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    作为美国联邦政府重要部门之一,内政部担负着保护、开发美国联邦政府所有土地(包括联邦所属或管辖的海洋水域)上自然资源的重要职责,是联邦政府有关公共土地和其他矿产、石油等资源的主要管理部门,也是美国重要的经济部门。该部门发布的《美国内政部五年战略规划(2018~2022年)》提出了未来几年的工作目标、工作方向和行动方案,强调对自然资源统筹管理,重视土地、矿产、海岸带、水资源、林业、岛屿等不同资源之间的衔接,综合考量不同资源的特点进行统一规划。本期国际版将概览美国内政部战略规划中涉及自然资源管理的内容。

    资料来源:美国内政部网站 (https://www.doi.gov/)

    海外聚焦

    保护自然资源和物种栖息地

    用科学的方法管理土地、水资源、物种及其栖息地,以支持决策工作和各种活动,是内政部的职责之一。调查、监测和遥感是了解和发现影响土地资源和利用变化的必要手段,而这些变化对国家的经济增长、民众福祉和生态安全至关重要。为此,内政部组织研究人员、非联邦政府合作伙伴或其他人员,通过科学可靠的数据、工具、技术和分析结果来维护和恢复土地和水资源,并确保栖息地能够支持鱼类和野生动物种群的健康生活。同时,内政部各大管理局将采用科学有效的管理方法、工程技术,进一步优化决策流程、改进土地利用规划,以确保公共土地及其资源的高效利用。

    比如:美国地质调查局通过科学监测和研究来了解国家的环境、自然资源和经济挑战,以支撑管理战略制定。该局向管理机构提供预防或控制物种入侵和野生动物疾病暴发的措施;通过对确定水资源可用性的过程深入了解和集成建模,为多用途水资源平衡管理提供信息。土地管理局、鱼类和野生动物管理局、国家公园管理局和垦务局则致力于维护和恢复高地、湿地、湖泊、溪流和某些海域的生态环境,通过控制植物和动物入侵,使土地或水域恢复到生态平衡的状态,并确保栖息地能够支持鱼类和野生动物种群的健康生活。

    再如:为维护鱼类、野生动物和植物种群及其栖息地,美国鱼类和野生动物管理局要评估各项可能影响物种生存能力的土地管理决策。同时,开展咨询或协调各种物种管理活动,并与其他管理部门建立合作伙伴关系,确定和实施有利于物种恢复的改进措施。受威胁物种和濒危物种的恢复措施包括:收购和恢复栖息地,清除入侵物种,监测个体种群、圈养繁殖物种并将其释放到原分布区中等。

    另外,内政部的自然资源损害评估和恢复计划部门与各管理局展开合作,以评估石油泄漏和危险废物处理场地的影响,并协调恢复工作。露天矿复垦和执法办公室与各州、部落进行合作,以保障市民权益和生态环境的方式进行矿产资源开采,并在采矿后恢复土地的有益用途,以此抵消历史采矿的影响。

    提供基础数据优化用地规划

    内政部负责审查和改进土地规划流程,以扩大公共土地的获取和使用范围,同时确保土地、能源、矿产资源、水资源、鱼类和野生动物以及其他自然和文化资源的保护与利用平衡。内政部土地利用和管理计划将确保根据若干主管机构的法规规定,并按照国会的意图管理公共土地,其中包括但不限于《联邦土地政策和管理法案》《国家环境政策法案》《濒危物种法案》《国家野生动物保护区系统管理和改进法案》《1916年组织法》(国家公园管理局)、《阿拉斯加土著居民理赔法案》以及《阿拉斯加国家权益土地保护法案》。

    根据授权立法,各管理局的土地利用规划工作各不相同,但都必须有利于当代和后代利用并享有这些公共土地资源。比如:国家野生动物保护区系统管理局制定了保护区综合保护计划,而土地管理局则需维持美国公共土地的健康、多样性和生产力。

    作为土地利用规划的支撑,美国地质调查局主要负责详细测量并提供高质量、高精度的地形、地质、水文地理、生物地理的图像和数据。遥感卫星和飞机可用于监测地球,高分辨率信息可用于绘制地质图和生成地理空间产品。这些信息不仅将用于土木工程、基础设施建设和城市规划等,而且能有效识别自然灾害,进行详细环境分析,有助于制定公共土地利用规划。下一步,美国地质调查局将通过研究和开发各种产品来继续提高时空分辨率,如完整的四维地质图,显示复杂的地球地质构造如何随时间发生变化;通过尖端技术提高测绘精度,精确地规划能源开发、运输和管道基础设施项目、城市规划、洪水预测以及应急响应和减灾。

    战略规划四大特点

    美国内政部的职责是保护和管理国家自然资源及文化遗产,为美国人民提供关于自然资源和自然灾害的科学及其他信息,以应对社会挑战并创造机会。如今,内政部管理着美国的公共土地、能源和矿产资源,包括提供对超过4.8亿英亩公共土地、7亿英亩地下矿产和17亿英亩外大陆架的访问权;供应和保障西部17个州的水资源,提供15%的国家水电能源;对联邦认定的573个印第安部落和阿拉斯加原住民村庄履行联邦信托职责。此外,内政部还负责候鸟和野生动物保护、历史遗产保护、濒危物种保护、露天采矿土地修复,以及绘制全国地质、水文和生物科学图件等。

    从组织机构来看,内政部下设土地管理局、海洋能源管理局、露天矿复垦和执法办公室、美国地质调查局、安全和环境执法局、鱼类和野生动植物管理局、土地复垦局、印第安事务局、国家公园管理局、国内和国际事务办公室等。

    一直以来,美国联邦各部门的战略规划都被视作其施政纲领,备受社会关注。《美国内政部五年战略规划(2018~2022年)》明确了未来几年的任务、目标和战略,并提出了关键绩效指标和相关年度目标。总体上看,该规划具有以下4个特点:

