當前，世界正在經(jīng)歷新一輪技術(shù)革命與工業(yè)革命。這將深刻影響地質(zhì)工作的方方面面，推動(dòng)地質(zhì)工作發(fā)生前所未有的變革。地質(zhì)工作如何主動(dòng)服務(wù)和支撐經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展與新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，同時(shí)在地質(zhì)科技領(lǐng)域實(shí)現全球引領(lǐng)，需要深入思考。（來(lái)源：礦業(yè)報）

新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革加速發(fā)展

越來(lái)越多的跡象表明，世界正在進(jìn)入技術(shù)顛覆性變革新階段。發(fā)展過(guò)程呈現“一核多翼”的演進(jìn)格局?！耙缓恕笔侵敢孕畔⒓夹g(shù)深度與全面應用為核心，“多翼”包括新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、航天技術(shù)等不同領(lǐng)域。世界各國紛紛出臺相關(guān)戰略推進(jìn)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，驅動(dòng)第四次工業(yè)革命席卷全球。

1、以數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化為核心的信息技術(shù)變革引領(lǐng)新一輪科技革命。信息技術(shù)深度與全面應用，將成為產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展的核心基礎設施，從根本上改變人類(lèi)-社會(huì )-經(jīng)濟系統的聯(lián)通方式。

2、清潔、無(wú)污染、可再生新能源與儲能技術(shù)被納入越來(lái)越多國家的能源戰略。清潔低碳能源技術(shù)可能將改變目前的全球能源供需格局。從前景來(lái)看，天然氣水合物、地熱、太陽(yáng)能、潮汐能、核聚變等非常規能源潛力巨大，一旦技術(shù)獲得突破，將比頁(yè)巖氣帶來(lái)的能源改變更加巨大。此外，儲能技術(shù)在能源革命中具有非常重要的作用，近年來(lái)氫能技術(shù)日益得到重視。

3、新材料與增材制造技術(shù)成為各國搶占國際競爭制高點(diǎn)的重要領(lǐng)域。世界各國積極搶占材料領(lǐng)域的國際競爭制高點(diǎn)。新材料與信息、能源、生物等高技術(shù)不斷融合，推動(dòng)了新能源汽車(chē)、生物、新能源、高端裝備制造、節能環(huán)保等戰略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

歷次工業(yè)革命及其所需的關(guān)鍵資源變化

第四次工業(yè)革命將推動(dòng)地質(zhì)工作發(fā)生深刻變革

產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需資源的演變，將深刻影響未來(lái)的地質(zhì)工作。每一次工業(yè)革命，由不同的主導技術(shù)群驅動(dòng)，發(fā)展興起一批新興產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)不同的資源需求快速增長(cháng)，同時(shí)也導致了不同的環(huán)境問(wèn)題。

前三次工業(yè)革命的發(fā)生與推進(jìn)均對地質(zhì)工作產(chǎn)生了深遠的影響：第一次工業(yè)革命，推動(dòng)地質(zhì)工作由自由探索轉向服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展；第二次工業(yè)革命，推動(dòng)地質(zhì)工作進(jìn)入以服務(wù)找礦開(kāi)礦為重點(diǎn)的階段；第三次工業(yè)革命，推動(dòng)地質(zhì)工作向環(huán)境領(lǐng)域拓展。

目前，人類(lèi)社會(huì )正在經(jīng)歷第四次工業(yè)革命。在它的推動(dòng)下，大數據、新能源、新材料、生態(tài)服務(wù)將成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的重要資源。這將加快推進(jìn)地質(zhì)工作大變革、大調整和大轉型步伐。

1、基于大數據的科學(xué)研究第四范式將成為地質(zhì)工作的重要方式。

目前，我國已經(jīng)形成了巨量的與地質(zhì)工作相關(guān)的數據。這些數據包括：以往地質(zhì)工作形成的地質(zhì)數據；各種觀(guān)測監測探測網(wǎng)形成的資源環(huán)境動(dòng)態(tài)數據；地理、氣象、水利、環(huán)境等部門(mén)形成的地學(xué)與資源環(huán)境數據；與人類(lèi)活動(dòng)相關(guān)的社會(huì )經(jīng)濟數據等。

  地質(zhì)礦產(chǎn)大數據系統 圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò )

數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化技術(shù)的發(fā)展與應用，將這些數據有機地匯聚在一起，形成了巨大的“大數據礦山”。這座“山”中，可能隱藏著(zhù)大量對經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展有價(jià)值的資源，需要地質(zhì)工作去“勘查和開(kāi)發(fā)”，形成有價(jià)值的“信息礦產(chǎn)”，去服務(wù)支撐國家重大資源、環(huán)境與生態(tài)問(wèn)題的解決。

從發(fā)達國家來(lái)看，大數據分析研究已經(jīng)成為地質(zhì)工作的主體內容。例如，美國地質(zhì)調查局（USGS）的野外區域調查在其全部工作中所占比例很小，主要工作是基于已有的調查數據、監測數據開(kāi)展大數據分析研究，構建地球監測分析與預測框架（EarthMAP）；英國地質(zhì)調查局（BGS）將主體工作從調查、監測轉移到了定量建模、預測和預報，基于大數據分析研究構建環(huán)境模擬平臺（EMP）。美、英地質(zhì)調查工作的發(fā)展趨勢表明：地質(zhì)工作將從以野外區域調查為主轉向以大數據綜合分析研究為主。

隨著(zhù)我國生態(tài)文明體制改革的深入，國土空間規劃、自然資源綜合管理、生態(tài)環(huán)境管理等對大數據分析研究提出了急迫的需求。無(wú)論是國土空間規劃、自然資源綜合管理，還是流域、區域生態(tài)環(huán)境管理，都需要對自然單元內所有的地學(xué)要素、資源要素、環(huán)境要素、經(jīng)濟要素等進(jìn)行綜合分析和統籌考慮。例如，資源環(huán)境承載能力評價(jià)，既需要對水、土、礦等自然資源進(jìn)行評價(jià)，也需要對大氣環(huán)境、水環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境等自然環(huán)境進(jìn)行評價(jià)，還需要對資源開(kāi)發(fā)活動(dòng)、工程建設活動(dòng)、人口與物質(zhì)財富分布等經(jīng)濟活動(dòng)進(jìn)行評價(jià)。從知識層面來(lái)看，資源環(huán)境承載能力評價(jià)已經(jīng)超出了目前各學(xué)科科學(xué)家的知識能力范圍，對現有的評價(jià)方法形成了巨大的挑戰。

筆者認為，大數據分析研究將成為我國地質(zhì)工作的一項重要內容。地質(zhì)工作方式將會(huì )發(fā)生很大變化。以密集數據為基礎的科學(xué)研究第四范式將成為地質(zhì)工作的重要方式。

2、新能源將成為地質(zhì)工作勘查開(kāi)發(fā)的重要能源資源

天然氣水合物、頁(yè)巖氣、深部地熱和干熱巖等新能源的勘查開(kāi)發(fā)，都依賴(lài)于對其所賦存地質(zhì)條件的深入了解。以干熱巖開(kāi)發(fā)為例，美國早期在新墨西哥州的Fenton Hill開(kāi)展的干熱巖勘查開(kāi)發(fā)研究表明，干熱巖自然斷裂分布與應力場(chǎng)分布調查填圖至關(guān)重要，低壓激發(fā)、水力剪切、高壓水力壓裂對儲層建造與水力連通性的影響關(guān)系到干熱巖資源的開(kāi)采，張扭性地質(zhì)環(huán)境比壓性地質(zhì)環(huán)境更易于儲層建造等。這充分說(shuō)明，對于非常規能源勘查開(kāi)發(fā)，地質(zhì)工作至關(guān)重要，地質(zhì)條件了解的清楚與否，直接關(guān)系到后續非常規能源的開(kāi)發(fā)效果。

新能源的開(kāi)發(fā)可能會(huì )誘發(fā)新的環(huán)境問(wèn)題，需要地質(zhì)工作予以重視并提出相應的解決方案。例如，頁(yè)巖氣、干熱巖開(kāi)發(fā)均需要采用水力壓裂技術(shù)，而水力壓裂技術(shù)可能會(huì )誘發(fā)具有破壞性的地震和深部地層污染問(wèn)題。2017年11月，韓國慶尚北道浦項市北部發(fā)生5.4級地震，是韓國有記錄以來(lái)震級排名第二的地震，直接經(jīng)濟損失546億韓元。韓國政府組建了海外調查委員會(huì )和國內調查委員會(huì )，對浦項地震進(jìn)行了調查。2019年3月，兩個(gè)調查委員會(huì )發(fā)布調查報告認為，浦項地熱發(fā)電所向地熱井注入高壓水的作業(yè)觸發(fā)了浦項地震。韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部據此宣布將永久停止浦項地熱發(fā)電所項目運作。

