日前，由自然资源部中国地质调查局勘探技术研究所自主研发的“一种双层扩孔钻头”“一种膨胀管下入装置”“一种膨胀管加压增压装置”和“一种海洋复杂地层取心用全封闭岩心取样装置”等4项实用新型专利获得国家知识产权局证书。

“一种双层扩孔钻头”（专利号：ZL201920182538.7）此技术满足了膨胀波纹管下入后的膨胀需求，使孔壁更加光滑、扩孔直径更加精确，解决了目前单层三刀翼式扩孔钻头存在刀翼磨损严重、扩孔直径不精确的情况。

“一种膨胀管下入装置”（专利号：ZL201920182539.1）膨胀波纹管的下入工艺是整个护壁工艺的关键环节，下入工艺包括下入、膨胀、切头、去尾等环节，此技术将其集为一体，减少了起下钻的次数，可满足单次下入完成以上所有动作后提钻完成护壁。

“一种膨胀管加压增压装置”（专利号：ZL201920182707.7）膨胀波纹管的膨胀是通过内部注入的高液压力完成的，此技术通过管路设计，完成对膨胀波纹管的膨胀。装置结构简单，模块化安装，增压效果明显，压力输出稳定，解决了目前地质钻探所用的泥浆泵所能提供的压力不足以完成膨胀波纹管的膨胀要求。

“一种海洋复杂地层取心用全封闭岩心取样装置”（专利号：ZL201920291474.4）针对海洋浅层、淤泥、流沙等流质地层的岩心取样要求而设计，通过花瓣式瓣爪和侧孔底喷式钻头水路的设置，能够获得对“流质”岩心、岩样良好的取心效果，保证流体地层岩心采取率，大大提高流体地层的取芯质量，解决了目前常用陆地取样装置常用的爪簧因拦挡效果差而难以取得钻探要求的足量、质量合格的岩心的情况。

截止目前，勘探技术所在膨胀波纹护壁技术领域共获得4项国家专利，在海洋钻探技术领域共获得15项国家专利，进一步加强了科技创新能力建设，推动了对自主研发科技成果的保护与转化工作。

鲎是地球上最为古老和最奇妙的动物之一，属于节肢动物门螯肢亚门肢口纲剑尾目，其最早的祖先可追溯四亿多年前的奥陶纪，有“活化石”的称谓。其身体主要特征是分为头胸部和腹部，具有粗壮的螯肢，没有触角，具有独特的像书页一样的鳃（“书鳃”），身体末端伸出一个长长的剑尾。现生的鲎只有3个属4个种，我国沿海产有中国鲎及圆尾鲎两种类型。虽然鲎类在地球上生存了四亿多年，但其化石记录却十分稀少。到目前为止全世界已发现和报道的鲎类化石仅30余种。附肢及软体组织的在化石上的保存更是凤毛麟角。由于外壳和躯干的特征具有趋同的现象，附肢和软体组织化石记录的缺乏阻碍了对鲎类演化，尤其是生活方式演化的研究。最近一项由中国地质调查局成都地调中心与厦门大学、美国肯特州立大学、英国布里斯托大学等共同完成的成果报道了鲎类附肢及软组织的演化，这一成果对研究鲎类两亿多年来的演化具有重要价值。

2007年中国地质调查局成都地质调查中心在云南省罗平县发现了大量保存完好的爬行类、鱼类、节肢动物等化石，时代为三叠纪中期，命名为“罗平生物群”。在罗平生物群中发现了二十余块鲎的化石标本，经初步研究认为是一个新的鲎类化石，研究人员将其命名为“罗平云南鲎”。随着发掘工作的进一步开展，研究人员发现了更多的标本，其中一些标本上保存了完好的附肢、鳃书和刚毛等软体构造，为研究其形态功能和演化提供了独特的材料。罗平云南鲎腹部具有6对附肢，第一对螯肢小而短；第二对至第五对附肢长，称为步足，主要起行走的功能；第六对附肢最长，在倒数第二节上具有一圈花瓣状的突起，用于在海底掘穴和爬行。其中雄性云南鲎的第二对和第三对呈钩状向前弯曲，起到交配时抓住雌鲎的作用。通过对整体形态及书鳃、肌肉等软体等多方面特征详细深入的研究和对比，研究人员证实罗平云南鲎与现生的鲎类十分相似，尤其与圆尾鲎最为接近。这一发现说明现生鲎类的躯体造型及许多独特的生活方式至少在2.4亿年前的三叠纪中期就已经形成，并一直持续到现在，充分显示了该类动物在演化上的保守和停滞。

