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    他,曾是一名军人,近20年奋战在地质找矿一线,矢志不渝,为国为民。

    她,曾是一名环保卫士,长期坚守在环保一线,兢兢业业,秉公执法。

    他和她连在一起,是全国文明家庭璀璨星河中亮眼的一颗。

    他保国——深山里埋头找矿

    凌晨三点的内蒙古朱日和无人区,砂砾在狂风的裹挟下持续不断地撞击着帐篷。张贵林紧紧攥着对讲机,眼睛一刻不离地紧盯钻机仪表盘。这是深冬野外找矿的一瞬,也是他地质生涯的寻常一夜。自1999年穿上军装,从武警黄金部队战士成长为中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心的一名地质尖兵,24年间,他的生命刻度始终与旋转的钻杆同频。

    “只有国家这个大家好,我们这个小家才会好。”张贵林接受本报记者采访时说,自己是农村孩子,父辈的言传身教、清贫朴实的家庭教育是他从军的最初印象。入伍后,张贵林被分配到原武警黄金部队钻探中队,钻探施工就成为了他“干一行爱一行”的坚守。由于动手能力比较强,加上反复琢磨、精益求精的拼劲,第二年张贵林就凭着过硬的技术被破格提拔当上了班长。之后的每一年,中队钻探总量第一、单班进尺第一的纪录一直被他保持着,直到四年半后他被保送上了军校。

    作为地质找矿部队,长年与大山为伴,与戈壁为伍,是最普通的常态。钻探施工有一个特点,只要钻机一开动,直到整个工程结束之前,是不能停工的。大家每天坚持早上6点前起床、组织早操和训练,准备上山施工所需的材料物资,施工作业“四班三倒”,吃住都在钻探机台上。

    “往地下打钻,就是睁着眼睛干看不见的活儿。”在内蒙古朱日和矿区,钻机穿透复杂地层时突然孔内坍塌导致卡钻,张贵林裹着军大衣一头冲进零下20多摄氏度的寒夜。砂轮溅起的火星灼伤手臂,维修设备的油渍喷溅满脸,调配冲洗液的泥浆沾满全身,这样惊心动魄的井故处理,在他完成的12万米钻探施工任务中如同家常便饭。

    从红格尔到朱日和,在中蒙边境无人区,他和战士们全部剃着光头戴着大墨镜,每天任凭沙尘暴肆意打在脸上;零下20摄氏度的冬天,雪一下就有半米多深,战士们帽子上鼻子上全吊着冰条;驻扎的帐篷经常被吹翻,机台吃的饭里面经常夹杂着一层沙子……在包头大青山柳坝沟和哈达门沟矿区,没路没水没电没手机,不管是野外施工作业的艰辛,还是扛着一二百斤的设施跋山涉水的艰难经历都让人难忘。

    “必须把兄弟们平安带回家。”每当新兵出队,他总把这句话挂在嘴边。“安全事故防不胜防,可我们的兄弟们都还很年轻,每个人后面都代表着一个家庭……”与风沙较劲、同岩层对话,回忆起和战士们一起野外找矿的那些岁月,面前的这个40多岁的硬汉一度哽咽,几次说不出话来。3次荣立三等功的军功章背后,镌刻着24年零事故的平安纪录。

    “得有钉钉子的精神,能吃苦的作风,爱钻研的韧劲,才能把本职工作干好。” 张贵林以自身的实际行动、务实的工作作风和真诚的共事心态去带队伍,赢得了同志们的特别认可和较高的威望,他所在的中队也成为了攻坚克难且战斗力最强的“铁军”。

    普查、调查、勘查,每一个矿区从开始到结束。10多年如一日,张贵林和战士们的足迹踏遍辽宁、内蒙古、河南、山东、吉林、浙江等省,没有一个人打退堂鼓,没有一个人掉队,他们转战朱日和无人区等20多个矿区,破解多个矿区复杂地层钻探施工难题,为祖国找到一个又一个宝贵的矿藏。

    转制改革后,张贵林在安全和保密处工作,先后被评为优秀党员、优秀党务工作者、原武警黄金部队转制改革5周年先进个人、优秀管理人才等荣誉。“最美的家成就最好的我。”都说男儿有泪不轻弹,可谈到妻子侯亚萍,张贵林再一次情绪失控:“妻子是他的爱人,更是他们一家的恩人。”

    她卫家——工作家庭一肩挑

    每天清晨5点晨跑,6点准备早餐,7点送孩子上学,8点准时出现在环保执法现场……像这样严丝合缝的生活,难以想象侯亚萍坚持了十多年。她说自己不敢生病,不敢耽误一点时间,怕一旦错过了,后边所有的事情就都跟不上溜了。

    巧合的是,这个“80后”从小就出生在一个军人家庭。她说,从爷爷那辈开始,男孩必须当兵成了家里不成文的“规定”。对于军人的天生好感,让她日后慢慢成了大家口中亲切的“军嫂”。当被问及怎么看待“军嫂”这个称呼?侯亚萍微笑着说,“一个军嫂半个兵,我们只是战场不同。他保国,我卫家,其实都是在为家国奉献。”

