环境的图像资料,为建立深海环境基线打下了基础。

    合理的技术路线和科学的技术方法是航次任务顺利完成的重要保证。下面,我们来围观本航次生物与环境调查过程与方法。

    浮游生物调查取样

    浮游生物是指生活在水中缺乏有效移动能力的漂流生物,分为浮游植物和浮游动物。它们体型细小,大多肉眼不可见,且其游动速度往往比它自身所在的洋流流速慢很多,因此它们常常“随波逐流”。浮游生物种类和数量繁多,且时空变化明显,是水域中其他生物生产力的基础。浮游生物调查研究有重要的科学价值,它们有的可以作为海流指示种,有的具有富集放射性同位素的能力并可以作为污染的指示种,硅藻、有孔虫和翼足类等死后沉积在海底,成为海洋底质重要组分,能助力古海洋环境研究。

    我们使用深水浮游生物拖网(图1)来获取大洋浮游植物(藻类)、小型浮游动物和大中型浮游动物样品。

     

    图1 深水型浮游生物拖网

    采样之前,需要准备3个润洗好的广口瓶,记号笔分别标记大、中、小和站位号,对应收集浮游生物拖网中的样品,同时备好甲醛溶液、镊子,手套等工具。每次下网前检查三个网的网具是否破损,网底管是否处于闭口状态(图2)。

    样品采集时,拖网的落网和起网保持匀速和慢速,速度0.5m/s左右,钢丝绳倾角不得大于45°,直到拖网设备出水。使用水泵抽海水,从凌空的网外侧自上而下冲洗,使粘网的标本集中于网底管,确保网中样品全部收入样品瓶,采集的样品使用中性的甲醛溶液固定,最后将样品放入阴凉避光的样品库保存。

     

    图2 浮游生物拖网采样

    底栖生物调查取样

    海洋底栖生物是指栖息于海洋基底表面或沉积物中的生物。它们多为无脊椎动物,也包括以绿藻、褐藻、红藻等为主的典型植物。按生活方式,底栖动物有固着、附着、穴居、爬行、游泳、共栖、共生及寄生等多种类型,其种类多样性极其复杂,分布范围从潮间带直至万米水深的深海底。按体型大小,底栖动物可分为大型、小型和微型底栖动物。底栖生物分别处于不同的营养层次,并且与底质环境之间存在耦合关系,因此,阐明底栖生物的数量变动规律及其与本底环境、资源间的联系,对海洋环境调查研究有重要意义。

    本航次底栖生物调查对象以底栖动物为主。按体型大小,调查对象分为大型底栖、小型底栖和微生物。大型底栖和小型底栖(以能否通过0.5mm孔径的筛划分)调查工具包括箱式采样器、定量框、样品筛、PC管等。

    采样之前,准备好硅胶软管、3个广口瓶、定量框、量杯、PC管、铲子等工具,样品筛的最上和最下层孔径没有要求,可以选择粗孔径的网筛,中间三层由上至下按孔径从大到小的顺序排放。

    底栖生物调查可以使用底拖网和箱式采样器等方式,本航次以箱式采样为主。箱式采样器出水、去上覆水后,观察沉积物的表层有无大型生物体,若有可用自封袋留存,拍照记录样品位置和站位名称;挑选未扰动或扰动少的地方,将备好的定量框和PC管插入箱式采样器中;待箱式采样器中的泥样脱离箱体,拍照并记录;取出插管,处理后两头加管堵,贴好标签根据实验目的置于普通冰箱冷藏或冷冻保存,待检测小型底栖生物;取出定量框并进行过筛处理,过筛时顶层可以加盖一层筛子防止冲水时水泥溅出,同时也防止高压水枪直接冲破样品,最底部垫一层筛子,有利于泥水尽快排空;过筛后将筛子上的剩存物分别装到样品袋,处理后置于普通冰箱保存,待检测大型底栖生物(图3)。

     

    图3 底栖生物调查取样

    微生物调查取样

    海洋微生物是来自海洋环境,可在寡营养、极端环境(低温、高压、高盐等)下长期存活并能持续繁殖的微生物,主要包括真核微生物(真菌、藻类和原虫)、原核微生物(海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等)和无细胞生物(病毒)。海洋微生物在生物地化循环中起非常重要的作用。深海微生物由于长期处在极端环境条件,使之形成了特殊的生物结构、基因类型和代谢产物,是重要的深海生物资源,也是深海环境基线调查的内容之一。

    本航次微生物调查内容为:水体/沉积物样品中的微生物群落多样性组成及空间分布特征等。调查工具包括箱式采样器、活塞重力采样器、无菌袋、无菌注射器、无菌瓶、去离子水、缓冲液、液氮等。

    箱式取样器出水后,用软管和无菌广口瓶收集上覆水,立即冷藏和沉淀;用润洗过的花泥铲或不锈钢勺刮取表泥(未扰动,水平方向不紧挨着插管和箱式壁)装入无菌袋,由于微生物样品对光照和温度变化十分敏感,为了防止其降解,现场处理完成后可将其置于超低温冰箱(-80℃)保存;将事先冷藏的上覆水样品取出,润洗所有过滤工具,包括空瓶、镊子、滤膜夹等器具(膜除外);滤膜夹装膜并过滤,过滤过程需注意水要从膜具的中孔流出,且螺纹口处不漏水。过完膜后,用镊子将圆形滤膜折成小扇形过液氮,置于EP管中超低温保存(图4);重力柱的上覆水/泥样品以类似的方式处理。

