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    中国可燃冰勘查利器——海马号无人潜水器

    新华社发

    勘查团队在祁连山南缘钻探发现“可燃冰”。

    冀 业摄(资料图片)

    近日,俗称“可燃冰”的天然气水合物成功获批为中国第173个矿种。这虽然是业界和公众意料之中的事,但还是引起了广泛关注和热烈讨论,人们由此预见,可燃冰作为一种战略性绿色能源,在中国获得了相应的法律地位,必将在勘查和开发利用方面迎来新的发展机遇。

    可燃冰被誉为“未来能源、洁净能源和21世纪能源”,这一方面在于其有能量密度极高、非常洁净等特质,另一方面在于其分布范围广、资源量巨大,可以为人类提供持久能源支持。对于环境资源压力巨大的中国来说,可燃冰更是承载着变革能源结构、实现绿色可持续发展的梦想。20多年来,中国科技工作者不懈努力、忘我奋斗,不仅系统提出了被实践证明正确的可燃冰成藏理论,而且形成了具有国际先进水平的可燃冰资源综合勘查高新技术体系,为可燃冰的开发和利用奠定了坚实基础。

    中国储量家底知多少

    在标准状况下,1立方米可燃冰可释放出164立方米天然气和0.8立方米的水,能量密度是天然气的2-5倍、是煤的10倍。这是人们对神奇的“冰火”津津乐道的主要原因之一。这样一种能量密度极高的物质,在地球上储量非常丰富。国土资源部天然气水合物重点实验室总工程师刘昌岭研究员介绍说,如果把全球可燃冰的储量折算为有机碳资源,其有机碳占总量的比例超过53%,而煤、石油、天然气三者有机碳之和仅占26.6%,也就是说,前者是后三者之和的约2倍。国际上广泛引用的可燃冰储量数据来自美国科学家科温沃登,他预测全球储量为21万亿吨油当量,与美国能源部2011年发布的数据大致相当。

    具体到中国,可燃冰的储量如何呢?中国地质调查局副局长王昆给出了一个数字:约800亿吨油当量。他强调,这是根据天然气水合物资源类型及赋存状态,结合地质条件对中国海域可燃冰源量的初步预测量。冻土区是陆域可燃冰的可能成矿区,而中国是世界上第三冻土大国,冻土区总面积达215万平方公里,具备良好的可燃冰赋存条件和资源前景。据科学家初略估算,陆域可燃冰远景资源量至少有350亿吨油当量。王昆介绍,总体上看,中国可燃冰分布广、类型多、储量非常丰富。目前,已在南海发现两个超千亿立方米的矿藏,圈定11个成矿远景区、25个有利区块。

    四个勘查阶段迎头赶上

    与一些国家从上世纪70年代就投入可燃冰勘查研究相比,中国在可燃冰资源调查研究方面起步无疑是较晚的。据刘昌岭介绍,如果从1995年原地质矿产部设立可燃冰调研项目开始算起,不过20多年,而这20多年又可以分为四个阶段。

    一是预研阶段。主要开展对国外调查研究情况的调研跟踪、文献整理等工作。这个阶段有两个标志性年份。1995年,“西太平洋水合物找矿前景与方法的调研”“中国海域水合物勘测研究调研”等项目设立,中国地质科学院矿产资源研究所和广州海洋地质调查局等机构参与其中,对水合物在世界各大洋中的形成、分布等方面进行了初步研究,明确指出了中国近海海域具有水合物成藏条件和资源远景。1998年,在国家“863”计划支持下,“海底水合物资源探查的关键技术”前沿性课题研究顺利启动。此外,中科院兰州冻土研究所开展了实验室合成天然气水合物研究,并通过书籍翻译将外国可燃冰领域研究进展系统介绍进来。

    二是前期调查阶段。1999年,国土资源部启动了“西沙海槽区天然气水合物调查与评价”项目,首次在该区域发现了可燃冰存在的重要标志。在东沙群岛南部和台湾西南等海域,调查团队也发现了蕴藏可燃冰的证据和标志,并综合利用多种海底调查手段,包括海底取样和摄像等,对这些证据和标志进行了研究分析,初步确认了可燃冰的存在。

    三是专项调查阶段。此阶段从2002年持续到2010年,参与调查的众多科研院所和大学与中石油、中石化等历时8年,实施了与可燃冰相关的4个专项,优选了南海的数个海域,开展了可燃冰调查与评价,并获得了可燃冰实物样品,取得了重大突破。与此同时,中国陆域可燃冰调查也在大力推进,初步结果显示,祁连山和漠河盆地等冻土地区具备较好可燃冰成矿条件和找矿前景。

    四是“127”工程国家专项阶段。2011年,“127”工程天然气水合物专项设立,按照“海路并举,先易后难”的思路,加强对南海、东海等海域和陆域冻土区的调查研究,查明中国海陆可燃冰家底,并为进一步开展资源评价和开发做好准备。上述专项实施的目标之一是实施赶超战略,使中国可燃冰勘查等技术与国际先进国家同步,为商业开发打好基础。

    推进理论和技术装备创新

    四个阶段,22年努力,中国不仅摸清了可燃冰家底,而且实现了一系列勘查理论和勘查技术、装备的创新。实际上,注重创新的引领作用,把地质调查过程变成科技创新的过程,全面提升科技创新解决资源环境基础地质问题的能力,也是中国地质领域工作的指导思想。

    中国地质调查局基础调查部副主任邱海峻指出,根据国际上的研究,可燃冰在全球主要分布有两类地区:一类是水深300米—3000米的海底,在海底以下0米—1500米的沉积物中产出;另一类是陆上冻土区。成功进行可燃冰勘查,光靠上述大体模糊的判断显然是不够的,必须摸索出适合中国海域和陆域地质特征的探测理论和方式。

    刘昌岭指出,中国科学家根据可燃冰成矿原因,创新性提出“渗漏型可燃冰”概念,并将可燃冰划分为“扩散型”和“渗漏型”等几种,总结出各自的特点,指出它们在南海北部具有密切的成藏关系,具备形成的地质条件,并揭示出该地区形成了南北成带状的可燃冰富集规律。

    工欲善其事,必先利其器。可燃冰勘查离不开先进的装备,而4500米级深海遥控潜水器海马号就是中国可燃冰勘查的一大利器。它历时6年研发而成,实现了一批关键技术突破,包括本体结构、浮力材料、液压动力和推进、作业机械手和工具、观通导航、控制软硬件、升沉补偿装置等,是中国迄今为止自主研发的下潜深度最大、国产化率最高的无人遥控潜水器系统。该潜水器研发成功后迅速转化为应用,在南海北部陆坡发现了海底活动性“冷泉”,实现了南海天然气水合物资源调查领域的突破性进展。

    在可燃冰勘查过程中,中国科学家摸索出一套成熟的调查技术和特效探测技术。刘昌岭举例说,针对可燃冰赋存的相关地貌、沉积矿物等,勘查人员集成了一套可燃冰综合探测系统,综合“地质、地球物理、地球化学”等调查手段,该技术已成为服务海域可燃冰常规勘探的主打技术。

    《 人民日报海外版 》( 2017年11月25日 第 08 版)

     

    人民日报:“冰火”勘查诠释中国地质速度(“瞄准世...

    刚刚过去的2017年,是党和国家事业发展中具有重要里程碑意义的一年,也是地质调查事业发展取得喜人成绩的一年。中国地质调查局以海域天然气水合物成功试采、长江经济带页岩气调查重大突破和雄安新区多要素城市地质调查等重要成果,向党的十九大献礼。

    在1月23日召开的2018年全国地质调查工作会议上,中国地质调查局党组副书记、副局长王研在工作报告中系统总结了十八大以来的地质调查工作。

    王研表示,过去的五年是砥砺奋进的五年。五年来,地质调查工作取得丰硕成果,中央领导同志多次对重大成果作出重要批示,给海域天然气水合物成功试采发来贺电;五年来,地质调查工作出现一系列积极变化,地质调查和科技创新能力进一步提升,科研条件进一步改善,人才队伍建设进一步加强,管理机制进一步理顺,地质文化进一步丰富,加快建设世界一流的新型地质调查局的信心进一步增强。

    会议现场  任伟 摄

    低碳清洁能源调查成果丰硕

    五年来,中国地质调查局将保障能源资源安全作为首要职责,精心实施了重大科技攻坚战,实现新区新层系新类型能源调查的新突破。

    一是海域天然气水合物勘查开发取得历史性成就。南海北部发现两个超千亿立方米的天然气水合物矿藏,初步完成我国海域天然气水合物资源潜力评价。南海神狐海域天然气水合物试采成功,创造了持续产气时间最长、产气总量最大的世界纪录,中共中央、国务院专门发来贺电。

    二是长江经济带页岩气调查取得重大突破。长江上游贵州遵义安页1井钻获日产10.22万立方米的高产工业气流;长江中游湖北宜昌鄂宜页1井、鄂阳页1井均钻获高产工业气流,被院士专家们评价为具有历史性、里程碑意义的重大突破;长江下游安徽宣城页岩气勘查取得重要发现,实现页岩气调查从长江上游向中、下游的战略拓展。

    三是常规油气调查在新区新层系取得重大进展。新疆温宿新温地1井钻获日产超40立方米的高产工业油流,为塔里木盆地油气勘查开辟了新区新层系。突泉盆地突参1井钻获轻质原油,阜新盆地首次钻获高产工业油流,有望为东北老工业基地振兴和经济转型发展提供新资源。

    四是页岩油、煤层气等其他能源调查取得重要进展。贵州六盘水杨煤参1井、四川宜宾川高参1井均钻获煤层气高产工业气流,最高日产气为8307立方米。与青海省国土资源厅共同组织,在青海共和盆地钻获236℃高温优质干热岩体,取得我国干热岩勘查重要突破。

    服务国家重大战略成效明显

    五年来,中国地质调查局以满足国家重大需求为价值追求,不断创新工作方式方法,服务国家重大战略。

    一是服务精准脱贫攻坚战。在江西、四川、贵州、云南等省(市、县)国土资源部门和地勘单位支持配合下,深入赣南和乌蒙山等贫困地区,逐县对接需求,精准实施“订单式”地质调查项目,走出一条“地质调查+”特色扶贫之路。在集中连片特困地区,圈定绿色富硒土地1084万亩,指导建立农业科技示范园7个,支撑调整富硒农产品种植面积 800万亩,使1500 万贫困群众受益,助力支撑150万人脱贫。在乌蒙山、沂蒙山、太行山、赣南、陕甘宁等地区,完成探采结合井1400余眼,解决300多万人饮水困难。在赣南钻获多处富锂、富锶的天然优质饮用矿泉水,带动地方矿泉水产业发展。支撑石漠化治理成效明显,在广西马山县形成可推广的荒山变绿洲“弄拉模式”。支撑贫困地区完成1处世界级、1处国家级和8处省级地质公园申报,有力地促进了贫困地区旅游产业发展。

    二是服务区域协调发展战略。紧密围绕京津冀、长江经济带和粤港澳大湾区的发展保护需求,编制《京津冀地区国土资源与环境地质图集》、《长江经济带国土资源与重大地质问题图集》和《粤港澳大湾区海岸带自然资源与环境图集》,提供相关部门和地方政府使用。试点开展了多要素城市地质调查,主动支持雄安新区、北京城市副中心和成都天府新区等地区的规划建设。与安徽省国土资源厅合作,开展了皖江经济带综合地质调查,为其产业发展规划提供支撑。

