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    为持续推进地球物理装备现代化建设,提高找矿勘探中中浅层(3000米以浅)地球物理探测分辨能力,助力新一轮找矿突破战略行动,8月25日至8月29日,中国地质调查局成都地质调查中心勘查室联合装备处在甘肃省陇南市某已知矿区对时频电磁系统进行了首次应用试验。

    此次交付的时频电磁系统是近些年来电磁法的创新性成果,填补了中浅层(0~3000米)电磁探测的空白。与传统的天然场源电磁法相比,时频电磁法采用人工地面布设大功率场源,利用变频方波电流激发深部地质体,在地面进行电场、磁场分量观测,同时获得时间域和频率域电阻率。此外,还可以利用Cole-Cole模型并参数机器学习计算得到频率域极化率,二者相互约束,能够获得更加准确的地下地质结构,近些年在油气资源勘探、固体矿产勘查中该方法发挥了重要作用,尤其对硫化物矿床勘查有较好的应用效果。

    本次应用培训试验选择已知矿床,从野外工作流程、仪器操作、野外数据处理等方面进行了全方位启用培训。同时,操作人员对比已知矿床,就反演结果与厂家开展了交流研讨并一致认为时频电磁法抗干扰能力强,在保证探测深度的同时大大提高了纵向分辨率,纵向探测分辨率能够基本达到米级,误差达到μV级,无论从定性还是定量方面都有较大的提升。

    下一步,该系统会尽快投入到“上扬子西缘成矿带战略性矿产调查”“西南三江成矿带战略性矿产调查”等中心重点工作中,最大限度地发挥其探测深度大、分辨率高、抗干扰能力强的优势,努力让地球物理勘查在“新一轮找矿突破战略行动”发挥更大更有效的作用。

    野外采集

    野外培训

    电阻率、极化率反演效果

    提高中浅层地球物理探测精度,助力找矿新突破——成...

    吕庆田作学术报告

    “地球物理”四个字对于吕庆田来说,有一种特别的意义。

    1981年,在老师的建议下,懵懵懂懂的他来到了长春地质学院,开始了应用地球物理专业的学习。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,从一名实习研究员干起。从此,便是大半生无怨无悔地付出。

    寻找深部资源宝藏

    深入地球内部是人类一直以来的梦想。然而,想要了解地球深部,却是异常艰难。厚厚的固体地球介质、复杂的地质条件,挑战着人类的认识的极限。了解地球深部如此艰难,我们为什么还要进行深地探测?

    在吕庆田看来,两大因素促使我们必须探测深部。

    其一,国家资源保障的现实需求。地表或浅层矿产发现的机会越来越小,立足国内,实现资源自给,资源勘查必须要往深走。向深部要资源能源,提高资源储备、缓解资源能源紧缺,是保障国家安全和可持续发展的战略选择。

    其二,认识地球深部运行规律。“金属的富集及矿床的形成、地震的发生、山脉的隆升等,最终还是受地球深部各种物理、化学和动力学过程的控制。目前我们对这一复杂的过程尚不十分清楚。只有通过对重要成矿带、地震多发区进行精细探测,就像‘CT’扫描一样,才能逐渐揭示地球深部的‘庐山真面目’。”吕庆田说。

    在国家重大需求和科学探索双重背景下,近20年来,吕庆田和他的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。

    “以往认为,成矿作用大都发生在板块边缘,与板块边缘造山密不可分,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。”吕庆田和他的团队经过不懈努力,在长江中下游成矿带发现了独特的地壳和上地幔结构特征,发现了大陆内部块体边界控制岩浆—流体活动的反射地震证据,建立了陆内成矿的深部动力学模型。

    在矿集区深部结构和成矿过程方面,他们发现了壳/幔边界基性岩浆底侵的反射地震证据,提出了“多级岩浆系统”结构模型;发现了隐伏在庐枞火山岩之下的两个侏罗纪盆地;精细刻画了庐枞、铜陵等多个矿集区的精细结构和断裂系统空间展布,对认识成矿过程意义重大。

    “我们认为,这些发现可以诠释为什么在长江中下游这个狭窄的带内,形成近百个大中型金属矿床。与板块边缘成矿类似,大陆内部在远程应力的作用下,在组成块体之间也可以发生大陆俯冲,俯冲导致壳幔强烈相互作用,最终沿块体边界形成大陆内部的巨型成矿带。”吕庆田说。

    如何开展深部找矿,这是吕庆田及团队面临的另外一个重大现实问题,目前国内外尚没有现成的经验可以借鉴。他们认为,与地表找矿类似,深部找矿必须先搞清楚地下三维结构,即了解地层、岩浆岩和构造的空间分布。经过反复探索,他和他的团队提出了地质信息约束下的重、磁三维地质建模技术,初步实现矿集区的“透明化”。

    通过研究和探索,吕庆田和项目组提出了基于三维结构、区域成矿模式和示矿信息的“三元”深部找矿方法,并利用这一思路在新疆、长江中下游多处取得深部找矿突破。比如,在新疆伊吾县拉伊克勒克戈壁滩发现了隐伏大型斑岩—矽卡岩矿床,获得333﹢334铜资源量101.5万吨,预测该矿床具有超大型铜矿远景。

    长江中下游成矿带多尺度深部探测试验,形成了一套解剖大型成矿带成矿系统结构的技术解决方案,发展了多种地球物理数据处理与解释技术,为国家“创新2030—地球深部探测”重大项目的实施提供了技术储备。

    创新深部资源探测技术

    如何“看透”地球内部,精准发现深部资源,技术创新最为关键。

    “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。

    面对我国矿产勘查技术在探测深度、精度和分辨能力等方面与国外差距较大的现状,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“深部矿产勘探技术”重大研发任务。

    研发团队克服重重困难,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,技术指标总体接近或局部超过目前国际先进水平。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,研制出了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。

    “这一轮的勘查技术研发,使我国在地球物理勘查技术领域极大缩小与国外的差距,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。

