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    近日,中国地质科学院地质力学研究所孟华君副研究员团队依托“沈抚新区活动构造与地质调查”项目成果,出版了《浑河断裂活动性与地质灾害效应评价》专著。

    全书分为九章,共50余万字。该书从区域地质背景、浑河断裂带构造特征及活动性、研究区工程地质特征、地质灾害发育特征及形成机制、浑河断裂地质灾害效应、区域地壳稳定性评价、典型场地稳定性分析及防治建议、结论与建议八个方面,梳理了研究区主要活动断裂和重大工程地质问题发育特征,揭示了浑河断裂的活动特征及其对地表区域性不良工程地质问题(地裂缝、滑坡等)的控制作用,厘清了浑河断裂带及其诱发的滑坡、地裂缝对抚顺西露天矿等重大工程安全运营的影响机理、模式和灾害效应。在此基础上,结合抚顺西露天矿停采闭坑、由采转治工程场景,重点分析了西露天矿北帮边坡未来失稳风险,并提出了相应的防灾减灾建议。

    《浑河断裂活动性与地质灾害效应评价》专著出版

    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...

    近日,中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所组织专家赴新疆哈密,对地质调查三级项目“天山-北山成矿带战略性矿产调查”开展野外质量检查。

    专家组在室内听取了项目负责人关于项目概况、主要进展与成果、项目负责人履职情况、安全与保密等方面的汇报,对照项目任务书和年度设计,仔细查阅了野外工作总结、瞬变电磁野外班报表、衰减曲线图册、数据采集控制记录和实际材料图等原始资料,并赴野外实地检查了瞬变电磁野外数据采集情况。专家组一致认为,项目按年度设计要求推进各项工作,野外工作布置合理,进度正常,原始资料整理及时,符合相关规范要求,质量管理体系运行有效,野外质量总体评定为优秀级。

    该项目主要围绕新疆东天山、甘肃敦煌成宣矿区开展了空-地-井瞬变电磁探测技术应用示范。项目自实施以来,完成了东天山马蹄岩体、天一铜镍矿、鸭子泉北山金矿以及成宣铜镍矿等重点工作区的空、地、井瞬变电磁及高温超导瞬变电磁测量和解释,在马蹄岩体及周边完成了地面瞬变电磁、航空瞬变电磁及高温超导瞬变电磁测量,基本查明了马蹄岩体及其周边电性特征,有效刻画了与马蹄岩体紧密相关的镜儿泉-咸水泉断裂的空间分布特征;在天一矿区圈定异常区一处,在红山东铜矿地井瞬变电磁测量有效指导了后期钻探布钻工作,为二级项目区块优选和战略性矿产调查提供了有效依据。

     
    天山-北山成矿带战略性矿产调查通过野外质量检查

     

    海域地应力观测与地壳稳定性评价项目野外施工现场

    无人机航拍青藏高原活断层

    “当前,地质力学研究所上上下下都在积极学习全国两会精神。我们认为,虽然今年两会直接提到地质工作的内容不多,但实际上,地质工作作为一种具有先行性、公益性的基础工作,早已融合于国家经济社会发展的方方面面。就地质力学研究所而言,未来服务的领域更广了,肩上的担子更重了,大家的信心也更足了。” 3月19日,自然资源部中国地质调查局地质力学研究所所长邢树文对记者如是说。

    需求动能:为区域协调发展提供地质安全保障

    “无论是地质行业的发展,还是单位的发展,都离不开国家发展的大环境。近日闭幕的全国两会对我国今年各项工作作出了部署,也为我们下一步工作集中优势、突出重点指明了方向。”邢树文告诉记者,今年的国务院政府工作报告中特地谈到了“促进区域协调发展,提高新型城镇化质量”,而在活动构造、工程地质、地质灾害和区域地壳稳定性领域的调查服务恰恰是地质力学所这些年成果最为突出的部分。

    在服务区域协调发展方面,地质力学所近几年针对京津冀协同发展区、雄安新区、北京城市副中心、粤港澳大湾区、海南自贸区等地的规划建设需求,进行了活动构造与区域地壳稳定性调查,提交的阶段性成果报告,为这些区域的协调发展提供了基础地质数据,提出的有关问题及建议受到相关部门高度重视和充分肯定。

    今年,他们将继续深化对重点区域的服务,比如:在京津冀协同发展区调查重点活动构造的特征及演化、形成机理和对地质灾害的控制作用;全面对粤港澳大湾区及关键部位,进行较大比例尺的活动断裂调查,编制相关图件;在开展海口市江东新区活动断裂调查和地壳稳定性评价的基础上,支撑服务三亚新机场的扩建选址,为海南省解决空港客流量大的难题提供地质保障;在川西藏东等地质条件复杂地区进行交通廊道活动构造与地质灾害调查等。

    邢树文特地谈到了今年即将开展的沈抚新区及交通廊带主要活动断裂调查。“我们将结合区域断裂活动性研究、工程地质调查,进行区域地壳稳定性评价,编制活动断裂分布图和综合工程地质图,编写提交沈抚新区及交通廊带重大工程规划建设和防治工程地质问题报告。目前,地质调查方案已经确定,即将实施。”

    他告诉记者,地质力学所积极为沈抚新区规划建设提供服务有着多重意义。一是理论意义。这里位于我国重要活动断裂带——郯庐断裂的北段北延,此前地质界对该断裂的中段、南段研究程度较高,在断层形成演化等方面有着诸多成果,但对其北段北延认识不足。二是社会意义。沈抚新区建设是国家振兴东北老工业基地的重要举措之一,调查该区的活动构造和地壳稳定性,可为相关城市群和重大工程提供最基础的地质服务。三是环境意义。抚顺等资源型城市在长期矿业活动的作用下,存在着煤矿采区塌陷等比较突出的环境问题,要进行科学有效的治理,就要从地球系统科学的角度对其综合调查研究。

    “现在各地区越来越认识到地质基础调查工作对区域发展的至关重要,地质工作也正在从规划制定后的验证性服务,转化为规划制定、建设实施、运营管理等各个阶段全部过程的基础数据支撑。随着这种理念的推广和深化,来自政府规划部门的相关需求必然越来越强烈。在此背景下,作为力学所四大业务板块之一的活动构造和区域地壳稳定性调查,必将是未来需要持续发力的重要内容。”邢树文强调。

    责任动能:地应力监测和地灾机理研究服务防灾减灾

    人民生命安全历来是党中央国务院最为关切的方面,今年的政府工作报告也强调要“及时有效应对重大自然灾害”,“提高防灾减灾救灾能力”。

    邢树文说,地质力学所60多年的发展,就是急国家之所需,主动适应不同时期的国家发展需求,不断通过调查和研究服务支撑于国家经济社会发展。使命光荣、责任重大,地质力学人必须砥砺前行。

    谈及地质力学所在地应力监测和地质灾害防治方面的技术优势,邢树文介绍了该所去年完成南北活动构造带1∶100万地震滑坡危险性评估,发布《地质灾害InSAR监测技术指南》,编制《地震滑坡调查评价技术指南》《海域活动断层、区域地壳稳定性调查与监测技术指南》,完成《全国活动断裂、工程地质岩组和区域地壳稳定性评价图(1∶400 万)》等成果。

    “今年,我们将在渭河中上游开展城镇灾害地质调查,研究崩滑流地质灾害孕灾背景和发育规律,创新城镇多尺度地质灾害危险性定量评估技术,为服务划定或优化城镇开发边界提供地质安全建议,编写提交天水地区灾害地质调查报告、天水地区重点开发区国土空间规划管控建议报告等。”