    三是服务“一带一路”建设。与“一带一路”沿线30多个国家合作,完成1∶100万到1∶5万地质地球化学填图近千万平方千米。编制了“一带一路”能源资源系列图集,呈送党和国家领导人及有关部门参阅。充实完善了全球矿产资源信息系统,五年累计为400多家单位、4000多人次提供信息服务,直接引导50余家矿业企业到境外投资,登记矿权80余处。累计举办地质矿产类国际培训班85期,为90个国家培训2200多名地学人才,促进“一带一路”沿线国家地学合作与交流。

    四是服务海洋强国战略。落实政府间合作协议,完成海上共同开发区块内钻探工作,首次发现新类型油气藏,开展了中越海上共同考察和项目合作。全面完成我国管辖海域1∶100万海洋区域地质调查。对南海海底245个大中型地理实体的命名获国务院批准,强化了国家权益表达。会同广西、海南、广东、福建、山东等沿海11个省(市、区)国土资源部门和地勘单位,编制了中国海岸带地质调查报告和资源环境图集,为沿海地区国土资源管理和重大工程建设提供了有效服务。

    支撑国土资源中心工作主动有力

    五年来,中国地质调查局以支撑国土资源中心工作为己任,着力提升地质调查支撑服务的能力和水平。

    一是有力支撑国土资源领域“十三五”规划编制。支撑部完成国务院印发的《全国国土规划纲要(2016-2020年)》和《全国矿产资源规划(2016-2020年)》的编制,完成地热开发利用规划、地质灾害防治规划和找矿突破行动第三阶段总体方案。各省(市、区)地调院、环境监测总站有力支撑了省级国土资源领域的规划编制和研究。

    二是有效支撑自然资源管理和改革。支撑国家油气勘查开发体制改革,向部提交新疆15个常规油气勘查区块和贵州正安等20个页岩气勘查区块及资料包。联合四川地调院、湖南环境监测总站、煤炭地质总局等30多家单位,完成全国矿山地质环境年度变化监测,监测结果已作为各省(市、区)生态文明建设评价考核的重要依据。新完成耕地地球化学调查面积60多万平方千米,发布了《中国耕地地球化学调查报告(2015)》,调查成果广泛应用于全国及地方土地规划和土壤污染详查。浙江地调院支撑全省70个县(市、区)完成1∶5万土地质量地球化学调查和耕地建档工作。编制了中国地下水质量与污染调查报告,基本建成由2万个监测点组成的全国地下水监测工程。北京、河南、山东、福建、内蒙古、重庆等省(市、区)已启动省级地下水监测工程,建成省级监测点2213个。

    三是有效降低地质灾害造成的生命财产损失。支撑31个省(市、区)基本建成地质灾害综合防治体系,应急处置100余次重大地质灾害,形成了以陕西镇安“五化”模式和湖北“四位一体”、重庆“四重网格化”为代表的多种防治模式。近五年,年均因灾死亡失踪人数由1000人降至400人左右,湖北省实现10年无群死群伤地质灾害发生,李克强总理作出“成功经验值得推广”的重要批示。联合北京、天津、上海、山西等7省(市、区)环境监测总站,编制《全国地面沉降调查监测报告》,支撑了第四次全国地面沉降防治部际联席会议,获得11个联席会议成员单位高度评价。支撑部完成《提升科技支撑能力加强地质灾害防治3年行动计划》编制。

    四是完成全国首轮地质遗迹调查,共查明地质遗迹点6200余处。各省(市、区)地调院、环境监测总站积极推动本省地质旅游产业发展。贵州地调院参与全省旅游资源大普查,并为铜仁、兴义2个世界地质公园申报提供技术支撑。陕西地调院通过地质遗迹调查在汉中发现天坑群。福建地调院积极参加“生态示范省建设”,协助当地政府申报国家级和省级地质公园。

    五是全面支撑找矿突破战略行动。五年累计圈定找矿靶区2500多处,开辟西昆仑铅锌锰锂、大兴安岭中南段锡、东昆仑镍、皖东金、赣北钨铌钽锂、湘中-桂中锰等找矿新区;发现和评价了四川甲基卡锂矿、新疆黄羊山晶质石墨矿、青海夏日哈木镍矿、西藏山南错那洞铍矿等一批世界级矿床,拉动商业性勘查形成或扩大藏中铜矿、胶东金矿、黔东锰矿、新疆火烧云铅锌矿、赣北钨矿、柴达木盆地西部钾盐等一批大型资源基地,推动形成全国新的勘查开发格局雏形。支撑部完成天然气水合物新增为我国第173个矿种的申报工作。

    六是促进城市地质工作大发展。会同相关省(市、区)国土资源部门和地勘单位,完成了环渤海、长三角、长株潭等10个重要城市群1∶25万地质环境调查,对我国19个城市群和337个地级以上城市地质资源环境进行了初步评价。支撑部印发《关于加强城市地质工作的指导意见》和《城市地质调查规范》,召开全国城市地质工作会议,交流了北京、上海、成都、江苏等省(市)城市地质工作经验,发布全国城市地质调查总体方案,使城市地质调查工作驶入快车道。

    地质科技创新和人才培养迈出坚实步伐

    五年来,中国地质调查局把科技创新和人才培养摆在突出位置,全面提升科技创新能力。

    一是完成了地质科技创新总体布局。研究制定了中国地质调查“十三五”科技创新规划、科普规划和信息化建设三大规划,召开了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,确立了加快建设世界一流的新型地质调查局目标,推出了百项理论、百项技术和百项成果,出台19个文件,促进和加强地质科技创新和人才队伍建设。

    二是推进了“三深一土”科技创新工作。海洋六号完成第33航次南极科考和大洋科考任务,自主研制的“海马”号深海无人遥控潜水器成功投入使用。完成三颗光学卫星正样产品研制,提高了国产卫星遥感数据应用水平。国际地科联秘书处移址中国,联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心落户中国,岩溶国际研究中心第二期建设协议续签。启动并实施了“化学地球”和“全球岩溶动力系统资源环境效应”两个国际大科学计划。

    三是涌现了一批科技成果和高端人才。五年来,中国地质调查局共获国家自然科学和国家科技进步二等奖4项,国际科学技术合作奖2项,共承担国家重点研发项目25项,3人入选国家“万人计划”,5人当选两院院士,其中高锐、杨经绥、侯增谦、毛景文是直属单位的科学家,王双明是陕西地调院的科学家。评选出卓越、杰出和优秀三级人才145名,打造了中国地质调查人才品牌。

    四是改善了科技创新条件。李四光纪念馆、地科院京区科研基地全面建成,天津、西安、成都、青岛、广州、桂林、厦门等科研基地建设,在当地政府和有关部门的支持下得到快速推进。

    五是完善了地质科技创新体系。充实加强地科院领导班子,组建深地探测中心,启动全国地质科技创新中心和国际交流中心建设。依托六个大区中心,联合区域内优势科技资源,推进六个区域地质科技创新中心建设。西南地质科技创新中心已在成都挂牌成立。推进了国家重点实验室、工程研究中心和技术创新中心建设,参与建设青岛海洋科学与技术国家实验室。

    六是出版了新一代地质志和矿产志。完成福建、海南、湖南、河北、宁夏、贵州、江西、陕西、辽宁、天津10个省(市、区)新一代中国区域地质志出版,完成中国矿产地质志矿产地名录卷、典型矿床总述卷、建材非金属卷、江西卷、陕西卷和新疆成矿系列图出版,加强了基础研究,促进了科技创新。

    信息化建设和地质资料社会化服务迈上新台阶

    五年来,中国地质调查局将信息化建设与科技创新一同列为建设世界一流的新型地调局的核心驱动力,摆在优先发展位置。

    一是网络基础设施建设实现较大发展。建成了覆盖全局的办公网、业务网、广域网和基于卫星通信的多级网络体系,实现数据采集、建库、处理、成果表达等覆盖地质调查全过程的数字化、集成化与标准化。研发基于云计算的地质调查智能空间技术,在阿尔金成矿带等项目中成功应用,探索建立了智能地质调查工作新模式。

    二是地质资料数字化和社会化服务水平大幅提升。2015年,全面完成全国地质资料馆馆藏资料的数字化。解决地质资料脱密问题,实现1∶5万地质图件公开发布,被业界认为是“破冰之举”。五年共公开发布1∶5万区域地质图2600多幅、地质钻孔数据80多万个、岩芯扫描图像26万余米。

    三是地质云1.0正式上线运行。全国陆域、海域1∶500万到1∶5万不同比例尺地质成果数据和全国重要地质钻孔、全国实物地质岩心等专题数据,实现在线查询、浏览和下载等服务。

    国家地质调查工作体系基本形成

    五年来,中国地质调查局按照全面深化改革要求,推进地质调查运行机制改革。

    一是改革中央地质调查项目运行机制。形成以局机关-大区项目办-承担单位为主线的三级项目管理体系和以计划-工程-项目为主线的三级业务推进体系,提高了管理效率。修订一批技术规范和预算标准,尤其是推进了1∶5万区调、矿调、环调技术标准的修订和试点。加强安全生产和保密工作,实现与业务工作同部署、同检查、同落实。

    二是理顺地质调查预算管理关系。全面贯彻国家财政预算制度改革精神,将中央地质调查项目预算纳入部门预算,实现了常态化经费保障机制。2017年,配合财政部将原六个一级项目调整为八个,实现地质调查“计划”与财政一级项目的有机衔接。全面改进预算控制方式,加强和建实项目库,实现预算三年滚动管理。

    三是初步构建新型中央与地方公益性地质调查工作关系。在“项目联系、业务指导”的基础上,强化了在科技创新、信息共享、人才培养、国际合作等方面的指导与合作,出台《关于加强对省级地质调查院和地质环境监测机构指导与合作的若干意见》,密切与地调院和环境监测总站的联系。2016年和2017年,共有江苏、陕西、湖北、浙江、河南、云南、甘肃、湖南8省的地调院和上海、内蒙古、贵州、河北、山东、甘肃、湖南、河南、安徽9省(市、区)的环境监测总站,因完成中央地质调查项目和服务地方经济社会发展成绩突出,受到表扬。

    四是形成多方合作服务国家重大战略的新机制。分别与京津冀三省(市)、长江经济带11省(市)、“一带一路”6省(区)以及6所高校,建立工作协调联动机制。深化与海洋局、测绘局合作,建立数据资源共享机制。与广东省、中石油签署三方合作协议,共同推进天然气水合物勘查开采先导试验区建设。与浙江、安徽、新疆等省(区)人民政府建立中央与地方地质调查工作的联动机制,实现地调局与地方的需求、项目和成果“三对接”。

    推动全面从严治党向纵深发展

    五年来,中国地质调查局深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,将全面从严治党视为地质调查事业发展的根本保障。

