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    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

    能源资源安全保障事关国计民生。今年全国两会上,多位代表委员重点关注这一话题,从探、产、供、储、运、销、贸等多个角度为能源资源安全保障献计献策。

    关于推进增储上产、促进矿业转型发展,来自地矿行业、企业和地方的代表委员们操碎了心,从勘查开发利用全流程寻找矿产增量。许波代表建议,加大找矿的支持力度,建立经济主体平等勘探的风险机制、风险承担和利益共享机制。吴城委员建议,加快构建国家地质大数据平台,整合遥感、物探、化探、钻探等多元信息,打造多模态地质数据库;支持勘探算法研发,建立人工智能找矿模型库,深度挖掘区域成矿规律,推进地质勘探新范式的创新发展。黄水波代表建议,对锑等出口管制的国家战略材料予以饱和性价格收储,建立战略储备资源库,并加大找矿力度,加强补链延链。陈伟俊代表建议,推动新疆油气增储上产、矿产资源勘探等规划落地实施;在战略找矿等方面给予特殊支持。薛斌代表建议,从国家层面,对新疆生产建设兵团参与油气矿产资源开发、提升煤制天然气产能等方面加大政策支持力度。张定超代表建议,加大力度支持贵州找矿、采矿关键技术攻关,推动优质矿产资源配给优强企业,提升资源就地转化率、延长产业链条,构建具有贵州特色的现代化产业体系,将资源优势转化为产业优势、经济优势。邱江代表建议,在云南布局建设国家战略性稀贵金属产业基地和稀贵金属材料产业创新中心,推动相关高校、科研机构与云南共同开展技术攻关,更好推动我国战略性稀贵金属产业创新发展。吴万华代表建议,国家发展改革委将金昌市作为国家重点镍铜战略腹地延伸区,支持金昌和金川公司建设全国重要战略性资源开发地。吴群刚代表建议,将攀枝花红格南矿开发项目列入国家重大项目清单。孟繁英代表建议,在分配全国稀土总量控制指标时向白云鄂博矿倾斜。范付中代表建议,支持三门峡建设国家超纯石英新质原材料产业基地。汪霞代表建议,支持个旧建设锡资源战略物资储备基地、再生有色金属资源跨境交易基地。王忠昆代表建议,支持鞍山推进矿产业高质量发展,将鞍山确定为矿产业高质量发展示范基地。刘会英代表建议,提升锂电产业循环利用水平,出台专项支持政策,对锂电池再生利用给予补贴和扶持。

    煤炭是保障能源安全的压舱石,在能源安全保障体系中占据基础性地位。武强委员建议,加大对大型煤炭矿区新资源勘探的资金和技术投入,鼓励企业开展技术创新,提高煤炭开采效率,同时呼吁政府出台相关优惠政策,引导社会资本参与产能接续项目。童明全代表建议,国家成立煤炭产业转型发展基金,优先考虑煤炭资源型地区及煤炭转型企业可持续发展,促进煤企转型。杨会军代表建议,对开采煤矿给予政策补贴,对环保治理给予政策支持,控制煤炭进口总量。游弋代表建议,完善煤炭进口动态调节机制,适度控制煤炭进口节奏。

    非常规油气是增储上产的后备力量,有很大潜力,需要给予政策支持,持续用力加强研究、做好示范。金之钧代表建议,请自然资源部等在矿业权审批等方面给予内蒙古深层煤层气示范区建设更多支持。

    关于矿业的产业划分,再次被提起。王运敏代表建议,把勘探、开采统一为矿业,列为国民经济第一产业;在国家发展改革委下设国家矿产资源局;加大对矿产资源开发利用的科技投入。

    关于矿业用地政策,自然资源主管部门近年来出台了系列举措,仍需不断完善。奇飞云代表建议,对于保障发展新质生产力的必要矿种,建议参照国家战略性矿种管理,并按照矿产资源法有关规定,拓宽用地来源,保障合理采矿用地需求。

    运输畅通是能源资源安全保障的中间环节,同样不可忽视。巩学峰代表建议,鼓励引导地方先行建立省级天然气管网平台,在条件成熟后融入国家管网;请国家发展改革委加快推动天然气国家管网与省网协同发展。关东代表建议,进一步加大能源基础设施投资,提升能源安全保障能力;推动智能化管道建设,提升行业技术水平。马洪海代表建议,鉴于中卫作为国家“东进西出”主要通道、天然气枢纽以及疆煤东运中转站等特殊区位重要性,将中卫列入国家综合货运枢纽补链强链城市。

    聚焦两会|全国两会代表委员热议能源资源安全保障

    由中国地质环境监测院等单位联合承担的云南省重大科技专项“乌蒙山区重大地质灾害易灾机理和风险防控研究”项目日前正在稳步推进。在殷跃平院士的带领下,项目组全面开展了以镇雄县为重点的乌蒙山区地质灾害研究工作。

    据悉,该项目于今年5月启动实施。经过4个多月的努力,项目组在地质灾害发育分布特征与智能识别、复合易滑地层结构孕灾模式、汛期和冬季失稳机理、煤炭开采与乡村人居环境安全等方面取得了初步进展,特别是直接参与了镇雄县等汛期地质灾害防灾减灾的科技支撑工作。

    镇雄县位于上扬子地台乌蒙山区腹地,扬子褶皱基底经过多期构造运动,形成了特有的强烈褶皱地貌形态,主要的易灾地质结构包括区域褶皱控灾构造、软硬相间孕灾地层和上陡下缓远程成灾地貌的组合。项目组初步构建了涵盖地形、地质、扰动、监测等多模态数据特征的乌蒙山区地质灾害隐患智能识别样本库,支撑了乌蒙山区地质灾害精准调查与智能识别模型研究。同时,分别在煤层采动区典型滑坡布设深部科学观测钻孔19个,重点监测滑坡深部变形、温度、渗压和浅表层温度、含水率等参数。截至8月底,已完成5个深部观测孔的光纤光栅阵列传感监测系统建设与数据采集工作,为科学分析采动区滑坡失稳机理提供有效监测数据。在开展现场调研工作期间,项目组联合地方政府开展了重大地质灾害风险会商,现场指导了多起突发重大地质灾害险情处置,提出了镇雄县煤炭资源开采区采动山体灾害监测预警方案,为采动山体灾害科学防灾减灾提供技术支撑。

    下一步,项目组将针对镇雄等地区冬季特大地质灾害高发问题,加强高寒山区久雨久雪滑坡失稳机理与风险预警研究。围绕乌蒙山区煤层采动区薄层状碎裂基岩滑坡失稳机理问题,进一步研究典型易灾地质结构模型。开展乌蒙山区地质灾害数据规律统计与孕灾背景图层标准化处理,研发灾害区域智能化识别算法。

     

    环境监测院(技术指导中心)科技支撑乌蒙山区汛期地...

