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    4月28日,庆祝中华全国总工会成立100周年暨全国劳动模范和先进工作者表彰大会隆重举行,共有1670名全国劳动模范和756名全国先进工作者受到表彰。中国地质科学院地质研究所研究员、自然资源部大陆动力学重点实验室主任李海兵名列其中,他也是自然资源系统唯一一位由中央和国家机关推荐的获奖者。

    作为著名地质学家,李海兵在业内声誉卓著,不仅因其在活动断裂和地震研究领域的卓越成就,更因他数十年如一日扎根青藏高原、追逐地震奥秘的执着精神。

    追风者——第一时间调查强震 

    李海兵领衔的“活动构造与断裂作用”科研团队是近20年来国内地震应急调查最多的团队。只要得知发生强震的消息,团队都会尽可能在第一时间赶到震中地区,在现场进行应急调查,研判地震原因和类型,用最快速度收集大量震后数据和信息。20多年来,国内6.8级以上的强震调查无一缺席。

    李海兵对于活动断裂和地震的强力聚焦,始于2001年。

    2001年11月14日东昆仑可可西里发生8.1级大地震,李海兵参加了震后调查。面对长达435千米的地表破裂,35岁的李海兵被深深震撼了,他的学术生涯由此分野为两个阶段——此前,关注地壳运动的古老遗迹,重点研究造山带的变形构造;此后,锁定“新鲜”的地壳运动,专注于青藏高原活动构造与地震机制研究。

    如果说东昆仑大地震仅仅把我国陆域地震活跃期的序幕拉开一角,那么2008年5月12日震惊世界的汶川特大地震则将这一大幕正式拉开。

    2008年5月至6月,李海兵与同事们在汶川、北川、青川等地进行了为期30多天的同震地表破裂带调查和研究。山塌路移,满目疮痍,他们冒着余震频发的危险,穿行在自然伟力留下的种种遗迹间,进行了拉网式的精细勘查和分析研判,获取了大量科研数据,及时形成了对发震机制的认识。在这段超高强度的工作中,李海兵也感受到了强烈的冲动——深入探索地震奥秘,减少这样触目惊心的人员伤亡和财产损失。这是自己作为地质学家无可推卸的责任!

    必须掌握更多、更新鲜的基础数据资料!如此才能更好地认识地震、了解发生机理:是哪一条断层在活动?应力如何迁移?未来什么地方会有危险?地震发生有什么特殊的条件?有哪些特殊的现象?……

    2010年4月青海玉树,2013年4月四川雅安,2014年2月新疆于田,2016年11月新疆阿克陶,2017年8月四川九寨沟,2021年5月青海玛多,2022年1月青海门源、9月四川泸定,2024年1月新疆乌什,2025年1月西藏定日……李海兵团队“追赶”地震的足迹,也汇成了近年的中国强震时空分布图。

    也正是基于这样长期的追踪,他带领团队确定了阿尔金、东昆仑、龙门山、鲜水河等青藏高原主要断裂带的几何展布,研究了断裂的运动速率、强地震复发周期和地震迁移趋势,为区域稳定性评估、中长期地震预测和地震监测部署提供了科学依据。

    攀登者——“世界屋脊”追梦人 

    中国进入21世纪以来的大多数强震都发生在青藏高原及其周缘,而李海兵也已经在青藏高原上行走了37年。

    从1988年本科毕业踏足祁连山,1992年做硕士论文上东昆仑考察研究断裂带开始,他的足迹从祁连山、阿尔金山、东昆仑山,逐渐向南拓展至西昆仑、帕米尔、羌塘、喀喇昆仑、喜马拉雅、龙门山、鲜水河、金沙江、怒江、澜沧江、红河。

    正在剧烈活动的青藏高原,地震频繁、强震多,构造断裂多样,地震类型齐全,是研究活动构造尤其是地震的天然实验室。但这里的野外工作,却极其艰苦,且危机四伏。

    2003年深秋,喀喇昆仑山上风雪交加,李海兵已在此跑了四个多月的野外。野外工作即将结束的时候,他因感冒诱发肺水肿,病倒在海拔5000多米、交通不便、人迹罕至的山区,生命垂危。队友急忙将他送到西藏阿里地区人民医院,医生一看就说希望渺茫。全力抢救了一周后,队友们又连续不断地开了几天车,把他运送到低海拔的拉萨救治,在拉萨的部队医院住了一周,稍微稳定后赶紧回到北京,又住了一个多月的医院,终于捡回了一条命,但从此也留下了病根——严重的肺部纤维化。

    尽管医生严令禁止他再赴高原,然而,工作区在青藏高原,研究项目在青藏高原,科学梦想在青藏高原,李海兵却从未动摇。

    人们对于热爱,往往会不惜代价。第二年,李海兵又踏上青藏高原。直到现在,他每年都会在青藏高原野外工作至少二三个月,而他的科研成果如青藏高原般拔地而起,日益丰硕,愈发引人瞩目:至今已发表学术论文400余篇,其中被SCI正式收录论文230余篇,第一作者及通讯作者130余篇,出版专著7部。

    2025年初,他牵头完成的“青藏高原中部非均匀地壳变形演化及其大型断裂带的控制作用”在中国地质调查局和中国地质科学院2024年度十大科技进展中排名第二。往前追溯,在2023年度、2022年度、2020年度以及2014年度中国地质调查局和中国地质科学院的“地质科技十大进展”中,李海兵领衔的“青藏高原大型地震断裂带的变形机制”“青藏高原强震破裂与传播机制”“ 新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证”及“汶川地震机制”等也赫然在列。

    汶川地震考察时不畏生死的逆行、超乎常人的不眠不休,同事们看在眼里;青海玛多地震后沿着地表破裂带徒步考察几十公里,脸被寒风和强烈的紫外线剥去了一层皮,同事们记在心上。有这样的领军者,团队成员又有谁能不热血沸腾、竭尽全力?在他的影响下,一批批年轻人成长起来了,比利时籍活动构造专家Marie-Luce Chevalier(马晓丽)也慕名前来加入其中。如今,李海兵团队已入选自然资源部重点领域科技创新团队,并成为国内外活动构造、断裂作用与地震机制研究的一支重要力量。

    钻探者——在不懈探索中寻找答案 

    李海兵的父亲在安徽324地质队工作,常年在野外钻探找矿。耳濡目染之下,李海兵1984年考入武汉地质学院,开启了与父亲殊途同归的地质人生。

    大学毕业后的李海兵被分配到中国地质科学院地质研究所,随即跟随中国科学院院士许志琴奔赴西部各地进行野外地质调查。1992年至2004年,李海兵继续求学,先后师从莫宣学、许志琴和Paul Tapponnier三位院士,增加学识,锻炼胆识,在磨砺中成长成熟。

    记忆中的时光打散后重聚,便构成了一个个鲜活的片段——

    东昆仑,李海兵脖子上挂着装有岩石样品的地质包,头顶裹好的野外记录本和地形地质图,冒险穿越湍急河流。河水夹杂着大大小小的冰块,撞向胸口,冷得刺骨。

    西昆仑,他在零下30多摄氏度的漫漫飞雪中艰难跋涉,身后的高山、脚下的莽原,白茫茫一片。

    还有那在青海玉树身陷沼泽泥潭的狼狈,在四川芦山高山滚石间飞奔的惊险,在羌塘无人区与高原反应无声的抗争……

    李海兵还有两个身份,一个是江苏东海大陆深孔地壳活动国家野外科学观测研究站站长,一个是国家重大科技专项“汶川地震断裂带科学钻探工程”的总地质师。

    两项科学深钻项目,前者致力于研究“深地结构与演变”“壳幔物质与循环”“大陆变形与深部过程”“大陆成矿与深部制约”四个研究方向,完钻后观测中国东部地壳深部细微变动与微小地震,揭示包括郯庐断裂带在内的地壳活动信息;后者则依托汶川地震断裂带上的6口科学群钻,开展地质构造、地震地质、岩石力学、化学物理、地震物理、流体作用和流变学等多学科研究,综合地球物理测井、岩心以及通过主、被动震源地震成像和观测,识别活动断裂各种构造要素,测量断裂破碎带的宽度和破坏强度,确定断裂的构造与变形属性。完钻后观测大地震后断裂带如何愈合与应力如何调整的过程,对大地震和复发微地震的源区进行多学科四维综合观测和监测,揭示控制断裂活动及地震发生的物理和化学作用机制。

    作为深入地壳内部、探寻地震奥秘的“科学探针”,快速回应大地震的汶川科钻占据了李海兵更多的时间和精力,而长达十几年的连续观测,也为他带来了一系列突破性、颠覆性的新认识,特别是首次发现大地震后断裂带的快速愈合过程,改变了地震后断裂带需长时间缓慢愈合的传统认知,解决了困扰地震地质和地震物理学领域几十年的重大科学问题,发展了地震断裂理论,并准确评估了鲜水河断裂带未来强震危险区,为中长期地震预测提供了重要经验。

    活动断裂与地震研究需要更长尺度的坚守。

    李海兵知道,只有时间,才能会聚成答案,而自己要做的,唯有心无旁骛,唯有继续前行。目前,他一如既往地醉心钻研:一方面通过深地国家科技专项和国家基金委重点项目,继续对龙门山断裂带和鲜水河断裂带进行长期系统的地球物理地球化学多参数长期监测,并对鲜水河断裂的力学与变形机制深入研究,探寻地震发生的机理;另一方面则是进行对整个中国大陆构造演化及其格架的专题调查。

    持之以恒的无私奉献、忘我拼搏,为李海兵赢得了广泛的尊敬,也为他带来了许多的荣誉:国土资源部“青藏高原地质理论创新与找矿重大突破先进个人”、“国家百千万人才”、“国家有突出贡献的中青年专家”、中国地质调查局“卓越地质人才”、全国地质勘探行业“最美地质队员”,以及2021年中央和国家机关五一劳动奖章、2023年全国五一劳动奖章、2025年全国先进工作者。

    从目标和工作方法上看,科学研究与勘查钻探大不一样,但李海兵始终把父亲的身体力行放在心里:只有向着目标不停地钻进,才能钻透坚硬的地层,完成使命。从追逐地震到深钻地壳,他用一生的行进证明:科学探索的终极使命,在于为人类揭开自然的谜题,铺就安全的未来。突破重重阻力,向未知进发。或许,这就是人生的意义。

    追逐地震的人,记全国先进工作者、中国地质科学院地...

    编者按 

    “是那山谷的风,吹动了我们的红旗……我们满怀无限的希望,为祖国寻找着富饶的矿藏。”

    新一轮找矿突破战略行动启动以来,广大地质工作者大力弘扬爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗的优良传统,把智慧、汗水洒遍山川大地,为地质找矿事业书写崭新的时代篇章。《中国自然资源报》开设“地质足迹印山川”栏目,通过系列报道展示地质人物和团队的感人事迹,推动新一轮找矿突破战略行动取得更大成果。

     

    “要想立足国内实现资源自给,资源勘查必须往深走。”这是第十八次李四光地质科学奖获得者吕庆田一贯的观点。

    地层深处高温高压,遍布坚硬的岩石。“入地”之旅怎么走?如何才能“入地”更深?20多年来,中国地质科学院地球深部探测中心研究员吕庆田带领团队在陆内成矿理论和深部找矿预测新方法研究、深部勘探仪器设备研发等方面取得系列成果,给出了答案。

    吕庆田2017年参加在美国阿拉斯加举行的 EarthScope会议。

    加强地球深部探测

    破解资源环境及灾害问题

    1981年,17岁的吕庆田在老师建议下,顺利考入长春地质学院应用地球物理专业。1988年硕士毕业后,他被分配到中国地质科学院矿床地质研究所(现中国地质科学院矿产资源研究所),从一名实习研究员干起。之后,他一直在各个项目区通过地球物理的手段研究岩石圈结构等地球科学问题。

    2000年,国土资源部“十五”专项研究计划“大型矿集区深部精细结构探测研究”启动,吕庆田参与其中。自此,他的学术方向开始了明确的变化——执着于探向地球深部。

    为什么要探测深部、认识深部?“两大因素使然。”吕庆田说。

    一是当时全球的矿产勘查都在向深部500米以下进军,我国起步已晚,必须加速赶上。

    二是深部因素对成矿的控制作用逐渐被认识到,如幔源岩浆、新生地壳熔融、拆沉与底侵和深大断裂对成矿金属类型和矿床分布的一级控制等。

    但深部地质结构、物质性质不清,控矿要素不明确等原因,让勘查深度难以突破,拓展深部资源遇到严峻挑战。为此,吕庆田带领团队先后承担了“十三五”重点研发计划项目“华南陆内成矿系统的深部过程与物质响应”、深部探测专项第3项目等20余项深部金属矿勘查技术和应用研究工作。

    2016年5月30日,习近平总书记在“科技三会”上指出,“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。同年,我国酝酿启动深地国家科技重大专项,瞄准国际地球科学前沿进行布局。吕庆田积极参与其立项和申报工作,并负责相关内容的编写。

    此后近十年,吕庆田带领团队,以我国东部长江中下游成矿带和西部东准噶尔成矿带为探测对象,在成矿系统理论框架下开展了多尺度地球物理综合探测和研究,在陆内成矿系统的三维结构、深部找矿思路和找矿发现等方面取得重大进展。

    选择我国东部长江中下游成矿带和南岭成矿带,以及铜陵、庐枞、于都—赣县等典型矿集区,吕庆田带领团队在成矿带岩石圈层次、矿集区地壳结构层次、矿床(田)精细探测层次,部署开展了三个层次的“入地”探测研究工作。

    三个层次的探测研究工作,在揭示区域成藏成矿控制因素、开辟找矿新空间的同时,把握地壳活动脉搏,为提升区域地质灾害监测预警能力提供技术支撑。吕庆田说:“加强地球深部探测,对我国资源能源安全和减灾防灾意义重大。”

