(一)探索地球深部秘密的“尖兵”

　　深地探測是“三深一土”科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的重要部分。為推進(jìn)深地探測順利實施，中國地質(zhì)調(diào)查局在中國地質(zhì)科學(xué)院成立了地球深部探測中心(簡稱“深地中心”)。

　　而鮮為人知的是，針對地殼探測，國土資源部自2008年起就啟動實施了“深部探測技術(shù)與實驗研究專項”，建立了適合我國巖石圈結(jié)構(gòu)的深部探測技術(shù)體系，成功研發(fā)了深部探測關(guān)鍵技術(shù)與裝備，獲得了系列重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，在深部能源資源領(lǐng)域取得了戰(zhàn)略性的線索和勘查遠(yuǎn)景，在自然災(zāi)害機(jī)制領(lǐng)域取得了新進(jìn)展。

　　細(xì)數(shù)“深部探測技術(shù)與實驗研究專項”取得的一系列成果，不由讓人心生敬畏。

　　專項開展了從地表到巖石圈深部的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)探測、鉆探和實驗研究，取得一系列科技創(chuàng)新。一是深部探測技術(shù)實驗取得重大進(jìn)展，系統(tǒng)構(gòu)建適應(yīng)我國深部特征的探測技術(shù)體系。二是自主研發(fā)多項技術(shù)，解決了深部探測的部分難題。例如，我國首臺具有數(shù)字化控制、自動化操作、變流變頻無級調(diào)速、大功率絞車、高速大扭矩液壓頂驅(qū)、五級固控系統(tǒng)等突出特點的萬米大陸科學(xué)鉆探鉆機(jī)“地殼一號”，為開展超深科學(xué)鉆探提供第一手資料，其參與的“松科二井”科學(xué)鉆探工程(6400米)是世界上正在實施的最深取芯科學(xué)鉆;大功率電磁探測(SEP)系統(tǒng)取得了磁傳感器與大功率發(fā)射機(jī)等核心技術(shù)重大突破;固定翼無人機(jī)航磁探測系統(tǒng)在低磁無人機(jī)制作、高可靠性自駕導(dǎo)航儀、氦光泵航空磁力儀與超導(dǎo)航空磁力儀研制及配套的數(shù)據(jù)預(yù)處理開發(fā)方面取得了突破;無纜自定位地震探測系統(tǒng)在高精度數(shù)據(jù)采集、GPS定位、整機(jī)小型化、低功耗、低頻檢波器和出力1萬牛頓電磁可控震源等方面取得了顯著進(jìn)展;以三維地質(zhì)目標(biāo)模型為中心、地球物理綜合研究與一體化集成分析的移動平臺綜合數(shù)據(jù)處理與集成系統(tǒng)初步建成，加速了跟進(jìn)國外地球物理處理軟件發(fā)展的步伐;深孔應(yīng)力測量和監(jiān)測系統(tǒng)等達(dá)到國際先進(jìn)水平;基于深穿透地球化學(xué)原理的納米微粒探測技術(shù)，探測深度可達(dá)500~1000米，加快了隱伏礦產(chǎn)的發(fā)現(xiàn)步伐。這些技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，極大促進(jìn)了地球深部探測儀器裝備自主研發(fā)與國產(chǎn)化的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。三是獲取海量的高質(zhì)量地球深部多種參數(shù)與數(shù)據(jù)，為揭示深部結(jié)構(gòu)和組成提供嶄新資料和證據(jù)，數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享。四是取得一批重要地質(zhì)發(fā)現(xiàn)，將改變傳統(tǒng)的地質(zhì)認(rèn)識和學(xué)術(shù)模型。五是發(fā)現(xiàn)一批具有戰(zhàn)略意義的找礦遠(yuǎn)景，為實現(xiàn)找礦突破戰(zhàn)略行動提供了有力支撐;在能源和緊缺礦產(chǎn)資源領(lǐng)域均發(fā)現(xiàn)一批重大的、戰(zhàn)略性找礦勘查遠(yuǎn)景區(qū)，對國家找礦突破戰(zhàn)略行動具有指導(dǎo)意義和現(xiàn)實價值。

　　科研成果能否實現(xiàn)為社會發(fā)展所用，是檢驗其科學(xué)價值最直接的依據(jù)。毋庸置疑，“深部探測技術(shù)與實驗研究專項”成果在地質(zhì)工作中得以充分應(yīng)用。

