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    受全球气候变化影响,近年来极端暴雨引发的突发性、群发性地质灾害,给当前防灾减灾工作带来巨大挑战。4月25日,自然资源部召开了2025年全国汛期地质灾害防治工作视频会议,指出今年全国气候年景总体偏差,极端天气气候事件总体呈多发强发态势,地质灾害防治形势依然严峻复杂。

    极端气候条件下,我国地质灾害形成分布与成灾模式将呈现哪些新的特点?地质灾害防灾减灾工作面临哪些新的挑战?对此,记者近日采访了中国工程院院士、自然资源部地质灾害技术指导中心首席科学家殷跃平。

    殷跃平在乌蒙山区指导地质灾害调查

    极端气候下,地质灾害防范应综合施策

    记者:

    地质灾害隐患点是如何调查识别的?

    殷跃平:

    防范地质灾害,首先要调查识别出隐患点在哪里,这是防灾减灾最重要的基础工作。我国自20世纪90年代以来系统开展了全国地质灾害的面上调查和详细调查,目前正在地质灾害高风险地区开展精细调查。这些调查工作动用了全国水工环地质勘查队伍力量。

    随着科学技术的进步,地质灾害调查手段也越来越先进,以卫星遥感、无人机和地面勘查相结合的“空-天-地”一体化技术成为标配。同时,经费投入也成倍激增。例如,早期的面上调查阶段,每个县投入平均10万元,详细调查阶段每个县投入平均在百万元,而现在的精细调查阶段,每个县投入大约要千万元。由于地质作用过程在不断变化中,每年汛期或强震发生后,还要专门开展应急排查工作。

    地灾隐患点的调查识别具有动态性。目前,在册纳入全国防灾减灾具自然属性的地质灾害隐患点大约有28.4万处。此外,还有记录在册的180多万处因开挖切脚等导致稳定性降低的风险斜坡,构成了每年的人为性地质灾害隐患点。

    以滑坡为例,从防治和减灾救灾角度,传统上把地质灾害体分为三种类型。一种是不稳定斜坡,开裂变形等现象显著,稍遇降雨等就会失稳滑动,我们定义其安全系数小于1.0,由于滑动成灾特征明显,相对来说防范难度不大。另一种是稳定斜坡,即使在暴雨、地震等外力作用下,也不易发生整体滑动,安全系数大于1.2,通常不作为防灾减灾的重点。第三种是欠稳定斜坡,安全系数介于1.0~1.2之间,在非汛期等正常条件下,发生整体滑动的可能性较低,但在久雨、暴雨、地震等因素作用下,安全系数极易低于1.0,也会失稳滑动形成灾害,实际上是具有高隐蔽性的不稳定斜坡,这就是我们通常说的“地质灾害隐患点”,成为每年我们防灾减灾要重点关注的对象。

    记者:

    极端气候下,地灾隐患点识别面临哪些新问题?

    殷跃平:

    我们目前面临三个方面的新问题。

    第一是小体积成大灾。早期的隐患点识别对象主要为体积达十万立方米至百万立方米级的大中型灾害体,其变形特征较为明显,易于识别。但是,目前每年发生的地质灾害绝大多数体积在10万立方米之下,为小型、微型灾害体。我们对最近5年的地质灾害做了统计,在西南山区、东南山区和北方山区95%以上都是小微型灾害体。灾害体体积量级变小,发生地质灾害的隐蔽性、随机性就更强,准确识别难度在量级上也就加大了。

    第二是远程成灾模式。我们目前对隐患点的识别评估,基本上偏重于稳定和不稳定极限平衡的静力学范畴,而对于滑动后的远程成灾风险的动力学评价明显不足。例如,今年在四川筠连发生的高位滑坡灾害,实际上滑动后转化为碎屑流,成灾范围达1800米,超出了滑源区距离的数倍,导致距离滑坡体较远的村庄被摧毁。最近几年,发生了多起高位远程地质灾害,例如2017年在四川茂县,滑坡转化为碎屑流,滑动2800米后掩埋了新磨村,导致70余人遇难。

    第三是未知风险源识别。极端暴雨常态化导致了原本属于稳定的斜坡转化为欠稳定或不稳定斜坡,尤其对小微型灾害体的扰动非常明显。2023年汛期,北京西郊遭受了百年罕遇暴雨的袭击,在北京市房山区记录到4天之内降了1025.5毫米,远超过北京多年平均降雨约600毫米的量值,导致了房山、门头沟地区发生了1200多处群发性的小微型流滑地质灾害。2024年,广东、福建、湖南、广西等南方地区因极端降雨也发生了群发性小微型流滑地质灾害,特别是湖南资兴县,6月单日降雨量达643毫米,引发了19300多处群发性小微型地质灾害。

    记者:

    面对这些新问题,如何提高地灾隐患点精准识别与科学评价能力?

    殷跃平:

    针对这三个新问题的防灾减灾,我们逐渐探索出了一些新办法。

    首先,对小微型地质灾害隐患点,应从易灾地质结构角度进行识别,实行“点+面”双控。例如,从地质结构上,华南地区花岗岩全强风化斜坡、西南地区岩溶煤系复合地层斜坡、华北地区推覆构造斜坡、西北地区黄土-红层二元结构斜坡等都是地质灾害的易发易灾区。

    其次,从成灾地貌上,上陡下缓的靴状地貌、滑坡下部的沟谷地貌、高陡危岩带等都易于形成远程灾害。

    再次,应开展不同降雨工况下,甚至地震工况下的,中型、小型和微型地质灾害隐患点评估厘定和风险分级评价。对近年来的多起特大灾害的复盘分析表明,即使是安全系数大于1.2的稳定斜坡,在罕遇暴雨的作用下,也会形成新的灾害,这也就是每年汛期大量地质灾害发生在隐患点之外的重要原因。

    我们对2024年汛期福建、广东、湖南的群发性小微型地质灾害进行复盘,发现即使是安全系数大于1.8的超稳定全强风化花岗岩斜坡,在罕遇暴雨作用下,也会失稳滑动,特别是切坡建房未支护的斜坡更易失稳成灾。

    记者:

    我国地质灾害监测预警方面取得了哪些成效?

    殷跃平:

    在调查识别隐患点的基础上,需要对灾害发生的时间做出及时的判断。目前,在全国地质灾害隐患调查识别的基础上,主要采用“群测群防”的方式进行监测预警。

    “十四五”以来,我国地质灾害科技减灾的能力显著提升,并对6.6万处地质灾害隐患点安装了监测预警仪器。但是,由于地质灾害隐患点主要散布于运行环境复杂的广大农村山区,受技术精度的限制,这种监测预警仪器主要适用于大变形的短临预警。同时,这些隐患点威胁对象一般仅为数户人家,受经费的限制,监测点主要采用主剖面的方式布设,对灾害体面上的控制精度仍然有限,因此称之为普适型监测预警仪。近三年来,普适型监测预警仪已成功预报灾情约150起,涉及可能伤亡人数3000余人,并有效预警险情近600起,紧急撤离约1.1万人,成效非常显著,推动了我国地质灾害从群测群防体系向“人防+技防”相结合的监测预警体系提升。

    记者:

    极端气候下,地质灾害监测预警面临哪些挑战?如何提高复杂山区重特大地灾隐患的专业监测预警能力?