    发展陆内成矿理论

    解开地球深部成矿奥秘

    岩石圈结构、物质和深部过程对成矿系统具有关键控制作用,但存在诸多认知“盲区”。

    对此,综合20多年开展的综合探测研究,吕庆田带领团队创新性开创了以多尺度探测为特色的成矿系统研究新领域,提出陆内成矿系统受岩石圈拆沉、地壳属性和块体边界控制的新认识,发展了陆内成矿理论。相关成果在“十三五”国家重点研发计划深部探测专项中被充分吸纳。

    “比如,以往认为成矿作用大都发生在板块边缘,与板块边缘造山作用密不可分,如洋—陆俯冲造山、陆—陆碰撞造山,而对于大陆板块内部的成矿作用及深部动力学机制却鲜有了解。”吕庆田说,他带领深部探测专项第3项目组在长江中下游成矿带经过4年努力,解开了大陆板块内部成矿的“深部奥秘”。

    他们在长江中下游成矿带发现了岩石圈增厚、拆沉和软流圈隆起的关键证据,建立了陆内成矿的深部动力学模型。更为重要的是,他们获取了陆内下地壳和岩石圈地幔俯冲的清晰图像。

    “这些发现诠释了为什么在长江中下游这个狭窄的带内,形成了数百个金属矿床。”吕庆田进一步解释说:“与板块边缘成矿类似,大陆内部在远程应力的作用下,也可以发生大陆俯冲,俯冲导致壳幔强烈相互作用,最终沿俯冲带形成大陆内部的巨型成矿带。”

    前期扎实的探测研究工作,为钻探验证奠定了良好的基础。庐枞矿集区深部异常验证钻孔取得了深部重大找矿线索,发现了高强度的铀矿化,深部铀矿化为交代碱性岩复合型铀矿的新认识据此被提出。这一发现对庐枞深部找铀具有重大的理论和实际意义,并被推广到华南陆内造山等成矿系统的研究中。

    创新深部探测技术

    让矿集区结构“透明化”

    知道深部有矿,怎么找?当时,国内外都没有多少经验可以借鉴。“

    对深部矿产勘查来说,不仅需要突破精度、灵敏度更高的各种传感器技术,提升野外测量设备的稳定性,还要发展新的数据解释技术,把观测的数据转换为‘透视’地下的图像。”吕庆田说。

    这一目标,在他带领深部探测专项第3项目组开展长江中下游成矿带深部探测试验时实现了。他们形成了一套针对大型成矿带岩石圈结构探测的技术解决方案,发展了多种地球物理数据处理与解释技术。

    通过骨干剖面的反射地震探测和重磁数据的全三维反演,项目组揭示了庐枞、铜陵矿集区的地壳结构框架,发现了一批新的断裂,建立了该地区的三维地质模型,初步实现了矿集区的“透明化”,为认识成矿作用和助力深部找矿起到了关键作用。

    “希望我们在长江中下游成矿带、矿集区到矿田的探测模式和技术思路可以推广到其他成矿带去。”吕庆田这样表示。为此,他带领团队经过长期实践探索,提出了稀疏地震剖面、地表地质约束的三维重、磁交互反演地质建模方法,并以此为物性反演初始模型,采用求取置信区间确定物性变化、通过逻辑拓扑实现岩性识别,完善了岩性填图技术,为矿集区结构“透明化”提供了技术手段。

    在以上成果基础上,他带着团队经过进一步研究,形成“三维结构+成矿模式+综合信息”相融合的深部找矿“三元”预测方法——通过提取已知矿床地质属性特征,通过三维证据权方法、专家系统、机器学习算法,实现深部成矿预测的自动化和定量化。

    利用该方法,他带领团队在安徽庐枞矿集区井边—巴家滩预测区深1500米~1740米之间,发现累计厚97米的高品位铀矿化体;在新疆伊吾县戈壁滩,发现拉伊克勒克大型隐伏斑岩—矽卡岩铜铁矿床,获得333+334铜资源量118.8万吨。矿集区“透明化”探测和“三元”成矿预测方法的有效性得到验证。

    目前,“三元”成矿预测方法已推广应用到安徽、新疆、江西、山东等地区,取得了良好深部找矿效果。

    研发系列勘探设备

    推动我国勘探技术进步

    多年的深部探测实践,让吕庆田越来越深刻意识到,突破“卡脖子”核心技术,降低对外依赖,对保障国家资源安全意义重大。强烈的使命感、责任感使吕庆田和他带领的研发团队担起了“十二五”国家863计划“深部矿产资源勘探技术”研发任务。

    作为该计划重大项目首席专家,吕庆田带领团队先后突破了高精度微重力传感器技术、铯光泵磁力仪传感器技术、宽带感应式电磁传感器技术等10项关键核心技术。其中,微重力传感器的突破使我国成为国际上为数不多的可以自主生产高精度重力仪的国家。

    在重磁、电磁、地震、井中勘探仪器和钻探设备方面,他们研制出高精度地面数字重力仪、大功率多功能电磁探测系统、4000米地质岩心钻探成套技术装备等18套急需的勘探地球物理仪器设备,形成了从地面到地下的系列仪器装备。

    在地球物理方法数据处理和解释方面,他们完善了直流电阻率与极化率三维反演方法、重磁三维约束反演方法等20多项地球物理数据处理解释方法,研制出多参量地球物理数据处理与反演软件系统、金属矿地震处理解释新技术与软件系统2套大型软件系统,形成了多功能三维电磁正反演与可视化交互解释软件系统、金属矿地下物探数据处理解释系统等8个专用软件系统。

    “这一轮的技术研发,使我国在地球物理勘查技术领域极大地缩小了与国外的差距,大幅度降低对国外勘查设备和解释软件系统的依赖,一定程度上打破了国外在此领域的仪器设备垄断,大幅提高了我国深部资源勘查技术自主研发能力和国际竞争力。”吕庆田说。

    他带领的团队因此荣获2022年自然资源科学技术奖特等奖,获得发明专利授权66项、实用新型专利授权45项、软件著作权105项。现在,相关成果广泛应用到矿产勘查、国防、科研和工程等领域,替代国外进口,解决国家重大需求,极大促进了我国金属矿勘探技术的系统提升、整体跨越和进步。

    收获“深地”成果

    一路艰辛成为美好回忆

    系列重大成果的取得并不是一帆风顺的。

    “我带着深部探测专项第3项目组在庐枞、铜陵矿集区开展三维立体探测施工的时候困难重重。在野外,我们遇到的最大困难是各种看不见的电磁和振动干扰,这些干扰来自各种电线、工厂、高速路和居民生活区。”吕庆田苦笑着说,因为反射地震的数据采集要记录地下几十千米反射上来的信号,需要绝对的安静。

    为了获得高信噪比的数据,项目组不得不在夜深人静的时候采集数据。有时,他们还需要设置警戒,或与周边的工厂协调暂时停工。这需要他们和当地相关部门和百姓反复沟通。

    “技术上的难题、施工上的困难、与当地相关部门协调等,多年下来,大家都成了多面手。”吕庆田笑着说。

    20多年在深地探测领域的不懈努力和学术积累,让吕庆田及其团队先后获得国家科技进步奖一等奖、二等奖各一项;国土资源科学技术奖一等奖3项,二等奖1项。他本人于2009年入选国家“新世纪百千万人才工程”国家级人选,2019年入选自然资源部高层次科技创新人才第二梯队人才和科技创新团队(负责人),2023年获得第十八次李四光地质科学奖(科研奖)。他先后为国家培养了18位硕士、20多位博士和10多位博士后,带领的深部资源探测研究团队于2018年入选自然资源部高层次科技创新团队。

    “与6000多千米的地球半径相比,我们的研究还仅仅停留在地球的表皮。”吕庆田说,“我毕生奋斗的方向就是带领团队拓展深部空间,认识地球深部运行规律,发现更多的资源。为了在这个方向走得更远,我们比以往任何时候都更加需要弘扬李四光等老一辈科学家的精神,坚持真理、严谨求实、锐意创新,以李四光先生的崇高精神为标杆,主动服务国家发展战略需求,积极投身地球科技创新前沿,努力为建设科技强国贡献力量!”

     
    中国自然资源报:“入地”之旅怎么走?他给出了答案

    地球生命的灭绝与复苏是国际地学重大前沿科学问题。今年36岁的文芠,已经在这个领域摸爬滚打了十五年。从实习生到项目骨干、访问学者、读博到罗平生物群野外科学观测研究站副站长……一直在拼搏、一直在突破,每一次坚持都不是命运使然的随波逐流,而是文芠坚守内心作出的笃定选择。她是一位被热爱所驱动、全身心栖息于科研世界的果敢女性。 

    热爱——追寻心中的理想

    “让陌生的宇宙与你我息息相关,去阐释浩瀚宇宙中每个生命瞬间穿过永恒之美”,这是文芠在修化石过程中逐步萌生的理想。

    古生物研究的入门任务是修理化石,这是化石研究的基础,也是一件精细活,稍有疏忽,就可能造成无可挽回的损失。在非常坚硬的灰岩盖层下,修复化石的工作十分艰难,需要借助显微镜用风笔和钢针一点点地将轮廓以外的围岩剥离。修理一块10平方厘米的化石,最少也要耗费两个星期。但文芠却十分热爱这项工作,即使由于长期弯腰导致腰椎间盘突出,也丝毫不影响她这份热爱。“因为你不知道隐藏在岩石中的化石究竟以何种形态保存着,保存的完整程度又是如何,每修一寸化石我都饱含着对未知的探索和期待,当化石完全展露的时候,成就感油然而生。”文芠这样解释。

    2009年11月,文芠怀着好奇和憧憬的心情第一次踏上罗平这块神奇的土地,参与了罗平生物群门前坡采场的化石采集工作。2014年7月,她作为罗平古生物群化石采集项目负责人,和同事完成了三千余件化石采集,并在整理原有化石名录的基础上鉴定各类古生物化石标本近九千件,建立了罗平生物群化石数据库,建成罗平生物群国家地质公园化石展厅。这些为2016年罗平生物群国家地质公园的成功挂牌和罗平生物群野外科学观测研究站的评估优秀奠定了坚实的基础。

    提升——积跬步以至千里

    为掌握化石的分支系统学分析等前沿方法,文芠作为访问学者于2012年5月前往英国布里斯托大学进修,并与前国际古生物学会主席Michael J. Benton教授开展合作研究。一次次研讨、一篇篇文献、一摞摞报告,以及每个挑灯夜战、废寝忘食的日子,结成累累硕果。

    其先后新命名鱼类化石4属5种;发现了世界上分异度最高的早三叠世陆相软骨鱼类微体化石群落,为二叠纪末生物大灭绝之后陆地生态系统的复苏研究提供了重要材料;发现空棘鱼类卵胎生最早的化石证据,为空棘鱼独特的生殖方式的演化提供了实证;首次在我国发现了扁颌鱼类化石,并重新厘定了其分类位置。其成果被应用在国际古生物学经典教科书《Vertebrate Paleontology》(古脊椎动物学)第四版第七章重要内容,得到了国内国际同行的认可。

    突破——翻越自我的山丘

    2020年,罗平生物群国家地质公园和罗平生物群野外科学观测研究基地已经成熟运转,研究成果在国际国内获得了广泛认可。但文芠意识到自己和这个平台的发展都到了瓶颈期,“加把劲儿”再上一层楼,“松口气”滑向另一端。此时,她已经是一位五岁孩子的母亲。是以家庭孩子为重,还是追求更高的目标?无数次的思想挣扎,以考取南京大学古生物学专业博士研究生告结。她说,想和国内最好的古生物学团队共事,是促进自我成长,也是帮助罗平生物群研究打开国内合作通道。

    一边读书、一边工作、一边带娃,读博期间的辛苦可想而知。“读博这几年,很忙,为了学业、工作两不误,我的每个阶段做什么事都是卡死的。”她的工作包括科学研究、科普工作、科研平台建设工作,这些工作的核心目的都是拓宽合作、深化研究。

    在文芠牵头下,罗平生物群野外科学观测研究站,先后成功申报获批中国地质学会第二批地学科普研学基地、全国科普教育基地、国家自然资源科普基地。与此同时,罗平生物群研究的合作平台进一步拓展,达成了与中科院北京古脊椎动物与人类研究所、中科院南京古生物研究所及南京大学、英国布里斯托大学、美国肯特州立大学、奥地利维也纳大学等国内外优秀院所的合作,还获得了云南省野外科学观测研究站建设专项,实现了罗平生物群研究自我造血的突破。2023年12月,我国古生物界大咖周忠和、沈树忠、徐义刚、朱敏、谢树成、徐星等6位院士在云南会泽开展联合地质考察。成都地调中心古生物团队在展示重要成果的同时,又明确了新的科研目标。

    “我相信,中心古生物研究之路会越走越宽。”文芠满怀信心地说道。

    感恩——是源泉更是动力

    文芠从事古生物研究15年来,作为项目负责人主持国家自然科学基金、公益性地质调查项目和成果转化项目6项,在国内外学术期刊发表论文40余篇,出版专著2部,入选国家古生物化石专家库专家和云南省化石专家委员会特邀专家委员,获得全国奖1项,省部级奖项9项,国家一级学会奖1项。

    面对这些荣誉,文芠心怀感激,感激成都地调中心历届领导对古生物研究的关注和支持,在项目经费极其缺乏的情况下,用中心自筹资金完成了科学研究工作。感谢团队的团结协作,感谢导师的引领帮助。最要感谢的当数她的家人,特别是她7岁的女儿。

    2024年3月19日,文芠提交了2024年度自然科学基金的申报材料。当她带着女儿从办公室取了快递准备锁门时,女儿惊讶地说:“妈妈,你今天不加班吗?”文芠猛然想起,这是春节以来,她第一次准点下班。女儿已经习惯了她加班,习惯了她不在家。“为了追求自己的理想而疏忽对女儿的照顾,这是不是也是种自私?”正当她又一次陷入深深自责时,女儿忽闪着大眼睛问道:“妈妈,你是不是又完成了一个大项目又要做报告啦?”时间倒回2023年4月22日,文芠作为嘉宾在成都市自然资源博物馆作题为《探秘化石—走进罗平生物群》科普报告,女儿也在现场。散场后,女儿焦急地跑上台,逢人就说,这是我妈妈,骄傲的表情溢于言表。