    贝岭镇幅野外调查现场。广东省佛山地质局供图 

    “要用科技创新改造、支撑和引领地质调查”“牢固树立调查过程就是研究过程的理念”“只有科学家才能负责填图,填图质量由科学家终身信誉保障”……

    瞄准能源资源调查,强化对生态文明建设和自然资源管理的支撑服务,2019年召开的第三次全国区域地质调查工作会议,提出了从填图理念到技术标准、从工作布局到组织方式、从评价标准到成果服务的六大改革措施。历经5年实践,我国区域地质调查改革取得一系列新进展、新成果。

    站在新起点,日前召开的第四次全国区域地质调查工作会议明确提出,进一步全面深化区域地质调查改革任务,大力提升区域地质调查工作程度、调查精度和工作广度,力争到2035年实现从区调大国到区调强国的历史性跃升。

    为什么“改”:

    经济社会发展对地质工作提出新要求,需要区域地质调查率先改革探索

    区域地质调查工作是地质工作的先行,是地质科技创新的源泉。

    1910年,我国第一幅地质图《直隶地质图》的发表,拉开了中国区域地质调查事业百年发展的序幕。历经一个多世纪,在几代区调工作者的共同努力下,我国区域地质调查工作不仅形成了全国宏观地质构造格架认识,有力保障了国家矿产资源安全,而且有效服务了重大工程建设和国家重要战略规划实施,取得了一批具有重大影响力的原创性引领性基础地质研究成果,为新中国从站起来到富起来作出了彪炳史册的贡献。

    步入新时代,国家对地质工作提出了新要求,地质工作面临的形势发生了广泛而深刻的变化。作为地质工作基础和先行的区域地质调查,改革发展势在必行。

    首先,国家对地质工作的需求,需要区域地质调查先行改革发展,将能源资源安全保障工作摆在优先、突出的位置,并做好对生态文明建设和自然资源管理的支撑服务。这就要求区调工作从一般性调查向多圈层交互作用的调查研究融合转变,工作不仅聚焦在重点成矿区带,同时也要加强重要经济区、重点海域、重大地质问题区(含重大工程区)调查,开展更加精细的调查研究。

    其次,其自身发展也亟待加快转型升级步伐。尽管我国陆域中比例尺和海域小比例尺区域地质调查已基本实现全覆盖,但调查精度有待进一步提高,服务方向也有待从单纯服务找矿向破解制约资源环境“卡脖子”的基础地质问题转变。

    与此同时,随着科学技术的发展与进步,地球系统科学理念以及大数据、云计算等技术深刻影响着区域地质调查工作的工作方式、方法。现代“星空地”立体调查技术体系的构建,为区域地质调查从以人工地表观测为主向多技术、多方法综合调查转变提供了技术支撑。大数据、区块链、物联网、云计算等的快速发展和应用,令区域地质调查从数字填图向智能化填图转变成为可能。

    站在新的历史起点,2019年召开的第三次全国区域地质调查工作会议,吹响了区域地质调查工作改革发展的冲锋号。中国地质调查局聚焦加快工作布局调整、技术标准体系推广、人才队伍和业务平台建设、一体化产品公开服务、数据更新体系建设、新管理机制落地,推进地质调查与科学研究一体化,着力提升区调破解重大资源环境问题的能力。

    “改”得怎么样:

    着眼破解重大资源环境问题,创新区域地质调查工作方式、方法

    改革激发活力,改革释放潜力。

    5年来,中国地质调查局聚焦新时代党和国家需求,着眼破解重大资源环境问题,解放思想、开拓创新、攻坚克难,推动区域地质调查改革取得了一系列新进展、新成效:区域地质调查改革一揽子举措落地实施,推动区域地质调查工作程度广度精度持续提升,基础地质研究取得多项创新成果,技术标准改革稳步推进,“线上+线下”成果服务更加高效便捷,以创新能力、质量、实效、贡献为导向的区域地质调查人才评价体系初步构建。

    科技在进步、方法在更新,区域地质调查的对象及要素也大大拓展。其技术标准和工作规范迫切需要调整与更新完善。

    中国地质调查局基础调查部统一部署,通过填图试点、方法体系构建和规范的修订与制定,于2019年、2021年先后完成《区域地质调查技术要求(1∶50000)》和《覆盖区区域地质调查技术要求(1∶50000)》及系列方法指南的制定,经过应用和完善后,形成了《区域地质调查规范(1∶50000)》和《覆盖区区域地质调查规范(1∶50000)》。这两个行业标准已由自然资源部发布,于2024年10月1日正式实施。至此,我国新一代区域地质调查规范和技术方法体系基本形成,结束了长达近30年没有更新区域地质调查规范、缺少调查和填图方法体系的局面。

    新发布的《区域地质调查规范(1∶50000)》和《覆盖区区域地质调查规范(1∶50000)》,从顶层设计开始,较好地解决了长期以来我国区域地质调查面临的理念、思路和方法等问题,首次构建了从基岩区到覆盖区一整套的区域地质调查规范,填补了覆盖区区域地质调查规范和技术要求的空白,初步形成重点成矿区带、能源盆地、重要经济区与新型城镇等不同地区技术指南,对推动我国的区调工作从山区走向平原、从单一服务资源型转向综合服务资源、环境及生态型起到重要作用。同时,在破除以往的“点—线—面”网格式填图工作量的硬性要求外,新规范还注重解决实际问题,科学规范工作量;强调地质实体的圈定,真实反映地质体特征,并建立归纳、提炼的填图单元(如侵入岩的岩套),以提升研究和认识程度。

    另外,新规范提出专题地质填图理念、思路和方法,即以解决特定问题或满足社会特定需求为目的、区域地质调查(填图)与科学和应用研究融为一体的、多学科相结合的地质调查与填图,推动科研与地质调查的融合。

    地质图是区调工作最重要的产品,也是推进区调改革向深向实的重要抓手。近年来,中国地质调查局聚焦需求、解决问题、创新表达、科学家填图等区调改革新理念,持续推进优秀图幅评选,不仅对区调改革起到重要的示范引领作用,同时也增强了填图人员的自信。

    2024年全国区域地质调查优秀图幅共评选出2幅特优图幅、13幅优秀图幅。

    其中,特优图幅广东贝岭镇幅由广东省佛山地质局完成。中国地质调查局地质填图科学家、广东省佛山地质局副总工程师邓飞介绍,该图幅紧扣区域地质调查的目标任务和基本原则,突出地质实体的填绘,详细表达了岩性岩相及各类蚀变,结合断层发育的数值模拟结果对断裂构造进行了分级表达,客观科学地展现了多个构造层的物质组成和变形特征。为探索区域地质调查的范式变革,团队还利用图幅岩矿鉴定成果,开发了粒度智能分析软件并投入使用。在查明成矿地质背景的基础上,图幅新发现稀有稀土矿(化)点24处,并首次在东南沿海火山岩带发现火山黏土型锂矿。依托填图成果设立的锂矿资源调查评价项目,已结合钻探控制含矿层分布范围和厚度,打造了区域地质调查成果快速转化支撑找矿的成功范例。