    由于工作原因,婚后的18年时间夫妻俩一直两地分居。聚少离多的日子里,照顾家庭的责任全压在了侯亚萍的肩上。2007年,因过度劳累,他们的第一对“龙凤胎”没能保住;2009年,爱情的结晶再一次降临,却赶上剖腹产后大出血,请假陪产的张贵林到家第三天就接到了归队命令,挺进无人区开展钻探任务。然而,谁知这一走,侯亚萍竟然在医院住了一个多月才康复出院,更没有想到的是,等他再回来的时候,孩子已经一岁多了。女儿出生时,侯亚萍独自带着六岁的儿子在医院做的剖腹产手术……

    侯亚萍的母亲患有重度脑梗,她就每天奔波于单位和医院之间。远在四川农村的公公因为患病行动不便,她就主动把公公接到了自己身边尽孝伺候,婆婆突发心脏病住院手术第一时间赶赴病床前陪伴照顾。2013年,弟弟侯海龙在海军某部因公牺牲,年仅28岁就离开了……侯亚萍强忍着悲痛,独自承受着一切,不敢告诉年迈的父母。她就像一个从不停歇的永动机,把家里照顾得妥妥当当、井井有条。

    工作中的她更是一心扑在事业上,作为一名环保工作者,长期在河北省魏县环保局工作。说到环保,一般人的认知恐怕都会止于“上管天下管地,中间管着水土和空气。”涉及到建筑工地有扬尘,涉及到餐饮有油烟治理,涉及到污水有偷排偷放……侯亚萍结合身边的日常生活举例说,无论刮风下雨,一线执法人员只有到现场才能了解最真实的情况。 “只要企业不放假,环保就不放假。即使企业放了假,烟花爆竹声一响,执法那也是说走就走。”面对个别顽固的企业,哪怕是骚扰电话、门上喷漆、威胁恐吓,侯亚萍却从未屈服。

    爱岗敬业的侯亚萍先后被评为魏县“身边好人及道德模范”“巾帼建功标兵”、邯郸市“最美军嫂”“十大德善模范”“中国网事 感动河北网络人物”等称号,2019年当选魏县第八届妇联执委委员,2021年当选邯郸市第十届妇女代表。转制后,侯亚萍随调至廊坊市广阳区政府办公室从事政务督查工作,她依然爱岗敬业,尽显本色。

    十几年来,不管遇到多大的困难,坚强的侯亚萍从没在家人面前掉过一滴眼泪。因为心中有爱,肩上有责,再苦再累再难自己都咬紧牙关,为这个家撑起一片祥和的天空。没有国家的安定,就没有小家的祥和。只要想到这,侯亚萍觉得付出再多也是值得的。

    能感受到多少爱,就有多幸福。她说,过去、现在,还是将来,自己都会义无反顾、毫不犹豫地选择“张先生”。平凡无奇的婚姻,没有因长期的分离而淡漠,却因爱的淬炼而变得不同凡

    响。凭着坚守和信任,他们一步步走得更加坚定。

    正如张贵林家客厅储物柜上那个为数不多的玉饰摆件,那是他们结婚十周年纪念物——紧握的两只手下面立着一颗心,底座刻着“执子之手,与子偕老”。也许这就是爱情最真的模样。

    他们家——热心公益传递爱

    “机台上什么时候完工啊?”“快了、 快了。”

    “爸爸什么时候回来呀?”“快了、快了。”

    “家里怎么样?”“没事,都挺好。”

    长大后,我渐渐懂得,爱有时候是一种谎言。

    采访过程中,张贵林的第三个泪点,是关于孩子。

    2022年单位转制后的团聚工程,终于让这个家庭团聚了。张贵林有了更多的时间弥补孩子。从“向电视机里的军人喊爸爸”,到妈妈口中的爸爸,再到生活中的爸爸,爸爸的形象现在变得更加清晰。

    从牙牙学语到蹒跚学步,从幼儿园到小学、初中,由于工作原因,常年在外的张贵林错过了很多孩子宝贵的成长过程,妻子侯亚萍也只能给孩子们比别人少得多的陪伴。但他们在用实践教导孩子们做诚实善良忠孝之人,以微薄之力去帮助身边有需求的人。

    夫妻俩都是单位邻里“小有名气”的书法家,孩子们现在可以和父母一起从书香中感受文化的熏陶。现在有时间了,孩子想学琴,张贵林就和孩子一起学,现在弹古筝弹得有模有样。

    小时候的侯亚萍生活在农村,连县城也没有去过,等上了大学才有机会看外面的世界。2002年的一次支教活动,起初她就是单纯地想给孩子们传递一下城市是什么样,世界的另一面是什么样。后面,他们一家的公益事业一发不可收拾。

    多年来,夫妇俩一有时间就带着孩子到敬老院送关怀,陪老人聊天话家常、送必需品;疫情期间主动请战投入抗疫一线,入户排查,积极捐款并筹措资金;在经济条件不宽裕的情况下资助贫困学生20余名……最感动的是看到资助的西藏日喀则小朋友寄回的照片,五星红旗下孩子的笑脸让他们切实感受到了真情的传递。

    致力于公益事业的不仅有他们和两个孩子、他们的姐弟亲人也都在向社会传递爱,身边的许多同事、社会爱心人士不断加入他们成立的爱心团队。帮助他人不仅是一种善举,更是一种自我提升和成长的过程。珍惜生活,感恩所有。侯亚萍说,在给社会传递爱的同时,世界也会对我们温柔以待。

    人生如旅,生活如诗。心怀大爱的侯亚萍还是一个诗人。所有生活的美好、苦涩、欢乐与悲伤都转化为文字,让她在另一方天地里找到乐趣和满足。她的多部作品在全国文学期刊发表,30余篇作品入选中国黄金时代诗歌大词典、中国好诗等书籍,并获得中国好诗首届全国青春诗晚会中国十大桂冠诗人奖。现在她喜欢带着孩子一起在优美的文字中畅游,诉说生活的美好。

    各自坚守,相互扶持。彼此信任,相濡以沫。许多人眼里,他们应该是“家庭”想象中最美的样子。但他们说,只要是自己的家,再平凡也是最美的。

    就像侯亚萍《炊烟里的爱歌》诗中说:“奔波里的疲累,甜蜜的玫瑰,才是家的味。”

    如今的他们正发挥小家的力量,让爱与奉献传递给更多的家庭。

    全国文明家庭 | 他保国 她卫家——记中国地质调查局...

