地質巖芯科技資源科普化工作探索與實踐
——以自然資源實物地質資料中心為例

張志偉,劉文卿,袁野,高建偉,蘇桂芬

中國地質調查局自然資源實物地質資料中心,河北燕郊,065201

內容提要：巖芯科技資源科普化是打通地質科研—科普鏈條的重要途徑,本文通過梳理我國巖芯科技資源現狀,分析了巖芯科技資源科普化的現實意義,重點闡述了巖芯科技資源在向地質科普轉化5個方面的探索與實踐,提出了今后巖芯科技資源科普化工作應建立良好政策機制制度、轉變科研人員觀念、科技知識向科普轉化水平、新技術新手段的應用以及做好科普活動的實施總結等5項工作建議。

習近平總書記指出,科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼,要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置?？萍假Y源科普化是打通“科研—科普”鏈條,實現創新發展“兩翼”齊飛的關鍵路徑(宋嫻,2022;劉向東,2021)。近年來,我國陸續出臺了一系列促進科研科普轉化的政策,在國務院印發的《全民科學素質行動規劃綱要(2021～2035年)》中,“科技資源科普化工程”被列為“十四五”時期的五項重點工程之一。

科技資源是指包括科技人力資源、科技財力資源、科技物力資源和科技信息資源以及組織、政策環境等的總和(徐尚義,2005;張霞,2008)?？萍假Y源科普化是利用科技資源,實現除了發展科學技術水平和能力之外的社會作用。

巖芯承載著大量重要的地球系統科學信息,是人類驗證地球深部信息最直接的物證,在研究地殼內部結構和物質組成、探究地球形成與演化、解決全球性或區域性地球系統科學難題或重大地質問題方面發揮著突出作用。同時巖芯還是深入了解地下礦產資源特征最直觀、最實際的途徑,可為深部成礦理論和技術方法研究提供重要的實物和數據基礎。

巖芯資源是十分重要的科技資源,是地質工作取得的第一手資料,具有客觀性、真實性和唯一性,對于推動地球系統科學研究、支撐國家找礦突破戰略行動具有重要意義。巖芯科技資源嚴格來說歸屬于科技信息資源,其中與巖芯科技資源關聯的巖芯科技人力資源是指從事巖芯科學技術研究活動的人員和專業技術人員,包括科學家與工程師等,據統計,我國從事地質勘查技術人員近15萬人,遍布全國各地,是十分寶貴的科技人力資源;巖芯科技財力資源是指對巖芯科技資源產出的地質科技活動以及巖芯的保管利用的資金支持,它是政府或企業的一種重要生產性投入,我國每年地質勘查投入數百億元,為國家能源資源安全保障儲備增產提供了堅強的科技財力資源;巖芯科技物力資源是指對巖芯開展掃描數字化、科學研究的實驗儀器設備以及巖芯資源保管設施設備等生產性工具,全國31個省(區、市)自然資源主管部門專門建立了巖芯資源庫、油氣、核工業等行業單位、礦山企業、地勘單位等均有規模不等的巖芯資源庫,配置了高端的巖芯分析儀器設備;巖芯科技信息資源是指實體巖芯、數字巖芯以及巖芯相關的報告、文獻、專利和其他的為科學研究提供服務的科學數據資料及信息庫(張志偉,2020;張志偉,2021)。

但是,如何把這種巖芯科技資源轉化為科普資源,破解地學科普有效供給不足,切實提高社會公眾對地質工作在支撐社會經濟發展過程中作用的認知面和認可度,增進地質行業與社會公眾的聯系,仍需要開展大量探索性、實踐性的工作。

1 巖芯科技資源現狀

我國高度重視巖芯匯交管理和服務利用工作,根據《地質資料管理條例》及其實施辦法、《實物地質資料管理辦法》之規定,我國巖芯實行分類篩選、分級保管,按其內容的重要性、典型性、代表性分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類,分散保管在自然資源實物地質資料中心(下簡稱“實物資料中心”)、31個省(區、市)地質資料館藏機構和數以千家的地質勘查單位、工礦企業;油氣、海洋巖芯目前委托符合資質要求的保管單位接收保管并提供服務利用(張志偉,2018)。

新中國成立以來,我國積累了大量的巖芯資源。據統計,新中國成立以來全國累計鉆探量已達3×105km延米。2009年全國巖芯保管情況摸底調查結果顯示,全國482個主要保管單位共計保存巖芯1×105km延米以上。隨著時間的推進,我國每年都在增加大量的巖芯。據自然資源部公布的《中國礦產資源報告》統計,近年來,我國主要礦種勘查平均每年的鉆探工作量近2×104km,形成的巖芯數量是海量的(張志偉,2020;張志偉,2021)。