    向地球深部进军

    几十年的不懈努力和学术积累,吕庆田及其团队取得了丰硕成果,收获了不少荣誉。先后获得国家科技进步一等奖、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;入选新世纪百千万人才工程国家级人选。他带领的深部资源探测研究团队入选自然资源部高层次科技创新团队。此外,他还为国家培养了一批深部资源探测人才,为深部资源领域的研究和调查作出了突出贡献。

    “向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”,这是习近平总书记在2016年5月30号“科技三会”上发出的号召。

    “相比于西方国家,我国的深部探测工作起步较晚,在探测技术和实际探测覆盖面积方面与西方国家差距较大,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。”吕庆田说。

    当前,我国正在酝酿启动“创新2030—地球深部探测”重大项目。未来,我国的地球深部探测将紧密围绕国家资源能源重大需求,瞄准国际地球科学前沿进行布局。

    “入地中国梦”的大幕刚刚拉开,向地球深部进军即将全面启动。吕庆田及团队正在积极准备,迎接未来更大的挑战。

    虽然人类直接钻探深度在不断加深,但与6000多公里的地球半径相比,我们还仅仅只停留在地球的表皮。如何拓展深部空间,认识地球深部运行规律,发现更多的资源,是吕庆田毕生的奋斗方向。

    科技创新人物 吕庆田:探向地球深部

    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...

    弈棋落子,首重布局。2016年11月8日,中国地质调查科技创新大会暨纪念中国地质调查百年学术研讨会召开,中国地质调查局确立了以科技创新改造、支撑和引领地质调查的总体布局,确定了到2050年地质科技创新发展的“三步走”战略目标。《中国地质调查局党组关于深化地质科技体制改革提升地质科技创新能力的指导意见》等20余个配套制度相继出台,地质科技创新政策措施不断完善。

    大政既定,三军疾进。2017年是中国地质调查事业走过第一个百年风雨历程、迈向第二个百年辉煌旅程的起始之年,也是中国地质调查局贯彻落实“三深一土”国土资源科技创新战略、建设世界一流新型地调局的开局之年。一年来,中国地质调查局上下一心,始终坚持瞄准国家重大需求、聚焦制约重大资源环境问题和地球系统科学问题解决的关键科技问题,促进科技创新与人才培养、团队建设相结合,与制度创新相结合,与科学普及相结合,与地质调查相结合,着力提升科技创新能力,一系列突破性成果受到全国乃至世界瞩目。

    无论是海域天然气水合物试采取得圆满成功,还是湖北宜昌鄂宜页1井钻获高产古老页岩气流;无论是全面支撑服务雄安新区规划建设,还是支撑服务赣南、乌蒙山定点扶贫;无论是地质调查综合信息服务平台“地质云1.0”正式上线服务,还是海洋地质八号、九号、十号下水形成“九船探海”的新格局;无论是西藏发现超大型铍锡钨稀有金属矿床,还是青海共和盆地钻获高温干热岩……一项项成果,显示出地质调查科技创新的强大动力。

    2017年1月9日,2016年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂召开,中国地质调查局参与的4个项目分获国家自然科学奖、国家科技进步奖和国际科学技术合作奖,囊括了国土资源系统本年度获奖的全部奖项,获奖数量创历史新高。10月23日,2017年度国土资源科学技术奖获奖成果揭晓,中国地质调查局参评的24项成果中有16项成果获奖,其中一等奖6项,占此次一等奖获奖项目的46%。以国家重大战略需求为导向,以解决国家能源、矿产、环境、灾害和基础地质问题为目标,地质科技创新的强大生命力正在不断彰显,“五问”“五不唯”的成果与人才评价标准得以印证。

    使命呼唤担当,使命引领未来。在科技创新的改造、支撑和引领下,中国地质调查事业正焕发出蓬勃生机,我国建设世界一流新型地质调查局的步伐正在加快,目标指日可待。

    新理论、新认识:引领能源、矿产、环境调查实现突破

    破梗阻、解难题,地质调查与科学研究深度融合,地质科技创新释放出的新动能和新活力不断迸发。

    站在历史的新起点,地质调查工作面临着前所未有的机遇和挑战。2017年,中国地质调查局聚焦“六大需求”,积极推进并实施“十大计划、60 个工程、300 多个项目”,并为每个计划、工程和项目都设立了科技创新目标。

    海域天然气水合物资源勘查工程自实施以来,把科技创新摆在核心位置,从天然气水合物形成的稳定条件、气体来源、气体运移、储集条件及其时空演化匹配五大要素出发,对天然气水合物成藏系统进行深入研究,揭示了南海北部大陆边缘天然气水合物成藏地质条件及控矿机制、异常特征及响应机理、富集特征及分布规律。在此基础上形成了南海北部陆坡天然气水合物成矿区带、成藏控制因素、成因模式以及动态成藏过程等重要理论成果,初步形成“高热流背景弧后盆地水合物成矿理论”,在天然气水合物资源勘查中发挥了重要指导作用,也为试采提供了重要的理论指导。

    在湖北宜昌,传统认为该地区古老地层生油生气早,难以成藏。作为久攻未克的南方复杂地质构造区,科研人员长期研究攻关,创新提出古隆起边缘斜坡带页岩气成藏新模式。据此部署的鄂宜页1井,不仅在地层形成于约5亿年前的寒武系水井沱组获得了高产页岩气流,而且首次在形成于约6亿年前震旦系陡山沱组发现页岩气藏,这是迄今全球发现的页岩气藏中最古老的地层。

    在贵州六盘水,由单一煤层目标层拓展为煤层、炭质泥岩、致密砂岩多个目标层,从而对整个煤系中的煤层气、页岩气和致密砂岩气开展煤系气综合调查的新思路,指引探获煤系气资源量达366亿立方米,比单纯的煤层气提高了6倍,并创下西南地区煤层气直井单井日产量新高。

    不断取得的新理论认识,为大型矿集区开辟了找矿新领域。在扎西康铅锌矿集区,“伸展热穹窿控岩,张扭性断裂控铅锌,压扭性断裂控金,剪切构造控制铍锡钨的规律”成矿新模型的提出,指引发现了厚大的矽卡岩型铍锡钨稀有金属矿体,揭示出西藏喜马拉雅成矿带除铅锌金锑等矿种外,还具有铍、锡、钨等稀有金属矿产的巨大找矿潜力。

