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    在新一轮找矿突破战略行动中,中国地质科学院(以下简称“地科院”)充分发挥其在地球物理探测技术领域的技术积淀与创新优势,以三维激电探测技术为利刃,在全国多个重点成矿区带取得显著找矿成果,为保障国家能源资源安全提供了坚实力量。

    近年来,地科院科研团队在三维激电探测技术研究方面取得丰硕成果。获国内外多项专利授权,涵盖三维激电测量装置、数据采集与处理方法等多个关键环节;成功登记一系列软件著作权,如三维激电数据处理软件等,极大地提升三维激电探测数据的处理效率与解释精度;同时,发表多篇高水平学术论文,深入剖析三维激电方法的理论基础、数据处理方法及地质解释模型,为该技术的广泛应用提供了坚实的理论支撑。

    团队获得的三维激电方法技术发明专利证书 

    (左:南非发明专利;中:国内发明专利;右:美国发明专利) 

     

    团队取得的三维激电方法技术软件著作权 

    团队发表的三维激电方法技术部分相关文章

    此外,地科院在硬件设备储备上同样优势显著。目前,已配备超过 150 台全波形分布式三维激电接收机,是全国该型号设备保有量最大的机构。这一庞大的设备储备,为开展大规模、高精度的三维激电探测工作提供了坚实的硬件支撑,有力支持深地探测重点实验室各项目任务,从容应对不同区域、不同规模的勘查需求,为技术持续应用和创新提供了强力保障。

    凭借先进的三维激电探测技术,目前地科院项目团队已承接新疆、宁夏、内蒙古和黑龙江等多地的金属矿地球物理探测勘查工作,项目总额超过400万元。在新疆某重点成矿带开展勘查中,通过三维激电探测,精准圈定了具有重要找矿潜力的异常区域;在某铜多金属矿勘查项目中,依据三维激电数据构建的地下地质模型,清晰揭示了深部矿体的空间分布形态与赋存规律。经对比钻探验证,成功发现了地下隐伏的脉状金矿体,显著提升了该地区的资源储量规模与找矿潜力。

    某金矿三维激电探测反演综合图

    在宁夏,聚焦中卫北山地区金属矿勘查,团队利用三维激电探测技术,有效识别出矿区回填物覆盖层下部物探异常,为后续地质调查与找矿工作指明了方向,大大提高了找矿工作的针对性与成功率;在内蒙古,团队深入大兴安岭北段等重点区域开展勘查作业,借助三维激电探测技术准确获取深部地质体的电性信息,成功圈定多个与铜钼矿相关的异常靶区;在黑龙江,团队针对黑河三道湾子金矿开展了详细的地球物理探测工作,通过三维激电探测,对主体构造与深部岩体分布形态进行大体了解,有待对极化率信息及关键示矿信息的地质意义及信息提取进行深入研究。在此基础上,团队还成功预测多个潜在矿体分布区域,为进一步扩大矿区资源储量提供了有力依据。

     

      

    黑龙江三道湾子金矿三维激电反演解释图(上)和综合剖面图(下)

    地科院三维激电探测技术在新一轮找矿突破战略行动中的卓越表现,不仅展示了地球物理技术在深部资源勘查中的强大威力,也为我国矿产资源勘查工作提供了全新的技术思路与方法范式。未来,地科院将继续加大在地球物理探测技术领域的研发投入,不断优化三维激电探测技术体系,为推动我国找矿突破战略行动持续深入开展、实现深部找矿重大突破贡献更多智慧与力量。

     

    地科院三维激电探测技术赋能新一轮找矿突破战略行动

    为全面贯彻落实全国“三调”统一时点更新调查工作部署视频会议和陆昊部长讲话精神,进一步确保“三调”成果数据真实性,国家自然资源督察武汉局近期在湖北、湖南、贵州三省抽选9个县市区同步开展“三调”初始调查成果督察工作。在面临时间紧、任务重,南方汛期天气条件恶劣的困难条件下,自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心为本次“三调”督察工作提供了人员保障和技术支撑。