    殷跃平:

    经过多年努力,威胁百人以上的滑坡基本得到控制。但是,泥石流成为对人民生命财产威胁最大的地质灾害灾种。

    我统计了一下,目前威胁人数大于100人的泥石流隐患点约有4800处,其中威胁人数大于1000人的泥石流沟有240多处。受极端气候变化的影响,对泥石流的监测预警难度也更大,造成的重特大地质灾害风险更高,特别是在西部高寒山区,无法利用现有的普适型监测仪器作出及时预警。

    2024年8月3日,四川康定姑咱镇发生山洪泥石流灾害,从海拔5000米高山启动后形成山洪泥石流灾害,致使雅康高速康定至泸定段日地1号隧道至2号隧道间桥梁垮塌和姑咱镇日地村房屋冲毁,27人死亡。据了解,当时,姑咱镇日地沟沟口的降雨量仅25 毫米左右,并未达到泥石流发生阈值。

    这是由于西部高山区易形成地形雨,降雨量从沟口到半山腰再到沟顶差别很大,沟口降雨量虽然仅几十毫米,但后山可能已达到特大暴雨等级。

    实际上,针对这些地区高位泥石流的专业化监测预警设备的研发已经较为成熟,关键是认识上的问题。泥石流大多发生在高陡偏远山区,通常对其调查勘查精度不够、成灾动力学机理研究不深、监测预警技术适配性较差、工程防治等级偏低,这也是每年汛期重特大泥石流灾害易发高发的原因。因此,对于威胁百人、数百人,甚至千人以上的西部高山或极高山区的泥石流灾害点,必须走更加专业化的监测预警之路,即“技防”为先、“人防”辅助。就像疑难杂症仅靠社区医院是不行的,必须依靠三甲医院的力量。

    记者:

    极端气候下,如何提高地质灾害综合防灾减灾能力?

    殷跃平:

    除了极端气候的影响,人类工程活动范围的扩大,也加大了地质灾害发生的潜在风险。尤其是复杂山区的城市、乡镇和居民点建设的扩张,切坡建房和切坡修路的范围扩大,令原本稳定的坡体变得不再稳定,遇极端气候更易诱发地质灾害,在某些地区甚至出现“切坡就滑”的现象。

    在防灾减灾体系中,调查评价和监测预警仅是防灾减灾救灾体系中的一环,要与避让搬迁和工程治理相结合。针对当前灾害“中心”向乡村转移的现状,要加强农村国土空间规划中地质安全风险评估,特别是农民切坡盖房,要指导进行简易治理,可以采取修建矮挡墙等降险措施,屋后还要留出一定的避让距离,以降低灾害潜在风险。

    在一些矿区,人口迅速增加,地质灾害风险明显增高。要针对村庄、居民点,开展“以人为本”的精准调查,加强易灾地层的隐患点与崩塌滑坡易发区带双管控,应运用新理论新技术,科学划定地质灾害红线,该搬迁避让就搬迁,该监测预警就安装设备,该治理就做好工程治理。只有用科学的态度和方法,才能正确处理好国家能源安全与人居环境安全的关系。

    殷跃平院士谈极端气候下地质灾害防灾减灾策略

    从神秘的深海地质结构到珍贵的能源资源,科学家如何从几千米深的海底中获得这些信息?“梦想”号,这艘全球最先进的大洋钻探船将带领科学家探索地球深部的秘密。“梦想”号肩负多种作业需求,因此设计时便提出“小吨位、多功能、模块化”的理念。为了在同一艘船上同时实现大洋科学钻探、深海油气勘探和“可燃冰”勘查试采等多种功能,“梦想”号建造团队联合国际顶级油气钻机企业研制了全球首台兼具油气勘探和岩心钻取功能的液压举升钻机,国际上首次集成了4种钻探模式和3种取心方式。

    4种钻探模式

    “梦想”号的4种钻探模式分别是传统隔水管模式、“可燃冰”专用测试模式、传统无隔水管模式、无隔水管闭式循环模式。

    传统隔水管模式:这种模式常用于海洋油气的开采。隔水管把海底和钻探船连接起来,可以通过钻井液的循环增加钻井的安全性和效率。简单来说,这种方式能确保钻井过程顺畅且有足够的保护措施,是海洋油气开采的“标配”。

    水合物专用测试模式:天然气水合物是一种新型能源,经实践证明其开采过程安全环保可控。如使用传统隔水管进行试采,不仅显得过于笨重,成本也高。为此,“梦想”号专门设计了一种轻型隔水管系统,能减轻设备负担,降低钻探成本。

    传统无隔水管模式:该模式下,钻杆直接暴露在海水中,并从海底往下钻探,适用于大洋钻探。在钻进海底的时候,需要加入特殊的泥浆(钻井液),起到冷却钻头、润滑钻具和带走钻出的岩屑等作用。虽然没有隔水管保护,但正是因为没有隔水管的负重,钻杆可以达到更大的深度(水深最高可达8000米),适合深海钻探任务。

    无隔水管闭式循环模式:传统无隔水管模式下加入的泥浆一般会直接排到海里,既污染环境又增加成本。“梦想”号钻采系统中配置了专门的泥浆循环管线,通过水下泵将泥浆抽回到船上,通过过滤等处理,这些泥浆就能实现循环利用。这种模式既实践应用了绿色勘查的理念,又可以有效做到保护海洋环境。

    三种取心方式

    “梦想”号的3种取心模式分别是提钻取心、绳索取心、气举反循环取心,可实现不同地层和岩体持续钻进取心。

    提钻取心:这是一种很直接的取心方法,把整根钻杆从钻孔中提出来,从而取出暂存在钻杆最底端的岩心。

    绳索取心:通过一根钢丝绳从钻杆内取出岩心,不需要将整个钻杆拉出钻孔。它就像是一种“取巧”的方式,不但省力,还节省时间。虽然绳索取心有很多限制条件,操作稍显繁琐,但依然是较为适合较深钻深的取心操作。

    气举反循环取心:在常规的钻探中,钻井液从钻杆内壁注入并从孔隙间返回海底,这叫正循环。而反循环则是,钻井液从孔隙进入并从钻杆返回。气举反循环是一种特殊的取心方式,通过往上部钻杆内注入空气,上部钻杆的液体混入空气后的密度变小,而下部液体密度不变,因为上部和下部液体存在的密度差,上部的液体会往上“举”,从而带动下部的钻井液和岩心被“吸”到地面。

    “梦想”号的4种作业模式3种取心方式,就像打开通往地心秘密大门的钥匙,将为我们探索地球深部奥秘问题,寻找深海深地资源提供强大助力。

    神奇钥匙:“梦想”号的钻探模式与取心技巧

    为进一步提升干部职工火灾应急处置能力,提高应急救援队伍实战能力,检验应急预案的实用性,为实际应对火灾提供宝贵经验,6月26日,中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所(以下简称“郑州综合利用所”)联合中原区消防救援大队和陇南社区,举行火灾应急演练。

    演练分为三个阶段。首先,模拟办公楼资料室、化验楼实验室发现火情,巡逻等就近人员使用灭火器灭火,并向消防控制室报告火灾情况,按程序向所领导及安全生产处报告,立即启动应急预案,开展人员疏散,增援灭火、联动消防设施。其次,模拟拨打119报警,中原区消防救援大队进场,连接消防设施,开展灭火行动,宣布解除预案。最后,开展全员灭火演练,设置固体、气体、带电及精密仪器三种火灾场景,陇南社区安监办人员对常用的水基、干粉、二氧化碳灭火器使用方法进行详细讲解,全体参与职工逐一携带灭火器进行灭火操练。

    郑州综合利用所前期反复推敲、多轮修改,最终确定了推演脚本。结合研究所实际和场所特点,郑州综合利用所深入分析风险点,模拟真实场景开展全流程全场景演练。演练过程有序,参加人员流程熟悉,疏散人员反应迅速。本次演练既磨合了应急处置队伍,又掌握了实战经验,进一步提升了应急条件下协同作战能力。

    所领导、中层干部及其他干部职工、劳务派遣人员、所培研究生和实习学生等150余人参加演练。

    郑州综合利用所举行火灾应急演练

    为庆祝中国共产党成立103周年,弘扬伟大建党精神,动员激励广大党员干部进一步振奋精神、团结拼搏,6月26日,中国地质调查局南京地质调查中心(以下简称“南京地调中心”)召开庆祝建党103周年党员大会暨专题党课报告会。

    “我志愿加入中国共产党……”会上,全体党员同志面向鲜红的党旗重温入党誓词。中心党委向“光荣在党50年”的老党员颁发了纪念章,表彰了2023-2024年度优秀共产党员、优秀党务工作者和先进基层党组织并颁发了荣誉证书。

    会议围绕“当代青年信仰之惑与重建之路”主题,采取“引领式+互动式”相结合方式,讲授了党纪学习教育专题党课。党课从制约当前中心高质量发展的“三种文化”出发,解读了中华民族“三千年未有之大变局”和当今世界“百年未有之大变局”的历史逻辑与时代逻辑,探讨了树立崇高信仰的重要意义,剖析了当代青年精神危机及其产生根源,分享了实现人生价值的重要途径,并引导广大干部职工积极树立正确人生观,自觉把个人理想追求融入国家和民族事业之中,持续深化党纪学习教育,切实在恪守“六大纪律”中增强政治定力,筑牢信仰之基。

    会议要求,中心全体党员干部要加强理论武装,坚定理想信念,坚持不懈用习近平新时代中国特色社会主义思想凝心铸魂,持续抓紧抓实党纪学习教育,切实做到学纪笃思、知纪明责、明纪正风、守纪慎行;要狠抓工作落实,勇挑发展重担,坚持“快”字当头、“实”字当头、“敢”字当头抓落实,加快推动年度目标任务落地落实;要扛牢政治责任,推动全面从严治党,把严的基调严的措施严的氛围长期坚持下去,大兴调查研究之风,推动解决实际问题,努力在推动中心高质量发展进程中扛起新担当、展现新作为。

     
    南京地调中心召开庆祝建党103周年党员大会暨专题党课...