    《1∶5万区域地质调查技术标准》《1∶5万矿产地质调查》《1∶5万水文地质调查技术标准》等3项技术规范的调整试行,从工作内容、工作方式、工作方法、成果表达、产品设计和质量保障六个方面修订了新标准,使地质调查的过程成为科学探索的过程,回归地质调查本来面貌。

    科技创新,不仅为能源资源矿产调查打开了新局面,而且为城市地质调查和环境地质调查提供了方向指引。

    城市地质调查被写入今年的政府工作报告,在当前新型城镇化建设和生态文明建设的新形势下,中国地质调查局瞄准空间、资源、环境、灾害开展多要素的城市地质调查试点示范。在党中央、国务院设立河北雄安新区的决定公布之后,中国地质调查局党组立足服务国家战略,将雄安新区作为开展城市地质调查的第一个试点地区。提出构建世界一流的透明雄安的目标,打造地热资源利用的全球样板,建成多要素城市地质调查示范基地,为雄安新区规划建设运行管理提供全过程地质解决方案。中国地质调查局组织11家直属单位和河北省地矿局所属10家单位,投入钻机203台、工程技术人员1700多人,经过近2个月努力,完成勘探钻孔516个、总进尺5.5万米、水土样品采集测试4万余件、综合物探测井近1万米,获取了90余万条数据。8月23日,中国地质调查局向雄安新区临移交了地质调查第一阶段成果。

    资源环境承载力调查通过近几年的探索研究,提出了资源环境承载协调发展理论——以自然资源环境禀赋条件的优劣确定社会经济发展目标。在这一理论指导下,开展了地质环境、地下水资源和矿产资源3个单要素全国试评价,选取河北省、安徽省,以及6个地级市和7个县(市)进行了试点评价,为优化区域功能定位、调整产业布局提供了依据。

    新技术、新装备:锻造向“三深”进军的利器

    善其事、利其器。在地质基础研究连获突破的同时,调查技术、勘探技术、信息技术创新也在日新月异,为地质调查工作向深地、深空、深海进军提供了重要利器。中国地质调查局将“三深一土”科技创新战略逐一分解,科学编制深地探测、深海探测、深空对地观测创新总体方案,并分别设立了地质调查工程,予以支撑。

    针对我国目前深部资源勘探技术装备对外依赖度高、关键技术受制于人的现状,国家“863”计划重大项目《深部矿产资源勘探技术》,以提高深部资源探测技术的深度、精度、分辨率和抗干扰能力为目标,目前已成功研制出具有自主知识产权的39台套仪器设备系统。这些仪器设备的问世,极大缩小了我国在资源勘查领域与国外的技术差距,初步实现了从“跟跑”到“并行”的技术跨越。

    在深部地球物理勘查技术方面,研发了适合矿区复杂条件下的深部找矿关键技术,开发了地下物探联合反演软件,攻克了低飞航磁技术地面干扰难题,创新金属矿地震探测技术,构建了有效的深部找矿技术方法组合。在深部钻探技术方面,集成研发了小口径深孔复杂地层钻探技术方法,有效解决了页岩气调查东塘1井和胶东李家金矿深部钻探技术难题。在深井观测技术方面,测温技术成功应用于我国干热岩深井原位测温示范,为我国矿产资源快速勘查与地质环境监测提供了新的技术手段。

    海域天然气水合物领域,实现了防砂、储层改造、钻完井、勘查、测试与模拟试验、环境监测六大技术体系20项关键技术的自主创新。一系列勘查开发理论、技术、工程和装备自主创新助推我国完成这一领域由“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。

    深海探测领域,“海洋地质八号”“海洋地质九号”“海洋地质十号”顺利下水,共同组成了我国深海探测的立体技术体系,也标志着我国海洋地质、地球物理及钻探等综合海洋地质调查能力跻身世界前列。“海洋六号”初步建立了基于多波束回波探测技术、海底摄像技术和箱式取样技术的“面—线—点”三位一体结核资源探测技术体系,极大地提高了深海资源探测的效率和精度。我国自主研制的4500米级作业型深海遥控机器人“海马”号在西太平洋富钴结壳矿区创下首次搭载钻机作业、首次进行富钴结壳厚度在线声学原位探测等多项深海作业新纪录,使我国在该领域的技术水平迈入国际先进行列。

    航空物探与遥感技术,是重要的现代化地质矿产勘查技术。目前,在我国重要油气盆地和成矿区带,采用先进的航天—航空—地面立体化的调查新方法、新技术,快速高效地获取航空物探遥感信息,极大提高了探测精度、探测深度和探测效率。研发了国产卫星几何辐射校正和多源卫星协同处理等国产卫星快速处理技术,极大提高了国产卫星数据处理精度和效率,实现了国土资源卫星业务化运行。

    2017中国国际矿业大会期间,中国地质调查局向社会展示了我国航空地球物理测量专用无人机飞行平台。正在研制的物探专用彩虹-4无人机飞行平台预计将于2018年试飞,2019年正式投入使用。这标志着我国无人航空物探领域装备将更加成熟和完善。

    为提升深空对地观测能力,中国地质调查局还启动了光学卫星星座建设项目,5米光学卫星工程的三颗卫星已完成正样产品研制。

    日前,我国地质调查综合信息服务平台“地质云1.0”正式上线服务。这标志着我国地质调查工作模式转型升级,基础地质数据与产品向社会提供集中服务,开创了互联网+地质调查全新时代和地质信息共享服务全新局面。相比普通的国内行业云平台,“地质云1.0”的目标更为远大,计划2021年~2025年建设成为全球地球科学重要研究平台,业务管理和信息服务等信息化水平全面达到世界一流,智能调查水平世界领先,为全球提供地质信息服务。

    新合作、新任务:大科学计划为国际地学贡献中国力量

    看前沿、怀世界,地质调查合作领域不断扩大,内容更加务实。

    瞄准国际地质科技前沿,地球化学和岩溶地质科技创新方面取得了国际地学界认可的成就。推进国际大科学计划的实施,中国的地质科学家向全球发出了合作邀约,我国地质调查开始以大国的胸怀、宏伟的计划、开放共享的格局,谋划一个更具有开创意义的地质调查新时代。