    提高防灾减灾救灾能力,科学研究是基础。据介绍,地质力学所设有独立的地质灾害研究室,重点研究探索地质灾害内生和外生动力作用耦合及其致灾的机理。“当前,我们可以利用InSAR监测技术圈定滑坡和异常地质体,提供给有关部门引起注意,但还无法做到及时准确的临灾预警。确定地质灾害尤其是高位远程滑坡的发生时间是个世界性难题,破解的出路只能是依靠科技创新,研究致灾机理加现场密切监测。”

    地质力学所现已在全国建成近百个地应力监测台站,建立了国内领先的地应力测量与监测技术方法体系,可以为全国重要城市群、重要活动断裂带实时提供地应力测量与监测数据。下一步,该所将进一步整合和扩大数据覆盖面,制定统一的技术标准和方法,提高实时加工提炼解读的能力,为政府相关部门提供可直接应用的社会性成果。

    “自然资源部部长陆昊曾就地灾防治工作强调,要将专业技术能力和地方行政指挥需要结合,最大限度做到及时预警预报。当前,无论是政府部门、科研人员还是老百姓,都希望能够通过科技攻关,实现临灾预报,只要能提前一小时,都能挽救无数人的生命。这是我们协同创新的方向,也是我们共同努力的目标。”邢树文说。

    创新动能:双管齐下实现地调与科研融合发展

    发展是第一要务,人才是第一资源,创新是第一动力。邢树文介绍说,2018年地质力学所以理论和技术方法创新为突破口,取得多项创新型成果。“而这些理论成果,也很大程度上促进了地质调查工作的提质增效。”

    比如:获得对全球13.8亿年大火成岩省及相关大洋缺氧事件的新认识,对探索中元古代黑色页岩内油气资源潜力及其成因都具有重要意义;再比如,覆盖森林沼泽区、南方强风化层覆盖区、黄土区、岩溶区、山前平原区、新构造—活动构造区等6类特殊地质地貌区1∶5万地质填图示范,创新填图技术方法,形成了系列技术指南和覆盖区区域地质调查标准,引领和规范行业开辟1∶5万区域地质调查新区域。

    今后,地质力学所将修改完善提升地质力学、古地磁学、工程地质学、构造地质学学科中长期发展规划,继续加大基础研究和应用基础研究支持力度,强化原始创新,加强关键核心技术攻关,切实推进所“十三五”科技创新发展目标的实现,提升行业知名度和影响力。

    一是持续推进地质调查与科学研究融合创新。以科技创新改造、支撑、引领地质调查,深入总结凝练地质调查项目成果,找准突破口和创新点,提升理论认识,研发新技术;利用科技项目取得的新理论、新认识和新技术,指导地质调查工作开展,实现地调和科研项目的相互促进。努力在构造变形、多尺度地质灾害危险性评估理论与技术、地质灾害调查监测和隐患早期识别技术方法、南极大陆的形成与演化等领域凝练有一定影响力的创新成果。

    二是积极组织申报国家五大科技平台项目。主动与局深部探测中心、局油气调查中心等单位开展业务对接,谋划在大陆地壳活动、超深层油气富集机理、成矿系统及其三维结构探测等领域承担深部探测专项项目;组织申报国家自然科学基金等国家科技平台项目。

    三是全力推进创新平台建设。修改完善《活动构造与地壳稳定性评价国家重点实验室筹建方案》;筹建区域工程地质研究中心;支撑深部过程与流体监测实验室建设,积极参与联合申报国家实验室;推进全国地应力观测网建设,组织可行性论证,力争纳入部自然资源要素综合观测网。

    同时,地质力学所还将总结凝练优势学科和领域的整装代表性成果;全面实施科技成果转化,探索科技成果转化新路径;精心组织重大学术交流活动,深入开展国际交流合作等。

    “力学所四大业务板块的发展创新都是把地质力学作为重要的基础理论,我们要继承和发展地质力学整体观、系统观和成生联系的思想,与时俱进创新地质力学理论和技术方法。”邢树文着重强调。

    智力动能:营造良好的科研生态,弥补人才短板

    邢树文谈到,新时代,地质工作正在发生深刻的转变,以此为对照,地质力学所在业务结构、人才队伍、运行机制等方面还存在一些不适应。比如:业务结构还不够聚焦,协同作战能力还不够强,领军人才依然缺乏,队伍结构不尽合理,重点实验室建设相对落后,信息化建设基础薄弱,自主创新能力有待提高,服务水平需要提升等。“我们要抓住关键,对症下药,着力解决这些突出问题,唯此,力学所才能获得健康持续的发展,为国家社会经济发展提供更加精准的服务。”

    邢树文认为,科技创新本质上是人的创造性活动,要深刻领会部党组关于提升科技创新效能的实施意见和激励科技创新人才的若干措施等文件精神,落实局党组有关部署要求,在推动科技体制改革举措落地见效上下功夫。“力学所围绕业务能力建设和地质科技创新,精心组织编制了业务发展规划、人才发展规划(2019~2025),下一步,我们将全力推进实施人才发展规划,壮大人才队伍。”

    如何让各类人才的创造活力竞相迸发、聪明才智充分涌流?邢树文强调,要把优秀科技人才引导进入地质调查主战场,聚焦国家发展重大需求,解决地质调查中出现的重要地质科技问题,产出有宏观影响的成果,形成学科领军人才和优秀团队。

    一方面,汇聚优势人才,优化重点方向和优势领域,重点开展地表过程与多圈层交互作用调查,研究深部过程对地球浅表环境演变的作用及其资源环境效应;开展工程地质、地质灾害、区域地壳稳定性调查,服务国家重大战略、重大工程规划建设、城市地质调查、生态系统保护修复;支撑服务能源资源和其他重要战略资源评价;开展极地地质调查,提供地质图件和信息产品,提升国际影响力。

    另一方面,坚持把人才和团队建设摆在突出重要的位置,把能否解决实际问题和取得成果的影响力作为评价指标,持之以恒地推进创新性人才队伍建设。在设备、办公条件、绩效待遇等方面提供有效保障,赋予更大的技术路线决策空间,营造宽松、创新、诚信、风清气正的学术环境,“决不能让改革政策停留在口头上、纸面上,要想尽办法使科研人员潜心向学、创新突破。”

    具体措施有:加强岗位设置管理,优化人才队伍结构;继续探索优化和改进激励机制,提升广大职工干事创业的热情;积极拓展人才引进渠道和方式,有效带动人才成长、核心团队建设和学科发展;大胆使用有创新有担当精神的青年科研骨干人员;加强对科研人员的情感关怀和宣传力度,努力提升科研人员的创新成就感和荣誉感,激发献身地质力学事业的热情。

    邢树文认为,需求动能、责任动能、创新动能、智力动能将成为地质力学所新时代新发展的新引擎,“而更为核心的,则是继承发扬李四光精神,努力践行‘责任、创新、合作、奉献、清廉’新时期地质工作者核心价值的精神动能。它们,将汇聚成光,引领着我们快步踏上为国家经济社会发展作出更大贡献的全新征程。” 

    培育地质力学发展新动能

    2018年11月14日,地质调查智能空间示范应用推进讨论会暨智能地质填图野外现场研讨会,在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二级项目“永定河冲积平原区域地质调查”工区所在地廊坊固安召开,自然资源部中国地质调查局党组成员、副局长王昆出席会议并讲话。来自中国地质调查局总工室、基础部、资源评价部及发展研究中心、大区地调中心、物化探所等局属单位,北京矿产地质研究院、有色金属矿产地质调查中心、中央地质勘查基金管理中心等相关单位的50余名地质和信息化领域内专家、业务骨干参加会议。物化探所作为智能地质填图系统应用示范工作单位之一汇报了项目试点工作进展,受到与会专家领导一致肯定和好评。