　　一是采集海量高質(zhì)量科學(xué)探測數(shù)據(jù)并實現(xiàn)共享，有力支撐國家需求、資源勘查和科學(xué)研究。完成青藏高原、華南-中央造山帶、華北和東北等多條超長深地震反射與寬角反射剖面聯(lián)合探測、天然地震與大地電磁剖面觀測;完成全國4°×4°和華北、青藏高原1°×1°(網(wǎng)度為世界最大)大地電磁標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)，取得全國尺度巖石圈物性結(jié)構(gòu)的新認(rèn)識;建立全國地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng)，首次獲得全國78種地殼元素分布情況，制作世界第一張“化學(xué)地球”圖;在國家緊缺資源、地質(zhì)災(zāi)害以及地質(zhì)科學(xué)研究的關(guān)鍵部位實施12口科學(xué)鉆探孔，累計完成科學(xué)鉆探進(jìn)尺23905.44米，獲得寶貴的深部樣品和實物資料。據(jù)統(tǒng)計，相關(guān)探測數(shù)據(jù)已達(dá)到10TB，在專項內(nèi)部實現(xiàn)共享，并分批向社會公布、共享，產(chǎn)生了良好反響。二是指導(dǎo)能源資源勘查，為深部能源和緊缺金屬資源勘查突破提供科學(xué)依據(jù)。在大慶油田發(fā)現(xiàn)的白堊紀(jì)盆地之下的深部盆地(時代不詳)，中國地質(zhì)調(diào)查局已經(jīng)部署6400米的科學(xué)鉆探進(jìn)行驗證，目前已經(jīng)鉆進(jìn)到5200米。在四川盆地深層發(fā)現(xiàn)的新元古代隱伏大型盆地，國家“十三五”重點研發(fā)計劃“深地資源勘查開采”重點專項將其列為重點研究對象，探索超深層新層系油氣資源評價技術(shù)，設(shè)立了集中在塔里木、四川、華北盆地的“中新元古界大陸重建與原型盆地分布預(yù)測”、“中新元古界生物圈、烴源巖分布”、“超深層及中新元古界有效儲層機(jī)制”等5個重點項目，可望在“十三五”末取得突破。江西于都縣深部發(fā)現(xiàn)的“地下室”鎢礦已經(jīng)轉(zhuǎn)交地方礦業(yè)公司設(shè)計開采，證實了第二找礦空間的理念。三是推進(jìn)深地探測儀器和裝備產(chǎn)業(yè)化，改變關(guān)鍵探測技術(shù)與裝備受制于人的被動局面。深部探測專項實施之初，幾乎全部使用國外儀器和裝備，特別是寬頻帶地震儀(Reftek、Q330等)、大功率電磁儀(V8)、數(shù)字反射地震儀(Sercel-428)等。專項設(shè)立了儀器裝備研制項目(投資約3億元)，成功研制了大功率電磁儀(SEP)、無纜自定位地震儀、無人機(jī)航空電磁系統(tǒng)和萬米科學(xué)鉆機(jī)等。目前，萬米科學(xué)鉆已經(jīng)部署在“松科二井”，即亞洲最深的科學(xué)鉆探工程(6400米);大功率電磁儀(SEP)已經(jīng)完成定型化，正在準(zhǔn)備批量生產(chǎn)，逐步取代加拿大鳳凰公司的儀器(V8);無纜地震儀完成了比對實驗，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國外同類水準(zhǔn);無人機(jī)航空電磁測量系統(tǒng)開始接受規(guī)模生產(chǎn)性任務(wù)。這些關(guān)鍵探測儀器和裝備大大改變了我國在深部探測領(lǐng)域技術(shù)受制于人的局面。四是更新國家深部地質(zhì)、地球物理調(diào)查資料，深化國土資源調(diào)查程度。深部反射地震探測所完成的任務(wù)和工作量，超過了前50年總和，大大提升了對我國地球深部結(jié)構(gòu)的認(rèn)知程度，使我國步入世界深部探測大國行列。中國地調(diào)局部署了“深部地質(zhì)調(diào)查工程”，利用深部探測專項的成熟技術(shù)與方法，對重大地質(zhì)界限、邊界和地質(zhì)體開展深部地質(zhì)調(diào)查，對重點關(guān)鍵地區(qū)開展三維地質(zhì)調(diào)查，從而極大地深化了國土資源調(diào)查程度，推進(jìn)我國地質(zhì)調(diào)查逐步從二維走向三維，從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代。五是發(fā)現(xiàn)了一批具有戰(zhàn)略意義的重大找礦線索，為實現(xiàn)找礦突破戰(zhàn)略行動提供有力支撐。大慶盆地之下發(fā)現(xiàn)殘存的古沉積盆地，四川盆地深部發(fā)現(xiàn)新元古代裂陷盆地，地球化學(xué)基準(zhǔn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)一批金屬鈾大范圍異常，廬樅礦集區(qū)發(fā)現(xiàn)深部正長巖中上百米厚鈾元素富集帶等等，為我國能源勘查和資源突破提供了科學(xué)依據(jù)和戰(zhàn)略方向;在西藏羅布莎確定了一種高壓型蛇綠巖鉻鐵礦，并證實雅魯藏布江沿線2000千米長的蛇綠巖帶亦具有找礦條件，拓展了我國鉻鐵礦勘查突破的戰(zhàn)略方向;在南嶺深部發(fā)現(xiàn)了含礦巖體，證實了“五層樓+地下室”的成礦模式，預(yù)示了南嶺深部找礦的巨大遠(yuǎn)景;新發(fā)現(xiàn)大范圍的稀土地球化學(xué)異常，預(yù)示了極好的找礦遠(yuǎn)景和潛力。這些新發(fā)現(xiàn)的資料陸續(xù)被中石油、中石化、中國地調(diào)局、安徽省、西藏自治區(qū)、江西省等應(yīng)用。六是探測技術(shù)與裝備已量產(chǎn)應(yīng)用。七是探測技術(shù)系列得到全國性推廣應(yīng)用。礦集區(qū)三維探測技術(shù)體系已經(jīng)全面推廣開來，中國地調(diào)局從2010年起先后舉辦了3期全國深部找礦技術(shù)方法培訓(xùn)班、10期省級培訓(xùn)班，共有近1000人參加了培訓(xùn)，取得了積極效果，包括：發(fā)現(xiàn)安徽省長江中下游的泥河鐵礦、小包莊鐵礦等大型礦床。

　　用深地中心相關(guān)負(fù)責(zé)人的話說，“深部探測技術(shù)與實驗研究專項”是成功實驗了地殼與地幔深部探測的一系列技術(shù)方法，取得了一系列豐碩成果，加快了我國深部探測的進(jìn)度，使我國躋身世界深部探測大國行列。專項成果具有原創(chuàng)性、科學(xué)性、實踐性，豐富和發(fā)展了我國地球深部探測與深地科學(xué)研究的理論、技術(shù)和方法，經(jīng)濟(jì)與社會效益突出，為全面實施向地球深部進(jìn)軍做好了技術(shù)準(zhǔn)備，在我國固體地球科學(xué)發(fā)展中起到了重要的推動作用。