    一是党的建设得到显著增强。扎实开展党的群众路线教育实践活动、“三严三实”专题教育,推进“两学一做”学习教育常态化制度化,开展政治生态整治专项行动和贯彻落实中央全面从严治党要求的专项检查,增强了党员干部“四个意识”,强化了政治纪律和政治规矩。加强基层党组织建设,推进“两个责任”落实,建立野外临时党支部和党小组,全面掌握干部职工“四态”,并督促各单位为职工解决实际问题和困难。

    二是党风廉政建设和反腐败工作初步形成压倒性态势。坚持以“八问”责任传导机制和“六个强力推进”为总抓手,以项目和资金管理为切入点和突破口,建立以目标责任制为核心的“两个责任”推进落实体系和廉政风险动态排查防控体系,廉政风险防控能力明显提升,正风肃纪高压态势基本形成。

    三是传承和弘扬优秀地质文化。继承发扬“李四光精神”和“三光荣”传统,适时提出“责任、创新、合作、奉献、清廉”地质工作者核心价值观,丰富了新时代地质文化内涵。

     

    砥砺奋进,地质调查这五年

    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

     

    17日,“蓝鲸一号”海上钻井平台可燃冰开采现场。广州海洋地质调查局供图

     

    可燃冰又称天然气水合物,是一种甲烷和水分子在低温高压情况下结合在一起的化合物,被看作是有望取代煤、石油的新能源

     

    勘探显示,南海神狐海域有11个矿体、面积128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量

     

    从5月10日起,国土资源部中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰矿藏开采出天然气。截至5月17日15时,总量试采12万立方米,最高产量达3.5万立方米/天,平均日产超过1.6万立方米,其中甲烷含量最高达99.5%。

    这是我国首次海域可燃冰试采成功,这一成果对促进我国能源安全保障、优化能源结构,甚至对改变世界能源供应格局,都具有里程碑意义。

     

    神狐海域可燃冰储量只是我国可燃冰蕴藏量的冰山一角

     

    直升机从珠海九州机场起飞,飞行约90分钟,远远就见到蔚蓝的海面中巍然伫立着的37层楼高的钻井平台,这里就是我国首次完成可燃冰调查的神狐海域,也是我国首次进行可燃冰试采的海域。

    “对于海洋可燃冰的研究,我国是从1995年开始的,并于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品,成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家。”试采现场指挥部总指挥叶建良介绍说。

    可燃冰,又称天然气水合物,它是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物,因形似冰块却能燃烧而得名,是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源,分布广泛而且储量巨大。1立方米的可燃冰分解后可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气,能量密度高,资源潜力巨大,估算其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍,科学家们甚至认为它是能够满足人类使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等传统能源的首选。

    2010年底,由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审,科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体,显现出良好的资源潜力。“海洋六号”入列后,再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查,调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域,调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域。

    试采现场指挥部地质组组长陆敬安说,勘探显示,神狐海域有11个矿体、面积128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量,“成功试采意味着这些储量都有望转化成可利用的宝贵能源”。

    神狐海域可燃冰储量还只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”。在西沙海槽,科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里;在南海其他海域,同样也有天然气水合物存在的必备条件……

     

    此次试采实现了勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新

     

    可燃冰储量丰富,但是如果一直只躺在南海海底,则发挥不了其价值。但可燃冰开采难度巨大,迄今鲜有国家尝试。

    全球可燃冰研发活跃的国家主要有中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等。其中,美国、加拿大在陆地上进行过试采,但效果不理想。日本于2013年在其南海海槽进行了海上试采,但因出砂等技术问题失败。2017年4月日本在同一海域进行第二次试采,第一口试采井累计产气3.5万立方米,5月15日再次因出砂问题而中止产气。

    “此次试采实现了中国可燃冰勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新,在这一领域实现了从跟跑到领跑的跨越。” 叶建良介绍。

    “通过这次试采,中国实现了可燃冰全流程试采核心技术的重大突破,形成了国际领先的新型试采工艺。”试采现场指挥部办公室副主任谢文卫说。

    南海神狐海域的天然气为水合物泥质粉砂型储层类型,该类型资源量在世界上占比超过90%,也是我国主要的储集类型。这是我国也是世界第一次成功实现该类型资源安全可控开采,为可燃冰广泛开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验。谢文卫介绍,“我们提出‘地层流体抽取试采法’,有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题。我们成功研发了储层改造增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术,其中很多技术都超出了石油工业的防砂极限。”

    本次试开采是世界上第一次针对粉砂质水合物进行开发试验,为此海洋地质学家们在试采思路、井位选择、工程地质勘查、关键技术和工艺确立、试采平台优选等诸多方面,都具有中国特色,可以称之为“中国方案”。

    在试采作业中,大量国产化装备成功投入应用,充分表明“中国造”已走在世界的前列。

    首先,必须要点赞的是试采作业最重要的“大国重器”——我国最新研制成功世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸一号”,这个净重超过43000吨、37层楼高的庞然大物今年2月刚“诞生”,就从中国烟台起航,于3月28日抵达神狐海域实施试采。“蓝鲸一号”是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台,可适用于全球任何深海作业。

    其次,大量拥有自主知识产权工具的成功应用,表明国内石油公司已具有深水工艺及设备研发能力,如完井防砂工艺,已远远超过石油工业的防砂极限;完井与测试系统集成装备,结合可燃冰试采工程开发与科研需求,为我国可燃冰开发研究提供科学数据。

     

    监测结果显示,试采过程安全、友好、可控、环保

     

    试采可燃冰,外界一直有一个疑问,就是会不会对周边海域的环境造成影响。

    由于甲烷是比CO2更高效的温室气体,因此可燃冰的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。我国进行海域可燃冰试采,同样非常重视环境问题,为此投入人力物力进行了研究。

    2011年6月至2017年3月,南海水合物环评项目组在南海神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作,对试采区进行了多年系统调查,调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等,基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征,同时,发展了一系列我国自主产权的环境评价技术,为可燃冰试采、开发提供了良好基础。

    可燃冰试采的环境问题,主要是试采过程中是否发生不可控的可燃冰分解,导致甲烷泄漏,从而引起海底滑坡等地质灾害,甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。针对这些问题,在试采过程中,一方面根据水合物区海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征,通过合理设计井位及降压方案,从工程设计上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题,另一方面通过布设海底地形、气体渗漏等监测设备,构建了海水—海底—井下一体化环境安全监测体系,实现对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数的实时、全过程监测。监测结果显示试采未对周边大气和海洋环境造成影响,整个过程安全、友好、可控、环保。

    本次开采试验还为后续研究提出了很多课题。下一步重点是研究如何解决本次试验当中发现的一些问题,并在之后3—5年内开展第二次试采,进一步为商业化开采做好技术准备。

    《 人民日报 》( 2017年05月19日 12 版)

    打开一个可采千年的宝库

    人间仙境青海湖,天地造化三江源,横空出世莽昆仑,前世今生柴达木……提到青海,许多人都会不由自主地联想起这些享誉国内外的地质奇观。

    青海省高原、山地、平原和盆地等多种地形地貌俱全。祁连、昆仑、三江造山带结构复杂,时空演化差异性巨大,亿万年的地质演化造就了复杂而独特的地质地貌景观,形成了众多罕见、神奇的地质遗迹。其高原地质遗迹不仅具有数量大、类型多、地学内涵丰富的特点,而且地域特色显著,是十分珍贵的自然遗产,具有很高的美学价值和经济价值,在研究特提斯海沉积环境、青藏高原隆升过程和环境变化,以及中国东西部第四纪冰川过程与全球变化的关系上,具有突出的地学价值。

    然而,由于地域偏远,经济及交通等各方面欠发达,致使许多珍贵独特的地质遗迹成为了待字闺中的神秘少女。

    进入二十一世纪,中国地质调查局在青藏高原安排1∶25万国土资源大调查项目,其中在生态环境调查部分专门部署了地质遗迹调查内容,标志着青海省地质遗迹调查的大幕正式拉开。然而对于东西长1200千米、南北宽800千米的青海省来说,尽快查明地质遗迹固然重要,但如何把这些地质遗迹保护好、开发好、利用好,并与旅游有机结合起来,也是当务之急。

    由于多种因素的制约,目前青海省地质遗迹调查、评价保护、开发利用工作程度极低,原有的地质遗迹调查缺乏系统性、规范性,地质遗迹资源的再利用创新不足。资金短缺是困扰青海省地质遗迹调查与保护的拦路虎。

    有关专家表示,适当对地质遗迹进行开发利用,使之成为科学研究、科学普及、教学实习的基地和地区经济发展新的突破点,同时对拓宽当地居民就业渠道、增加居民收入等具有重要意义。因此,进一步加强开展青海省地质遗迹资源调查,摸清家底,科学规划,盘活资源,使其得到合理利用和有效保护,对促进经济、资源、环境的协调发展,确保生态安全,实现可持续发展等,都具有重大的战略意义。

     

    人间仙境青海湖,天地造化三江源,横空出世莽昆仑,前世今生柴达木……提到青海,许多人都会不由自主地联想起这些享誉国内外的地质奇观。

    秋高气爽的8月,是大美青海的最佳旅游季节。当中国矿业报记者随青海省地矿局“走基层、访一线”记者团,真正零距离地走入青海、接近青海、感知青海时,才深知大美青海名不虚传。除了声名远扬的几大著名景观外,青海省还有许多神秘的面纱有待揭开,还有很多独特的地质遗迹亟待开发和保护。

    “地质遗迹是地质环境的重要组成部分和构成旅游景观的重要资源基础。青海省具有漫长而独特的地质演化历史,其形成、发展并遗留下来的自然地质现象复杂多样。青海省72万平方千米的土地上存留的地质遗迹数量大、类型多,地学内涵极为丰富。”青海省地质调查院院长吴正寿表示,该院承担开展的西北地区重要地质遗迹调查(青海)项目实施以来,已初步厘定地质遗迹集中区10处,野外科研、科普教育基地10处,地质遗迹旅游线路12条,为下一步建设地质公园、“精准扶贫”提供了基础。

    待字“山中”无人识

    “飞流直下三千尺,疑是银河落九天。”当中国矿业报记者一行来到距青海省省会——西宁西60千米的湟中县共和镇盘道地质遗迹集中区时,不由得被这里集飞瀑、奇石、峡谷、石林于一体的独特地质景观而折服——“真没有想到,这里还隐藏着一个这么好的地质奇观!”