    所在单位:中国地质科学院岩溶地质研究所

    完成人员:唐建生、潘晓东、苏春田、孟小军等

    项目来源:中国地质调查局

    起止时间:20132015

    主要进展

    乌蒙山区是国务院确定的14个集中连片特殊困难地区之一,围绕该区扶贫开发工作,开展的15万水文地质环境地质调查工作经济社会效益显著。

    115万水文地质环境地质调查更新基础地质资料信息

    围绕乌蒙山区扶贫的目标,从水文地质环境地质的角度出发,针对乌蒙山区的特点,2013-2014年,在乌蒙山区部署实施15万水文地质环境地质调查图幅21个,共计9450km2。通过15万水文地质填图,新增调查岩溶大泉182个、新增或修改地下河14条,对碳酸盐岩含水岩组进一步细化,地下水系统单元的进一步划分,对地下水补给、径流、排泄特征的进一步掌握,从而查明和详述水文地质条件和地下水资源状况,开展地下水资源开发利用区划的编制。

    2、地下水探采结合工程和开发示范工程解决群众饮水困难

    2013-2014年,在乌蒙山区实施地下水探采结合工程和表层泉、地下河开发示范工程。实施钻井成水井45口,总有效出水量20587/天,实施表层泉开发示范工程8处,地下河开发示范工程1处,可有效解决当地122300人、26721头大牲畜和20500亩农田的灌溉用水问题。

     

    1 乌蒙山四川屏山县自流井庆功现场

     

    2 乌蒙山贵州赫章县古达乡钻井群众喜悦之情

     

    3、钻井找水模式归纳总结,找水效果显著

    在以贵州毕节地区为代表典型深切河谷附近岩溶山区,针对岩溶地下水集中径流、分布不均的特点,总结了三种深切河谷附近打井找水模式:下伏碎屑岩隔水模式、逆断层阻水模式、上伏碎屑岩阻水模式。在赫章县古达乡中心村少数民族聚集村,钻井成功出水,水量超过100/天,解决了当地少数民族兄弟百年历史干旱,获得了政府和群众的肯定;在四川叙永县水潦乡坛场村,高山峡谷附近,钻井成功出水,有效出水量240/天,解决了当地场镇和学校4000余人饮水困难问题,避免了场镇和学校的搬迁。

    在四川凉山州和宜宾红层地区,针对碎屑岩区地下水特征,寻找地下水活动强烈地带,实现了红层地区找水的新突破。其中宜宾市屏山县太平乡钻井穿过泥岩隔水层后,顺利钻入砂岩含水层,水自流而出,出水量超过1600/天,解决了当地乡镇百年历史干旱。

    4、典型地质景观资源的调查评价推动地方经济发展

    在乌蒙山重点地区云南昭通,通过对盐津白岩洞景区、豆沙古镇和昭阳区大山包国家级自然保护区等10处典型地质遗迹景观系统调查,研究地质遗迹的类型、分布、规模、形态、景观组合、保存现状、保护利用条件和开发利用现状等,评价地质遗迹成因、演化及其科学内涵、观赏价值和经济价值,评估建立地质公园的可行性,提出合理开发利用建议,为地质公园申报与建设、地质遗迹保护和开发提供基础资料,从而推动当地旅游经济产业的发展。

    2-2 乌蒙山区水文地质环境地质调查

    2018年5月26日,自然资源部中国地质调查局在黑龙江省安达市松科二井工程现场召开大陆科学钻探工程(松科二井)完井暨学术研讨现场会。中国地质调查局副局长、松科二井工程领导小组组长李金发宣布松辽盆地大陆深部科学钻探工程即松科二井超额完成预定目标,胜利完井。中国地质调查局党组成员、总工程师严光生发布松科二井工程成果。

    松科二井工程是自然资源部中国地质调查局组织实施的科技创新重大工程,也是国际大陆科学钻探计划的重要组成部分。松科二井于2014年4月13日开钻,历时4年多时间,完钻井深7018米,成为亚洲国家实施的最深大陆科学钻井和国际大陆科学钻探计划(ICDP)成立22年来实施的最深钻井,也是全球首个钻穿白垩系陆相地层的科学钻探井。工程攻克了超高温钻探和大口径取心等关键技术难题,获取了415万组24TB的深部实验数据,超额完成了预定目标任务,取得了地质科技四项重大突破与进展。

    现场会气氛热烈

    一是创造了深部钻探技术四项世界纪录,实现了两项重大突破。创造了311毫米大口径连续取心最长、三种不同口径单回次取心最长四项世界纪录。在世界上首次研发并成功应用大口径一次取心成井等技术,将钻进速度提高了2倍。成功研发了抗高温钻探技术,创造了国内最高温度(241℃)条件下钻进的新纪录。二是发现了松辽盆地深部页岩气和地热能两种清洁低碳能源具有良好的勘探开发前景。在盆地深部断陷沙河子组和火石岭组(3350米以深)地层中发现页岩气气测异常43层,累计厚度102米,甲烷占全烃组分平均含量的86%。在井深4400米~7018米发现150℃~240℃高温干热岩体和2层含高放射性元素铀异常地层。三是获得了白垩纪陆地古气候演变规律的三项重要证据。首次在全球实现了对白垩纪(距今1.45亿~0.65亿年)最完整、最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画,首次重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史,发现了大规模火山爆发排放二氧化碳引发陆相气候剧烈波动的重要信息。四是取得了基础地质研究三项重大进展。建立了松辽盆地陆相地层标准剖面——“金柱子”,构建了盆地早期基底双向汇聚、后期伸展反转的陆内盆地演化新机制,提出了多期海侵事件造成盆地有机质更加富集的新认识。

    松科二井工程的胜利实施,为地球深部探测提供了关键技术和装备,拓展了松辽盆地深部页岩气、地热能等清洁能源勘查开发的新空间,引领了全球白垩纪陆相古气候研究,显著提升了我国在地质历史古气候研究领域的国际影响力。

     

    中国矿业报:入地7018米,亚洲大陆科学钻井之最!