    中国地质调查局武汉地质调查中心完成的湖北总路咀幅,也获评特优图幅。中国地质调查局地质填图科学家、武汉地质调查中心正高级工程师田洋表示,在区域地质调查改革发展的新征程上,调查工作与科学研究结合得更紧密了,图幅表达的内容也更加丰富了。总路咀幅填图,瞄准扬子陆块早期陆壳生长与演化这一前沿科学问题,新发现10余处太古宙花岗质岩石,完善了地层—岩浆—构造事件格架,重塑了大别山早前寒武纪基底演化格局,同时为深化认识大别地区战略性矿产区域成矿规律提供了基底信息。

    充分利用地球物理、地球化学、遥感及钻探等技术方法,成为当前区域地质调查工作的发展方向。此次被评为优秀图幅的查哈阳农场四队幅,工作区位于大兴安岭及松嫩盆地西缘盆山结合带。中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心通过创新建立“剥离”覆盖层基底地质填图技术方法体系,有效解决了东北浅覆盖区地质填图和采样难题。

    得益于深度学习算法应用和中央处理器(GPU)算力不断提升,智能地质填图探索已取得一系列突破。

    中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心调查信息化室主任李丰丹在第四次全国区域地质调查工作会议上介绍,目前已形成了面向地质填图全过程、基于深度学习的填图对象识别以及人工智能地质图生成技术方法,能够应用于预研究、野外调查、综合研究等工作阶段,有利于提高填图精度、研究程度和工作效率,也有助于提高填图科学性,在解决重大问题过程中发挥作用。取得的示范成果,展现出人工智能在未来地质填图中的应用潜力。

    下一步怎么“改”:

    以陆块聚散与资源环境效应为主线,推进新一轮国家地质填图

    改革只有进行时,没有完成时。

    党的二十届三中全会对进一步全面深化改革、推进中国式现代化作出战略部署,擘画了进一步全面深化改革的宏伟蓝图。对标新形势、新要求和新使命,进一步全面深化区域地质调查面临新的机遇和挑战。

    2023年,新一轮找矿突破战略行动推进大会明确要求,“基础地质调查是找矿突破战略行动第一阶段必须要做好的基础性工作”“要尽快加强基础地质调查工作,填补我国矿产基础地质工作程度总体偏低的短板”。正视关键矿产供给保障的区调短板,加强重点成矿区带和能源盆地区域地质调查,守住国家能源资源安全底线,无疑是区调工作的重中之重。

    与此同时,陆域,我国地质构造复杂,地质灾害频发,风险隐患底数仍未查清,资源、环境、生态、空间、灾害等多要素关键地质问题相互交织,急需加强以地球多圈层演化协同研究为主的地质填图工作;海域,1∶25万海洋区调覆盖率与全面建设现代化海洋强国的要求相差甚远,急需进一步提升海洋区调的精度与广度。

    为彻底扭转工作程度总体偏低和精度不高的被动局面,第四次全国区域地质调查工作会议就进一步全面深化改革作出部署,下一阶段围绕标准更高、精度更细、效率更快、质量更优的工作要求,以陆块聚散与资源环境效应为主线,重点谋划推进新一轮国家地质填图,全力推进“一个计划”,协同构建“一个机制”,全面建设“四个体系”。

    中国地质调查局基础调查部相关负责人介绍,聚焦战略性矿产安全、能源转型、区域协调发展、海洋强国建设和原始理论创新五大服务领域,新一轮国家地质填图将重点开展重点成矿区带填图、能源盆地填图、重要经济区与新型城镇填图、重点海域填图和重大地质问题区填图,形成“五区”填图格局,系统解决制约全国资源与环境的关键基础地质问题。同时,布局陆域大地电磁、地球化学、地应力观测“三网”建设,以及地球物理、地球化学专项调查,进一步深化深部地质作用对成山、成盆、成藏、成矿、致灾等地质演化过程的认识;加快建设全国数字地质图“一张图”服务系统平台,为全社会提供优质产品服务。

    第四次全国区域地质调查工作会议强调,构建从中央到地方权责清晰、运行顺畅、优势互补、充满活力的央地合作、统筹部署、协同创新、成果共享的新机制。中国地质调查局要以快速提高国家区域地质调查工作程度为己任,推动与地方、企业和高校的需求对接、项目对接,推动形成全国区域地质调查“一盘棋”工作格局。各地要担起提升本地区区域地质调查工作程度的责任,将区调工作与促进地方经济社会发展紧密结合。央地合作开展新技术、新方法联合攻关、试点示范与推广应用,央地企共同推进数字成矿区带、数字盆地建设等,及时将各方调查成果汇入国家数字地质图平台。

    第四次全国区域地质调查工作会议还提出,加快打造国际化现代化技术方法和标准体系、用户友好的优质服务产品体系、高标准严要求的高水平管理体系和高素质高水平的人才队伍体系;强化预研究、预填图,做到野外路线填图带着问题填、有针对性地填,提高野外填图效率和填图质量。

    锚定现代化,改革再深化。

    夯实“百年区调”根基,中国的区域地质调查事业再次踏上新的征程,用下一个阶段的改革发展成果,擦亮这块“百年老店”的金字招牌。

    夯实地质工作之基——我国区域地质调查改革发展纪略

    近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所在深海找矿领域成功获得一项国家发明专利授权,专利名称为“一种基于多要素数据机器学习的海底矿物探测方法”。

    多金属结核和富钴结壳等矿产资源富含铜、钴、镍、钼、锂、镓以及稀土等重要元素。该专利基于多波束测深及地形因子、多波束后向散射、地质取样和海底摄像等多源多要素数据,利用机器学习算法对海底多金属结核、富钴结壳等矿产资源的分布进行综合分析与预测。

    与传统地质学方法相比,该方法通过从海量数据中提取关键信息,并采用自动化处理与分析,有效减少了人工干预,显著提升了预测的准确性与效率,对于深海矿产资源的可持续勘探具有重要意义。

     

     

     
     
    青岛海洋地质研究所新发明助力深海找矿

    近日,青岛海洋地质研究所面向海底摄像资料多金属结核识别领域,自主研发的“基于深度学习的海底多金属结核识别与分析软件V1.0”获得国家版权局计算机软件著作权授权。

    深海多金属结核含有70多种元素,其中锰、铜、镍的资源量高出陆地相应资源量的几十倍到几千倍,具有很高的经济价值,被认为可能是海底分布最广、储量最大的金属资源。海底摄像资料对深海多金属结核的分布及丰度的调查分析发挥着关键作用。该软件针对海底摄像获取的图片及视频资料,利用已训练完成的深度卷积神经网络对图像及视频中海底多金属结核进行识别,并实时显示结核的数量,该软件集成的算法模型无需经过再次训练即能完成不同海洋深度下大规模海底摄像资料的多金属结核识别与分析,为海底多金属结核矿产资源勘查提供新的解决方案。

    该软件是深度神经网络模型在海洋矿产资源勘查中的具体应用,极大提高了海底摄像资料处理效率与应用成效,为深海多金属结核矿产资源勘查提供科学依据,助力于海洋资源的可持续开发利用。

     

    青岛海洋地质研究所获海底多金属结核识别与分析软件...