    智能地质填图系统应用示范工作是“永定河冲积平原区域地质调查”项目2018年度工作任务之一。项目组围绕年度工作任务目标,积极开展试点工作,在地质调查全过程应用智能填图系统,将典型地质剖面、地质路线、遥感解译图、第四系钻孔、地震剖面、大地电磁测深剖面和瞬变电磁测深数据等同步上传到地质云平台进行数据挖掘。项目组创新成果表达方式,使地质、物探、化探、钻探和遥感等各类资料能够在智能填图系统直观呈现。

    研讨会期间,“永定河冲积平原区域地质调查”项目人员汇报了项目智能地质填图的工作情况和重要进展,并现场演示了数据上传、查询和分析等功能。与会专家一致认为,智能地质填图系统在项目进展中应用效果显著,大幅提升了覆盖区地质调查工作效率,创新了成果表达方式,使科研人员调查研究过程中的地质感知与认知服务能力有了明显提升,为逐步实现大数据技术支撑下的智能地质调查工作和服务模式的创新提供了有效服务。

    “永定河冲积平原区域地质调查”项目自2016年开始实施,已基本完成永定河冲积平原固安幅等6个1﹕5万图幅约2400km2区域地质调查工作,取得了丰硕成果:一是总结出了一套深覆盖区地质-地球物理综合调查新技术体系,为覆盖区地质调查提供了可靠的方法技术;二是智能地质填图系统得到了充分应用;三是建立了测区的主要构造格架,查清了主要构造单元的边界,初步查明了第四纪断裂的分布;四是识别出测区内曲流河和冲洪积扇2套沉积体系,编制了第四纪地质图,研究了测区沉积环境演化;五是对地热、潜在水源地、建筑场地类型等进行了可靠的评价。

    项目成果资料为测区沉积环境演化、岩相古地理、新构造运动、华北平原区第四纪地层划分等基础地质问题研究提供了支撑,同时也为京津冀一体化、雄安新区重大工程建设选址、京津冀地区分散性农田供水和城镇建设应急水源地选址以及寻找地热资源提供了可靠资料,为社会经济发展提供服务。

     

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    物化探所覆盖区智能填图试点工作取得重要进展

    对大多数人来说,青藏高原的美,在于碧空如洗的蓝天、一望无际的草原、风光旖旎的湖泊……但在中国地质调查局地质研究所大陆动力学研究室主任李海兵研究员的眼里,青藏高原的美隐藏在从古至今一次次的大地脉动中。“三十多年来,我一直从事青藏高原变形构造、活动构造与地震机制研究。地质研究不仅是我的工作,更是一份职责与使命。”

    行走在“世界屋脊”之上

    青藏高原是中国最大、世界海拔最高的高原,是印度洋板块与欧亚板块互相作用的结果。距今4500万年以前,印度洋板块向北方推进与欧亚板块发生强烈碰撞与挤压,在上新世末至第四纪初出现强烈的新构造上升运动,形成了目前的“世界屋脊”。

    自从1988年大学毕业被分配到地质所工作,李海兵就与青藏高原结下了不解之缘。在高原地区工作要面临各种风险。最危险的一次是2003年在藏北阿里无人区工作期间,他因感冒引发肺水肿,被送到医院抢救了几天才脱离危险。最惊险的一次是遇到山洪暴发,在洪水即将冲到帐篷的关键时刻,他将珍贵的野外样品从帐篷里转移出来。忆及往事,他没有后怕或犹豫,“我坚信地质工作的主战场在野外”。

    李海兵(左三)在野外工作现场。

    近年来,地质研究所举办大学生地学夏令营,带领来自全国地质院校的大学生开展地质研学。这些大学生们对李海兵印象深刻:“李老师知无不言,许多世界前沿的科学认知以及最新的理论成果,都拿出来和我们探讨。”“他在给我们讲授知识时,总是‘手舞足蹈’、两眼放光,而且想要将他研究多年、处于世界前沿、现在在课本上还见不到的成果都教授给我们。”“无论我们提出什么样的问题,李老师总是鼓励赞赏我们,并一步步引导我们,为我们耐心解答。”学生们说,在他身上看到了地质学家对地质的那种炽烈的热爱和对后辈的慷慨无私之情。

    对地质的热爱始终支撑着李海兵。在工作中,他敏锐把握国家战略需求和世界科技发展态势,提出战略性、前瞻性、创造性的研究构想,引领原创性重大理论与实践问题的研究和关键领域攻关,只为揭开青藏高原的神秘面纱。

    30年来,李海兵多次组织开展青藏高原强地震应急调查,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和强地震复发周期,总结出青藏高原不同块体的地质、地貌、断裂组合和地震活动特征,提升了对青藏高原强震活动性、活动规律的认识,在汶川地震机制及破裂过程、青藏高原大型断裂带构造变形与活动历史、主要断裂带强地震复发周期和动力学过程等方面取得了重要的创新性成果,得到国内外同行的广泛关注和高度认可,为国家防震减灾政策制定提供了基础和依据。

    地震应急科考“先锋兵”

    自2001年11月东昆仑可可西里发生8.1级大地震以来,我国青藏高原及周边地区进入地震活跃期,持续发生多次破坏性强震。昆仑山、新疆、汶川、玉树……每当大地震袭来,李海兵总是第一时间奔赴地震灾区,开展地震应急科学考察,为抗震救灾和防震减灾提供第一手资料。

    频发的余震、破裂的山体和地表、垮塌的建筑物从未阻挡住他前进的步伐。2008年汶川大地震发生后,李海兵和汶川地震地表破裂带调查及科学钻探选址考察队在汶川、北川、青川等地进行为期30天的同震地表破裂带研究。白天,他们沿着地震破裂带认真勘察,走访当地群众,不放过任何一处可能的地震活动遗迹;晚上则在帐篷内加班加点,裹着睡袋打个盹儿就开始新一天的工作。在如此巨大的工作压力和严酷的工作环境下,他一直以饱满高昂的工作热情影响和感召着考察队全体成员,通过细致认真的勘查和扎实严谨的分析,及时形成对发震机制的认识,为上级分析研究余震灾情提供了重要依据。

    作为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,李海兵通过组织实施汶川科钻工程,发现和确定了汶川地震两阶段破裂过程和两种不同的滑移机制,识别出龙门山断裂带易发生大地震的粘滑型断裂和不易发生大地震的蠕滑型断裂,发现了世界上最低的断层有效摩擦系数(≤0.02),第一次记录到大地震后断裂快速愈合信息,完善了地震断裂理论,对认识大地震孕震机制和地震周期具有重大意义。

    坚守初心矢志报国

    作为一名新时代地质工作者,李海兵深知自己肩负的责任和使命,“我时刻都在提醒自己要立足科技前沿、围绕国家重大需求开展研究,切实把履行责任、担当作为转化为具体的工作和行动,为经济社会发展作出贡献”。

    近两年来,李海兵带领团队,在鲜水河活动断裂带开展了1∶5万专题地质调查和填图工作。2020年,他参加了中国地质调查局领导的地质安全风险评价工作,为川藏铁路建设提供调整优化建议,得到了自然资源部、中国地质调查局的充分认可和表彰,相关成果入选了中国地质学会2020年十大科技进展。“这些成果都表明,基础地质研究可以有效服务国家需求。”李海兵语调略带自豪地表示。