    由中国地质调查局引领的“化学地球”国际大科学计划,积极构建双边和多边国际合作网络,获得了国内外300余名科学家的积极响应与支持,与俄罗斯、美国等29个国家签订了合作协议,完成老挝、伊朗全球地球化学基准测量122万平方千米,绘制了3200万平方千米27个元素全球地球化学基准图。

    由中国地质调查局提出实施的“全球岩溶动力系统资源环境效应”国际大科学计划进展顺利,取得了积极进展。比如,中国地质调查局岩溶地质研究所牵头的IGCP661项目《岩溶系统关键带过程、循环与可持续性全球对比研究》成功获批,形成了40余个国家、200多名科学家组成的国际研究团队,以岩溶关键带为研究对象,致力于研究岩溶关键带的结构、形成与演化,关键带过程与碳水钙循环,关键带功能及其演变与可持续利用等科学问题。此外,还获批开展《岩溶关键带物质能量循环过程及可持续性探究》《中南半岛五国水文与环境地质合作编图》《全球气候变化影响表层岩溶带水溶蚀能力国际对比》等地质调查及研究项目。

    而由中国地质调查局提出的针对青藏高原地学研究的国际大科学计划在我国尚属首次。目前,中国地质调查局正在积极筹建青藏高原国际地学研究中心,将瞄准青藏青藏高原大陆边缘增生—碰撞造山与成矿过程、青藏高原隆升机制及其资源环境效应、西南“三江”复合造山与陆内构造转换成矿系统、青藏高原能源资源调查与科学钻探、青藏高原及邻区地热资源调查评价及控热机理、青藏高原地表演化动力学过程与地质环境效应、特提斯构造域图件更新与信息化服务等七大研究方向,全面提升青藏高原地球科学研究水平。

    多国合作、互助的地质科学研究模式已经形成;全面、系统的世界地球科学大数据即将为我国及世界更多领域、更多学科提供可学习和借鉴的经验;超越国界、空间和时域维度的地质调查创新研究进入实施阶段。中国地质调查局的目标是向全球提供学习、融合、发展的平台,将继承与发展、历史与未来、中国与世界有机统一,建立具有战略意义的全球地质科学宏伟格局。

    新方向、新目标:以党的十九大精神为引领,以科技创新为驱动力,加快推进地质调查事业发展

    思深方益远,谋定而后动。

    党的十九大作出了中国特色社会主义进入新时代的战略判断,提出了坚持人与自然和谐共生等一系列重要论述,对“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”进行了全面部署,这都为地质工作指明了方向,提出了要求。

    中国地质调查局党组在学习党的十九大精神会议上提出,要尽快把认识和行动统一到党的十九大精神上来,把智慧和力量凝聚到十九大确定的各项目标任务上来,为推动地质调查事业改革发展、加快建设世界一流的新型地质调查局作出新的更大贡献。

    党的十九大报告提出,加快生态文明体制改革、建设美丽中国。这正是新时代、新使命、新征程赋予科技工作者的新任务。深入学习、贯彻落实党的十九大精神,必须紧密依靠科技创新,全面推动地质调查工作战略性结构调整,夯实生态文明建设的地质支撑,推进绿色发展;加强页岩气、天然气水合物等清洁能源和石墨、锂等战略性新兴产业发展所需矿种的调查研究与评价,保障国家能源资源安全;着力解决突出的地质环境问题,加强对荒漠化、石漠化治理、湿地保护和恢复等方面的科学研究,积极参与大气、水、土壤污染防治“三大战役”;聚焦地球系统科学问题,为实施重要生态系统保护和修复重大工程提供科学依据,提高防灾减灾保障能力。这些都为地质科技创新指明了方向和目标。

    创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。科技是国之利器,是一个国家、一个民族发展的重要力量。在新时代、新要求的指引下,中国地质调查局将不忘初心、牢记使命,服务国家、造福人民,始终坚持以精准服务国家重大需求和国土资源中心工作为导向,始终坚持“以科技创新改造、支撑和引领地质调查”, 继承和发扬“三光荣”传统和李四光精神,践行“责任、创新、合作、奉献、清廉”新时期地质工作者核心价值观,把科技创新作为破解重大资源环境问题和地球系统科学问题的主要动力,以更加坚实的步伐将地质科技创新的蓝图变成现实,加快建设世界一流的新型地质调查局,逐步推动我国成为世界地质科技强国!

    2016年11月,多国科学家代表签署“全球岩溶动力系统资源环境效应”国际大科学计划支持函。

    2017年2月28日,“海洋地质八号”“海洋地质九号”调查船在上海下水。

    2017年5月18日,我国首次海域天然气水合物试采在南海神狐海域实现连续8天稳定产气,标志着试采圆满成功。

    2017年7月,中国地质调查局宣布鄂宜页1井钻获高产古老页岩气流。图为专家们在鄂宜页1井进行考察。

    2017年8月23日,中国地调局向雄安新区移交地质调查第一阶段地质调查成果。

     

     

    地质科技创新这一年

    2013年以来,历经十余年时间,通过不断地更新换代和升级改造,中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所(以下简称“物化探所”)持续科研攻关,成功研制具有自主知识产权的感应式系列磁场传感器,其性能指标已达到(部分超过)国外同类型产品。

    该系列传感器具有高灵敏度、低噪声和宽频带的特点,已从最初的单一频段发展到目前的多频段、宽频带,有效探测深度范围从几十米到数十千米,可直接适配于各类型国产地球物理电磁法仪器。物化探所目前已利用该传感器在江苏如东、天津滨海、辽宁青城子等地开展了应用示范工作,均取得了良好的效果,同时已销售到国内十余家地勘单位、企业和高等院校,产品质量可靠,应用成效突出,得到了用户的一致好评。

    感应式磁场传感器的成功研制和推广,在自身取得经济效益的同时,还实现了助推国内电磁探测装备进步、打破国外产品垄断及其国内市场售价下调的效果。下一步,物化探所将在进一步加大国内市场推广应用的同时,努力开拓国际市场。

     

