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    大数据是新一轮信息技术革命与经济社会发展融合的产物。在全球信息化快速发展的背景下,大数据与云计算、物联网、人工智能等新技术相结合,已经上升为国家战略,处于国家基础性战略资源的重要地位。

    作为继物联网、云计算、移动互联网等一系列智能化技术后的又一次创新,区块链集成了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术,创造了数据和信息流通在互联网时代的新型应用模式。地质大数据具有多元化、海量、异构的特点,且极具价值。加强地质大数据知识产权保护,促进地质大数据深度挖掘和广泛应用,是地质工作的重中之重。目前以水印技术、数据出版、数据加密与跟踪技术为核心的地质大数据产权保护体系正在逐步构建,如何结合新兴区块链技术,快速推进与完善数据共享与产权保护体系建设是个值得探究的重要问题。

    区块链技术的优势

    区块链(BlockChain)本质上是一种链式数据结构。区块链技术是一种集体维护一个可靠数据库的技术方案。区块链包括三个基本要素,即:区块(Block,记录一段时间内发生的交易和状态结果,是对当前账本状态的一次共识)、链(Chain,由一个个区块按照发生顺序串联而成,是整个状态变化的日志记录)和交易(Transaction,一次操作,导致账本状态的一次改变)。随着应用场景的不断丰富,区块链逐步发展为一种去中心化基础架构与分布式计算方式,其利用加密的链式区块结构来验证与存储数据、分布式节点共识算法生成与更新数据,同时支持自动化脚本代码来编程与操作数据。

    与传统中心集成化管理的网络相比较,区块链拥有明显的优势。

    区块链智能合约运行机理

    从技术原理上来看,区块链是一项全新的“分布式记账系统”,是分布式数据存储、点对点传输等技术的集成体,具备去中心化、时序性、不可篡改、可编程性等特征,因此造就了其成本低廉、安全性高、透明性强、扩展性大等诸多优势。

    大数据时代的到来为地质信息化建设提供了良好的发展机遇,但真正落实到数据的共享利用与产权保护等方面,仍存在种种技术壁垒和思维瓶颈。

    目前,阻碍地质大数据使用的首要问题还是数据共享,它的核心是观念问题。由于地质数据的专业性、复杂性和高知识密度等特点,一些地质数据及产品(地质图等)生产者、开发者或产权所有者担心自己的成果共享后权益得不到保障,不愿意将相关数据及成果进行共享,导致数据保存在书架、库房或计算机硬盘上,未能共享出来发挥数据最大价值,数据产权拥有者也不能获得应有利益和权益。

    在互联网中,利用区块链技术可以将数据及产品等按虚拟数字资产等方式进行加密传输,数据和产品一经产权拥有者发布后,通过互联网传播,采用分布式记账系统,永久宣布数据产权者的产权,并可以按需进行交易,数据使用者使用记录等也将详细记录,充分保护了产权拥有者知识产权,可以有效打消产权拥有者顾虑,解决数据共享中“不愿共享”的理念问题。

    区块链在地质大数据知识产权保护中的应用探讨

    地质大数据应用所涉及的过程一般为数据获取、数据存储、数据更新、产品的专利或产权认证、交易等。从本质上讲,可将地质数据当作一种无形资产,利用区块链对数字货币、资产交易与管理、数据存储与验证方面的核心技术,实现对地质信息资源的存储、确权、授权和实时监控。

    1. 地质大数据的区块链架构探索

    基于区块链的应用模式,结合地质大数据应用的参与主体多元化、多层级的特点,可构建公共链、联盟链、私有链融合共生的地质数据共享区块链架构。其中,公共链针对地质调查中公共开放的数据资源,应用主体为社会公众、各类企业和科研人员;联盟链针对以单位形式参与地质数据共享的组织机构,如地调机构、科研院所、高校等,共享数据涉及核心地质数据资源、自主研发的软件和技术等;私有链针对机构内部对涉密数据的交换共享目的。

    基于此架构模式,可在地质数据公共链、联盟链及私有链内部构建去中心化、可信任的共享交换环境,同时引入数据交互审计节点,便于不同链网之间交互信息、自动互转,形成跨链模式的资源信息共享。

    这种混合型架构模式是一种目前理论上可行的大数据区块链框架,可构建地质大数据去中心化、可信任的共享交换环境,为地质数据信息的共享、交换与相应的产权保护提供实现基础。

    2. 区块链在地质知识产权保护中的应用探讨

    由于区块链的共识机制重构了信任体系,消除了对中间机构的信任风险,运转过程算法化、智能化,区块链在地质知识产权保护中具备实施的技术可行性。地质知识产权保护大致可分为产权确权、产权交易两个方面,以地质图为例,区块链在其具体的确权与交易的应用场景描述如下。