    根据业务需求,中国地质环境监测院拟对《基于热成像技术的地质灾害监测关键技术研发》委托业务承担单位进行优选,现面向社会诚邀合格候选单位递交响应文件。

    一、候选单位资格要求

    1.在中华人民共和国境内注册,具有独立承担民事责任的法人或其他经济组织。

    2.具有完成委托业务任务所需的设备和专业技术能力,拥有一定的资料积累、良好的行业口碑和业绩。

    3.具有良好的信誉和健全的财务会计制度,具有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录。

    4.近三年生产经营活动中无违法、违规记录,未发生一般A级以上工业安全生产事故、严重环境事件和较大及以上质量事故。

    二、委托业务及技术要求

    (一)委托业务名称

    基于热成像技术的地质灾害监测关键技术研发

    (二)委托业务目标任务

    本项目主要目标任务是研发基于热成像技术的地质灾害监测系统。研究热成像数据采集与处理、地质灾害热异常的识别算法、实时监测系统的设计与实现等关键技术,同时开展案例分析与模型验证。

    (三)委托业务主要工作内容及其工作量

    (四)委托业务预期成果

    (1)完成3组物理模拟试验,形成试验报告1份;

    (2)完成基于热成像技术的地质灾害监测样机6台;

    (3)完成野外试点示范6处;

    (4)完成《基于热成像技术的地质灾害监测关键技术研发成果报告》1份。

    (五)经费控制数

    经费预算最高限价48万元。

    (六)实施周期

    2024年6-11月

    三、报名及响应文件编制要求

    1.报名截止时间:有意参与优选的单位请于2024年6月2日前,将优选报名表(附件1)通过电子邮件方式发至联系人,同时将响应文件(纸质文件一式6份,格式提纲见附件2)以邮寄或快递方式递交至联系人,逾期报名无效。

    2.报名联系人及联系方式:

    闫老师  010-83473345

    邮寄地址:北京市海淀区大慧寺20号中国地质环境监测院

    E-mail: yanmaohua@mail.cgs.gov.cn

    四、优选程序

    1.我院将根据优选要求成立优选专家组,通过查阅各单位提交的响应文件,从项目报价、单位基本能力、以往业绩、技术方案、后期服务等方面进行综合评定,确定拟推荐承担单位。

    2.优选专家组提出的拟推荐承担单位报院长办公会审定后,将在我院门户网站公示3个工作日。

    3.经公示无异议后,我院将向承担单位发出确认书,并与其签订合同,正式开展工作。

    附件:1.优选报名表 

          2.响应文件编制格式要求 

    中国地质环境监测院关于《基于热成像技术的地质灾害...

    大数据是新一轮信息技术革命与经济社会发展融合的产物。在全球信息化快速发展的背景下,大数据与云计算、物联网、人工智能等新技术相结合,已经上升为国家战略,处于国家基础性战略资源的重要地位。

    作为继物联网、云计算、移动互联网等一系列智能化技术后的又一次创新,区块链集成了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术,创造了数据和信息流通在互联网时代的新型应用模式。地质大数据具有多元化、海量、异构的特点,且极具价值。加强地质大数据知识产权保护,促进地质大数据深度挖掘和广泛应用,是地质工作的重中之重。目前以水印技术、数据出版、数据加密与跟踪技术为核心的地质大数据产权保护体系正在逐步构建,如何结合新兴区块链技术,快速推进与完善数据共享与产权保护体系建设是个值得探究的重要问题。

    区块链技术的优势

    区块链(BlockChain)本质上是一种链式数据结构。区块链技术是一种集体维护一个可靠数据库的技术方案。区块链包括三个基本要素,即:区块(Block,记录一段时间内发生的交易和状态结果,是对当前账本状态的一次共识)、链(Chain,由一个个区块按照发生顺序串联而成,是整个状态变化的日志记录)和交易(Transaction,一次操作,导致账本状态的一次改变)。随着应用场景的不断丰富,区块链逐步发展为一种去中心化基础架构与分布式计算方式,其利用加密的链式区块结构来验证与存储数据、分布式节点共识算法生成与更新数据,同时支持自动化脚本代码来编程与操作数据。

    与传统中心集成化管理的网络相比较,区块链拥有明显的优势。

    区块链智能合约运行机理

    从技术原理上来看,区块链是一项全新的“分布式记账系统”,是分布式数据存储、点对点传输等技术的集成体,具备去中心化、时序性、不可篡改、可编程性等特征,因此造就了其成本低廉、安全性高、透明性强、扩展性大等诸多优势。

    大数据时代的到来为地质信息化建设提供了良好的发展机遇,但真正落实到数据的共享利用与产权保护等方面,仍存在种种技术壁垒和思维瓶颈。

    目前,阻碍地质大数据使用的首要问题还是数据共享,它的核心是观念问题。由于地质数据的专业性、复杂性和高知识密度等特点,一些地质数据及产品(地质图等)生产者、开发者或产权所有者担心自己的成果共享后权益得不到保障,不愿意将相关数据及成果进行共享,导致数据保存在书架、库房或计算机硬盘上,未能共享出来发挥数据最大价值,数据产权拥有者也不能获得应有利益和权益。

    在互联网中,利用区块链技术可以将数据及产品等按虚拟数字资产等方式进行加密传输,数据和产品一经产权拥有者发布后,通过互联网传播,采用分布式记账系统,永久宣布数据产权者的产权,并可以按需进行交易,数据使用者使用记录等也将详细记录,充分保护了产权拥有者知识产权,可以有效打消产权拥有者顾虑,解决数据共享中“不愿共享”的理念问题。

    区块链在地质大数据知识产权保护中的应用探讨

    地质大数据应用所涉及的过程一般为数据获取、数据存储、数据更新、产品的专利或产权认证、交易等。从本质上讲,可将地质数据当作一种无形资产,利用区块链对数字货币、资产交易与管理、数据存储与验证方面的核心技术,实现对地质信息资源的存储、确权、授权和实时监控。

    1. 地质大数据的区块链架构探索

    基于区块链的应用模式,结合地质大数据应用的参与主体多元化、多层级的特点,可构建公共链、联盟链、私有链融合共生的地质数据共享区块链架构。其中,公共链针对地质调查中公共开放的数据资源,应用主体为社会公众、各类企业和科研人员;联盟链针对以单位形式参与地质数据共享的组织机构,如地调机构、科研院所、高校等,共享数据涉及核心地质数据资源、自主研发的软件和技术等;私有链针对机构内部对涉密数据的交换共享目的。