截止2022年底,全國館藏重要巖芯資源總量約3×103km(Ⅰ類),實物資料中心保管的(含地方代管)巖芯資源量已達到1.83×103km,主要包括科學鉆探全孔巖芯、油氣地質調查巖芯、重要典型礦床巖芯和其他重大工程巖芯等,約占全國重要巖芯資源總量的60%以上,具有全國重要性、典型性和代表性,幾乎涵蓋了我國所有地質構造單元、重要成礦區帶(或盆地)、所有成礦類型、所有礦種等,構成了資源類型豐富、數據規模龐大、數據質量權威的巖芯資源體系,且均得到長期安全有效保管。近年來,我國全面開展了巖芯數字化工作,全國已經累計完成了超2×103km的巖芯資源多參數掃描,獲取了巖芯表面及內部蘊含的各類物理、化學、結構等數據信息,將實體巖芯“數字化”,建立“全國數字巖芯平臺”,匯聚了115萬個鉆孔目錄數據及8×102km(Ⅰ類)巖芯數據并上線服務,實現了31個省館在線化數據采集與上報,全年用戶訪問量達2.8萬人次。

2 巖芯科技資源科普化的重要現實意義

我國是地質條件復雜、地質工作類型豐富、礦種齊全的國家,地質工作隊伍龐大,全國各級各類單位在“新時代科普”號召下,依托地質工作中形成的豐富巖芯科技資源,開展豐富多彩的地學科普活動,可為地質科學工作賦能,反哺并推動地質科技創新工作。

巖芯科技資源科普化重點在于合理配置和利用珍貴的巖芯資源,對巖芯科技資源所蘊含的科學知識提取、分析、整合和再開發,促使知識從在行業內流動轉變為向全社會外溢,以提升全社會創新效率。比如,與巖芯資源關聯的學術論文、成果報告等是巖芯科技資源向科普資源轉化的科學保障和源泉活水,科研工作者通過某一具有影響力的期刊雜志發表科研成果只是傳播的起步,而不是終點,向科普轉化的知識內容應用網絡平臺進行廣泛傳播存在薄弱環節,研究發現,將巖芯科技資源在信息平臺進行廣泛科學普及傳播會帶來科研成果的高引用率,兩者之間存在正相關關系(楊晶,2015;陳玲,2018;王英儉,2019;王大鵬,2020)。

3 巖芯科技資源科普化探索與實踐

實物資料中心明確了“1+2+3”總思路:“1”是以履行全國實物資料管理職責為核心,“2”是以“數字化和信息化、專業服務和科普服務”為兩翼的業務體系架構,“3”是以打造 “全國實物地質資料管理、巖芯數字化和應用服務、全國地學科普研學高地”三面旗幟的長期目標,同時專門設置了科學普及室。實物資料中心依托巖芯科技資源建立了“國家自然資源科普基地(自然資源部、科技部)”、“全國科普教育基地(中國科協)”、“全國中小學生研學實踐教育基地(教育部)”、“中國地質學會首批地學科普研學基地(中國地質學會)”、“全國首批大思政課實踐教學基地(教育部等十部門)”等多家部委地學科普基地,截止2022年12月,已累計服務公眾達150萬余人次。借助巖芯科技資源,使得社會公眾充分認知了地球的奧秘,廣泛開展了基于巖芯科技資源的教學實習、展覽展示及科普產品開發工作,推進了公眾參與地學認知。開發巖芯的地質特色文創產品,弘揚新時代地質文化,實現巖芯的特色開發與使用(敖妮華,2022)。

在巖芯科技資源科普轉化過程中明確了以“基地、項目、產品、活動”為主要任務,以“科普基地、研學基地、宣傳陣地”為業務方向的建設思路,具體開展了常設展覽、專題展覽、產品開發、科普知識競賽、科普演講比賽、巖芯實地觀察、巖芯鉆井作業虛擬現實、繪畫設計創作等豐富的活動形式和內容,帶領社會公眾走近地質工作,了解地質工作,領略地質風采、感悟地質精神。

3.1 常設展覽

實物資料中心建設了“實物地質資料展廳”和“實物地質資料博物館”2個展館。前者主要展示我國最新地質調查成果,依托巖芯等科技資源,搭配圖文、影像、模型等構建不同的科普版塊。諸如序廳、礦產資源廳(包括黑色金屬礦產廳、有色金屬礦產廳、貴金屬礦產廳、三稀礦產廳、非金屬礦產廳、能源礦產廳)、地質科學研究與地質調查廳、金釘子廳等,充分展示國家基礎性、公益性地質調查和戰略性新興礦產等最新科研成果,對地質調查科研最新成果進行科普化、大眾化傳播,使社會公眾增強對清潔能源、戰略性新興礦產、基礎地質科研等與人類社會密切聯系的認識,提高社會公眾對地質科學發展前沿的關切;后者以地質年代時間軸為序,展示了不同年代、不同礦床成礦時代等的巖芯資源,為社會公眾打開一扇窗,通過地質工作者獲取的巖芯等科技資源,追問地質事件緣起,捕捉地球演變信息,研究地球物質組成、內部結構和外部特征,解讀地球的過去、現在,努力探索地球的未來。