    感应式系列传感器

     
    物化探所成功研制感应式系列磁场传感器

    航空电磁法利用自然界中物质的导电特性优劣,达到判断物体内部物理、化学特征的目的。对探测地球表岩层具有独特优势。沿着飞行轨迹的每条剖面就是一个切片,众多的切片组成立体图像,清晰透视地下岩层的结构,尤其是让那些深埋的地下水库无处遁形,能够获取岩石类别、深度、层序及含水量等特征信息。

    2021年,在松嫩平原水文地质调查工作中,使用中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所自主研制的iFTEM-II型固定翼时间域航空电磁系统,得以在一个小时内完成150千米的扫描,获得地下650米厚度的地质体电磁响应。不仅大大提高了探测效率,也弥补了该地区300米以下白垩系含水层结构研究的短板。

    下一步,航空电磁法还将沿着探测深度更大、空间分辨率更高、解译更加准确的方向开展研发和试验,逐步实现地下800米含水层结构的精细刻画。不断扩展航空电磁法应用领域,服务地下水战略储备区划定、海水入侵范围圈定、大厚度含水层探测等多种应用场景,不断提升含水层探测能力。

    (作者系中国地质调查局沈阳地质调查中心松辽流域项目负责人)

     
    航空电磁法透视地下含水层

    2018年6月6日,中国地质调查局岩溶地质研究所举办了城市地下空间高精度探测技术交流研讨会。

    北京派特森科技股份有限公司廖林博士向岩溶所科研人员介绍了混合源面波勘探技术和混合源三分量地震频率谐振勘探技术。这些技术在全国的多处城市地下空间探测中,取得了很好的应用效果。混合源面波勘探技术将主动源和被动源面波结合,相比常规物探技术,速度剖面具有浅部分层精度高,探测深度大的优点。而混合源三分量地震频率谐振勘探技术利用地震勘探中的多次叠加、微动频率分析以及场源匹配等,提高了信噪比,获得了对地下空间介质的精细成。多处实例分析对比,展示了这些技术在城市地下空间探测中的有效性、适应性和经济性。

    通过方法原理介绍、探测实例对比与分析等,结合岩溶区地面、地下特点,参会人员探讨了将这些技术应用到地下溶洞、裂隙探测的可行性和实施方案,从而为服务岩溶所地调、科研项目,加快项目实施进度,提高岩溶探测精度等提供技术支撑。

    岩溶所召开城市地下空间高精度探测技术交流研讨会

    2017年11月26日,国土资源部科合司会同中国地质调查局科外部,对依托物化探所建设的国土资源部地球化学探测重点实验室进行了验收。专家组在听取汇报、审阅材料、实地考察、质询讨论的基础上,认为实验室高质量完成了建设期任务,一致同意通过验收并正式挂牌。这为落实姜大明部长提出的“建成国际领先水平的地球化学创新中心,将国际研究中心、国家重点实验室和大科学计划一体化运行”要求和目标奠定了良好的基础,也为落实国土资源部“三深一土”战略提供了技术支撑。

    国土资源部高平副司长在讲话中指出,实验室建设凝聚了一大批高端科技人才的心血,在基础研究、技术创新、野外观测等方面开展了有重要意义的工作,紧跟国家科技创新步伐,体现了部科技创新项目与国家科技创新项目的相互对接。要求实验室优化建设,进一步激发科研人员创新能力,着力瞄准国家级科技创新平台建设方向,不断实现新突破。

    彭轩明所长简要回顾了实验室建设过程和取得成果。他表示,实验室顺利通过验收是物化探所科技创新平台建设的一件大事,标志着物化探所在服务国土资源战略需求、支撑科技创新的进程中掀开了新的一页。

    中国科学院院士李廷栋、中国工程院院士毛景文及与会专家听取了实验室主任王学求关于实验室建设情况的汇报并进行现场考察核实。

    实验室自2012年经批准建设以来,在地球化学探测理论技术和应用领域取得了一系列创新性成果和突破性进展,先后承担了国家重点研发计划、国家973计划、国家自然科学基金项目、国土资源公益性行业专项、地质矿产调查专项等各类科技项目58项,获经费支持2.87亿元,与50余个国家建立了交流合作关系,搭建了联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心合作平台,发表学术论文102篇,获国家科技进步二等奖一项、省部级科技奖4项、发明专利1项、实用新型专利4项、软件著作权2项,制定行业标准2项,实现科技成果转化3750万元;建成实验室办公面积8400平方;形成了优秀的以全球基准值、区域化探、穿透性地球化学为主的创新团队,团队入选国土资源科技创新团队。实验室建设期间,形成了全球地球化学基准与资源环境效应、区域尺度地球化学填图理论与技术、深部地球化学探测理论与技术三个研究方向,取得了丰硕创新成果:

    一是在全球地球化学基准与资源环境效应研究方面。完成“中国地球化学基准计划”,建立了覆盖全国960万平方公里的地球化学基准网,为评价环境污染现状和监测环境变化奠定了基础,也为全球地球化学基准网建立和应用提供了技术准备和典范,引领了该计划在全球的实施;制订全球地球化学填图技术系列指南,对世界地球化学填图标准化做出重要贡献,提升了我国的国际影响力;通过国际地球化学填图培训的方式,让世界共享中国先进技术,同时以“一带一路”为重点,指导并帮助20余个国家开展了地球化学填图工作;全球地球化学基准网建设持续推进,“化学地球”国际大科学计划成功启动,支撑了全球自然资源与环境可持续发展。

    二是区域尺度地球化学填图理论与技术研究方面。编制2016年“中国地球化学调查报告”,系统总结了我国实施的世界上持续时间最长、覆盖面积最大、调查技术最系统的区域地球化学调查及其成就,实现了重大科技创新;建立了地壳岩石和土壤样品中81个指标(含76个元素)的配套分析方案和分析质量监控系统,改进了样品加工流程,提高了分析精度;制订了从样品采集、分析与质量控制、数据管理与图件制作等系列多尺度地球化学填图指南。