    一是通过计算机自动比对分析+人工目视解译筛选“三调”问题图斑。县区级三调图斑数量少则几万,多则几十万,传统的问题摸排方式跟不上工作节奏,几乎无法按时完成任务,如何快速有效地查找疑似问题图斑,对督察工作来说至关重要。首先在已有其他各类辅助矢量数据的基础上,利用比对分析对“三调”数据进行全面排查,筛选出近万个具有共性化错误的图斑,再结合“三调”规范要求、利用最新遥感影像、实地核查照片,通过人工目视筛选最终锁定“三调”调查错误图斑;二是近期南方正值雨季和汛期,湖北、湖南连日强降雨,多地突发道路淹没中断、泥石流、山体滑坡等自然灾害,给“三调”督察外业核查工作带来巨大挑战。在督察外业核查工作过程中,武汉地调中心技术支撑人员发扬“三光荣”传统,努力践行新时代地质文化,不畏艰险、跋山涉水,清障开路、冒雨前行,对内业无法确认的疑似问题图斑进行实地精准核查,力求督察成果客观真实。

    下一步,武汉地调中心将加快形成多尺度无人机遥感与高分辨率卫星遥感相协同的调查监测技术装备体系,通过引入无人机平台、数据处理系统等软硬件设备,解决督察工作外业难以到达地区现场核查难题,帮助国家自然资源督察武汉局建立督察外业核查工作流程,强化督察外业核查支撑能力建设。

     

    武汉地调中心支撑服务国家自然督察武汉局“三调”督...

      

    雷晓东(右)向专家介绍野外工作情况。

    “我们在延庆的工作区域有一片正好位于2022年冬奥会的场馆规划区,通过测量,如果这片区域的地热资源符合开采要求,未来有可能为冬奥会冬季供暖需求提供清洁能源,为绿色办奥运提供支撑。”雷晓东满怀期待地说。

    新年刚过,北京市地勘院物探研究室副主任雷晓东又接到了新的任务,1月17日,他所负责的延庆地区地热资源调查工作刚刚通过野外评审验收,剩下的主要是内业了。“我们在延庆的工作区域有一片正好位于2022年冬奥会的场馆规划区,通过测量,如果这片区域的地热资源符合开采要求,未来有可能为冬奥会冬季供暖需求提供清洁能源,为绿色办奥运提供支撑。”雷晓东满怀期待地说。

    2008年7月,雷晓东从中国地质大学(北京)水文学与水资源专业毕业,进入北京市地质勘探院华清地热公司工作。刚一报到,他就前往内蒙古大草原,参加刚启动的《内蒙古东乌旗海勒斯台陶勒盖地区铅锌多金属矿普查》项目,主要工作任务是开展地球物理勘探,寻找隐伏矿产资源。

    在大学里,雷晓东学的是水文地质,对地球物理勘探工作并不熟悉,因此在报到之前,他就买了许多物探专业书籍,专业上有什么不会的就学,不懂的就问,出发前他就做好了迎接挑战的准备。

    项目组工作区域位于乌珠穆沁草原,与蒙古国接壤,水草丰茂、牛羊遍野,小说《狼图腾》的故事就发生在这里,被喻为草原上最后的“天堂”。风景虽然优美,但是对地质工作者来说,困难也不少,交通不便,补给困难,夏天的烈日蚊虫、冬天的暴雪狂风,都在考验着刚参加工作的雷晓东。

    那段时间雷晓东从未有一日懈怠过,每天早晨5点多钟就起床,吃过早餐带上干粮,出野外采集高质量数据,往往要忙到天黑后才能回到驻地,晚上他还主动承担起数据处理任务。稍后空闲,他又捧起专业书籍,结合实际工作中遇到的问题一本本地啃。这样一干就是三个多月,雷晓东的辛勤努力和付出,让他有了飞跃性的进步,也得到了领导和同事们的一致认可,从一个物探新人迅速成长为项目组的技术骨干。

    单位里比雷晓东年轻的同事都喜欢叫他“东哥”,提起他,大家总是异口同声地说:“东哥爱学习。”因为不是物探专业科班出身,雷晓东特别注重这方面的知识,他读了地球物理前辈刘光鼎院士、汪集旸院士、刘士毅先生以及其他多位著名学者的书,每天坚持看两篇专业论文、每周一篇英文论文,认真翻看单位物探前辈写的报告。工作之余,他还积极与国内物探领域的专家交流,主动向他们学习,与中国地质调查局的刘士毅先生就结下了深厚的情谊,并发表了多篇学术论文。除了专业书籍外,雷晓东还爱看历史书籍和名人传记,坚持学习英语,每天睡觉前和早起后,总会先看上几页书。