    图4 微生物调查取样

    海底摄像影像资料采集

    如果你认为4000米水深以下的海底是一望无边的黑暗和寂静,那你就错了。利用海底摄像系统,我们能揭开海底原貌的神秘面纱。淡定摇尾的鱼、落荒而逃的芒虾、看似不动的蛇尾、海参和海葵、固着海底的海绵、一张一弛的头足类......在镜头下一览无遗。

    本航次海底摄像调查内容为:记录底质环境状况;记录大型生物多样性。深海高清摄像系统主要由甲板单元、水下拖体及光电复合缆组成,可满足最大摄像作业深度为6000米。

    通过海底摄像可以现场记录底质环境状况;现场记录摄像大型底栖生物出现的时间、数量、种类(图5,图片依次为芒虾、蛇尾、海参、鱼类、海葵、海绵、快速游动的头足类);根据班报记录情况统计底质环境状况和底栖生物多样性。

      

     

    图5 深海大型底栖生物影像

    初步认识

    本次调查收获满满,所获浮游生物样品肉眼可见桡足类、端足类(钩虾)、水母、浮游幼体等浮游动物;大型底栖生物样品肉眼可见生物栖管、海绵骨针;微生物样品从上覆水过滤和表层泥样中提取,需进一步实验室检测分析其群落结构和多样性;海底摄像拍摄到的生物超过200个,主要生物类型有:海绵、蛇尾、鱼类、虾类、海参、头足类、海葵等。

    当前,服务支撑海洋生态环境保护,实现海洋资源绿色勘探是自然资源统一管理的重要内容。新时代新职责赋予海洋调查研究工作新使命,也要求基层海洋工作者不断学习和参与实践,丰富原有知识体系,跨学科交流和融会贯通,才能提高履职尽责能力,适应职能转型的新要求。

    广州海洋局:西太平洋航次生物与环境调查手记

    4月24日,应天津古海岸与湿地国家级自然保护区管理处邀请,自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心教授级高工李建芬和高级工程师姜兴钰,为天津国土资源和房屋职业学院的同学们做了一次关于天津地质遗迹的科普活动。

    活动现场,李建芬和姜兴钰分别以贝壳堤和牡蛎礁为主要报告内容,以“揭开海陆变迁的秘密”和“牡蛎礁”为题,讲述了天津2万年以来的海陆变迁的过程,以及牡蛎礁的形成过程和对古环境重建的意义。同时,现场同学仔细观看了贝壳和牡蛎标本,对于四五千年的牡蛎化石他们惊叹不已,并感叹如果没有人类过度捕捞,我们现在也能吃到这么大的牡蛎。

    通过这次活动,同学们一致认为更应该保护现有自然资源,防止人为破坏地质遗迹、严禁过度捕捞,一起保护我们的生态环境。

     

     

     

     

    天津地调中心在天津国土资源和房屋职业学院开展科普...

    “李四光学者”梁金强

      一位令人尊敬的专家,早在20世纪末期,就以他睿智的远见,率先参与到中国南海天然气水合物这一新资源的调查研究工作中,首次在南海北部的西沙海域解释发现了天然气水合物地震反射波找矿标志——似海底反射界面BSR。他为了点燃神秘的海底火种,潜心攻关,执着追求,带领团队长期地勘探实践,创立形成了具有南海特点的水合物资源勘查、评价和预测技术体系,从而有效地提高了矿藏目标预测的可靠性和钻探成功率,取得了中国南海天然气水合物资源勘查的一系列突破性成果。他和他的团队历时十五载,在中国南海发现了两个超千亿方级的可燃冰巨大矿藏,为破解中国能源紧缺难题,寻找新能源基地奠定了基础。

      他,就是广州海洋地质调查局矿产所副所长、教授级高工、中国地质调查局“李四光学者”称号获得者梁金强。

      艰辛探索十五载,发现南海可燃冰巨大矿藏

      1999年,广州海洋地质调查局率先在南海开展了天然气水合物资源前期勘查,梁金强负责调查资料的综合研究,他和他的同事们解释发现了水合物存在的地震反射证据——似海底反射界面(BSR),并取得了开拓性成果。梁金强主持编写了我国海域第一份天然气水合物资源调查报告《西沙海槽区天然气水合物前期调查报告》。从此,他全身心地投入到海域水合物调查研究中。

      经过连续多年的调查研究,中国地质调查局广州海洋局调查取得了天然气水合物赋存的一系列地球物理、地球化学、地质和生物等有利证据。在反复研究的基础上,2007年,梁金强负责钻探目标评价优选及井位部署,他主持编写了南海北部神狐海域天然气水合物钻探井位建议报告,并全程参与钻探现场工作。通过钻探,我国首次获取到水合物实物样品,钻探证实水合物矿体面积约22平方千米,天然气储量达194亿立方米。我国成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划在海底钻探获得水合物实物样品的国家,也是在南海海域首次获取天然气水合物实物样品的国家。