    (1)地质数据产权确权

    由于区块链技术能够在每一次数据记录中加盖时间戳,且因其去中心化、去信任化等特征,保障了数据记录不易被篡改,整个区块链系统的可靠性高,因此区块链技术能够在地质数据知识产权确权和保护中发挥作用。

    (2)地质数据产权交易

    产权交易技术基础是区块链的智能合约技术。该技术在区块链可编程性基础上设计,核心是存储于区块链上的一组编码,它规定了产权交易的预定义状态、转换规则、触发合约的条件、特定情景下的应用措施、违约条件及违约责任等。

    智能合约无需第三方介入执行,其编码程序类似于普通计算机程序的“if x then y”语句构成,即当条件x发生时,智能合约自动执行程序,产生y的结果,无需第三方的监督执行。

    以一幅地质图为例,某智能合约规定“在某个时间点前,此地质图的购买者甲支付一定金额数字货币给地质图所有者乙,则甲能获取乙的这幅地质图”,那么单位甲于规定时间内支付足够额度的数字货币时,就能自动获取乙的这幅地质图的公钥和网络地址,从而使用这幅地质图。

    由此可见,智能合约最显著的特征为其自动执行性。另外,因合约无需仲裁机构督促执行,不会因为合约双方对条款有的不同理解而造成麻烦,也排除了跨境产权交易中法律、语言、政治经济政策差异所产生的影响,可促进知识产权交易低成本的同时更加便捷、高效、准确地执行。

    其他行业的应用案例

    区块链技术的研究与应用近年来呈现了爆发式增长的态势,已延伸到金融科技、数字资产交易、物联网应用、供应链管理、知识产权保护等多个领域,引起了政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的广泛关注。

    1. 金融领域

    区块链在金融领域的应用场景主要有数字货币转账、支付、借贷;跨境支付与结算;证券发行与交易;供应链或贸易金融等。分布式账本技术保证了数字货币支付流通的安全可靠、公开透明;交易结算的自动化和瞬时效果。目前的主要应用案例有: Circle点对点消费金融网络和BTCjam比特币借贷平台;Ripple公司的区块链跨境支付与外汇结算系统;招商银行的区块链跨境直联清算业务系统;提供投票、交易、众筹等各种定制性开发功能的以太坊(Ethereum)智能合约平台。

    2. 数字资产管理领域

    区块链提供不可逆转、安全和有时间戳的记录,可以登记、清除、控制和跟踪数字知识资产,并通过智能合约建立和执行数字知识资产协议来提供使用证据、许可证、独家分销网络和传输付款记录。目前,在数字资产管理方面,逐渐浮现出众多利用区块链技术进行数字知识资产管理的平台和公司,例如原本公司的Primas版本保护平台,中国电信天翼创投的微位科技所创造的数字身份认证平台,通付盾公司的区块链身份认证识别体系,美国Binded公司的艺术作品版权登记平台、Monegraph数字知识资产登记系统等。

    3. 物流供应链领域

    区块链技术可保证物流中商品防伪认证、智能化供应链管理、合同认证加密、物流货运全程跟踪,提供全方位、高效、精准的物流管理服务。未来的智慧物流全过程,包含原材料供应链、生产供应链、运输供应链、销售供应链、金融平台都会受到区块链技术浪潮的推动。

    此外,区块链在医疗卫生方面的应用主要体现在医疗电子病历管理、医疗耗材、药品供应链管理和医疗数据隐私保护;在电子政务方面的应用主要为土地确权登记、市民身份认证、政府信息共享传播与民众无记名投票等。

    展 望

    基于地质大数据应用现状,结合地质调查“十三五”信息规划目标任务和世界一流地质调查局对信息化建设要求,针对区块链技术在地质调查中应用需求,提出以下建议与思考。

    1. 提高战略认知,加强顶层设计

    面对区块链技术带来的网络技术变革,我们应提前布局,早做规划。在地质大数据共享层面,系统解决“不愿共享”(理念)、“不能共享”(保密)和“不会共享”(技术)的“三不”问题,建立包括区块链技术、水印技术、数据跟踪与加密技术、数据出版技术等的地质大数据知识产权保护技术体系,解决地质大数据不愿共享问题;积极接受保密部门指导,按涉密数据管理要求和地质数据共享管理相关办法,认真做好数据分级分类工作,确保“涉密数据不上网,上网数据不涉密”,解决数据不能共享问题;积极研发地质大数据共享技术,持续推进国家地质大数据共享服务平台——地质云建设,加大相关培训,解决地质大数据不会共享问题。同时,在离线数据使用方面,从制度上加强地质大数据知识产权保护,合理利用法律及相关政策对数据滥用、产权侵犯等行为进行管理与惩戒,促进数据在风险可控原则下最大程度的开放。