    一是战略规划以结果为导向,按照“任务、目标、战略”层层分解的原则,将战略计划分为6大项使命领域、21个具体目标,将各项战略分解为可量化的具体任务。该战略自上而下推行,任务目标逐层分解,尤其突出规划的层次性和各部分内容的衔接。

    二是坚持跨领域综合管理,对自然资源门类统一规划。内政部管理事务繁杂,涉及土地、矿产、海岸带、水资源、林业、测绘、岛屿等多方面,几乎囊括了资源的主要门类。规划对各大领域的自然资源统筹管理,重视不同资源之间的衔接,综合考量不同资源的特点。

    三是重视打造服务型政府,推动信息公开。该战略规划进一步体现了政府的服务功能,尤其是服务社区、增加公众娱乐等内容,充分体现了国家和政府较强的公益服务意识。其中,美国地质调查局通过监测和预警地震、火山、山体滑坡和环境健康危害等自然灾害,及时发布消息来保障公众的生命安全。

    四是大力发展传统化石能源,降低制造业成本,促进经济增长。该战略提出将确保美国能源和经济安全作为首要目标,希望能够促进能源开发,并通过减少对其他国家的依赖,创造就业机会和推动经济增长。规划提出了促进安全可靠的石油、天然气、煤炭和可再生能源的开发,重视水电能源、非能源矿产资源的利用。

    构建伙伴关系参与资源保护

    内政部负责评估、利用和加强最有希望的伙伴关系,其他联邦或州机构、部落民族、志愿者、非营利组织、教育机构、公司或基金会可以通过赞助或慈善活动,参与国家公园、国家野生动物保护区、野生动物管理区的保护和管理工作。

    比如:国家公园管理局已经获得了国会授权,有权接受货币和实物捐赠,其中包括通过国家公园基金会收集的货币和实物捐赠;鱼类和野生动植物管理局有权接受某些实体的捐赠,其中包括非营利组织以及联邦特许非营利性国家鱼类和野生动物基金会的捐赠;土地管理局已经获得了国会授权,除了设立土地管理局基金会之外,还有权接受货币及其他形式的捐赠。

    在此基础上,土地管理局与当地、各州、联邦和私人合作伙伴就几乎公共土地上的所有活动展开了合作,如与各州狩猎和鱼类管理机构一起鉴定重要的鱼类和野生动物栖息地,或为运动员团体提供狩猎和捕鱼机会。在现行法律许可范围内,内政部希望进一步开拓慈善和赞助活动机会,并推广其他合作伙伴关系。

    另外,内政部还将候鸟合资企业作为政府机构、非营利组织、公司、部落与个体之间建立区域合作伙伴关系的纽带,合资企业的宗旨是为鸟类、其他野生动物和人类的利益而保护栖息地。在国家和国际鸟类保护计划的指导下,合资企业将这些不同的合作伙伴聚集在一起,设计和实施相关保护工作,以支持《北美水禽管理计划》及其他鸟类管理计划。

    确保本国能源和矿产安全

    内政部一直致力于提高公共土地生产力,实现和维持美国能源主导地位。作为美国大部分自然资源的管理者,针对公共土地上大量尚未开发的能源资源储量,内政部重新启动了国家外大陆架石油和天然气租赁计划开发流程。该流程是《美国第一个能源计划》和《关于实施美国第一个海上能源战略的行政命令》的关键组成部分,能为美国带来数百万就业机会和经济繁荣。内政部还将继续扩大美国海上、陆上常规和可再生能源的生产,并通过有效许可、严格评估和监督来确保其安全性和可靠性。

    与此同时,内政部主要负责促进可再生能源的开发和利用,利用水电能源加强美国的能源安全、经济活力和生活质量。比如:垦务局是美国第二大水力发电生产商,主要负责经营和维护发电能力超过14700兆瓦的53座水电站。垦务局项目产生的可持续性低成本水电为国家带来了巨大的价值,并通过向农村社区提供稳固电力及辅助服务来强化西部互联电网的可靠性,促进了美国西部地区的开发。

    内政部认为,公共土地是国家非能源矿产资源的重要来源,其中某些资源具有关键性和战略性意义。为此,内政部一直致力于确保以合理的方式利用公共土地,根据多用途管理原则有序和高效地开发这些资源。其中,土地管理局开展复杂问题的环境分析,这对其授权使用公共土地和满足不断增长的非能源固体可租赁矿产需求(特别是钾盐和磷矿)十分必要。《海洋能源管理局海洋矿物计划》规定了砂子和砾石资源的利用方式,以保护和改善当地、区域和国家的沿海基础设施和环境。

    为确保公众能以公平、合理的市场价值获得资源,内政部负责收取、分配和核实能源勘查开发活动所获取的收入。这些资源包括石油、天然气、煤炭、牧草,以及太阳能、风能和地热能等可再生能源。根据特定的法定义务,内政部与各州和地方政府有权分享这笔资源开发收入,并将其下拨给各种联邦计划,或者存入财政部普通基金,从而减少赤字。

    利用林草资源创造公共收益

    对于森林资源管理,内政部主要是通过公共土地和印第安信托土地上的森林采伐和恢复森林健康来获取经济效益。土地管理局主要负责管理森林或林地,维护永久性的木材供应来源以支持木材、胶合板和纸张的生产,同时负责保护流域、调节河水流量,促进当地社区和产业的稳定发展,并提供休闲娱乐机会。

    降低燃料需求可以促进森林的健康,提高森林恢复能力,并有助于防止发生森林火灾。印第安事务局主要负责管理作为印第安部落信托资产的森林。部落所拥有的森林资产,对国家木材供应作出了重大贡献。目前,许多部落正在通过自治和自决方案积极参与其森林资产管理。