      为尽早开发利用水合物,国家有关部门批准继续开展这一资源的勘查与试采工作。到2013年,调查进入新的阶段。梁金强主持编写了《南海北部珠江口盆地东部海域天然气水合物钻探井位建议报告》,并全程参与钻探现场工作。钻探获取了大量的层状、块状、脉状及分散状等多种类型水合物样品,发现了达千亿方级的水合物特大型矿藏。2015年,作为项目负责人,梁金强主持了南海北部神狐海域天然气水合物钻探井位部署工作,并参与钻探工作,钻探成功率达到百分之百,并取得重大钻探发现,再次发现了千亿方级水合物矿藏。

      创立南海特点的水合物技术体系,创新提出南海北部可燃冰成因模式

      经过长期的勘探实践、探索和创新,梁金强教授及其团队创立形成了具有南海特点的水合物资源勘查、评价和预测技术体系,提高了矿藏目标预测的可靠性和钻探的成功率。

      “十五”期间,梁金强教授带领团队自主研发形成了海域天然气水合物资源评价技术,建立了分级勘探评价标准,创立了基于模糊数学的勘探目标优选方法以及基于概率论的水合物资源量计算方法,开发了具有自主知识产权的水合物资源评价系统,在南海天然气水合物资源勘查中得到了广泛应用。应用相关技术,中国地质调查局广州海洋局已在南海北部陆坡圈定了6个天然气水合物成矿远景区、19个成矿区带、25个有利区块、24个钻探目标区,为今后勘探部署指明了方向。

      “十一五”期间,针对天然气水合物资源勘查重大技术需求,梁金强带领团队创新性地开展天然气水合物储层预测及建模技术、天然气水合物地球物理测井评价技术、天然气水合物成矿数值模拟技术等方面研究,建立了多学科融合、多信息叠合和关联分析技术,开发集成具有当今先进水平的水合物找矿预测系统,为南海水合物矿体目标预测提供了有效指导,在水合物钻探井位确定中发挥了关键作用。2015年,他带领团队在神狐海域实现了百分之百的钻探成功率并发现了大型水合物矿藏,并首次在珠江口盆地西部海域目标区发现大规模的活动冷泉区,获取了可视水合物样品,充分证明了相关技术的有效性和可靠性。

      同时,梁金强及其团队通过对水合物成矿理论的创新研究,深入论证了南海北部陆坡天然气水合物的成矿条件及成藏控制因素,提出了南海北部3种水合物成因模式:受流体势和岩性控制的成藏模式、受垂向与侧向疏导体系联合控制的复合成藏模式以及受深部垂向疏导体系控制的成藏模式。首次提出南海北部存在两个水合物成矿带的论断:第一成矿带为水深大于2000米、新生代中小型沉积盆地发育的古斜坡区域;第二成矿带为水深800~1500米、新生代大型沉积盆地发育的区域,台西南盆地北缘、琼东南盆地深水区以及珠江口盆地白云凹陷是最有利的水合物富集区,该理论成果对南海天然气水合物资源勘查部署具有重要的指导意义。

      十五年来,梁金强在探秘可燃冰奥秘的道路上勤奋钻研,负责或参与完成了国家专项项目、863和973课题等40余项水合物地勘和科研项目,获得部级科技成果一等奖1项、二等奖5项,合作撰写出版专著6部,独立和合作发表论文50余篇,获得国家计算机软件著作权5项。在天然气水合物资源综合评价、目标预测及成矿地质理论等方面取得重大创新成果,对我国海域天然气水合物资源勘查具有重要指导意义,在南海天然气水合物找矿突破中发挥了关键作用。

      形成一支海洋可燃冰调查研究团队,成为实施国家水合物专项的主力军

      目前,在梁金强教授的带领下,中国地质调查局广州海洋局已形成一支具有国际水准的海洋水合物调查研究团队,成为实施国家水合物专项的主力军,勘查成果卓著。

      在梁金强的带领下,该团队核心成员达30余人,全部为硕士以上学历,其中博士后2人,教授级高工12人,中国地质调查局地质英才1人。其学科领域涵盖地质、地球物理、地球化学、储层预测和资源评价等。团队先后承担了“西沙海槽区天然气水合物资源调查与评价”项目,“我国海域天然气水合物资源调查与评价”,以及“我国海域天然气水合物资源勘查与试采工程”,先后承担完成多项国家863 计划、国家973 计划以及自然科学基金等项目(课题),形成了一支具有国际水准的海洋水合物勘查研究团队。

      长期以来,梁金强教授带领的水合物团队针对勘查重大技术需求,联合国内优势力量,开展勘查技术研发,在水合物高分辨率准三维地震探测、海底地震仪、海洋可控源电磁探测等关键技术研发取得突破性进展,在南海水合物资源勘查中发挥了重要作用。同时,通过深入开展水合物成矿理论研究,他提出了具有南海特点的水合物成藏地质理论认识,取得了一批原创性重大成果,在国内外产生了广泛影响。目前,该团队已形成水合物综合探测技术系统、取得关键科学问题研究创新突破的能力,可为实现海域天然气水合物勘查工程总体目标提供坚实保障。
    开海底可燃冰奥秘的先行者