    2. 积极开展区块链技术研究与应用示范

    目前,大数据已上升为各国基础战略资源与核心创新要素,区块链等新兴技术研究和应用逐渐从金融领域扩展到其他行业,证明该技术具有一定的适用性。我们应认真学习新技术,了解其优势与不足,结合地质大数据特点及地质信息化具体应用需求,紧紧抓住互联网中地质大数据知识产权保护需求,加强区块链技术研究与探索,不断挖掘区块链与地质大数据管理的契合点,突破瓶颈,促进区块链等新技术与地质信息化应用结合,开创网络环境中地质数据知识产权保护新模式。

    3. 做好风险评估,确保利弊了然于胸

    新兴技术是把双刃剑,区块链技术的去中心化、自主性和自治性在带来便捷的同时,也存在着种种潜在风险与未知挑战。应深入探索相关技术,做到综合完善的研判分析,重点针对结构化数据与非结构化数据的不同应用场景做出具体的区块链技术应用研究,综合评估区块链技术对在线/离线地质数据的应用风险。针对地质调查领域的专业性与特殊性,整合区块链技术的优缺点。培养忧患意识和底线思维,真正将信息化技术运用起来,为地质调查工作创造价值。面对信息化浪潮,只有不盲目跟从,结合地质调查实际需求深入思考谋划,针对地质信息化建设中主要矛盾和薄弱环节,补短板、强弱项,真正将新兴技术为我所用,以务实高效的工作推动高质量服务,才能拨云见日,长远发展。

    打通构建地质数据管理服务大格局的关窍

    “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

     

    陈毓川院士研究土屋铜矿资料

     

    矿产资源是我国经济和社会发展的物质基础,我国90%的能源、95%以上的工业和农业原材料来自于矿产资源。同时,我国矿产资源形势严峻,特别是石油、天然气、铁等优质、大宗支柱性矿产资源相对不足。

     

    日前,记者在浙江丽水市调研、采访浙江地质七队时,巧遇正在这里为“院士大讲堂”授课并参加院士工作站签约仪式的著名矿床地质学家、中国工程院院士陈毓川先生。记者就目前的矿产资源形势、如何突破找矿瓶颈、成矿系列理论、找矿模式等问题采访了他。

     

    陈毓川院士愉快地接受了记者的采访,并说他是中国矿业报的长期读者,尤其喜欢看中国矿业报的深度报道,希望报纸继续围绕“矿”字做文章,做深做透,培养一批真正懂矿业又懂新闻的采编人员。

     

    中国矿业报记者:当前,随着矿业形势的变化,对于我国矿产资源形势的判断也已经不像前几年那么趋于一致。作为矿产领域的权威专家,您对此有何看法?

     

    陈毓川:众所周知,我国是一个矿产资源需求大国,同时一些资源又是非常贫乏,优质、大宗支柱性矿产资源相对不足,比如石油、天然气、铁、镍、锰、铬、铜、铝、钾盐等。但是,这不证明我们没有矿,只是还没有发现和开采出来。我国有极其优越的成矿地质条件,未验证的找矿线索还有很多,西部地区工作程度低,东部成矿带找盲矿潜力大,老矿山深部、外围找矿潜力大,我国矿产资源潜力很大。

     

    根据矿产资源前景分析,除富铁矿、铬、钾盐、铂族、金刚石等资源前景不明朗外,其它矿产均有较大找矿前景。我这样说主要出于5个方面的考虑:第一是我国成矿地质条件优越。从地质构造的成矿环境来分析,中国是显生宙时期全球性跨洲际的三大地质构造成矿带的交汇地区。中国地域内从前寒武纪以来的地质历史时期中,相对地球其它地区活动性强,造成很多重要成矿区(带)是多期地质构造成矿的叠加产物,如华北地台北缘、天山-北山、秦祁昆、三江成矿带、柴达木北缘、阿尔泰等。第二是已发现很多找矿线索,还未验证。50多年来已发现的各类异常75000多处,经过不同程度检查的有25000多处,尚有2/3有待检查。第三是西部地区工作程度低。1∶25万区调刚覆盖,中比例尺物化探工作尚有较大空白区,1∶5万区域地质矿产调查及物化探工作还刚开始,已进行矿产勘查工作的地区面积很少。近年来,我们投入的工作量有限,却已显示很多重大进展,有不少地区尚可找地表矿。第四是东部成矿带找盲矿潜力大,如胶东及秦岭金矿的深部第二成矿带的寻找,南岭钨、锡、铅、锌、金、银的找矿可能性,辽吉地区硼、金、银的新发现,祁连成矿带的钨矿远景很大,赣东北成矿带中的金矿不断发现,以及赣北钨矿、大别山钼矿等。第五是老矿山深部、外围找矿潜力大。东北鞍山铁矿附近的新进展,青海锡铁山铅锌矿深部的新发现,滇东北麒麟厂深部大型铅锌富矿体的找到,江西相山铀矿深部找矿潜力很大等。

     

    中国矿业报记者:看来,我国矿产资源的潜力仍然较大。那么,在陈院士看来,如何才能突破瓶颈,尽快实现具有宏观影响的找矿成果呢?