    尽管峡谷里奇峰怪石林立,飞流瀑布奔涌,潭水清澈见底,但因为还没有被发现和开发,这里至今仍是一片“处女地”,只有一条放牧者走过的羊肠小道可以勉强通过。

    而这只是青海省尚未被发现的许多地质遗迹的一个缩影,也从中折射出了青海这个旅游资源大省的尴尬现状。

    据了解,青海省高原、山地、平原和盆地等多种地形地貌俱全,南北三分明显:北部为高海拔的祁连山地,中部为中海拔的柴达木盆和西秦岭山地,南部为青南高原。祁连、昆仑、三江造山带结构复杂,时空演化差异性巨大,亿万年的地质演化造就了复杂而独特的地质地貌景观,形成了众多罕见、神奇的地质遗迹。其高原地质遗迹不仅具有数量大、类型多、地学内涵丰富的特点,而且地域特色显著,是十分珍贵的自然遗产,具有很高的美学价值和经济价值,在研究特提斯海沉积环境、青藏高原隆升过程和环境变化,以及中国东西部第四纪冰川过程与全球变化的关系上,具有突出的地学价值。

    “特殊的地质条件及作用,使青海省自然景观独特,部分地质遗迹具有很高的科学价值,在全国乃至世界享有盛誉。”青海省地质调查院副总工程师拜永山介绍说,青海地层“五代同堂”,例如“大柴旦镇全吉山中的全吉山剖面和乌兰县欧龙布鲁克剖面”等标准剖面,三江源“中华水塔”众多水体地貌和湿地,以及丰富多样、造型独特、景色壮美的昆仑山、祁连山冰川遗迹等,其各冰期冰川地貌的关联关系、相应的堆积物在时空变化和层位方面对比的意义,以及生态环境和人类可持续发展等诸多问题,备受地质学界以及全社会的关注。

    然而,由于地域偏远,经济及交通等各方面欠发达,青海省地质遗迹调查工作到目前为止还未系统开展,致使许多珍贵独特的地质遗迹成为了待字闺中的神秘少女。直到目前,许多省外游客甚至当地的一些游客,仅知道青海湖、塔尔寺、茶卡盐湖、昆仑山口、门源油菜花等几个名气较大的景观,而且目的性很强,基本上直奔上述景观而去而不顾其他。

    特别值得一提的是,中国矿业报记者在青海省同德县还发现了奇特的丹霞地貌景观,虽然南方的湖南、广东、福建等几个省份早在2010年就把“中国丹霞地貌”列入了“世界自然遗产目录”,尽管同德的丹霞地貌一点也不逊色于南方且紧靠省级道路,但这丝毫没有改变其被遗忘、冷落的命运。

    “近年来,青海省为建设地质公园,只在年保玉则、格尔木昆仑山、青海湖、互助北山,以及2004年首次被评为青海省第一个国家级地质公园的黄南藏族自治州尖扎县的坎布拉、贵德、阿尼玛卿、德令哈柏树山、查尔汗盐湖等地区开展过不同程度的地质遗迹调查工作。”拜永山说。

    百花齐放才是春

    失在俄顷,积在平日。青海省许多地质遗迹之所以长期处于沉睡之中,没有得到更好的保护和开发,关键还在于其“平时功课”没有做足,基础调查工作薄弱,地质遗迹家底不清。

    进入二十一世纪,中国地质调查局在青藏高原安排1∶25万国土资源大调查项目,其中在生态环境调查部分专门部署了地质遗迹调查内容,这标志着青海省地质遗迹调查的大幕正式拉开。

    2015年,青海省地质调查院通过招标方式承担开展了西北地区重要地质遗迹调查(青海)项目。该项目的总体目标任务是,按照《地质遗迹调查技术规范》等有关要求,在系统收集、综合研究青海省以往自然地理、经济、区域地质、水工环地质、矿产资源、遥感影像、旅游资源、人文历史等相关资料的基础上,开展青海省重要地质遗迹调查,查明省内地质遗迹类型、分布等基本特征与保护现状,了解其成因、演化过程,开展对比分析,客观评述其价值,建立青海省重要地质遗迹数据库,编制地质遗迹资源保护名录和保护规划。

    “开展青海省地质遗迹调查评价,符合中央关于‘加强藏区地质遗迹调查工作’精神,符合地方政府有关‘生态建设、旅游发展、精准扶贫’的要求。”吴正寿说,地质遗迹调查评价是一项重要的基础性和公益性工作,是青海省国民经济和社会可持续发展的需要,对实现资源可持续利用、促进科研科普、推进生态建设、促进地方经济社会发展等具重要意义。

    对这样功在当代、利在千秋的大事,青海省地质调查院自然十分重视,抽出精兵强将组织实施。重要地质遗迹调查项目开展的当年,该院就在青海省东部地区取得了阶段性工作成果,新发现了一批有望建立地质公园的地质遗迹集中区,初步评价认为已发现3处以上世界级重要地质遗迹,并提出了多条旅游精品路线和科普基地。

    青海省国土资源厅也非常给力,及时跟进。2016年,青海省国土资源厅根据项目取得的初步成果,新设立了省级地勘基金项目,开展同德县河北乡地质遗迹集中区、湟中县共和镇盘道地质遗迹集中区等两处地质遗迹相对集中区的详查工作,其主要目的是为当地政府提供地质公园开发建设的基础资料,推动地方的“精准扶贫”。

    “通过1年多来的工作,项目组已完成了青海省东北部地区重要地质遗迹的野外调研和全省范围内重要地质遗迹的详查工作,取得了一些初步认识和成果。”拜永山介绍说,全省初步筛选了103处重要地质遗迹,其中东部地区重点开展了11处基础类地质遗迹、55处地貌景观类地质遗迹和5处灾害类地质遗迹的调研工作,通过地质遗迹特征、通达条件、民生所需等方面的研究,初步厘定地质遗迹集中区和野外科研、科普教育基地各10处,地质遗迹旅游路线12条。

    在其初步厘定的10处地质遗迹集中区中,湟中县共和镇盘道地质遗迹集中区特点突出,岩溶地貌、火山岩地貌发育完整,集叠层石化石、瀑布、石林、峡谷和各类象形石于一体。同时,景区海拔3000米左右,自然生态保存完好,动植物资源丰富,距离省会西宁市60多千米,主干交通极好,餐饮、住宿方便,客源充足,是一处绝佳的旅游胜地。而海南州兴海县曲什安镇的黄河曲什安砂砾岩峰林地质遗迹区将独特的旅游资源与神奇的人文环境融为一体,把砂砾岩峰林、黄河、草原、绿洲、农庄等多种资源巧妙组合起来,山水相依,峰林耸奇,危崖横断,河映崇山,曲流回旋,平畴十里,小村安卧,动静结合,气势磅礴,成为青海观光旅游、休闲度假、科考探险、摄影的首选目的地之一。

    而发现过程最富传奇色彩的当属同德县河北乡地质遗迹集中区。2015年8月初,前去青海南部出差的拜永山偶见车前迎面飞入一处丹霞地貌,其造型奇特,色染如霞,方山、石墙、石峰、石柱间芳草没膝,古木参天,满目秀色。出差归来的他马上组织项目组前去调查,认为该丹霞地质遗迹产出在黄河流域最上游地区,对研究高原隆升、黄河溯源侵蚀历史、气候变迁等具有科学意义,并且是黄河流域与古老原始森林为伴的一处藏区丹霞地貌,由丹霞丘陵、丹霞峰丛、丹霞石墙、丹霞石柱、丹霞崖壁、丹霞峡谷、丹霞石峰、丹霞穿洞、丹霞洞穴、顺层凹槽、落水洞、天生桥等组成。

    “该地质遗迹区夏季连绵起伏的山峦、崎岖蜿蜒的山路、幽静的小径、涌动的云层、流动的羊群,配上亘古不变的丹霞地貌,宛如仙境,令人心旷神怡。其自然景观、人文历史俱佳,国内稀有,具有很高的旅游观赏价值。”谈到自己发现的“杰作”,拜永山至今依然兴奋不已。

    一花独放不是春,百花齐放春满园。对东西长1200千米、南北宽800千米的青海省来说,尽快查明地质遗迹固然重要,但如何把这些地质遗迹保护好、开发好、利用好,并与旅游有机结合起来,也是当务之急。

    “青海省许多地质遗迹像一个个散落并淹没在沙滩里的珍珠,既没有被及时发掘出来,形成品牌优势,又没能靠精品旅游线路串起来发挥整体效应。”拜永山坦言道。

    正是基于这种认识和判断,2015年,青海省地质调查院根据地质遗迹分布,结合当地旅游资源,专门拟选了海北州八一-黑河大峡谷、仙米林场-七彩瀑布-岗什卡冰川(夏都第一峰)等12条地质遗迹旅游线路,以期让更多的地质遗迹“苏醒”过来,发挥出更大效益。

    调查保护亟待加强

    “全省重要地质遗迹成果的取得,为‘三区’生态文明建设提供了重要技术支持,能够为地质遗迹保护规划和省域旅游行业发展提供重要的基础信息资料和决策依据。”拜永山说,随着社会经济的高速发展,大量未被正式保护及尚未被发现的地质遗迹正面临着工程建设、采矿等人类活动的破坏。通过地质遗迹调查,可以提高青海省地质遗迹研究程度,为全省绿色发展提供技术指导,为今后旅游工作部署、科普基地建立及国土资源调查研究工作提供扎实的基础资料。

    然而,由于多种因素的制约,目前青海省地质遗迹调查、评价保护、开发利用工作程度极低,原有的地质遗迹调查缺乏系统性、规范性,地质遗迹资源的再利用创新不足。据了解,时至今日,青海省全省范围内地质遗迹资源的种类、成因、分布、评价、保护等还未进行过全面统计和调查,即便是已实施的调查项目也存在调查对象种类单一、调查内容不全面、调查范围只限于地质公园内等问题。同时,青海省重要地质遗迹保护名录尚未建立,缺乏开展地质遗迹保护和省域旅游行业决策急需的重要基础信息资料。

    而2015年西北地区重要地质遗迹调查项目(青海)的开展,在青海省东部地区虽然发现了众多极具旅游观赏价值和科研价值的重要地质遗迹,但受工作性质所限,投入工作量有限,调查评价精度不足。对现有的旅游景区而言,由于缺乏专业、系统的地质遗迹(旅游景点)调查工作,青海省“旅长游短”的瓶颈问题仍然存在。

    资金短缺是困扰青海省地质遗迹调查与保护的拦路虎。据了解,由于全国性地勘工作经费下调,国家配属给本项目的经费有限,且工作周期又短(2015年~2017年)。而青海省面积达72万平方千米,地质遗迹类型复杂、点多面广是其主要特点,现有资金无法完成青海省全域重要地质遗迹调查工作。

    “地质遗迹调查、评价保护、开发利用的‘产业链’意识,在学术、政府、社会三个层面均未形成,地质遗迹的调查保护也未能在环境建设、地质生态景观开发利用等方面发挥应有的作用。”拜永山最后说,适当对地质遗迹进行开发利用,使之成为科学研究、科学普及、教学实习的基地和地区经济发展新的突破点,同时对拓宽当地居民就业渠道、增加居民收入等具有重要意义。因此,进一步加强开展青海省地质遗迹资源调查,摸清家底,科学规划,盘活资源,使其得到合理利用和有效保护,对促进经济、资源、环境的协调发展,确保生态安全,实现可持续发展等,都具有重大的战略意义。

    同德县河北乡地质遗迹集中区的丹霞地貌

    让待字闺中的地质遗迹一展芳容

    吴能友在第八届国际天然气水合物大会上发言

      天然气水合物,正在被越来越多的国家视为未来石油、天然气的替代能源。

      经过近20年的不懈努力,我国天然气水合物资源勘查已取得重大突破,全面推进海域天然气水合物资源开发的时间表已经明晰——中国地质调查局相关负责人在2014年召开的第八届国际天然气水合物大会宣布,中国计划于2017年在南海首次试开采天然气水合物。