    对于牧场资源管理,土地管理局主要负责管理公共土地上约2.1万处放牧地块,以及约1.8万份放牧许可证和租约。放牧活动有助于粮食生产并增强当地经济的稳定性,并通过降低危险燃料和灾难性野火的可能性,维持和改善某些地区的土地健康。因此,土地管理局针对关键生长时期在指定牧区定期休息或延期放牧、治理植被等方法,实现确保土地长期健康和维持生产力的总体目标。

    为提供可持续的牧草,管理局在向公共土地牧场主颁发的放牧许可证和租约中规定了在指定土地上放牧的条款及条件,如牧草利用和使用季节规定。土地管理局还与当地社区以及各州和地方政府建立了合作伙伴关系,以便开发牧场改进项目,签订管理承包合同,以及确定其与相邻牧场的管理权限。

    近年来,由于诉讼和干旱的急剧增加,放牧许可证和租约证的数量有所减少。土地管理局将继续寻找机会,简化放牧许可流程,并为畜牧经营者在公共土地放牧提供更大的灵活性。

    加强监测预警防范自然灾害

    根据季节的不同,数千名执法人员、护林员及其他员工负责巡查广阔的公共土地、国家公园、野生动物保护区和印第安社区,保护自然、文化和遗产资源免受非法活动的侵害。

    一方面,林野火灾可能会危及民众的生命和财产安全。林野火灾办公室(OWF)负责协调内政部土地管理局和农业部林务局,以安全、有效和高效地预防、应对野火灾害。为降低风险并提高生态系统和社区的抗灾能力,内政部负责与林务局进行合作,致力于遵守包容性原则,即对野火提供安全有效的应对措施,打造具有抗火灾能力的社区设计。内政部一直力争与自然资源管理方案相结合,设计以科学技术为基础的林野火灾管理方案。同时,内政部将与各州、地方、部落及其他伙伴合作,采用协调方法进行林野火灾管理,共同承担保护职责、共享资源保护信息,提高运作效率并减少管理工作的重复性。

    另一方面,美国地质调查局的自然灾害管理职责包括发布地震、火山爆发、山体滑坡和海岸侵蚀等警报,通过监测和预警这些自然灾害,帮助维护公共安全、公共卫生和财产安全。该局还负责测量降雨量、流量、河流高度或湖泊水位,通知其他机构发布洪水、海啸和野火等警报;及时告知应急管理人员、事件应对负责人、媒体和公众,以便在危机发生期间为社区提供信息。根据美国地质调查局的科学管理方法,国家应急管理人员和公职人员告知公民这些灾害对自然系统和人居环境可能造成的潜在风险,改进预防和应对措施,保护公众健康。

    公共土地发展休闲娱乐产业

    国家公共土地提供了多处户外公共娱乐场所,如国家公园和古迹、国家野生动物保护区、历史遗迹和古建筑物等。而户外娱乐活动是美国人健康生活方式中不可或缺的一部分。在公共土地上进行狩猎和捕鱼活动,是内政部土地多用途管理政策的一部分,还包括远足、露营、登山、划船、野生动物观赏等。

    为此,内政部在公共土地和水域上开放狩猎、捕鱼及其他娱乐活动。比如:由国家公园管理局管理的76个区域,允许在一年中的不同时间进行狩猎活动,约占国家公园管理局系统总面积的60%;由土地管理局管理的总面积近2.5亿英亩的公共土地,95%以上向公众开放,允许其进行狩猎活动。当然,保护区内的野生动物捕猎会受到严格监管,以确保种群水平与野生动物栖息地之间的平衡。

    由垦务局水利项目开发的休闲区,是全国最受欢迎的水上户外娱乐区之一。垦务局拥有约650万英亩的土地和水域,大部分可供公共娱乐活动使用,其管理的289个项目区已经开发了娱乐设施,为公众提供了娱乐场所。同时,垦务局或非联邦娱乐合作伙伴管理的187个已开发休闲区,提供了549个露营地、454条船舶下水滑道和5500多英里的海岸线,每年吸引约2400万游客。

    有调查显示,占相当大比例的游客对其在公园、野生动物保护区及其他公共土地上的体验感到满意。内政部通过审查各管理局对这些设施的收费结构和维护成本,以确定如何最好地为游客提供服务,并抵消其所需的维护和运营成本。

    (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)

    量化分解目标 统筹规划管理

    近日,由自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局天然气水合物工程技术中心申报的2项发明专利“一种海域天然气水合物海底甲烷监测系统及方法”和“一种光纤传感系统”,顺利通过国家知识产权局审核并获得授权(专利号:ZL 2017 1 0757658.0和 ZL 2017 1 0758452.X)。

    在对天然气水合物海底甲烷的动态监测过程中,锚系潜标系统仅可以获取不同深度的海洋环境参数,而坐底式潜标可实现对海底层位进行原位监测。该系统通过在监测圈上设置多组海底潜标,监测海底甲烷浓度,组成海底甲烷数据矩阵。利用水下控制技术将可测量多个参量的物理和化学传感器集成在一起,对海底天然气水合物成藏区海底边界环境进行长周期原位观测,并可通过水声通信技术将海底环境参数传输回海面监测平台,对水合物开发海底甲烷泄漏进行长周期原位实时监测。该系统可以用于评估天然气水合物开采可能引发的环境影响,为安全有效地使用天然气水合物资源提供科学依据。

    光纤传感器作为一类新型传感器,具备抗电磁干扰、灵敏度高、可大规模复用等优势,如水声探测领域所使用的海底阵缆、石油勘探领域的垂直地震剖面检波器阵列等。一般使用差分延时外差(DDH)的信号解调方法将传感器中所包含的外界信息解调出来,但传统的DDH方法所存在的系统价格昂贵,易受环境干扰。该专利通过采用声光调制器,取消前端的MZ干涉仪,不仅降低了成本, 而且能有效消除环境噪声的干扰,显著提高系统的噪声性能,对提升监测精度、稳定信号质量有重要意义。