     

    陈毓川:首先就是要切实加强基础性地质、矿产调查工作。第二是要持续加强矿产勘查工作,增加投入,扩大规模。开展新一轮矿产评价勘查工作,国家应加大投入开展普查工作,为商业勘查减小风险提供条件;重点加强西部地区矿产勘查工作,建立西部地区矿产资源新基地;中东部加强深部找矿;开展老矿山深部、外围勘查工作,延长矿山寿命、生产周期;积极开拓新矿产资源;进行国外矿产资源勘查与开发。第三是要充分依靠科技加强深部找矿工作,学习、应用与进一步探索成矿地质规律,应用成矿系列概念,注意“矿集区找矿”和“缺位找矿”。

     

    中国矿业报记者:请您具体诠释一下成矿系列的内涵?怎样将成矿系列的理念有效应用到找矿的实践中去呢?

     

    陈毓川:成矿系列是矿床地质科学中研究区域成矿规律的一种学术思想,用系统论、活动论观点研究在地质历史发展各阶段、各特定地质构造环境中成矿作用的过程及形成的矿床组合自然体。矿床的成矿系列亦是一种矿床的自然分类,其主要的学术思想包括以下几个方面:一是认为矿床是地质环境中的组成部分,成矿作用是形成地质环境的地质作用中的一个组成部分;二是矿床在自然界并非单个存在,而是以有成因联系的矿床组合自然体存在;三是在一定的地质历史期间或构造运动阶段,在一定的地质构造单元及构造部位,与一定的地质成矿作用有关,形成一组具有成因联系的矿床组合自然体,称为矿床成矿系列;四是矿床成矿系列内的矿床在时空域中具有一定的演化规律和分布规律;五是在同一地区先后形成的矿床成矿系列具有一定的继承性及演变性,并可出现对早期矿床成矿系列的叠加、改造;六是在一个地质构造旋回涉及的构造单元内所形成的各类矿床成矿系列,具有一定的演化规律、分布规律及内在联系,组成矿床成矿系列组;七是不同时代、不同地区但具有类似地质构造环境和同类成矿作用,可形成类似的矿床成矿系列,但又各具特色,组成矿床成矿系列类型。

     

    成矿系列所研究的对象是时空域中矿床的自然体及其时空结构、形成地质构造环境、形成过程、演化规律以及矿床自然体之间存在的各种关系。通过对这些客观规律的研究、探索和掌握,应用于指导区域找矿,提高找矿效率,并在此过程中进一步提高对成矿规律的认识。应用成矿模式找矿的案例如赣南黑钨矿石英脉五层楼模式,新加地下室(矿床成矿模式)以及宁芜火山岩地区玢岩铁矿成矿模式(区域成矿模式)。

     

    中国矿业报记者:在多年的找矿理论研究和实践中,您总结出了很多行之有效的模式,请您介绍一下这方面的成果?

     

    陈毓川:根据近几年危机矿山找矿的经验,提出了地质研究、物探(化探)技术、坑钻施工“三位一体”模式,即第一,地质研究提出找矿思路;第二,物探(化探)推断找矿地段;第三,坑钻施工揭露深部矿体。地质研究的内容包括成矿地质作用研究,如沉积作用、火山作用、岩浆侵入作用、变质作用、大型变形构造作用、复合作用;成矿(矿田)构造研究,如沉积成矿构造体系、火山成矿构造体系、侵入岩成矿构造体系、断裂成矿构造体系、褶皱成矿构造体系、复合成矿构造体系、成矿后构造;成矿特征及流体标志研究,如矿床特征、矿体特征、矿石特征、成矿物理化学条件、流体成矿标志。物探应用技术内容有高精度磁测,包括大比例尺直升机航空磁测、地面高精度磁测及其三维反演技术。电法包括可控源音频大地电磁测深(CSAMT)1000多米、瞬变电磁法(TEM)1000米以浅、激电剖面(中梯、测深)、大地电磁测深(EH-4)1000米、负电阻率法(CR)700米~800米以及分量磁测、激电测井。煤田物探包括地震、电测深。新方法试验包括金属矿地震、地井TEM、井中磁测δT、井中三分量磁测和地面磁测联合反演、井中激电解释软件开发。钻探技术是指500米~1000米常规钻探技术、1000米~1500米主要钻探技术以及坑内钻700米~800米(云南大姚六苴铜矿)。