    基于此架构模式,可在地质数据公共链、联盟链及私有链内部构建去中心化、可信任的共享交换环境,同时引入数据交互审计节点,便于不同链网之间交互信息、自动互转,形成跨链模式的资源信息共享。

    这种混合型架构模式是一种目前理论上可行的大数据区块链框架,可构建地质大数据去中心化、可信任的共享交换环境,为地质数据信息的共享、交换与相应的产权保护提供实现基础。

    2. 区块链在地质知识产权保护中的应用探讨

    由于区块链的共识机制重构了信任体系,消除了对中间机构的信任风险,运转过程算法化、智能化,区块链在地质知识产权保护中具备实施的技术可行性。地质知识产权保护大致可分为产权确权、产权交易两个方面,以地质图为例,区块链在其具体的确权与交易的应用场景描述如下。

    (1)地质数据产权确权

    由于区块链技术能够在每一次数据记录中加盖时间戳,且因其去中心化、去信任化等特征,保障了数据记录不易被篡改,整个区块链系统的可靠性高,因此区块链技术能够在地质数据知识产权确权和保护中发挥作用。

    (2)地质数据产权交易

    产权交易技术基础是区块链的智能合约技术。该技术在区块链可编程性基础上设计,核心是存储于区块链上的一组编码,它规定了产权交易的预定义状态、转换规则、触发合约的条件、特定情景下的应用措施、违约条件及违约责任等。

    智能合约无需第三方介入执行,其编码程序类似于普通计算机程序的“if x then y”语句构成,即当条件x发生时,智能合约自动执行程序,产生y的结果,无需第三方的监督执行。

    以一幅地质图为例,某智能合约规定“在某个时间点前,此地质图的购买者甲支付一定金额数字货币给地质图所有者乙,则甲能获取乙的这幅地质图”,那么单位甲于规定时间内支付足够额度的数字货币时,就能自动获取乙的这幅地质图的公钥和网络地址,从而使用这幅地质图。

    由此可见,智能合约最显著的特征为其自动执行性。另外,因合约无需仲裁机构督促执行,不会因为合约双方对条款有的不同理解而造成麻烦,也排除了跨境产权交易中法律、语言、政治经济政策差异所产生的影响,可促进知识产权交易低成本的同时更加便捷、高效、准确地执行。

    其他行业的应用案例

    区块链技术的研究与应用近年来呈现了爆发式增长的态势,已延伸到金融科技、数字资产交易、物联网应用、供应链管理、知识产权保护等多个领域,引起了政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的广泛关注。

    1. 金融领域

    区块链在金融领域的应用场景主要有数字货币转账、支付、借贷;跨境支付与结算;证券发行与交易;供应链或贸易金融等。分布式账本技术保证了数字货币支付流通的安全可靠、公开透明;交易结算的自动化和瞬时效果。目前的主要应用案例有: Circle点对点消费金融网络和BTCjam比特币借贷平台;Ripple公司的区块链跨境支付与外汇结算系统;招商银行的区块链跨境直联清算业务系统;提供投票、交易、众筹等各种定制性开发功能的以太坊(Ethereum)智能合约平台。

    2. 数字资产管理领域

    区块链提供不可逆转、安全和有时间戳的记录,可以登记、清除、控制和跟踪数字知识资产,并通过智能合约建立和执行数字知识资产协议来提供使用证据、许可证、独家分销网络和传输付款记录。目前,在数字资产管理方面,逐渐浮现出众多利用区块链技术进行数字知识资产管理的平台和公司,例如原本公司的Primas版本保护平台,中国电信天翼创投的微位科技所创造的数字身份认证平台,通付盾公司的区块链身份认证识别体系,美国Binded公司的艺术作品版权登记平台、Monegraph数字知识资产登记系统等。

    3. 物流供应链领域

    区块链技术可保证物流中商品防伪认证、智能化供应链管理、合同认证加密、物流货运全程跟踪,提供全方位、高效、精准的物流管理服务。未来的智慧物流全过程,包含原材料供应链、生产供应链、运输供应链、销售供应链、金融平台都会受到区块链技术浪潮的推动。

    此外,区块链在医疗卫生方面的应用主要体现在医疗电子病历管理、医疗耗材、药品供应链管理和医疗数据隐私保护;在电子政务方面的应用主要为土地确权登记、市民身份认证、政府信息共享传播与民众无记名投票等。

    展 望

    基于地质大数据应用现状,结合地质调查“十三五”信息规划目标任务和世界一流地质调查局对信息化建设要求,针对区块链技术在地质调查中应用需求,提出以下建议与思考。

    1. 提高战略认知,加强顶层设计

    面对区块链技术带来的网络技术变革,我们应提前布局,早做规划。在地质大数据共享层面,系统解决“不愿共享”(理念)、“不能共享”(保密)和“不会共享”(技术)的“三不”问题,建立包括区块链技术、水印技术、数据跟踪与加密技术、数据出版技术等的地质大数据知识产权保护技术体系,解决地质大数据不愿共享问题;积极接受保密部门指导,按涉密数据管理要求和地质数据共享管理相关办法,认真做好数据分级分类工作,确保“涉密数据不上网,上网数据不涉密”,解决数据不能共享问题;积极研发地质大数据共享技术,持续推进国家地质大数据共享服务平台——地质云建设,加大相关培训,解决地质大数据不会共享问题。同时,在离线数据使用方面,从制度上加强地质大数据知识产权保护,合理利用法律及相关政策对数据滥用、产权侵犯等行为进行管理与惩戒,促进数据在风险可控原则下最大程度的开放。

    2. 积极开展区块链技术研究与应用示范

    目前,大数据已上升为各国基础战略资源与核心创新要素,区块链等新兴技术研究和应用逐渐从金融领域扩展到其他行业,证明该技术具有一定的适用性。我们应认真学习新技术,了解其优势与不足,结合地质大数据特点及地质信息化具体应用需求,紧紧抓住互联网中地质大数据知识产权保护需求,加强区块链技术研究与探索,不断挖掘区块链与地质大数据管理的契合点,突破瓶颈,促进区块链等新技术与地质信息化应用结合,开创网络环境中地质数据知识产权保护新模式。

    3. 做好风险评估,确保利弊了然于胸

    新兴技术是把双刃剑,区块链技术的去中心化、自主性和自治性在带来便捷的同时,也存在着种种潜在风险与未知挑战。应深入探索相关技术,做到综合完善的研判分析,重点针对结构化数据与非结构化数据的不同应用场景做出具体的区块链技术应用研究,综合评估区块链技术对在线/离线地质数据的应用风险。针对地质调查领域的专业性与特殊性,整合区块链技术的优缺点。培养忧患意识和底线思维,真正将信息化技术运用起来,为地质调查工作创造价值。面对信息化浪潮,只有不盲目跟从,结合地质调查实际需求深入思考谋划,针对地质信息化建设中主要矛盾和薄弱环节,补短板、强弱项,真正将新兴技术为我所用,以务实高效的工作推动高质量服务,才能拨云见日,长远发展。