3.2 專題展覽

基于油氣頁巖氣重大地質調查成果,開展“走進油氣頁巖氣地質調查”專題展覽活動,挑選安頁1井、汶頁1井、突參1井、柯坪1井、博參1井、尉參1井、宜參1井、通地1井等含油氣頁巖氣段巖芯、圖文等進行展示,對宣傳我國油氣資源調查國情,普及油氣頁巖氣科學知識,起到積極的作用;“向地球深部進軍”專題科普展亮相北京科學中心,展覽以巖芯、鉆頭及圖文形式展示了地球的內部圈層結構和我國在向地球深部進軍方面做出的探索與實踐,特別是“松科2井”取得的最新成果,旨在向公眾展示我國在探秘地球深部方面取得的輝煌成就;以及“國家戰略資源能源——頁巖氣、稀土”、“探索深地深海資源秘密主題展覽”等。 截止2020年12月,展覽30余場次。

3.3 巖芯實訓

依托實物資料中心“一園兩館”及巖芯庫(7×102km巖芯)等資源,為社會公眾,尤其是青少年群體提供線路參觀、研學考察、認知實習等活動。

3.4 科普產品研發

(1)科普讀物類:組織科研人員編寫科普圖書、畫冊5部。如:《穿越46億年深地》,入選了中國科協“2022年科普中國創作出版扶持計劃”出版類重大性選題;《十個伙伴來分級》、《大地的饋贈,探尋地下寶藏——走進國家實物地質資料館》、《松遼盆地大陸科學鉆探工程——松科二井巖心認知科普畫冊》、《〈礦物與生活〉系列科普畫冊》、《典型礦床實體巖芯圖冊》。

(2)視頻類:創作了《我國滇黔桂地區卡林型金礦成因》、《小小巖芯大奧秘》、《探索地下寶藏——福建上杭紫金山銅金礦石等系列科普微視頻》和《地質大標本會說話——海南石碌鐵礦富鐵礦石等系列科普音頻》等科普視頻20多個。

(3)文章類:撰寫了《原來頁巖氣也有家》、《瓷器的秘密——高嶺土》等科普文章20篇。

(4)體驗產品類:開發了《松科二井巖芯認知虛擬仿真產品》、《探秘鄂西地區頁巖氣虛擬仿真產品》、《北京西山探秘之旅虛擬仿真產品》、《實物地質資料網上三維展廳》、《云端地質大標本園虛擬漫游平臺》以及基于地質巖芯的巖石物理、化學特性開發的“地質科學小實驗”,比如玩轉地球—地學科普小實驗地球物理系列之發現自己、發現磁場、發現電流、發現重力、發現礦物、發現寶石、發現輻射、發現電波、發現臭氧、彩虹解密、給點顏色、熒光揭秘等。

(5)研學產品類:開發了地球深部巖石認知、地球巖石顯微世界、巖石與名山美景、巖石3+3+3科普實驗、穿越白堊紀、探尋遠古生命等研學課程,制作了相關課程方案、課程手冊、課程課件、講解視頻、展教具等資源,并創意設計制作了研學書包、筆袋、帽子、書簽、記事本、任務卡等系列文創產品。上述作品共榮獲第二十屆中國國際高新技術成果交易會優秀產品獎和中國地質調查局地質科技獎(科普類)一等獎、自然資源部優秀科普圖書、中國地質學會優秀科普產品等科普獎項10余項(敖妮華,2022;張志偉,2023)。

3.5 科普品牌活動

實物資料中心每年世界地球日、全國科技周、全國科普日等重大主題活動期間,聯合全國31個省級地質資料館藏機構、地方政府等單位開展“小學生自然資源科普知識競賽”、“中學生自然資源科普講解大賽”、青少年“小石頭會說話”科普征文、“小小講解員”、線上直播課等以及園區開展“尋寶、探寶、鑒寶”親子互動體驗活動”,每年累計參與活動人次近20萬;積極參與國內外重大活動,如“奮進新時代”主題成就展、“禮贊共和國——慶祝新中國成立70周年科技成就科普展”、“《壯麗七十年 奮斗新時代》慶祝新中國成立70周年礦業展”、“全國雙創活動周”、“科技列車行”、“中國國際礦業大會”、“加拿大勘探者與開發者協會年會(PDAC)”、“中國—東盟礦業合作論壇”等,均以巖芯科技資源為載體,嵌入了滿滿的地質科技創新元素。