     

    两项水合物国家发明专利获得授权

     

    安页1井现场

     

     

    团队在进行安页1井现场钻井岩心元素扫描

     

     

    团队在安场向斜进行野外露头观察

     

    近日,一则消息令人振奋:贵州省遵义市正安县安页1井一举获得四个地质层系的天然气历史性、里程碑式的重大突破,其中一个层系经气量测试,每日稳产超10万立方米,属高产天然气井,开辟了南方复杂地质构造区和贵州省油气勘查的新篇章,具有里程碑式的历史意义。这是中国地质调查局以实际行动贯彻落实习近平总书记提出的能源革命战略的重大突破成果,也是践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观的生动实践。

    丰硕成果的背后,必然有一支能打硬仗的团队,这便是中国地质调查局油气调查中心页岩气资源调查评价团队(以下简称“页岩气团队”)。

     

    责任:铁肩勇担国家使命

     

    我国地质构造复杂,页岩气成藏条件也极为复杂,相比之下,美国页岩气因富藏条件好及易开采,被称为“天生丽质”,我国页岩气地质勘探难度远大于美国。而且,我国的页岩气勘探开发工作起步也远晚于美国,加之国外的技术封锁,我国根本不可能照搬美国的勘探模式,只能自己探索创新,所以这注定将是一条布满荆棘的道路。

    中国地质调查局深感责任重大、任务艰巨,关键时刻毅然承担起了基础地调的国家使命,坚定地践行新时期地质工作者核心价值观,认真贯彻落实党中央、国务院关于加强常规油气和非常规油气资源调查的要求,全力提高国内油气保障能力和优化能源结构需求,以实际行动诠释着“责任是根本”的深刻内涵。中国地质调查局紧密围绕国土资源中心工作,服务能源资源安全保障,以实现油气重大发现和突破为核心,瞄准了石油公司久攻未克的南方复杂构造区,着手实施页岩气基础地质调查和油气资源战略选区调查。其中,南方页岩气基础地质调查和战略选区调查项目由中国地质调查局油气调查中心负责实施。

    南方常规油气资源蕴藏丰富,发育多套组合、多种气藏类型,但多年来油气调查工作仅在四川盆地的个别层系取得突破,盆地外围仅获得低产气流或页岩气显示。2009年至2011年期间,美国壳牌、雪弗龙以及中石油、中石化等国内外企业在扬子地区部署了12口井,效果均不理想,于是总结提出有利沉积相带和正向构造的“二元富集理论”,认为四川盆地之外复杂构造区不利于页岩气的富集成藏。中石油、中石化都是我国油气巨头公司,领跑我国页岩气商业开发。两家公司得出的一致结论,无疑给四川盆地之外复杂构造区寻找富藏页岩气判了“死刑”。

    想在判“死刑”的区域找到富藏页岩气谈何容易?页岩气团队以问题为导向,提出“四川盆地外是否具有资源潜力”、“残留向斜是否具备成藏条件”等这些关乎我国页岩气资源勘探开发前景的关键问题。团队围绕沉积和构造两大主控因素,以重庆涪陵、长宁和昭通页岩气田为基点,结合四川盆地周缘复杂构造区的地质特点,提出了川东南-黔北等页岩气调查有利区,并进行了精心部署和科学论证。在四川盆地外复杂构造区,针对龙马溪组页岩,页岩气团队开展了精细的沉积岩相、古生物、有机地化和地质构造调查,从富硅富有机质泥页岩厚度、有机质丰度、热演化程度、埋深、构造稳定性等关键参数入手,对页岩气成藏条件进行了综合对比,提出了注重沉积与构造保存的选区评价思路,评价出武隆、道真、安场、桑柘坪、濯河坝、龚滩等一批残留型向斜有利目标区。其中,安场向斜构造抬升相对较晚,后期构造活动较弱,有利于油气保存。按照开拓新区、扩大勘查范围的指导思想,结合矿权空白区和黔北页岩气勘查综合示范区情况,页岩气团队认为,优选安场向斜有利区实施战略选区调查,这为日后油气勘查取得突破性重大成果奠定了基础。

    在中国地质调查局组织实施南方页岩气基础地质调查和安页1井部署过程中,页岩气团队通过对南方复杂构造区页岩气成藏条件的系统研究,总结出“深水陆棚相是页岩气形成的物质基础、稳定的构造是页岩气保存的关键因素、地层超压是页岩气富集高产的必要条件”三位一体的页岩气成藏富集理论,其中“构造保存与地层超压”是中国特色的页岩气成藏的关键要素,完全不同于北美的“沉积主控”页岩气成藏理论,针对我国页岩气找矿工作指导性更强;还提出“逆断层封堵向斜成藏、常规与非常规同生共存”的复杂地质构造区油气成藏理论,突破了在盆地、在正向构造找油气的传统认识,对我国南方页岩气及油气的综合勘查开发具有重要的借鉴和指导意义。

     

    合作:为共同的目标而奋斗 

     

    合作是新时期地质工作者核心价值观的重要内容,也是衡量团队凝聚力的一个重要指标。一团和气不能称之为合作良好,为了一项项技术、一个个方案,页岩气团队成员们会进行充分地交流沟通,甚至是激烈地争论,只为汇众智、聚合力,选择更佳的技术、方案,早日实现油气勘探的突破性进展。这才是合作的真正内涵,只为一个共同的目标。