    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

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

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

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

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

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

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

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

    无人机航磁测量培训试验

    测线布置

    起飞准备

    高原雪山无人机探测剪影

    成都地调中心首次成功实现青藏高原无人机航磁探测

    时而平静,时而狂躁的海浪;时而温柔,时而如刀似剑的海风,还有海底神秘的暗流造成“颠簸”—这是海上工作与生活永恒的旋律。然而,即使在波涛汹涌、暗流涌动中,“梦想”号上的科学家却能够平稳的实施科学钻探。“梦想”号可以在6级海况下正常作业、16级台风下安全生存,仿佛在吟唱“不管风吹浪打,胜似闲庭信步”。

    什么是三级动力定位系统?

    “梦想”号能如此的“稳”,很大原因是该船配备了三级动力定位系统(DP-3)。动力定位系统因其不依赖抛锚或系缆、部署和撤离迅速、对水深不敏感等优点,被广泛应用在深海油气开发、潜水作业、海底管道和电缆敷设及科学考察等方面。它的工作原理是,计算机通过控制推进器的推力大小和方向,以对抗由风、浪、流等造成的外部作用力,从而使船体位置和船头朝向保持不变,保证船体稳稳地保持在同一个定位。在“梦想”号上,动力定位控制系统中的传感器、位置参考系统和控制器均采用冗余设计,动力和辅助系统分布在三个防火分隔区域。这样设计的优势是,任何单个舱室的动力系统一旦发生故障,其它舱室的依然能发挥作用,这就是三级动力定位系统。

    动力定位示意图

    动力定位系统是如何知道自己的位置?

    精确的位置测量是动力定位系统的基础。“梦想”号安装了6套位置参考系统,分别基于卫星和声呐等两类不同的工作原理。其中,3套差分全球卫星定位系统,1套北斗卫星定位系统,2套超短基线声呐定位系统,所有系统的位置测量精度都达到分米级别,并不受作业区域的影响,任何一套位置参考系统都能满足定位要求,大大地提升了动力定位系统的可靠性。如遭遇太阳风暴,卫星定位系统可能会受到影响而失效,这时2套声呐定位系统依然能够保证动力定位系统有可靠的位置参考。

    动力定位系统的大脑—动力定位控制器

    动力定位控制器是动力定位系统的大脑,它接收位置测量、风速风向、船舶姿态以及艏向等信号,通过精密计算,输出正确的控制信号以控制推进器的转速和转向,这样就能使船舶保持在设定的位置和艏向上。三级动力定位系统配置了三个控制器,其中一个作为主控制器,其输出信号控制推进器。当主控制器故障时,另外一个控制器将自动切换为主控制器,实现定位功能不受影响。因此三级动力定位系统可靠性非常高。

    动力定位系统用的电从哪里来?

    “梦想”号安装了七台推进器,采用全电力驱动,为动力定位系统提供动力。为了保障电力供给的稳定,“梦想”号采用了闭环电网技术,即将多个中压配电板首尾互联,形成一个环形的供电网络。与传统的分段电网相比,闭环电网可减少运行发电机的数量,提高发电机的效率,还能减少发电机运行时间,降低维护成本。此外,闭环电网还具有容量大、抗冲击能力强、可靠性高、使用灵活的特点。然而,闭环电网中可能会出现的短路、接地和发电机故障等将会影响其他配电板和发电机的正常运行。为了避免上述情况的发生,“梦想”号闭环电网采用了先进的计算机综合保护系统和高级发电机保护技术,实现了对电网及发电机故障点的精准判断和快速切除。

    目前,闭环电网技术在船舶的应用并不多,主要应用于深水钻井平台或者钻井船等发电机装机数量较多的工程船舶。据了解,国内只有“蓝鲸二号”和“海洋石油982”等钻井平台采用了闭环电网,并完成实船短路实验。而“梦想”号的闭环电网也已完成实船接地和短路实验并通过中国船级社和挪威船级社的验收,在我国钻探船中尚属首例。

    闭环电网示意图

    节能法宝——蓄能蓄电池系统

    三级动力定位船舶作业时平均日耗油能高达40多吨,产生高昂运营成本的同时也造成环境的污染。“梦想”号作为全球最先进的大洋钻探船,配备了蓄能蓄电池系统,这好比汽车的混合动力系统。它如同一台大型不间断电源,在发电机发生故障时快速投入,代替故障发电机实现对电网的支撑。这样不仅能确保运行负载不受影响,使电网稳定、可靠,还能减少动力定位时发电机的运行数量,增加在线发电机的功率,提高柴油机的效率,降低油耗。它还能够存储液压钻机下行时产生的再生电能,实现能量回收和利用。由此,还能减少钻机由势能转化为热能所需的冷却水量,从而降低冷却水泵的能耗,实现进一步节能。此外,蓄能蓄电池系统通过削峰填谷功能实现稳定电网,减少发电机启停次数,降低发电机机械磨损,延长大修时间,节约维护成本。“梦想”号的蓄能蓄电池闭环电网比传统的电网节约超15%的油耗。