    近日,中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心(以下简称“烟台中心”)黄河口海岸带地质环境调查与监测项目组(以下简称“黄河口项目组”)在东营市黄河三角洲滩涂区创新性地采用“海陆空一体化”测量模式,开展岸滩剖面监测工作,为解决黄河三角洲滩长水浅、潮差小、泥沙软土测量施工效率低等复杂条件下岸滩剖面快速监测提供了新思路。

    黄河口地区受黄河携带泥沙量大影响,底质类型主要是淤泥与黏土,承载力小,且工作区潮间带宽缓,1.5m以浅水域宽度局部可达10-15km,依靠携带RTK人工测量的传统方式进行岸滩剖面监测难度大,并且难以实现全覆盖。为解决上述施工难题,高效开展此项工作,黄河口项目组通过科学论证,实地试验,创新性探索采用人测、机测、船测相结合方法,进行分时段岸滩剖面监测:即低潮时滩涂水深小于0.5m区域,采用人工RTK测量方法;当淤泥过软无法前行时,采用无人机测量;高潮时水深0.5m以上滩涂及浅水海域,采用无人船测量方法。三种方法有效衔接、联合测量,最大限度地扩大了测量区域,提高了施工效率和质量,确保了岸滩剖面监测全覆盖。

    下步,烟台中心将结合工作区特殊底质、地形地貌、潮流等实际情况,继续探索创新适合实际的工作方式和技术方法,确保高效完成黄河口海岸带地质环境调查与监测工作,为服务黄河三角洲生态保护与高质量发展、国家公园建设提供地质信息支撑。

    烟台中心创新“海陆空一体化”岸滩剖面监测新思路

    2018年11月6日,科技部中国21世纪议程管理中心在山东莱州组织毛景文院士等8位专家对自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所承担的国家重点研发计划“穿透性地球化学勘查技术”项目开展了中期检查评估。

    专家组听取了项目负责人王学求研究员对项目中期目标完成情况和取得的主要进展汇报,查阅了有关资料,并考察了野外现场和3200米钻探岩芯库,一致认为项目取得了以下5方面重大进展和成果。

    一是首次初步揭示大深度元素垂向迁移机理,经胶东焦家式金矿3200m钻探验证,认为金垂向迁移深度可达2000-3000m。

    二是建立了火山岩型铀矿、斑岩-矽卡岩型铜矿、焦家式金矿三种类型矿床三维地球化学模型各1套,为立体地球化学探测提供了理论基础和技术方法。

    三是研制了气固液不同介质中纳米金属微粒捕集和实验合成装置,实现最小1微米颗粒的分离,观测最小10nm微粒,初步合成了纳米黄铁矿和黄铜矿。

    四是开展立体地球化学探测示范7处,推动山东莱州和河南上宫2处示范区取得深部找矿取得重要进展,证实了方法的有效性。由山东省国土资源厅资助,山东地质科学院在胶东焦家金矿实施3200米深钻,在2700m-2854m深度发现20余米厚度金矿体,金平均品位3.113g/t,最高为13g/t,这是目前中国发现的最深金矿体。河南上宫试验区,由河南地质矿产局实施2000米钻孔验证,在孔深1312米处探获一层真厚度4.56米的高品位金铅锌银矿体。

    五是项目申请专利11项;发表论文66篇,其中SCI论文22篇;4人获得省部级人才称号;建立了联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心。专家组对本项目取得的成果给予了充分肯定,一致认为该项目圆满完成了计划任务,同意项目通过中期评估,并考核优秀。

    项目承担单位联合产学研16个单位,有183位研究人员参加,在6个试验区,采集了170个钻孔芯样品9277件,地表地球化学样品7551件。专家组实地查看焦家-三山岛试验区的焦家断裂带吴家庄3200m深钻现场及岩芯库,就深钻施工对本项目的意义以及建立立体地球化学模型对深部资源潜力的指示作用进行深入交流。

    这是国家重点研发计划“深部资源勘查”专项启动以来第一个进行中期检查的项目,项目承担单位物化探所高度重视,所领导以及项目各课题负责人、项目骨干等50余人参加此次会议。“穿透性地球化学勘查技术”在大深度隐伏矿探测的探测成功对支持深地资源勘查具有重要战略意义。

    大深度穿透性地球化学迁移机理和立体地球化学探测获...

    随着经济社会的发展,以气候变化为核心的全球环境变化,正在广泛而深刻地影响着人类社会的方方面面。气候变化所导致的气温增高、海平面上升、极端天气与气候频发等,对自然生态系统和人来生存环境产生了严重影响。增加能源供应和来源途径、改善能源结构,是减少温室气体排放量、解决全球气候变化问题的根本途径。而作为新型能源的地热资源越来越受到人们关注,它具有低成本、可持续利用和环保等其它能源所不可比拟的独特优点。可以说,大力推进地热资源开发利用,改善能源结构,对于解决日趋严重的全球环境问题具有重要的意义。

    ● 什么是地热资源?

    地热资源是指能够经济的被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。我国地热资源可分为浅层地热能资源、水热型地热资源和干热岩资源三种类型。目前可利用的地热资源主要包括:通过热泵技术开采利用的浅层地热能、天然出露的温泉、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。我国地热资源种类繁多,考虑地质构造特征、热流体传输方式、温度范围以及开发利用方式等因素。

    ● 地热是如何形成的?

    关于地热的来源,有多种假说。一般认为,地热主要来源于地球外部热源和内部热源。外部热源包括太阳辐射等,内部热源包括放射性元素生热、地核热量等。根据测算,地核的温度达6000°C左右,地壳底层的温度达900~1000°C,地球表面恒温层(距地面约15米)以下约15千米范围内,地温随深度增加而增高,平均增温率约为3°C/100米。不同地区地热增温率有差异,接近平均增温率的称正常地温区,高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿,深大断裂及火山分布带等,是明显的地热异常区。

    勘查地热资源,一般采用地热地质调查、钻探和各种物化探方法。

    ● 地热资源有哪些用途?

    据史料记载,我国开发利用地热与温泉已有5000多年的悠久历史,是世界上利用地热资源较早的国家之一。新中国成立后,国家重视人民的医疗保健事业,从20世纪50年代起,先后建立温泉疗养院160多家,20世纪70年代后,地热资源的开发利用进入快速发展阶段,尤其是20世纪90年代以来,在市场推动下,地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。

    地热开发利用方式

    地热资源主要用途包括发电、建筑物供暖、洗浴疗养、种植养殖、烘焙等。其中150℃以上的高温地热主要用于发电,发电后排出的热水可进行梯级利用;90~150℃的中温和25~90℃的低温地热以直接利用为主,多用于工业、种植、养殖、供暖制冷、旅游疗养等方面;25℃以下的浅层地温,可利用地源和水源热泵供暖、制冷。目前全国地热资源开发利用的基本格局是:西南、华南发电;华北、东北供暖与养殖,华东、华中、西北地区洗浴与疗养。

    截至2015年,我国地热资源每年利用量折合标准煤0.21亿吨,其中水热型地热资源利用量折合标准煤415万吨,开采率为0.2%,浅层地热能利用量折合标准煤1600万吨,开采率为2.3%,地热资源开发利用潜力巨大。水热型地热资源利用方式中,地热发电占0.5%,供热采暖占32.70%,医疗洗浴与娱乐健身占32.32%,养殖占2.55%,种植占17.93%,工业利用占0.44%,其他占13.56%。浅层地热能资源开发利用方式主要为供暖制冷。

    ● 地热资源有哪些种类?

    1.水热型地热资源

    我国水热型地热资源非常丰富,出露温泉2334处,地热开采井5818眼。水热型地热资源量折合标准煤12500亿吨,每年地热资源可采量折合标准煤18.65亿吨,有高温地热资源(≥150℃),但以中温地热资源(90~150℃)和低温地热资源(<90℃)为主。其中,水热型中低温地热资源量折合标准煤12300亿吨,每年地热资源可采量折合标准煤18.5亿吨,发电潜力150万千瓦;水热型高温地热资源量折合标准煤141亿吨,每年地热资源可采量折合标准煤0.18亿吨,发电潜力为846万千瓦。

    水热型中低温地热资源主要分布于华北平原、河淮平原、苏北平原、松辽盆地、下辽河平原、汾渭盆地等大中型沉积盆地上,分布在山地的断裂带上的地热一般规模较小,分布在盆地特别是大型沉积盆地的地热资源储集条件好、储层多、厚度大、分布广,热储温度随深度增加,是地热资源开发潜力最大的地区。

    高温地热资源主要分布在我国藏南-川西-滇西水热活动密集带,其高温地热资源发电潜力为712万千瓦,充分开发利用高温地热资源,积极推进西南地区高温地热发电,因地制宜建立多能互补的发电格局,符合我国当前能源革命需求,也是可再生能源重要组成部分。