    路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。团队带头人翟刚毅深入研究自雪峰山古陆向西至四川盆地的构造变化特点,结合系统的页岩气地质调查,创新性地提出了五种页岩气控藏模式,即“简单背斜控藏型、逆断背斜控藏型、残留向斜控藏型、逆断向斜控藏型、基底隆起控藏型”,还创新性地提出了具有自封闭条件的向斜应该具备成藏条件,丰富了页岩气成藏富集理论。在部署论证安页1井井位时,为了解决地震解释的意见分歧,他亲自带队赴川庆物探公司,经过多次交流、讨论、论证,严把每个环节关口,精益求精,最终落实了真实构造情况,为安页1井最终钻井井位的确定提供了真实可靠的资料。在很多人不看好地震预测地层压力的情况下,翟刚毅大胆尝试,果断决策,将安页1井部署在NW007地震线西侧压力高异常区,为该井获得高压高产天然气奠定了基础。在他主导下,一些新技术、新方法相继应用于安页1井的井位论证,而且均取得了突破性进展。

    团队另一位带头人包书景,虽已人到中年,但在钻遇高产天然气流关键时期,仍像小伙子一样奋战在一线,起早贪黑,抬岩心、磨薄片、细观察、勤分析,尤其在制订石牛栏组压裂试气方案时,在现场亲自磨制薄片,进行鉴定,带队踏勘野外剖面。这一切,都是为了更好地了解地层岩矿特征和储层类型,有针对性地选择科学的施工工艺。

    为确保油气及时发现,泥浆比重和录井数据的准确性至关重要,这也是总工程师庞飞始终放心不下的关键问题。为此,他像钉子一样牢牢坚守在一线,钻井平台、泥浆罐、录井房、实验室……处处可见他忙碌的身影。他还常常半夜跑到录井房查看录井曲线,用蒸馏水矫正测量仪器数据,亲自从泥浆罐取样测量比重,一丝不苟,即使在南方腊月的冰雨天气,依然如此。

    页岩气团队的强大,不仅表现在带头人的以身作则上,更因为他们有一个强大的党支部。

    今年7月1日,中国共产党刚刚迎来95岁生日,今年也恰是中国地质调查工作的百年华诞。安页1井野外临时党支部在今年被批准成立,也就显得更有意义了。临时党支部完全按照中国地质调查局党支部标准化要求建设,党员活动室窗明几净,墙上整齐地贴着各项党的规章制度,虽然是野外临时党支部,但支部建制依然是非常规范,井然有序。

    在党员活动室采访时,记者看到党员徐秋枫正和两个师弟探讨问题。记者一打听才知道,因为中国地质调查局有很多留学归国人才,很多人出国前在学校就是预备党员,但出国后因联系不到党组织,一直没有进入转正程序,虽然已经过去几年,但回国到中国地质调查局工作后还是预备党员。因情况特殊,所以已有几年党龄的徐秋枫正在给两个师弟讲解这种情况的预备党员如何转正。

    党支部还充分发挥传帮带作用,并有一个显著特征——老同志带新同志,老党员帮新党员,职位越高的干部,越是冲在最前沿。一位普通员工说:“我们还有休息日,但领导几乎没有休息日,五天工作日是在项目现场解决问题,周末两天休息日则多是参加学术研讨会,是‘5+2’的工作模式,而且每天夜深人静时还要查资料研究,因此多是深夜一两点之后才能休息。”

    对于这样一个团队,经常和团队打交道的合作方——贵州黔南页岩气开发责任公司董事长张福由衷地赞叹道:“这是一个很好的团队,有技术,有方向,而且能很好地把握政策。”

    只要有方向,就有了合作共同追寻的目标。虽然页岩气团队成员分工不同,有思想碰撞,但始终密切配合,团结合作,只因每个人心中都固守着新时期地质工作者核心价值观。

     

    奉献:舍小我取大义

     

    探索创新是彰显个性,但页岩气团队同样也继承了老一辈地质工作者的“三光荣”传统,以忘我的奉献精神,舍小家为大家,深刻诠释了新时期地质工作者核心价值观。

    由于常年在外做地调,翟刚毅患有髋关节滑膜炎,但他仍坚持亲自率队赴贵州、湖南、湖北、广西、云南等地开展野外调研与勘查。在一次野外调查工作中,需要爬到山顶才能看到露头,大家知道他有腿疾,都劝他不要爬上去,他却急了,坚定地说:“若不亲眼看到地质现象,不亲自鉴定地质特征,怎么能认识还原真实的地质面貌呢?地质人就没有怕苦怕累这一说。”他仍像往常一样出色地完成了勘查任务,腿疾算什么,在他眼里勘探才是最大的事,这就是一个真正地质人的本色。每次在野外工作中,翟刚毅还总是将自己多年来累积的丰富的地调知识手把手地传授给年轻人,在他的指导和帮助下,团队里年轻人的工作能力不断提高。

    包书景性格活跃,有个独生女儿,但因为工作繁忙,鲜有时间陪伴女儿。2015年,女儿硕士毕业的日子,他没有忘记,更没有忘记之前对女儿的承诺——到法国巴黎出席她神圣的毕业典礼。但在当时,安页1井井位论证、井位设计也进入了关键阶段,资料收集整理、地震数据处理解释、油气成藏条件分析、页岩气形成富集机理研究、样品分析检测、野外井位踏勘,等等,各项工作千头万绪。在这关键时刻是坚守工作岗位,还是暂时请假兑现对女儿的承诺?包书景心中不免犹豫纠结。最终,他还是选择了坚守安页1井的岗位。虽然他没有见证到女儿毕业典礼这一重要的人生时刻,但却见证了安页1井油气放喷的盛况。

    庞飞因为常年驻扎在项目现场,难以照顾家庭,这也是他对家庭最愧疚之处。他还清楚地记得,开钻之时,孩子还不到1岁,在此后近1年时间里他只能借回京讨论方案的空隙回家看下孩子,每一次都是来去匆匆。他很想念孩子,但始终不能陪伴在孩子身旁。每当离家孩子拽着他哭着喊“爸爸不走”时,每当在视频里看到孩子因发烧“哇哇”哭叫而自己却无能为力时,堂堂五尺男儿再也抑制不住内心的情绪,转身的瞬间早已是泪流满面。