    “用行动给孩子树立一个榜样,也许是我这个妈妈为女儿做得最有用的事。我要加油,为自己,也为女儿。”文芠说道。

     

    世界地质公园国际培训大会 

     

     

    国际合作——联合野外考察 

     
    从化石探究生命演化 用热爱奔赴理想远方
      祝词:

      一部人类地质勘探的历史如此雄辩地反复证明着一个事实,那就是矿产勘查是一项风险极高的工作,找矿成功的几率不会超过1/%。

      事实上,在我国确定的重要成矿区带中,其中“钦杭成矿带”和“武夷山成矿带”经过浙江,但是,这仅仅意味着浙江有可能在这两条成矿区带路经的地方找到某些矿产。一个“有可能”,同样意味着没有可能。

      让人惊喜的是,近年来,沉寂经年的浙北竟然接连发现了宝藏,而且其中一个是超过170万吨资源量的罕见的大型萤石矿床,另一个大型萤石矿床的资源量有望超过200万吨!发现这些宝藏的正是驻在这里的浙江省第九地质大队、浙江省核工业二六二大队。

      人们感兴趣的是,到底是什么原因让这支在找矿领域已沉默多年的队伍东山再起,接连闯关?无疑,是那1%的希望;是《决定》出台后带来的大好春光。但,更为重要的,源于这个队的地勘人蕴藏心底的那种永不服软、敢于超越以及根植于每一个员工血液的独特的企业文化。如此,就有了历经磨难之后形成的“上下团结如一人”的团队意识,也就是人和,再加上天时、地利,就成就了这个队跨越发展的地勘梦。


      野外项目钻探

      感言:

      浙江省第九地质大队、浙江省核工业二六二大队是一支具有光荣历史和优良传统的地勘队伍,几代地勘人牢记神圣使命, 坚守“三光荣”精神,为共和国的地质找矿事业立下过汗马功劳,成就过无数的光荣与梦想。

      近年来,我们乘着国务院出台《关于加强地质工作的决定》的强劲东风,秉承以“感恩、诚信、责任、创新”的理念,坚持“地质立队”,创新思维,锐意改革,共谋发展。在全力做大做强地勘经济、增强单位综合实力的同时,以文明创建为契机,着力推进企业文化建设,实现了物质文明与精神文明建设的双轮驱动,有序地推进了单位的跨越式发展。所有这一切,归功于各级领导的支持,归功于社会各方面的厚爱,归功于我队全体干部职工的的团结一心与艰苦奋斗。

      展望将来,我们将继续传承光荣历史,兢兢业业,心无旁鹜,戮力同心,负重前行,用努力地工作与辛勤的劳动,建设更加美好的家园,创造更加美好的未来!

      浙江省第九地质大队、浙江省核工业二六二大队队长 张军

      

      已建成的湖州月亮湾大酒店工程勘察

      湖州地处浙江北部,太湖之南,素有 “文化之邦”的美誉。“山从天目成群出,水傍太湖分巷流。行遍江南清丽地,人生只合住湖州。”元代大诗人戴表元写下了这首题为《湖州》的诗,道出了他对这座有着两千余年历史的江南古城的推崇与浓浓 “乡愁”。

      如今,这片人文灿烂、人杰地灵的土地上驻扎着这样一支地勘队伍,他们以为国家寻找宝藏和服务苍生为己任,为国家的地质找矿事业和浙江省的经济社会发展做出了卓越的贡献,成为当地人引以为骄傲的文明之师和闻名遐尔的功勋地质队---这就是位于湖州市环渚路666号的浙江省地勘局旗下的浙江省第九地质大队、浙江省核工业二六二大队。

      光荣绽放

      说起这个地质队,我们先要对其名称稍作交代。事实上,现今的这支队伍原本是由同驻湖州的两个地质队组成的:浙江省第九地质大队和浙江省核工业二六二大队。前者原属地矿部管理;后者原名核工业华东地质局二六二大队,1996年11月从江西迁入湖州。地勘队伍实施属地化管理后,两支队伍先后划归浙江省地勘局管理。

      2003年2月,浙江省地勘局对同驻湖州仅一墙之隔的这两支队伍进行合并重组,保留编制,由一套班子统一管理。

      历史不仅是文化的基因,有时也会成为我们不断前行的力量之源。我们不妨先来简略地感受一下这支队伍合并之前所承载的光荣与梦想----

      浙江省第九地质大队成立于1970年10月,成立不久,即为嘉兴地区地方煤窑提供了原煤资源,为扭转“北煤南运”作出了重要贡献。上世纪80年代,在浙北地区探明一处中型膨润土矿,为地方开发利用优质膨润土提供了资源保障。上世纪90年代,这支队伍还在湖州探明并开发了首座金矿床,结束了浙北地区不产黄金的历史,成为地矿部堆浸提金技术的示范基地,同时探明了银、黄铁矿等矿藏。几十年来,他们在浙北这片土地下先后发现了47种矿产,探明储量的矿种22个,并在地勘行业内率先成功地走出了一条矿产勘查开发一体化的发展路子。

      核工业二六二大队1956年9月在江西省上饶建队,以后在江西省内转战多地、六迁队址。这是一支具有五十多年辉煌历史和优良传统的功勋队伍,新中国第一颗原子弹使用的原料“铀”就有一部分是这个队探明提交的。在上世纪八十年代以前,这支队伍曾创下铀矿找矿岁月“五个全国第一”的辉煌战绩,即提交铀工业储量居全国第一,提交全国第一个铀矿资源基地,提交铀远景及工业储量全国第一的大型铀矿床,探明了中国最大的花岗岩铀矿床,探明了中国最大的工业储量粘土型铀矿,为我国核工业的起步和发展立下过汗马功劳,因此被中国核工业总公司授予“功勋地质队”。


      大队离退休老同志金婚庆典

      谈到这个队当年在江西找铀的艰辛,记者在这个队采访的时候,几位已经退休的老地质队员讲述了一个感人至深的有关“七工区”的故事----

      核工业262大队1972年进驻江西宁都县黄陂镇雪塘村后,在赣南这片红色的土地上先后为国家探明提交了各类铀矿床27个,他们用钢铁在坚硬的岩体打下的钻洞总进尺相当于钻透了154座珠穆朗玛峰。但长期超负荷的工作,有的人积劳成疾,过早地倒在了赣南老区这块厚重的土地上。“七工区”就是在262大队原来驻地---江西宁都县黄陂镇雪塘村附近桃山一片埋葬地质先驱者的坟地。

      “‘七工区’的那些坟墓都是朝向大队部的。”谈起“七工区”,原大队党委书记钱尹生再也控制不住自己的情绪,浑浊的老泪流在他苍老的脸庞上。他动情地说:“我们大队原来的生产单位建制一共有六个工区,后来随着死亡职工的增多,有人就说,大队的这块坟地也快要成为一个工区了,干脆就叫‘七工区’吧。打那以后,我们就把这片坟地称作‘七工区’。后来当有职工去世时,同事们就对他说,老伙计,你走好,你是到‘七工区’报到呢!后来我们职工都把死后能葬到‘七工区’当作自己的一种归宿。”据不完全统计,262大队仅在驻雪塘村的26年中,大概有100多名职工的忠魂永远留在了那里,他们的平均年龄还不到48岁。

      这是怎样的一种奉献啊!也许在现今的很多人看来,这样的奉献与牺牲有些悲壮,有些不可思议。但是,这却是这支队伍在那个年代为了尽快找到共和国急需的矿产资源而无怨无悔、无私奉献的真实写照。


      EH4物探工作

    夯实基业

      对于刚刚整合重组之后的队伍来说,面临的困难是可想而知的。何况,这样的重组是在地勘行业尚未完全走出低谷的时候。

      “那几年里,我们经历了太多的艰辛,可以说是困难重重,但为了让干部、职工们重新找回信心,看到队伍重组后的希望,也为了不辜负上级领导和社会各界的希望,我们决意咬紧牙关拼搏一番。” 现任该队队长张军回忆说。

      张军是土生土长的“地质二代”。参加地质工作30多年来,他从地质队的最基层干起,干过找矿员、保卫干事……直到2013年5月被任命为队长。刚进天命之年的张军,因操劳过度,两鬓已出现白发,眼角也有了皱纹。

      2006年1月,《国务院关于加强地质工作的决定》的出台,标志着地质工作又一个春天的到来。张军介绍,当时,重组后的队领导班子在感到肩上担子沉重的同时,也清醒地意识到,这是大队后来居上的千载难逢的机遇,必须奋起直追,主动作为,靠自身的力量去图生存,谋发展。

      但任何事情都不可能一帆风顺。2009年,全球金融危机暴发,这个队同样遭受侵袭。一不做,而不休。大队把困难看成机会,针对一部分职工对大队发展前景的疑虑、困惑以及职工之间由于历史原因形成的一些矛盾,大队开展了为期5个月的“和谐发展思想大讨论”。

      “通过由浅入深、由表及里的讨论,打开了天窗,透亮了心扉,统一了目标,干部职工对政策更加明了,思想观念得以较快地转变,达到了明道理、清缘由、强观念、解矛盾的目的,大队的执行力得以提升,应对能力更加有效。”该队现任党委书记、副队长沈辉介绍说。

      在这个基础上,队领导班子主动加压,他们提出,要充分发挥专业特色,加快推进地勘经济的转型升级,真正做强做大地质勘查主导产业,巩固提升施工勘测支柱产业,更好为地方服务,促进地质事业稳步发展。这个理念与思路得到广大干部职工的认同与响应。

      从2010年起,这个队进一步加强了地质勘查工作。他们大力引进技术力量,配备先进找矿设备,加快深部找矿步伐,在湖州地层深处找到铅、锌等多种金属矿藏。他们还发挥铀矿地质勘查的传统优势,组织离退休老专家,有针对性地对长期积累的铀矿地质资料进行二次开发利用,现已完成原有勘探铀矿原始资料的整理和数字化工作,进入钻探验证工作阶段。

      同时,这支队伍在工程施工产业方面创造出骄人的业绩:京九铁路曾屋隧道的建成通车,开创了我国在浅埋特软围岩中进行隧道施工的先河;宁波市白溪水库引水工程隧洞9标被评为部优工程;钱塘江引水工程Ⅳ、Ⅶ标荣获杭州市建设工程“西湖杯”奖;川气东送等一大批国家和地方的重大建设工程顺利竣工。核电隧道施工成功进驻了浙江秦山、三门、江苏田湾、辽宁葫芦岛、福建福清、海南昌江等核电站市场,优良工程秦山核电站专用公路隧道受到中央领导的赞扬。

      该队一班人还从长计议,结合科学发展观教育和省局“和谐地勘”建设,将文化建设、规章制度和文明创建相结合,根据行业和单位特点,有目的、有步骤、有计划地开展了以提升人的综合素质为目标的企业文化建设。

      该队还每年投入上千万元,从医疗、帮困扶贫、伤残抚恤等与职工切身利益紧密相关的民生建设着手,构建起和谐地勘的新平台。该队纪检书记、工会主席潘金华介绍,2009年,正是金融危机寒流笼罩的时候,这个队1598名职工的住房公积金补贴共计3654万元全部发放到位,工伤人员护理费标准由每月105元提高到800元。为职工供养的直系亲属办理了湖州市城镇居民医疗保险;还按照湖州市的标准,为 927名职工家属、226名遗孀发放了参保费,彻底解决了多年来因历史原因遗留下来的问题。

      快速追赶,后来居上。这个队迅速成为浙北地区乃至浙江省一支实力雄厚的综合性的地质勘查队伍。从经济实力为例,2010年,该队实现经营总收入3.49亿元,连续3年经营总收入以16%的速度增长,利润以15%的速度提升,在职职工年均收入以12%的速度增长。


      职工文化月文艺汇演活动

    蓄势跨越

      2013年5月,张军被正式任命为浙江省第九地质大队、浙江省核工业二六二大队队长。

      宋代杨万里在他的一首诗中写道:“莫言下岭便无难,赚得游人空喜欢。正入万山圈子里,一山放过一山拦。”也许,这正是2013年张军为首的新一届队领导班子走马上任面临的形势----说白了,新一届领导班子肩负着将这个队从温饱带上跨越式发展轨道的重任。

      事实上,在新一届队领导班子的领导下,该队采取各项行之有效的举措,全力推动全面改革与跨越式发展。该队副队长彭浮萍告诉记者, 2013年度,该队全年实现经营总产值5.13亿元,同比增长23.5%;实现经营总收入4.82亿元,同比增长16.5%;利润总额同比增长52.7%。2014年1-10月份,大队实现产值4.27亿元、经营收入3.72亿元,利润同比增长34.3%。

      那么,新一届队领导班子到底有哪些成功的秘诀呢?

      秘诀之一:始终保持“地质立队”不动摇,紧紧抓住主导产业地质找矿不放手。同时,大力延伸产业和多种经营,不断做大做强地勘经济,增强单位经济实力。

      在地质找矿工作中,该队注重观念创新,机制创新,按照“轻重缓急、保证重点、统筹兼顾、着眼未来”的工作方针,保证金银、铅锌、萤石等重点矿种的资金投入。同时着眼于长远发展,不断拓宽地质工作服务领域,积极努力构建大地质工作格局。

      地质勘查主导产业获得喜人成果。浙江省安吉县地处浙江北部,地处国家级“钦杭成矿带”北东端,但从成矿理论和实践上来看,一直摘不掉资源贫乏、没有大矿的帽子。2012年6月,该队地调院的专业技术人员在安吉县鄣吴镇民乐村开展的萤石矿地质普查项目取得重大突破,提交了一个逾170万吨资源量的大型萤石矿床,平均品位达到57%,是近年来省内较为罕见的品位较富、形态简单的大型优质萤石矿;2014年6月,该队又在该县境内福镇蒲芦坞又找到一个大型萤石矿,初步估算萤石矿物量已达190余万吨,为当地经济发展提供了强有力的支撑。

      该队总工程师刘美善和地调院院长陈焕元告诉记者,蒲芦坞萤石矿的发现意义重大,一是新品种,是补充;二是对原有浙北无大矿理论的挑战;三是我队多年来重视地质工作,用心良苦地坚持走地质立队之路,坚定”地质立队”的信念不动摇的最好回报!浙江省地勘局党委委员、副局长徐刚在谈到该队实现找矿突破的原因时说:“运气和偶然是在前期地质队员们踏实工作中用潜心、静心、细心凝结出来的。正是大队一贯重视地质工作并且敢于投入,加上地调院同志们的辛勤努力,运气和成功才会相伴到来!”