　　據(jù)悉，憑借一系列在地球科學(xué)領(lǐng)域影響深遠(yuǎn)的科研成果，深部專項被兩院院士評為“2011年度中國十大科技進(jìn)展”。業(yè)內(nèi)人士評價認(rèn)為，“深部探測技術(shù)與實驗研究專項”成果總體處于國際領(lǐng)先水平。

　　2016年，一個新名詞橫空出世，上了國土資源領(lǐng)域名詞熱搜榜。

　　這個詞叫“三深一土”。

　　追溯其生之源頭，可謂石破天驚。

　　2016年5月30日，全國科技創(chuàng)新大會、兩院院士大會、中國科協(xié)第九次全國代表大會召開。這是一次深化科技體制改革、加快國家創(chuàng)新體系建設(shè)的動員大會，被業(yè)界解讀為“吹響了建設(shè)世界科技強(qiáng)國的號角”。“從理論上講，地球內(nèi)部可利用的成礦空間分布在從地表到地下1萬米，目前世界先進(jìn)水平勘探開采深度已達(dá)2500米至4000米，而我國大多小于500米，向地球深部進(jìn)軍是我們必須解決的戰(zhàn)略科技問題。深海蘊(yùn)藏著地球上遠(yuǎn)未認(rèn)知和開發(fā)的寶藏，但要得到這些寶藏，就必須在深海進(jìn)入、深海探測、深海開發(fā)方面掌握關(guān)鍵技術(shù)?？臻g技術(shù)深刻改變了人類對宇宙的認(rèn)知，為人類社會進(jìn)步提供了重要動力，同時浩瀚的空天還有許多未知的奧秘有待探索，必須推動空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展。”在這次會上，國家主席習(xí)近平在講話中提及地球科學(xué)研究的相關(guān)領(lǐng)域，并明確提出“向地球深部進(jìn)軍是我們必須解決的戰(zhàn)略科技問題”的重要論斷。

　　在緊隨其后召開的全國國土資源系統(tǒng)科技創(chuàng)新大會上，國土資源部部長姜大明著重強(qiáng)調(diào)，實現(xiàn)國土資源科技創(chuàng)新的新跨越，必須強(qiáng)化戰(zhàn)略科技引領(lǐng)作用，“向地球深部進(jìn)軍”更關(guān)系國家科技發(fā)展大局。習(xí)主席的重要論斷明確了地質(zhì)、海洋、測繪地信、土地領(lǐng)域科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略導(dǎo)向，是向新時期國土資源科技創(chuàng)新發(fā)出的動員令，是謀劃國土資源“十三五”時期科技創(chuàng)新的總依據(jù)。我們必須緊緊抓住這個戰(zhàn)略科技問題，緊盯世界科技前沿，面向國家重大需求，注重原創(chuàng)性、顛覆性理論創(chuàng)新，著力攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，帶動國土資源科技創(chuàng)新全面躍升，形成有效服務(wù)國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的科技創(chuàng)新總體布局。

　　2016年12月，國土資源部印發(fā)的《國土資源“十三五”科技創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃》明確提出，國土資源部在未來五年科技創(chuàng)新發(fā)展的主要方向，并提出了一個全新的名詞——“三深一土”。

　　在2017年全國地質(zhì)調(diào)查工作會議上，姜大明特別批示：新的一年，要以建設(shè)世界一流的新型地質(zhì)調(diào)查局為目標(biāo)，以實施“三深一土”國土資源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略為主線，加快地質(zhì)調(diào)查結(jié)構(gòu)調(diào)整，拓展地質(zhì)調(diào)查服務(wù)領(lǐng)域，全力打贏五大地質(zhì)科技攻堅戰(zhàn)，著力深化地質(zhì)科技體制機(jī)制改革，大力培養(yǎng)優(yōu)秀地質(zhì)科技人才，切實肩負(fù)起“向地球深部進(jìn)軍”的歷史使命，以優(yōu)異的成績迎接黨的十九大勝利召開。

　　到底何為“三深一土”

　　《國土資源“十三五”科技創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃》制定了以向地球深部進(jìn)軍為統(tǒng)領(lǐng)，全面實施深地探測、深海探測、深空對地觀測和土地工程科技“四位一體”的科技創(chuàng)新戰(zhàn)略，確立了“三深”戰(zhàn)略領(lǐng)域躋身世界先進(jìn)行列、土地科技水平顯著提升的總體目標(biāo)。

　　開展地球深部探測，既是解決地學(xué)重大基礎(chǔ)理論問題的需要，也是國家保證能源資源安全、擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展空間的重大需求。實施深地探測戰(zhàn)略的目標(biāo)是，到2020年形成至2000米礦產(chǎn)資源開采、3000米礦產(chǎn)資源勘探成套技術(shù)能力，儲備一批5000米以深資源勘查前沿技術(shù)，顯著提升6500~10000米油氣勘查技術(shù)能力，爭取2030年成為世界地球深部探測領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”，在優(yōu)勢方向進(jìn)入“無人區(qū)”;要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，形成一批高水平的理論創(chuàng)新成果，加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)和裝備研發(fā)，提高深部資源探測能力，有效拓展第二找礦空間和地下發(fā)展空間，為人類認(rèn)識和利用地球提供“中國范本”;重要任務(wù)是落實國家安全戰(zhàn)略，確保國家能源資源安全，要通過深地探測，開展以儲備為目的的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)勘查，搞清資源家底，建立完善國家能源和礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略儲備體系，做到“手握儲量、心里不慌”。