    他们只是页岩气团队中的几个代表,更是众多中国地调人的一个缩影,中国地质调查局系统还有千千万万像他们一样的职工。他们拼搏进取,无私奉献,以自己的实际行动,舍小我取大义,自觉践行新时期地质工作者核心价值观。

     

    创新:机制改革激发团队活力

     

    创新是地质调查事业的核心,贯穿于工作的各个环节,也是新时期地质工作者核心价值观的精髓。人才是所有科技创新的动力源泉,中国地质调查局人才机制的改革创新则更充分调动起不同类型、不同领域、不同层面各类人才的创造性,形成万众创新的良好氛围。

    中国地质调查局坚持正确的用人导向,深化人才发展体制机制改革,特别是2015年9月,出台了《关于加强地质科技人才队伍建设的指导意见(试行)》(以下简称《指导意见》),对地质科技人才队伍建设作出重大战略部署,绩效工资分配向取得突出成果业绩的卓越、杰出、优秀地质人才倾斜,打破了人才称号的终身制,消除了“官本位”思想意识对科技人员发展晋级的干扰……自此,中国地质调查局地质人才队伍建设翻开新的篇章。

    中国地质调查局以“五不唯”的用人标准,不拘一格降人才,以具局特色的“五问”原则,把人才评价与成果评价紧密结合,把人才工作贯穿于地质调查事业的各领域和全过程,人才队伍建设与地质调查和科学研究同步规划、同步实施、同步考核,激活新时期地质工作者的创新能力。

    在中国地质调查局的指导支持下,页岩气团队通过3年的努力建设,初步建成了一支专业齐全、结构合理、创新进取、敢于担当的团队。团队成员涵盖了油气地质、地球物理、石油工程、测试分析等专业,由页岩气资源调查评价、储层评价与甜点预测、实验测试三部分专业人员组成。团队现有39人,其中,教授级高级工程师8人,高级工程师4人,博士16人,硕士23人。

    2013~2016年,页岩气团队共承担项目16个,发表科技论文20余篇,获得实用新型专利5项,举办学术会议报告60余次。期间,团队于2014年获得中国地质学会和中国科学技术协会授予的“页岩气科学传播专家团队”称号,1人被授予“全国页岩气科学首席传播专家”,1人入选国土资源部科技领军人才开发和培养计划,3人入选国土资源部科技杰出青年领军人才开发和培养计划。同时,还培养了一大批高素质的油气、页岩气地质调查和资源评价的技术骨干,为今后“四新”领域油气及页岩气发现和突破奠定了人才基础。

    目前,页岩气团队已成功申报《大型盆地与煤层气》国家重大专项“页岩气资源评价与勘查技术攻关项目”,集中地调局系统页岩气调查力量,将继续攀登页岩气资源调查和理论研究科学高峰。

    页岩气团队通过多种方式长期历练,已经锤炼成为一支尖兵铁旅,担当有为,不辱使命。7月28日,以安页1井重大突破为主题,中国地质调查局举办了今年第四次“中国地质大讲堂”,页岩气团队的翟刚毅、包书景、庞飞和任收麦四位同志分别作了主题报告。局有关领导对该团队取得的突破性重大成果表示了由衷地祝贺,并致以崇高的敬意。局领导感慨,听完安页1井的情况汇报后收获很大,既进一步了解了安页1井取得的重大成果情况,又加深认识了该项成果的重大价值,同时总结学习了其成功经验,对于进一步推进页岩气油气资源调查评价具有重要指导意义。

    中国地质调查局高度重视团队建设和人才培养,通过加大油气资源调查力度,初步形成了以局油气资源调查中心为核心层,大区地调中心和直属科研院所为紧密层,以石油公司、大专院校为协作层的油气调查队伍体系,初步形成了以局油气调查中心安页1井页岩气团队为代表的一批油气调查团队,培养了一批卓越、杰出和优秀地质人才,为全面开展油气调查工作、在“四新”领域获得更多、更大的成果奠定了人才基础。

    中国地质调查局油气调查队伍从无到有,圆满完成了成立之初“一年有模样,两年成规模,三年上水平”的目标,有力推动了我国油气调查事业的跨越式发展,翻开了油气调查队伍建设的新篇章,也是“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观的集中体现。面对新形势、新任务和新要求,中国地质调查局以新时期地质工作者核心价值观为内生动力,创造了一个又一个的奇迹,正朝着建设世界一流地调局的目标大步迈进。

    新时期地质工作者核心价值观凝聚发展新动力

    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

    钻探工作具有环境复杂性与多变性的特点。

    一直以来,我国存在钻探设备陈旧、技术方法落后、钻探效率低下等诸多问题。因此,大力推进钻探技术与钻探装备的现代化,研究开发先进的钻探技术与钻探装备,创新、应用、推广新技术和新设备,培养高素质的技术人员,成为当务之急。

    随着我国社会经济的快速发展,工业化与城镇化建设的步伐也不断加快,使得对地下矿产资源的需求量与消耗量也随之上升,矿产资源逐渐成为了制约我国经济发展的重要因素。作为发现和获取地下矿产资源的主要手段,地质勘查钻探设备的重要性不断上升,其设备的先进性与技术创新已经成为了我国经济发展的重点。

    中国矿业报记者从国土资源部获得的信息表明,经过地质科技工作者的努力,我国在一些关键的钻探技术研究及钻探设备的研发上,已经赶超世界水平,逐步建立起了拥有自主知识产权并具有国际先进水平的现代化深部钻探技术体系、同位素热年代学技术体系,同位素地质研究专用仪器的研发也取得重大进展,进一步拓宽了找矿空间。

     

    深部钻探技术取得长足发展

     