      该队还积极实施“走出去”战略并取得突破。今年4月,大队首次与企业就合作勘探蒙古国矿产资源项目举行签约仪式,项目位于蒙古国扎布汗省,矿区成矿特征明显,有良好的钨、钼找矿远景。

      近几年来,这个队主动发挥专业优势,开展公益性地质工作,为地方政府分忧解愁。比如,在获知国家六部委批复湖州市为全国地市级建设生态文明先行示范区后,该队在第一时间里研究出台了《大队服务湖州市生态文明先行示范区建设方案》,成立了以大队长为组长的“大队服务湖州生态文明先行示范区建设领导小组”,主动发挥“地质资料资源、专业技术、专业人才、专业资质、企业文化”等方面专业优势,围绕“七大体系建设、十大示范工程”,明确服务方向,细化在“地质技术、勘察测绘、建筑施工”方面的服务措施。特别是去年该大队成立了地灾应急处置、矿山事故应急排险、建设工程事故应急和地学知识科普等四个专业志愿者服务队,多次走上街头广场、走进学校社区,向市民宣传“五水共治”和防灾知识,回馈当地社会,树立了良好社会形象。

      建筑施工市场所占份额越来越大。这个队充分发挥自身在工程建设方面的传统优势,纵深推进核电领域产业。2009年,他们新辟海南昌江核电站和湖南桃花江核电两大主体工程。在被称为“中国内陆第一核电站“的湖南桃花江核电站,该队所属的核工业井巷建设公司承担了“开路先锋”,及时啃下了进场的要冲——洞冲里隧道,攻克了该隧道大断面、超浅埋、围岩差等施工难点,以先进的工艺技术,保质保量打通了进场的道路,保证了国家重点核电项目的顺利进行。因为表现突出,该队在此项目的基础上又获得了新增的6000多万元的房建工程项目合同。在稳步拓展核电工程市场基础上,该队井巷公司还大力开发传统工程市场,中标了单体工程超亿元的施工项目——金丽温输气管道隧道工程F标段项目。同时紧紧抓住浙江省“五水共治”新机遇,主动发挥技术、资质优势,积极投身服务于省“五水共治”工作中。据该大队副队长、副书记彭秋波介绍,今年上半年,大队实施水利建设、水利勘察、河流整治、市政管线等工程项目共37个,签订合同超过亿元;完成约90条河段、250公里的河道清淤工作,有效的开拓了防洪、排涝、供水、治污等水利水电及市政工程市场。

      工勘测绘业跨越新高度。大队工程勘察院长期服务于国家和地方大中型建设项目,服务区域遍及浙江的各个地市和江苏、安徽等省市,涉及工民建、交通、水利、通讯等行业。凭着良好的质量和优质的服务,大队在湖州市勘查、测绘市场占有70-80%的份额。

      医疗服务和其它产业保持良性发展。大队职工门诊部主动对社会营业,工业园区近三万平方米大队房产常年保持高出租率,为地勘资金提供了有效补充。

      秘诀之二:大力推进创新平台建设,构建创新驱动体系,提高自主创新能力,实现转型升级,为地勘产业经济发展注入生机与活力。

      该队专门出台了《大队创新平台建设及创新项目(课题)管理办法》,鼓励和支持全体职工积极创新。对于重要的创新项目,该队采取了“走出去,请进来”战略。该队与中国地质大学(武汉)浙江研究院达成了共建隧道工程与地质灾害治理研究所的意向,与浙江海洋学院创新应用研究院签订了共同推进岩土工程勘察领域科学研发的合作协议。产学研一体化,提升了该队的创新能力和技术水平,为开拓市场提供了更好的发展空间。

      与此同时,该队大力推进设备的更新换代,不断提升各项专业资质,引进了阿特拉斯双臂掘进凿岩台车、地质测绘数据管理系统、背包式岩芯钻机等先进装备、设备及软件,拓展上下游产业链,推动产业向高端攀升,增强市场竞争力。

      在良好机制的驱动下,该队创新之花频结硕果。近两年来,该队岙山油库土石方项目《复杂环境大台阶精确延迟爆破技术及地震效应研究》成果获得国家安监总局安全科学技术进步三等奖;《提高沉降观测精度》获得核工业勘察设计优秀QC二等奖等等。

      秘诀之三:搅动思想,警醒头脑,寻找差距,找准方向,加快内部改革步伐,打破固有的利益格局和管理方式。

      为了荡涤一些干部职工“小富即安、小富即满”的保守意识,大队近两年多次组织人员赴省内外兄弟单位开展学习交流,在对比中警醒,比出差距,找对方向,取长补短。同时启动了一系列新的改革措施----

      一是管理模式的改革创新。自2013年起,大队把工勘院原来实行的个人承包经营全部收回变为集体经营。当年便取得显著成效,年产值从往年一直徘徊在3000余万元一跃超过6000万元,利润和职工收入也大幅攀升。

      二是经营模式的改变。针对井巷公司经营过于集中造成的经营活力不足的问题,采取以“区域经营与项目联系相结合,行业经营与项目服务相结合,产业经营与项目施工相结合”的经营管理模式改革,同时精简井巷公司机关人员,增强经营力量,提升经营活力。

      三是内部资源优化整合。对大队现有的地灾经营资源进行了整合,将井巷公司和开发公司分别经营的地质灾害治理施工业务、人员等资源统一归并到井巷公司集中管理经营,人、财、物、信息等市场资源要素形成合力,影响力显著提升,发展趋势明显向好。

      四是积极实施“走出去战略”,开展多种形式的合作,拓展地质找矿领域。

      五是积极探索国有企业集团化改革。积极加强资质建设和品牌建设;减少队属单位管理层级,实现资源优化配置,理顺资质、经营资源及内部管理,探索以井巷公司为基础,建立核工业井巷建设集团公司的可行性。

      目前,大队各项改革正在有序推进,经济建设呈现出健康发展的良好态势。

      秘诀之四:以文明单位创建工作为抓手,加强职工思想道德建设,推进地勘文化建设,打造单位软实力。

      在创建市级文明单位的基础上,该队成功再创省级文明单位。2010年以来,大队成立了以队长、书记牵头的文明单位创建工作领导小组,制定了文明单位创建长期规划和年度计划;为了规范内部管理,2013年共梳理制度165项,修订和新立制度63项,从行为规范、机关管理、岗位责任、目标考核等方面,形成了较为全面、系统的制度体系,为创建工作的顺利开展提供了制度保障。同时建立和完善《文明创建工作手册》等各类基础台账。

      为了确保文明单位创建工作有一个坚实基础,为文明创建提供必要的硬件建设,该队对大队机关场所进行绿化、亮化、美化,在办公楼制作固定宣传版面,建成走廊文化、文化知识宣传长廊;充实了图书阅览室的图书资料,设计改造大队队史陈列室;建立了职工道德讲堂、职工健身房、乒乓球室、职工食堂等文化生活娱乐场所,为职工提供了整洁、美观、新颖大方的学习、健身、用餐环境。

      2010年“七一”前夕,该队在核工业二六二大队的旧址——革命老区江西宁都黄陂的红土地上建起了一座一米成方、5米多高的大理石“地质先驱纪念碑”, 以纪念长眠在这里的100多位地质老前辈。以此为契机,大队相继开展了“创三优”、“大队核心价值观”、“中国梦、我的梦”等活动,以文明学校为阵地,在全队职工中广泛开展弘扬地质“三光荣”精神传统教育,以大队核心价值观“感恩、诚信、创新、责任”为抓手,以地质先驱纪念碑和队史队列室为教育基地,广泛开展参观学习、演讲征文等特色活动,培育讲文明、树新风、促和谐的良好风尚。

      为发挥职工在文化建设中的主力军作用,大队将全体职工作为参与对象、受众对象、组织对象,从2012年起将每年的9月定为“文化活动月”,至今持续开展了三届大队文化月活动。活动以“打造个性文化、突出人性文化、活跃常态文化”为总体思路,以精神文化、制度文化、行为文化、物质文化、和谐文化五大模块,“理念识别、形象识别、行为识别”三大体系建设为抓手,通过富有吸引力和感召力的文化活动,不断增强大队的凝聚力、向心力,营造和谐向上的文化氛围,努力培育具有时代特征的企业文化,构建具有大队特色的地勘文化体系,为大队实现转型升级跨越式大发展,建设先进的地勘文化提供有力的文化支撑和精神保障。文化活动月每年确定一个主题,以一条主线开展征文、演讲、金婚庆典、队史队情及员工行为规范竞赛、队歌合唱比赛、趣味运动会、读书研讨会、践行核心价值观文艺汇演等内容丰富、形式多样的活动。同时,通过大队内刊、网站、橱窗等形式大力宣传企业文化,通过潜移默化的方式加深广大职工对地勘文化的理解与认同,转变为职工的自觉行为。

      大队始终坚持把解决职工最关心、最现实、最迫切的利益问题作为创建文明单位、构建和谐单位的重点工作来抓,并要求从制度上保障,机构上健全,目标上明确,措施上落实,精神上慰藉,情感上融通,倾情服务于全体职工。对于离退休人员,大队建立了《离退休人员管理工作工作制度》,24小时全天候为离退休职工服务,每年大队领导带领慰问组上门对住湖离退休职工春节慰问,对分流在江西省的离退休人员,行程千余公里专程进行慰问。在情感的融通上,坚持“五必到”,离退休人员生日必到,生病住院必到,丧事必到,家中出事必到,思想发现问题必到。

      “只有将地勘文化建设“内化于心、固化于制、外化于行”,才能为地勘单位又好又快地发展提供了坚实的文化软实力保障。”作为这个队地勘文化建设的设计者、领导者与实践者,张军深有感触地对记者说。

      事实上,几年来,这个队在新一届领导班子的带领下,创新思维,锐意改革,物质文明、精神文明建设双轮驱动,有序地推进了单位的跨越式发展,先后获得全国“百强地质队”、“浙江省企业文化建设示范单位”、“浙江省创建和谐劳动关系先进企业”、“浙江省心灵港湾工作坊示范点”等荣誉称号;队属单位井巷公司还获得了全国“安康杯”竞赛优胜单位的“五连冠”。

      “何似此花荣艳足,四时常放浅深红。”今天的浙江省第九地质大队、浙江省核工业二六二大队,已经站在了一个新的起点上。我们祝愿,在新的历史时期,这支历经磨难也曾创造过无数辉煌与光荣的地勘队伍,能够继续以“三光荣”精神为指引,进一步改革创新,全面提升综合竞争实力,开创更加美好的明天!

      (吕永明、赵芸、黄偲、董婧、郑善喜、黄舒鸿等对本文亦有贡献)


      检修设备

    南太湖畔的地勘梦

    土壤资源的前世今生

    郭俊刚 赵恒勤

    前世

    你可知道,松林下松软芬芳的泥土和坚硬巨大的岩石原来是一样的呢。大自然鬼斧神工,又历经数亿年,悄然将坚硬的岩石变成了肥沃的土壤。

    早在几十亿年前,地球的表面都是岩石。地壳表面裸露的岩石,受到风力和水力的侵蚀,在物理、化学、生物、气候等多种因素综合作用下,逐渐被破碎和分解。山一样大的石头变成了小块,小块又变成了细粒。在岩石由大变小、由粗变细的过程中,不仅仅是个头变化了,同时岩石也变成了一种叫“成土母质”的物质,这个过程就叫作风化。要注意的是成土母质还不是土壤。时间又过了数亿年,成土母质在水、空气、腐殖质和微生物的帮助下,逐步形成真正的土壤。成土母质的性质决定了土壤的类别,所以在我国有东北的黑土地,有西北的黄土高原,有云贵川的红土,还有中原的棕色土壤。土壤的垂直剖面从下往上通常可划分为“土壤母质层”“底土”和“表土”三个部分,其中“表土”和“底土”合称为“土体”,是土壤的主要部分,土壤的顶部则是由动植物残体腐烂转化而成的“腐殖质层”。大自然需要300年到1000年的时间才能形成大约2.5厘米厚的土壤。

    今生

    时间来到了人类文明,人类利用和改造世界的能力不断增强,对矿产资源的大规模开发利用,也对土地资源造成了伤害,土壤环境严重恶化,已经威胁到人类的生存与发展。

    一、土地的压占和破坏

    根据有关部门测算,至2009年底,全国有1亿多亩历史遗留工矿废弃地尚未复垦。在全国11.23万座矿山的开采活动中,每年约有300万亩土地遭受毁损。在新增被损毁的土地之中,耕地或其他农用地高达60%以上。耕地的减少,导致失地农民的增多,土地利用效率降低,生态环境恶化,对社会经济的可持续发展造成严重影响。

    二、土壤污染

    土壤污染包括矿产资源开发利用造成的土壤酸化和土壤重金属污染。

    土壤酸化是指酸性物质使土壤变酸的过程。一部分是矿物开采过程中,硫化矿床从地下开采到地表后,矿石中的硫元素会转化为硫酸根离子,硫酸根离子随同降雨、地表径流等水体进入土壤,导致土壤酸化;另一部分是在矿物加工利用过程中,如煤炭燃烧所产生的二氧化硫、氮氧化物等大量酸性气体,进入大气后遇水形成酸雨,使土壤环境被酸化。