    打通构建地质数据管理服务大格局的关窍

    由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2017年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2017年12月31日在京揭晓。

    此项年度评选活动至今已举办了24次。评选结果经新闻媒体广泛报道后,在社会上产生了强烈反响,使公众进一步了解国内外科技发展的动态,对宣传、普及科学技术起到了积极作用。

     

    2017年中国十大科技进展新闻  

    1.我国科学家利用化学物质合成完整活性染色体

    我国科学家利用化学物质合成了4条人工设计的酿酒酵母染色体,标志着人类向“再造生命”又迈进一大步。该研究利用小分子核苷酸精准合成了活体真核染色体,首次实现人工基因组合成序列与设计序列的完全匹配,得到的酵母基因组具备完整的生命活性。该研究结果2017310日在《科学》发表,我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。自2012年开始,天津大学、清华大学和深圳华大基因研究院与美国等国家的科研机构共同推动了酵母基因组合成国际计划(Sc2.0),旨在对酿酒酵母基因组进行人工重新设计和化学再造。我国科学家此次成功合成的4条酿酒酵母染色体,占Sc2.0计划已经合成染色体的2/3 

    2.国产水下滑翔机下潜6329米刷新世界纪录

    我国自主研发的“海翼”号水下滑翔机于20173月在马里亚纳海沟挑战者深渊,完成大深度下潜观测任务并安全回收,最大下潜深度达到6329米,刷新了水下滑翔机最大下潜深度的世界纪录。“海翼”号水下滑翔机是根据中科院B类战略先导专项的部署,由中科院沈阳自动化所研制的、具有完全自主知识产权的新型水下观测平台。从原理样机的研发到深渊观测任务的圆满完成经历了13个年头,包含浅海、深海、深渊等不同型号的水下滑翔机20余台。此次“海翼”号在马里亚纳海沟共完成了12次下潜工作,总航程超过134.6公里,收集了大量高分辨率的深渊区域水体信息,为海洋科学家研究该区域的水文特性提供宝贵资料。  

    3.世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生
      

    201753日中国科技大学潘建伟院士科研团队宣布光量子计算机成功构建。潘建伟团队在多光子纠缠领域始终保持着国际领先水平,团队利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源,通过电控可编程的光量子线路,构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。实验测试表明,该原型机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍,通过和经典算法比较,也比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍。这台光量子计算机标志着我国在基于光子的量子计算机研究方面取得突破性进展,为最终实现超越经典计算能力的量子计算奠定了坚实基础。 

    4.国产大型客机C919首飞

     

    我国首款国际主流水准的国产大型客机C91920175514时许在上海浦东国际机场首飞。C919的全称是“COMAC919”,COMACC919的主制造商中国商飞公司的英文名称简写,“C”既是“COMAC”的第一个字母,也是中国的英文名称“CHINA”的第一个字母,体现了大型客机是国家的意志、人民的期望。第一个9寓意“天长地久”,19寓意C919大型客机最大载客量190人。C919拥有完全自主知识产权,是建设创新型国家的标志性工程,凝聚了国内最优秀的设计人才和工程人才,针对先进的气动布局、结构材料和机载系统,研制人员共规划了102项关键技术攻关,包括飞机发动机一体化设计、电传飞控系统控制律设计、主动控制技术等。  

    5.我国首次海域天然气水合物试开采

     

    2017518日,我国首次实现海域可燃冰试采成功,南海神狐海域天然气水合物(又称可燃冰)试采实现连续187个小时的稳定产气。这是“中国理论”“中国技术”“中国装备”所凝结而成的突出成就,中国人民又攀登上了世界科技的新高峰。源源不断的天然气从1200多米的深海底之下200多米的底层中开采上来,点燃了全球最大海上钻探平台“蓝鲸一号”的喷火装置。这是我国首次,也是全球首次对资源量占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功实现试采。从“蓝鲸一号”起步的可燃冰试采,不仅对我国未来的能源安全保障、优化能源结构具有重要意义,甚至可能给世界能源接替研发格局带来改变。  

    6.我国“人造太阳”装置创造世界新纪录

     

    国家大科学装置——全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环(EAST)实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。这一重要突破标志着,我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面将继续引领国际前沿。东方超环是世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置,对国际热核聚变试验堆(ITER)计划具有重大科学意义。由于核聚变的反应原理与太阳类似,因此,东方超环也被称作“人造太阳”。该成果将为未来ITER长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持,也为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。  

    7.中国科学家首次发现突破传统分类新型费米子

     

    中国科学院物理研究所科研团队首次发现了突破传统分类的新型费米子——三重简并费米子,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向。这一研究成果于2017619日由《自然》杂志在线发表。寻找新型费米子是近年来拓扑物态领域一个挑战性的前沿科学问题,也是该领域国际竞争的焦点之一。此次新型费米子的发现从理论预言、样品制备到实验观测的全过程,都是由我国科学家独立完成的,它是凝聚态物理中固体理论的一个重要突破。这一研究成果对促进人们认识电子拓扑物态、发现新奇物理现象、开发新型电子器件以及深入理解基本粒子性质都具有重要的意义。  

    8.量子通信“从理想王国走到现实王国”

     

    2017118日,我国研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成4个月的在轨测试后,正式交付使用。2017616日,中国科学技术大学潘建伟、彭承志等带领的团队宣布,利用“墨子号”在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发,并于此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”于929日正式开通。结合“墨子号”卫星,我国科学家成功与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信。“墨子号”圆满实现了三大既定科学目标,用潘建伟的话说,千公里级的星地双向量子通信,终于“从理想王国走到了现实王国”。  

    9.中科院推出高产水稻新种质

     

    由中科院亚热带农业生态研究所夏新界研究员领衔的水稻育种团队于20171016日宣布,历经十余年研究,团队日前培育出超高产优质“巨型稻”:株高可达2.2米、亩产可达800千克以上、具有高产、抗倒伏、抗病虫害、耐淹涝等特点。经农业部植物新品种测试中心DNA指纹检测,以及华智水稻生物技术有限公司56k水稻SNP基因芯片指纹图谱检测,确认“巨型稻”是一种水稻新种质材料。这种“巨型稻”光合效率高,单位面积生物量比现有水稻品种高出50%,平均有效分蘖40个,单穂最高实粒数达500多粒,单季产量可超过800千克/亩。它是运用突变体诱导、野生稻远缘杂交、分子标记定向选育等一系列育种新技术,获得的水稻新种质材料。  

    10.“悟空”发现疑似暗物质踪迹

     