     

    在这个过程中,地质研究、物探(化探)技术、坑钻施工三者必须并重,没有主次,只有先后。地质研究必须以理论为指导,物探技术应探索新的装备及方法,1000米钻机为常规装备,1500米钻机为主要装备,2000米钻机为备用装备。

     

    中国矿业报记者:就目前各地的找矿形势,作为这方面的顶尖级专家,您对项目的组织者以及正在进行找矿的地质技术人员有什么提示?

     

    陈毓川:在找矿工作实践中,我总结了以下几点经验:第一是我国东部已知矿床深部找矿潜力巨大;第二是地下500米~1500米范围内多数矿床类型存在赋存工业矿体的可能;第三是延深500米~1500米的矿床基本上属于同一成矿作用系统,完全可以运用浅部的成矿规律指导深部找矿;第四是物探、化探技术应用,物探方法是深部找矿的必要手段;第五是深部找矿必须投入大量坑钻工作量。

     

    另外,我特别强调,科学部署矿产勘查工作是取得找矿成果的保证。勘查工作的科学组织管理过去积累了一些成功经验,比如区域展开、重点突破、点面结合;区划、区调、科研、物化遥、普查“五统一”部署;重点成矿区带部署,相对稳定,并兼顾一般;近年资源危机矿山勘查工作中提出“综合研究定方向,物化探等测定靶区,坑钻工程去验证”的工作方法,效果很好;急需矿产组织不同规模的勘查会战;勘查、开发一体化等。矿产勘查工作部署的关键是中大比例尺区域地质、矿产调查和区划工作是科学部署的基础,异常矿点筛选与查证是核心工作,普查是关键环节,科学研究工作要贯穿于整个勘查工作全过程段,按勘查进程和情况变化及时调整部署。

     

    中国矿业报记者:您认为应当怎样处理矿产勘查组织管理工作中出现的新情况与新问题,如何充分发挥各方面的潜能与积极性?

     

    陈毓川:我认为整体部署、有效勘查与加快勘查面临多方矿权分割的难题,需要协调、整合,需要中央、地方、企业、地勘单位联合,建立多赢的新的勘查运行机制。这方面的组织协调工作,政府应起主导作用。

     

    勘查工作的成败在很大程度上决定于承担勘查工作的人员及团队的素质。勘查工作是一项科学探索性工作,是创新性和实践性很强的工作,要考虑各方面的地质矿产因素,要充分利用已有的认识,但又要不限于此,去认识新的现象,发现新的规律,因此对工作者要求很高。为此,我认为,一是要充分发挥全国地勘队伍找矿主力军的作用;二是组织团队要老、中、青结合,以老带新;三是要对每一位工作者明确需要调查研究的问题,建立定期汇报研讨制度,项目设计中要含综合研究经费;四是地勘局、地质队要大力加强综合研究工作及定期召开找矿及科技成果、工作部署交流研讨会,有目的地组织青年骨干外出考察相关矿床;五是重要成矿区带由国土资源部、中国地调局组织相对稳定的研究部门,与地勘局、地质队结合,长期进行地质矿产资源研究、交流、研讨工作,形成制度;六是国土资源部、中国地调局需要加强对地质技术人员的培训,分层次、有计划地进行,并列入地质工作计划,保证经费落实;七是产学研结合,有目的地组织、邀请科研、教育单位科技人员参加,定向研究,定向培养人才。

     

    其中,最关键的是培育年轻地质人员从事地质工作的事业心,树立光荣感、责任感和进行探索的兴趣感。要从学校培养做起,要提高地质找矿工作在社会中的地位。

     

    中国矿业报记者:您曾经有针对性地提出过“522找矿模型”,请您具体阐述一下这个模型。

     

    陈毓川:“522找矿模型”中包含了客观因素和主观因素两个方面。“5”即5个客观因素:一是地质工作程度和已有地质资料,二是地质找矿理论,三是探测技术方法,四是多元信息综合分析与预测,五是资金与工作量投入。主观因素里面的第一个“2”,即政府政策与管理和工作区的社会环境。第二个“2”,即科学的组织管理,工作团队人员的素质及其创造性的工作。

     