    随着矿产资源的开发利用,进入到土壤中的铜、铅、锌、铬、镉、汞、砷等重金属超出土壤承载能力,影响植物正常生长,诱发植物发生病变甚至死亡,也会在植物体表或体内积累,通过食物链进入人体,诱发人类的疾病。

    未来

    伴随着“绿水青山就是金山银山”号角的吹响,我们必须采取一定的措施,将矿产资源开发利用对环境造成的损害降到最低。通过矿山土地复垦,增加可耕地数量,提高土地质量,改善生态环境;通过开采工艺的改进,充分利用采空区和废弃巷道,减少地表塌陷和废石排放;通过生产设备和生产工艺的改进和优化,实现对矿产资源的高效节约集约利用,减少废弃物排放。

    目前,已经涌现出一些重金属修复技术,比如利用钝化剂使重金属的形态趋于稳定,利用超富集作用的植物吸收土壤中的重金属。重要地块被污染又不易治理的话,直接给土壤搬个家,将污染土壤移走,将清洁土壤移来。

    土壤是我们人类赖以生存的资源,要把生态文明理念贯穿到整个土地资源和矿产资源的开发利用过程中不仅要注重土地数量的保持,还要注重土地利用质量的提升,实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。

    宜兴保磷矿基地选矿厂实现零排放

    周文雅 吕振福

    磷矿是地球上不可再生的非金属矿产资源,是一种重要的化工矿物原料,是保证粮食安全不可替代的矿产资源。

    根据《全国矿产资源规划(2016—2020年)》,我国规划有3个磷矿资源基地:滇中、贵州开阳-瓮福、湖北宜兴保。中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所46种重要矿产资源开发利用水平调查项目组2019年奔赴湖北宜兴保磷矿基地进行开发利用水平调查,考察基地内资源的可持续保障情况、开采选别技术水平、尾矿废石的排放情况。

    2018年全国共有磷矿采矿权证288个,湖北宜兴保磷矿资源基地有磷矿采矿权证62个。磷矿是湖北在全国最具比较优势的矿种,查明资源储量74.96亿吨,位居全国第一。为了提高生产效率和产品质量,大部分企业都会优先使用高品位磷矿,以避免不必要的原材料消耗、减少产生的废渣、提高磷矿的利用率。中低品位的磷矿石一般要通过一些特定的选矿技术,得到磷含量较高的精矿,才能用于后续的生产。宜昌的磷矿资源具有明显的夹层结构,中层为富矿,上下两层均为贫矿。特殊的矿层结构加上历史原因,宜昌当地采富弃贫的现象普遍。

    湖北省磷矿资源管理暂行办法要求对磷矿必须“全层开采,全部入选”;对开采规模实行总量控制;对磷矿石(粉)实行凭准运单运输的准运制度;逐步重组和关闭生产能力在 15 万吨/年以下的磷矿企业,提升资源利用水平。宜昌市继续减少磷矿石开采计划,2018年在1300万吨的基础上又缩减了300 万吨。一系列措施,有效保障了湖北磷矿资源的可持续发展。

    2018年,湖北宜兴保磷矿基地内磷矿企业有62家,在产企业54家,均采用地下开采,运营期间采掘废石不出坑,回填采空区,既可降低采空区上方的开裂、沉降变形,又防止固体废弃物对环境的污染。由于基地磷矿实行开采总量控制,基地内总设计采矿能力3212.5万吨,实际采出矿石1440.795万吨,平均采矿产能利用率46.02 %。

    湖北宜兴保磷矿基地选矿厂普遍采用重介质旋流器进行磷矿选别。磷矿原矿破碎后进入重介质旋流器,品位高的磷矿颗粒在旋流器中下沉,成为精矿产品;品位低的磷矿颗粒在旋流器中上浮,随溢流水排出,成为尾矿产品。所有生产废水净化后全部循环使用,完全实现零排放。

    宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿废石70.94万吨,年利用磷矿废石95.87万吨,磷矿废石累计积存量为194.26万吨,2018年磷矿废石利用率为135.14% 。

    宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿尾矿41.32万吨,年利用磷矿尾矿37.32万吨,平均磷矿尾矿利用率为90.32 %,累计磷矿尾矿积存量为95.89万吨。

    磷矿属于不可再生资源,缺乏相应的替代品种,被列为我国重要的战略资源,在国家粮食生产安全中占有极其重要的地位。湖北宜兴保磷矿资源基地资源储量大,2016年湖北远安发现一特大型磷矿床,初步探明储量达4.29亿吨,是我国首次发现的单一矿区最大规模磷矿,后备资源丰富。湖北对磷矿实行开采总量控制性管理,可有效保障我国未来磷的供应能力,保障我国粮食安全,助力中国磷业发展。

    材料界的“百变星君”——石墨

    郭理想 张然 刘磊

    地球上的碳分布非常广泛,既可以分布于地壳表层,又可以存在于地壳深部甚至是地球内部更深处的地幔中。此外,碳还是地球上生物体的基本组成元素之一。同时,其存在的状态也很多样,氧化态、还原态以及单质形式的碳均能在各种自然和人为环境中存在。截至目前,自然界中已发现的由碳单质构成的物质有三种:第一种是价值斐然、人尽皆知的钻石,第二种是与我们的日常生活密切相关的石墨,第三种是尚存争议且人们知之甚少的卡宾碳。

    石墨最早由德国矿物学家A.G.Werner(1749~1817)命名。自然界中产出的石墨外观呈现出钢灰色或黑色,形状主要有鳞片状和土状两类,还有部分以块状形式产出。其化学成分主要是碳,天然产出的石墨成分纯净的很少,其中常包含SiO2、Al2O3、FeO以及粘土、沥青等杂质。

    石墨矿床的形成需要具备以下两个主要条件:大量的碳,即碳质要集中,它们是形成石墨的主要原材料;合适的热力学条件,例如相当高的温度,好比是工厂中用于生产的机器需要合适的工作参数和加工环境。

    全球石墨资源分布广泛,美国地质调查局最新发布的《世界矿产品概要2019》中的数据显示,全球范围内的石墨储量主要分布在土耳其、中国、巴西、莫桑比克、坦桑尼亚、印度、越南等国。其中晶质石墨主要分布在中国、巴西、莫桑比克、乌克兰、马达加斯加等地,隐晶质石墨主要分布在土耳其、印度、墨西哥等地。

    我国是传统的石墨生产和消费大国。石墨属于不可再生资源,是我国的优势矿种,我国在2016年12月将晶质石墨列入国家战略性矿产目录。根据自然资源部最新发布的《中国矿产资源报告2019》显示,我国晶质石墨查明资源储量为4.37亿吨,主要分布在黑龙江、山东、内蒙古、吉林和湖南5个省(区)。我国已发现的石墨矿床总体上可分为三种类型:区域变质型,如黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿、山东省青岛市莱西南墅石墨矿、内蒙古自治区乌兰察布市兴和石墨矿等;接触变质型,如湖南省郴州市鲁塘石墨矿,吉林省吉林市磐石烟筒山石墨矿等;岩浆热液型,如新疆维吾尔自治区昌吉苏吉泉石墨矿,巴音郭楞蒙古自治州尉犁县托克布拉克石墨矿等。

    石墨的用途也颇为广泛。石墨具备良好的导电、导热、润滑、耐磨,以及耐高温、抗腐蚀、防辐射等诸多优良性能,能用于制造各种产品,被广泛用于国民经济的各个行业,可谓是材料界的“百变星君”。在传统行业中,石墨可作为耐火砖、坩埚、增碳剂等,应用于耐火材料和钢铁工业。由于洁净钢及超低碳钢的发展,以及节能降耗的要求,开发低碳耐火材料已成为必然趋势,石墨在炼钢领域的用量正逐步降低。

    在新能源领域,石墨可作为锂离子电池的负极材料。负极材料对石墨性能要求较高,通常需要将石墨球形化以后,提纯到99.9%以上。在核能领域,天然石墨也发挥着重要作用,球床式高温气冷堆的球形燃料元件中,天然石墨占据64%的比例。

    石墨烯是近年来的热点新型碳材料。英国曼彻斯特大学的物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年首次发现了石墨烯,他们也因此荣获了2010年的诺贝尔物理学奖。我国目前已经实现以天然石墨为原料,通过氧化石墨-还原法制备石墨烯粉体的工业化量产过程,并在防腐涂料、导热膜等领域有较好的应用效果。未来石墨烯在新能源汽车、海洋工程、能源发展、高端装备、环境治理等领域的应用将进一步深入,有望成为各个重大领域不可或缺的应用材料。

    “工业味精”——锡矿的开发利用

    田敏 张红新

    地壳中锡的平均含量只有0.004%,属于比较稀贵的金属。目前已发现锡矿物和含锡矿物50余种,其中具有工业意义的主要矿物为:锡石、黄锡矿、圆柱锡矿、硫锡铅矿、辉锑锡铅矿。地球上锡矿主要呈带状分布在东南亚和东亚两大锡矿带,东南亚锡矿带北起缅甸的掸邦高原,沿缅泰边境向南延伸到印度尼西亚。东亚锡矿带西起中国云南个旧,延伸至广西,南起朝鲜,经中国延伸至俄罗斯。中国居于东亚锡矿带的主要区域,因此成为全球锡资源储备第一大国。近年来数据显示,全球锡储量共约480万吨,中国拥有150万吨,印尼80万吨,巴西70万吨,玻利维亚40万吨,澳大利亚37万吨。

    我国锡矿资源分布较为集中,主要分布在云南、广西和湖南三个省(区),三个省(区)锡精矿产量合计约占全国总产量的90%。目前,世界上有20多个国家开采锡矿,自1993年以来中国锡精矿产量一直居于世界第一。

    我国锡矿资源按照矿物组成不同分为三类:原生锡矿、砂锡矿和其他类型锡矿石,储量分别为92.88%、0.80%和6.32%。原生锡矿主要分布在广西和云南,合计占总累计查明储量的83.06%。目前,工业生产中锡矿选厂根据资源类型的不同,共有7种方法处理矿石,分别为重选、单一浮选、浮-重-浮、浮-磁-重、重-浮-磁、重-磁-浮、重选-浮选,重选法处理矿石量最多,单一浮选法处理的原矿品位最高。我国资源量最大的原生锡矿和砂锡矿主要采用重选工艺,使用的机械设备有跳汰、摇床、溜槽及离心机等重选设备。我国虽然锡矿储量丰富,但品位较低,主要集中在0.1%~1%之间。国内矿山企业着力提高锡矿伴生资源综合利用水平,通过科学制定选矿工艺,回收共伴生组分11种元素,包括镉、硫铁矿、镍、铅、锑、铁、铜、钨、锌、铟、银。

    锡最大的优点是可以100%回收,符合环保、节能、节约资源的国家战略,国家不断出台多项政策鼓励扩大锡的应用领域。近几年,我国电子产品出口日益增多,在欧盟《关于报废电子电器设备指令》和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》发布实施后,欧洲将强制步入无铅化电子时代。中国电子无铅化趋向势在必行,预计我国在锡焊料领域中消费量年增长率将在10%左右;塑料工业生产因环保要求,将扩大锡热稳定剂的使用;硫酸亚锡作为新型绿色环保水泥的添加剂,在近几年发展较快。随着我国汽车、钢铁、机械制造业和矿山工业的发展,锡的使用量会逐步增加,锡产业将迎来长期良好的发展前景。

    你了解氟中毒吗?

    冯乃琦 张永康 曹耀华

    氟在自然环境中广泛分布且与人体健康密切相关,主要分布在人的骨骼、牙齿、指甲和毛发中。氟是与人体健康密切相关的必需微量元素,但若摄入过量就会引起氟中毒,氟污染还可以使动植物中毒,影响农牧业生产。我国地方性氟中毒病区分布广、病情重,遍及29个省、市、自治区。全国有病区县1314个,病区村10万余个,受威胁人口超过1亿人。

    一、什么是地方性氟中毒?

    地方性氟中毒,是指在自然条件下,人们长期生活在高氟环境中,主要通过饮水、空气或食物等摄入过量的氟而导致全身慢性蓄积性中毒。

    二、地方性氟中毒的危害是什么?

    地方性氟中毒是一种慢性全身性疾病,主要表现在牙齿和骨骼上。对牙齿的损害主要表现为氟斑牙。主要危害为7~8岁以下的婴幼儿,一旦形成残留终生。

    对骨骼的损伤会引起氟骨症,主要表现腰腿及全身关节麻木、疼痛、骨关节变形,出现弯腰和驼背,最后发生功能障碍,乃至瘫痪。另外还可能对神经系统产生障碍,对肌肉、肾脏、甲状腺、甲状腺旁腺等产生不同程度的损害。

    三、大气、土壤和水中的氟是从哪里来的?

    大气中的氟:大气中氟的人为来源主要是工矿业的生产过程和煤炭燃烧的排放,以气态和颗粒形式将氟化物释放到环境中。

    土壤中的氟:土壤中氟的来源主要有3个途径:岩石中含氟矿物的风化;火山喷发进入大气的含氟化合物经干湿沉降进入土壤;人类工业活动。据估计,我国磷肥厂一年排放10多万吨氟,砖瓦厂排氟量达50万吨以上。此外,钢铁、制铝、化学磷肥、玻璃、陶瓷、氟化工等工业以及燃煤过程中排放的含氟三废,数量也极高。

    水中的氟:萤石和磷灰石的溶解是地下水中氟的主要来源,黑云母、角闪石以及含蛭石、高岭石和蒙脱石的黏土矿物也是其来源之一。

    四、地方性氟中毒有哪几种类型?

    根据氟的来源和摄氟途径不同,将地方性氟中毒分为三大类:饮水型氟中毒、燃煤污染型氟中毒、饮茶型氟中毒。

    五、地方性氟中毒临床表现有哪些?