    20171130日,中国暗物质粒子探测卫星“悟空”的首批探测成果在《自然》杂志上刊发。“悟空”测量到电子宇宙射线能谱在1.4万亿电子伏特(TeV)能量处的异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,人类就可以跟随着“悟空”的脚步去找寻宇宙中5%以外的广袤未知,这将是一个超出想象的成就。即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。“悟空”投入相对小,在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类粒子的本领”两项关键技术指标方面世界领先。 

     

    2017年世界十大科技进展新闻 

    1.新传感器技术可实现意念操控机械假肢

     

    一个国际团队在《自然—生物医学工程》上发表论文表示,在他们研发的传感器技术助力下,机械假肢能探测到使用者脊髓运动神经元发出的电信号,使假肢的控制更加灵活,这相当于用意念控制假肢。有关技术有望帮助截肢人士恢复更多活动功能。这种新传感器能让机械假肢直接探测到来自脊髓运动神经元发出的电信号,比起单纯依靠肌肉抽动来控制的方式,这样的操控可做到更精确,可完成的动作也更复杂,机械假肢的实用性随之提高。团队下一步将对这一新型机械假肢进行更大范围的临床测试,经过不断改进后,这类产品有望在未来三年进入市场。  

    2.DNA数据存储新法问世

     

    美国科学家在201732日出版的《科学》杂志上报告说,他们想出了一种新的方式将数据编码进脱氧核糖核酸(DNA),从而创造出迄今最高密度大规模数据存储方案。在这套系统中,1DNA具有存储215拍字节(2.15亿千兆字节)的能力。原则上,它可以将人类有史以来的所有数据存储在一个大小和重量相当于两辆小货车的容器中。然而这项技术能否起飞主要取决于成本。用DNA存储数据有很多优势。它是超级压缩的,并且在寒冷干燥的地方可以保存数十万年。同时只要人类社会还在读取和书写DNA,他们就能够解码这些信息。科学家还可以为这些文件制作几乎不受数量限制的无差错文件副本。  

    3.“二手”火箭,成功发射回收

     

    美国太空探索技术公司于2017330日利用翻新的“二手”火箭把一颗商业通信卫星发射上天,这是人类太空史上的第一次。此次发射的主要任务是把欧洲卫星公司的SES-10卫星送至地球同步静止轨道,但特殊之处在于这枚“猎鹰9”火箭的第一级曾于20164月为国际空间站运送过货物,此后降落在太平洋的一艘无人船上,是人类从海上成功回收的第一个火箭第一级。经翻新并加上第二级后,火箭第一级被运回肯尼迪航天中心再次承担轨道级发射任务。火箭第一级回收的目的是研制可重复使用的运载火箭。传统火箭都是一次性使用,一旦能够回收重复使用,将有望降低发射成本。  

    4.3D打印卵巢具有生育能力

     

    2017516日出版的《自然—通讯》杂志报道称,美国科学家通过3D打印技术,由凝胶制成的人工卵巢能够使老鼠受孕并产下健康的后代。在这项研究中,科学家使用了一个具有发射凝胶喷嘴的3D打印机,而其所使用的凝胶来源于动物卵巢中天然存在的胶原蛋白。研究人员通过在载玻片上打印各种重叠的凝胶纤维图案来构建卵巢。随后,他们利用外科手术摘除了7只小鼠的卵巢,并在其位置上缝合了人工卵巢。小鼠交配后,其中3只雌鼠分别产下了健康幼崽。这些产崽的雌鼠同时还能自然泌乳,这表明嵌入支架的卵泡产生了正常水平的激素。该成果或能帮助因放疗或化疗导致不育的癌症幸存者恢复生育能力。  

    5.科学家成功用引力为星球测重

     

    《科学》杂志于201767日发文称,爱因斯坦的广义相对论提出100年后,科学家成功地运用该理论确定了一颗白矮星的质量,使当初在爱因斯坦看来“不可能的希望”成为现实。科学家在5000多颗恒星中寻找具有这种直线排列形式的星球,发现白矮星STEIN 2051 B恰好有着这种完美的定位——它在20143月正好位于一颗背景星球之前。他们利用哈勃望远镜对此现象进行观察,测量背景星球表观位置的微移动,这一作用被称作天体测量的微引力透镜效应。根据所测得的数据,他们估计,该星球的质量约为太阳质量的0.675倍。直接测量STEIN 2051 B的质量对理解白矮星的进化具有重要意义。  

    6.全球首次发现双粲重子

     

    欧洲核子研究中心于201776日宣布,经多国科学家共同努力,在世界上首次发现了一种被称为双粲重子的新粒子,这将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用的本质。中国团队对这一发现功不可没。这一最新发现来自欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)上的底夸克探测器(LHCb)合作组。据介绍,这种双粲重子含有两个质量较大的粲夸克和一个上夸克,质量约3621兆电子伏,几乎是质子质量的4倍,理论预期其内部结构迥异于普通重子。底夸克探测器是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的粒子物理实验装置之一,专门研究重夸克粒子的产生和衰变。  

    7.华人科学家宣布发现“天使粒子”

     

    美国斯坦福大学华人科学家张首晟等人于2017720日在《科学》杂志上报告说,他们首次发现了马约拉纳费米子存在的证据。这一重大发现解决了困扰量子物理学80年的难题,对量子计算也具有重要意义。张首晟领导的理论团队预言了通过怎样的实验平台能够找到马约拉纳费米子,哪些实验信号能够作为证据;加利福尼亚大学洛杉矶分校的何庆林、王康隆以及欧文分校的夏晶领导的实验团队与理论团队密切合作,在实验中发现了被称为手性马约拉纳费米子的一类最基本马约拉纳费米子。意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言,自然界中可能存在一类特殊的粒子,它们的反粒子就是自身,这种粒子被称为马约拉纳费米子。  

    8.科学家用基因剪刀修复人类早期胚胎致病基因

     

    201782日出版的《自然》杂志报告,一个国际团队利用CRISPR基因编辑技术,成功修复了人类早期胚胎中一种与遗传性心脏病相关的基因突变。这是美国国内首次进行人类胚胎基因编辑。研究人员以肥厚型心肌病为研究对象。这是一种常见的单基因遗传病,由MYBPC3基因突变引起,是青壮年运动员猝死的主要原因之一。研究人员利用CRISPR基因编辑技术修复了人类早期胚胎中的这种突变,且定向非常精确,没有在非靶点位置产生突变。研究人员介绍,精确的基因编辑技术还有助获得更多健康胚胎,提高体外受精成功率。但研究团队谨慎表示,相关基因编辑方法仍需进一步优化。  

    9.世界首个分子机器人诞生

     

    《自然》杂志于2017920日报道,英国曼彻斯特大学科学家研制出世界上首个“分子机器人”,其能接收化学指令并完成组装分子等基本任务,未来可用于研发药物、设计先进制造工艺以及搭建分子组装线和分子工厂。组成分子机器人的碳、氢、氧和氮等原子总共只有150个,大小只有百万分之一毫米,将几百亿个这种机器人堆起来,也只有一粒盐那么大。但如此微小的分子机器人,却拥有机器手臂,能够根据指令操控单个分子,用机器手臂搭建分子产品。由于非常微小,这些分子机器人具有很多优势,能降低材料需求、加速药物研发、大幅减少能源消耗及推进产品微型化等。  

    10.引力波研究获重要进展

     

    全球多国科学家于20171016日宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。61日,科学家就称,第三次探测到了引力波。此次结果不仅再次验证了广义相对论,也为了解双黑洞系统的成因提供了线索。927日,宣布第四次探测到引力波,这是欧洲和美国的探测器首次共同发现引力波。 

    我国首次海域天然气水合物试开采入选中国十大科技进...