    地调科研工作的过程也是人才培养和团队形成的过程。作为团队领军人物,李海兵组织并领导团队开展地球科学研究,积极树立协同发展思维,充分发挥团结合作精神,通过项目培养聚集了一批青年人才。团队成员近年来一直活跃在青藏高原活动构造与断裂作用研究第一线,先后主持和参加了多个国家科技支撑项目、国家自然基金重点和面上项目、973项目以及多轮地质调查项目,取得了一系列重要的研究成果,得到国内外同行的广泛关注和高度认可,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。团队成员马晓丽因在推动我国地震灾害评价体系建设和促进中外科研合作交流等方面的突出贡献,荣获第十届“黄汲清青年地质科学技术奖”、中国政府友谊奖;潘家伟、郑勇入选中国地质调查局首批图幅地质填图科学家名单;李海兵团队入选自然资源部(原国土资源部)重点领域创新团队。

    今年五一前夕,李海兵荣获了“全国五一劳动奖章”。他将这份荣誉视为一种激励,将奋楫扬帆、赓续前行,在青藏高原上书写更宏伟的篇章。

    (来源:《旗帜》2023年第9期;作者系中国矿业报记者)

     
    旗帜网:聆听大地脉动的地质人

    6月11日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所在美国地质调查局地震科学研究中心研究员、青岛海洋所客座研究员Walter Mooney教授来青岛开展项目合作研究之际,组织Mooney教授赴青岛第三十九中学高中校区开展了一次别开生面的科普活动。

    活动期间,Mooney教授在青岛第三十九中学多功能报告厅为高二年级四个海洋班的同学作了题为“Giant Earthquakes and Volcanoes”的科普报告。他用通俗幽默的语言讲述了人类探索地球的历史、利用地震波探测地球的方法,地震和火山的成因、这些地质灾害对人类造成的巨大危害以及如何采用科学的方法识别隐伏断层,监测火山活动等内容。他展示了夏威夷火山一个月前喷发的情景,还给同学们介绍了利用人工智能机器人代替人类到喷发的火山口采集样品的新技术手段,展望了人工智能在地学研究中的应用。报告引发了同学们的强烈兴趣,他们纷纷举手提问,Mooney教授就他们提出的如何保障机器人在艰苦条件下正常作业、采集岩石以及寻找隐伏断裂的目的等问题作了细致的解答。

    报告结束后,Mooney教授表示非常高兴能够访问青岛第三十九中学并给中学生做科普报告,这也是他第一次在中国参与中学的科普活动。青岛第三十九中学特色的课程设置以及同学们表现出来的科学素养给他留下了深刻的印象。希望将来能有更多的机会与同学们接触,传播科学知识,启迪科学思维。

    本次活动青岛海洋所首次利用国外专家学术交流的机会来安排的一次科普活动,将来会组织更多来青岛海洋所访问的外国专家以及国外的研究生走进校园,以更加丰富多彩的科普形式,参与到科普工作中来。

    据悉,Walter Mooney教授是著名的地震学家和地球物理学者,是美国地质调查局地质科学研究中心研究员及中美地震科技合作美方协调人,是斯坦福大学大学讲习教授,于2004年当选为欧洲科学院院士。Walter Mooney教授于2017年4月被青岛海洋所聘为客座教授。

     
    青岛海洋所组织外国专家走进青岛第三十九中课堂

    近日,作为《中国地质环境图系》的重要部分,新编完成的《中国及比邻海区活动断裂分布图(1:500万)》(附说明书)(中英文版)已正式出版发行。该图在充分吸收国内外前人成果资料的基础上,利用多源遥感等新数据,综合“中国地质大调查”近15年来在新构造与活动构造领域的调查研究资料编制而成。

    新编图件突出展示了中国及毗邻海区已知主要活动断裂的类型及其活动强弱程度。同时,表达了M≥5.0地震、已知的地震地表破裂带、第四纪盆地及第四系等厚线、第四纪火山岩及火山口、震源机制解数据所反映的现今地壳应力状态和现今地壳运动的GPS水平速度场等与活动断裂关系密切的其他相关要素。结果共梳理出2705条活动断裂,获得了中国及毗邻海区活动断裂分布的更精细图像,表明中国是全球已知陆内活动断裂数量最多的国家。同时,地质力学研究所的新构造与活动构造研究团队在编图过程中,还进一步归纳总结了中国及毗邻海区75条主要活动断裂带/系或构造带及其活动特征,从而基本查明和掌握了整个中国大陆及毗邻海区的主要活动断裂的空间分布、几何学与运动学特征及第四纪与晚第四纪活动性等,并在地质力学构造体系理论方法指导下,利用新的活动断裂研究成果,在中国大陆的活断层强度分类、活动构造区带划分和活动构造体系综合研究等方面进行了创新,获得了许多新认识。

    自1966年邢台地震以来,我国出于服务国家经济建设需要,以及指导全国地震地质研究和活动断裂普查工作等需求,一直非常重视1:300万至1:600万尺度全国性的新构造与活动断裂及其与强震活动关系方面的图件编制工作。原国家地震局和地质矿产部等曾先后组织编制过《中国活动性断裂和强震震中分布图》(1:300万)(1976年)、《中国主要构造体系新活动和强震震中分布图》(1:600万)(1978年)、《中华人民共和国地震构造图》(1:400万)(1979年)、《中国及邻近海域岩石圈动力学图》(1:400万)(1987年)、《中国及毗邻海区新构造图》(1:500万)(1996年)、《中国活动构造图》(1:400万)(2007年)和《中国及邻近地区地震构造图》(1:400万)(2016年)等相关图件。前人在活动断裂编图方面做过的大量卓越工作,为全面认识中国大陆及其邻区的活动断裂起到了重要作用,也为新的编图工作提供了很好的经验及数据积累。但由于编图的目的或用途不同,已有图件不同程度地存在活动断裂数据准确性不足和对一些断裂活动性的认识不统一等问题。同时,近十多年来,伴随地质大调查工作的开展,在青藏高原及其周边区域又涌现出许多新的资料,而且国内外对活动断裂的认识也在不断加深。因此,非常有必要集成新的资料和数据,并应用新的活动断裂鉴别标准与分级方法来编制新一代的活动断裂图件,这不仅有助于更全面地认识中国大陆及毗邻海区主要活动断裂的空间分布及其活动性特征,而且可为部署全国性的活动断裂相关的地质调查工作提供指导性图件,也可为认识国家主要城镇规划区和重大工程规划建设区可能存在的活动断裂级相关地质灾害风险与地壳稳定性等提供重要的基础地质支撑。为此,原国土资源部地质环境司和中国地质调查局于2013年启动的“全国地质环境图系编制”工程将编制新一代的“中国及毗邻海区活动断裂分布图(1:500万)”列入其中一项重要工作内容,并由中国地质科学院地质力学研究所的新构造与活动构造研究团队负责编制,这也是首次由中国地质调查局组织编制活动断裂类专题图件。

    这次新编《中国及比邻海区活动断裂分布图(1:500万)》及说明书的正式出版发行出版,也是我国首次以中英文版公开出版发行1:500万比例尺全国性的活动断裂分布图。目前,这一成果的数字版已共享到地质云2.0系统,初步实现了对相关领域的科研人员和社会公众的共享使用。

     

     

    背景介绍:

    活动断裂是强震的主要危险源,也是引起地表变形及伴生多种类型次生灾害的主要地质构造因素。中国大陆因为在地质历史上由多个微板块经多期造山旋回拼合而成,岩石圈性质差异大且结构复杂。新生代期间,在西太平洋板块和印度板块两大全球最活跃的板块持续快速俯冲和碰撞作用下,许多古老造山带纷纷复活,发育了众多规模、性质和活动性等都不尽相同的板内活动断裂,造就了极为复杂的活动构造体系和陆内强震活动极为频繁的特征。因此,是世界上板内大陆强震最频繁和遭受地震地质灾害影响最严重的国家,20世纪全球因地震死亡的120万人中,中国占近50%。因此,准确了解和掌握全国范围内活动断裂的空间分布、活动性质和活动性等,既是防范活动断裂及相关地质灾害风险的重要前提,也是国土空间规划利用、城镇化发展,以及铁路、水电站和核电站等重大工程的规划建设等所必需的重要基础地质资料和决策依据。

     
     
    《中国及比邻海区活动断裂分布图(1:500万)》(中英...