该研究由中国地质调查局成都地调中心胡世学研究员等于2017年10月26日在线发表于Nature出版集团综合性、开放性期刊科学报告《Scientific reports》。

保存附肢和鳃书的罗平云南鲎

罗平云南鲎复原图

现生的中国鲎

“南极作业时间宝贵，一天也不能错过。”科考船“海洋六号”船见缝插针，利用两次气旋之间仅24小时的作业时机，1月7-8日间顺利完成了3个站位的地质取样作业，获取到第一批宝贵的南极海底地质、海水等样品。至此，“海洋六号”已全面开展各项任务，部分任务进程过半，进展总体顺利。

从多道地震、多波束、浅层剖面测量，再到重力柱状取样、温盐深测量与采水，首次奔赴南极的“海洋六号”开展的海洋地质和地球物理科考调查，重心直指潜藏在数百米乃至数千米南极海域与海底的“深度奥秘”。

在南极“插管”取样

600公斤的圆形铅块排列成组，与空心钢管连接组合成的一枚巨大的“铁锥”，由钢缆牵引，投向南极冰海，200公斤的重锤相伴而至，在海底以加速度冲击，将空心管插入冰冷的海底泥，以钢制“莲花瓣”封口后，将几十万年沉睡的海底泥一管管牵引回船。7日傍晚，科考船“海洋六号”第一次在南极海域开展重力地质取样。

形象地说，重力柱状取样就是在南极海底进行“插管”取样。通过给海底表层“插管”取样，最多时能获取到海底十几米长的浅表层沉积物，也就是海底的“表层皮肤”样本。紧接着，负责试验分析的科考队员李强、何赵迅速将样品采集出来后，到船上实验室，对这些样品中所含的空气、水分以及沉积物的组成成分等多种信息做进一步现场分析。

首席科学家助理付少英说，后期，还将对这些样品做进一步的分析研究，通过结合这些信息，将可以真实再现数百万乃至数千万年南极的地质演化历史。

但严酷的极地环境和陌生的海域给首次在南极开展工作的“海洋六号”构成了极大挑战。在8日凌晨开展的九米长重力柱状取样中，由于遭遇坚固的海底沉积层，坚硬的钢管竟然被挤压如弯弓。但科考队凭借丰富的工作经验和顽强的意志，迅速适应了这一局面。通宵作战后，“海洋六号”成功从南极3550米水深处的海底取得了长达六米多的沉积物样本，这些珍贵的样品将带给我们丰富的南极海底信息。

给南大洋“量体温”

由24只取水容器环绕钢圈排列，组成一套自动取水装置。同时，还搭载着测量海水溶解氧以及两套多普勒海流剖面仪组合在一起。以钢缆牵引，投入南极冰海。以每间隔5秒的频率记录一次海水的温度、盐度和深度以及溶解氧的成分等数据。这是科考船“海洋六号”开展温盐深测量与采水工作。

按照预先设定的程序，取水容器到达预定深度后，即按顺序自动打开一管，采满水后随即自动关闭，这样，即可实现在预定的24个层位获取到分层海水样品。“海洋六号”1月8日开展的温盐深测量中，最深采集到了3550米水深的南极海底底层海水样品。

专业组长庞云天告诉记者，“海洋六号”船此次开展的温盐深测量，通过写入的程序控制整套采水器系统，能获得预定位置，由海面到海底预先设计深度的海水温度、盐度、声速、密度、溶解氧、流速及流向等一系列数据，结合对海水样品的室内化学分析，可以研究出这一区域海水的物理化学性质、水层结构和水团运动状况。

首席科学家何高文介绍，尽管南极海底都覆盖在冰冷的海水之下，但承载海水的海底表层受地心岩浆和板块运动影响，仍然具有温度，测量不同地层深度的温度，对于了解地壳运动和地质变化具有重要意义，“我们这次选择的海域是一个古老板块曾经活动的区域，在南极海域板块中具有独特性。”

通过给南极“插管”、“量体温”，以及“做CT”等先进的调查技术，“海洋六号”船执行的中国第33次南极科考航次，将获取到一大批关于南极海底地层结构、地质状况、环境变迁等基础数据，进一步开展科学研究，将为人类认识南极、了解南极积累丰富的资料。