    当前,矿业市场持续低迷,矿业投入锐减,我相信这只是暂时的,经济社会发展对矿产资源需求的大形势不会改变,矿产资源的不可再生属性决定了地质工作的重要性。在有资源潜力的前提下,应用“522找矿模型”,用好5个客观条件,有政府的政策与管理保障,主观上搞好科学部署及充分发挥地勘队伍的作用,组织好工作团队,实现找矿大突破是有充分信心的。

     

    陈毓川院士简介:

     

    出生于1934年,浙江嘉兴人。曾先后担任中国地质科学院院长、地质矿产部总工程师、中国地质调查局局长等职;获得国家科技进步特等奖一项、二等奖三项,国家自然科学三等奖一项;获得过李四光地质科学工作者奖、光华工程科技奖、科学中国人年度人物等荣誉称号;出版专著16部,在国内外发表论文70余篇。陈毓川院士长期从事矿床地质、地球化学、区域成矿规律的研究,是我国成矿预测研究及矿产勘查矿床学领域取得杰出成就的科学家。

    实现找矿突破不能一曝十寒

    侯增谦在战略性关键金属矿产资源高级论坛上发言

    侯增谦(右三)在澳大利亚矿山进行考察

    扎根青藏高原,改变国际流行的“碰撞难以成大矿”的传统认识,建立“大陆碰撞成矿理论”,为青藏高原实现重大找矿突破提供了重要理论指导;在成矿理论、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……2017年,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,2019年当选世界发展中国家科学院院士。

    自此,侯增谦的科技创新航程也翻开了新的一页。

    倾力打造创新团队,着力培养卓越人才

    “科研团队要围绕科学前沿和国家需求,按需建设。”2003年团队组建时,侯增谦选定了“大陆碰撞成矿作用”的研究方向,志在立足青藏高原填补国际矿床学研究中的碰撞成矿空白,为国家经济发展寻找更多的后备资源。

    侯增谦将碰撞造山带内规模最大的两类矿床(斑岩铜矿和MVT铅锌矿)确立为团队研究的“两条腿”,把大陆碰撞与成矿作用作为研究核心,选择主攻斑岩成矿、铅锌成矿、构造与成矿等相关研究方向的优秀年轻人进入团队,后期又招募了碳酸岩稀土成矿、造山型金矿等方面的研究人员,逐渐形成了相辅相成的团队人才结构。

    团队内每个人都有自己特定的研究方向,独立研究可深入到某一具体专业领域的前沿;同时又共同研究一个大的前沿科学问题,通过合作推进某一重大科学问题的进步。这样,不但能整合团队力量解决重大科学问题,更能促进团队稳定发展,易于在专业领域培养出领军人才。

    对于青年人才的培养,侯增谦可谓倾尽心血、不遗余力。这一点,团队里的年轻人深有体会。国家自然科学基金“杰青”基金获得者杨志明回忆:在“十一五”科技攻关项目申请阶段,侯老师把实施方案正式答辩的机会留给了他,促使他在锻炼中快速成长。国家自然科学基金“优青”基金获得者刘琰谈到,侯老师的言传身教,使自己对稀土矿床的研究广度和深度不断拓展,于2018年成功获得基金面上项目,次年获得了“优青”项目资助。

    “年轻人是我们团队的未来,是我们事业的未来,只有年轻人真正成长起来了,一切才皆有可期。”专访中侯增谦不断强调这句话。正是在这一理念下,这支由10多人组成、平均年龄不超过40岁、以大陆碰撞成矿作用研究为主攻方向的科研团队,拿出了亮眼的成绩单:2018年入选科技部创新人才推进计划重点领域创新团队,成为科技部第一个矿床学领域的创新团队;2019年获得了国家自然科学奖二等奖;团队成员中有1人获得“杰青”基金资助、3人获得“优青”基金资助。此外,杨志明当选为国际经济地质学会(SEG)理事并获得该会区域副主席讲席奖,宋玉财当选为国际矿床地质学会(SGA)区域副主席。

    倡导地球系统科学研究,支撑服务自然资源统一管理

    “全面提升对自然资源统一管理和系统修复的科学水平,要有全新的理论体系指导,核心理论基础就是地球系统科学。”2018年3月,组建伊始的自然资源部召开了专家学者座谈会,侯增谦以一名科技工作者的身份建言献策。

    侯增谦认为,在整个地球系统科学中,自然资源部应特别关注从浅部地壳(“根”),到关键带(“枝”),再到人地耦合系统(“叶”)的三个关键问题。

    “浅部地壳蕴含着人们生产、生活所必需的能源资源和空间资源,受地球深部过程的控制和影响。向深部要资源、要空间,是必然的选择。”侯增谦提出,应更加关注0~10千米深度范围内的地壳精细结构与能源资源分布、城市地下空间利用问题,为国家能源资源安全和经济社会发展服务。