4 巖芯科技資源科普化建議

實物資料中心在巖芯科技資源科普化方面雖然進行了大量有益的探索和實踐,但仍然面臨一些具體的困境主要體現在:政策機制有待完善,科研人員認識有待轉變,科技知識向科普轉化水平有待提升,科普大環境氛圍營造有待加強,科普活動成效反饋有待總結提升(任福君,2009;林曉燕,2013;苑曉,2021;黃榮麗,2020)。

4.1 探索建立貫通科研——科普鏈接機制,融合多層次關聯資源

以國家關于科普工作的系列重要論述為契機,做好各級各類單位的頂層設計,謀劃落實巖芯科技資源科普化工作,設置“巖芯科技資源科普化工程”,探索實踐地質科研與地質科普互為反哺的良性互動,切實發揮地質研究中巖芯科技資源科普效應。重點建立地質科研人員參與科普的保障機制和獎勵激勵制度,將地質科普工作成果納入地質科研人員的績效管理和職稱評定,同時發揮老科技工作者的示范作用,促進巖芯科技人力資源—財力資源—物力資源—信息資源的有機整合。強化與地方政府有關部門合作,引導社會力量參與到巖芯科技資源科普化的過程中,比如支撐地方文旅產業發展等。

4.2 積極申報各級各類科普基地,充分發揮巖芯資源科普功效

科研人員應該轉變重科研、輕科普的觀念,各級各類巖芯資源庫所屬有關單位應積極申報省(市)級地方科普基地,愛國主義教育基地等,充分調動科研人員等主體力量,組織社會公眾,尤其是青少年等群體參與,將地質科研做出的突出貢獻、蘊含的極大價值,以巖芯為載體,普及出去。

4.3 積極挖掘巖芯資源科普素材,生動形象呈現地球科學奧秘

面向廣大社會公眾對地質工作的廣泛需求、對地球奧秘的探索需求,形式上應組織多種形式的科普活動,鼓勵兄弟單位、跨單位間開展科普交流,取長補短,將成熟的、百姓喜聞樂見的科普活動形式、經驗快速推廣復制;內容上應深度挖掘巖芯科技資源所反映的重大地質現象和意義,構建“一段地質巖芯——一些地質現象——一個礦床故事——一座礦山建設——一部地質文化”的故事線,讓公眾能夠聽得懂、愿意聽且聽得津津有味。同時,加強基于巖芯科技資源的科普化專業知識研究,從科普化場景、內容、表達等方面著手,以期提高巖芯科技資源科普化的轉化效率和效果。

4.4 積極應用新技術新手段,開發寓教于樂的科普產品

以科學性為原則,應用新的信息技術、設施設備等將地質工作、地質現象、地質原理等轉化為科普產品來表達。比如依托巖芯科技資源的野外鉆探現場施工、巖芯編錄、巖芯解讀等,開發地質科普游戲、創作地質科普歌曲、電影、話劇以及科普模型、科普玩具、系列科普讀物等,激發不同年齡群體來體驗地質科普產品。

4.5 廣泛開展基于巖芯資源的科普展覽展示活動并總結提升

立足各級各類單位業務特色,比如有色、冶金、煤田、建材、化工、核工業、油氣等行業以及黃土、冰川、湖泊、大陸/大洋科鉆等學科打造地方特色的巖芯展館,策劃特色巖芯專題展覽活動,比如,松遼盆地大陸科學鉆探工程,耗資數億元實施“3井4孔”鉆探獲得8200 m巖芯,比黃金珍貴百倍,這項工作通過打穿松遼盆地白堊系,獲取巖芯實物資料本身,來解譯萬米連續高分辨率的陸相地質記錄,用以研究白堊紀時期的溫室氣候變化,以期更好地應對全球變暖使人類面臨的挑戰,應用巖芯等科技資源,舉辦“挺近地心”、“向地球深部進軍”為主題的科普講座、巖芯展示、科普視頻、研學課程開發等,拉近公眾了解地質科學的距離;比如國家新一輪找礦突破戰略行動中關于戰略性新興礦產專題展覽、清潔能源干熱巖主題展覽,紅色礦山文化展等等,讓公眾走進地質工作,認知地質,講述地質巖芯資源背后的人物故事、礦山故事,讓地質科技為百姓所熟知、地質人物為百姓所贊頌,彰顯大國科技自信、文化自信,提升全民地球科學素養。

5 結語

巖芯科技資源科普化是新時代地質工作健康發展的重要組成和必然趨勢,實施“巖芯科技資源科普化工程”是對地質科技創新成果的延伸、拓展和深化,可切實提升社會公眾對地質科學探索的體驗感和參與感,為地質科研—地質科普構建良好的橋梁平臺。