    氟中毒最突出的表现是骨骼和牙齿受损害。骨骼损害引起氟骨症,出现全身关节疼痛,四肢或躯干麻木,手足抽搐、僵硬,严重时还有关节活动困难,弯腰驼背,胸廓变形,甚至不能直立行走,丧失劳动能力。

    六、影响氟中毒发病的主要因素有哪些?

    一是摄氟量:摄氟量高,发病率高,病情严重。二是营养条件:蛋白质、钙和维生素有抗氟保护机体的作用。三是饮水中的化学成分及硬度。饮水中的钙和镁可降低人体对氟的吸收,促进氟从体内排泄,减少氟对机体的危害。饮水的碱度增强可使氟的活性增强,有利于氟的吸收和增加氟的毒性。四是抗氟元素的摄入,如钙、镁、铝、硼、锌、硒、铜、钼、铁等,可促进氟由体内排出或增强某些酶的活性,从而提高机体抗氟能力,降低氟的毒性。五是生活、饮食习惯与燃煤污染型和饮茶型地方性氟中毒有着极为密切的关系。

    七、氟中毒的预防措施有哪些?

    饮水型氟中毒病区预防的根本措施是降低水氟含量,使之达到生活饮用水卫生标准。

    一是改换水源。在有条件的地区采用引水、打深井等措施,使病区群众改用低氟水源。二是在干旱地区,可利用物理、化学方法除去水中过量的氟,使之达到生活饮用水卫生标准的要求。常用的方法有混凝沉淀法、活性氧化铝吸附过滤法、骨炭过滤法等。三是饮茶型氟中毒病区要大力宣传高氟茶的危害,使病区广大群众认识到高氟对人体健康危害的严重性,自觉改变不良的饮茶习惯,增强自我防病能力。

    八、地方性氟中毒该如何治疗?

    地方性氟中毒由于发病机理不太清楚,目前尚未研究出根本有效的治疗方法,只能对症或缓解某些症状,减轻病人痛苦。

    一是切断氟源,减少机体摄氟量。根据病区类型和特点,采取不同措施,把环境介质中的氟含量降到或控制在国家标准范围内,减少机体摄氟量。

    二是减少机体对氟的吸收。利用某些元素与氟的亲和力与氟离子结合,形成新的难溶性盐,不能被机体吸收利用,如铝、硼、钙等元素。

    三是促进体内氟的排泄。体内氟主要从肾脏排泄,某些药物和元素能促进氟从机体排出。如甘草和维生素C,两者对增强体内新陈代谢、加强利尿解毒有一定作用。

    四是改善生活条件。生活条件和营养状况对地方性氟中毒的发生与发展有直接影响,改善生活条件,增强机体抵抗力,补充必要的营养,有利于减轻发病和提高疗效。

    五是对症治疗。地方性氟中毒患者常出现疼痛、麻木、抽搐,以及消化系统、神经系统障碍等症状,可给以镇静、镇痛、助消化等药物,解除患者痛苦。

    九、刷牙会导致氟中毒吗?

    我国居民氟的适宜摄入量应在1.0到1.5毫克之间,可耐受最高摄入量为3毫克,超过此安全限值,氟就会在体内积蓄,引起氟中毒。我国牙膏含氟量标准是:成人牙膏0.05%~0.15%。如果使用1克的含氟牙膏(约1厘米长的膏体),每天刷牙2次,氟总量只为2~3毫克。刷牙后吐掉泡沫,已经吐掉了大部分的氟,剩下吞咽到体内的氟只是很少的一部分,不会对人体产生伤害。

    对于儿童,特别是6岁以下的儿童,由于吞咽反射比较差,容易在刷牙时吞入牙膏,要注意防止氟摄入过量。一方面,儿童应该使用含氟量更少的儿童牙膏,并且每天刷牙不超过2次。另一方面,家长要监督孩子刷牙,鼓励他们吐出泡沫,不要吞咽。偶尔发生的吞入不用过于担心,因为即使是使用含氟1500毫克/千克的牙膏,1岁儿童也要一次服下33克才会达到可能中毒量。

    走近资源王国 实现人与自然和谐发展

    近日,自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所研发的一种针对光释光测年检测用样品的取样装置,荣获国家实用新型专利(专利号:ZL201820349313.1 )。

    该装置包括钻取外管、取样内管、钻头连接器和钻机;所述钻取外管一端为钻取端,另一端为连接端,钻取端设置有若干合金钻头,连接端通过所述钻头连接器连接所述钻机;取样内管设置于钻取外管内,取样内管的内径与钻取外管的钻取端合金钻头处内径相等。该实用新型采用可以方便、快捷的进行光释光检测样品的野外取样,特别是对于岩性坚硬的黄土沉积物或者胶结较硬的沉积物,能够大大提高取样精度和样品质量,从而确保样品测试的可靠性和准确性,既解决了特殊岩性的取样难题,同时节省科研人员的体力,提高了科研人员野外现场的取样效率。

     
     
    一种针对光释光测年测年检测用样品的取样装置获国家...

    “叮叮叮”、“咣咣咣”、“叮叮咣咣”……7月4日中午,烈日炎炎下,温度超过40度的“海洋六号”后甲板传来打击乐般有节奏的敲击声,这里在进行一场音乐演奏?不,他们所做的其实是将一块1m×1m表面正方形的水泥块改造成原来大小的一半。

    “海洋六号”科考船自6月27日起航执行2018年深海大洋科考任务,近日抵达西太平洋作业工区,在完成多波束回波强度试验的基础上,按计划在目标海域海底布放锚系。技术人员正在改造的水泥块是在投放锚系时用来配重控制下沉速度的,通过对锚系结构设计及浮球、设备和水泥块重量的精确配比分析发现,现有水泥块的重量会导致锚系下沉速度过快,存在着设备损坏或锚系陷入淤泥太深等风险,进而影响回收成功率。

    由于时间匆忙,来不及制作新的水泥块,只能对现有水泥块加以改造,船上没有专门切割水泥块的工具,用铁锤将双层钢筋网结构的水泥块敲掉一半谈何容易!于是大家通过比赛的形式,从四边的中点连线,后甲板技术人员黎俊强、于立分、闫卫召和罗红波四位“雕刻师”每人负责一个角,将中心正方形以外部分去掉,看谁敲得又快又能保持整体结构的完整性。炎炎烈日下,大铁锤砸在1吨多重的水泥块上几乎纹丝不动,手却震得生疼。他们轮番上阵,挥汗如雨,工作服很快湿透,又慢慢被太阳烤干,再湿透……虽然这样,大家还是保持风趣乐观的态度,喊着“四十”“四十”、“八十”“八十”的拍子,互相鼓励,活跃气氛。

    花了将近一天的时间,“雕刻师”们终于将坚硬的水泥块改造成了最佳大小。根据水下定位监控显示,锚系在既定位置投放时下沉速度约1m/s,效果十分理想,而且锚系着底的位置也达到了预期要求,为锚系投放作业提供了有力保障,也为航段结束后锚系回收打下了良好基础。海洋地质人不畏艰难的精神和乐观积极的态度让人动容,他们不仅仅是雕刻师,也是演奏家,“叮叮咣咣”的声响,又何尝不是太平洋上华美的乐章。

    奋力改造

    一场特别的雕刻比赛

    46亿年前,地球诞生了,它内部有地核、地幔、地壳结构(图1),外部有水圈、大气圈和磁场。其内部蕴藏的丰富资源是人类赖以生存的物质基础。然而,地球有它自己的“怪脾气”,如地震、火山和泥石流等。这些“怪脾气”让我们人类损失巨大,也让我们人类望而生畏。从人类诞生之初到今天,科学家们都在尝试各种方法找到地球产生这些“怪脾气”的原因及应对方法,从地球表面到地球深部都在做各种探索和测量工作,特别是对地球内部的探索从来没有停止过,意图解开其中的奥秘。但是由于地球内部岩层、水层、温度、压力等的千变万化,迄今为止,我们人类对地球内部的了解仍知之甚少。2013年,我们国家实施了“松科二井”重大地调科研项目,通过向地下钻进深孔获取地壳岩石实物资料,从地壳内部“挖石”来打开探秘地球深部的通道。“松科二井”科学团队披荆斩棘,书写着我国深部探测的新篇章……

    那么,靠什么探秘地球深部的秘密呢?让我们一同来看看“松科二井”科学团队的“十八般兵器”和“独门绝技”。本文从取心钻探工具、取心技术创新、“泥浆”以及取心技术探索等四方面论述“松科二井”是如何打开地球深部秘密的。

    图1 地球圈层结构示意图

    挖石利器——取心钻探工具

    地球内部是一个极不均匀和极复杂的球体,从地壳到地核的岩层、水层、温度、压力等千差万别,想要在它上面钻眼“挖石”并非易事。而对于超过7000米的超深井——“松科二井”来说,难度更大。这是因为“松科二井”在向下钻进的过程中,一要保证钻的井眼不能坍塌和崩裂,二要保证取出的深部岩心完好无缺。要想达到这两个目标,不但需要有先进的钻进方法,而且必须有适合地下各种复杂多变地层的“挖石利器”——取心钻探工具。这种取心钻探工具和匹配的钻头是向地下钻进并抓取岩石的保障(图2)。“松科二井”在钻进过程中,其工作过程为:钻头在最底部通过高速转动不断“咬碎”周围的岩石,把中间的柱状岩石样本送入取心钻具里抓取、携带岩心的内筒,而取心钻具外筒源源不断的将钻进中需要的压力和转速传递给钻头,同时在转动过程中修整井壁,保护内筒。

    图2 KT 系列大口径取心钻具

    独辟蹊径——取心技术创新

    传统的科学钻探中大直径井段是先取心钻进一个小井眼,再用扩孔钻头重新钻进去扩大井眼至设计井眼直径。然而,在科学超深井钻探中面临的挑战是如何在大直径井眼中高效钻进,并且完整地抓取岩心。“松科二井”在钻探过程中取得一系列技术创新,如大直径同径取心、长钻程技术和大直径岩心原状出筒技术等,都为我们国家科学超深井钻探取得了技术上的突破。

    先来说说大直径同径取心技术。“松科二井”攻克了大直径取心钻头破碎岩石和粗大岩心抓取、携带出井等关键技术,并用国内首创的Φ311mm的大直径同径取心钻探工具直接钻进一个大井眼(图3),一次钻进至设计井眼直径,这样不但省去了传统的“小径取心,大径扩孔”过程中的很多工序,避免了“小井眼到大井眼”钻进中的很多风险,而且节约了大量生产物资,获取的岩心样品实物量是设计的5倍,为地学家们提供了更多极其珍贵的岩心。

    图3 Φ311mm大直径取心钻具组装与出井

    再来说说长钻程技术。“松科二井”在钻进过程中每次取心钻具装满岩心后需要把井中所有钻具提出,岩心被取出后再把所有钻具下到井里继续钻进。科学家们通过多次试验和技术攻关,实现了长钻程技术的突破,把每次可连续钻进深度(钻程)从10m、20m扩展到30m。在Φ311mm井段一次取心钻进长度(钻程)超过了30m,创造了该领域的世界纪录;而在Φ216mm井段、井深4700m以下一次连续取心钻进长度(钻程)更是达到了41.69m,在更难的Φ152mm超深井段一次连续取心钻进长度(钻程)超过33m,又连续两次刷新了世界纪录(图4)。“松科二井”科学团队所研发的这种长钻程技术大大减少了从井内提出钻杆、下入钻杆的次数,尤其是在井深超过7000m的时候,从井内提出钻杆、下入钻杆一次需要工人36个小时的长时间连续操作,实用价值巨大。因此,长钻程技术的应用不仅减小了工人的劳动强度,压缩了钻井施工周期,而且极大地节约了综合成本,更为以后更深的超深井工程开辟了新技术支撑。

    图4 四筒超长取心钻具与单次钻进获取的40m岩心

    最后说说大直径岩心原状出筒技术。为了保证大直径岩心出井后能够完整、原状从岩心筒取出,“松科二井”科学团队利用水力出岩心技术与工程现场的液压拆装台架辅助的机械出心技术,保证了4100多米岩心完整、原状出筒,为地学研究提供了一套优质、丰富的岩心实物资料(图5)。

    图5 获取的大直径岩心实物

    钻井血液——取心钻进中的泥浆

    “松科二井”完钻井深达7018m,在超深井向下连续钻进过程中,既要防止上部井眼完好且不坍塌,也要让钻头“咬碎”的岩渣从井底顺利排出,还要保证高速转动的钻头不会因为发热而提前报废,这些都得依靠“泥浆”即钻井液来实现。它就像人的血液一样,在钻眼过程中从地面到井眼最底部不停地循环、净化,传递水动力、冷却并润滑钻具,携带和悬浮岩屑,维护井眼周围井壁的稳定。而且钻井越深,温度越高,钻井液技术难度越大。“松科二井”每往下钻进100米,温度升高3℃~4℃,钻到孔底的时候温度已超过240℃,科学家们通过反复的研究和实验,研发出的新型钻井液配方经受住了井底240℃以上温度的考验,刷新了我国水基钻井液应用最高温度记录(图6)。

    图6 钻进过程中泥浆循环流动示意图(黄色箭头表示泥浆流向)

    寻找新大陆——取心技术探索

    超深井在钻到一定深度的时候会遇到各种困难,比如地球内部温度高、压力大、岩石硬度大、钻眼速度慢等,要想继续向更深的地球内部探索,就必须克服重重困难。科学家们已预想到了这些问题,如在大直径井眼取心钻进中怎么能不把钻杆全部从孔里提出来就可以把岩心全部取上来?在高温地层、坚硬的岩石中怎么能让钻头更高转速去“咬碎”岩石?怎么能在钻眼同时把井眼底下的各种数据直接输送到地面?“松科二井”在实施过程中,科学家们已对大口径绳索取心、涡轮钻取心、井底随钻数据采集与传输等技术做了大量的可行性试验,得到的技术和数据,为今后的万米超深井科学钻探储备了技术力量。