    三是深部地球化学探测理论与技术方面。发展了能穿透巨厚外来覆盖层的深穿透地球化学探侧理论和技术体系,对隐伏矿的探测深度由之前的500米提高到目前的1000多米,对外来覆盖层的穿透能力则超过300米,实现了地球化学勘查从浅表矿到深部矿勘查的重大转变;总结提出了多维异常体系应用基础理论;建立了砂岩型铀矿地球化学勘查理论与方法,为盆地砂岩型铀矿地球化学勘查提供了理论依据和有效采样介质。

    以李廷栋院士为组长的专家组一致同意通过验收,认为实验室紧密围绕资源与环境领域重大地质问题需求,坚持基础理论、探测技术和评价应用并举,在全球地球化学基准与资源环境效应、区域尺度地球化学填图理论与技术、深部地球化学探测理论与技术三个研究方向开展了基础性、前沿性、创新性研究工作,取得了系列创新成果,建立了一支既具有高水平学术研究能力又富有奉献精神的中青年骨干队伍,为国土资源中心工作有效开展、高水平建设创新型国家提供了较好的支撑和服务,圆满完成既定任务目标。

    专家组听取实验室建设情况汇报

    实验室建设通过验收正式挂牌成立

    专家组实地考察标准物质研制情况

    专家组考察超净实验室

    国土资源部地球化学探测重点实验室通过验收

    近日,受地调局物化探所邀请,中南大学地球科学与信息物理学院何继善院士、李帝铨副教授等一行到所开展学术交流。

    物化探所郝国杰副所长对何继善院士一行到访指导表示热烈欢迎,并简要介绍了物化探所的历史沿革、研究领域、科技创新平台和最新业务机构调整等情况。

    何继善院士首先从基本公式、仪器设计、野外工作等方面分析了传统可控源音频大地电磁法(CSAMT)的局限性,进而介绍了通过严格求解电磁波方程后提出的广域电磁法技术,创新了三维电磁法勘查技术,能够利用较小的收发距获得较大探测深度,在油气勘探、页岩气勘探、地热资源勘查、固体矿产勘探等诸多领域有良好的应用前景。随后,李帝铨副教授向与会人员展示了近年来运用广域电磁法取得成功的应用实例,论证了广域电磁法的有效性。与会人员就广域电磁法和大地电磁测深法的异同、收发距、探测深度以及分辨率等问题展开了深入探讨。物化探所林品荣教授级高工、方慧教授级高工、廖桂香教授级高工分别介绍了物化探所在阵列式电磁探测、航空物探(电/磁/放)以及大地电磁测深等方面的研究历程、科研成果和应用情况。

    郝国杰副所长在发言中认为,广域电磁法团队在理论研究、设备研发、实践应用等方面做出的探索和取得的成果对物化探所谋划“十三五”及今后的电磁法方法技术研发具有极大的借鉴和指导意义。通过交流探讨,相互间有了更深入的了解,希望双方以此为契机,进一步加强电磁法领域的学术交流,以期利用先进的电磁法技术助力页油气勘探、岩气勘探、覆盖区找矿等取得新发现、新突破。

    物化探所科学技术处及有关研究室负责人和从事电磁法研究的专家参加了交流座谈。

    何继善院士一行到物化探所开展学术交流

    近日,由中国地质调查局天津地质调查中心牵头,中船重工第七〇二研究所、中国地质科学院廊坊物化探所、北京勘察技术工程有限公司和北京信科创电子科技有限公司联合开展的泥质海岸带地区地质调查方法试验取得初步成效。

    试验选在天津滨海泥质滩浅海地区,开展了“海洋滩涂两栖测量平台”搭载多种地球物理仪器工作有效性试验、滩涂区电法勘探有效性试验,取得四方面成果:一是借助“海洋滩涂两栖测量平台”在泥质滩涂区高效完成电法布极跑极、仪器安置回收,解决了泥质滩涂区人行困难、工作难以开展的难题;二是成功开展了水深小于2米普通船舶无法到达的区域的底质取样试验、浅层地质剖面调查试验、水深测量试验、侧扫试验、RTK测量试验;三是KGR电法获得极低阻海水覆盖区较高分辨率有效的地层地电信息,首次通过涨潮、落潮不同时期同点位电位差对比试验,初步认为海水涨潮期电阻率普遍比落潮期低20%;四是音频大地电磁测深(AMT)在该区获得280米以浅地电信息、分层较好,下一步结合大地电磁测深(MT)提高探测深度。

    本次综合试验,解决了交通工具和探测手段等关键性技术难题,初步建立了在水深小于2米的泥质滩浅海区物探测量等技术方法,为泥质海岸带地质调查提供了示范。

     

    开展系列实验(一)

     开展系列实验(二)

    天津地调中心引进新装备助力泥质滩涂区物探测量取得...

      

    “江口沉银”发掘现场

      

    瞬变电磁仪在M3异常区观测

      

    李明雄和他绘制的“江口沉银”示意图

    随着岷江丰水期的到来,为期3个多月的四川彭山江口沉银遗址水下考古发掘工作告一段落。根据4月中旬眉山市举行的“发掘成果通报会”通报,本次发掘共发现文物3万余件,初步发现直接与张献忠大西国相关的文物上千件,其成果备受世人瞩目。然而很多人并不知道,这次重点考古发掘区域,正是四川省地矿局物探队李明雄等人25年前通过磁法确定的M2-M3区域。五一前夕,这位70多岁的老地质向记者讲起了当年参与“江口沉银”考古勘查时的情形。

    五一将至,在位于成都枣子巷的四川省地矿局物探队的总工程师办公室里,70多岁却依旧红光满面的李明雄高级工程师,兴奋地向记者展示了他当年亲手绘制的并被政府当时要求不得泄露的“江口沉银”示意图和地形图。这距离他最早参与“江口沉银”物探工作,已经整整25个年头了。

    机缘巧合——

    物探队应邀参与探寻江口段河道文物

    时光倒退25年。

    1992年12月上旬的一天,四川省社会科学院历史研究所研究明清历史的王纲教授急冲冲地走进了物探队生产科,正好碰见了李明雄。一番寒暄后,王教授表明了来意,希望物探队派出地质科技人员参与彭山县双江镇地区“江口沉银”的考古勘查。李明雄没有半点迟疑就答应了,并立即向队上作了汇报。