      

     一位令人尊敬的专家,早在20世纪末期,就以他睿智的远见,率先参与到中国南海天然气水合物这一新资源的调查研究工作中,首次在南海北部西沙海域解释发现了天然气水合物地震反射波找矿标志——似海底反射界面BSR。他为了点燃神秘的海底火种,潜心攻关,执着追求,带领团队经过长期勘探实践,创立形成了具有南海特点的水合物资源勘查、评价和预测技术体系,从而有效提高了矿藏目标预测的可靠性和钻探成功率,取得了中国南海天然气水合物资源勘查的一系列突破性成果。他和他的团队历时十五载,在中国南海发现了两个超千亿方级的可燃冰巨大矿藏,为破解中国能源紧缺难题,寻找新能源基地奠定了基础。
        他,就是广州海洋地质调查局矿产所副所长,教授级高工、中国地质调查局“李四光学者”称号获得者梁金强。

        艰辛探索十五载  发现南海可燃冰巨大矿藏

        1999年,广州海洋地质调查局率先在南海开展了天然气水合物资源前期勘察,梁金强负责对调查资料的综合研究,他和他的同事们解释发现了水合物存在的地震反射证据——似海底反射界面(BSR),并取得了开拓性成果。梁金强主持编写了我国海域第一份天然气水合物资源调查报告《西沙海槽区天然气水合物前期调查报告》。从此,他全身心地投入到海域水合物调查研究中。
        经过连续多年的调查研究,中国地调局广州海洋局调查取得了天然气水合物赋存的一系列地球物理、地球化学、地质和生物等有利证据。在反复研究的基础上,2007年,梁金强负责钻探目标评价优选及井位部署,他主持编写南海北部神狐海域天然气水合物钻探井位建议报告,并作为中方科学家全程参与钻探现场工作。通过钻探,我国首次获取到水合物实物样品,钻探证实水合物矿体面积约22平方千米,天然气储量达194亿立方米。我国成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划在海底钻探获得水合物实物样品的国家,也是在南海海域首次获取天然气水合物实物样品的国家。
        为尽早开发利用水合物,国家有关部门批准继续开展这一资源的勘查与试采工作。到2013年,调查进入新的阶段。梁金强主持编写了《南海北部珠江口盆地东部海域天然气水合物钻探井位建议报告》,作为中方首席科学家助理全程参与钻探现场工作。钻探获取了大量的层状、块状、脉状及分散状等多种类型水合物样品,发现了达千亿方级的水合物特大型矿藏。2015年,作为项目负责人,梁金强主持南海北部神狐海域天然气水合物钻探井位部署工作,并作为钻探航次第一航段中方首席科学家助理,及第三航段首席科学家参与钻探工作,钻探成功率达到百分之百,并取得重大钻探发现,再次发现了千亿方级水合物矿藏。

        创立南海特点的水合物技术体系 创新提出南海北部可燃冰成因模式

        经过长期的勘探实践、探索和创新,梁金强教授及其团队创立形成了具有南海特点的水合物资源勘查、评价和预测技术体系,提高了矿藏目标预测的可靠性和钻探的成功率。
       “十五”期间,梁金强教授带领团队自主研发形成了海域天然气水合物资源评价技术,建立分级勘探评价标准,创立基于模糊数学的勘探目标优选方法以及基于概率论的水合物资源量计算方法,开发了具有自主知识产权的水合物资源评价系统,在南海天然气水合物资源勘查中得到了广泛应用。应用相关技术,中国地质调查局广州海洋局已在南海北部陆坡圈定了6个天然气水合物成矿远景区、19个成矿区带、25个有利区块、24个钻探目标区,为今后勘探部署指明了方向。
        “十一五”期间,针对天然气水合物资源勘查重大技术需求,梁金强带领团队创新性开展天然气水合物储层预测及建模技术、天然气水合物地球物理测井评价技术、天然气水合物成矿数值模拟技术等方面研究,建立了多学科融合、多信息叠合和关联分析技术,开发集成具有当今先进水平的水合物找矿预测系统,为南海水合物矿体目标预测提供了有效指导,在水合物钻探井位确定中发挥了关键作用。2015年在神狐海域实现了百分之百钻探成功率并发现大型水合物矿藏。并首次在珠江口盆地西部海域目标区发现大规模的活动冷泉区,获取了可视水合物样品。充分证明了相关技术的有效性和可靠性。
        同时,梁金强教授及团队通过对水合物成矿理论的创新研究,深入论证了南海北部陆坡天然气水合物成矿条件及成藏控制因素,提出了南海北部三种水合物成因模式:受流体势和岩性控制的成藏模式、受垂向与侧向疏导体系联合控制的复合成藏模式以及受深部垂向疏导体系控制的成藏模式。首次提出南海北部存在两个水合物成矿带的论断:第一成矿带为水深大于2000米、新生代中小型沉积盆地发育的古斜坡区域;第二成矿带为水深800-1500米、新生代大型沉积盆地发育的区域,台西南盆地北缘、琼东南盆地深水区以及珠江口盆地白云凹陷是最有利的水合物富集区,该理论成果对南海天然气水合物资源勘查部署具有重要的指导意义。
        十五年来,梁金强在探秘可燃冰奥秘的道路上勤奋钻研,负责或参与完成了国家专项项目、863和973课题等40余项水合物地勘和科研项目,获得部级科技成果一等奖1项,二等奖5项,合作撰写出版专著6部,独立和合作发表论文50余篇,获得国家计算机软件著作权5项。在天然气水合物资源综合评价、目标预测及成矿地质理论等方面取得重大创新成果,对我国海域天然气水合物资源勘查具有重要指导意义,在南海天然气水合物找矿突破中发挥了关键作用。