    学习积累是一个长期的过程,往往一到关键时刻就能显现出作用来。2009到2010年,北京市地勘局引进了两套价值昂贵的进口勘探设备GDP-32Ⅱ型多功能电法工作站,主要用于地热资源勘探。当时大家谁都没有接触过这套设备,雷晓东勇敢站了出来,带领其他年轻的技术人员,认真研究使用方法,很快就掌握了操作方法,为后期的地质勘探与地球物理研究和实践工作提供了强有力的技术支撑。

    原来的时候,物探数据采集和处理分别由外业和室内人员完成,室内数据处理的结果经常不能及时反馈给外业工作人员,造成了工作失误。为了提高工作效率,雷晓东严格要求自己,白天采集的原始数据,晚上一定要处理完毕、形成图件、分析研究,以便更好地指导并及时调整第二天的工作。

    每次单位有新来的同事,雷晓东总不忘分享自己的工作经验:“眼过千遍,不如手过一遍,再仔细的观察也不如实地测量来得精准。”2011年,在实施《北京城市地质土壤调查与评价》项目时,为了取得合格的样品,雷晓东和同事深入密云、平谷和门头沟部分人迹罕至的深山中取样,至今手上还留有当时工作时的伤疤,“只是受了点轻伤,最可怕的是迷路,有些地方GPS会发生信号漂移,下山的时候一下子就找不到方向了,那样的情况下,就算是在北京也很危险,幸运的是,我们摸索着走了一段,又找到路了。”这些在野外遇到的危险,雷晓东很少讲,怕家人知道了担心。

    天道酬勤,2014年,雷晓东考入中科院地质与地球物理研究所攻读博士学位,2015年,他顺利通过了地球物理勘探专业高级工程师资格认证。

    “你们现在在什么位置?”2016年深秋,在前往延庆项目工作组的路上,雷晓东不停地打着电话询问,在田野间找了很久,还是没有发现工作小组的身影,过了一会儿才知道,原来当天上午的工作很顺利,原本要一天才能完成的工作只用了半天,大家决定抓紧时间转移到下一个测量点。

    北京市地勘局党委的杜钰记得大约半年前,项目小组在大兴区工作,她随着领导去探访,往往是他们刚赶到一个地点,得知项目小组已经完成工作赶往下一个地点了,“花了两三个小时,我们愣是没有找到。”最后,领导放弃了,直接到项目组的驻地等着队伍收工。很多时候就是这样,项目任务重,时间紧,地质队员在野外必须争分夺秒开展工作,为了保证质量还要反复观察,很少能停下来歇息。

    半个小时后,雷晓东赶到了新的测量点,工作组的厢式货车停在空旷的田野边,同事用铁锨铲出一个直径50厘米深5厘米的圆坑,雷晓东边用铁锤沿着坑边一根根敲入铁钎,边说:“用这种多功能电法工作站找地热资源,是目前用得最多也是最成功的方法。”而在不远处的野鸭湖附近,还有另一组地质队员,正带着仪器进行氡气测量。

    2016年,北京市地勘院开展了涉热业务整合重组,成立了物探研究室,年轻的雷晓东挑起大梁,全面主持业务工作。

    我们生活的地球是一个巨大的热库,从地表往下正常增温梯度是每1000米增加25~30摄氏度,我们熟知的温泉就是以水为介质把地球热量带到地表,现在也可以用钻探手段将地下几千米的热水引上地表,因此浅层地温能和水热型地热资源是可持续开发的重要清洁能源。2008年北京奥运会时,鸟巢国家体育场就使用了可再生地热能源,当时被认为是绿色奥运的重要部分,而目前京津冀地区采用浅层地温能供暖制冷面积占全国利用浅层地温能供暖制冷总面积的20%,是我国浅层地温能开发程度最高的地区之一。延庆地区具有丰富的浅层地热资源,地热水出水温度最高可达65摄氏度,能够达到供暖要求,在减少污染物排放上有着明显的优势。一谈起熟悉的工作,雷晓东就格外兴奋,“我们也希望通过对延庆这一区域的地热资源调查,找到最优质的开采区,不仅是为2022年的冬奥会也为整个北京提供清洁能源,为首都的蓝天贡献一份力量。”

    伟大的事业往往离不开无数平凡个体的默默奉献,进行地热资源勘测时,多功能电法工作站往往只留下一个人看守仪器,监测数据,其他的组员则四散开去,开始各种测量。深秋的野外寒风刺骨,裹着军大衣还直哆嗦,“留守的组员不能离开,虽然挨冻,唯一的好处是离车近,能喝上口热水,在外面跑线的就只能啃几口干粮对付一下了。干地质工作吃这样的苦是经常的,大家都已经习惯了,就想着尽快把工作做完做好。”雷晓东说。