    “上天入地”揭开宇宙的神秘面纱,探索地心深处的奥秘,科学钻探“路漫漫其修远兮”,尽管现在我们只钻穿了地球的“皮毛”,但我们相信在科学家们不懈的努力和探索下,通过将来实施的万米科学钻探、超万米科学钻探,定会打开探秘地球深部的通道,那时我们距离地心会越来越近。

    中国矿业报:钻探挖石,打开探秘地球深部的通道

     

    基本情况:甘肃敦煌雅丹国家地质公园位于甘肃西部,敦煌市境内,距敦煌市区约180千米。公园内地质遗迹类型丰富多样,共77处地质遗迹点,包括地貌景观、地质构造、水体景观、环境地质遗迹景观4大类,构造形迹、流水地貌景观、风力地貌景观、沙漠地貌景观、湖沼景观、地质灾害遗迹景观6类,中小型构造、流水侵蚀地貌景观、流水堆积地貌景观、风力侵蚀地貌景观、沙漠景观、沼泽湿地景观、山体崩塌遗迹景观7个亚类。

     

    除雅丹地貌外,敦煌雅丹国家地质公园内还有其他类型多样、造型奇特的风蚀地貌。园区南部较为多见的风蚀谷与风蚀残丘,其形成是由于暴雨把地表侵蚀成很多沟谷,然后风再沿着这些沟谷吹蚀,经过多次反复,谷地逐渐扩大加深,发展成峡谷,称为风蚀谷。部分风蚀残丘由于其砂泥层中垂直节理特别发育,又经过多次暴雨的反复切割与风蚀作用,松软的沙土石被卷走,原来块状的岩石被切割成一条条石柱,成为风蚀柱。风蚀柱受风的磨蚀作用,在靠近地表的地方磨蚀作用更强,使其下部凹进上部突出,再进一步发展成蘑菇状,成为风蚀蘑菇。进一步发展,风蚀蘑菇就变得很不稳定,当大风吹来时,使之摇动,成为摇摆石。风蚀柱的根部也常常由于风的吹蚀作用而形成凹坑,成为风蚀洼地。散布在地表的卵石或砾石,在风沙和相互间的作用下,被磨蚀成多个光面,而且边棱清晰鲜明,造型奇特,被称为风棱石。

     

    据记载,中国的雅丹地貌面积约2万多平方千米,主要分布在青海柴达木盆地西北部,疏勒河中下游和罗布泊周围。

     

    主要景点:

     

    敦煌魔鬼城。属于古罗布泊的一部分,为沙漠平原区,光照充足,降雨量少,蒸发量大,四季多风,最大风力可达12级以上。雅丹地貌的岩石形成于距今约70万年的中更新世,为一套河湖相的砂泥质沉积物,颜色呈灰色、灰绿色和土黄色。由于风长期的猛烈吹蚀,松软的沙土石被卷走,地表被侵蚀成颇具规则的沟谷,而坚硬的土石层则成为高矮不等的土岗,强风又刀刻斧凿般地把土岗雕成一个个似人非人、似禽非禽的造型,如石人、石佛、石蘑菇、石孔雀、宝塔、蒙古包等等,千姿百态,维妙维肖。当夜幕降临之后,强劲的风发出恐怖的呼啸,犹如千万只野兽在怒吼,令人毛骨悚然。

     

    金狮迎宾。是雅丹地貌发育壮年期的产物。由于风吹、雨淋、水冲,大型雅丹体被侵蚀,沿裂隙不断崩塌而逐渐变小,形成了如雄狮伏卧的景观。

     

    猿人头像。雅丹体底部为圆形基座,上部呈柱状,其形态酷似猿人头像:凸起的眉骨,深凹的双眼,特征明显的嘴巴,像是一尊远古巨人的雕塑,在守望着这座“魔鬼城堡”。

     

    发展现状:2001年,敦煌市人民政府成立了敦煌市雅丹地貌风景区管理处,配备人员对景区进行全面保护与开发。由于地处罗布泊无人区,远离市区,无路、无电、无水、无通信联络,条件十分艰苦。在此情况下,雅丹地貌风景区管理处首先确定了保护区范围和游览观赏区,请地质专家普查地貌,请旅游专家制定总体规划,市政府公布了保护管理条例。2001年12月,敦煌雅丹被国土资源部批准列入全国第二批国家地质公园行列后,敦煌市政府投入资金修通了市区至雅丹景区的公路。景区建成光伏发电100千瓦的发电站及相关配套设施。近几年来,他们加大了雅丹的开发保护力度,与地质部门、沙漠科研院所联合开展了系列地质遗迹挖掘和保护研究,施工了环形道路,设立了外围防爬围栏等。

     

    2003年8月,敦煌雅丹国家地质公园正式开园揭碑,并对游人开放;2006年11月,被国家旅游局评定为AAAA级旅游景区;2005年3月,被西北风情旅游联合会确定为西北风情自驾车旅游基地;2011年8月,被国土资源部命名为“国土资源科普基地”;2012年10月,被甘肃省科学技术协会命名为“甘肃省科普教育基地”。

    敦煌雅丹国家地质公园

     

     

    ■基本情况

     

    庐山世界地质公园位于江西省北部,北临长江,东临鄱阳湖。公园面积500平方千米, 山顶平均海拔1200米。1996年被列入世界遗产名录,是中国第一个“世界文化景观”,2004年成为首批世界地质公园网络成员之一。

     

    庐山以典型的中国大陆东部山地第四纪冰川遗迹、地垒式断块山构造和变质核杂岩构造遗迹所构成的多成因复合地貌景观著称,其地貌与植物、文化、历史紧密相连。这里风景秀丽,森林茂密,飞流、峡谷、山峰、瀑泉齐备,风格迥异的异国别墅比比皆是,不同宗教和睦共处。从未间断的历史承载和丰厚的中西文化底蕴使它被誉为“人文圣山”。

     

    庐山的砂岩形成于8亿年前的海洋环境,那时候的庐山地区还是浅海。海沙经历沉积、胶结作用,再经过数亿年的地质作用,形成了巨厚、坚硬的砂岩。距今2亿年的时候,地球变得活跃起来,在平静的海湾下面,从地壳深处涌来一股强大的热流——岩浆,这股热岩浆一心想涌出地面,想把庐山地区这片美丽的海湾变成恐怖的火山。然而,厚实而又坚硬的砂岩把热岩浆压住了,不让它钻出地面,保护了美丽的地表环境。热岩浆虽然没能钻到地表,却把厚厚的砂岩地层顶得高高的,形成了巍峨的庐山。直到2000万年前,这股热岩浆才停止了疯狂的举动,不再往上涌了,静静地停下来、冷却,变成了花岗岩。

     

    距今300万年的时候,地球变得寒冷起来,进入了第四纪冰期时代。在高高隆起的庐山上,积满了厚厚的冰雪。在重力作用下,山顶上的冰雪开始向山脚下滑动起来,形成了冰川。冰川象河流一样,慢慢流向庐山四周,巨大的冰流在运动过程中,对庐山产生了剥蚀作用,冰川流经的路径形成了冰谷——U型谷,冰川的源头形成了许多冰斗、悬谷、角峰等特殊地貌。

     

    ■特色景观

     

    芦林湖

     

    芦林湖位于海拔1040米的东谷芦林盆地,四周群山环抱,苍松翠柏,景致优美。此处原是芦草丛生、野兽出没的芦林谷地,介于玉屏、星洲两峰之间。1954年在二峰间筑坝蓄水,次年建成。大坝高32米,长120米,宽12米,全湖面积约9万平方米,蓄水120万立方米。芦林湖所蓄之水为庐山牯岭镇1.3万居民的主要水源。

     

    五老峰

     

    五老峰地处庐山东南,因山的绝顶被垭口所断,分成并列的五个山峰,仰望俨若席地而坐的五位老翁,故此,人们把这原出一山的五个山峰称为“五老峰”。它根连鄱阳湖,峰尖触天,海拔1358米。五老峰陡峭挺拔,其东南面绝壁千仞,陡不可攀,而西北坡地势较缓,游人可循小道爬坡登山。唐朝大诗人李白曾在这里留下一首千古绝唱:庐山东南五老峰,青天削出金芙蓉。九江秀色可揽结,吾将此地巢云松。

     

    西谷冰川U形谷

     

    庐山上保存较好的冰川U形谷主要有王家坡U谷、大校场U谷、东谷U谷、西谷U谷、七里冲U谷、石门涧U谷、长垅涧U谷等。王家坡U谷位于庐山南侧,长达4000多米,宽约700米,横断面呈U字形,纵断面略呈阶梯状,上段相对较窄,下段相对加宽。U形谷内发现有较为典型的冰川条痕石,冰川条痕石的漂砾直径大于5米,略成五角形,由坚硬致密的石英砂岩构成,其上共发现有5条冰川条痕。

     

    大校场U谷位于女儿城刃脊与长埂刃脊之间,末端接芦林冰窖,有冰川堆碛物,底部发现有冰川作用挤压和碾磨而成的岩粉。1986年,国际第四纪联合会秘书长施鲁克特博士在此发现有炮弹状和熨斗状的砾石及冰川条痕石,认为这里与阿尔卑斯地区的冰川沉积的特征是完全一致的。

     

    岩溶洞穴

     

    区域内已发现的主要岩溶洞穴有6处。彭泽的龙宫洞与庐山的猴洞为一类,系由5.6亿年前的寒武纪泥质条带石灰岩被溶蚀而成。已开发的龙宫洞规模巨大,钟乳石内涵丰富多彩,洞长2.7千米,是一条别具特色的地下艺术长廊。猴洞正在开发,洞长近千米,其旅游价值远不如龙宫洞。九江县已开发的狮子洞与龙洞及瑞昌新发现的横港洞为一类,系由2.5亿年前的早二叠纪厚层石灰岩被后期地下水溶蚀而成。狮子洞分三层,钟乳石较发育,构成了40多个主要景点。龙洞位于湖口大桥西端,尚未开发。横港洞规模巨大,有一定的开发远景。九江县已开发的涌泉洞,由中下三叠纪白云质石灰岩被地下水溶解而成,洞体有三层,石笋、石柱、石幔、石帘样样齐全,构成了32个主要景点。

     

    ■经验推广

     

    2005年,庐山完成了世界地质公园数据库建设,网站通过国际地质科学联合会北京地质遗产办公室官方网站进行发布。2006年,庐山世界地质公园与中国地质科学院地质力学研究所合作,开展了一系列的科学研究。2011年7月,中国地质科学院科研基地在庐山挂牌,将长期在庐山进行有关科研教学活动。

     

    自2004年以来,庐山世界地质公园每年暑期都举办一期青少年地学夏令营活动,普及地学知识。2011年,举办了“两岸三地大学生科技文化夏令营”。

     

    庐山世界地质公园是中国地质大学(武汉)的学生实习基地,每年的暑假,大量来自中国地质大学(武汉)不同专业的学生到庐山实习。

    走进庐山世界地质公园

    考察组对冒沙现象取样

    太平镇砖混房屋倒塌严重

    考察组向村民了解地表破裂情况 本版图片由地科院雅安地震野外科学考察组提供

    双石镇在地震的破坏下已成废墟

        从雅安地震发生的那一刻起,各种媒体上有关地震成因的推测、分析、判断甚至争议就非常热烈。4月22日下午,中国地质科学院召开雅安地震院士专家研讨会,从地质学的角度也对雅安地震的发震机制进行了分析和研讨。希望,他们的思索能够为人们带来一些启示。

      1.地震2小时后,地质科学家到达震中,判断为逆冲断裂

      中国地质科学院的专家应该是最先进入震区的科学工作者。

      4月20日8时2分,四川省雅安市芦山县发生7.0级强震,得知讯息,正在四川工作的大陆构造与动力学国家重点实验室李海兵研究团队的4名成员:司家亮、云锟、张佳佳、王焕,立即从成都奔赴雅安芦山。仅仅两个小时后——10点钟,他们就从地震现场向位于北京的实验室发回了照片。

      照片可清晰地看到地震造成的破坏,乱石满地、房屋倒塌、道路损毁。当然,科学工作者的第一反应还是尽力搜集地震破裂造成的地表显示,寻找能够反映这次地震原因的蛛丝马迹。

      据前方调查的信息,此次地震的发震断裂为天全—大川逆冲断裂,为龙门山山前断裂——“安县/灌县断裂”的南段,位于宝兴和雅安之间。安县/灌县断裂的中段曾在汶川大地震时发生80公里的破裂。

      4月20日下午,李海兵研究员与司家亮等人在雅安地震重灾区芦山双石镇集结,组成科考队沿天全—大川逆冲断裂行进。据观察,地表未发现明显的破裂,但有大量地震喷沙和冒水现象。此时已经到了晚上,他们决定,第二日再奔赴宝兴,因为逆冲断裂上盘的破坏性可能更大,能够观测到的科学现象也会更多。但问题是,当时同为地震重灾区的宝兴堪称“孤岛”——由于地震造成的山体崩塌十分严重,大量巨石滚落导致交通中断,车辆无法通行。

      等待救援人员打通道路?