    自然资源部中国地质调查局地质力学研究所依托“川藏铁路活动断裂调查与地质灾害效应评价”项目成果,编写出版了《川藏铁路沿线活动断裂与地质灾害效应调查研究》图书,成为研究青藏高原中东部活动断裂与地质灾害调查研究方面较为系统的一部专著。

    该研究成果紧密围绕川藏铁路及邻区重大工程规划建设迫切需要解决的活动断裂和地质灾害等科学问题和重大工程地质问题,开展了川藏铁路沿线重要活动断裂发育分布特征和活动性、地质灾害效应等方面的调查研究,在前人研究成果的基础上,梳理了川藏铁路沿线发育的54条活动断裂的展布特征、分段性和活动性;在雅鲁藏布江中游新发现杰德秀古湖并厘定了其形成地质年代;获得了拉萨块体现今地壳浅表层的应力状态及分布特征;获取2015年尼泊尔Ms8.1级强震前后地应力远场变化特征;揭示了鲜水河断裂带、雅鲁藏布江断裂带的地质灾害效应,并开展活动构造带地质灾害易发性评价方法研究;对青藏高原中东部新发现的高速远程滑坡的形成机理进行了研究,建立了高速远程滑坡的体积、活动距离相关性公式。

     

     
     
    《川藏铁路沿线活动断裂与地质灾害效应调查研究》出...

    目前,深部矿产资源勘查已成为我国未来矿产勘查的重要方向。近年来,随着全国危机矿山接替资源找矿和老矿山接替资源找矿等项目的实施,深部找矿勘查工作取得了一系列重要进展。这些新发现和新成果,不仅颠覆了对已有矿床成矿规律(成矿系统的发育深度和不同类型矿床的分带、叠合规律等)和矿床成因的认识,推动了科学研究“向深部进军”,还为深部矿产资源勘查提供了重要依据。本文选择近年来深部找矿取得重要突破的矿山,介绍其深部勘查的新发现及意义,以期引起业界对矿床系统的理解和再认识,更好地服务于深部矿产资源勘查工作。同时,结合已有的深部找矿经验,对下一步深部矿产勘查工作提出建议。

    深部找矿新发现促进矿床成因新认识

    1. 西藏罗布莎铬铁矿

    西藏罗布莎铬铁矿床是目前国内规模最大、研究和勘探程度相对最高的铬铁矿床,但经多年开采,矿山保有资源储量严重不足。

    自2006年以来,通过开展矿区含矿构造岩相带与矿体空间分布规律研究,同时配合重磁电综合解释,在矿床深部发现厚大隐伏矿体,实现我国铬铁矿找矿的重大突破。钻探资料显示,钻孔ZKWT02在孔深286.3~341.1米处见累计视厚度达46.28米的4层矿体,Cr2O3含量50%以上;钻孔ZK西2004于孔深334.5~426.9米处见4层矿,累计视厚度46.1米,Cr2O3含量约50%,发现的Cr-80单矿体资源量达115万吨,成为目前国内发现单体规模最大的铬铁矿矿体。此外,通过“千米钻”深孔ZK东04的实施,在孔深679.5米处见蚀变破碎带中的浸染状铬铁矿,验证了深部有规模较大的中央含矿构造岩相带的存在。

    通过深部找矿工作的实施和深部厚大铬铁矿体的发现,对该矿床的成矿规律和成矿模型取得了新的认识,打开了找矿空间。进一步验证了中央含矿构造岩相带对于深部铬铁矿体的控制意义,查明了豆荚状铬铁矿体主要赋存于罗布莎超基性岩体中北部的斜辉橄岩岩相带中,浸染状铬铁矿体赋存于岩体北部纯橄榄岩岩相带中;提出豆荚状铬铁矿形成的多阶段成因模式;矿体表现出成带分布、成群出现、分段集中的特点,与层状铬铁矿的形成机制完全不同,可能是含铬铁矿残浆受构造作用强力侵位的结果;建立了以西藏罗布莎铬铁矿为典型的“板块踫撞蛇绿混杂岩带超镁铁质岩岩相构造带控矿的找矿预测地质模型”。总之,深部找矿工作的开展为罗布莎铬铁矿以及国内同类型铬铁矿床下一步找矿勘查工作提供了新的思路。

    2. 广东大宝山铁铜钼多金属矿

    大宝山铁铜钼多金属矿床是一座以铁、铜、铅、锌、硫、钼为主的大型矿床。广东省地质局705地质大队曾于1958~1961年完成普查—勘探工作,并提交了相当于122b的铜多金属储量79.96万吨(品位0.86%),铅金属储量31.36万吨(品位1.77%),锌金属储量84.97万吨(品位4.44%),铁矿石储量8034万吨(品位49.69%),以及钼金属资源量(2M11,包括外围)2.26万吨。大宝山矿床经过半个多世纪开采,资源几尽枯竭,属严重危机矿山。

    经全国危机矿山接替资源找矿(2006~2009年)和老矿山接替资源找矿(2014年)两轮找矿勘查工作,在大宝山矿区深部分别探获了一处大型规模的斑岩型钼矿体和一处厚大的斑岩型铜硫矿体,取得了重大找矿突破。其中,斑岩型钼矿体主要呈似层状、透镜状产于花岗闪长斑岩和次英安斑岩中,受岩体和构造联合控制。矿体围岩蚀变分带明显,从浅部至深部分别为粘土化带→青磐岩化带→绢英岩化带→钾化带(如图),显示出典型的斑岩型成矿特点。斑岩型铜硫矿体主要赋存于泥盆系棋梓桥组灰岩、粉砂岩和次英安斑岩中,矿石类型以黄铁矿型铜矿石、磁黄铁矿型铜矿石和黄铁矿型硫矿石为主。由此,大宝山铁铜钼多金属矿床的矿体空间分布可分为深部的花岗斑岩型钼(钨)、铜硫矿、矽卡岩型钼(钨)矿、浅部的脉状、似层状铜铅锌矿以及远端的菱铁矿。

    关于大宝山铁铜钼多金属矿床的成因主要有3种观点,即与岩浆期后热液有关、与海相或陆相火山热液有关以及与沉积改造作用有关。大宝山深部斑岩型钼矿体和铜硫矿体的发现进一步改变了以往对该矿床成因的认识,为下一步找矿工作提供了重要线索和依据。祝新友等研究认为,大宝山矿床深部的斑岩型、矽卡岩钼钨铜矿化、浅部的脉状铜铅锌矿化以及远端的菱铁矿化构成了斑岩型或岩浆期后热液型成矿系统。应立娟等对层状铜硫矿体研究后认为,大宝山矿区及外围成矿作用与岩浆热液有关的,属同一成矿系统演化的产物。戴塔根等指出,大宝山多金属矿床斑岩型、矽卡岩型矿体与岩浆热液有关,而似层状铜铅锌矿体则与海底火山热液活动有关,并受后期岩浆热液的叠加改造。