    不辞风霜为地热

    牵头建设地质实验测试技术标准体系,获批国家标准物质100余种,制定国家标准和行业标准近20项,推动发布地质实验测试国家标准100余项、行业标准200余项……近日,拥有八位女将的国家地质实验测试中心计量标准化研究室荣获“中央和国家机关三八红旗集体”称号,成为本次评选中自然资源部系统唯一获此殊荣的团队。 

     

    计量标准化研究室成员合影

    心里有杆秤

    4月2日见到团队负责人许春雪时,她正和两位同事在实验室进行磷矿石标准物质的研制实验:样品称量,混酸分解,观察记录,熟练而专注……而这仅是计量标准化研究室科研团队的一个日常片段。白大褂、实验室,在记者看来,这样的工作有些枯燥,但胜在安逸。

    “不枯燥,更不安逸!”爽朗的许春雪几句话便戳破了记者的想象:“研制国家标准物质需要投入大量的时间、精力,加班是常态,更何况我们还需要自己去野外选采标样,每年都会有两三个月的外业。”

    在该中心一间大会议室中,记者见到了团队的其他成员,活泼开朗,细致干练,温和内敛,沉静端庄……外表气质各具特色,交流互动却又默契和谐。

    说起加班,成员们谈起了几场硬仗。

    在实施全国土壤污染状况详查专项时,团队牵头承担了农用地土壤成分和重金属可提取态监控样品制备和标准物质的研制工作。“时间很紧迫,仅有两个月的时间。因为这些标准物质是要作为监控样,在全国范围内推广使用的,也就是说,专项中十几万件土壤样品,都要用这些研制的监控样品来做监控。”在非常有限的时间内,要把海量的数据统计出来,确保认定结果准确可靠,还要沟通协调参与协作的10家实验室进行一些必要的补测试和验证,难度可想而知。为了按时高质量完成任务,团队的几位成员基本上周末都在加班,每天都得到晚上十点十一点才能回家。

    “那段时间大家都累病了,可谁也没提休息,就在这个会议室中,桌子上全是样品资料,我们把药都堆在桌子中间,互相提醒吃药。”光是回想起那个场景,研究室副主任安子怡心里就热腾腾的,“别看病着,但每个人都干劲十足。大家心里都有杆秤——支撑我们的,是姐妹般的情谊,更是身上沉甸甸的责任。”

    高度的责任感换来了闪光的荣誉:她们高质量完成52种农用地土壤标准物质和8万余件土壤详查统一质量监控样品的研制,受到生态环境部、自然资源部和农业农村部三部委联合表扬。项目成果获2022年度自然资源科技进步奖二等奖,团队中的许春雪、安子怡、田芹、陈宗定4人获得全国农用地土壤污染状况详查表现突出个人荣誉称号。

    “我们的工作就是为地质测试制定‘标尺’,为自然资源调查监测评价特别是矿物、土壤和水等分析样品,提供可溯源的高准确度计量标准,有效保证分析数据的高质量和可靠性。”许春雪进一步解释说,国家质量基础设施(NQI)是建设质量强国、推动高质量发展的重要技术支撑。而计量、标准和合格评定则是NQI的三大支柱——计量是基准,是控制质量的基础;标准是依据,用以引领质量提升;合格评定是手段,控制质量并建立质量责任。“这三者构成一条完整的链条。在自然资源调查监测评价中,实验测试是一项基础性工作,开展计量、标准、检验检测等质量基础设施建设,确保相关样品分析数据的准确可靠,可为自然资源的高质量发展奠定扎实基础。”

    她自豪地告诉记者,到目前为止,团队已经负责和牵头研制了上百项国家标准物质、国家标准方法及行业标准方法,填补了多项地质空白,研究成果也被广泛应用到了新一轮找矿突破战略行动、全国土壤污染状况详查、国家地下水调查监测评价等重大专项工作中。

    事业的重量

    与普通化学分析测试的工作不同,实验测试中心的工作人员首先是地质人,要亲自从野外采集标准样品进行研究制备。

    在云南拉伯进行长江流域丰水期水样和悬浮物采集时,雨水冲段道路,许春雪等人被困在工作区三天三夜。晚上她们就住在老乡家的木屋中,房屋简陋,门锁是坏的。看着外面那陌生的黑沉沉的夜,许春雪不敢睡实,满耳都是呼呼的风声。