    “维稳”高手——能量管理系统

    “梦想”号的能量管理系统由功率管理系统和电池管理系统组成,将它与动力定位系统密切配合,为科学钻探作业的稳定安全实施立下了汗马功劳。为了节能增效、维持电网稳定,能量管理系统使出了2大“高招”。高招1:利用动力定位系统预测推进器负荷,通过提前调节发电机的频率,实现对动态负载的补偿,以减少电网频率的变化。高招2:根据电网中发电机以及蓄能蓄电池系统所能够承担的最大负载变化率(千瓦/秒)来控制大型负载的功率变化速度,实现动态负载的惯性补偿,减小电网波动,进一步增强电网的稳定性,减少在网发电机的数量,提高发电机的运行效率,实现节能增效。

     
    “梦想”号:不管风吹浪打,胜似闲庭信步

    熊盛青准备上飞机执行珠峰高程航空重力和遥感综合测量任务

    熊盛青

    教授级高级工程师,博士研究生导师,现任中国自然资源航空物探遥感中心首席科学家,我国第三代航空地球物理探测技术体系策划和主要创建者。首批“国家高层次人才特殊支持计划”科技创新领军人才、全国杰出专业技术人才、“新世纪百千万人才工程”国家级人选,国家工程师奖、全国创新争先奖状、李四光地质科学奖、黄汲清青年地质科学技术奖获得者,享受国务院政府特殊津贴。主持和参加国家专项、国家863计划重大项目等30多项。获国家科技进步奖特等奖1项、二等奖2项,第一作者出版专著19部,发表论文100余篇。兼任中国地质大学(北京)、成都理工大学和长安大学特聘教授与博导,中国地球物理学会常务理事和航空航天专业委员会主任等学术职务。

     

    马克思曾说,社会的劳动生产力,首先是科学的力量。在我国加快建设现代化产业体系、推进中国制造向中国创造转变的过程中,有突出创新能力、可解决复杂难题的工程师队伍必不可少。首批“国家卓越工程师”称号获得者,自然资源部中国地质调查局中国自然资源航空物探遥感中心首席科学家熊盛青便是其中的典型代表。

    熊盛青是我国航空地球物理勘探技术领域的领军人物,我国第三代航空地球物理探测技术体系策划和主要创建者。在创新的道路上,他带领团队屡次突破,打破国外关键技术垄断,实现了我国航空物探技术装备从进口到国产的飞跃;填补了青藏高原航磁空白,建立了全地域、多尺度、高精度的航空地球物理综合勘查技术体系。

    熊盛青(中)与执行青藏高原航空重磁探测的技术团队

    “我很幸运,赶上了我国航空地球物理勘探事业飞速发展的黄金时期。”采访中,熊盛青多次提到“幸运”二字,记者的感受是,能够赢得幸运之神的眷顾,与他心无旁骛的持续耕耘不无关系。他做事严谨认真,思考问题视角宏阔,勇于突破,特别对专业怀有一种执着的追求,即只要符合国家的战略需求,他会毫不犹豫地坚定做下去。他顽强而执着地坚持自己的理想,在选择的十字路口,在现实利益面前,从未动摇方向。

    “搞地质工作苦”是外界普遍的看法,采访熊盛青之后,完全颠覆了记者的刻板印象。41年间他将毕生激情倾注于事业,在挑战与超越间乐此不疲,不断攀登一个又一个科技高峰并乐在其中。令他感到非常欣慰的是,团队的科研成果极大减轻了地质工作人员野外作业的艰辛,为“中国创造”汇聚了力量。

    年少展现 学习禀赋 

    很多人问熊盛青,为什么他可以通过重重考验,被组织委以重任,成为当时“地矿”系统最为年轻的总工,并且不负众望,不断创新突破,取得诸多令人瞩目的成果。“对事业的无尽热爱”是他孜孜以求的核心动力,然而,更多具体答案并非那么容易找到。不可否认,回望一个人成长的时代和环境,必定有助于增加对他的了解。

    记者想要说明的是,熊盛青小时候的经历虽然有其独特之处,但总体上是他所成长的时代和地域的一个缩影。我们今天看来可能会认为罕见的,恰恰是那个时代背景下人们生活的常态。

    1963年,熊盛青出生于湖南省益阳市桃江县的农村。他还不满五岁便上小学,由于年龄小,家人并未抱什么期待。没想到从入学起,熊盛青就表现出浓厚的学习兴趣,成绩始终名列前茅。放学后,懂事的熊盛青从小就开始帮家里分担各种家务,从打猪草到砍柴,水稻插秧,田地除草,几乎所有的农活他都干过。