    钻探技术是获取地下实物地质资料信息、建立地下观测与开采通道、验证深部地质推断与解释的唯一技术方法,广泛应用于基础地质、水文地质、能源矿产、地质环境等的调查以及地球科学研究、灾害防治和资源开发利用等领域。

    记者手头掌握的资料显示,在“十一五”初步建立2000米地质钻探体系基础上,“十二五”期间,在国土资源部科技与国际合作司和中国地质调查局的统筹组织下,中国地质科学院勘探技术研究所等单位的科技工作者,充分利用国家“863”计划项目、国土资源公益性行业科研专项、地质矿产调查评价专项等项目的实施,系统地组织开展了钻探装备、技术及工艺方法的研究,全面提升了钻探工程技术与装备的能力、质量和效率,降低施工成本,使得我国的钻探技术与装备取得长足发展,整体技术水平与国际达到同步,部分达到了国际领先水平,对我国的深部地质调查和矿产资源勘探开发起到了有力的支撑。

    一是深化了新一代地质钻探装备体系的研发与应用。完成了3500米地质岩心钻机及 2500米车载水井钻机、3000米电动直驱顶驱钻机、400米轻便钻机、浅层取样钻机和600米反循环钻机等的研发;开展了永磁电机驱动、自动化检测与控制技术在钻探设备中的应用探索,新型泥浆固控离心设备在地质钻探中逐步得到推广应用,对国内钻探设备的现代化发展起到了积极的引导作用,加快了我国地质钻探装备的更新换代。

    二是结合科学钻探施工开发了钻探装备。围绕汶川地震断裂带科学钻探工程和松辽盆地资源与环境科学钻探工程的实施,随钻开展了新技术与装备的研究与应用,开发了KZ3000型深孔取心钻探设备、科学钻探复杂地层高效取心钻具、复杂地层钻进技术、大直径薄壁取心技术、海洋钻探取样技术、铝合金钻杆技术等,推动了我国深部科技钻探技术体系的发展。

    三是地质岩心钻探深孔钻探技术取得了长足的进步。先后开发了XJY-850、XJY-950高钢级钻探管材及绳索取心钻杆,薄壁绳索取心钻杆最大应用深度超过2700米,绳索取心液动潜孔锤技术得以普遍应用(最大深度达到了 4006.17米),深孔钻进用小直径涡轮钻具等研究取得了突破,深孔钻进用金刚石钻头的工作寿命和效率明显提高,深孔用高温磁中靶技术在近 3000 米深孔成功应用,新型孔内事故处理工具的推广应用提升了地质岩心钻探事故处理的能力和水平,极大地推动了我国深孔地质钻探的水平。

    四是复杂地层钻进能力明显提高。通过深入的理论研究和试验应用,开发多种地质钻探用新型泥浆体系,大大降低了复杂地质条件下的孔壁坍塌、漏失、缩径问题,提高了复杂条件下的钻探施工能力;同时开展的小直径膨胀套管技术(实体、波纹及有缝管)在国内深孔复杂地层中成功应用,提供了一种新的复杂体层护壁手段,在国内外处于领先地位。

    五是钻探工程信息化水平不断提升。随着现代化信息技术和网络技术的迅速发展,为钻探工程的信息化提供了良好的基础。“十二五”期间建立了探矿工程(岩土钻掘工程)技术网络服务平台,建成的数据库包括从业机构、装备制造、行业词汇、行业论文等数据库,为开展更深层次的探矿工程信息化和社会化服务提供了基础条件。开展了钻探参数采集与传输技术的研究,初步实现了将钻探施工的各类信息实时记录在统一规范的数据库中,为管理、统计分析及生产和科研工作提供数据服务,对提高钻探工程的管理水平和施工技术优化、促进钻探技术学科进步等具有重要意义。

    记者了解到,“十二五”期间,上述钻探技术成果在地质调查及矿产资源勘探开发领域得到了广泛的应用,覆盖了地质调查、地球科学研究、深部矿产资源勘探开发等领域,解决了深部及复杂地质条件下的钻探技术难题。

    此外,上述钻探成果在汶川地震断裂带科学钻探工程、松辽盆地资源与环境深部钻探工程、中国岩金勘查第一深钻、庐枞及铜陵矿集区深部矿产资源勘查及各类地质钻探工程中均发挥了关键作用。部分钻探新装备与技术与我国地勘单位走出国门,全液压地质岩心钻机由进口转向了对外出口。

    专家称,这些成果对提高钻探施工能力和效率,降低工程风险,增强竞争力,提升地质勘查工程管理水平与效益发挥了重要作用,意味着已成功建立起了拥有自主知识产权并具有国际先进水平的现代化深部钻探技术体系。

    据了解,相关技术成果获得国土资源科学技术奖一等奖1项、二等奖2项,河北省科技进步奖1项,通过国家科技进步奖二等奖初评1项。研发的钻探新装备与新工艺技术得到使用单位的高度评价,大幅度提升了我国深部钻探技术能力和水平,并为相关产品生产企业带来了良好的社会效益和经济效益。

     

    同位素热年代学为找矿新技术支撑

     

    同位素热年代学是一门集同位素年代学、构造地质学、岩石矿物学、计算机模拟技术等为一体的综合性学科。据了解,同位素热年代学方法不仅能够提供地质事件年龄值等时间信息,而且能提供所测定矿物、岩石形成的温度、经历的构造作用以及可能的形成深度等深层次的地质信息,已经成为国际地学界关注的热点之一,近年来在国际上得到了快速发展。

    “十二五”期间,中国地调局中国地质科学院地质研究所同位素热年代学研究团队在中-低温热年代学技术方法研发和示范应用两方面开展工作,完善和新开发了多种同位素热年代学分析技术,初步构建了中-低温同位素热年代学实验技术体系,并在东天山成矿带、南天山造山带、库车含油气盆地等地开展示范性应用研究,取得了一系列创新性研究成果。