    2.浅层地热能

    全国336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤7亿吨,可替代标准煤11.7亿吨/年,节煤量4.1亿吨/年。从浅层地热能开发利用方式来看,地埋管热泵系统适宜区占总评价面积的29%;较适宜区占53%;地下水源热泵系统适宜区占总评价面积的11%,较适宜区占27%。比较适合应用地下水地源热泵系统的地区主要分布在我国的东部平原盆地及富水性较好的地区。地埋管地源热泵系统普遍具有较好的适宜性。综合考虑,浅层地热能开发利用的影响因素,我国适宜开发浅层地热能的地区主要分布在中东部省份,包括北京、天津、河北、山东、河南、辽宁、上海、湖北、湖南、江苏、浙江、江西、安徽等13个省(市)。

    我国浅层地温能开发利用区划图

    3.干热岩资源

    我国干热岩资源潜力巨大,开发前景广阔,高于美国干热岩资源的估算结果(570万亿吨标准煤)。经初步测算,地下3~10千米范围内干热岩资源折合标准煤860万亿吨,利用其中2%即相当于2015年全国能源总消耗量的4000倍。尤其是位于3.5~7.5千米深度、温度介于150~250℃之间的干热岩资源,资源量巨大,折合标准煤215万亿吨。干热岩资源是最具潜力的战略接替能源,但开发难度较大。

    ● 我国的地热资源家底

    2016年,中国地质调查局发布了《中国地热资源调查报告》。报告指出,“十二五”期间,在原国土资源部的正确领导和财政部的大力支持下,中国地质调查局组织全国60多家单位3000多名技术人员,利用中央财政资金4.16亿元,完成了31个省(区、市)地下热水资源调查,开展了336个地级以上城市浅层地温能资源调查,启动了干热岩资源调查,基本查明了我国地热资源赋存分布与开发利用现状,初步评价了全国地热资源潜力。

    调查结果表明:一是全国31个省(区、市)地下热水资源年可开采量折合标准煤19亿吨,现状年实际开采量折合标准煤415万吨,只占可开采量的0.22%,开发利用潜力巨大。二是全国336个地级以上城市浅层地温能资源年可开采量折合标准煤7亿吨,可实现建筑物供暖制冷面积320亿平方米;现实现建筑物供暖制冷面积4.78亿平方米。三是我国干热岩资源初步估算折合标准煤856万亿吨,是巨大的能源宝藏,其2%的可开采量即相当于2015年全国能源消耗的4000倍,应加快研究步伐。四是我国浅层地温能和地下热水资源开发利用经济与环境效益显著,2015年相关产业总产值约7500亿元,占同年GDP的1%以上;每年减少二氧化碳排放4800万吨。五是京津冀地区浅层地温能和地下热水资源合计折合标准煤3.43亿吨,可基本满足该地区建筑物供暖制冷需求。六是长江经济带浅层地温能和地下热水资源年可开采量折合标准煤9.3亿吨,充分开发利用区内的浅层地温能资源可有效解决长江中下游地区冬季供暖问题。

    ● 最新研究成果

    中国地质调查局自2016年开始实施“全国地热资源调查评价与勘查示范”工程。该工程是在“十二五”地热调查工作基础上,聚焦区域地热背景调查、重点地区浅层地温能调查、水热型地热资源调查、重点区干热岩资源调查以及地热资源勘查开发示范与关键技术研究5项任务,目前取得了一些阶段性成果。

    浅层地温能方面:雄安新区浅层地温能初步勘查表明,新区内大部分地区适用于浅层地温能的开发,雄安新区浅层地温能资源的开发利用,将产生巨大的环境效益与社会效益,为我国未来城市的发展提供新方向。

    水热型地热资源方面:京津冀水热型地热资源调查表明,京津冀地区是我国东部地热资源最丰富的地区,地热资源储量大,开发利用条件较好。根据现状开采量与资源量数据划分了京津冀地区的开采模数分区,可为当地地热资源的开发提供借鉴。

    干热岩方面:干热岩资源是国际社会公认的最具潜力的战略接替能源之一,其开发利用尚在探索中,国际社会对干热岩的开发利用已经进行了40多年的历史,我国正在开展东南沿海地区、青藏高原东北缘干热岩资源地质勘查,2017年8月,中国科学家在青海共和盆地3705米深处成功钻获236℃的高温干热岩,为下一步推进干热岩开发利用试验探索奠定了良好基础,目前中国地质调查局正在大力推进干热岩勘查评价和试验性开采。

    (本文由中国地质科学院水文地质环境地质研究所供稿)

    地热知识点,了解一下?

    十大地质科技进展

    1.我国首次海域天然气水合物试采成功

    由国土资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局叶建良为首席专家的研究团队组织实施的海域天然气水合物试开采,是世界上首次实现资源量全球占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。连续试开采60天,累计产气量超30万立方米,创造了产气时长和总量的世界纪录。实现了勘查开发理论、技术、工程和装备自主创新。一是实现三项重大理论自主创新,创建天然气水合物系统成藏理论、“三相控制”开采理论,有力指导了试采目标井位确定和试采方案制定。二是实现储层改造、钻完井、勘查、测试与模拟、环境监测等关键技术自主创新。三是构建了大气、海水、海底、井下“四位一体”的立体环境监测网,监测结果显示,试采未对周边大气和海洋环境造成影响。

    2.湖北宜昌寒武系—志留系页岩气调查实现重大突破

    以中国地质调查局武汉地质调查中心陈孝红为首席专家的研究团队于2017年在宜昌黄陵隆起周缘实现下古生界页岩气调查重大突破。鄂宜页1HF井在寒武系获得6.02万立方米/日、无阻流量12.38万立方米/日的工业气流,鄂阳页1HF井、鄂宜页2HF井也分别在寒武系、志留系获得高产页岩气流。创新建立了古老隆起边缘页岩气富集模式;自主研发了构造复杂区地质导向技术、低地温页岩储层压裂液体系、高水平地应力差和常压储层压裂技术;创新形成了钻完井一体化工程管理的工作模式。该地区页岩气调查的重大突破填补了中扬子页岩气勘查的空白,实现了我国页岩气勘查从长江上游向长江中游的战略拓展。

    3.延安气田复杂致密气藏开发关键技术创新

    延长石油(集团)王香增团队针对延安气田位于鄂尔多斯盆地东南部“储层致密且横向变化快、地震预测技术适用性差、气藏叠置关系复杂、开发难度大”等一系列问题,开展了复杂致密气藏开发关键技术攻关,创新发展了非震条件下“沉积相控制、骨架井约束、动静态校正、逐级优化”的有效储层预测技术,创建了黄土塬地貌多井型立体井网动用技术,研发了大跨度长井段不动管柱多层分压改造技术,建立了基于产能试井和静态资料的早期快速产能预测模型,实现了快速建产、高效开发的目的。目前,延安气田已建成产能32×108立方米/年,累计产气74.83×108立方米;预计2018年底建成产能52×108立方米/年,“十三五”末建成产能100×108立方米/年,可满足陕西全省人民用气需求;同时,对保障国家能源安全、缓解天然气供需矛盾、保护陕北地区的绿水青山,具有重大的现实意义。

    4.深部金矿阶梯式找矿技术方法成效显著

    由山东省地矿局宋明春研究团队率先组织实施的深部找矿探索和技术研发项目,将成矿理论、找矿技术与勘查实践有机结合,自主研发了深部金矿勘查系列方法技术。研究团队突破传统浅表部金矿找矿思路,研发以“阶梯式成矿模式+精细地球物理模型”为核心的深部金矿阶梯式找矿方法,获得国家发明专利,将胶东主要金矿区的探测深度由500米延伸到超过2000米,拓展了深部第二找矿空间。针对滨浅海勘查存在的钻孔定位、岩芯采取等技术难题,发明海域金矿勘查钻探方法,开辟了海域找矿新空间。集成创新多尺度逐步逼近成矿预测技术,首次预测胶东金资源总量约10000吨。新方法为胶东深部找矿提供了关键技术支撑,助推探明了三山岛、焦家和玲珑3个千吨级金矿田,使胶东跃居世界第三大金矿区。