    初中学校的位置离家较远,只有不到十岁的熊盛青,每天需要赤脚走二三十里山路往返。“平时我们一年四季都是光脚上学,把鞋背到学校,到老师那里洗洗脚穿上鞋,放学后再背回去。”要是赶上雨雪天气,山路更加难行。“像雨伞、雨鞋这些用品,普通家庭买不起,下雨时一般都是戴着斗笠,披着蓑衣。”熊盛青回忆道。学校没有食宿条件,尤其是天寒地冻的冬季,无法带饭加热,只能早饭后去上学,直至放学回到家才能再吃一顿饭。常常忍饥挨饿,上初中不到一年,小小年纪的熊盛青就得了胃病。即便在这种情况下,也并未影响他的学习成绩。初中毕业后,他在家劳动了一年,通过规律饮食和劳动锻炼,慢慢地把他的胃也养好了。上高中可以住校,熊盛青的温饱问题得以解决。

    当时有一句流行语是“学好数理化,走遍天下都不怕”。熊盛青的数理化成绩都非常突出。1979年全国高考的录取率为6%,位列“文革”后恢复高考录取率的倒数第二,那时的高考真可谓是“千军万马过独木桥”。“报志愿的时候,我爸说他不懂,请物理老师帮忙参考。”没想到熊盛青去报志愿时,物理老师不在。那时很难获得关于报考院校的信息,只有墙上贴了一些招生简报。“地质工作搞不好,一马挡路,万马不能前行!”成都地质学院(2001年更名为成都理工大学)招生海报上的这句话,吸引了熊盛青的注意力。而且那时地质跟师范、农林业一样,属于免收学费专业,可以给家里减轻经济负担,于是熊盛青毫不犹豫报考了成都地质学院。“后来,我的物理老师也鼓励我,他说和传统地质工作相比,航空物探找起矿来又快又好。”

    把孩子送到大学校园,是每个家长都期待的时刻。但在熊盛青成长的年代,这样简单的愿望也会显得奢侈。那时没有直达火车,要从湖南经贵州再到成都。在株洲火车站,家长帮熊盛青找到几个去成都地质学院上学的同伴,不再送他,这样就可以省些路费。“我爸给我送到车厢的连接处把箱子一放,然后我坐在箱子上面一直坐了20多小时,到了成都。”

    第一次离家,进入成都地质学院放射性物探专业就读的熊盛青,学习依然出类拔萃,一直是校三好学生。毕业时,他大学期间所学36门课程平均90分以上,在全专业59名学生中,他的总分排名在前列。作为优秀毕业生,他被学校分配到了北京,来到了中国自然资源航空物探遥感中心(简称航遥中心)。

    回忆起自己的求学过程,熊盛青感慨地说“小时候确实吃了不少苦,但也是我人生的一笔宝贵财富,遇到什么困难也就难不住我了。”正是小时候的这种磨炼,造就了他坚忍不拔、锐意进取的意志。

    熊盛青参加“国家工程师奖”表彰大会

    奋发有为 备受器重 

    该如何理解航空地球物理勘探(简称航空物探)?熊盛青介绍,就是把专用物理探测仪器装载在飞机上,从空中探测地球磁场、电磁场、重力场和放射性场等各种“场”的变化,研究地球的内部结构、寻找矿产资源等,具有宏观、快速、高效、经济、不受地面条件限制等特点。航空物探是地质勘探的重要方法之一,广泛用于各种金属、非金属矿产,石油天然气的勘探,以及区域构造和大地构造等方面的研究。

    “在航空物探和遥感手段出现之前,找矿主要靠地质队员的双腿,而航空物探就相当于地质调查领域的‘空军’,发挥着战略侦察的作用。只有我们尽力缩小找矿的范围,在地面开展工作的地质队员才能少跑腿、少打钻,少一些辛苦。”熊盛青讲解道,航空物探的探测效率是地面方法的10倍至100倍,成本则仅有十分之一左右。

    不积跬步,无以至千里。1983年进入航遥中心后,熊盛青跟着师父到野外去搞飞行测量,获取数据,然后进行数据处理。之后一步一个脚印,学习数据分析和地质解释。也许在老一辈专家眼中,熊盛青这位年轻后辈虽然性格内向,言辞不多,但是具有湖南人那种“吃得苦、耐得烦”的特质,不仅善于学习,尤其身上有股难得的坚韧劲,对待每一件事都非常认真、纯粹、笃定。前辈们都很愿意去教他。

    1991年,年仅28岁的熊盛青已经作为副负责人承担国家重点攻关项目了。作为项目负责人的师父为了给他“压担子”,平时较少插手具体研究工作,在这样的锻炼下,熊盛青成长很快。

    在负责科研工作中,熊盛青发现了自己的不足,意识到需要加强自己的知识更新和储备,于是报考了中国地质大学的博士研究生。熊盛青的成绩达到了统招分数线,但他选择了定向培养,单位对于熊盛青作出上学深造的决定给予了充分支持,他也成为航遥中心送培的我国航空物探领域的第一位博士。

    20世纪90年代初,正是全国下海经商潮如火如荼的时候,熊盛青却甘守寂寞,潜心“充电”。他幽默地说“大家都下海,我选择了上山。”攻读博士研究生的三年,是熊盛青最为充实忙碌、极大开阔专业视野的三年。其间,他在科研创新方面的能力也极大提升,所负责的国家攻关课题圆满完成,后来还获得了省部级奖励。1997年毕业时,他的博士学位论文也获得优秀博士论文奖。

    求学期间,熊盛青事业与学业齐头并进,亦取得了可圈可点的工作成果。1995年,熊盛青被单位提拔为总工助理,并交给他一项特别的任务,即为单位做一份人才工程规划。熊盛青用一年时间,制定出航遥中心关于人才引进、人才培养的具体方案,并且付诸实施。以该方案为蓝本,此后不断补充完善,在航遥中心发挥了重要作用。1996年,熊盛青又被破格提拔为主任助理、副总工。