　　“挺進(jìn)深海”是實施海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略和“一帶一路”戰(zhàn)略的迫切需求，是時代賦予地質(zhì)科技工作者的重要使命。地球上海洋接近90%的面積是水深超過1000米的深海，蘊(yùn)藏著豐富的油氣、礦產(chǎn)、生物等戰(zhàn)略資源。專家估計，全球未來油氣總儲量的40%將來自深海，未來替代能源“可燃冰”也主要來自深海。深海更是研究解決生命起源、地球演化、氣候變化等重大科學(xué)問題的前沿領(lǐng)域。實施深海探測戰(zhàn)略的目標(biāo)是，到2020年攻克海域天然氣水合物試采關(guān)鍵技術(shù)和裝備，并實施試采，研制成功全海深(≤11000米)潛水器、1000~7000米級潛水器通用配套技術(shù)和深遠(yuǎn)海核動力浮動平臺技術(shù);重點是圍繞“進(jìn)入深海-認(rèn)知深海-探查深海-開發(fā)深海”這一主線，突破制約深海探測能力的核心關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)軍深海科學(xué)和技術(shù)制高點，當(dāng)前的重點是加快整合科研力量，形成集團(tuán)作戰(zhàn)優(yōu)勢。

　　深空探測是未來國際科技競爭的主戰(zhàn)場，深空對地觀測是深空探測的重要組成部分。我國已經(jīng)初步形成深空對地觀測業(yè)務(wù)體系，實現(xiàn)在陸地資源調(diào)查及監(jiān)管、地理要素觀測、海域及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用，極大地提升了國家對陸海資源、氣候、災(zāi)害的掌控和預(yù)測預(yù)警能力。但也存在衛(wèi)星應(yīng)用體系建設(shè)相對滯后、衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用效率不高、共享機(jī)制不夠完善等問題，特別是空天地一體化大數(shù)據(jù)集成融合技術(shù)、國土資源全要素遙感提取技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)還有待突破。實施深空探測戰(zhàn)略的目標(biāo)是，到2020年國土資源領(lǐng)域發(fā)射21顆業(yè)務(wù)衛(wèi)星、6顆科研衛(wèi)星，整裝建成技術(shù)先進(jìn)、功能互補(bǔ)、協(xié)同作業(yè)的國土資源業(yè)務(wù)衛(wèi)星觀測體系;健全國土資源衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)即時推送、處理和業(yè)務(wù)應(yīng)用，推動深空對地觀測在國土資源、海洋管理、測繪地信、防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域進(jìn)入世界前列;重點任務(wù)是適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對遙感技術(shù)日益增長的需求，實施對地觀測衛(wèi)星重大工程，發(fā)展深空對地觀測技術(shù)，加強(qiáng)衛(wèi)星遙感應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，不斷提高國土資源監(jiān)測監(jiān)管能力，更好地支撐生態(tài)國土和智慧國土建設(shè)。

　　土地科技創(chuàng)新戰(zhàn)略是加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)的一部分。黨的十八大以來，生態(tài)文明建設(shè)被提升到重要高度。中央提出，實施山水田林湖生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程，實施藏糧于地、藏糧于技戰(zhàn)略，實施耕地輪作休耕試點;實行耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)三位一體保護(hù)勢在必行，核心在推進(jìn)土地綜合整治，突破口在于土地工程技術(shù)創(chuàng)新。當(dāng)前，土地科技創(chuàng)新比較薄弱，特別是土地工程技術(shù)發(fā)展滯后，與保障國家糧食安全、生態(tài)安全的戰(zhàn)略需要明顯不相適應(yīng)。我們守住了18億畝耕地紅線，但重視數(shù)量、輕視質(zhì)量、忽視生態(tài)的傾向還很突出——一些地方地力嚴(yán)重透支，土壤退化，面源污染嚴(yán)重;一些地方耕地開發(fā)強(qiáng)度過大，水土流失加劇，地下水嚴(yán)重超采，天然濕地被開墾破壞，與山青水秀的生態(tài)環(huán)境有巨大差距。近年來，國家實施土地綜合整治示范工程，積累了一定的土地工程技術(shù)方法和實踐經(jīng)驗，鍛煉了一批具有一定科研能力的人才，初步具備了土地科技跨越發(fā)展的能力。土地科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的目標(biāo)是，爭取用10年的時間改變目前的跟蹤模仿狀況，進(jìn)入世界第一方陣;重點工作是，以土地工程技術(shù)為重點，著力研發(fā)耕地質(zhì)量提升、退化土地治理、荒廢土地利用、土地生態(tài)修復(fù)等技術(shù)，強(qiáng)化土地整治的工程化、生態(tài)化技術(shù)應(yīng)用;加強(qiáng)山水田林湖生命共同體和生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間優(yōu)化基礎(chǔ)理論研究，全面發(fā)展土地調(diào)查評價、建設(shè)工程節(jié)地、土地立體開發(fā)等技術(shù)。

　　地質(zhì)調(diào)查為“三深一土”做了什么

　　當(dāng)前，“三深一土”國土資源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略已經(jīng)成為國土資源科技創(chuàng)新及地質(zhì)調(diào)查科技創(chuàng)新工作的重要遵循。