        形成一支海洋可燃冰调查研究团队 成为实施国家水合物专项的主力军

        目前,在梁金强教授的带领下,中国地质调查局广州海洋局已形成一支具有国际水准的海洋水合物调查研究团队,成为实施国家水合物专项的主力军,勘查成果卓著。
        团队核心成员达30余人,全部为硕士以上学位,其中博士后2人,教授级高工12人,中国地质调查局地质英才1人。其学科领域涵盖地质、地球物理、地球化学、储层预测和资源评价等。团队先后承担了“西沙海槽区天然气水合物资源调查与评价”项目, “我国海域天然气水合物资源调查与评价”,以及 “我国海域天然气水合物资源勘查与试采工程”,先后承担完成多项国家863 计划、国家973 计划以及自然科学基金等项目(课题),形成了一支具有国际水准的海洋水合物勘查研究团队。
        长期以来,梁金强教授带领的水合物团队针对勘查重大技术需求,联合国内优势力量,开展勘查技术研发,在水合物高分辨率准三维地震探测、海底地震仪、海洋可控源电磁探测等关键技术研发取得突破性进展,在南海水合物资源勘查中发挥了重要作用。同时,通过深入开展水合物成矿理论研究,提出了具有南海特点的水合物成藏地质理论认识,取得了一批原创性重大成果,在国内外产生了广泛影响。目前,团队已形成水合物综合探测技术系统、取得关键科学问题研究创新突破的能力,可为实现海域天然气水合物勘查工程总体目标提供坚实保障。
     

    开海底可燃冰奥秘的先行者

    侯增谦(右)在野外。

    侯增谦(后排右四)和团队成员、国际同行在野外考察。

    侯增谦在青藏高原。

    侯增谦带领团队一头扎进青藏高原,潜心研究20年,取得了重大突破,颠覆了国际流行的“碰撞难以成大矿”的传统认识,建立了青藏高原“大陆碰撞成矿理论”,回答了大陆碰撞如何成大矿的理论问题,“为青藏高原实现重大找矿突破提供了重要理论指导”。这项成果不仅获得了国家科技进步特等奖,而且在国际矿床学界产生了强烈反响。

    2017年11月28日,备受瞩目的两院院士增选结果揭晓,中国地质科学院地质研究所研究员侯增谦当选为中国科学院院士。

    侯增谦从事矿床学研究已有四十载,长期扎根于青藏高原,在大陆成矿理论、矿床成矿模型和勘查评价方法三方面取得系统性的创新成果,在国内外产生了重要影响。侯增谦的履历见证了他的成长历程:先后主持完成国际地学计划IGCP项目1项、国家973项目2项,“杰青”基金、重点基金、科技攻关等重要项目十余项,荣获国家科技进步奖特等奖1项、一等奖1项,部级一等奖4项,同时还获国土资源部首届杰出青年和领军人才、全国先进工作者、李四光地质科学奖等多项荣誉;主编国际英文期刊专辑4部,在Geology、EPSL、Economic Geology等国际地学主流刊物发表SCI论文167篇。此次当选中国科学院院士,既是同行专家对他科研成果的充分肯定,也是对他人生信条的高度认可。

    谨遵师训、严以修身,心系青年、兼容并包

    1978年夏天,17岁的侯增谦考入了河北地质学院。四年的时光,他从懵懂少年成长为优秀大学毕业生。随后,他带着对地球科学的热忱,考入了中国地质大学(北京),师从池际尚、莫宣学、邓晋福三位老师,继续攻读硕士和博士学位。三位导师对他的科研生涯影响至深,他们的科学精神和人生态度,成为指引侯增谦前行的灯塔。

    提起池际尚院士,侯增谦总是恭敬地称“池先生”:“池先生是那种又红又专的大科学家,她在美国拿的博士学位,新中国一成立就放弃国外的优越生活回国了。池先生人品高尚,业务精湛,造诣高深,对我影响极大”。而对于莫宣学院士和邓晋福教授,他有更多的机会随行左右,至今仍保持着与两位导师的紧密联系。“莫老师是一位襟怀坦荡、行事大器、和蔼可亲的学术大家,邓老师是一位思想深邃、知识渊博、治学严谨的著名教授,是他们教会了我如何做人、做事、做学问”。除了这三位恩师,还有一位老师对侯增谦的科研生涯有着极大的影响和帮助:“李廷栋先生虽不是我的导师,但对我影响很大。他是地科院的老院长,时刻心系地科院的发展和青年人才的成长”。侯增谦谈到,自己正是在李廷栋、陈毓川等老先生们的亲切关怀下成长起来的地科院一代新人。当他39岁第一次申请国家973项目的时候,正是李廷栋先生的不断鼓励和鼎力支持,才使他在强手云集的竞争中脱颖而出,从此以侯增谦为首的一批年轻人开始在青藏高原的广阔舞台上建功立业。