    完全出乎熊盛青意料的是,1997年他刚刚完成博士学业重返岗位,1998年3月,上级组织就任命他为单位总工程师,成为“地矿”系统内最年轻的总工。在航遥中心这个汇聚了数百名专家的高科技单位,熊盛青德才兼修,以不折不扣的实干精神获得了大家的广泛认可。

    当时航遥中心与国外矿业和石油公司的合作开始增加后,跨国公司往往要求合作方有完整的质量管理标准。就任总工后,熊盛青马上着手建立符合ISO9001国际标准的质量管理体系,全面规范航空物探和遥感勘查工作,于1999年3月率先在全国地勘系统通过了质量管理体系认证,实现质量管理与国际接轨。

    熊盛青(右三)在北京人民大会堂国家科技奖奖励大会现场

    不负冀望 担当重任 

    作为现代化高科技手段,航空物探技术也是各国科技实力比拼的热点。“航空物探就相当于为地球做CT。搭载物探仪器的飞机飞越大地,地下数千米以内的地质结构和矿藏情况就能被‘透视’。”熊盛青比喻道。“把探测的数据生成图像后,专家们要据此判断一个区域成矿的可能性。不同矿产物理性质不同,我们利用这种区别来找到不同的矿藏。我们的目标是追求快速和精准,尽量缩小寻找的范围,那么获取数据的仪器设备的作用非常关键。”

    中国航空物探起步于20世纪50年代,通过前人的不懈努力,已经从中低精度测量发展到了高精度测量,但曾经,高分辨率综合测量核心技术和关键设备却被几个发达国家掌控,成为制约我国航空物探技术发展与应用的“卡脖子”问题。

    工作伊始,熊盛青第一次参加野外勘查,到柴达木盆地寻找钾盐矿藏,就感受到了仪器设备的关键作用。钾盐是农业种植中钾肥的主要原材料,是农业生产不可或缺的矿产资源,探明优质钾盐矿藏,具有重要的战略意义。“当时我们引进了一套国外的仪器,我刚好赶上了这套系统正式用于生产。”在学习数据采集,熟练仪器操作的过程中,熊盛青切身感受到,“我发现我们引进的设备实际上是国外快淘汰的,而先进的肯定是买不来的,所以必须靠自己做。”熊盛青和他同事们曾试图仿制国外仪器,结果发现内部都是“黑匣子”。这更加坚定了他走自主研发之路的决心。

    2006年,“发展航空地球物理勘查技术”被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,这对该领域发展意义深远。就在同一年,我国将“航空地球物理勘查技术系统”列为“十一五”国家高技术研究发展计划中的重大项目,这是当时原国土资源部国家科技项目中级别最高、经费最多、难度最大的一个科研项目。43岁的熊盛青担任了该项目的首席专家和总体专家组组长。

    “规划特别清晰”,在立项时该项目就给科技部评审组留下了深刻的印象。基于累积数年的思考,熊盛青牵头制定了航空物探装备研发详细的“路线图”。熊盛青回忆道,“当时我们确定的目标是,希望能够通过两到三个五年规划的时间,自行研制出相关的仪器设备和软件,实现航空物探装备国产化。”

    根据规划的“路线图”,一支跨学科跨行业的“航空地球物理与遥感地质创新团队”应运而生。在科技部与原国土资源部中国地质调查局的支持下,研究队伍由国内产—学—研25家单位、51个研究团队、近500名跨领域跨专业的科研人员组成。这支庞大的科研队伍为了共同的梦想,开始攻坚克难的征程。

    从基础原理到结构设计,再到仪器研制和系统集成,一个个难题不断被破解。让熊盛青印象最为深刻的一项突破,意外来自偶然的交流。一位从事其他领域研究的科研团队负责人,发愁于测量中总有消除不掉的噪声,但熊盛青却敏锐地发现,对方想要过滤的“噪声”,正是航空物探测量所需的重要信息。“我们迅速达成了合作意向,开展反向研究,把‘噪声’探测放大,就成了我们需要研制的仪器。”上机测试的结果令人惊喜,目前这台仪器与进口同类仪器的测量水平相当。

    随着自主研发的航空物探关键仪器陆续研制成功和投入应用,第三代高分辨率综合航空物探测量技术体系逐步建立。熊盛青负责的863重大项目荣获国家科技进步奖二等奖。

    从“十一五”的重大项目,到“十二五”的重点项目,再到“十三五”国家深地专项中7个项目组成的项目群,国家对航空地球物理技术研发越来越重视,资金投入力度也越来越大。

    通过连续3个“五年规划”的科技攻关,熊盛青带领团队系统性解决了航空地球物理探测理论、技术与工程难题,在国产化航空物探遥感仪器及软件研发和应用上取得了一系列重大创新成果,实现了关键仪器全系列自主研制,航空物探技术装备的工程化应用,填补了多项国内理论、技术和装备空白,打破了国外技术封锁和垄断,实现了我国航空物探技术装备从进口到国产的飞跃。国产的航空物探技术装备,已成为国家地质调查的重要装备,仪器性能指标整体达国际先进水平,大大推动了我国矿产勘查能力的综合化和现代化。