    李明雄之所以答应得那么爽快,是有原因的。李明雄本来就是彭山人,他的青少年时期都是在彭山县城度过的,关于“江口沉银”的传说以及“石龙对石虎,金银万万五,谁人识得破,买得成都府”的童谣早就耳熟能详。石虎、石龙,李明雄虽然没有亲眼见过,但他听说过张献忠十万大军千船金银沉入江底的故事。李明雄小时候,还听说过有老乡从河底摸起过铜关刀、在双江镇钓鱼时钓起银元宝的事。

    1960年,李明雄考入成都地质学院,就读地球物理勘探专业。1965年参加地质工作以来,一直从事地球物理勘探,足迹踏遍了四川、河南、青海、贵州、安徽、陕西、内蒙古、新疆的山山水水。利用物探这个勘探利器,李明雄建树颇丰:在固体矿产方面,分别在河南、青海发现了富铜矿、富铁矿;在石油天然气方面,经过10年的潜心钻研,李明雄独自编写完成了四川盆地利用重磁资料预测天然气勘查开发前景研究报告,预测出了四川盆地48个天然气远景区,其中龙泉驿洛带和苍溪县元坝两个地区已被后来证实为特大型天然气田,预测准确度达到了国内领先水平;在勘查地下水方面,李明雄主持的项目在川中南部、仪陇等7个县13个乡镇寻找地下水取得良好效果,解决了这些地区的干旱缺水、人畜饮水难题。而用物探手段参与考古勘查,技术水平自然不在话下。

    1992年12月23日,时任彭山县政府县长助理的吴景才主持召开了合作探寻江口段河道文物的协商会议,就合作事项、方式、探测范围、时间、探测手段、技术力量和其他事项做了议定并签署了协商会议纪要。这是一次高度保密的会议,物探队作为勘探技术队伍,将无偿进行勘探工作,当地政府只为勘探人员提供食宿方便。

    多部门联合探寻江口段河道文物的大幕,悄然拉开。

    科学探测——

    激电法、磁测法勘查,不放过任何一个异常点

    很快,项目组便制定了详细工作方案。

    探测范围:双江镇街北段往北500米处府河与古南河口交汇处下游至邬店渡口之间,全长约3公里。宽从府河上游的右岸(临双江镇一侧)至左岸河道100米范围内。探测深度为地面(或水下)6米左右。

    工作时间:1993年1月3日至9日,一星期内完成初步试探工作。试探工作结束一星期内向彭山县人民政府提交探测结果报告。

    ……

    这些内容,摘自1993年1月15日,由李明雄作为第一编写人编写的《四川省彭山县双江地区探测金属工作成果报告》。已经有些泛黄的纸张,老式字钉打字机打出的文本,油墨虽然浓淡不均,但内容仍然清晰明了。

    1993年1月3日上午,李明雄一行10人从成都出发,当天下午到达双江镇后,就立即开始探测工作。

    李明雄他们所做的第一项工作,就是进一步了解当地的地质及地球物理特征。他们踏勘发现,工作地段大部分在府河和岷江河道中进行。河道两岸为河滩地——第四系冲击层,河道靠双江镇岸边一侧为白垩系上统夹组砖红色砂岩夹泥岩,工作河道以及河滩地为无磁性和激发极化率较低(小于2%)的岩石出露地区。这样极小磁性干扰的地区,恰好有利于开展激电法和磁测法等物探工作。

    “所谓的激电法,就是通过当时的DWJ-1A型微机激电仪开展探测,其原理是通过观测到金属产生的激发极化点位变化,从而达到寻找金属的目的。”李明雄介绍说,“磁测法则是采用JGS-Z/MP-4-A型磁力仪,通过观测磁性金属产生的磁场特征达到寻找磁性金属的目的。”

    在工作区域,每隔200米,就确定为一条勘测线。勘测线两岸先在事先确定的测点各稳稳地埋下一根木桩,然后用一根绳索将两岸的木桩连接起来,载有工作设备和人员的船只顺着绳索开展工作,每隔5米就要进行一次探测。一条200米长的工作线上,就密密麻麻布置了40处探测点。“之所以这么加密,就是不放过任何一个异常点。”李明雄说,“有些重点点位,还要反反复复核查很多遍。”

    利用激电法,李明雄他们完成了剖面16条,剖面线距100米、200米,点距4米,剖面总长度1240米。

    冬季的双江镇,岷江上寒风凛冽,李明雄他们拿仪器的手冻得通红。越是冻得瑟瑟发抖,越不敢有丝毫懈怠。一些水流湍急的区域,工作开展起来非常困难,探测机械无法正常工作,必须耐心细致,反复调试。为了赶进度、抢时间,李明雄他们天一亮就开工,一直忙到天黑不能开展探测才打道回府。即使回到住所,晚上也得加班加点统计汇总有关数据,研究部署第二天的工作。

    此外,李明雄他们还大胆创新,在进行测线标志和成图方法时,由于工作地区没有大于1:2.5万比例尺的地形图,他们便用国家测绘总局1967年出版的1:5万地形图放大10倍绘成1:5000地理图作为工作用图,采用测绳量距,地质罗盘定向确定测线位置,并用黄油漆在靠双江镇岸边一侧的固定建筑和原生岩石处标记测线号,便于以后查找。

    同时,磁测工作分别在从上至下的7个区域开展,分别标注为M1、M2……M7。项目人员共完成高精度磁测剖面72条,点距4米,剖面总长度7030米,每个区域的探测结果都作了详细的记录。例如被李明雄他们认定的重点区域M3是这样描述的:“M3地段(3、4线剖面一带)。4线的局部磁异常显示较好,这里水深5米,是河岸向内弯曲的回水处,也是物件容易沉没之处。推断此处有铁及其他金属器件存在的可能,埋深水面下6米左右。”

    李明雄还透露,那次的勘测工作是在高度保密的状态下进行的,甚至他们的家人都不知道他们在做什么。当地一些老百姓常来打探,问他们是不是在找张献忠沉船的宝贝,李明雄他们也只是摇摇头说:“我们搞水文工作,正在进行水文地质测量测绘。”