    “关键带是大气圈、生物圈、水圈、岩石圈高度交汇和相互作用的地球表层复杂系统,也是地上、地下物质和能量循环的重要纽带。”侯增谦认为,要从系统科学的角度,探测研究关键带的结构、形成与演化机制,物质转化过程与相互作用,观测关键带内能量和物质通量、迁移和转化,为自然资源合理开发利用和生态系统修复提供地球科学解决方案。

    “人类活动与自然环境的交互作用已逐渐成为地球表层系统演化的主要驱动力。人地耦合系统研究,能够增进对地球表层变化趋势及机制的理解,记录和解释地球变化的特征,进而提出有效应对策略。”就具体实施自然资源统一管理和系统修复的过程,侯增谦提出,要建立强大的调查与评价、探测与观测、模拟与预测全流程技术体系,还要做好“摸家底、做评价、定规划、用护监”四个环节的工作。

    “战略方向一旦确定,战术动作就会有越来越多的选择。”侯增谦表示,发展地球系统科学,指导自然资源综合地质调查,地质调查工作的深度和广度必会得到更大拓展,对生态文明建设和自然资源管理新职能的支撑也会更加有力。

    投身科学基金改革,推动基础研究高质量发展

    侯增谦2018年担任国家自然科学基金委员会副主任后,站在国家和未来的高度,以重塑科学基金资助布局、提高基金资助效益、推动基础研究高质量发展为重心,迈出了三大步。

    第一步,制定学科发展战略,明确优先发展领域,构建学科发展和基金资助的“四梁八柱”。他带领国家自然科学基金委地球科学部和管理科学部,充分依靠两大科学领域的战略科学家,通过组织开展不同层次的战略研讨,谋求共识,初步形成从深地、深空、深海和地球系统等四大领域、从八个优先方向重点突破的“四梁八柱”发展战略。这一发展战略得到了学界的高度赞同,目前已成为国家自然科学基金重大类项目资助的基本遵循。

    基于这一战略思维,地球科学部正在撰写并将首次发布《宜居地球:过去、现在和未来》白皮书,向国际地学界宣告中国学者对当代地球科学发展的理性思考和战略构想。“揭示地球宜居性的形成、演化和可持续性,应成为未来5~10年及更长时期地球科学的重大使命。”侯增谦说。

    第二步,基于学科发展战略,围绕重大科学前沿和国家战略需求,强化顶层设计,开展前瞻布局,做出快速响应。针对国家高质量发展规划面临的六大关键问题,启动了相应的研究专项,集聚了全国顶尖专家,其研究成果得到国家发改委的高度认同,为科学制定“十四五”规划奠定了坚实基础。战略性关键矿产,关乎国家经济安全、国防安全和高新技术产业发展,是大国博弈和国际竞争的焦点,地球科学部和管理科学部分别启动了重大研究计划和重大项目,已取得重大进展。针对国家重大工程和生态环境保护,先后设立了青藏铁路、黄河流域生态等重大基础专项,为国家重点战略的实施提供了全方位基础支撑。

    第三步,全面落实基础研究“两条腿走路”指示精神,特别是围绕国家重大战略需求,大胆探索重大科学问题凝练机制、项目立项机制和组织管理模式。2年来,在对重大类项目的立项和管理进行改革和优化基础上,与自然资源部、生态环境部、中国人民银行和国家发改委等相关部门建立了沟通协调机制,深入国家科工局、中国地震局、中国气象局等行业调研,精准对接国家重大科技需求,凝练需求背后的关键科学问题,共同探索突破瓶颈的科学途径,尝试建立科技战略合作和项目协同推进机制。

    “我国的基础研究,不仅要走好兴趣驱动的自由探索路,还要走好面向需求的科技创新路。”侯增谦说,今后他将在这方面做更多的探索。

    路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。侯增谦表示,新的岗位新的职责既是压力更是动力,今后他将努力扩展国际视野,提升研判能力,锤炼科学思维,尊重科技规律,自觉用战略思维和科学方法,开展更多的科技管理创新探索,使科技创新工作更好地服务国计民生。

    用战略思维推动基础研究

    为推动全国地质与地球化学分析、X 射线光谱分析技术的进步与发展,促进不同学科、不同领域间的国内外学术交流,“第十一届全国地质与地球化学分析暨第十二届全国X射线光谱学术报告会”于2019年9月25—26日在海南海口市成功举办。本次会议由中国地质学会主办,中国地质学会岩矿测试技术专业委员会承办,自然资源部中国地质调查局国家地质实验测试中心协办。中国地质调查局直属单位、省级地勘单位,中国科学院和中国地质大学等高等院校,核工业、冶金、环境保护等相关行业的科研院所、分析测试机构及仪器设备制造企业等约200名代表参加了本次大会。 