      心情急切的李海兵决定徒步赶去宝兴,尽管两地相距约40公里。

      21日早上8点,他们从芦山出发,经灵关,步行10多个小时赶到了宝兴县城。虽然此时已是晚上7点,但李海兵等人还是冒着余震穿行在宝兴县城查看灾情。大家的感觉是:尽管芦山至宝兴县城沿途的山体滑坡十分严重,但宝兴县城内建筑物破坏程度并不严重。

      就在同一天下午2点,中国地质科学院由副院长董树文带队的野外科学考察组也赶到了成都,随后,他们分为三个组分头工作。按计划,他们将对灾区的灾后重建选址进行相关地壳稳定性评估工作,同时对重要活动断裂进行考察,特别是将监控并高度关注新的地应力异常。

      22日上午,科考队与国土资源部在雅安市的前线指挥部会合,并研讨了下一步工作。中午12点,董树文带领的第一组继续从雅安经芦山前往双石镇。考察发现双石镇地表破裂现象不明显,但有比较集中的串珠状沙冒现象,与房屋的挤压破裂方向基本一致,方向大约北东40°;在双石镇中心人民医院后方桥头,房屋全部损毁,房基水平右行错动2~3厘米,未垮塌的房屋墙壁上均出现两组张性的X节理,钝角方向对着垂向;再往东南方向走,直到双河村林峡组,沿途一直有沙冒现象,且多为黑沙,初步判断为深部煤系地层所致。

      与此同时,由地质力学所张岳桥研究员带队的第二组从成都出发,经邛崃市、大川镇和太平镇一线到双石镇,沿途进行了震区地面破坏情况考察工作。初步结果表明:邛崃至大川间未发现地面有明显破坏,从大川附近开始出现建筑物破坏情况;大川至太平一线,沿途可见少量滑坡和崩塌,并有水泥路面破坏与变形现象,显示出较明显的近东西向挤压变形特点;在太平乡,建筑物破坏增多,常见无框架支撑的单层砖房倒塌现象,同时,土石路面出现裂缝和路基局部垮塌现象,并有平行北东向沟谷方向的小型张裂缝发育,但未见明显的同震地表破裂标志。从太平镇至双石镇,房屋破坏情况有进一步加重趋势,并在双石镇观察到水泥桥梁发生近东西向挤压变形破坏和地裂缝发育。

      由地质力学研究所副所长侯春堂带队的第三组则直接从雅安赶往芦山前线指挥部,参加了15时国土资源部抗震救灾远程会商视频会。

      晚上,地科院运送仪器的车队从北京赶到了灾区与调查组会合。

      2.从地质角度分析,雅安地震与汶川地震存在关联

      地科院身处北京的地质专家们,热切期盼着同事们从前方传来的一切信息。同时,他们也在紧张地研究着有关雅安地震的一系列科学问题。

      4月22日下午,中国地质科学院召开雅安地震院士专家研讨会。十余位与地壳稳定性研究相关的院士专家围坐在一起,高悬的大屏幕上显示的是一道从东北向西南斜劈在地壳上的巨大裂痕——这次地震、也是汶川地震的祸首——龙门山断裂带。

      龙门山断裂带位于青藏高原东缘,与四川盆地相交,长约500公里,宽达70公里,由3条大断裂构成,自西向东分别是龙门山后山断裂、龙门山主中央断裂、龙门山主边界断裂。这里也是地震多发区。

      在一幅《汶川地震及其余震分布图》上,密密麻麻的红点堆积在龙门山断裂带的北部和中部——汶川地震后不到一个月时间里,这里发生的余震次数就超过了万次。专家介绍说,5年前,由于汶川地震释放的能量巨大,龙门山断裂带北部中部近300公里的地方都发生了破裂,但是西南段的约100公里却没有破裂。

      这次破裂的恰好是当年比较稳定的地段。专家们根据现有资料初步判断,雅安地震与汶川地震的发生机理很相近,但汶川地震西南段以逆冲为主、东北端为右旋走滑断裂,雅安地震则为逆冲断裂。由于震级的差异,汶川地震的持续时间约90秒,雅安地震的持续时间约27秒,当然,两者的地表显示也差异较大。

      国家地震局拥有我国地震研究的主要科技力量,院士专家们对他们的观点十分重视。恰好当天上午,地科院的多位专家参加了国家地震局组织的一次紧急会商会,并带回了一些地震专家对雅安地震的解读。

      中国科学院院士、中国著名地球物理学家陈运泰认为,从震源位置、机制和震级大小看,雅安芦山地震是汶川地震强余震,是汶川地震破裂向西南方向的发展。而且,他5年前曾在一份政府内参中特别提到汶川西南100公里左右的宝兴一带可能发生七级左右强余震。

      雅安地震发生后,陈运泰院士研究团队根据现有数据资料对这次地震的破裂过程做了动力学模拟,推测的结论是:雅安地震破裂沿走向30公里,沿断裂层面40公里,最大错距离为1.6米,由于地震能量靠近地表基本消耗完毕,因而地表不会产生明显的同震破裂。

      这样的推测与地科院地质科学家在现场的观测情况基本一致,不过专家们也提出,由于地震现场科考的许多信息还没有充分采集和传递,判断模型与实际情况的吻合程度还需要更多的时间以便获得较多的详细的一手资料。

      现在地震科学界对于雅安地震是否为汶川余震的争议比较突出。对于陈运泰院士的观点,也有一些人持反对意见。理由主要为:两次地震之间的时间间隔较长,且这次地震与汶川地震的余震区有一定距离,两地之间有个中间段是没有地震的。

      据地震专家的判断,在这两次发震断裂的中间存在着一个地震障碍体。

      地科院的院士专家对此也进行了讨论。有专家提出,汶川大地震的方向是从汶川向东北方向展开,主要沿龙门山断裂带中央断裂的中—北段以及前山断裂的中段展布,而芦山地震则位于龙门山断裂带南端,在靠东侧的另一条断裂带上,是不是可以考虑雅安地震是龙门山断裂带上一次新的主震。

      院士专家们认为,是否为余震可能需要进一步的研究,但有一点是肯定的,两次地震在地质上具有明显的相关性,受力条件、孕育过程非常相似。他们还特别提出,研究地震的一大关键是对地震构造背景的准确认知,应该把活断层特别是发震的是哪条断裂搞清楚,要把地块是如何运动的搞清楚,最好建立地质模型。

      3.地应力监测数据,能够在一定程度上反映地震孕育发展

      说起地震研究,许多人都会想起一个名词——地应力。

      地质力学认为,地壳内的应力活动是使地壳克服阻力、不断运动发展的原因;地壳各处发生的一切形变,如褶皱、断裂等都是地应力作用的结果。

      我们从过往专家对龙门山断裂带地震多发的解释中很容易就能找到地应力的“影子”:青藏高原以每年10~15毫米的速度向东流动,在龙门山一带受到坚硬的四川地块的阻挡,积聚了大量的构造应力,形成了断层。该断层在不断受到青藏高原挤压的情况下,成为逆冲运动的多发区,因而易于发生地震。

      地应力监测首次与地震联系起来应该是在2001年。2001年11月14日昆仑山发生8.1级地震,当时正在昆仑山活动断裂带中段西大滩附近进行两个测点地应力监测的中国地质科学院地质力学研究所廖椿庭研究员,获得了一组珍贵的震前震后地应力数据。数据显示,昆仑山大地震前后断裂附近地应力大小和方向均发生较大变化,震前地应力高度集中,而震后地应力大小降低约2/3。

      从此,地应力监测走上了地震监测和研究的舞台。

      现在,人们普遍认为:地震的过程也是地应力释放的过程。正是根据这样的思路,许多人认为汶川特大地震应该已经把龙门山断裂带积蓄的能量释放得差不多了,并推测汶川地震后四川百年内都不会再有强震。

      其实这样的推测与地质工作者的地应力监测结果恰恰相反。

      据参会的廖椿庭介绍,他曾在几年前进行一个名为“龙门山地质构造断裂带及其与汶川蕴震动力条件分析”的课题时,选择了三个点作为地应力测量点:一个在鲜水河断裂与龙门山断裂交界处的康定,一个在发震的映秀,还有一个就在宝兴县城。然而,测出的结果让廖椿庭都大感意外——原本估计最不稳定的康定测点,地应力值最低,而应该“平稳”的宝兴测点,最大水平主应力值却最高。当时,廖椿庭研究团队曾在科研报告中对这一现象进行了描述,并建议继续关注。随后,地质力学所在雅安宝兴建立了长期地应力实时监测台站。

      那么,我们在雅安的地应力监测台站是否记录下了雅安芦山地震的信息?

      据专家介绍,雅安地震发震前不久监测曲线显示出跳跃,这引起了监测人员的注意,随即他们进行了跟踪分析,遗憾的是,由于缺乏确切的实例参考,综合分析尚未完成就发生了雅安地震。地震导致断电,数据也一度中断。但震后搜集的数据显示,发震时有两个方向的地应力值大幅增加。

      院士专家们研究了来自宝兴等处的地应力应变监测台站的实时监测数据,认为地应力测量数据在一定程度上反映出地震的发生和发展,这一点非常重要,但现在的问题是:一是,许多重要的数据还没能上升为科学的认识和规律,还需要加强资料分析和综合研究;二是,当前已有的各个台站的监测资料还比较分散,数据的共享和集成还很薄弱;三是,由于地应力监测工作与其他地震监测手段还没能密切结合,发挥的作用还十分有限。

      4.数值精确预报地震需要多部门多学科的通力合作

      地震预报是地震研究一个重要内容,更是一个人类期待解决的目标。

      就在雅安地震的前几日,深部探测技术与实验研究专项“岩石圈三维结构与动力学数值模拟”项目负责人、中科院院士石耀霖在深部专项成果交流会上,谈到了地震预报的问题。当时他说,地震预报也应该像气象预报那样,从基于前兆的经验预报逐渐转变为基于物理机制的数值预报,而其中的关键物理量就是——应力。

      地震发生后不久,他又很快发表了自己对雅安芦山地震的一些认识。

      他谈到,汶川地震强烈,断裂带长达近300公里,几乎整个龙门山断裂带都发生了破裂,但是西南段却有约100公里没有破裂。于是很多人都提出疑问:这一段落会破裂吗?破裂规模会有多大?什么时候破裂?

      他引用了地质力学研究所秦向辉等人的观测结果:“对比分析2003、2008和2010年在宝兴、康定地区4个钻孔的水压致裂应力测量资料,初步揭示汶川地震后断裂西南段现今地应力环境与地震危险性。研究结果表明:龙门山断裂西南段,尤其是康定地区,地震后仍然积累有较高的地应力,震后应力调整以积累为主;龙门山断裂西南端的最大水平主应力已经达到断层活动应力临界下限值,断裂活动进入临界状态,未来具有发生逆断层活动的可能性;结合地应力测量结果、地震地质等资料认为,龙门山断裂西南端具有潜在大震危险性,值得重点关注和研究。”

      显然,地应力监测显示,西南端一段没有地震破裂,但这一段落也是主应力积累率最高的部位之一。而且,汶川地震的发生,使从映秀西南到雅安这一段的龙门山断层发生类似机制的逆掩断层的地震危险增加。

      然而问题是,对于地震什么时候会发生,现有资料还难以回答,因为只有少量不深的钻孔应力测量资料,我们在数值预报探讨中还无法在雅安芦山地震前作出确切的预报。至少我们应该能回答另外两个问题:该段落现今地应力的绝对值究竟是多少?是否已经临近了岩石的强度?

      石耀霖院士说,雅安接近7级地震的发生,对于我们来说,不是什么意外的事情。但是,在没有地壳深部(10-20公里)基于观测应力(包含孔隙流体压力)的实测资料、断层强度的资料的情况下,我们仍然没有充分的定量的力学根据判断地震发生的时间——几年?几十年?几百年?就这两天见到的余震目录资料,目前的雅安芦山地震似乎还没有释放出这100公里断裂带内积蓄的能量,但是下一次接近7级地震发生在何时,尚缺乏资料作出估计。

      最后他谈到,作为数值地震预报的探讨,目前还不在于我们是否做了预报,更重要的是预报的根据。其中,地应力绝对值的测量和相对变化的可靠测量,具有非常重要的意义。

      这是一位地球物理学家对地应力的认识。参加本次雅安地震院士专家研讨会的三位院士同样对地应力研究颇为推崇,他们认为:地质学家在地震观测和预报方面具有自身的特点,特别是采用地应力测量的手段对地质体进行监测,但地应力只是地震研究中诸多方法中的一项,加强是一方面,但更重要的还是要与其他手段相结合,这需要我们的科学界打破部门界线、学科界线,通力合作。

      面对地震后令人心痛的雅安,面对电视中无数双饱含痛楚和期待的眼睛,我们衷心地希望,有一天人类能攻克地震预报的难关,让人们远离地震的魔影。 

     

     

    用科学解剖地震 用合作赢得希望

     

    我国海域天然气水合物试采成功 图片来源于中国地质调查局网站 

     

    新华社北京5月18日电

    5月18日,我国海域天然气水合物(可燃冰)试采成功,从理论、技术到工程、装备全方位完全自主创新,在全球能源勘查开发领域实现了由“跟跑”到“领跑”的跨越,对保障国家能源安全、推动绿色发展、建设海洋强国具有重要而深远的影响。这是习近平总书记提出“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”重要论断以来,我国地质科技战线取得的又一重大成果。

    深地有金,深海藏能。近年来,地质科技战线制订实施深地、深海、深空“三深”战略,先后在“深部找金”和深海采“冰”方面取得重大突破——胶东半岛一举新增黄金资源储量2400余吨、南海可燃冰试采成功。这些是中国人民勇攀世界科技高峰的标志性成就,对推动能源生产和消费革命具有重要而深远的影响。这些成果的取得印证了这样一个道理,只要遵从理论与实践相结合的辩证关系,就能不断从创新中获得财富和力量。

    可上九天揽月,可下五洋捉“冰”。我国深海试采可燃冰成功,标志着我国在深海进入、探测、开发等关键技术上取得重大突破,打开了通往地球深部的一扇未来之门。

    为缓解人口、资源、环境困境,世界大国竞相加强海洋调查研究和海洋资源开发。其得失成败,关键在科技创新。谁掌握了先进理论、开发出先进技术,谁就能率先造福本国人民。

    地球深部开发对生态环境的扰动比地表更小,更符合生态文明建设要求。此次可燃冰试采使用了一系列新技术,特别是建立了完善的安全保障和环境监测体系,其覆盖全程的环境保护预案使中国装备、中国方案成为科技创新、高效利用、洁净生产相结合的典范。

    地球深部蕴藏着无尽的科学之谜,是维系万物生存的物质根本、能量基础。由于坚硬的岩石、高温高压的极端环境,人类对地球深部的认知远未达到对太空的认知程度。地球深海是研究解决生命起源、地球演化、气候变化等重大科学问题的前沿领域。向地球深部进军,就是向科学要生产力,中国人有信心在对自己行星的探索中走得更远。

    下五洋捉“冰”!向地球深部进军