    先生们和蔼可亲、始终心系青年成才的高尚品德,对侯增谦的影响是深远的。自1999年招收第一位博士生以来,侯增谦招收的研究生已多达几十人。熟悉侯增谦的人知道,他对每位学生的成长都倾注了大量心血,和他一同出过野外的学生更是深有体会。白天带着学生一起野外踏勘,晚上回到营地后,他还会组织学生对当天的学习进行自由讨论,生怕学生忽略掉一些重要的地质现象,形成误解误判,耽误了成长。他尽管非常期待学生尽早成才,但并不鼓励学生为了写文章而做研究,他认为“一切研究工作都应该以解决问题为前提,你的研究如果不能创新,那就解决实际问题,不然就没有意义了”。

    作为地质研究所所长,侯增谦同样对所内年轻人倾注了大量心血和精力。生活上,看到刚留所年轻人收入低、租房困难,他跟所班子成员商量后,制定周转房政策,优先年轻人居住,解决了许多年轻人的现实困难,解除了他们的后顾之忧;工作上,他更是不断地给年轻人创造机会,鼓励年轻人积极进取、勇挑重担,同时要求他们脚踏实地、着眼长远;为了尽快提高所内年轻人的业务水平,他主持制定了地质所青年海外研修计划,为年轻人出国深造开辟“绿色通道”。支持青年才俊申请“杰青”基金和“优青”基金,侯增谦更是不遗余力。他多次组织试讲会,不厌其烦地帮助他们提炼科学问题、完善研究方案、提升成果水平。“年轻人是我们所的未来,只有年轻人真正成长起来了,我们所才有未来,我们行业才有未来”——这是侯增谦一直坚信并践行的理念。

    这一理念,也体现在侯增谦科研团队的建设中。作为地质所矿床学团队带头人,他秉承“学术自由、兼容并包”的团队建设思路,从不要求团队成员必须保持与他一致的学术观点,团队成员之间常因学术问题争得面红耳赤。因此,他的团队成员大都是直来直往的脾气。这种开放自由的学术氛围,成为团队不断前进的动力源泉。

    着眼大局、不计得失,志存高远、脚踏实地

    39岁成为国家973项目的首席科学家,对于一般人,这已是难以逾越的高度,但侯增谦并没有因此沾沾自喜、停滞不前,而是脚踏实地、低调前行。他相继主持了第二轮973项目、国家自然基金重点项目和重大国际合作项目,目前还在负责一个资金超亿元的国家重点研发计划深地资源项目,在学术探索的道路上没有一刻懈怠。这些项目的成功实施,不仅让他取得了大量的学术成果,同时也拥有了着眼大局的胸怀和眼界。

    973项目和重点研发计划项目,如同科技界的“大兵团作战”,参加人员和参加单位众多。作为首席科学家和项目负责人,不仅要有令人敬佩的学术水平,还需要有较强的组织协调能力,才能让项目高效有序地运转。良好的大局意识是做好组织协调的核心,有时要把个人和团队的利益放在大局之后。当年组织第一轮青藏高原973项目时,为了让这个极具科学意义的项目顺利启动,侯增谦与王二七研究员由竞争申请变成合作研究,最后共同承担了这一项目,从而建立了一支长期致力于青藏高原地球科学研究的科研大团队,走出来一批青藏高原地学研究的院士专家。又如他正在负责的国家重点研发计划深地资源项目,为了让更多单位参与进来,让更多的年轻人走向前台、承担重任,侯增谦放弃了做课题负责人的机会,仅在一个课题做普通参研人员。正是这种不计个人得失的大局意识,让他成功地组织了一个又一个大项目。涉及领域广,是大项目的另一个显著特征。如何把不同专业领域的成果有机集成起来,并不是一件容易的事。为此,侯增谦边组织项目实施边学习其他领域知识,不断更新知识结构,不断扩展知识储备,不断提升多学科交叉综合和集成创新能力。“如今,在做自己领域研究时,会自然而然地从其他领域寻找启发及证据,也算是组织大项目的意外收获吧”,侯增谦如是说。

    如何带领研究团队走上国际地学前沿,一直是侯增谦的不懈追求。与美国、加拿大及澳大利亚等矿业强国比,我国矿床学研究起步晚、基础弱,存在较大的差距,要实现从追赶到引领的跨越,谈何容易。这些年来,侯增谦带领团队,始终围绕国际前沿开拓进取,从最初的寂寂无名,如今已在国际地学界有了较大影响力。近五年,他和团队在Geology、EPSL、Economic Geology等国际权威地学期刊上连续发表了20多篇高水平文章,在国际矿床学界掀起了一股“中国旋风”。在国际经济地质学会(SEG)2017年度大会上,侯增谦团队三人获邀做专题召集人,一人受邀做主旨报告。这些成绩的取得,跟侯增谦拥有开放的国际视野是分不开的。他始终认为:“做研究不能关起门自己干,不能做井底之蛙,必须要与国际同行多合作交流,请进来,走出去,这样你的工作才有可能做到国际前沿”。他是这么说的,也是这么做的。由于工作繁忙,他本人无法长时间出国交流,就鼓励团队的年轻人多去国外见见世面。目前,他团队的大部分年轻人包括研究生都有长时间的出国研修经历,与美国、澳大利亚、加拿大等国家的诸多大学及研究所保持密切的合作关系。在走出去的同时,他还不忘把国际一流的矿床学家请进来,与团队成员一起做更密切的合作研究。国际著名的铅锌矿床学家David Leach教授,近年来每年都会来北京,与侯增谦团队开展3个月左右的合作研究。2011年,他联合David Leach、Jeremy Richards和Richard Goldfarb三位国际著名矿床学家申请的“东特提斯碰撞成矿作用”IGCP项目获得国际地科联资助,在国际上掀起了特提斯成矿作用的研究热潮。