    大宝山矿床37线剖面图

    3.江苏栖霞山铅锌矿

    江苏栖霞山铅锌多金属矿床位于南京市东郊的栖霞镇境内,处于长江中下游成矿带宁镇矿集区。2012年~2014年,地质矿产调查评价专项实施“江苏省南京市栖霞山铅锌矿接替资源勘查”项目,对矿床开展了深部找矿工作。在研究石炭系高骊山组与黄龙组硅/钙面控矿和脉状矿体侧伏规律的基础上,项目利用坑内钻追索和控制了1号主矿体在走向和倾向上的延伸,并新发现多层厚大铅锌矿体。尤其值得注意的是,在钻孔KK4603和KK4201中均发现金、银、铜矿化。其中,钻孔KK4201中银、金、铜平均品位分别为金 2.19克/吨、银 319.73克/吨、铜0.49%。经估算,本次工作新增333+334资源量:铅锌58.13万吨,共(伴)生金7.64吨、银1113吨、铜1.53万吨。

    栖霞山矿床是华东地区目前已发现规模最大的铅锌多金属矿床,前人开展了大量找矿研究工作。然而,关于该矿床的成因一直存在争议,即矿床的形成与岩浆热液成矿作用有关,还是与热水沉积成矿作用有关?此次通过深部找矿勘查工作,在栖霞山矿床深部发现银-金-铜矿化,一方面暗示矿床深部巨大的找矿前景,另一方面为矿床成因研究提供了新的线索和证据。根据这些深部矿化信息,张明超等对矿床开展了流体包裹体显微测温及氢-氧-硫-铅研究,指出栖霞山铅锌矿的成矿流体和成矿物质主要来源于岩浆,岩浆水和大气水的混合是导致矿质沉淀的重要因素。因此,栖霞山矿床深部勘查的新成果不仅促进了矿床成因方面的研究工作,取得了新认识,而且更为下一步找矿工作指明了方向。

    4.云南澜沧铅矿

    云南省澜沧老厂铅锌银多金属矿床一直被认为是以火山岩为容矿建造或与火山岩有关的块状硫化物矿床(VMS)。2006年实施矿山深部找矿工作以来,在矿区继ZK153101钻孔揭露了钼矿化带后,ZK14824、ZK14827钻孔均揭露了深部的钼矿(化)体。其中,ZK14827钻孔孔深1417.05米,圈定的工业矿体总长度696.25米,平均品位0.068%,矿体主要产于深部隐伏斑岩体(喜马拉雅期)和接触带内。深部隐伏斑岩体和岩浆型钼矿的发现引发了学者们对该矿床成因模式的争议。斑岩型或岩浆型成矿系统的存在已是事实,如果考虑前人的石炭纪的块状硫化物成矿系统,则应是2个成矿系统的叠加。

    朱裕生等强调“成矿系列”的“缺位找矿”理论,在多年前建立了“同位成矿”理论。在前人的理论认识基础上,可以对上述新发现给予验证和深化。韩润生等认为,澜沧老厂矿床是2套主要成矿系统、多种有利成矿要素有机耦合的结果,具多成矿动力学环境、大时间间隔和多类型成矿作用同位叠加的显著特征,是多种构造环境演变过程中形成的火山喷流沉积+隐伏斑岩热液成因为主的矿床,并将其成矿模式归纳为“双成矿系统同位叠加模式”。

    5.内蒙古毕力赫金矿

    早期勘查和研究认为,毕力赫金矿床赋存于晚侏罗世玛尼图组火山、次火山、火山碎屑岩系和隐爆角砾岩中,从基性的玄武岩到中酸性的流纹岩构成一套含金火山建造。其中的蚀变火山岩、次火山岩、角砾岩是主要的含金地质体,又是赋矿的直接围岩。主要岩性有安山质角砾熔岩、安山玢岩质角砾熔岩、闪长玢岩、热液角砾岩、蚀变玄武质角砾岩等。矿体的形态特征也表明其与火山机构关系密切。卿敏等通过对矿区深部、外围勘查和典型矿床解剖研究后认为,毕力赫金矿的成矿作用与海西期岩浆活动有关,成矿流体的性质、矿体空间产出与浅成花岗闪长斑岩关系密切,并在此基础上建立了矿田“斑岩-构造蚀变岩-浅成石英脉型矿化类型一体化”成矿模式。

    深部找矿新发现开拓区域找矿新思路 

    1. 内蒙古维拉斯托锡多金属矿

    维拉斯托锡多金属矿床位于大兴安岭南段,曾作为大型铜锌银多金属矿床进行开发和找矿工作。2013年,地质人员在勘查过程中发现矿区及外围的黑云斜长片麻岩中发育有含锡石英脉,进而推测深部可能存在隐伏矿体。2014年地质调查项目实施的老矿山找矿项目,在矿山深部发现石英脉型锡钨锌铜钼矿体、隐爆角砾岩型锡铜锌矿体和浸染状锡锌铷铌钽矿体。其中,隐爆角砾岩型矿体位于岩体顶部外接触带,呈筒状,角砾成分为主要为黑云斜长片麻岩,胶结物以石英、黑钨矿和锡石为主;石英脉型矿体赋存于下古生界锡林郭勒杂岩和石炭纪石英闪长岩中,总体倾向北东,矿物组合为石英、锡石、闪锌矿和黑云母等;浸染状锡锌铷铌钽矿体赋存于云英岩化和天河石化的岩体顶部,矿物组合主要为锡石、闪锌矿和黑钨矿等。项目已初步查明矿体30余条,其中,1号矿体为主矿体,长大于700米、宽大于300米,总体呈舒缓波状;矿体厚度(视厚)平均5.15米,Sn品位平均为0.89%;共提交锡金属量8.1万吨(333及以上),实现了大兴安岭南段锡矿找矿的重大突破。

     

    矿床三维空间结构模型示意图

    大兴安岭南段是我国重要的铅锌、银、铜、锡多金属成矿带。按照成矿物质来源和矿床组合,区内划分出3个成矿带,其中林西-甘珠尔庙一带以锡多金属成矿作用为主,而锡林浩特-霍林郭勒地区则以银铅锌成矿作用为主。因此,长期以来,大兴安岭南段的锡矿找矿工作一直以林西-甘珠尔庙地区为重点,但多年来始终未取得较大突破。维拉斯托矿床位于以银铅锌成矿作用为主的锡林浩特-霍林郭勒地区,其与拜仁达坝矿床一起曾作为大型银铅锌矿床开展找矿勘查和科学研究工作。然而,此次维拉斯托矿床深部锡多金属矿体的发现,显示出传统的银铅锌成矿区巨大的锡矿找矿潜力。最近,Liu et al、祝新友等和Wang et al研究认为,维拉斯托矿床的银铅锌矿体和锡矿体是同一成矿系统的产物,并指出浅部为热液型脉状铅锌银矿,深部则可能存在岩浆热液型锡(钨)多金属矿。因此,维拉斯托矿床深部锡多金属矿的发现不仅改变了人们以往对大兴安岭南段锡、银、铅锌成矿规律的认识,而且将影响该区域今后的锡矿找矿勘查思路,意义重大。

    2. 四川拉拉铜矿

    四川拉拉铜矿田位于扬子准地台康滇地轴中段,属东西走向的金沙江断裂褶皱带与川滇攀西大裂谷南北向构造带的交接复合部位。拉拉铜矿是我国西南重要的大型铜矿,也是四川省最大铜矿生产基地。矿田内金属矿产以铜为主,次为铁、镍,伴生金属有银、金、钴、钼、铂、钯等。2012年以前,经勘查的主要矿床(点)42个,其中大型矿床1个、中型矿床4个,其余为小型矿床和矿点,已累计探明铜资源量130万吨,铁资源量2600万吨,镍资源量5万吨。2012-2014年,老矿山接替资源勘查项目在拉拉落凼铜矿南部红泥坡矿区勘查取得了重大突破,新增333+334铜资源量63.22万吨,实现重大找矿突破。