    多年来,熊盛青主持和参加国家863计划重大项目等30多项,先后获得国家科技进步奖特等奖1项、二等奖2项,省部级科技奖15项,第一作者出版专著19部,发表论文100余篇;先后荣获国家工程师奖、全国创新争先奖状、全国杰出专业技术人才、首批“国家高层次人才特殊支持计划”科技创新领军人才、李四光地质科学奖等诸多奖项和荣誉。

    熊盛青(右)与仪器专家段树岭教授研讨相关问题

    中国创造 走向世界 

    实现航空地球物理技术的国产化,不仅需要性能先进的硬件,设备的高效运转同样离不开软件技术的支撑。熊盛青带领团队进行数据处理、信息提取方法的研究和软件开发,最终打造出支持二次开发的GeoProbe Mager地球物理软件平台。

    “我们把航空物探应用的整个流程,从数据输入、数据管理,到数据处理、信息提取,以及到最后成图,全部搭建在这个平台上。不仅打破国外软件的技术垄断,实现了航空磁力、重力、电磁和伽马能谱数据及地面重磁电数据的同平台处理与综合解译,而且支持用户自行开发插件,形成模块插入原软件系统,与平台原有的其他功能同步应用,从而形成符合多样化需求的改进优化和定制服务。”熊盛青介绍,该软件目前已经升级到4.0版本,推广了1800多套。

    熊盛青带领团队打破国外软件技术垄断,自主研制的GeoProbe Mager 4.0 软件系统

    GeoProbe软件优异的专业功能和高度的实用性引起了许多国外同行的关注。尽管目前只有中文版本,但在国外同行的要求下,已经有多个国家的专业人士获得了软件使用权并参加了相应的培训。熊盛青团队正在筹划制作国际版本的软件,让中国人的原创成果更好地融入全球航空物探遥感工作,让中国科技更多地服务世界。

    “扫面”探测 透视地球 

    走进熊盛青的办公室,除了满屋的书籍和资料,最引人注目的就是一幅挂在墙上的特殊“地图”,这就是全国航磁图。“红色区域代表磁场比较强,越向蓝色演变,说明磁场越弱。”熊盛青讲解道,“这片‘红得发紫’的区域就是鞍山铁矿,青藏高原雅鲁藏布江这条带是板块碰撞区域,磁场也明显更强。”

    这是由熊盛青主编出版的《中国及毗邻海区航磁系列图》中的一种,是我国首次陆海统编、种类最多、精度最高的全国航磁系列图之一,已居于国际领先地位。该系列图是国家“十四五”规划的重点出版物,是我国航空物探领域数十年调查和科研成果的集成,也是他主编的第三版全国航磁图。通过对全国航磁资料的研究和地质解释,他和团队编制出版了《中国陆域磁性基底深度图》《中国陆域断裂及岩浆岩分布图》《中国陆域区域构造图》《中国陆域磁性铁矿资源潜力预测图》等系列航磁地质解释图件,为找矿勘查部署、透视地球内部结构、研究“成矿、成藏、孕灾”等地质规律提供了重要的区域地球物理基础资料和地球科学研究成果。

    这套航磁系列图的绘就完成,是我国几代地质工作者共同努力的结果。20世纪末,我国几乎实现了陆域航磁勘查全覆盖,但青藏高原中西部的110多万平方千米,由于层峦叠嶂、高寒低压,航空探测存在飞机作业难、精准定位难、航磁仪器正常运行难等障碍,仍是未知的处女地。

    初生牛犊不怕虎。当时,仅30多岁的熊盛青针对特殊复杂环境提出有效解决方案,带领团队克服重重困难实施野外作业。最终,解决了长期制约高原航空地球物理勘查的关键技术难题,突破飞行“禁区”,获取了青藏高原中西部高精度航磁数据,填补了我国陆域航磁最后一块空白区,实现了我国陆域航磁全覆盖,并获得青藏高原地质构造方面的许多新发现和新认识。其中,青藏高原中西部油气、金属矿产和地热资源远景评价成果,有力地支持了青藏高原的找矿勘查部署和找矿突破,并荣获国家科技进步奖二等奖。

    自主研制的国内首套航磁矢量勘查系统

    自主研制的国内首套航磁全轴梯度勘查系统

    聚焦找矿 勇当先锋 

    “科技创新必须‘落地’。”技术研发中,熊盛青追求先进性与实用性的平衡统一,“就像木桶效应讲的,单一技术指标就算是国际领先,如果整体技术指标不上去,不能转化应用,实际意义也不大。”

    熊盛青介绍,“以需求和实用为导向,对于新技术新方法开发,我们采取边研发、边应用、边完善的模式。”近20年来,高分辨率综合航空地球物理勘查技术与装备的研发和推广应用取得了显著的找矿效果,有力支撑了上一轮全国找矿突破战略行动的实施。

    “大冶铁矿深部富矿体、山东齐河富铁矿、新疆东天山铜镍矿、秦岭华阳川地区铀矿……”谈起航空物探技术助力找矿突破的案例,熊盛青如数家珍。几十年来,我国发现了数万处的航空物探异常,依据航空物探异常支撑发现了数以千计的矿床。熊盛青带领团队完成的基于全国磁测资料的矿产资源潜力评价摸清了全国铁矿资源“家底”,为找矿勘查部署和找矿勘查实践发挥了重要作用。