    在她的记忆中,咸菜米饭的日子都没有身边的跳蚤和不时撞到身上头上的大蛾子恐怖。“洗手间离得特别远,在山脚,要去就得从山上跑下山,很不方便。”看得出,那段经历让她毕生难忘。

    野外的惊险说也说不完:云南药王山,汽车行走在盘山路上,大大小小的石块从山上流星般飞落,噼噼啪啪地砸在车的前方;内蒙古陈巴尔虎旗,GPS没有信号,在一望无际的大草原上找不到路;吉林乌拉图噶,相互拉拽着爬上山头,用大榔头一下一下地砸石头取样……

    团队9位成员,蔡若伦是唯一的男生。在这位2019年大学毕业的大男孩眼里,姐姐们实在是太强了:“不说做实验、搞研究,单说野外采集运送几十、上百公斤样品时那种敢拼敢闯的劲儿,就让我不得不服。”

    “我们地质找矿的采样不同,他们是采几块,我们一次最少要采50公斤,这还是一个点位的,如果是多个点位,那数量就做乘法。”由于体力上的限制,在这些女将眼中,最苦恼还都不是野外的危险,而是采集到的样品的重量,“不管地面情况多么崎岖复杂、有没有路,都得想办法运回来”。

    印象最深的是在河北唐山附近的一处稀散金属采样点,她们一次采了两个点的岩石样品。由于采样点在深山沟里,不通路,这100公斤矿石她们硬从山沟里连背带拉,来来回回跑了好几趟,才弄到路边的。“其实每次采样的艰辛程度都差不多,都是大家一起扛回来的。”

    “每一个标准物质研制完成需要大约3年的时间。”许春雪介绍说,“这个过程的工作量是巨大的,这就要求科研人员需要有丰富的实验操作经验、熟练的数据处理能力,同时还要有足够的细心,耐得住性子。”

    近些年,团队肩上的担子更重了。她们依托“典型矿产标准物质研制”等课题,组织多家地质行业实验室,共同研制了金属矿产、水系沉积物、土壤岩石和地下水等23个系列共计74种国家标准物质。其中,黝铜矿、金红石、模拟页岩气、土壤碳形态等标准物质填补了国际空白,锂辉石、钛铁矿物相、稀土矿石等战略性矿产相关标准物质填补了相关矿物类型空白,为国家新一轮找矿突破战略行动的全面开展奠定了基础。

    奋飞的群雁

    作为女性,肩上往往还有家庭的重担,需要花更大气力去平衡工作和家庭,特别是孩子的照顾问题。

    许春雪觉得,工作、事业重要,团队成员们的身心健康、家庭幸福也同样重要。作为管理者,她想了不少办法,比如把出差的工作细致划分,让大家尽量出短差,调配衔接好。不过,急难险重的活儿来了,大家就只能暂时把小家放一放,“一是让家里人多承担,二是团队一起上,互相关照。”

    更多的时候,许春雪自己会冲在前面。有一段时间,活儿比较紧张,她早出晚归,孩子老看不见妈妈便在家吵着要,老公拗不过,只好带着孩子找到单位。一见面,孩子抱着妈妈就哭了。“许姐的老公特别支持她,从没有怨言,还经常会在院里等她下班。我们经常被迫吃狗粮。”一片笑声中,过往的苦涩化成了回忆中的轻松一刻。

    “我们团队的特点就是敢闯敢拼,比业务能力,拼项目成果,看论文数量质量……”宋辛祎是和蔡若伦同一年加入团队的新兵。她觉得,姐姐们不仅是业务上的领路人,更是人生的榜样。

    “她们太拼了,特别励志。”蔡若伦说。

    田芹,为了工作两地分居自己独自带孩子,结果不仅自己成为单位最年轻的正高,而且孩子也培养得特别优秀;陈宗定,为了读博把年幼的孩子托给家人照料,在城里与人合租房子学习。榜样在前,蔡若伦也主动选择了继续深造之路——攻读中国地质大学(北京)地质学专业研究生,即将毕业。

    年纪最大的孙德忠是团队中唯一的“60后”,毕业于南京大学化学系化学专业。她说,在个人爱好中实现人生的价值是幸运,更是幸福。她特别感谢2000年命运的一次转折——本是从中国地质科学院管理岗分流进入测试中心,她却找到了最适合的位置——专业对口、兴趣对口,人生唰地一下亮了。从那以后,她逐渐成为单位无机分析方面的技术担当,成为团队中牵头制定国标行标数最多的业务骨干。