　　從2016年開始，中國地調(diào)局將“三深一土”科技創(chuàng)新戰(zhàn)略逐一分解，從具體實施層面積極推進(jìn)：科學(xué)編制深地探測、深海探測、深空對地觀測創(chuàng)新總體方案，分別設(shè)立了地質(zhì)調(diào)查工程，予以支撐;引進(jìn)一批高層次人才，進(jìn)一步建實建強(qiáng)地球深部探測中心，并積極推進(jìn)地球深部探測國家重大科技項目申報工作;聯(lián)合中國地質(zhì)大學(xué)(北京)、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)、西藏地調(diào)院、福建地調(diào)院和冶金地質(zhì)總局等數(shù)十家單位，成功申報8個國家重點研發(fā)計劃項目，項目經(jīng)費4億元;啟動了光學(xué)衛(wèi)星星座建設(shè)項目，初步建成國產(chǎn)衛(wèi)星國土資源數(shù)據(jù)保障系統(tǒng)、衛(wèi)星-航空-地面一體化遙感技術(shù)體系，有力地推進(jìn)了國土資源衛(wèi)星中心建設(shè);編制我國土壤和地下水污染場地調(diào)查情況報告、全國地下水水質(zhì)評價報告，及時送國務(wù)院有關(guān)部門參閱;完成全國國土資源環(huán)境承載力宏觀評價，為生態(tài)文明績效評價和責(zé)任考核制度建設(shè)提供科學(xué)依據(jù);利用遙感技術(shù)，聯(lián)合四川地調(diào)院、湖南環(huán)境監(jiān)測總站、煤炭地質(zhì)總局等30多家單位，完成全國礦產(chǎn)資源開發(fā)現(xiàn)狀調(diào)查，對全國12.1萬個礦業(yè)權(quán)進(jìn)行了監(jiān)測，圈定疑似違法圖斑1萬多處，有效支撐了礦政執(zhí)法;推進(jìn)土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查，初步查明了東部15個省25年來土地環(huán)境質(zhì)量變化特征，有力支撐了國土資源“數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)”三位一體綜合管理。此外，浙江、廣西、湖北、福建等省區(qū)加大1∶5萬土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查力度。

　　在2017年全國地質(zhì)調(diào)查工作的部署中，“三深一土”科技創(chuàng)新戰(zhàn)略更是重中之重。中國地調(diào)局提出，要編制深地探測科技創(chuàng)新工程方案，精心組織申報實施“深地資源勘查開采”國家重點研發(fā)專項，全力推進(jìn)地球深部探測國家重大科技項目立項;編制深海探測科技創(chuàng)新工程方案，積極推進(jìn)海域天然氣水合物成藏理論、探測技術(shù)和試開采技術(shù)等國家科技項目立項;編制深空對地觀測科技創(chuàng)新工程方案，推進(jìn)航空地球物理探測技術(shù)領(lǐng)域在國家科技項目中立項。同時，要深化與伊朗、柬埔寨、利比里亞、贊比亞等國家合作，加強(qiáng)境外區(qū)域地質(zhì)、地球化學(xué)、地球物理調(diào)查，推進(jìn)全球重要成礦帶成礦規(guī)律研究與資源潛力評價;著力推進(jìn)地球深部探測與能源資源安全國家實驗室籌建，參與共建青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實驗室，建精建強(qiáng)海洋礦產(chǎn)資源評價與探測技術(shù)功能實驗室;要加大衛(wèi)星遙感技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，運用衛(wèi)星航空遙感等新技術(shù)手段，支撐國土資源監(jiān)測監(jiān)管和衛(wèi)片執(zhí)法檢查;要完成1∶25萬調(diào)查面積19萬平方千米，開展全國耕地環(huán)境質(zhì)量變化趨勢研究;完善土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價監(jiān)測行業(yè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn);建設(shè)有益元素富集土地資源地球化學(xué)公共服務(wù)平臺，服務(wù)優(yōu)質(zhì)特色土地資源開發(fā);做好全國土壤污染詳細(xì)調(diào)查的技術(shù)支撐服務(wù);加快實施“化學(xué)地球”國際大科學(xué)計劃，建立全球1/4陸地地球化學(xué)基準(zhǔn)，繪制全球已實測地區(qū)76種元素地球化學(xué)圖譜;建實建強(qiáng)全球尺度地球化學(xué)研究中心。

　　(二)解開地球基因密碼的“偵探”

　　黨的十八大以來，生態(tài)文明建設(shè)被提升到重要高度。中央提出實施山水田林湖生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程。尤其針對土壤污染防治，提出一系列相關(guān)措施。

　　近些年，全國土壤環(huán)境狀況總體不樂觀，土壤重金屬污染已經(jīng)危及人們的健康。

　　2014年4月由環(huán)境保護(hù)部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，全國總體點位超標(biāo)率16.1%，耕地點位超標(biāo)率高達(dá)19.4%，主要重金屬污染物有鎘、汞、砷、銅、鉻、鋅、鎳等。

　　鎘是一種銀白色有光澤的重金屬，化學(xué)符號Cd，原子序數(shù)48。它原本以化合物形式存在，與人類生活并不交會。工業(yè)革命釋放了這個魔鬼，國外有研究推算，全球每年有2.2萬噸鎘進(jìn)入土壤，而水稻是對鎘吸收最強(qiáng)的大宗谷類作物。近幾十年間，類似鎘米“有毒”的故事，在中國為數(shù)眾多的村莊上演。對于65%以上人口以水稻為主食的中國來說，這樣的故事無法讓人感到輕松。對健康而言，鎘并不是人體必需元素，而且是一種環(huán)境污染物。一般情況下，過度攝入鎘可導(dǎo)致人發(fā)生鎘中毒。世界衛(wèi)生組織將鎘列為重點研究的食品污染物。

　　汞元素符號Hg，元素周期表第80位，俗稱水銀。汞是惟一具有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的有毒重金屬，也是一種參與全球循環(huán)的重金屬污染物，已引起各國政府的高度關(guān)注。汞循環(huán)是重金屬在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的典型，汞以元素狀態(tài)在水體、土壤、大氣和生物圈中遷移和轉(zhuǎn)化。大量化石燃料的燃燒灰塵進(jìn)入地表土壤，是地表土壤Hg的重要來源之一。在微生物的作用下，金屬汞和二價離子汞等無機(jī)汞會轉(zhuǎn)化成甲基汞和二甲基汞，這種轉(zhuǎn)化稱為汞的生物甲基化作用。汞排入水中后，通過食物鏈，受汞污染的水中的魚體內(nèi)甲基汞濃度可比水中高上萬倍。慢性中毒可引起水俁病。甲基汞易被人體吸收，排出慢，而且毒性大。甲基汞易溶于脂類之中，其分子結(jié)構(gòu)碳-汞鍵不易切斷，使其在體內(nèi)不易分解，是高神經(jīng)毒劑，多在腦部積累。