    思维敏捷、学风严谨,立足创新、厚积薄发

    对于侯增谦为何能取得如今的科研成就,他的团队成员是这样评价的:“侯老师做科研有三个最让人佩服的地方,一是科研敏锐性强,二是学风严谨,三是立足国家需求注重原创性研究。”这也是与侯增谦有过合作研究的同行专家的共识。

    与侯增谦讨论过科学问题的人,都会对他敏锐的洞察力产生深刻印象。他总是一语切中问题要害,并能从大家的讨论中总结、提炼出真正的科学问题。有人说这是一种天赋,侯增谦自己却认为:多读国外参考文献,多到野外实地观察,多倾心思考思辨,就会拥有这种能力。听过侯增谦学术报告的人,还会产生另一个印象:内容大气。他的报告常常涉及变质岩、火成岩、构造、地球物理、矿床学等多个学科,而且能把多个学科看似纷乱无章的信息有条不紊地讲成一个让人“脑洞大开”的故事。一位地球物理学家在听过他的项目汇报后说:“我一直在想,地球物理获得的那些认识,到底是怎么通过地质现象反映出来的,听了你的报告,我获得了很大启发。”

    对于学风的严谨性,和侯增谦一起写过文章的同事和学生更有发言权。每一块样品、每一个数据,侯增谦都要求真实准确,以保证科研结果的真实性和准确性。对于论文也是如此,不要说文章的逻辑与论证,甚至图件中每一条线的粗细、长短都不能有丝毫的差错。正是这种严谨的学风,使侯增谦面对冗杂的事务,还能够沉下心去做研究,不浮不躁,有条不紊。

    洞察敏锐、学风严谨和求实创新的科学品质,铸就了侯增谦在成矿学上的不凡成就。早在上世纪80年代,侯增谦跟随莫宣学院士进入素有中国“百慕大三角”之称的西南三江地区,在研究义敦岛弧古代海底热液成矿作用取得重要进展的同时,他清醒地意识到,要真正揭开海底热水成矿之谜,必须遵照“将今论古”原则,开展“古今对比”研究。为此,他抓住在日本做博士后的机会,对日本黑矿进行了实地考察,对冲绳海槽现代海底黑烟囱和热水成矿进行了观察研究。2001年,侯增谦在国际矿床学权威杂志《Economic Geology》上发表了专题研究论文,2002年在地质出版社出版《古代与现代海底热水成矿作用》专著,大幅度提升了我国海底热水成矿领域的研究水平,在矿床界产生了重要影响。

    从日本回国后,侯增谦将研究目光从古今海底投向了青藏高原。这次研究方向的转移调整,缘于侯增谦对另一重大科学问题的洞察和着迷。大洋板块俯冲产生大规模成矿作用已是地质界的共识,而大陆碰撞能否产生大规模的成矿作用? 这不仅是一个悬而未决的重大理论问题,也是一个亟待解决的找矿战略问题。在前人研究基础上,经过广泛阅读和深入思考,侯增谦敏锐地将研究突破口锁定在青藏高原——全球最典型的碰撞造山带和研究碰撞成矿的天然实验室。随后,他带领团队一头扎进青藏高原,潜心研究20年,取得了重大突破,颠覆了国际流行的“碰撞难以成大矿”的传统认识,建立了青藏高原“大陆碰撞成矿理论”,回答了大陆碰撞如何成大矿的理论问题,被同行专家评价为“系统阐明了大陆碰撞带成矿系统的发育机制”,“为青藏高原实现重大找矿突破提供了重要理论指导”。这项成果不仅作为核心理论成果之一,获得了国家科技进步特等奖,而且在国际一流矿床学杂志发表,在矿床学界产生了强烈反响。国际著名矿床学家R. Kerrich院士在国际地科联官方杂志《Episodes》上撰文,高度评价这项成果是“喜马拉雅大陆碰撞成矿的开拓性的集成创新成果,具有广泛影响和深度创新”,“将造山成矿的传统观点提升到了一个全新的理论高度,必将推动成矿学的未来发展”。

