地质调查深化拓展应重视地球物理学—— 中国科学院院士刘光鼎研究员接受本刊专访

地质调查深化拓展应重视地球物理学
—— 中国科学院院士刘光鼎研究员接受本刊专访

【编者按】

2013年1月25日下午，上海市地质调查研究院副总工程师兼总工程师办公室主任杨建刚教授与上海市地质调查研究院总工程师办公室副主任兼《上海国土资源》编辑部主任龚士良教授，专程赴中国科学院地质与地球物理研究所，拜访了该所原所长、中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院院长、中国科学院院士刘光鼎研究员，并代表《上海国土资源》期刊进行了专题访谈。

刘院士阐述了综合地球物理学及其实践成果，强调地质学要与地球物理学相结合；指出地球物理是现代地球科学研究中的高新技术，在地质调查深化与工作领域拓展，特别是在海岸带与海洋地质调查中，应充分重视综合地球物理学的应用；地球物理勘探技术不仅是认识地球的重要手段，也要在资源勘查、环境保护、灾害防御等事关国计民生的重大领域中发挥更大作用，同时也是保护海洋国土、维护海洋权益的重要技术支撑；海洋地质的学科体系建设与完善，应将地球物理学纳入其中。

地球物理学；综合地球物理勘探；地质调查；海洋地质；海洋国土

doi∶10.3969/j.issn.2095-1329.2013.01.001

本 刊：刘院士您好！非常感谢您特地抽出时间接受我们的专访。刘院士您曾指出：“地球物理是现代地球科学中的高技术”，可否请您对地球物理勘探技术的特点及其应用作些简要评述？

刘院士：地球物理是一门综合性的学科，重、磁、电、震、放射性、地热，都是地球物理。我们搞地球物理，不仅仅是地震勘探。找石油、天然气，只借助地震勘探不能完全解决问题；找金属矿，用重、磁、电，而不用地震，勘探能力也会受到限制。所以我们对地球物理要有一个全面的认识。重、磁、电、震，对于岩石地层是从不同的角度来认识的。重力，是从密度角度，利用密度差；磁，是磁化率和剩余磁化强度；电，是电阻率、极化率等电性参数；地震，主要是速度。只有把这些东西都综合起来，才能取得一个比较全面的认识，也还不敢说都认识了。所以应该搞综合地球物理，而不是某一个地球物理。在综合地球物理里面做了实验以后，发现其中哪个或哪几个方法有效，我们就把它拿出来做，也就是在综合地球物理的基础之上发展地球物理。这是我想说的第一层意思。

第二层意思，就是地球物理最终是想解决什么问题？还是要去解决地质问题的。不能等着地质学家们来认识地球物理。地质人员的数学、物理学功底一般来说是相对比较弱的，要来学地球物理，难度不小。因此地球物理学家就必须要懂地质，自己采集到的数据自己应该能够进行地质解释。所以我们强调综合地球物理，是地质和地球物理的结合。

我们过去几十年的经验，我总结了一下叫做“一二三多”。

“一”，就是一个原则。要以活动论为内涵、以板块构造为代表的当代地质学理论作为我们的指导原则。

“二”，是两个关键。一个关键是岩石物性。我们过去做地球物理，对岩石物性重视不够。岩石物性是地质和地球物理联系的纽带，所以岩石物性非常关键。岩石物性不能不做，还要大量地去做。还有一个关键，就是要建立好地质地球物理模型。从定性解释，做到定量解释，必须把这个模型建立得好。特别是现在计算机、数字化这些东西都上来了，建立模型就很重要。所以两个关键是，岩石物性和建模。

“三”，就是三个结合。首先是地质和地球物理要结合。另外一个是正演和反演要结合。因为地球物理里面的反演问题都是多解的，往往做了半天都还做不出来结果，就要借助正演模型，所以正演和反演要结合。还有一个结合，就是定性和定量结合。

“多”，是指多次反馈。多次反馈的意思就是不要一次就希望得到一个最后的结果。我们往往说“储量多少多少”，这都说得太绝对了。咱们都学过微积分，里面有个极限、逼近的概念。不断地逼近，这是高等数学。不要说出个数据就是最后的结果，这是在开玩笑。需要多次逼近那个正确的解答，这也符合“实践—认识—再实践—再认识”的认识论。

这“一二三多”是综合地球物理的原则，这是我们20年前总结的。同济大学的王家林老师虽然不是我的研究生，但可以说是我提出的这个综合地球物理理论的积极践行者，也做出了很多很好的成绩。