　　鉛元素符號Pb，元素周期表第82位，是原子量最大的非放射性元素。由于鉛在環(huán)境中的長期持久性，又對許多生命組織有較強(qiáng)的潛在性毒性，所以鉛一直被列入強(qiáng)污染物范圍。隨著工業(yè)市場的迅速發(fā)展，鉛被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)，鉛對環(huán)境的污染越來越重，對人體的健康危害也越來越大。目前，鉛主要是通過食物、飲用水、空氣等方式影響人體健康。

　　近些年，相關(guān)科研機(jī)構(gòu)對中國大米污染區(qū)域分布進(jìn)行了不完全統(tǒng)計。那么，土壤中的重金屬從何而來?研究表明有以下途徑：一是自然地質(zhì)背景。典型的是西南地區(qū)，重金屬高度富集受自然地質(zhì)背景控制，是自然成土過程長期演化的結(jié)果。二是礦業(yè)活動。工礦地區(qū)土壤重金屬的影響主要由采礦和冶煉中的廢水、廢渣及降塵所造成。三是污水灌溉。生產(chǎn)實踐中大部分污水未經(jīng)處理就被直接利用，我國污水灌溉面積約占總灌溉面積的9.3%。四是大氣降塵。大氣污染源主要來自工業(yè)生產(chǎn)，如燃煤、有色金屬的冶煉、煅燒，礦石的燒結(jié)等。五是工業(yè)固體廢棄物如果處置不當(dāng)，會產(chǎn)生一系列的金屬污染問題。另外，農(nóng)藥和化肥的施用也是造成土壤重金屬污染的重要原因。

　　2016年，國土資源部的“三深一土”科技創(chuàng)新戰(zhàn)略中，土地工程科技創(chuàng)新就明確提出要強(qiáng)化土地整治工程化，全面發(fā)展土地調(diào)查評價。土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查工程是土地調(diào)查評價的具體依托。其目的就是為了“掘地三尺查元兇”。

　　土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查技術(shù)采用雙層網(wǎng)絡(luò)采樣模式，主要采樣介質(zhì)為土壤、湖泊沉積物、近岸海域沉積物。中國耕地地球化學(xué)調(diào)查報告顯示，我國耕地中-終度污染的比例占2.5%，覆蓋面積3488萬畝。強(qiáng)化土地工程科技創(chuàng)新、推進(jìn)土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查，就是為進(jìn)一步實行耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)三位一體保護(hù)，盡早實現(xiàn)藏糧于地，藏糧于技。

　　事實上，地球化學(xué)是研究化學(xué)元素及其化合物在地球上的組成、含量、分布和變化等的一門科學(xué)。其針對地球科學(xué)的全部意義并不止于土地質(zhì)量調(diào)查。地球化學(xué)與衣食住行都有著密不可分的關(guān)系。

　　生物圈中所有的化學(xué)元素，都是地球化學(xué)可以的范圍。而地球化學(xué)更為重要的意義在于，可以借助對地球深部化學(xué)元素的遷移軌跡分析推動地球深部資源的勘探開采。

　　據(jù)悉，國家重點研發(fā)專項項目“穿透性地球化學(xué)勘查技術(shù)”野外工作日前正式拉開序幕。“穿透性地球化學(xué)勘查技術(shù)”是國家重點研發(fā)計劃“深地資源勘查開采”重點專項首批立項項目之一，于2016年10月正式啟動。不久前，項目課題組骨干人員實地考察了山東三山島和焦家兩大金礦區(qū)，對該區(qū)野外工作方案進(jìn)行了現(xiàn)場確認(rèn)和踏勘。該項目的研究成果將培育我國在地球化學(xué)勘查領(lǐng)域新技術(shù)新方法的生長點，致力于地球化學(xué)探測能力提高到2000~3000米深度，服務(wù)于我國東部尋找深部礦和西部大面積覆蓋區(qū)地球化學(xué)勘查工作，為“三深一土”科技創(chuàng)新戰(zhàn)略實施做出貢獻(xiàn)提供支撐。

　　當(dāng)前，地球科學(xué)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，地質(zhì)科學(xué)工作者需要從大范圍、大尺度、大數(shù)據(jù)來更好地認(rèn)知地球，解決資源環(huán)境重大問題。

　　“化學(xué)地球”概念應(yīng)運而生。它是指將元素周期表上所有化學(xué)元素的含量和分布繪制在地球上，持續(xù)記錄全球化學(xué)元素的含量與分布、基準(zhǔn)與變化等科學(xué)數(shù)據(jù)，通過基于互聯(lián)網(wǎng)的“化學(xué)地球”平臺，實現(xiàn)對全球地球化學(xué)大數(shù)據(jù)管理、展示和查詢，支撐全球自然資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，為政府決策提供科學(xué)依據(jù)，為社會提供公共服務(wù)。

　　2016年5月，聯(lián)合國教科文組織全球尺度地球化學(xué)國際研究中心(ICGG)成立，這是經(jīng)聯(lián)合國教育、科學(xué)及文化組織和中國政府批準(zhǔn)建立的研究機(jī)構(gòu)。該中心依托“化學(xué)地球”國際大科學(xué)計劃，致力于提供巖石圈、土壤圈、水圈、大氣圈和生物圈的權(quán)威性全球地球化學(xué)觀測數(shù)據(jù)，服務(wù)全球自然資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

　　(三)地質(zhì)調(diào)查的“空中偵察兵”