      与常规油气资源相比,天然气水合物的开采面临技术、成本、环境等多方面的难题与挑战。今天,在中国地质调查局青岛海洋地质研究所,副所长吴能友带领他的研究团队,正在为了如期实现海域天然气水合物开采目标而努力奋斗着。10月25日,吴能友被评为中国地质调查局“李四光学者”(急需紧缺高层次人才)。

      攻克多项探测技术难题,取得海域天然气水合物调查评价突破

      吴能友与天然气水合物的结缘已有10余载。在研究工作中,他瞄准关键科学问题攻关,自主创新,取得了天然气水合物探测技术的多项重大突破。

      他主持完成的国家“863”计划《天然气水合物探测技术》项目,围绕如何快速探测天然气水合物、如何有效识别天然气水合物为核心,瞄准国际前沿技术,开拓创新,组织开发具有我国自主知识产权的10多项关键技术,形成了天然气水合物地震识别、地球化学探测、资源综合评价和保真取样技术系列。在吴能友的带领下,首次在南海发现的 “冷泉”喷溢形成的巨型碳酸盐岩,证实了南海北部陆坡浅表层存在天然气水合物,取得了我国海域天然气水合物资源调查评价的突破。

      吴能友在协助组织实施2007年天然气水合物钻探航次过程中,不断调整调查研究思路,开创性地将自主研发的天然气水合物探测技术应用于实际水合物资源调查评价,提高了数据精度,扩大了资源远景,缩小了勘探靶区,并首次钻探获取水合物实物样品。

      吴能友在科研工作中注重加强基础理论和调查技术方法创新能力,在继承前人研究成果基础上,创新性地提出了水合物成藏和运聚体系理论,并应用于南海北部陆坡水合物控制因素和成藏机制研究,指导了2013年钻探目标优选,在2013年天然气水合物钻取中起到关键作用。

      吴能友带领团队首次开展的基于南海北部实际储层特性的水合物开采实验和数值模拟,在新型的开采井设计条件下,以天然气水合物分解效率和气体产能为绝对标准,以产水量和气水体积比为相对标准,进行单一垂直、水平井降压法、注热法、热吞吐法天然气水合物开采潜力研究和经济性评价,并提出了天然气水合物开采潜力评价地质指标,为南海北部天然气水合物开采方法优选提供科学依据。

      瞄准基础理论研究和技术创新,打造天然气水合物攻关核心力量

      吴能友曾先后主持国家“863”、“973”及国际合作重点科技计划,国家基金和国土资源部、中国科学院、广东省等省部级科研项目30多项,多次组织和参加海洋地质地球物理调查航次,发表学术论文260多篇。

      吴能友重视人才团队建设,注重研究团队的专业交叉、梯队优化,在短短7年的时间里,组建了一个多学科交叉、梯队有序的多尺度融合的42人天然气水合物研究团队,涵盖了天然气水合物的基础物性—成藏与评价—开采技术—应用技术等各个环节,并将该团队发展为我国天然气水合物基础理论研究和技术创新的核心力量之一。

      在他的大力推动下,团队成员中,有1人获得国家杰出青年基金,3人入选中国科学院百人计划,1人获得中科院优秀博士论文,2人获中科院院长特别奖,2人获中科院院长优秀奖。

      瞄准天然气水合物商业开采,着力提供理论依据和技术支撑

      作为中国地质调查局海域天然气水合物资源试采工程的首席专家,吴能友的重任,是要带领研究团队建立天然气水合物“勘采一体化”攻关研发机制,在综合分析国外先进技术的基础上,借鉴常规油气开发技术和经验,从海域天然气水合物的物性、储藏特点,从储存条件、基础物性、开采技术等方面入手,开展室内实验模拟研究,形成一系列新的试开采技术方法。在此基础上,进一步确定试开采实施方案;研发试开采工程设计、建造、安装和调试,以及过程安全监控等关键技术和装备,并进行钻探设备、试采设备海上安装及联合调试,在优选出的天然气水合物富集区实施试开采工程,同时综合评价试开采的技术、经济指标和环境影响,为天然气水合物商业化开发利用积累技术和经验。

      为了形成安全高效的天然气水合物中长期开采技术与方法,吴能友及其研究团队将开展天然气水合物开采模拟及过程监测综合实验系统研发、出砂与产水管道堵塞试采难题实验模拟、水合物开采过程监测技术实验模拟、我国南海沉积层水合物开采技术探索、含水合物沉积物力学特性实验模拟、水合物开采井与地层安全性评价等研究工作,为我国天然气水合物商业开采提供理论依据和技术支撑。

      入选中国地质调查局首批“李四光学者”(急需紧缺高层次人才),既是荣誉,更是责任。吴能友表示,站在新的起点上,将以高度自觉的大局意识和极端负责的态度,严实相成,敬业担责,为服务国土资源中心工作、推动我国海洋地质调查事业作出更大贡献。
    蹚出海域天然气水合物开采之路

    天然气水合物试采现场 

     

    该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头,中国地质调查局勘探技术研究所、中国地质调查局油气资源调查中心、中国石油集团海洋工程有限公司等单位参与完成,牵头完成人为叶建良、秦绪文。

    其主要进展及创新:

    1.首次揭示了南海北部天然气水合物(可燃冰)泥质粉砂储层结构特征,以及固体、液体、气体三种相态的转化、运移规律和控制机理,进一步深化了天然气水合物(可燃冰)“系统成藏”和“三相控制”开采理论,为试采实施提供了全方位理论支撑。

    2.攻克了深海浅软地层水平井钻采技术装备等世界性难题,创造了产气总量、日均产气量两项新的世界记录,实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越,向产业化迈出了极为关键的一步。

    3.自主创新形成覆盖试采全过程的环境风险防控技术体系,建立了大气、水体、海底、井下“四位一体”环境监测体系,进一步证实天然气水合物(可燃冰)绿色开发可行。

    4.自主研发了以水平井为核心的六大类32项关键技术、12项核心装备,部分技术装备打破国外垄断,为推进天然气水合物(可燃冰)勘查开采产业化进程提供了有力保障。

    5.试验性试采成功进一步增强了我国在天然气水合物(可燃冰)勘查开采领域的国际“领跑”优势地位。

     

     
     
    我国海域天然气水合物试验性试采取得圆满成功

    我的大半生都是泡在海洋里的,只要国家需要,我必倾力而为!

    ——中国工程院院士、中国海底科学奠基人之一

    金翔龙

    海洋石油勘探

    大陆架研究

    地球物理探测

    ……

    他把自己的生命

    融进了祖国的海洋事业

    每一次面临人生抉择时

    “国家需要”始终是

    决定性的砝码

    中国工程院院士、中国海底科学奠基人之一 金翔龙

     

    在六十余载的科研生涯中

    他取得了诸多成就

    为我国海洋科学事业作出了

    重大贡献

     

    1990年

    在联合国海底管理局

    和海洋法法庭筹委会会议上

    他为我国

    争得了15万平方公里

    东太平洋理想矿区

    使我国成为世界上

    国际海底先驱投资者

     

    20世纪90年代后期

    在他的推动下

    海洋“863”项目启动

    并最终研发出

    海底声像处理系统

    海底视像处理系统

    多波束海底地形电子成图系统

    打破了国外软件在该领域的

    长期垄断

     

    近年来

    他积极推动

    海底天然气水合物资源勘探研究

    为我国南海神狐海域

    天然气水合物试采成功

    奠定基础

    金翔龙在海洋调查船上

     

    如今

    他仍活跃在海洋事业一线

    在他的带领下

    一批批年轻的科研人员

    成为我国海底科学研究的

    中流砥柱

    他对此倍感欣慰:

    “我已到夕阳西下的时候,

    只想尽力多做些工作,

    为年轻人铺铺路,

    海洋广袤的舞台真正属于他们。”

    他是中国工程院院士

    自然资源部第二海洋研究所研究员

    中国海底科学奠基人之一

    金翔龙

     

    六十余载海底勘探路

    ——记中国工程院院士、著名海底科学家金翔龙

    金翔龙,中国工程院院士、自然资源部第二海洋研究所研究员,中国海底科学奠基人之一。如今已是耄耋之年,但他依然活跃在学术研究和工程生产一线。

    “我的大半生都是泡在海洋里的,只要国家需要,我必倾力而为!”金翔龙说。

    从致力于海洋石油勘探,到大陆架研究;从中国边缘海海底勘查,到渤海、黄海、东海和南海地球物理探测;从推动中国参与引领大洋矿产开发,到推进海洋高新技术开发与海洋工程产业“突围”……在他每一次的人生选择中,“国家需要”始终是那颗最具决定性的砝码。

    “对,就是她,海洋!”

    1934年11月,金翔龙出生于江苏南京。彼时的中国正处于民族危急、国难当头的关口,他的幼年和童年是在动荡和战乱中度过的。尽管当时的生活颠沛流离,但他酷爱读书,从小就养成了独立好学的习惯和爱国的情怀。

    18岁那年,为了响应国家发展地质事业的号召,金翔龙报考了北京地质学院,选择了当时较为冷门的地质专业。随后4年的刻苦学习以及对柴达木盆地的实地考察,为他日后开展地质工作打下了坚实的基础。

    在金翔龙毕业前夕,国家正在制定《十二年自然科学技术发展纲要》,“向科学进军”的号角振奋着一代热血青年。金翔龙陷入了沉思:国内地质勘探与国外相比差距很大。在国外,海洋早已成为热点,而我国的地质调查却仅限于陆地,海域还是一片神秘的“处女地”。

    “对,就是她,海洋!”在一次学术讨论会上,他把自己的选择告诉了马杏垣老师,诚恳地征询其意见。马杏垣听完他的想法后说:“从沙漠到海洋,这条路对!”

    20世纪50年代,中国海洋科学研究仅限于生物学,海洋地质科学仍是一块空白。因此,在海洋科学领域,金翔龙没有可借鉴的经验。经过一番思考,他回到母校求教王鸿祯老师。王鸿祯写了一封信,让他去北京饭店找正在参加中科院学部会议的童第周(时任科学院生物学部主任)和曾呈奎(专事海洋生物学研究)。面对这位执著的青年,两位先生十分高兴,欢迎他走进海洋科学的天地。

    1957年,金翔龙带着几件简单的行李来到中科院水生生物研究所青岛海洋生物研究室(中科院海洋研究所前身)报到。5月的青岛空气清新,走在街上,夹杂着海腥味的细雾迎面扑来,金翔龙心绪难平,他暗暗鼓励自己:目标已确定,路就在脚下,勇敢向前!