    5.西北印度洋现代海底热液成矿现象的首次发现

    国家海洋局第二海洋研究所韩喜球团队在西北印度洋卡尔斯伯格脊上发现了6个热液区,其中3个属于正在发生热液成矿作用的活动热液区,有繁茂的热液生态系统和林立的海底黑烟囱;另有3个属于已经休眠的热液区。携“蛟龙号”首次对卧蚕1号、卧蚕2号、天休与大糦热液区进行了近距离观察和精细的调查采样,对热液活动的特征、热液流体的温盐和成分等物理化学参数、围岩类型与微地形地貌、多金属硫化物的分布、热液生物群落类型等有了详细的了解,厘定了各热液区热液成矿作用的类型,建立了成矿模式。为卡尔斯伯格脊现代海底热液成矿作用、极端生境生命起源和生物多样性等相关研究奠定了坚实基础;也为古代火山成因块状硫化物矿床的成矿机制研究和找矿勘查提供重要启示。

    6.井下超前探放水和水害监测关键技术系统研发

    国家煤矿水害防治工程技术研究中心武强带领的创新团队将钻探与物探技术有机无缝结合,研发了井下钻孔物探超前探放水成套技术与系列装备(钻孔激发极化、钻孔电磁波层析成像和钻孔雷达三大类超前探放水技术与装备),直观明了在有限数量钻孔中进行廉价、短距离精准随钻物探;应用物联网技术,将微震与激发极化高密度电法有机耦合,研发了可同时监测采动变形和突(透)水潜势于一体的矿井水害面状监测预警技术和装备,解决了矿井突水的水源、水量以及突水通道三者联合监测的难题;基于弹性波数据传输理论的三维电子罗盘测量钻孔轨迹技术,研发了随钻钻孔轨迹深度测量技术和装备,提出了利用弹性波的传输时间测量钻孔深度的技术方法。

    7.多要素多技术城市地质调查有力支撑雄安新区总体规划编制

    由中国地质调查局水环部郝爱兵为首席专家牵头组织实施的多要素多技术城市地质调查项目有力地支撑雄安新区总体规划编制。研究团队认真落实习近平总书记关于雄安新区规划建设的重要指示精神,改变观念、创新理念,围绕雄安新区规划编制需要,组织开展工程建设和地下空间开发利用条件、土地和地下水质量、地下水资源与地面沉降现状等多要素调查,创新编制支撑服务雄安新区总体规划地质调查报告、国土空间布局综合地学建议图和地下空间利用区划图,为雄安新区总体规划和土地利用、地下空间、交通、能源等专项规划编制提供了依据。首次以空间、资源、环境、灾害为调查对象,以城市规划、建设、运行、管理全过程为服务对象,以多方协调联动为工作机制,为多要素城市地质调查提供了示范。

    8.全国煤中金属矿产资源评价取得新进展

    由中国煤炭地质总局宁树正为首席专家主持的地质调查项目,坚持产学研结合,以全新工作理念开展全国煤中金属元素分布规律和矿产资源调查评价。总结了煤中金属元素矿产研究方法,确定了煤中金属元素矿产综合评价指标,首次划定了全国煤中金属元素成矿区带,发现一批新矿点,圈定了地质工作远景区。初步摸清了全国煤中金属元素矿产资源家底,预测煤中锗、镓、锂、铝、稀土矿产资源量分别为:1.17万吨、188.02万吨、86.49万吨、195746.9万吨、1130万吨。上述成果表明,煤中金属元素矿产资源潜力和价值巨大,是我国“三稀”矿产资源的重要组成部分。该项目实施拓展了煤炭地质工作新领域,对指导煤系矿产资源综合勘查和开发利用具有重要意义。

    9.相山铀矿田三维地质“玻璃体”调查和成矿预测取得新进展

    由核工业北京地质研究院李子颖为首席专家的研究团队承担的中核集团示范工程《相山铀矿田三维地质“玻璃体”调查和成矿预测》项目,运用多学科、多技术方法综合研究,建立了火山岩型铀矿深部有利成矿空间探测的地质、地球物理、地球化学三维立体勘查技术体系,首次实现了相山矿田2500米深度范围立体探测,构建了三维地球物理模型、三维地质模型,实现了相山矿田三维地质“玻璃体”。揭示了铀矿化、热液蚀变、元素的水平和垂向空间分布规律,查明了基底构造控矿规律,构建了三维综合找矿模型,首次实现了我国热液型铀矿三维定量定位预测。深部钻探查证取得突出成果,实现了相山矿田铀多金属找矿新突破。为相山铀矿田外围及深部铀资源找矿突破提供了技术支撑,对我国热液型铀矿找矿勘查具有重要的示范作用。

    10.首次建成国家地质大数据共享服务平台—“地质云1.0”

    由中国地质调查局发展研究中心高振记为首席专家的研究团队组织实施的国家地质大数据共享服务平台“地质云1.0”。采用混合云架构,实现了数据集成共享技术创新,研发了云环境下海量、异构、分布式地质数据的统一组织、调度与服务技术,初步解决了异构、异地、异主数据共享技术难题;实现了地质调查业务系统整合协同应用创新,集成开发了智能调查、业务管理、数据共享与信息服务等云应用系统,提高了系统整合及协同服务能力;实现了地质调查数据安全有序开放和分级共享机制创新,基本解决了“数据孤岛”与“信息烟囱”等老大难问题;探索了云环境下智能地质调查工作新模式。权威专家认为“地质云1.0”成果达到同行业国际领先水平,为国家正在推动开展的政务部门信息系统整合与数据资源共享提供了一个鲜活范例。

    十大地质找矿成果

    1.湖南省平江县仁里发现超大型铌钽多金属矿

    由湖南省核工业地质局三一一大队周芳春为首席专家的团队在湖南省平江县仁里发现了超大型铌钽矿。仁里矿区位于湖南省平江县,钦杭成矿带主带的中部,幕阜山复式花岗岩的西南缘,为典型的花岗伟晶岩脉型铌钽矿床。项目团队运用大岩基地区多期次岩浆演化的“共岩浆补余分异”稀有金属成矿理论,在矿区发现铌钽矿脉14条,圈定矿体17个,(333+334)五氧化二钽资源量10791吨,五氧化二铌资源量:14057吨,平均品位:五氧化二钽:0.036%、五氧化二铌:0.047%。矿区铌钽品位富,找矿潜力大, 五氧化二钽远景资源量有望突破2万吨,潜在经济价值超过1千亿元。突破了“大岩基地区难以形成超大型稀有金属矿床”的既有认识,总结、提出的铌钽等稀有金属矿成矿规律及控矿因素的新认识,丰富和发展了稀有金属成矿理论,对华南地区稀有金属找矿具有重要的指导意义。

    2.福建省建瓯市井后探明超大型优质叶蜡石矿

    由中化地质矿山总局福建地质勘查院卢林为首席专家的团队在福建省建瓯市井后矿区探获超大型叶蜡石矿。井后叶蜡石矿属火山期后低温热液交代矿床。矿体呈似层状赋存于晚侏罗世南园群火山碎屑岩中,最大走向延展长725米,最大延深600米,各矿体累计总厚可达90米。矿石划分玻纤级和陶瓷两个品级。项目技术人员从火山构造研究开始,在火山期后热液蚀变与矿石原岩组构的研究中发现了火山岩地层与火山期后气液矿化蚀变之间的有机联系,取得矿区成矿理论的突被,并依此科学规划地质找矿技术路线,有效推导成矿空间,合理布设探矿工程,地质找矿取得重大突破,提交一处特大型叶蜡石矿床,资源量达4000余万吨,资源储量占全国叶蜡石累计查明总资源储量的1/3,为我国最大叶蜡石矿床。

    3.内蒙古自治区乌拉特中旗石哈河首次发现大型砾岩型砂金矿

    由内蒙古第三地质矿产勘查开发有限责任公司冯硕颖为首席专家的团队在内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特中旗石哈河地区发现一大型露天开采的砂金矿床,这是内蒙古地区近年来发现的第一个大型冰碛砾石型砂金矿床。备案矿石资源储量44695481.22立方米,金金属量17020.85千克,平均品位金0.3808克/立方米,混合砂平均厚度25.30米。石哈河冰碛砾石型砂金矿矿石可选性较强,为易选矿石;矿床采矿、选矿生产工艺成熟可靠。该矿床的开采将对发展边疆经济,增加地方财政收入起到积极的作用。