　　2016年，全國國土資源科技創(chuàng)新大會上提出，深空探測是未來國際科技競爭的主戰(zhàn)場，深空對地觀測是深空探測的重要組成部分。

　　對于地質(zhì)調(diào)查工作，乃至整個國土資源工作來說，航空物探遙感就是隱身于空中的“偵查兵”。

　　航空物探遙感的業(yè)務(wù)領(lǐng)域函蓋能源資源調(diào)查、基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、國土空間遙感監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、科技創(chuàng)新研發(fā)，以不斷提高航空物探遙感、衛(wèi)星遙感新技術(shù)的應(yīng)用水平為首要任務(wù)，全力促成航空物探遙感技術(shù)在多個不同領(lǐng)域的應(yīng)用，盡力滿足國家和社會各方面對航空物探和遙感的應(yīng)用需求。

　　據(jù)中國國土資源航空物探遙感中心負(fù)責(zé)人介紹，經(jīng)過多年的探索積累，我國的航空物探遙感領(lǐng)域創(chuàng)新成果也收獲頗豐。

　　在能源資源調(diào)查方面，利用航空物探資料率先發(fā)現(xiàn)全國陸域140多個盆地(坳陷)，起到了“探邊摸底”的先導(dǎo)作用，促成大慶、勝利、遼河等24個工業(yè)油氣田的發(fā)現(xiàn);獲取渤海等海域高精度航空重力和磁力數(shù)據(jù)，圈定海域16個盆地、55個坳陷、108個凸起、197個油氣遠(yuǎn)景區(qū)帶，支撐海洋油氣資源調(diào)查突破;提出了塔里木盆地前寒武系發(fā)育“裂-坳沉積體系”烴源巖的新認(rèn)識，為塔里木盆地深層烴源巖的落實評價提供重要的研究方向和理論依據(jù)，勘探成果有效支撐了新疆油氣勘探體制改革試點工作;利用航磁資料分析了銀額-河西走廊盆地群坳陷的含油氣性，在盆地內(nèi)確定出最有利的含油氣坳陷14個、有利的含油氣坳陷17個、較有利的含油氣坳陷30個，圈定了與局部構(gòu)造有關(guān)的局部構(gòu)造異常242處，為區(qū)域油氣勘探和戰(zhàn)略選區(qū)提供指導(dǎo)信息;先后發(fā)現(xiàn)46000多個礦產(chǎn)資源航空物探異常，其中有找礦意義的10500多個，高分辨率航空物探用于深部找礦，在大冶720多米深處找到富鐵礦，拓展了找礦空間，航磁異常先后在遼寧、山東、新疆等地區(qū)發(fā)現(xiàn)了多金屬礦、大型富鐵礦;在全國多個重要成礦帶利用航空遙感、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯，并開展了地面踏勘和驗證工作，發(fā)現(xiàn)了大量礦化點，為找礦突破做出了重要貢獻(xiàn);編制完成了《全國油氣盆地航磁調(diào)查成果圖集》、《中國陸域地球物理系列圖(1∶500萬~1∶25萬)》等系列圖集，為我國陸域、海洋油氣資源的調(diào)查和礦產(chǎn)資源取得重大突破，發(fā)揮了積極作用。

　　在基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查方面，先后完成了不同比例尺、不同測量參數(shù)的近2000萬測線千米的航空物探調(diào)查工作，有效飛行覆蓋1160萬平方千米。利用航空物探資料，開展了全國大地構(gòu)造、斷裂、隱伏巖漿巖等基礎(chǔ)地學(xué)研究，取得了一系列有影響力的重要成果，率先發(fā)現(xiàn)了郯廬斷裂帶和雅魯藏布江雙縫合帶;采用獲得的最新航磁資料和先進(jìn)的編圖方法技術(shù)，編制、出版了全國航磁-地質(zhì)構(gòu)造-礦產(chǎn)預(yù)測系列圖件;利用代國土資源部管理的1顆自主衛(wèi)星和2顆主用戶衛(wèi)星數(shù)據(jù)，實現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)全球有效覆蓋10021萬平方千米，采用高光譜及遙感數(shù)據(jù)綜合解譯技術(shù)進(jìn)行礦物填圖，為我國基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查提供支撐;首次完成全球地質(zhì)礦產(chǎn)與資源環(huán)境衛(wèi)星遙感“一張圖”工程，為全球重大地學(xué)問題研究和多家單位提供了重要成果和遙感解譯服務(wù)。

　　在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查方面，利用先進(jìn)的勘查技術(shù)系統(tǒng)獲得高精度數(shù)據(jù)，開創(chuàng)了遙感城市綜合調(diào)查先河，對城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮了重要作用。支撐港珠澳大橋、二灘水電站等70%的國家重點工程建設(shè)，形成了國內(nèi)領(lǐng)先的工程地質(zhì)選線選址遙感調(diào)查方法與技術(shù)體系;為上海浦東新區(qū)、大亞灣核電站、三峽大壩等重大工程建設(shè)區(qū)提供航空物探地殼穩(wěn)定性評價成果，為寧夏、內(nèi)蒙古地下煤層自燃探測區(qū)提供了煤層火的范圍、深度，成果用于防災(zāi)、減災(zāi);在重要經(jīng)濟(jì)區(qū)提供環(huán)境放射性本底成果，避開高放射性本底對重大工程和人口密集規(guī)劃區(qū)的影響;利用時間域航空電磁法開展水文地質(zhì)勘查工作，相關(guān)成果得到了用戶的高度認(rèn)可。

　　在國土空間遙感監(jiān)測方面，首次建立了自然資源分類體系和監(jiān)測技術(shù)體系，全面完成了全國省級國土資源和生態(tài)環(huán)境遙感綜合調(diào)查等工作，調(diào)查整合自然資源要素58種，編制了《中國自然資源圖集》，該圖集得到中央領(lǐng)導(dǎo)的批示;持續(xù)在全國開展礦產(chǎn)資源開發(fā)狀況、礦產(chǎn)資源規(guī)劃執(zhí)行情況與礦山環(huán)境遙感監(jiān)測，實現(xiàn)了每年1次覆蓋全國礦山的礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境全要素調(diào)查和每年4次的動態(tài)變化監(jiān)測;按照全國和省級行政區(qū)分別制作了1∶400萬、1∶50~1∶150萬礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理現(xiàn)狀遙感監(jiān)測圖、礦山復(fù)綠行動進(jìn)展?fàn)顩r遙感監(jiān)測圖等系列成果圖件，出版了《中國礦山遙感監(jiān)測》等書籍，為國家礦政管理提供決策依據(jù)。