本 刊：城市地区的资源与环境问题是约束经济社会可持续发展和生态文明建设的重要瓶颈。针对城市和城市化地区，地球物理勘探工作应如何进一步深化，请刘院士作些指导。

刘院士：地球物理勘探技术是认识地球的重要手段，在地球科学中始终起着先导作用；在资源勘查、环境保护、灾害防御等事关国计民生的重大领域中的作用也极为突出。在资源勘查中，除了石油、天然气等能源资源以外，也还包括地下水资源、地热与浅层地温能资源等，这在城市地质调查中也应是个重点。城市地震安全性评价、工程地质调查、地质灾害监测与应急处治、城市地下空间的土地利用与地籍调查、生命线工程的管线探测等等方面，都离不开物探技术。

地球物理的发展包括三个方向：研究大陆漂移、海底扩张、板块大地构造的固体地球科学，研究沉积盆地、圈闭与储集体特征规律的油气地球物理，研究环境与工程地球物理的浅层地球物理工程。浅层地球物理工程有着广泛的社会应用需求，因此近年来发展迅速。城市地区，更多地是涉及环境与工程地球物理领域。环境与工程地球物理的特点是研究对象的复杂性、多样性，这需要开展针对性的研究。

你们带给我的《上海城市地质》、《上海地球物理勘探技术应用与发展》专著及《上海市工程建设规范：地下管线探测技术规程》等资料，都是你们单位负责编撰的，内容很丰富，反映了上海市地质调查研究院的工作成果，也有指导意义和实用性。

本 刊：海岸带是经济最为活跃的地区，而地质环境条件相对脆弱；海洋是国家版图的重要组成，海洋国土的开发与管理具有重要的现实和战略意义。刘院士您在20年前就主持编撰出版了《中国海区及邻域地质—地球物理系列图集》，填补了国内外研究空白，也为海洋国土的开发管理奠定了极为重要的基础。现在国家实施“海保工程”，我们结合海岸带与邻近海域地质调查，也投入了大量的地球物理勘探工作。请刘院士对物探成果在海岸带地质调查与海洋国土开发管理中的支撑作用提些工作建议。

刘院士：在上海也还涉及海岸带地质和海洋地质问题。现在海洋问题是非常迫切的。

我在此把中国海洋地质的调查研究历史简短地说一下。开始的时候，是大地构造学家朱夏，找了沉积学家业治铮和我，提议要开展中国的海洋地质调查研究。我觉得这是非常重要的。以今天的眼光看，应该说是科学家站在国家的立场上，站得很高、看得很远。1959年我们三个人聚到一起进行商议，并多次找李四光、何长工、旷伏兆、宋应等当时的地质部领导，前后历经四五年时间，终于在南京建立了地质部海洋地质研究所。海洋地质研究所，是朱夏在柴达木的石油地质大队、业治铮在长春地质学院的海洋地质教研室、我刘光鼎在北京地质学院的海洋物探教研室，这三个单位成建制地调到南京组建成立的。就这样我们这些不同专业的人员在1964年组成了海洋地质研究所，原南京地质学校的校长牟闵是我们当时的党委书记兼副所长。这是中国第一个海洋地质研究所，大家的干劲是十足的，背着行李到南京报完到，行李都不打开，背着就分赴各地：跟业治铮做海岸带工作的，继续坐火车直接到了温州；搞地球物理的来到旅顺，跟着我做海洋物探的工作，去做仪器设备的研究。成立海洋地质研究所那几年，大家干劲十足，做了大量工作，很多是开创性的。很可惜在1966年的“文革”时被砸了。但这也就在地质部系统里留下了一支海洋地质的队伍，以此为基础和开端，后来在上海成立了第一海洋地质调查大队和地质部海洋地质调查局，在广州成立第二海洋地质调查大队和地质部广州海洋地质调查局。

我在1970年到1980年都在上海，担任地质部海洋地质调查局副总工程师，后来调到地质部海洋地质司当副司长。从八十年代初期开始，我组织大家编制1：200万的《中国海区及邻域地质—地球物理系列图》，一共是9张图，1992年编制完成。正式出版的比例尺是1：500万，后来获得国家自然科学二等奖。这个图集一经出版，联合国就知道了，其中8幅被国际太平洋与大西洋编图委员会采用，编入世界大洋图集。黄岩岛、钓鱼岛大陆架都很清楚，现在对外谈判还要靠这个。当时联合国的海洋法办公室要求推选技术委员会，我是被外国学者提名推举成为成员的。问题是当时对海洋的重要性还没有得到充分重视，没有把海洋放到一定的位置。之后精简机构要撤销海洋地质司，我就站出来坚决反对。中国陆地是960万km2，海域近300万km2，海洋国土约占陆地三分之一哪！现在说要从海洋大国变成海洋强国，关键是思想上的认识、实践上的执行够不够。我们这一代人是一辈子都扑到这个事业上了。