    拉拉地区铜矿矿体赋存于古元古界河口群火山沉积岩系中,具有明显的层控特征。但与以往拉拉地区铜矿均赋存在河口群中部火山沉积旋回落凼组地层中不同的是,本次发现的红泥坡铜矿体主要赋存在河口群上部火山沉积旋回长冲岩组上段,其主矿体东西最大延伸1950米,南北延伸2100米;矿体平均厚度为10.37米;Cu品位平均为1.36%。红泥坡铜矿矿石矿物有磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、辉钼矿、磁黄铁矿等;脉石矿物有钠长石、白云母、黑云母、钾长石、石英、铁白云石等。与典型的拉拉铜矿条带状矿石构造不同,红泥坡铜矿矿石构造以脉状、网脉状、角砾状为主。

    拉拉铜矿田是我国重要的铜矿集区,一直以来是研究的热点地区,众多学者对其进行了详细的研究并取得了丰富的成果。然而,由于矿床的复杂性,拉拉矿田的成因仍存在争议,目前主要的观点分为两类:一是一些学者根据其赋存于河口群落凼组海相火山岩中,矿体呈层状、似层状产出,矿石主要为块状、条带状构造,结合部分硫铅同位素数据显示成矿物质来自于河口群地层,据此认为矿床属于火山成因块状硫化物矿床(VMS),并认为成矿年龄与成岩年龄一致为16~17亿年,但拉拉铜矿目前较为可靠的辉钼矿Re-Os定年数据显示其可能的成矿年龄为10.86亿年,且该矿矿化元素仅有Cu和Fe,无Pb或Zn,显示其可能的VMS矿床成因证据仍显不足。

    ②也有学者认为其特征很类似IOCG矿床,其发育很强的钠长石化,出现大量的贫Ti磁铁矿,并富集Co、Au、P、F、REE等,而贫Pb、Zn;C-H-O-S同位素数据显示其岩浆热液来源,有部分成矿物质来自于地层;且根据辉钼矿的Re-Os同位素年龄得到其成矿年龄为10.86亿年,并与当时板内拉张环境密切相关。但与典型的IOCG相对比,落凼铜矿缺乏大范围分布的角砾状矿石,并且受断裂控制不明显,所以其可能的IOCG矿床成因也存在争议。红泥坡铜矿的发现及其揭示的矿床地质信息,为研究者研究拉拉铜矿田的成因机制提供了绝佳的契机,通过对其系统的解剖,有望最终确定拉拉铜矿田的矿床成因并建立找矿预测地质模型,进一步指明区域找矿方向。总之,红泥坡铜矿重大的找矿突破打开了拉拉地区广阔的找矿空间,新赋矿层位的发现明确了本地区下一步的找矿方向,并增强了矿山企业“拉拉外围找拉拉”的找矿信心,为川滇有色金属成矿带开展“拉拉式”铜矿找矿提供了可借鉴的成功经验。

    3. 江西相山铀矿

    江西相山铀矿田位于钦杭成矿带北东段,赣杭陆相火山岩铀成矿带西南端,德兴-遂川大断裂的南东侧,是我国重要的热液型铀矿田。以往对于相山铀矿田的研究工作主要侧重于铀的成矿作用机制和找矿预测等方面,且主要集中在矿田浅部。随着矿山深部找矿的实施,多个深孔均见到较好的铅锌铜等多金属矿化,且品位较高,已达综合利用价值。例如,钻孔CUSD3在孔深1095.4~1549.2米、1574.2~1577.5米分别见到铅锌铜矿化脉和铜多金属矿化脉。又如,钻孔ZK26-101在深部见约330米的铅、锌、银等多金属矿化,初步估算铅锌银矿资源量分别为Pb1.7万吨、Zn 0.88万吨、Ag76.2吨。地质特征显示,深部的铅锌银矿化主要赋存于流纹英安岩、碎斑熔岩及基底变质岩中,受断裂构造、岩层界面、火山塌陷构造复合控制;铜矿化主要分布于基底变质岩中。最新研究表明,相山铀矿田浅部的铀成矿作用与深部的铅锌铜成矿作用具有相同的成矿物质来源,属同一岩浆-热液成矿系统的产物。深部铅锌铜多金属矿化的发现构成了相山矿田上铀-中铅锌金-下铜的成矿空间模式,不仅加深了对矿田成矿规律的认识,拓展了深部找矿空间,而且开拓了区域找矿思路。

    4. 南京市梅山铁矿

    根据宁芜地区玢岩铁矿的成矿模式,梅山式铁矿为次火山岩体与火山岩接触带上下高温气液交代充填矿床和矿浆充填矿床,具透辉石-石榴子石-磷灰石-磁铁矿组合。近年来实施的梅山铁矿接替资源找矿项目中,在梅山铁矿层顶部硅化、黄铁矿化、碳酸盐化凝灰岩、沉积凝灰岩、凝灰角砾岩中发现了金矿体,同时这一层位也是梅山铁矿层顶部普遍存在的一个“近矿指示蚀变带”。据江苏省地矿局第一地质大队项目成果资料,ZK4101钻孔在392.2~407.8米处见到金处矿化15.6米,平均品位0.97克/吨;ZK4121钻孔在406.28~414.77米处见金矿层8.49米,平均品位1.88克/吨。初步估算新增333金矿资源量(金属量)2.85吨。

    宁芜地区铜金矿主要有铜井地区的铜井式铜矿,矿床类型均属火山-次火山热液型矿床。此类矿床的矿化与偏碱性、碱性火山活动有关,受区域构造裂隙或火山构造裂隙的控制。矿体一般呈脉状沿构造破碎带或破火山口构造成群出现,陡倾斜产出,与围岩界线清楚。矿石组合多为铜、金、多金属矿物与石英(重晶石、碳酸盐矿物)组合,并以中-低温热液充填型为主。典型矿床有铜井金铜矿(中型)、观山铜铅矿(小型)、谷里铜矿(小型)、金驹山金矿(小型)等。梅山铁矿矿体顶部层位发现的含金蚀变带与铁矿的密切关系可能反映铁矿和金矿是同一岩浆热液不同演化阶段形成的产物,当然目前也不能排除后期热液叠加成矿的可能。尽管目前对铁矿化和金矿化成生关系的认识还有待于进一步深化,但这一发现对宁芜地区玢岩铁矿的找矿不乏指导意义。

    5. 吉林夹皮沟金矿

    夹皮沟金矿位于华北克拉通北缘,是一座资源几近枯竭的危机矿山。该矿床虽有近200年的开采历史,但其成因却一直存在争议。前人曾先后提出过绿岩型、层控型、韧性剪切带型、变质热液型、岩浆热液型等多种成因模式,尤其以韧性剪切带型成因模式最为主要。近年来,随着老矿山接替资源找矿项目的开展,在夹皮沟矿床深部取得了重要突破。经钻孔验证,在夹皮沟矿床深部742~754.9米处见10米厚的细脉浸染型金矿体,平均金品位为2.2克/吨。钻孔编录结果显示,细脉浸染型金矿体主要产于隐伏的石英闪长岩体顶部接触带,矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等,脉石矿物主要为石英、方解石等。此外,在八家子南西的头道溜河地区,还发现了与闪长玢岩体有关的爆破角砾岩型金矿床。多种金矿化类型的新发现,不仅加深了对夹皮沟金矿矿床系统的认识,而且为区域深部找矿提供了新的思路和方向。

    对下一步深部找矿工作的建议 

    1.持续推进矿集区找矿预测工作

    老矿山是开展深部矿产资源勘查的理想场所,而矿集区是大中型矿山密集分布的地区。矿集区矿产地质调查程度和找矿预测直接关系到老矿山及其外围的深部找矿工作。然而,由于种种原因,许多矿集区尚缺乏系统的矿产地质调查及找矿预测,直接阻碍了深部找矿突破。矿集区找矿预测工作主要包括以下两方面内容——