　　在防災(zāi)減災(zāi)工作方面，首次實現(xiàn)全國地面沉降InSAR監(jiān)測，獲取全國75萬平方千米36個沉降區(qū)數(shù)據(jù)，完成2015年以來全國地面沉降區(qū)成果集成處理，編制了全國地面沉降分布現(xiàn)狀圖;完成京滬高鐵全線地面沉降InSAR調(diào)查與重點區(qū)段精細(xì)監(jiān)測，編制了《京津冀協(xié)同發(fā)展區(qū)地面沉降InSAR監(jiān)測成果圖集》和《長江三角洲地面沉降InSAR監(jiān)測成果圖集》，為京津冀、長江經(jīng)濟(jì)帶等主要城市群發(fā)展和重大工程保護(hù)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù);建立了星空地一體化災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測體系，先后開展了云南魯?shù)榈卣?、四川康定縣地震、重慶奉節(jié)滑坡、尼泊爾-西藏8.1級地震、陜西山陽滑坡、新疆公格爾九別峰冰川移動監(jiān)測等應(yīng)急調(diào)查工作，快速開展災(zāi)情災(zāi)害遙感解譯，為相關(guān)單位開展災(zāi)情調(diào)查、隱患點排查及安置選址工作提供了重要技術(shù)支撐。

　　在國土資源衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，自2011年起，建立起一套國土資源調(diào)查監(jiān)測業(yè)務(wù)運行系統(tǒng)(LARSS)，目前已建立了自動化程度較高的數(shù)據(jù)采集歸檔、任務(wù)管理、專題產(chǎn)品生產(chǎn)及數(shù)據(jù)服務(wù)流程，有效支撐了資源一號02C、高分一號、高分二號衛(wèi)星在國土資源領(lǐng)域的業(yè)務(wù)應(yīng)用;5年間，實現(xiàn)了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用從“小作坊”式的分散采購、處理和應(yīng)用到逐步建成能夠滿足資源一號02C、高分一號、高分二號三顆衛(wèi)星的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，向國家有關(guān)部委、全國省級和行業(yè)地勘單位、高校和科研院所及社會公眾提供了大量的航空物探遙感資料數(shù)據(jù)和解釋成果服務(wù)。

　　據(jù)了解，目前，我國在航空物探、國土資源遙感、衛(wèi)星應(yīng)用研究等領(lǐng)域擁有先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，其中自主研發(fā)航空磁/電磁/伽馬能譜綜合勘查系統(tǒng)等18臺(套)、具有國際先進(jìn)的航磁全軸梯度勘查系統(tǒng)等航空物探勘查系統(tǒng)25臺(套)、機(jī)載高光譜儀等遙感調(diào)查裝備系統(tǒng)3臺(套);還代國土資源部管理3顆在軌運行衛(wèi)星。

　　未來，航空物探遙感工作將緊密圍繞“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要，依托四大業(yè)務(wù)中心創(chuàng)新平臺，領(lǐng)軍“深空”，聚焦“深地、深海”，服務(wù)“一土”。在航空物探領(lǐng)域，瞄準(zhǔn)油氣、海洋、基礎(chǔ)地質(zhì)和礦產(chǎn)、水工環(huán)、境外和極地等重點服務(wù)領(lǐng)域，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，培養(yǎng)創(chuàng)新領(lǐng)軍人才;實現(xiàn)航空物探方法理論、儀器研制、數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)與綜合應(yīng)用整體國際領(lǐng)先，努力建成“航空地球物理國際研究中心”;在能源、海洋、基礎(chǔ)地質(zhì)和礦產(chǎn)、水工環(huán)等應(yīng)用領(lǐng)域，取得一批重大成果，全面滿足國家需求，支撐我國成為世界航空物探地質(zhì)科技強(qiáng)國;在國土遙感領(lǐng)域，以形成國際一流的“遙感應(yīng)用研究中心”為目標(biāo)，依托國土遙感業(yè)務(wù)運行平臺，重點完善全天候、全要素遙感綜合調(diào)查監(jiān)測和國土空間應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)體系，提升高光譜礦物填圖、礦山遙感監(jiān)測、區(qū)域性地面沉降INSAR調(diào)查監(jiān)測技術(shù)，開展淺海水深反演、北斗導(dǎo)航境外地質(zhì)應(yīng)用等研究，力爭土壤有機(jī)質(zhì)含量高光譜監(jiān)測、油氣微滲漏高光譜探測、深空探測、礦產(chǎn)資源地下開采遙感監(jiān)測、全球極地信息提取等一批關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)、國際領(lǐng)先水平;在衛(wèi)星應(yīng)用研究領(lǐng)域，積極推進(jìn)《空基規(guī)劃》、《陸海規(guī)劃》實施，主持兩型四星建設(shè)，參與科研衛(wèi)星研制，通過建設(shè)高效的國土遙感業(yè)務(wù)運行平臺，最終實現(xiàn)一流的數(shù)據(jù)采集能力、一流的產(chǎn)品生產(chǎn)能力、一流的科技研發(fā)能力、一流的共享服務(wù)能力。

　　同時，加快體制機(jī)制改革，加強(qiáng)裝備建設(shè)和人才培養(yǎng)，全面提升科技創(chuàng)新能力，為建設(shè)世界一流新型地質(zhì)調(diào)查局發(fā)揮支柱作用。