我國地處歐亞板塊的東南部，位于太平洋板塊、歐亞板塊、菲律賓海板塊的交匯處，構造活動(dòng)與地震活動(dòng)活躍，地質(zhì)環(huán)境具有先天的脆弱性。地質(zhì)工作在大力開(kāi)展頁(yè)巖氣、干熱巖等新能源勘查開(kāi)發(fā)研究的同時(shí)，需要加強新能源開(kāi)發(fā)誘發(fā)環(huán)境問(wèn)題的調查研究，提出相應的解決方案，保障新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

3、新材料、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需礦產(chǎn)將成為地質(zhì)工作勘查開(kāi)發(fā)的重要資源

新材料、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能促使經(jīng)濟社會(huì )對礦產(chǎn)資源的需求發(fā)生結構性變化，戰略性新興礦產(chǎn)需求將不斷增長(cháng)。戰略性新興礦產(chǎn)對新材料、新能源、信息技術(shù)、航空航天、國防軍工等新興產(chǎn)業(yè)具有不可替代的重大用途，美國、歐盟、澳大利亞、日本、英國等發(fā)達國家先后制定了關(guān)鍵礦產(chǎn)發(fā)展戰略，提高關(guān)鍵礦產(chǎn)安全和可靠供應程度。地質(zhì)工作在重視傳統大宗礦產(chǎn)找礦工作的同時(shí)，需要對戰略性新興礦產(chǎn)給予更多關(guān)注。

基于信息技術(shù)應用形成的大數據礦山
戰略性新興礦產(chǎn)的規?；_(kāi)發(fā)利用，可能會(huì )誘發(fā)新型污染與環(huán)境風(fēng)險，需要地質(zhì)工作加強評估。例如，應用納米技術(shù)所制造的新材料，其物理與化學(xué)特性與傳統的制造材料具有很大的不同，納米材料可能會(huì )隨著(zhù)產(chǎn)品的應用與廢棄進(jìn)入到土壤和水體中造成污染，從而威脅土壤與水資源質(zhì)量安全。應對新的污染風(fēng)險與環(huán)境風(fēng)險，地質(zhì)工作需要超前予以調查研究。

4、生態(tài)服務(wù)與生態(tài)資源需求增長(cháng)將為地質(zhì)工作開(kāi)辟新的空間

自然環(huán)境為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展提供了兩類(lèi)資源：一類(lèi)為有形的自然資源，包括土地、礦產(chǎn)和水等；一類(lèi)為無(wú)形的生態(tài)服務(wù)，包括涵養水源、保持水土、調控水分、減輕自然災害等。前三次工業(yè)革命推動(dòng)了有形的自然資源的開(kāi)發(fā)利用，而忽視了無(wú)形的生態(tài)服務(wù)的保護，造成了嚴重的生態(tài)退化和環(huán)境污染問(wèn)題。第四次工業(yè)革命推動(dòng)綠色化、生態(tài)化成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的革命性方式，從而使生態(tài)服務(wù)、生態(tài)資源上升成為經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的重要資源。

為了定量評價(jià)自然資源與生態(tài)服務(wù)對經(jīng)濟社會(huì )的獨特價(jià)值，學(xué)術(shù)界提出了“自然資本”的理念。自然資本研究從理念走向管理實(shí)踐還面臨著(zhù)多個(gè)亟待解決的難題：如何定量表征自然資本的生態(tài)服務(wù)功能？如何權衡自然資本的多種服務(wù)功能，協(xié)調區域經(jīng)濟發(fā)展與自然資本保護的關(guān)系？如何將自然資本定量評估與自然資本管理政策結合起來(lái)，保障生態(tài)服務(wù)的持續供給？可以確定的是，自然資本理念為地質(zhì)工作樹(shù)立了前進(jìn)的目標：增加或保持自然資本存量的穩定。