    开幕式上,中国地质学会岩矿测试技术专业委员会主任委员罗立强研究员致辞,回顾了十七年来历届全国地质与地球化学分析会议的发展历程,对长期支持我国地质与地球化学分析及X射线光谱分析事业发展的广大科研人员和分析科学家们表达了诚挚谢意,对广大年轻地质科技人员致予了深切厚望,深情寄语我国地质与地球化学分析及X射线光谱分析事业前途光明。

    大会特别邀请了七位国内外知名专家作大会主题演讲。国家自然科学基金委员会副主任、中国科学院侯增谦院士以“地球科学发展战略构想”为题,介绍了基金委以明确资助方向、完善评审机制、优化学科布局三大任务为核心的重大部署,阐述了国家自然基金在鼓励探索,突出原创;聚焦前沿,独辟蹊径;需求牵引,突破瓶颈及共性导向,交叉融通等四方面的资助构想,并就宜居地球所涉及的地球深部、外层空间、深海大洋、地球系统等四大领域的重大地球科学问题和发展战略与布局,进行了深度解读。美国哥伦比亚大学Benjamin Bostick博士阐述了毒性元素砷的环境归趋和迁移行为,分析了影响溶解性砷的控制因素,以微生物群落、地球化学热力学和动力学等研究为基础,利用X射线荧光光谱、X射线吸收光谱和扫描电镜等综合研究手段揭示了氧化还原过程在砷活化和迁移中的重要作用。日本京都大学Ryohei Tanaka博士作了偏振X射线荧光光谱分析的报告,评价了不同材质偏振器的分析性能,提出了用高纯度轻元素丙烯酸为偏振器以获得最佳激发效果的建议。中国科学院上海高等研究院邓彪研究员介绍了同步辐射X射线成像技术和X射线计算机断层扫描(XFCT)成像方法及其在地质科学、能源材料、工业催化、生命科学、环境科学方面的研究进展。清华大学姚文清教授在“纳米材料表界面反应行为研究”报告中,针对光催化技术在污染控制中的关键科学问题,解析了通过纳米结构调控和掺杂结构等途径、增强污染物降解活性和可见光利用效率的研究思路与进展,为促进和提高环境污染物的修复治理效率提供了有效途径。

    自然资源统一管理、生态保护与修复总体需求对生态地质调查提出了新要求,生态地质调查涉及地球系统不同层圈、不同对象、不同要素,在研究过程中需要多种分析测试技术联用来解译地质现象和地质过程。自然资源部中国地质调查局成都地质调查中心杜谷教授级高工阐述了新时期生态地质调查的内容、目标、任务、关注点和预期成果,强调应积极探索联合分析测试技术,提高生态地质调查质量和水平。当前,贵金属(金银和铂族元素)等关键矿产资源的勘探开发与利用已上升为国家战略,这些元素丰度低,在样品中分布不均匀,分析难度大。河南省岩石矿物测试中心王烨教授级高工在“地质样品中贵金属元素的预处理方法研究进展”报告中,深入剖析了火试金法、碱熔融法、酸溶法等样品分解方法以及吸附法、碲共沉淀法、离子交换法等分离富集技术的特点,指出需要在现有贵金属分解方法基础上,开发高效快捷、低本底低污染的样品分解方法,拓展现有分离富集技术,加强生物吸附剂等节能型富集材料的应用和产业化研究,同时要加大贵金属元素标准物质研制工作,以满足分析测试的要求。

    为推动和促进全国地质分析青年科技人才的成长,本次学术报告会还同时举办了“第五届全国地质与地球化学分析青年论坛”。参加本届论坛演讲43人,通过现场报告和专家无记名投票,评选出了一、二、三等奖和优秀奖获得者。全国地质与地球化学分析青年论坛旨在为我国40岁以下地质分析青年科技人才提供全面展示其创新思想和科技水平与能力的平台。论坛自2011年开启以来,注重引领、提倡独特的研究思想,推进人才发展战略,发掘和培养优秀青年人才。

    本次会议收录论文107篇,会议现场讨论活跃,交流气氛浓厚,充分展示了地质分析与X射线光谱分析科研人员近年来在贯彻落实习近平新时代中国特色社会主义思想对地质工作提出的一系列新任务和新要求方面所取得的突出成果。会议还深入探讨了在资源环境和地球系统科学发展过程中所面临的分析技术与方法疑难问题,对于促进分析科学的发展具有重要意义。

    大会会场

    院士报告

     

    外宾报告 

    青年论坛颁奖 

     

     
     
    第十一届全国地质与地球化学分析暨第十二届全国X射线...