    近日,由中国地质调查局广州海洋地质调查局自主研发的“基于深度强化学习的叠加速度谱拾取软件”成功应用于某二维地震处理生产项目,实现智能高效完成初始速度建模工作,依托最新服务器,对比常规人工拾取效率至少提升5倍,常规数据处理工期可有效缩短。

    近年来,面对日益增长的数据处理需求,广州海洋局以提升地震数据效率和质量为目标,紧抓地球物理领域的人工智能技术应用前沿,不断深化地球物理数据智能化处理技术创新和实用化改进,成功实现了基于深度强化学习的叠加速度谱自动拾取技术,于2019年获得发明专利授权(专利号:ZL201810571640.6)和软件著作权(软件著作权号:软著登字第4819661号)。

     

    人工智能速度建模结果与地震剖面显示的构造相符

    为使该技术尽早应用于生产项目,广州海洋局组织技术和软件研发人员针对该软件模块的计算效率、易用性以及实际数据测试中发现的问题,应用最新的大规模平行计算技术和新版深度学习平台,优化核心算法和软件模块,同时配置3台服务器,进一步提升了计算效率和增强了适应性、实用性、友好性,为该项技术的成功应用打下了坚实的基础。

    该技术与软件的成功研发表明,未来速度分析与建模的大部分工作交由计算机智能完成是可期的,地震数据处理人员能够进一步“解放双手”,更专注于处理流程、关键参数调试及精细化处理技术提高,有力提升地震成果质量。同时,基于本次应用经验,进一步验证了处理与建模并行的地震处理项目协作模式的优势,为提高地震处理项目的工作效率和质量提供了强有力的保障。

     
     
    广州海洋局探索人工智能处理技术获初步成效

    青岛海洋地质研究所自主研发的“海葵”海洋立体观测系统近日在山东荣成海域成功布放。

    据悉,该系统是青岛海洋所面向海洋综合管理的自主回收式浮-潜标海洋自然资源多要素观测平台,是开展海洋自然资源调查监测的重要支撑平台。该平台主要包括岸基数控系统、水面观测系统、海底观测系统等3个主要部分,其中水面和水下观测系统主要集成气象、水文、地质、生态、环境、化学等多参数传感器,可对海底侵蚀淤积、二氧化碳、甲烷、放射性核素等30多个参数进行在线长期观测,数据通过北斗和4G通信无线传输至岸基系统存储,并利用K-means和决策树的集成算法,实现图片、视频、数据等多种数据精确分类、标签分配和可视化展示。

    该平台的成功布放可为海洋生态保护修复、海洋放射性核素监测、海洋牧场建设、海洋灾害防治等提供宝贵的数据支撑。

     

     

     

      

    青岛海洋所“海葵”浮-潜标海洋立体观测系统在荣成布...

    经过近三年的努力,自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心物探团队建立起了一套基于地质雷达水位探测与浅层水质快速取样系统,近日,在“塔里木盆地开-孔河流域水文地质调查项目”成功通过了系统测试。 

    地下水位与水质调查是水文地质与水资源调查的一项基础性工作,传统的地下水位与水质调查大都依托已有水井或钻孔展开,其精度多受水井分布密度的影响。西北地区地广人稀,无井与少井地区所占面积较大,关键控制性水文地质调查点水位水质信息难以获取,很难满足新时期以流域或盆地为单元的区域水文与水资源调查与研究、水位普查的需求。为了获取上述地区地下水位,前人主要依靠钻探手段,成本较高,耗时费力,往往受限于交通条件、电力人力等因素的限制,无法大面积推广,急需研发轻便快捷的无井少井地区水位获取方法与设备。

    西安地调中心依托技术优势,先期已在鄂尔多斯盆地淡水分布区成功应用地质雷达实现了水位高精度快速探测的基础上,针对塔里木盆地等西北内陆盆地广泛分布咸水,咸淡水分布空间分布规律复杂及咸水对雷达信号的屏蔽作用较强,且受地层非均质的影响,在内陆盆地应用地质雷达探测水位难度更大的特点,西安地质调查中心物探团队通过反复测试、创新算法与技术流程,自主研发了单点雷达波速度标定、空气波及侧向干扰波去除、咸水希尔伯特水位识别、弱信号提取与分离、弱信号横向放大等核心技术与流程,先后攻克了沙土区淡水水位快速探测精度控制、粘土区咸水水位探测及沙漠区水位综合探测等关键技术难题;为快速有效获取包气带岩性和验证地下水位水质探测结果,在传统洛阳铲打钻的基础上,自主研发了包气带实用新型钻头与新型取水装置,解决了传统洛阳铲钻探包气带取土困难及裸孔快速取水的问题。同时,采用便携式哈希水质分析仪现场快速分析水质,现场验证与标定物探水质探测结果,保障了技术方法的可靠性。通过上述物探、浅钻与现场测试的设备与方法技术组合,形成了一套无井少井地区地下水位探测和水质识别为一体的地下水快速探测系统。

    水资源是中国地质调查局服务自然资源管理的重点调查对象,是西北旱区社会经济发展和生态文明建设的决定性因素。西安地调中心依托专业和技术优势,在水文地质和地球物理领域开展深度融合,针对以往主要依靠钻探获取地下信息的不足,相继探索实现了毫米级根系刻画、大埋深地下水水位探测、含水层非均质精细刻画等一系列关键技术,增强了地下结构与重要界面的综合探测识别能力,为生态水文地质调查及其他地质调查提供了强有力的技术保障。本次无井少井地区浅层地下水位与水质快速探测系统的研制成功,为西北内陆盆地开展戈壁、沙漠、浅覆盖区等不同地区开展地下水调查提供了轻便、快捷、高效、经济的地下水水质取样解决方案,为西北地区水文地质与水资源调查研究再添一项关键技术。

                                                                        

    无井少井地区浅层地下水位与水质快速探测系统综合测试 

                                                       

    淡水、咸水、沙漠地下水水位探测

     

    西安地调中心无井少井地区浅层地下水位与水质快速探...
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