    那次探测工作结束后,李明雄他们进行了详细总结,并给彭山县政府提出了很好的建议:希望对M1、M2、M3、M4这4个异常地段,进行更为详细的探测,将最初200米的线距加密为20米,点距4米,以便更准确定位和划定异常范围。在详细探测的基础上,选择1~2个较好的异常地段进行试挖和打捞工作。

    回到成都后没几天,李明雄他们就拿出了《四川省彭山县双江镇地区探测金属工作成果报告》,并提供给了彭山县政府3份,其中1份保存在该县文管所。

    铁证应验——

    本次重点考古发掘区域即为25年前磁法确定区域

    那次“江口沉银”探测工作结束后,李明雄所有的心思好像在一夜之间全部呼叫转移到了“江口沉银”这件事情上。他结合探测,苦心收集相关资料,花了两个多月的时间,绘制出了“藏宝图”,也就是“江口沉银”示意图。

    最初的几年,李明雄一直沉默不语,“江口沉银”的事他都只字不提。因为他知道,这件事一定要高度保密。

    1999年4月23日至28日,《成都商报》连续一周在一版显著位置刊登了《江中有沉银千船》《藏宝图货真价实》等有关启动“江口沉银”勘探发掘的报道。这其中大声呼吁的,甚至提出“耗资200万,围堰截流探测打捞”建议的,正是当年邀请李明雄他们参与探测的历史学家王纲教授。

    为“江口沉银”魂牵梦绕的李明雄再也坐不住了,认为是时候现身了。4月28日,李明雄拿着自己绘制的“藏宝图”前往《成都商报》社。第二天,《成都商报》就在一版显著位置刊登了《省地勘局7年前曾寻宝并绘详图——三处有宝》的报道。1999年5月18日,李明雄首次在电视荧屏上讲述了自己和同事们参与“江口沉银”探测的全过程。

    从首次参与探测工作后,李明雄就注意收集国内外的相关报道,目前已经收集了厚厚一大本,一有空就拿出来翻阅,看看有什么新的发现。每次回彭山老家,他的心思也更多地在收集有关传说和图文资料上。

    2009年4月28日,中国地质大学(武汉)高科资源探测仪器研究所梁庆九所长,带领师生采用CUGTEM-4型瞬变电磁仪,对李明雄他们当年探测发现的重点区域——M3异常进行详查,结果发现异常达上万数量级,局部异常范围7~8米,厚1~2米,推断低阻金属物达到100多公斤。李明雄和中央电视台“走进科学”栏目组全程参加了此次勘测。

    为了更科学、更直观地解密,中央电视台除了找到了李明雄进行深入细致地采访,还专门邀请了中国地质大学(武汉)物探所的有关专家,带上了更为先进的探测设备,重现了当年李明雄他们的探测过程,并在异常表现最好的M3区域进行探测和科学实验。结果显示,异常仍然明显,异常带长7米、宽2米、深3~5米。专家推测,如果这些金属物是金银器,那么从体积上算,至少能够装满一辆大卡车。应邀前往探测现场的李明雄异常兴奋,时隔十多年,科技迅猛发展,今天的探测还是有效印证了他们的成果。

    更加有力的证据是眼见为实。2015年,彭山县警方破获一起盗窃江口沉银遗址的特大案件,盗窃分子盗走的文物,涉及有金印金册等,价值超过一亿元。这些证据从另一个侧面证实了张献忠江口沉银。

    围堰截流,一探究竟。2017年1月5日,规模空前的“江口沉银”考古发掘工作拉开序幕。通过考古发掘工作人员的艰苦奋战,已发掘面积1万余平方米,出土文物包括西王赏功金币、银币、大顺通宝铜币、金册、银册、银锭,同时还有戒指、耳环和发簪等各类金银首饰,铁刀、铁剑、铁矛、铁箭镞等兵器。有关专家指出,这些出土文物不但具有极高的科学、艺术和历史价值,而且对于研究明代的政治史、经济史和军事史,特别是进一步研究和认清“张献忠剿四川”的真伪性具有极其重要的意义。

    值得一提的是,这次重点考古发掘区域,正是25年前李明雄他们通过磁法确定的M2-M3区域。

    最后让我们记住,参与1993年彭山县双江镇地区探测金属工作的四川省地矿局物探队的地质工作者的名字:李明雄、王荣汉、付绍毅、丁鉴、薛钦昌、张义德、黄正跃、冯瑞涛、罗宗孔。

    地质人绘出藏宝图

    为贯彻落实局党组关于更加有力地支撑服务国家能源安全保障和加快推进地质科技创新等重大决策部署,聚焦地热能源勘查开发关键技术问题,提升我国地热能源勘查开发自主创新能力,支撑服务国家清洁可持续能源开发利用,10月24日,地调局水环中心在北京组织召开“地热能源勘查开发工程技术研讨咨询会”。

    与会专家认为,面向世界科技前沿、国家能源安全和重大战略需求,实现我国地热能源勘查示范引领和科技创新,大力推进我国地热能源勘查开发技术攻关研究具有重要意义。

    与会专家对热能源勘查开发的创新目标和重点研究领域提出了很好的建议。到2020年,形成深部地热地球物理勘查技术体系并进行联合反演,实现高精度探测深度8000-10000米;突破深部高温地热钻探和完井工程技术瓶颈,实现钻探及完井深度6000米;自主研发高温地热测井技术装备,攻克热储压裂建造、高温监测等关键技术;开展深部地热勘查数值模拟与三维仿真研究;初步形成深部地热勘查开发技术方法体系和技术要求。到2030年,实现对6000-10000米地热能源的高精度探测,完成对深部地热能源静态探测、动态观测和监测的技术跨越,建成世界一流的地热能源勘查开发示范基地。

    吉林大学特聘教授许天福以及来自中国科技大学、中科院地质与地球物理研究所、中国石油东方地球物理公司、天津地热勘查开发设计院、山东省地勘局、地调局探矿工程所、地调局探矿工艺所等单位的十多位专家参加了咨询研讨会。地调局水环部有关领导到会指导。

     

     

    地热能源勘查开发工程技术研讨咨询会在京召开