    开启海洋石油的大门

    到青岛后,金翔龙便开始着手组建实验室、组织人员培训、组建试验基地,为全国首次海洋普查做准备。

    1958年,我国首次大规模海洋普查工作全面展开。那年冬天,一次惊心动魄的海上经历让金翔龙至今记忆犹新。“当时海上风浪骤起,船长建议我们避风。我正在后甲板采集样品,采样器已经下海,机器还在运转,不能停下来。海浪一浪高过一浪,调查船在波峰浪谷间剧烈颠簸。突然间,天昏地暗,身体也不由自主往下滑,我意识到一定是船被浪压到水下了。我本能的反应是四处乱抓,好在摸到一根钢缆,并死死地抓住。最后船终于露出水面,海水向甲板四周溢去。这时我才发现,刚才海水已把我冲到甲板的边缘,多亏了那根钢缆,否则后果不堪设想。”

    那时的海上调查,只是采集海底沉积物、测量海水的深度。“学地质、搞勘探,最终目的不就是为了找矿嘛。”金翔龙说。而要找到矿就要进行海底地震勘探。经过不懈努力,他们终于踏上了海底地震勘探的征程。金翔龙带领我国第一个海洋地震队成功完成了中国海上第一条地震剖面(龙口-秦皇岛)的勘测。金翔龙根据海上地震勘测及钻井资料,识别出渤海是一个断裂控制形成的、具有巨厚沉积的构造盆地,并划分出其海底构造单元,评价了其海底油气远景,指出渤海西南部为油气富集区。

    随后几年里,他全身心投入中国边缘浅海的海底勘查与研究,率先开展渤海、黄海和东海地球物理探测,探查海底地质构造、海底沉积物、海洋地球物理与地质构造特征、矿产资源等。

    掀开海洋地质学新篇章

    1985年,金翔龙调入位于杭州的海洋二所工作。通过与德国和法国的国际合作,在南海和东海展开以海洋地球物理探测为主的大规模海底探查。在南海首次取得深海地壳洋壳性质的重要证据,发现了铁锰结壳等。

    “八五”期间,他主持了大陆架及邻近海域勘查和资源远景评价研究国家攻关项目,并主持、负责原国家海洋局承担的大洋多金属结核资源勘探与开发研究国家重大专项。大陆架与邻近海域的调查有力地支持了我国大陆架与专属经济区的国家海洋权益维护,受到国家表彰。

    长期以来,大洋矿产资源是国际资源争夺的一个焦点。1990年,金翔龙受命代表我国出席联合国海底管理局和海洋法法庭筹委会会议,接受联合国技术专家组对我国东太平洋多金属结核矿区申请的技术审查。面对联合国从各国聘请来的十几位专家,金翔龙以流利的英语作了技术介绍,阐述我国太平洋勘探区的面积与位置、采用的调查手段与船只、勘探程序与精度、矿区选定与划分的原则,并提出5种矿区分配方案。

    金翔龙说:“中国的申请方案在具有相等商业价值的含义上是个最佳建议,诸位专家在检验与计算后一定也会这么认为。”

    经过5天5夜的奋战,金翔龙最终为我国争得了15万平方公里的东太平洋理想矿区,使我国成为世界上第5个国际海底先驱投资者。

    20世纪90年代后期,在他的推动下,海洋“863”项目开始启动,他主持了“863”海洋高技术研究项目海底地形地貌与地质构造探测技术研究,组织项目并重点研究海底多波束和深拖系统的全覆盖高精度探测技术,自主设计、开发了海底声像处理系统、海底视像处理系统和多波束海底地形电子成图系统3套软件,打破了国外软件在该领域的长期垄断。

    海洋强国梦

    进入21世纪,面对国家能源供应日趋紧张的严峻形势,金翔龙积极推动我国海底天然气水合物资源的勘探研究,并于2001年2月与戴金星院士共同主持了以“天然气水合物研究现状及我国的对策”为主题的第160次香山学术研讨会。

    随着天然气水合物国家专项的持续调查与研究,我国在南海北部陆坡天然气水合物勘探和资源评价方面取得重大成果,并成功获取了水合物实物样品。

    2017年5月18日,正在我国南海神狐海域作业的钻探平台“蓝鲸一号”传来了令人振奋的消息——我国海域天然气水合物试采取得圆满成功,中国从此成为全球领先掌握海域天然气水合物试采技术的国家。

    作为我国海底科学的奠基人之一和学科带头人,金翔龙时刻关注国家海洋事业的发展。自然资源部组建以来,他着力推动海洋高新技术开发和海洋工程科学在国民经济方面的应用,积极为海洋强国建设献计献策。

    金翔龙认为,参与全球竞争的关键在于深海的技术研发,尤其是基础技术研发,除了各种“大国重器”的研发、设计外,很多看似不起眼的“小部件”才是真正的核心技术,更需要基础研发来支持,防止在各种高端设备的关键元器件上被国外“卡脖子”。

    金翔龙表示,党的十八大以来,我国对海洋发展越来越重视,要关心海洋、认识海洋、经略海洋。建设海洋强国,迫切需要年轻的海洋人才,希望更多地引进技术人才,通过自主培养和引进“两条腿走路”,实现人才交流的良性循环。

    时至今日,金翔龙为我国的海洋科学事业已奋斗60余载。在他的带领下,一批批年轻的科研人员成为我国海底科学研究的中流砥柱。金翔龙倍感欣慰:“我已到夕阳西下的时候,只想尽力多做些工作,为年轻人铺铺路,海洋广袤的舞台真正属于他们。”

    金翔龙把自己的生命融进了祖国的海洋事业,他的信念、理想始终未变。“我的中国梦,就是看到一个强大的祖国,一个真正的海洋强国。”金翔龙说。

    院士金翔龙:六十余载海底勘探路

     

    3月26日,自然资源部召开我国海域天然气水合物第二轮试采成果汇报视频会宣布,我国第二轮天然气水合物试采取得成功,标志着我国成为全球首个采用水平井钻采技术试采海域天然气水合物的国家,实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越。

    喜讯一出,立刻成为万众关注的焦点,产生广泛影响。下面就让我们深入了解一下这轮试采为何如此振奋人心。

     

    天然气水合物试采火炬 

    何事:第二轮试采成果喜人 

    中国地质调查局联合中国石油天然气集团、北京大学等国内外70余家单位近千名业务骨干,经过两年多的集中攻关,于2019年10月正式启动第二轮试采海上作业。试采团队克服了深海浅软地层水平井钻采技术无先例可循和恶劣海况、新冠肺炎疫情等困难,于2020年2月17日试采点火,至3月18日,完成预定目标任务。

    本轮试采取得一系列重大突破——

    一是创造了“产气总量、日均产气量”两项世界纪录,实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越。本轮试采1个月产气总量86.14万立方米、日均产气量2.87万立方米,是第一轮60天产气总量的2.8倍。试采攻克了深海浅软地层水平井钻采关键核心技术,实现产气规模大幅提升,为生产性试采、商业开采奠定了技术基础,也让我国成为了全球首个采用水平井钻采技术试采海域天然气水合物的国家。

    二是自主研发了一套实现天然气水合物勘查开采产业化必需的关键技术装备,提高了深海探测与开发能力。试采形成了六大类32项关键技术,其中6项领先优势明显;研发了12项核心装备,其中控制井口稳定的装置吸力锚打破了国外垄断。这些技术装备不仅为推进天然气水合物产业化提供了有力保障,而且在海洋资源开发、涉海工程等领域具有广阔应用前景。

    三是创建了环境保护和监测体系。自主创新形成覆盖试采全过程的环境风险防控技术体系,构建了大气、水体、海底、井下“四位一体”环境监测体系。监测结果表明,试采过程中甲烷无泄漏,未发生地质灾害。

    何人:中国地质调查局全力以赴 

    第一轮试采成功后,中国地质调查局认真贯彻落实中共中央、国务院2017年5月18日贺电精神,积极做好第二轮试采理论技术攻关和工程准备:成立第二轮试采现场指挥部,统一指挥,集智攻关,形成了以中国地质调查局广州海洋地质调查局为核心层,勘探技术研究所、油气资源调查中心等局直属单位为紧密层,北京大学等科研单位为协作层的科技攻关团队。

    在试采思路方面,创新提出利用水平井开采天然气水合物的思路。因为水平井穿越储层的长度更长,与储层的接触面积更大,从而能够有效提高产气规模。但是,水平井对技术、工艺和装备的要求更高,施工难度更大,尤其是在深海浅软地层中实现水平井钻采,井口井壁不易稳定、造斜难度大等一系列世界性难题。围绕这些难题,科研人员开展了有针对性的理论技术研究。

    在理论研究方面,深入总结分析了第一轮试采获取的647万组数据,完善丰富了“系统成藏”和“三相控制”理论,为本轮试采提供了全方位的理论支撑。

    在技术攻关方面,充分发挥中国地质调查局整体业务优势,建立了陆地、海上5个试验场,自主创新,联合攻关,优化完善水平井钻井工艺,锤炼工艺技术细节,遵循认识、实践、再认识、再实践的科学探索规律,经过不懈攻关和努力,最终形成了以水平井为核心的32项关键技术,自主研发了以吸力锚为代表的12项核心装备。

    在工程准备方面,试采科研团队经过反复研究、推演和模拟演练,细化了施工细节。优选“蓝鲸Ⅱ号”钻井平台作为试采平台,并设立前方基地,完成长线和大宗物资采购,落实海上作业保障条件。

    在工程施工方面,试采科研团队克服了深海浅软地层水平井钻采技术无先例可循、恶劣海况等困难,特别是施工关键期正值新冠肺炎疫情防控最吃劲阶段,现场指挥部全面精准落实各项防控措施,保障了海上工程施工安全顺利实施,完成了水平井钻完井、监测井等作业。

    在试采实施方面,利用自主研发的关键技术,精心开展试采测试作业和环境监测。通过不懈努力,试采持续产气30天,创造了产气总量86.14万立方米、日均产气量2.87万立方米两项新的世界纪录,圆满完成目标任务。

    何时:我国天然气水合物开采时间线 

    1999年,我国开始了天然气水合物资源调查。中国地质调查局广州海洋地质调查局在南海首次发现天然气水合物存在的地球物理标志——似海底反射(BSR)。

    2002年,设立天然气水合物资源调查国家专项,开展了多学科、多手段的调查工作。

    2004年,在南海北部发现了分布面积约430平方千米的自生碳酸盐岩,命名为“九龙甲烷礁”。

    2007年,在南海神狐海域实施天然气水合物首次钻探,钻获实物样品,这使我国成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家级研发计划在海底钻获实物样品的国家。

    2009年,国家973计划“南海天然气水合物富集规律与开采基础研究”项目启动;我国第一艘天然气水合物综合地质地球物理调查船“海洋地质六号”(原名“海洋六号”)入列。

    2011年,启动天然气水合物资源勘查试采国家专项。

    2013年,在南海珠江口盆地东部海域发现了超千亿立方米级的天然气水合物矿藏。

    2014年,启动海域天然气水合物资源试采工程。

    2015年,利用自主研制的“海马”号4500米级深海非载人遥控潜水器,在南海北部海域发现了与天然气水合物有关的冷泉系统,并命名为“海马冷泉”。

    2016年,在南海神狐海域发现了超千亿立方米级的天然气水合物矿藏。

    2017年,我国海域天然气水合物第一轮试采成功,实现连续稳定产气60天,累计产气30.9万立方米;自然资源部(原国土资源部)、广东省人民政府、中国石油天然气集团公司签署战略合作协议,合作推进南海神狐海域天然气水合物勘查开采先导试验区建设;国务院批准将天然气水合物列为我国第173个矿种。

    2018年,自然资源部(原国土资源部)、海南省人民政府、中国海洋石油集团有限公司签署战略合作协议,合作推进第二个天然气水合物勘查开采先导试验区建设。

    2019年,在南海重点海域新区首次发现厚度大、纯度高、类型多、呈多层分布的天然气水合物矿藏。

    2020年,3月18日,我国海域天然气水合物第二轮试采成功,实现连续稳定产气30天,累计产气86.14万立方米,日均产气2.87万立方米,创造了“产气总量、日均产气量”两项新的世界纪录。

     

     

     

     

     

     

    三要素读懂我国天然气水合物第二轮试采

    2019年10月23日,自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”船经过122天35000千米的风雨洗礼和日夜奋战,顺利完成中国地质调查局深海地质第8航次和中国大洋第55航次科考任务,满载科考成果返回广州。作为我国自主设计、建造的第一艘现代化综合地质地球物理调查船,自2009年入列以来,“海洋六号”已累计完成55个航次科考任务,航迹踏遍中国南海、西太平洋及南极半岛海域,全海域组作业经验丰富,科考成果丰硕,显著提升了我国海洋地质科学考察水平,也成为我国后续综合科考船设计建造的示范。入列十周年之际,我们在此回顾“海洋六号”科考历程,以向中国海洋地质工作者致敬!