    专注于热爱,是对自己最好的犒赏。

    “我们这个团队,以80后、90后为主体,有高级职称者占到了7位。”许春雪告诉记者,团队还承担着全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会勘查技术与实验测试分技术委员会主任委员单位和秘书处的日常工作,推动发布地质实验测试国家标准300余项。“目前秘书处的日常工作主要由刘亚改负责,她在标准化管理方面很有经验,而且踏实认真、井井有条,这几年做得卓有成效。”

    目前,团队目前正围绕新一轮找矿突破战略行动,开展铍矿石、煤系样品等20种战略性矿产标准物质的研制,以期填补国内外相关研究领域空白;正在推动20项实验测试行业标准的报批发布,为部局标准化工作提供实验测试技术支撑;同时持续开展对地下水分析测试质量监控评估,支撑服务国家地下水监测工程,确保水质结果准确可靠。

    与计量标准化研究室“三八红旗集体”的见面会在开心的合影中落幕了。“还差一个,孙慧中,正在休产假。”许春雪遗憾地补充道。

    离开实验测试中心时,阳光和暖,清风拂面。中国地质科学院大院里面的丁香花开了,空气里是香甜的味道。小小的丁香,每一朵似乎都不甚起眼,但她们一团一簇地聚集在一起,芬芳四溢,就成了春天中一道清新宜人的风景。

    春天里的绽放 ——记“中央和国家机关三八红旗集体”...

    9月29日,中国地质调查局总工程师严光生一行到局油气调查中心调研。严光生一行参观了油气调查中心实验室及地球物理数据处理解释中心,听取了油气调查中心工作情况的汇报,并与有关同志进行了座谈交流。

    严光生指出,油气调查中心业务工作成绩斐然、支撑油气改革成效显著、队伍建设进展明显。严光生对油气调查中心下一步工作提出三点要求:一是要敢于担当,勇于创新,在能源勘查方面取得更大突破;二是要进一步规范管理,搭建好服务平台,充分发挥优势作用;三是要进一步提高人员业务素质,加强团队建设,为各项工作顺利开展打好坚实基础。

    中国地质调查局机关相关部室负责人,油气调查中心班子成员及各处室负责人参加了座谈。

     

     

    严光生到油气调查中心调研

    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

    2月21日,青岛海洋地质研究所召开2025年度工作部署会。

    本次会议旨在全面落实全国自然资源工作会议、全国地质调查工作会议、中国地质调查局工作会议和青岛海洋地质研究所工作会议各项部署,做好2025年度工作谋划,进一步转变思想观念、改进工作作风、狠抓工作落实,推动全年工作落地见效。

    会议期间,各部门负责人以贯彻落实青岛海洋地质研究所2024年工作会议精神为重点,围绕2025年度所长工作报告重点任务目标,汇报部门年度目标任务、工作举措和预期成果。所领导结合工作实际,对分管工作逐一进行分析点评。

    会议总结指出,全所上下要积极应对风险挑战,着力破解矛盾困难,坚持问题导向和目标导向,高标准、严要求推进各项工作。一是要充分认识海洋地质工作面临形势,全体干部职工要站在国家发展大局中去思考找准定位。二是要提高政治站位,统一思想认识。确保习近平总书记重要指示批示精神和党中央、国务院重大决策部署在海洋地质工作中全面落实。三是要始终坚持“三性”定位,准确把握海洋地质工作正确发展方向。加强海洋基础地质和深海地质调查,开展海洋能源矿产调查,持续推进海洋自然资源与海岸带综合地质调查评价。四是要不断加大核心技术研发力度。加强海洋探测监测能力,形成具有鲜明特色、具备市场竞争力的数据处理技术,构建水、土、气、生、矿全方位综合实验测试能力,大力提升海洋地质信息化建设水平。五是要持续加强人才队伍建设,推进条件保障建设。加强高层次人才自主培养和创新团队建设,强化青年科技人才培养使用。推动“梦想”号北部码头竣工验收,加快建设开放口岸。六是要充分发挥科技创新引擎作用。赋予科技人员更多自主权,力争在科研项目申报和科技成果转化中获得更大突破。七是要持续构建现代化地质调查治理体系。不断完善行政、财务、人事、装备、纪检等领域治理体系建设,构建“8+6+1”的现代化治理体系。八是要持续推进国内外合作交流。进一步加大与国内高校、科研院所的交流合作,实现优势互补,形成发展合力。开展中越海洋低敏感领域合作,拓展中缅合作,深化中巴海洋地学合作。