    4.塔里木中西部顺北地区探明超深层大型油气田

    由中石化西北油田分公司焦方正为首席专家的研究团队通过3年的攻关研究,在顺北9169米超深层探获大型油气田。明确了塔中北坡陆棚—斜坡部位是优质烃源岩分布区,由此将重点勘探区域由隆起向斜坡部位拓展,大大扩大了下古生界碳酸盐岩勘探范围;建立了塔里木周缘前陆盆地寒武纪烃源岩成烃、沿断裂带运移聚集成藏新模式,提出了“立足原地烃源岩,沿着高陡断裂带、寻找原生油气藏”新的勘探思路;初步明确顺北地区油气成藏条件与富集规律,形成顺北超深碳酸盐岩裂缝洞穴型油气藏成藏理论;建立了塔里木盆地沙漠覆盖区超深层裂缝洞穴型储集体预测技术系列、"超深、三高" 井钻完井配套技术,超深小井眼短半径定向钻井技术(水平井斜深8169米)跨入世界领先行列;这些理论技术有效指导了区带评价及勘探部署,天然气探明储量73.8亿立方米,控制储量33.82亿立方米,预测储量412.3亿立方米,实现了超深找矿的突破。

    5.准噶尔盆地玛湖凹陷南斜坡二叠系探明大型油田

    由中国石油新疆油田分公司何海清为首席专家的团队在玛湖凹陷南斜坡探获大型油田。项目组提出上乌尔禾组为区域不整合面之上第一套填平补齐的沉积,具备形成大油区条件。创新性提出三项认识和三项配套技术:1.构建了大型地层背景下砂体纵向叠置、横向连片大面积成藏新模式;2.建立了凹槽区厚层状低饱和度、斜坡区互层状和古凸带薄层状三种类型油藏分布模式,探井成功率从35%提高到76%;3.发现了上二叠统支撑砾岩高产储层新类型,指导试油选层,多井获得百吨高产;4.攻克扇体刻画、低渗砾岩测井评价和低饱和度油层改造三项配套技术,试油获油率从45%提高到83%。在上述认识和技术的支撑下,玛湖凹陷南部上乌尔禾组勘探快速推进,落实三级石油地质储量3.36亿吨,展现出5亿吨级前景。

    6.甘肃省西和县大桥探明超大型金矿

    由甘肃省地质调查院张忠平为首席专家的团队在西秦岭地区发现并探明了一处超大型硅化角砾岩型金矿床。矿床控制长约4500米、宽40~1100米,发现金矿体53条,累计探获金资源储量105吨,伴生银资源量276吨,并在外围发现了渭子沟、马家山、安子山等金矿点。该矿床的发现和勘查为西秦岭地区增加了新的金矿类型,为地质找矿指出了新方向,并提供了类比依据和理论指导。矿床已于2012年建厂投产并取得了显著的经济效益,大大改善了当地贫困落后的面貌和就业状况,促进了经济发展。

    7.江西省武宁县东坪发现超大型钨矿

    由江西省地质调查研究院楼法生为首席专家的团队在武宁县东坪探获超大型钨矿。团队成功运用赣南石英脉型黑钨矿“五层楼”成矿模式,历时6年持续勘查,实现找矿突破。东坪矿床共探获储量:保有钨矿(122b+332+333)矿石量47729千吨,金属量(三氧化钨)213941吨,平均品位0.448%;保有低品位钨矿(332+333)矿石量6105千吨,金属量(三氧化钨) 5946吨,平均品位0.097%。其储量规模超过福建行洛坑、湖南瑶岗仙和江西西华山等钨矿,成为目前我国乃至世界资源储量规模最大的黑钨矿。矿床具有规模大、品位高、易采易选等特点。东坪矿床的发现丰富和完善了“五层楼”式石英脉型钨矿床成矿理论和成矿规律,拓展了长江中下游成矿带钨矿找矿空间、找矿思路和找矿方向。提出了赣北地区自南至北存在160Ma±、150~145Ma、135~125Ma三期钨成矿作用的认识。

    8.云南省盈江县大石坡发现超大型红柱石矿

    由中国冶金地质总局昆明地质勘查院李伟为首席的团队在云南盈江县大石坡矿区探获超大型红柱石矿。在该区发现并圈定7个红柱石矿体,探获(333+334?)类矿石量91979.89万吨,红柱石矿物量11043.57万吨,工业矿平均品位18.0%,低品位矿平均品位8.5%。该矿的发现与勘查,开创了云南寻找红柱石矿的先河,实现了该区找矿新突破。采用湿式磁选—浮选流程工艺,红柱石回收率62.03%,精矿满足HJ-55产品技术要求;通过碳热还原工艺可直接生产硅铝合金、3N高纯硅;磁选云母可综合回收氯化铷。未来矿山开发社会经济意义重大,对我国红柱石矿勘查及应用研究将起到良好的示范作用。

    9.河南省嵩县雷门沟探明超大型钼矿

    由河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘查院章传飞为首席专家的团队在嵩县雷门沟探获超大型钼矿。矿区地处华北地台的南缘,熊耳山古隆起与嵩县中新生代断陷盆地的交界处,属环太平洋成矿带东秦岭矿带,岩浆及构造活动具多旋回和多期次活动的特点,矿床受高—中温热液蚀变影响,是以钼为主伴生硫的可供综合利用的一特大型斑岩型钼矿床,共完成钻探17184.90米,圈定大小矿体92个,其中工业钼矿体19个;低品位钼矿体66个;钼氧化矿体7个。共估算(332)+(333)工业矿钼矿石资源量80180万吨,钼金属量636373吨。开发本区钼矿资源为当地及周边地区提供资源的同时,也将促进本地区工业的发展,改善当地居民生活水平,对地方经济的繁荣将起到重要的作用,经济意义巨大。

    10.广东省英德市鱼湾发现大型稀土矿

    由广东省有色金属地质局九四〇队温汉辉为首席专家的团队在英德市鱼湾探获大型稀土矿床。圈定6个矿体,估算花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿资源量(332+333)矿石量136411千吨,全相稀土氧化物总量153618吨、平均品位0.1126%,离子相氧化物总量105218吨、平均品位0.0771%;另有低品位矿石量2801千吨,储量规模达到大型。矿区探明的稀土储量为广东省近年第一。矿山总工业价值约80亿元,矿山服务年限50年,具较好经济效益;可带动当地相关产业的发展,并增加就业及税收,具有较好的社会效益。

    中国地质学会2017年度十大地质科技进展十大地质找矿...

    6月28日,全国“两优一先”表彰大会在北京举行,自然资源部中国地质调查局所属中国地质科学院矿产资源研究所研究员唐菊兴荣获“全国优秀共产党员”称号。

    西藏自治区墨竹工卡县的甲玛矿床,西藏阿里改则县铁格隆南铜多金属矿,一次次重大找矿突破,凝聚着唐菊兴的心血。以满足国家急需为己任,自1995年第一次进入西藏,唐菊兴就将研究目标紧紧锁定在青藏高原。

    “立足本职工作,找矿立功;面向国家需求,发现更多铜等大宗矿产资源;埋头苦干,默默奉献,坚定理想信念,这些就是地矿领域党员‘践行宗旨’的最好体现。”唐菊兴告诉《中国自然资源报》记者。

    唐菊兴(右二)与其团队成员在西藏多龙矿区。 林 彬 摄

    创新:紧盯国家需求

    “铜是我国急缺的大宗矿产,对外依存度超过75%。西藏经历了大洋俯冲—大陆碰撞的板块构造演化过程,既是地球科学创新发展的新高地,也是铜找矿突破前景好的重点区。”谈及为何近30年一直坚持在青藏高原找富铜矿,唐菊兴坦言,国家需求与找矿前景在西藏的高度重叠是重要原因。