    一是在1∶5万矿产地质调查、地球物理测量、地球化学测量、矿产及异常检查、典型矿床研究、资源潜力评价等工作的基础上,确定重点工作区开展找矿预测。在重点工作区开展大比例尺专项地质填图(含修测)、专项物探、专项化探、专项样品采集及深部钻探探查等工作,系统研究工作区内主要矿床类型的成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志,构建找矿预测综合信息模型,预测矿体赋存位置,评价资源潜力,提交预测资源量,引导后续勘查。

    二是围绕深部找矿预测需求,开展矿集区及老矿山“三位一体”(成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志)找矿预测理论与方法创新与示范,主要包括:1)成矿构造与成矿结构面研究方法与模式建立;2)开展矿床深部定量预测理论与方法研究;3)基于2DGIS/3D建模平台构建矿集区“成矿地质体-成矿构造与成矿结构面-成矿作用特征标志”找矿预测模型。

    2.进一步加强勘查区找矿预测理论与方法研究

    勘查区找矿预测理论方法体系的创建,首次提出成矿地质体、成矿结构面、成矿作用特征标志的概念,在实际使用中取得了良好效果,切实指导了深部找矿。但是,勘查区找矿预测理论目前仍不完善,需要在实际的应用过程中进行修正。

    一是要结合矿山深部和外围找矿的新发现,重新认识各类矿床的成矿规律、成矿系统的发育深度和不同类型矿床的分带、叠合规律。以深部找矿为目标,通过建立典型矿集区脉、层、块、体矿化样式组成的上下、左右多元空间矿床矿化系统结构模型,突出反映找矿信息,进而指导矿山深部和外围找矿工作。

    二是矿床模式的研究要从矿床的角度走向矿集区,从单个的矿床成矿模式发展为典型矿床成矿模式之间的组合模式,从构造体系控矿发展为构造成矿系列的阶段,这对于认识成矿系列控矿的规律,深入总结和认识矿床和矿集区成矿规律,提高对深部矿床成矿理论的认识和指导矿产资源勘查实现重大的突破具有重要意义。

    3.加强科技引领,推进新方法和新技术的研发应用

    从近年来矿山深部找矿的经验来看,重大成果的取得无一不是根据新现象,打破旧思维,结合实际情况进行理论、方法和技术创新的结果。科技创新无疑将对未来深部矿产资源勘查工作起到重要引领作用。因此,在开展深部找矿勘查工作的同时,还应重点研发和推广适合深部找矿的物化探等技术方法。

    一是继续贯彻“三深一土”国土资源科技创新战略,针对矿集区3000米以浅的地下空间,重点研发覆盖区探测技术和深部地质结构与成矿系统探测技术,开展覆盖区物质组成识别标志研究、矿集区深大剖面探测、深部成矿系统蚀变标志研究等工作,查明各类重要成矿要素在深部空间的分布特征,尤其重点探明与成矿有关地质体、成矿构造与成矿结构面、成矿作用特征标志等关键成矿要素的空间展布规律和形态特征,建立符合矿集区深部找矿的地球物理和地球化学等技术的指标体系,构建矿集区深部地质三维结构模型。

    二是对成熟的新技术新方法进行推广应用。在科学分析矿集区地质条件的基础上,根据深部新发现,充分利用KGR抗干扰电法仪激电测深、大比例尺低飞航磁测量、井-地磁测反演技术、构造地球化学测量、1∶5万抗干扰电法扫面等先进技术方法,进行推广应用,总结出一套适合本地区寻找同类型矿床的物化探方法组合,进一步指导矿集区及外围深部勘探工程布置,开展深部矿产勘查示范。

    总之,深部找矿新发现进一步促进了深部成矿规律的认识,开拓了找矿思路,已成为持续推进矿产资源勘查“向深部进军”的强大动力。同时,深部找矿突破的实现,还需要系统的矿产地质调查、完善的找矿预测理论和先进的探测技术等作为强有力的支撑。

    深部找矿新发现及意义

    近日,自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所承担的“湘江上游岩溶流域1:5万水文地质环境地质调查”项目,在湖南省祁水流域的祁阳县、冷水滩区一带实施探采结合孔6口,成井4口,涌水总量为751.17吨/天,可为9000余人提供饮用水水源保障。

    4口井分别位于冷水滩区杨村甸乡沙子坳村、花桥街镇坪塘村、普利桥镇杉木桥村、祁阳县文明铺镇大泉湾村,几个村均处于衡绍干旱走廊分布区,生活饮用水问题一直很突出。其中普利桥镇衫木桥村为国家级脱贫示范村,地形地貌属于岩溶丘陵谷地,谷地宽300-400米,底部较平缓,山坡坡度20-30度,底部覆盖的第四系土层厚度3-6米,地层岩性为泥盆系锡矿山组碳酸盐岩,地层展布、节理裂隙发育程度主要受北北东向区域性断裂的控制。尽管国家有关部门已做有前期配套设计规划,但该村现有村民目前饮用水还是以自挖手提井为主,饮用水主要取浅层地表松散层孔隙水,饮用水的水量、水质均得不到有效保障,非常不利于国家级脱贫示范村的建设。野外项目组结合地方需求以及对该村水文地质条件、地质构造的分析,成功实施一口探采结合孔,孔深110米,涌水量为482.6方/天,可为该村5000余人提供水源保障。

    探采结合孔的成功实施不仅为干旱缺水区以及国家级脱贫示范村提供了饮用水源,还查明工作区水文地质条件、岩溶发育规律,并获取水文地质参数,社会效益、经济效益显著,受到当地政府和百姓赞誉。

                           

     

     
     
    湖南祁水流域探采结合孔助力村民饮上放心水

    近日,由中国地质调查局岩溶地质研究所承担的《湘江上游岩溶流域1:5万水文地质环境地质调查》项目组建立了湖南宜章县地下热水形成概念模式图。

    湖南宜章县地下热水的分布明显受构造作用的控制。研究区较强的地热异常主要来源于燕山期花岗岩体余热,加上区域上宽大的断裂破碎带为水热对流循环提供了良好的通道和储集空间,在热传导和载热流体的混合作用下综合产生的结果。地下热水的补给区为研究区北东向大面积出露的泥盆系碳酸盐岩分布区,大气降雨通过断裂及裂隙渗入地下,由于水压差、密度差的关系则持续的对地热田热储层进行补给。在平面上,地下水由北东向南西方向径流,地下水通过纵横交错的裂隙系统,由浅部向深部运移,地下水被半封闭或封闭于渗透性、富水性均较好的碳酸盐岩层状含水层之中,诸广山岩体岩浆余热形成的热能由深部向北~北西侧扩散,地下水随着循环深度的增大不断从围岩吸取热量使得水温升高。

    在用口地区热储层的上覆地层为泥盆系孟公坳组砂页岩,为热储层提供良好的保温盖层,地下热水在章水河地势较低处沿着用口断裂的上盘裂隙系统自深部向浅部运移并与低温水混合,形成天然温泉群。有一部分地下水继续沿复杂岩溶系统向南西向运移,运移深度加深,南部岩泉断裂导热使水增温,附近储水层上覆地层为石炭系碎屑岩层亦对热储层起到了良好的保温效果,在热传导和载热流体的混合作用下从而形成地热田深部热储,地热水沿岩泉导热导水断裂由下至上运移,混入侧向补给的浅部冷水,伴随混合、稀释、降温等作用,最终在地势较低的武水河附近以温泉群形式出露于地表。

    湖南宜章县地下热水概念模式图的建立,为充分认识地下热水的形成与保护、开发提供了技术支撑。

    宜昌县地下热水形成概念模式图
    湖南宜章县地下热水形成概念模式图建立
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