    会议期间,所领导与分管部门签订部门目标责任书。

     

     

     
    青岛海洋地质研究所召开2025年度工作部署会

    1月9日,青岛海洋地质研究所与吉林大学合作协议签订仪式在长春举行。

    根据协议约定,双方要充分发挥在地球系统科学领域的学科、人才和平台等优势,围绕国家中长期科技发展规划,进一步加强海洋地质学科建设和人才培养,开展合作研究与联合攻关,提升海洋地质调查研究能力和水平,产出一批对经济社会发展有影响的成果,服务国家海洋强国战略和创新驱动发展战略。

    双方合作由来已久,合作前景广阔,一致认为将以本次签约为契机,聚焦国家重大需求,在海洋油气与水合物地质、深海矿产地质、海洋地质碳封存、海洋自然资源与生态环境调查等领域联合申报重大科研项目,开展海洋地质基础理论研究、海洋探测技术装备研发、创新平台建设和科技成果转化应用等,实现优势互补。

    签约仪式完毕后,双方还开展了学术交流和招聘宣讲。青岛海洋地质研究所海洋技术方法研究室和深海地质与矿产研究室分别介绍了海洋地质和深海资源探测体系建设现状、研发进展、创新应用和学科发展需求;吉林大学仪器科学与电器工程学院介绍了海洋可控震源装备研发、电磁探测技术、震电联合勘探技术以及海洋重磁测量技术研发现状、数据处理分析技术、应用场景、未来发展趋势及合作研究方向。在招聘宣讲期间,人事教育处介绍了单位基本情况、地调科研成果、招聘岗位计划、薪酬待遇、发展蓝图等,现场解答了部分研究生有关生活、科研和发展等方面的困惑。

    吉林大学地球科学学院、地球探测科学与技术学院、新能源与环境学院、仪器科学与电气工程学院、建设工程学院等学院领导及教授,青岛海洋地质研究所办公室、科学技术处、人事教育处、海洋技术方法研究室、深海地质与矿产研究室等部门负责同志及相关科技人员参加签约仪式并进行了学术交流。

     

    青岛海洋所与吉林大学签订合作协议

    数字地表基质调查系统近日正式上线运行,初步实现了地表基质调查主流信息化,综合调查效率提高近30%。为加快推进地质调查数字化转型升级,落实中国地质调查局党组关于“打造基于云计算、大数据、人工智能的地质调查新范式”的部署要求,支撑星空地海井“三测”数据获取处理,从2020年起,由中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心地质调查主流程信息化团队牵头,联合中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心信息化团队研发数字地表基质调查系统。经过持续迭代升级,该系统现已正式上线运行,初步实现了地表基质调查主流信息化,有效支撑了4个地表基质调查二级项目22个三级项目全流程应用。该系统采用“一云三端”技术架构,“移动端”“桌面端”“WEB端”各司其职,功能覆盖地表基质调查的野外数据采集-内业处理-图件编制-数据建库等主流程业务,实现了项目的整体管控和协同操作、调查数据的动态汇聚、调查成果的辅助成图等,同时集成便捷的智能工具,为数据处理、质量检查和成果集成等工作提供了极大便利,综合调查效率提高近30%。

    图1 数据动态汇聚成果

    图2  野外数据采集现场

    数字地表基质调查系统上线 有效提高综合调查效率

    10月25日,湖南省测绘地理信息学会公布了2024年湖南省测绘科学技术奖和优秀测绘工程奖评选结果。中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心(简称“长沙中心”)申报的“武夷山重点地区生态修复综合调查”和“东部平原湖区南部湖泊调查”成果分别荣获2024年湖南省优秀测绘工程二等奖、三等奖。

    “武夷山重点地区生态修复综合调查”项目通过遥感技术手段,分析武夷山地区生态环境时空变化,划定生态保护区,为武夷山区生态修复提供可靠的数据支撑和技术指导。“东部平原湖区南部湖泊调查”项目基于多期卫星遥感影像,对工作区丰水期枯水期湖泊水面边界变化开展时序监测,为东部平原湖区的可持续发展和水资源合理利用提供科学依据。

    近年来,长沙中心高度重视遥感技术能力建设,以“四定三出两有”为出发点和落脚点,加大资金投入,充实人才力量,聚焦学科前沿,不断探索应用新技术新方法,积极开展各类培训,定期举办“遥感求知论坛”,持续浓厚学术氛围,加快数据处理中心升级建设,推进遥感技术应用提质增效。

