21世纪前20年世界地质工作重大事件、重大成果与未来30年中国地质工作发展的思考

施俊法

中国地质调查局发展研究中心,北京

收稿日期:-09-11;修订日期:-11-14

资助项目:中国地质调查局项目《地质调查中长期发展动力与方向研究》（编号：DD）

作者简介:施俊法(-),男,博士,研究员,从事地质工作与矿业发展战略研究。E-mail:sjunfa

摘要:在21世纪前20年里，以页岩气、页岩油、天然气水合物和干热岩为代表的非常规能源勘查开发取得重大突破，美国因页岩气勘查开发取得突破实现了能源独立。随着全球经济发展、气候变化加剧和能源转型，对关键金属矿产的需求不断增加，世界各国强势推出关键矿产清单，力求保障本国资源安全。深海探测、地球深部探测取得新进展。地球系统科学成为当代地质科学主题，形成了一批新概念，例如地质多样性、关键带、人类世、临界要素等，引领地质工作的转型。展望未来30年，世界百年未有之大变局加速演进，人类将面临资源、环境、生态的重大挑战，地质工作正处于重大转折时期。中国地质工作要突出清洁能源和深海资源勘探开发，要建立基于生态系统的地质调查、监测、模拟与预测技术体系，开展自然资源综合调查，支撑服务国土空间规划、生态保护和修复及城市建设，促进地质工作转型和发展。

关键词:清洁能源自然资源综合调查地球系统科学地质工作转型

在人类进入21世纪第3个10年之际，世界各国地质调查机构都在总结过去20年来地质工作取得的成就，发布未来10年地质工作规划。年美国[1]、加拿大[2]、英国[3]、法国[4]国家地质调查局局长(或前局长)围绕地质工作未来发展方向开展了广泛的讨论，形成一系列共识，认为当代地质工作必须坚持需求导向和问题导向，以地球系统科学为指导，推动地质工作结构调整，提出解决资源、环境、生态和空间重大问题的地质方案。笔者通过总结21世纪前20年世界地质工作重大事件和重大成果，分析未来30年地质工作面临的挑战与机遇，思考中国地质工作未来的发展方向。

—年：世界地质工作的重大事件和重大成果1.1以页岩气和页岩油为代表的非常规能源勘查开发促使美国能源独立

页岩气和页岩油是重要的非常规能源种类。页岩气是以游离或吸附型甲烷为主的非常规天然气。页岩油是以吸附或游离状态赋存于生油岩中，或赋存于与生油岩互层和紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集岩中，未经过大规模长距离运移的非常规石油。经过几十年的努力，美国取得了水平井和水力压裂技术的突破，实现了页岩气和页岩油的产业化开采，促进了非常规能源的开发利用。据美国能源信息署(EIA)的资料统计，美国页岩气产量从年的×m3增加到年的×m3，并超越俄罗斯成为世界第一天然气生产国，对美国的能源独立和再工业化战略、世界能源市场、气候谈判乃至地缘政治都产生了重要影响，改变了全球的能源版图，被誉为“一百年来石油工业最重大的事件”。同时，美国从年页岩油产量不足×t，到年产量接近4×t，增长了31倍，页岩油占美国原油总产量比例也从年的5.1%提高到年的65.1%[5]。美国页岩气和页岩油储量可观，成为世界上许多国家追逐的目标。

1.2中国海域天然气水合物勘查试采取得重大突破

天然气水合物，俗称“可燃冰”，其全球资源储量非常丰富，被誉为“21世纪的绿色能源”。据初步估算，全球水合物蕴藏的天然气资源总量约为2.1×m3，相当于全球已探明传统化石燃料总碳量的2倍，是21世纪最具潜力的接替煤炭、石油和天然气的新型洁净能源之一，也是目前尚未开发的储量巨大的一种新能源。年美国在墨西哥湾识别出海湾砂岩储层中的天然气水合物，并于年成功进行了钻井和取心，获得了高质量含天然气水合物岩心样品。年和年，美国与日本合作在阿拉斯加北坡开展天然气水合物试采。日本先后在年、年进行了2次海域天然气水合物试采，但都因砂子堵塞而未达到预期目标。年5月和年3月，中国地质调查局组织实施了中国海域天然气水合物两轮试采。第二轮试采历时1个月，产气总量为86.14×m3，日均产气量为2.87×m3，是首次试采日产气量的5.57倍[6]。试采过程中攻克了深海浅软地层水平井钻采的核心关键技术，实现了产气规模大幅提升，为商业性开采奠定了坚实的技术基础。

1.3深海油气勘查取得一批新发现

过去20年，深海油气勘探不断有新发现。年以来，全球年度新增储量中，海域占比平均为61%，且有逐年增大的趋势。截至年，全球油气勘探探明储量大于0.14×t(1亿桶)的大油气田共17处，其中海域占16处[7]。据统计，—年，全球深水油气新增地质储量约×t(亿桶)，占油气资源量的60%。其中，石油主要来自巴西、墨西哥和西非地区，天然气主要来源于东非地区[6]。巴西桑托斯盆地盐下相继发现了一批大型油气田，已成为当今世界深海勘探的热点地区。例如，年在水深m以下发现Libra巨型油田，预计可采储量16.4×t。—年，莫桑比克发现水深m巨型天然气田群，气田数达28个，天然气储量超过4.25×m3。深海油气成为未来一段时间油气勘探的热点，也是改变世界油气供应格局的一个重要方向。

1.4世界各国强势推出关键矿产清单

年全球性金融危机之后，世界各国经济发展的重心转向战略性新兴产业，例如，节能环保、新一代信息技术、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等。围绕战略性新兴产业发展的资源保障问题引起了广泛

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