    “海洋六号”船是我国自主设计、建造的第一艘现代化综合地质地球物理调查船,采用电力推进系统、动力定位系统、全回转舵桨等国际先进技术设备,并配置多种先进调查设备,集成度和自动化程度高,通用性好,能满足多学科、手段综合调查要求。船长105.66米,宽17.35米,吃水5.5米,总吨4335,满载排水量4650吨,经济航速12节,最大航速16节,自持力60天,续航力15000海里,冰区B3级,定员65人。

    “海洋六号”船具有强大的综合调查能力,科考手段多齐全,被誉为我国深海大洋综合科学考察全能王。装备有满足地质、地球物理、海洋环境等多学科调查的先进设备,如多道地震、多波束、浅地层剖面、重力和磁力等测量系统,ROV(“海马”号、“海狮”号)、AUV、海底摄像等近海底观测作业系统,深海浅钻、超长重力柱、箱式取样、多管取样、地质拖网、生物拖网、温盐深(CTD)等地质环境调查设备,以及动力定位和水下定位等高精度作业保障系统,对我国后续科考船设计建造发挥了重要的示范作用。

    自2009年入列以来,“海洋六号”船持续开展了天然气水合物资源调查、油气资源调查、海洋区域地质调查等国家海洋调查项目,以及重点设备搭载试验、深海探测共享科考航次任务和深海地质调查、大洋科学考察与极地科学考察任务等各类科考共55个航次,累计出海时间达2137天,安全航行29万海里(约合53.5万公里),航程相当于绕地球13圈半,调查海域包括南海、太平洋及南极海域。

    经过十年的风浪洗礼,“海洋六号”船科考成果丰硕,仅在大洋及深海地质科考航次中,累计完成船载地球物理(多波束、浅地层剖面、重力和磁力等)测线近11万千米,海底摄像测线2000余千米,AUV声学测量近100千米;完成ROV潜次23个,深海浅钻站位409个,重力柱取样294个,箱式取样230个,地质拖网26个(获取多金属结核样品11余吨);环境生物调查测站(CTD、生物拖网、锚系等)450余个,获取了丰富的海洋地质地球物理基础数据,探索积累了我国全海域海洋地质科学考察及航行保障经验,显著提升了我国海洋地质科学考察水平。

    其次,“海洋六号”在南海油气资源调查、天然气水合物资源勘查、大洋矿产资源调查、南极科学考察、海洋重大装备试验性应用和研发、科考平台共享、对外合作交流、为发展中国家培养海洋科技人才、海洋地质文化建设与科学普及等方面也取得一系列重要成果。在南海海域发现标志水合物存在证据的巨型活动性冷泉,为我国在中、西太平洋圈定2个深海稀土资源远景区,获取到西太平洋第一块富钴结壳勘探合同区、第二块多金属结核勘探合同区和南极海域宝贵的第一手数据资料,拓展我国资源战略空间,为维护我国在国际海底区域海洋权益等方面做出了积极贡献。已锻造成为我国海洋地质调查和大洋科学考察的一面旗帜,科考团队先后被授予“全国工人先锋号”、“全国五四红旗团支部”、 “‘蛟龙’号载人潜水器7000米级海试先进集体”、“中国大洋科考先进集体”、“广东省文明单位”、“广东省五四红旗团支部标兵”、中国地质调查局“先进基层团组织” 等荣誉称号;成果多次入选中国地质调查局“年度十大地质科技进展”等。

    “海洋六号”入列以来执行的重点航次:

    2011-2012年,圆满完成了“蛟龙号”载人潜器5000米级和7000米级海试的技术保障和警戒护航任务,

    2013-2015年圆满完成了我国自主设计研制的无人无缆深潜器“潜龙一号”AUV的试验和应用航次;

    2014年,作为作业母船,搭载我国自主研制的4500米级深海遥控潜水器作业系统“海马”号ROV完成海上试验和验收,取得重大突破,填补了国内空白。

    2015年,搭载“海马”号首次在南海北部陆坡西部海域发现的规模空前的活动性冷泉,该冷泉被命名为“海马”冷泉。

    2016年7月至2017年4月,圆满完成中国大洋41航次、中国地质调查局2016深海地质调查航次和中国第33次南极科学考察“海洋六号”航次科考任务。这是我国第二次对南极海域开展的系统的地质地球物理综合科学考察。

    2019年,作为开放科考平台,联合了国内18家涉海机构,赴我国南海执行2019深海探测共享航次科考任务。这是一次大规模深海探测共享航次,航次开展了20多项海上科学考察任务,以多方项目合作的方式,实现联合调查创新。

     

    2009年,“海洋六号”船在我国东海进行入列前海试

    “海洋六号”船:入列十年,硕果累累

    摘要:

    矿业是保障我国现代化建设能源资源安全的战略基础,新时代生态文明建设对矿业发展方式提出了更高要求。但国内矿业发展空间不足、动力不足,正处于绿色化、国际化、治理现代化的转型关键期,正在经历由大到强的蜕变,发展面临提升发展活力、推动绿色转型升级、建设现代化矿业市场体系、参与全球矿业治理等任务及要求。

    党的十八大以来,中国地质调查局紧扣国家能源资源安全主题,在以公益性地质调查支撑能源矿产勘查及转型、支撑战略性新兴矿产找矿、以新技术实现资源节约集约高效利用、精准对接服务矿业绿色转型升级及科技创新支撑深部找矿方面取得了一系列成果,为我国矿业转型发展奠定了坚实基础。

    Abstract:

    Mining industry is the strategic basis for ensuring energy and resources security in China's modernization drive , and the construction of ecological civilization in the new era puts forward higher requirements for its development mode.However, the development of domestic mining industry is insufficient in space and motive force and in the critical period of transformation of greening, internationalization and modernization of governance. It is undergoing transformation from big to strong. The development of domestic mining industry is facing the promotion of development vitality, promotion of green transformation and upgrading, construction of modern mining market system, and participation in global mining governance.

    Since the 18th National Congress of the Communist Party of China, the China Geological Survey has been closely following the theme of national energy and resources security, supporting energy and mineral exploration and transformation, supporting strategic emerging mineral exploration, realizing resource conservation, intensive and efficient utilization with new technology, accurately docking services, green transformation and upgrading of mining industry, and supporting scientific and technological innovation. A series of achievements have been made in deep prospecting, which laid a solid foundation for the transformation and development of China's mining industry.

    支撑能源矿产勘查转型

    《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确提出,要推动能源结构优化升级,建设多轮驱动的现代能源体系。

    近年来,中国地质调查局将能源矿产地质调查放在更加突出的位置,瞄准服务国家能源安全保障、改善能源结构、支撑油气勘查开发体制改革的目标,加大了对页岩气、铀矿、天然气水合物、地热、锂矿和石墨等非常规及新型能源的调查力度,重点开展基础地质调查评价、重点区勘查示范、理论、技术及装备创新等工作,取得了一批地质调查成果,为我国现代能源体系的建立提供了坚实的基础。

    ——页岩气(油)调查实现重大发现或突破。一段时期内,我国南方油气页岩气突破均来自四川盆地、江汉盆地和苏北盆地等盆地内,盆地外复杂构造区一直未获重大突破或发现。中国地质调查局通过在四川盆地周缘、武陵山、滇黔桂、中扬子、下扬子地区开展基础地质调查工作,开辟了6万平方千米勘查新区,圈定了正安-酉阳、宜昌-长阳等10处页岩气调查远景区,基于重大突破和发现成果,优选了正安、秭归等14个页岩气有利勘查区块,支撑了新一轮页岩气招标工作。

    拓展9套盆地外复杂构造区新层系,取得新层系重大突破。在四川盆地、江汉盆地等盆地外,新发现震旦系陡山沱组、灯影组,寒武系岩家河组、天河板组,奥陶系宝塔组,志留系石牛栏组,二叠系栖霞组、龙潭组、大隆组9套油气页岩气新层系。安页1井首次发现志留系石牛栏组和奥陶系宝塔组含油气地层,同时首次在四川盆地外二叠系栖霞组发现厚达147米的含油气地层。秭地1井、秭地2井在武陵山地区震旦系陡山沱组发现页岩气,鄂阳页1井在震旦系灯影组发现礁滩相含油气地层,鄂宜页1井在寒武系岩家河组首次发现含油气地层,宜地2井在寒武系天河板组钻获裂缝性天然气,港地1井、泾页1井在二叠系大隆、龙潭组获得海陆交互相页岩油气新发现。

    中国地质调查局在贵州省遵义市正安县实施的安页1井

    发现3种新类型,取得油气页岩气调查新类型的重大突破。安页1井钻获志留系石牛栏组海相互层状泥晶灰岩与钙质泥岩,是我国首次发现的高产海相致密气藏。宜地2井首次发现天河板裂缝性天然气新类型。曲页1井在赣中和黔西六盘水二叠系煤系地层发现煤层气、页岩气、致密砂岩气“三气”共存模式。其中,贵州遵义安页1井、湖北宜昌宜地2井等12口井是国内重大油气页岩气突破与发现。安页1井一举获得二叠系栖霞组,志留系石牛栏组、五峰-龙马溪组和奥陶系宝塔组“四层楼”式天然气、页岩气重大突破。其中,石牛栏组含气地层累计厚68米,经压裂获超过10万立方米/日的高产稳产工业气流。安页1井油气调查的重大突破被认为是历史性、里程碑式的,对南方复杂地质构造区和贵州省油气勘查具有重要意义,圆了中国地质工作者和贵州省人民60多年的油气梦。此外,宜地2井钻获70米优质页岩,鄂宜页1井钻获水井沱组86米厚高含气页岩气层,鄂阳页1井在牛蹄塘组钻获页岩气流,均实现重大发现。

    ——海域天然气水合物获得重大发现。海域圈定6个天然气水合物成矿远景区,预测资源量达744亿吨;陆域圈定9个天然气水合物有利成矿区块,预测资源量350亿吨油当量;利用综合地质、地球物理和地球化学等多种调查技术手段,在西沙海槽、琼东南海域、神狐海域及东沙海域圈定6个远景区、19个成矿区带、25个有利区块,预测水合物远景资源量达744亿吨油当量;在青南藏冻土区优选出9个天然气水合物有利成矿区块,预测远景资源量达350亿吨油当量。