1989年我从地质部调任中国科学院地球物理研究所所长，脱离海洋一线工作至今24年了，但对海洋地质一直很关注。我有个学生叫张训华，是青岛海洋地质研究所副所长，我就建议他抓海洋编图，我说关键是要给国家做出一套图来。海洋的问题是国家主权权益的问题，主权权益背后是资源问题，而资源尤其是以油气能源为主。国家海洋局的工作较多侧重于研究海水，我也建议他们对海底也要关注和重视。国家海洋局第二海洋研究所要成立一个重点实验室，我就主张取名为“海底科学实验室”，希望将海底科学研究作为发展方向与工作重点之一。

海洋地球物理在民用捕捞、军事国防上也都有很大用处，美国Carl A. Heiland教授1938年就写了本专著《Geophysics in War》（《战争中的地球物理学》）。所以我们要加强科学研究，要了解国内外情况，站在国家的立场与高度上考虑问题，这很重要。

本 刊：地质调查工作的深化拓展也有赖于地球物理学的发展与进步，请刘院士为地球物理学的学科建设与发展方向提些建议。

刘院士：我七十年代在地质部上海海洋地质调查局工作期间，同济大学一直想请我去做兼职教授。当时海洋地质调查局的书记是冯光，他原先不同意，后来还是答应了。我到同济去的时候就有一个建议，地质要与地球物理相结合。同济大学后来请我当海洋地质研究所所长，我说我是学物理的，来讲授地球物理，尽管我懂得要和地质结合，也学了不少地质学知识，但是让我管同济大学的海洋地质研究所，我知识面不够，弄不起来。要够怎么办？我建议需要把朱夏院士、业治铮院士都请来。后来我们三个人都到了同济担任兼职教授并培养研究生，这样才逐步把同济大学的海洋地质研究所及相关的专业学科建立了起来。

研究海洋地质不开展地球物理是不行的。中国地质大学（北京）成立海洋地质学院、中国地质大学（武汉）成立海洋地质系，我就很关心这个事，到那了解了一下，发现都不开设地球物理课程或讲座，就觉得很奇怪！我就跟北京的吴淦国校长和武汉的张锦高校长说，这可不行啊，有几个人能钻到海底去呢？地球物理是地学里的高科技，只有通过地球物理技术才能解决问题啊。后来我出了一招，做了12个ppt报告，我作第一讲开个头，其余的让我的学生、广州海洋地质调查局的陈洁研究员接下去讲，效果不错，反响很热烈。地球物理还不被大家充分认识和重视，尤其是在海洋方面，所以请大家考虑这个问题。

Geological Survey Deepening Development Should Attach Importance to the Geophysics

Exclusive Interview with Professor LIU Guang-Ding, Member of the Chinese Academy of Sciences

Prof. LIU Guang-Ding is a member of the Chinese Academy of Sciences (CAS) and the original director of the Institute of Geology and Geophysics at CAS, and also a dean at the School of Geophysics and Information Technology at the China University of Geosciences (Beijing), and was interviewed exclusively by the Journal of Shanghai Land and Resources on the afternoon of January 25, 2013.Prof. Liu is a renowned geophysicist and marine geologist, one of the pioneers of marine geophysical prospecting, and oil and gas exploration in China, and a distinguished scientist with a global reputation who compiled the Atlas of Geology and Geophysics in China Sea Areas and Neighborhood.In this interview, Prof. Liu discusses the practical application of geophysical techniques, emphasizing the complementary aspects of geology and geophysics, and points out that recent advances in the technology used in earth sciences research and geological surveying have led to important developments in coastal and marine geology. Geophysical prospecting technology is an important means of understanding the earth, and plays a signifcant role in the felds of resources exploration, environmental protection, and the monitoring and mitigation of natural disasters, but also provides important technical support to those protecting the marine landscape and maintaining marine rights and interests. Consequently, marine geology should be incorporated into the study, teaching, and commercial use of geophysics.

geophysics; comprehensive geophysical prospecting; geology survey; marine geology; marine territory

P631

D文献标识码：2095-1329(2013)01-0001-04