    专家表示,这些成果不仅为我国的同位素热年代学研究提供了分析测试实验平台条件,而且揭示出同位素热年代学理论和技术在造山带造山历史研究、沉积盆地热历史研究、金属矿床成矿作用过程和抬升剥露过程研究等方面具有巨大的应用潜力,为我国的地质科研和矿产资源勘查工作提供了新的技术支撑。

    一是建成了我国第一家(U-Th)/He 同位素定年实验室,为我国的低温热年代学研究提供了分析实验技术平台条件。

    二是研制出新生代Ar-Ar同位素定年标准物质,解决了我国长期以来缺少新生代氩同位素定年分析标准物质的问题,为新生代地质样品精确定年分析提供了技术保障。

    三是揭示了天山东段地区晚古生代以来构造热演化历史及金属矿床成矿和抬升揭顶过程。

    四是精细刻画出南天山造山带中段构造热演化历史与隆升过程,重建了南天山中段晚古生代以来的构造热演化历史及隆升剥蚀历史。

    五是库车盆地构造热演化及天然气成藏史研究取得重要进展。

    记者了解到,以Ar-Ar法和(U-Th)/He法定年技术为主构建的中-低温同位素热年代学技术平台,已经成为我国最主要的热年代学分析测试实验基地。所研制的标准物质为国内相关实验室共享,其量可供我国所有的Ar-Ar法同位素定年实验室使用数10年。

    专家称,同位素热年代学在我国是一门新兴的学科,中国地质科学院地质研究所同位素热年代学研究团队开展示范应用研究取得的一系列创新性研究成果,不仅深化了对天山乃至中亚造山带地质演化过程的认识,为了解天山地区金属矿床成矿规律、进行成矿预测及实现区域找矿突破等提供了新的科学依据,对指导库车盆地油气勘探具有重要的实用价值,同时充分显示同位素热年代学理论和技术在造山带造山历史研究、沉积盆地热历史研究、金属矿床成矿作用过程和抬升揭顶过程研究等方面具有巨大的应用潜力。

     

    同位素地质研究专用仪器成功研发

     

    我国大型高端质谱仪器一直以引进为主,受国外技术封锁,一些用于高精度同位素分析和核科学研究的质谱仪器引进十分困难,且价格高昂。

    为了推动我国高端质谱仪器的自主研发,针对目前宇宙样品及地球化学珍贵样品稳定同位素、稀土元素微区原位分析的难题,国家重大科学仪器设备开发专项设立“同位素地质学专用 TOF-SIMS(飞行时间二次离子质谱)科学仪器”项目,由中国地质科学院地质研究所国家科技基础条件平台北京离子探针中心牵头实施。

    据了解,根据记者掌握的情况,项目研制的两台分别用于稳定同位素分析和稀土元素分析的TOF-SIMS-SI和TOF-SIMS-REE仪器,将为岩石成因学、矿床成因学、地球环境、气候变化、月球及行星演化等热点研究领域提供最先进的技术支撑。

    专家称,用于高精度同位素丰度分析的 TOF-SIMS 是一项全新的技术,它的成功研制,将是质谱学技术划时代的里程碑,同时将进一步推动地球化学和宇宙化学向更微的空间发展。像 SHRIMP 的诞生一样,这项新技术的诞生将带来一系列重要的科学成果,特别是将直接为我国探月工程在获得月球样品后的分析研究工作奠定坚实的技术基础。

    据介绍,经过近4年的技术攻关,北京离子探针中心联合中国科学院大连化学物理研究所和吉林大学等单位完成了两台 TOF-SIMS仪器的整体设计,对一次离子源等关键部件进行了设计加工和单独调试,并完成了TOF-SIMS专用系统控制软件和数据处理软件的开发和优化。

    自2014年8月起,项目组开始对两台TOF-SIMS整机进行总装配和总调试工作。2015年6月,TOF-SIMS整机的质量分辨率可达 12000(m=106)。截至2015 年初,项目共取得新装置 12套、核心部件20个;新申请专利 33项,获专利授权8项(其中发明专利2项);登记软件著作权3项;发表论文24篇,取得了重要的阶段性成果。

    一是首次将飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)技术应用于精密同位素分析和元素丰度测定。近年来,随着离子接收系统在技术上取得突破性进展,北京离子探针中心和相关合作单位在国内率先尝试将 TOF技术应用于高精度同位素分析仪器的研发。

    二是开发了一套适用于珍贵地质样品(如月岩、宇宙颗粒等)高灵敏度、高分辨率同位素分析的小束斑氧离子一次源和离子光学系统。

    三是开发了提高地学样品分析灵敏度的二次中性粒子激光后电离技术。实验结果表明,在优化条件下,飞秒后电离技术可使信号提高60 倍。

    四是研发了高分辨TOF质量分析器。有效解决了双聚焦SIMS质谱的低离子通过率、体积庞大、成本高昂的不足。

    五是开发了一套满足超高真空环境下高精度同位素分析要求的创新型三维样品台及样品传送系统。

    项目组专家表示,该科研项目尽管取得了一定的成效,但该仪器目前尚处于研发阶段,待目标仪器的技术指标达到任务书的设计要求后,项目组将启动以下两项应用示范研究工作:一是应用TOF-SIMS-SI仪器分析金属硫化物(黄铁矿、闪锌矿等)的硫同位素,探讨典型铜矿床铜的富集和矿床形成机理;二是应用TOF-SIMS-REE仪器对月岩和月球陨石样品中锆石的稀土含量和配分模式进行分析,以探讨月岩中锆石的成因;测定月岩样品和月球陨石中锆石的Ti 元素含量,估算其结晶时的温度,从而推算撞击事件的温度。

    据中国矿业报记者了解到,2015年8月,项目组已将TOF-SIMS-REE仪器应用于纯金属样品铜和银的同位素丰度分析,分析精度可达 1%。

     

    技术创新,找矿突破的坚实支撑