    在南海北部珠江口盆地首次钻获高饱和度水合物,首次钻探证实超千亿立方米级天然气水合物矿藏。在珠江口盆地东北海域钻获高纯度天然气水合物实物样品,控制面积55平方千米,控制储量达到1000亿~1500亿立方米。在南海北部神狐海域实施的19个钻孔均发现天然气水合物,控制面积128平方千米,控制资源量超1500亿立方米,其中通过钻探取芯落实的2个大型矿体,探明储量达400亿立方米,为海域天然气水合物试采提供了重要参考靶区。

    ——地热资源展现新前景。目前,已完成336个地级以上城市浅层地温能调查评价,浅层地温能资源每年可采量折合标准煤7亿吨,可用于建筑物供暖和制冷,实现建筑物夏季制冷面积326亿平方米、冬季供暖面积322亿平方米,提高浅层地温能高效利用每年可节煤2.5亿吨,减少二氧化碳排放6亿吨。全国地热水资源每年可采量折合标准煤18.65亿吨,以中低温为主,高温为辅,每年可开采量折合标准煤18.28亿吨;其余山地丘陵区中低温地热资源折合标准煤0.19亿吨,温泉多分布其中。高温地热水资源每年可采资源量折合标准煤0.18亿吨。

    战略性新兴矿产调查获突破

    近年来,中国地质调查局在锂矿、石墨战略性新兴矿产调查方面取得重大进展。

    通过开展四川甘孜甲基卡锂辉石矿调查,新发现锂辉石矿脉14条,新增氧化锂资源量 88.55万吨;新发现9处含锂盐湖,四川甲基卡地区新增锂矿资源量88.55万吨,平均品位1.41%,全区总资源量超过200万吨,为打造川西新能源产业基地夯实了资源基础。

    在西藏北部地区开展盐湖水化学地质调查,收集盐湖水化学地质资料,新发现结则茶卡、龙木错、查波错、扎仓查卡、捌仟错、仓木错、拉果错、当雄错和鄂雅错等9处含锂盐湖,引导和拉动商业性勘查,新增资源量1400万吨;在青海柴达木盆地东台吉乃尔、西台吉乃尔和一里坪等开展盐湖卤水锂矿调查,企业跟进勘查新增资源量1260万吨;在柴达木西部南翼山地区开展深层富锂卤水资源调查,估算资源量1200万吨,达到超大型卤水锂矿规模。

    石墨矿调查取得一批新进展。内蒙古、青海等地圈定石墨找矿远景区18处,新发现矿产地11处,探获资源量3000万吨。新疆奇台黄羊山晶质石墨矿是我国发现的首个超大型规模岩浆热液型晶质石墨矿,改变了岩浆热液型无石墨大矿的历史,估算石墨资源量2000万吨以上,平均固定碳含量7.01%,大鳞片晶质石墨含量30%~35%,有望形成1处新的晶质石墨资源基地。

    助力资源节约集约高效利用

    稀土选冶及盐湖提锂技术取得新突破,为资源开发利用提供了技术支撑。

    成功开发出脱泥-浮选技术和浮团聚磁选技术,并先后应用于冕宁稀土矿等,实现了技术转化,为该地区稀土资源绿色、高效开发提供了技术支撑。针对轻重混合型复杂稀土,研发出化学解理-选浸联合技术,成功实现了轻、重稀土的有效分离与富集。稀土精矿盐酸直接提铈技术等稀土分离提取工艺成功生产了氯化物、氧化物、氟化物、碳酸盐、高纯金属、稀土硅化物等系列产品。

    研发的太阳池提锂技术已成功应用于西藏扎布耶盐湖开发。该技术工艺利用青藏高原丰富的太阳能资源,让高锂碳酸盐型卤水在太阳池中只加热不蒸发,从而获得70%~90%的高品质碳酸锂精矿,再经简单加工即可得到工业级或电池级碳酸锂产品。这一工艺对环境影响较小。目前,利用该项技术已在扎布耶盐湖建成了5000吨工业级碳酸锂生产线。该技术以及中国科学院青海盐湖研究所的膜分离锂镁分离技术和青海盐湖集团的吸附法提锂技术共同促进了青藏高原盐湖锂矿开发利用。

    在钼铜冶炼淋洗液中稀散元素铼的综合回收和高效利用技术方面取得重大突破,并在国内多个大型企业成功转化,为我国航空发动机规模化生产提供了资源保障。

    为矿山生态修复出谋划策

    中国地质调查局“十三五”科技创新发展规划明确提出,将大型资源基地资源环境综合调查作为重要矿产资源领域4项主要任务之一,组织所属单位,发挥自身的专业技术优势,对占用大量土地的尾矿进行二次开发,提高尾矿综合利用率;对开发用量大、投资少、有销路的尾矿,通过实现规模经营和多品种开发的资源化、商品化使其变废为宝,真正成为经济商品中的一部分;对尾矿坝中的废水进行处理以达到国家标准,实现浮选废水适度净化后全部回用和零排放。对于未处理的采空区、废旧巷道等,利用井下采空区排放尾矿。积极开展土壤治理研究工作,构建矿山污染耕地土壤微生物治理技术模型,研究成果应用于耕地土壤重金属污染治理;组建土壤修复实验室,并部分建立土壤试验田,作为土壤治理技术的孵化与示范。此外,还通过精准服务“长江经济带”“皖江经济带”等国家和区域发展重大战略工程,以综合地质调查成果报告的形式涵盖所属区域矿山生态修复所需基础数据,并为其提供修复方案。

    为皖江经济带提供的调查报告提示发展需要关注的3个重大地质问题就包括皖江地区矿山环境问题,指出矿山开采与城市建设、生态保护的矛盾凸显,因采矿产生的地面塌陷、边坡失稳等地质灾害、“三废”污染、水土流失、压占毁损土地资源等生态环境问题日趋严重,建议对重点塌陷区开展塌陷现状及治理情况核查,并在回填基础上进行生态复垦;针对已闭坑的老井工开采矿山,加强对采空区的排查;对岩溶塌陷区进行水文地质条件详查,提出岩溶塌陷防治措施;矿山开采引发的崩滑流等地质灾害主要发生于露天开采矿山,建议对露天矿坑隐患点进行边坡加固,对废旧露天矿坑进行边坡改造、修复治理,对崩塌滑坡灾害点进行清理、测量、评价、修复;矿山废水排放和废渣堆置不当,给矿山周围的地表、地下水体造成了不同程度的污染,对矿区周围地表水影响较严重,建议对已占有、已污染土地进行试点修复工作,技术成熟后进行推广;对矿区影响范围内水土质量下降区域进行详查,理清污染途径,提出水土保护措施;关于矿山开采压占、毁损土地资源,建议开展毁损土地资源修复和治理,支撑矿山城市升级转型。

    推动矿山生态地质调查和绿色矿山建设,初步实现有效指导矿山开发、监管和保护;参与编制9项绿色矿山建设标准;建成并完善全国重要矿产矿山数据库和尾矿综合利用特征数据库,编制重要矿产固体废弃物分布图;调查我国部分尾矿库,形成固废综合利用新技术,筛选部分尾矿库开展可利用性评价。

    支撑引导老矿山深部找矿

    近年来,中国地质调查局在有资源潜力的现有老矿山部署深部找矿项目,紧密结合地方经济社会发展,以矿山企业投资为主体,对公益性地质工作给予适当支持,引领和拉动矿山企业跟进勘查,增加矿山可采资源储量,稳定和扩大矿山产能,延长矿山服务年限和保障职工就业,促进矿业城市(镇)经济社会持续发展和社会稳定。

    2012年~2014年,中国地质调查局共部署实施老矿山找矿项目188项,其中勘查类项目168项、找矿预测与方法技术研究类项目20项,共有115家地勘单位和143个矿山企业参与项目实施;累计投入经费22.3亿元,其中中央财政资金10.4亿元、地方财政资金550万元、矿山企业资金11.8亿元;实现老矿山深部和外围新区、新类型、新方向找矿重大突破,共55个矿山新增资源量达大中型规模,其中通过研究西藏罗布莎矿区含矿构造岩相带与矿体空间分布规律,配合重磁电综合解释,圈定深部找矿靶区,经钻探验证发现厚大隐伏矿体,实现铬铁矿找矿重大突破;新增铬铁矿资源量200万余吨,其中Cr-80矿体提交115万吨,是目前国内发现单体规模最大的铬铁矿体;在香卡山矿区深部发现6个铬铁矿富盲矿体,新增资源量25万余吨,预测深部仍有很好的找矿潜力;罗布莎铬铁矿的找矿突破深化了对区域空间成矿规律的认识,总结完善了有效的勘查方法,拓展了区域找矿空间,对缓解我国铬铁矿供需压力和提高资源保障能力具有重要的现实意义。

    尽管一路披荆斩棘,成绩显赫,中国矿业转型发展依然任重道远。在精准研判国际国内矿业发展形势的基础上,中国地质调查局提出,要紧扣国家能源资源安全,精准对接矿业转型发展,着力构建现代矿业发展服务体系,着力打造中国地质调查局在服务矿业转型发展中的权威和品牌,向矿业企业提供受欢迎、能解决实际问题、能满足企业需求的服务产品和平台。中国矿业报社作为这一战略性部署的具体实施者,在遵循“解放思想、大胆探索、聚焦需求、创建精品”这一原则的基础上,面向全球和中国矿业,打造“国际一流、国内顶尖”的矿业信息产品和服务平台,树立中国地质调查局服务矿业转型发展的品牌,强化智库型媒体功能,力求尽快建成中国矿业融媒体主平台,从2020年到2025年,打造中国矿业最权威的信息发布平台、较强国内和国际影响力的矿业资讯平台和专业化的咨询服务平台,向世界发出中国矿业声音,亮出中国观点,提供中国方案。

     
    中国地质调查工作服务矿业转型发展纪实
      近期,自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局通过其牵头承担的国家重点研发计划项目“深水油气近海底重磁高精度探测关键技术”,联合国内多家科研单位自主研发的深水重磁勘探拖曳系统——“探海谛听”,在顺利完成水槽试验和湖上试验后,搭载广州海洋局“海洋四号”科考船圆满完成了第一次功能性规范化的海上试验。

    本次海试设备包括项目研发的定深拖体和探测拖体,其中探测拖体上安装了水下三分量磁力仪和水下捷联式重力仪。此外,还配备了船载海洋重力仪、海洋磁力仪、水下定位系统、地磁日变观测站、海流计、温盐深、声速计和多波束系统等辅助设备。海试点选址南海北部陆坡区500米和2000米水深海域,主要进行2.5-5节船速的功能性试验、往返重复性测量和交叉线测量,以及深水环境拖体适应能力考察,正常工作最大水深达2041米,共完成8条测线,长度约160公里,获得了一批宝贵的海试原始数据。

    目前,国内外在海洋水下全空间的重磁场理论及技术方法研究方面还处于空白阶段,也尚未开展水下动态重力及三分量磁力测量研究工作,“探海谛听”的成功研发将为我国深水油气资源调查提供新的理论与技术手段。

     

     
    广州海洋局深水重磁勘探拖曳系统海上试验成功
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