    将自己的基础研究和国家需求结合起来,实现自己的人生价值,是池际尚院士那一代科学家的一个共同特点,侯增谦将其总结为“池际尚精神”。正是在这种精神感召下,侯增谦从学习岩石学步入地球科学大门,到多年潜心研究成矿理论和资源勘查,不变的是基础研究服务国家需求的理想和追求。他常常说:我们的科研成果要对找矿勘查工作起到指导作用,这是我们科研工作的意义所在。正是因为他对科研实用性的坚持,他的学术成果不但有成矿理论的重要突破,还实现了指导找矿的重大突破。早在1998年,侯增谦带领团队多次赴藏东玉龙和西藏冈底斯等地开展实地考察,敏锐地发现大陆碰撞造山带是斑岩铜矿形成的另一重要环境,随即对碰撞环境斑岩铜矿形成机制开展了系统研究,建立了碰撞型斑岩铜矿新模型,完善了斑岩铜矿成矿理论。理论研究与勘查评价相结合,侯增谦率先系统论证了青藏高原冈底斯带具有巨大的成矿潜力,于2001年在《中国地质》上撰文提出冈底斯带有望成为“西藏第二条斑岩铜矿带”,引起了国家相关部门的高度重视。中国地质调查局以此为主要理论依据,部署实施了大规模的矿产勘查;西藏地勘局据此调整战略方向,将勘查重点转向斑岩铜矿。随着理论深化,他又带领团队建立了勘查模型和评价方法,为冈底斯带大型—超大型铜矿的重大突破提供了有力支撑。2008年,他又率先提出青藏高原东北缘发育一条上千公里的巨型铅锌矿化带,并构建了褶皱逆冲系铅锌成矿新模型。针对青海多才玛找矿困局,他按照“褶皱逆冲系成矿”新思路,带领团队开展矿区构造—岩相填图和物探测量,提出“逆冲推覆构造控矿+音频大地电磁测深定位”找矿方法和具体钻探建议,指导青海矿勘五院发现了厚大富矿体,控制铅锌资源量达到620万吨,一跃成为超大型矿床。

    情系高原、心怀国土,踌躇满志、整装待发

    自第一次踏入西藏,侯增谦已经扎根青藏高原研究20余年了。在西藏出野外的艰苦,只有去过西藏的人才能真正体会。每次去西藏,除了要适应高海拔带来的不适,还要留下力气爬山。为了适应高原工作环境,一般人到西藏出野外,都会先在海拔相对低一些的拉萨住两三天调整一下,而这两三天对侯增谦来说太过奢侈,他经常是中午到3700米的拉萨,下午就到了5000多米的野外。偶尔在拉萨停留一晚上,也是第二天就迅速开展工作。“我没有那个时间”,侯增谦说。他从2000年开始担任矿产资源所主持工作的副所长,2005年又担任地质研究所所长,每一天的时间都要用在刀刃上。遇上高原反应,他都默默忍受着,争分夺秒地开展工作,几年下来,对身体损伤较大,特别是记忆力下滑得厉害。

    在青藏高原最可怕的不是高原反应,而是感冒,严重的感冒甚至会要人命。有一次在沱沱河出野外时,侯增谦患上了感冒,幸好经常在野外工作的地质队员们非常有经验,给了他好几种感冒药,满满的一大把,一次性吃下去,也亏得他身体底子好,头天猛药一下,第二天感冒症状就好多了,同事们劝他休息,他说时间紧,不能耽搁,坚持跑完野外工作。尽管如此,侯增谦对青藏高原的眷恋并没有丝毫减弱,而是愈加强烈。如今,他即使再忙,也要每年去青藏高原出次野外。高原是他的福地,是他学术成长的地方,他对高原的感情已经融进了血液。

    侯增谦担任地质研究所所长也有十余年了。从地质所走出的中科院院士就有17位之多。管理好这样的研究所,本身就是个挑战。他常说:“地质所是一个有着辉煌历史的大所,作为地质所所长,既要深谋远虑,也要身先士卒,还要责任担当,必须常怀谦卑之心,公平公正办事,脚踏实地工作。”十年来,地质所创新能力不断增强,创新成果不断涌现,大批人才脱颖而出,国际影响力不断攀升。除了一批耀眼的科技创新成果外,这十年还出了3位院士、2位杰青和一批国家级人才工程入选者。更令人高兴的是,地质所已经凝聚和储备了一批非常优秀的青年才俊,为未来发展夯实了基础。

    提及如何平衡所务及科研工作时,侯增谦不无感慨地说:“做了所长后,我其实就变成了一个业余科学家,绝大部分时间都用在所务管理上了,只有晚上、周末和节假日才是我的科研时间,只是这些年对家人亏欠太多,放假的时候也没能好好陪他们。”侯增谦对能用来做研究的时间分秒必争,甚至有次住院期间都在阅读文献,他的夫人对前去探望的同事说:“刚到医院他就拿出这么一沓文献,一点儿都没有病人该有的样子,倒好像专门过来读书的。”

    谈及向地球深部进军,侯增谦踌躇满志。他说,作为地质科技工作者,自己有义不容辞的责任。同时,对我国矿床学发展,他也特别关注,并不断强调:“与西方矿业大国相比,我们尽管在某些研究领域处于领先,但整体上还有较大差距,未来我们的矿床学研究一定不能仅满足于在国际主流期刊上多发表几篇文章,我们一定要做大文章,发挥集群效应,把更多原创性成果展现给世界,在国际矿床领域发出我们自己的声音。”

    世界屋脊的眷恋