    此次获奖,不仅体现了长沙中心在遥感测绘领域的专业能力,也展示了长沙中心支撑自然资源管理和生态文明建设的实际成效。下一步,长沙中心将持续履行自然资源部“两统一”职责,以问题为导向,以业务为抓手,以人才为核心,不断推动整装性成果产出,有效赋能中心业务高质量发展。

     
    长沙中心喜获2024年湖南省优秀测绘工程奖两个奖项

    近日,中国地质调查局成都地质调查中心(以下简称“成都地调中心”)地球物理团队首次成功完成了青藏高原昂仁地区高海拔、深切割地形条件下的无人机航磁探测任务。

    该工作区海拔高、地形切割大,最低海拔4700米,最高海拔6000米,使用多旋翼无人机航磁测量难度大。为了能够顺利完成此次高原探测任务,工作组首先在凉山州会理地区进行了飞行培训试验,确保熟悉掌握航线布设方法、无人机操作方法、数据处理方法以及常见问题解决方法。

    此次工作区域的高海拔、深切割、低气温、低气压对小型旋翼无人机飞行时长、飞行高度和飞行方式都提出了更高的要求。这类极端地形条件下的飞行案例并不多。工作组的同志们克服了身体上的不适、飞行任务上的精神压力,圆满完成了此次飞行任务。

    在飞行任务中,为了抓住飞行时间窗口,工作组没有时间进行演练。“演练即实战。”工作组早上六点即从营地出发,到达预设地点后,大家根据分工,搬运设备、登山瞭望、安装调试探测设备……有条不紊、各司其职。

    “起飞”,随着操作手的口令,搭载有探测光泵等设备的旋翼无人机顺利腾空。随着无人机飞行高度的不断攀升,5000米、5200米、5500米、6000米,工作组的同志们不敢有丝毫懈怠,紧张地盯着无人机的飞行情况。每一条航线一旦顺利完成,待无人机一落地,大家便检查飞行数据,传输探测数据,更换无人机电池。

    在经历了国庆前后两个时间段的飞行后,工作组顺利完成了60平方千米的探测任务。无人机采用粗粒度仿地飞行,距地面高度120米,实际起飞海拔4700米,最高飞行高度6050米,垂直升限1350米,共飞行6架次,经历了一次光泵因低温暂停工作的技术故障,克服了及时更换电池的保障困难,形成了一套高海拔、深切割地区的无人机航磁探测数据采集流程和操作方法,提出了无人机存在的一些短板问题,为下一步更多区块的探测奠定了扎实基础。

    此次任务的顺利完成,体现了成都地调中心地球物理团队和无人机团队团结合作、不畏艰苦的精神,体现了无人机航空物探的高效率和未来的装备发展方向,体现了党员的先锋模范作用和支部战斗堡垒作用。

    无人机航磁测量培训试验

    测线布置

    起飞准备

    高原雪山无人机探测剪影

    成都地调中心首次成功实现青藏高原无人机航磁探测

    近日,自然资源部、国家数据局联合发布2024年实景三维数据赋能高质量发展创新应用典型案例,中国地质环境监测院(以下简称“监测院”)牵头申报的“全国地质灾害实景三维关键技术与应用”成功入选。

    近年来,监测院积极响应实景三维中国建设要求,在全国地质灾害防治工作中率先启动实景三维建设与应用,通过在四川省雅安市等地开展“星-空-地联动地质灾害动态监测与智能预警”,培育发展新质生产力,推进巡检自动化和形变分析智能化,助力地质灾害监测预警数智化转型。

    全国地质灾害监测预警平台(以下简称“预警平台”)、无人机机库智能巡检平台和iFlyCloud地质调查无人机三维数据处理系统,利用人工智能等技术实现自动巡检、快速采集、自动生产地质灾害实景三维数据(三维模型、三维点云、全景图)以及多期形变分析,应用于滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的高效监测、会商、预警。预警平台叠加三维模型2135处,全景图1151处,统一的高精度时空底座,为地质灾害数字孪生与动态风险评估模拟及预测提供基础。相关成果纳入部颁技术标准,服务监测预警、模拟评估、应急救援等任务,有力支撑地质灾害防治科技能力提升。

    图1 入选典型案例公示名单

    图2 自然资源部四川雅安地质灾害野外科学观测研究站无人机机库智能巡检

    图3 云南瓦马乡小河村小河组泥石流数字孪生与动态风险评估模拟

    中国地质环境监测院“全国地质灾害实景三维关键技术...
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