    研究青藏高原的近30年,唐菊兴迎来了找矿理论创新的一次次突破——

    建立碰撞造山带斑岩成矿系统“多中心复合成矿”理论模型、“四位一体”勘查模型和空—地—深部三种技术结合的空间定位技术组合,在冈底斯东段的甲玛矿区实现西藏碰撞造山带斑岩—矽卡岩型矿床的找矿重大突破。在他的理论指导下实施勘查,甲玛已发展成为我国最大的矽卡岩型铜多金属矿床,累计探明铜资源量超1000万吨,同时还有共伴生金305.5吨、银15840吨、钼106.2万吨。

    发现冈底斯成矿带存在俯冲型铜金成矿作用,建立相应的斑岩铜金矿成矿模式,实现岛弧型铜金矿找矿的重大突破。冈底斯中段的雄村是曾进行过预查并被认为前景不大、类型不清的矿点。2003年,唐菊兴及其团队受邀主持对冈底斯中段矿点的勘查工作,通过对该区矿床地质特征与全球俯冲型斑岩成矿模式的对比研究,提出了雄村是岛弧型斑岩铜金矿床的创新认识,确立了该类铜金矿找矿标志、构建了勘查模型、形成了针对该类矿床的“大比例尺地质填图+高精度磁测+地球化学勘查”评价方法组合,实现了西藏与大洋俯冲有关的斑岩铜金矿找矿重大突破。

    目前,雄村已成为西藏首例岛弧型超大型斑岩铜金矿集区,矿区铜资源量已突破238万吨。

    突破“强烈隆升地区浅成低温热液矿床难于保存”的认识,发现斑岩—浅成低温热液铜金成矿系统,在西藏高原腹地的班公湖-怒江地区实现找矿重大突破。2013年,唐菊兴及其团队受邀在班—怒成矿带西段的铁格隆南开展勘查和研究,提出了火山岩覆盖是该矿床得以保存的新认识,创建了斑岩—浅成低温热液铜金矿床勘查模型,研发了有效的“高精度AMT测量+短波红外光谱蚀变填图+指针矿物学分析”的勘查技术组合。

    在该理论和技术方法的支持下,铁格隆南也在沉寂几十年后变身为西藏首例千万吨级斑岩—浅成低温热液铜金矿床,且至目前矿体仍未圈闭、深部仍未见底,被列为2013年全球铜矿勘查的最大发现。唐菊兴的这一成果也引起了国际矿产勘查界的高度关注。

    科研:聚焦行业发展

    “我突破了当初的预测目标。”2020年10月22日,青藏高原固体矿产勘查领域首个3000米科学深钻在甲玛铜多金属矿区胜利竣工,验收仪式上唐菊兴露出开心的笑容。

    原来,早在2006年整合甲玛矿区资源、主导矿区开发后,中国黄金集团就委托唐菊兴和他的团队系统开展矿区成矿理论、勘查技术方法研究,2007年中国黄金集团举办的西藏甲玛铜多金属矿勘查开发最新进展暨地质探矿研讨会,认为甲玛具备成为世界级铜矿的潜力,预测其铜资源量有望超过1500万吨。

    将国家科研项目与企业科研项目融合、成矿理论与找矿技术方法结合,是唐菊兴近30年一直坚持的科研路线。

    以西藏甲玛矿区科研为例,唐菊兴先后在此开展了青藏高原南部增生造山成矿系统发育机制等理论研究项目,实施了中国黄金集团委托的西藏墨竹工卡县甲玛铜多金属矿床地质特征及找矿方向研究等项目,实现了矿产勘查从理论创新到技术方法体系研发、找矿突破的有机衔接:发现了矿区具有多个隐伏斑岩成矿中心,建立了“多中心复合成矿”理论模型,发现了甲玛矿区由斑岩—矽卡岩—角岩和独立金矿体四种矿体类型组成(四位一体)。基于新的“四位一体”勘查模型,集成创新“岩石—土壤地球化学、遥感高光谱和高精度地球物理探测”技术组合的三维地质建模空间定位技术,成功解决了富金铜矿体空间定位问题。深部科钻实施后,更揭示出“多中心”斑岩—矽卡岩复合成矿作用是控制矿区厚大富铜钼金银矿体形成的关键因素。

    正是在这一系列理论和技术方法的支持下,中国黄金集团逐年加大甲玛矿区探矿增储的投入力度,使这个20世纪50年代初已发现的中型铜矿,一跃成为国际闻名的世界级铜矿。

    沿冈底斯成矿带至班公湖—怒江成矿带,唐菊兴在主持或主要参与国家973、国家重点研发计划、自然科学基金等研究项目时,先后接受中国黄金集团及其所属西藏华泰龙矿业开发有限公司等多家企业委托,形成了“大比例尺地质填图+高精度磁测+低检测限地球化学勘查+多波段光谱和指针矿物分析”评价方法组合。

    这一路线打通了从成矿理论到找矿成果的转化通道,使我国铜矿勘查呈现出前所未有的喜人局面。据统计,近30年来,唐菊兴及其带领的团队主持和主要参与勘查评价矿床提交金属资源量/储量铜3968万吨,改变了我国铜矿主要分布在东部的格局,使西藏查明的铜资源储量占到全国铜矿保有资源储量的一半以上。

    育人:瞄准未来大势

    国家的未来在年轻人。秉承这一理念,唐菊兴在坚守青藏高原科研的同时,将育人放在与科研同等重要的位置。据统计,自获得硕士、博士生导师资格后,唐菊兴已培养博士、硕士研究生76人,还有10名博士生、26名硕士生在读。

    “唐老师经常告诉我们做地质工作就要吃得了苦、爬得了山,只有亲力亲为当好‘爬山匠’,掌握第一手资料,才能有发言权,才会有创新的可能。”唐菊兴的学生王豪说。

    正是在他扎根西藏,“上山扛设备、下山背石头”的示范带动下,团队成员们个个常年奔走在青藏高原上,成为一支理论与实践紧密结合、活力四射的队伍,涌现出郎兴海、宋扬、王立强等一批青年地质学者。

    其中,多龙研究团队所在的“西藏主要成矿带大型—特大型矿床勘查评价科技创新团队”入选自然资源部科技创新团队计划,原在多龙从事学习和研究的学生已全部博士毕业,多人晋升高级职称,获国家自然科学基金、省级科技基金项目资助,入选自然资源部、中国地质调查局青年人才计划等。

    在甲玛从事研究和学习的研究生也相继毕业。近年来,由唐菊兴作为项目首席主持的国家重点研发计划深地项目,在甲玛矿区完成的青藏高原固体矿产首个3000米科学深钻,清晰地揭示了碰撞造山环境下斑岩成矿系统的精细地质结构,为丰富和完善深部探测技术奠定了坚实基础。项目成果荣获中国地质调查局、中国地质学会2020年度十大地质科技进展。

     

    奋战高原 找矿报国

    近日,勘探技术所自主研发的RN254型铁钻工在陕西延安某气井施工现场成功进行了生产应用试验。本次试验中,RN254铁钻工配合钻机钻井进尺4164m,实现零故障零事故自动化拧卸各种扣型千余次,获得现场人员的一致好评。

    RN254型铁钻工是基于勘探技术所承担的“智能化深部钻探技术升级与应用示范”项目研发的井口自动化拧卸装置,可在3.5英寸—10英寸范围内安全、快速、平稳的实现钻具连接、上卸扣。该型号铁钻工将钻台上液压大钳、B型钳、套管钳等所有上卸扣工具功能进行集成,可以实现多种型号的钻具上卸扣,极大减少了人工作业的劳动强度,有效提高了深孔地质钻探的辅助作业效率。该装置还创新设计了可靠稳定的液压控制系统和电气控制系统,通过有线、无线以及本地三种方式进行控制,可根据现场使用条件设定参数实现智能化一键操作拧卸,并在本次生产试验中得到了充分验证。

    RN254型铁钻工是我所在智能化钻探设备体系中的又一次有效尝试,旨在解决深部钻探技术中自动化程度低、能耗较高、安全性较低等问题。下一步该所将继续完善优化智能化钻探技术装备,为深部资源勘探与开发提供安全、高效、节能的技术支撑。

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    勘探技术所RN254型铁钻工成功进行生产应用试验
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