    国家“十四五”规划和2035年远景目标对战略性矿产找矿提出了新要求,明确要“实施新一轮找矿突破战略行动”。根据国家战略,熊盛青针对面临的新问题和新要求,在大量研究和实践基础上,提出了航空地球物理支撑战略性矿产找矿突破的思路。沿着这个思路,熊盛青领衔制定了中国地质调查局“星空地海井探测观测监测技术体系建设方案”,作为自然资源部专家指导组副组长、中国地质调查局勘查技术方法组组长,指导新一轮找矿突破战略行动。

    自主研制的航空重力系统应用于2020珠峰高程测量

    躬行践履 协作共进 

    透过舷窗,俯瞰世界最高峰珠穆朗玛峰的巍峨壮美,回忆起当时的景象,熊盛青至今记忆犹新。“我参加了珠峰航空重力测量5个架次中的首飞,围着珠峰飞了6个半小时。”曾经有强烈晕车晕机反应的熊盛青,经过常年的锻炼,已经对野外作业安之若素。

    2020年5月,熊盛青登上了中国地质调查局航空物探遥感综合调查飞机“航空地质一号”。机上装载的是包括我国自主研制的航空重力仪等国产化设备在内的先进装备。这一次,他的任务是参与珠穆朗玛峰高程测量,提供重力测量等关键数据。

    此次飞行,为珠峰高程测量历史写下了浓墨重彩的一笔。首先是海拔高,飞行高度为9800米~10250米,接近调查飞机10500米的极限高度。其次,飞行难度大。在珠峰地区,不仅山峰高耸、地形起伏,而且天气变化剧烈,因此要万分警惕来自众多风口的巨大侧向风。此次飞行首次获取了珠峰地区高精度航空重力、航空摄影和激光雷达数据,创新形成了适合高寒高海拔复杂地区要求的航空物探遥感综合测量方法技术体系,填补了国内空白,并达到国际领先水平,标志着我国具备了全球全地域航空探测能力。

    熊盛青回忆起第一次执行飞行任务的情景,“航空物探需要低空飞行,因为距离探测目标越近,可探测到的地下空间范围就越大,得到的数据就越精确。” “飞行高度六七十米,正好是大气层中气流运动最强烈的区域,机身颠簸得特别厉害。飞了还不到1小时,我就吐得七荤八素,整个航程4小时飞下来,感觉自己把苦胆都吐出来了。”再次试飞,情况依然如此。“师父本来想培养我专门搞仪器研发,那么必须在勘探过程中实际操作仪器。”如果当初没有强烈的晕机反应,熊盛青可能会踏上不同的专业主攻方向。

    担任航遥中心总工程师20多载,熊盛青自觉与时代发展同频共振,将自己的科学追求融入服务国家经济社会发展中,带领团队在航空地球物理勘查和遥感领域取得系统性、创造性和实用性成果。回首往昔,熊盛青总结道,做科研首先且最重要的是瞄准国家需求,这样才能准确把握专业的发展方向;其次,要善于合作,能够团结各方力量,取长补短形成合力;第三,要有激情、有热情、有恒心。

    作为团队的负责人,熊盛青不但自身技术过硬,统筹把握专业发展方向,还极为擅长发现问题、解决问题。每当各个小组的技术难题汇集给他,他总能精准抓住问题的关键,提出解决问题的思路。

    创新之道,唯在得人。熊盛青强调,每项成果的取得,都离不开庞大团队的高效协作。如何调动团队的积极性,把每个人的专长和优势与团队的发展结合起来,让每个人都能在合适的位置上发挥最大的作用,需要知人善任和巧妙的管理智慧。他明白,要协调一个多学科、多专业、不同年龄结构组成的团队并不容易。技术出身的他拿出科研攻关中那股务实的劲头,“做事先做人,什么事都先带头做起来。”

    熊盛青十分重视年轻人的成长,不断压担子、交任务,使他们在实际工作中锻炼成长,增强团队的战斗力和竞争力。在熊盛青的带领下,“航空地球物理与遥感地质创新团队”入选首批国家重点领域科技创新团队。该团队有1人入选“国家高层次人才特殊支持计划”领军人才,15人先后入选自然资源部、中国地质调查局等省部级人才工程。

    “科研对我来说既是一个艰辛,也是一个享受的过程,特别是当一个个难题被攻克时,那种喜悦感便油然而生。”作为航遥中心首席科学家,熊盛青求索的脚步无暇停歇,他正以服务新一轮找矿突破战略行动为目标,致力于推动中国地质调查局地球系统“三测”技术体系的建立。

    《中华英才》半月刊:熊盛青:科研探索之路其乐无穷

    吕庆田作学术报告

    “地球物理”四个字对于吕庆田来说,有一种特别的意义。

    1981年,在老师的建议下,懵懵懂懂的他来到了长春地质学院,开始了应用地球物理专业的学习。1988年硕士毕业后,他被分配到中国地质科学院矿床地质研究所,从一名实习研究员干起。从此,便是大半生无怨无悔地付出。

    寻找深部资源宝藏

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

    在吕庆田看来,两大因素促使我们必须探测深部。

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

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

    在国家重大需求和科学探索双重背景下,近20年来,吕庆田和他的团队以我国东部长江中下游成矿带和西部东准噶尔成矿带为探测对象,在成矿系统理论框架下开展了多尺度地球物理综合探测和研究,在陆内成矿系统的三维结构、深部找矿思路和找矿发现等方面取得重大进展。

    “以往认为,成矿作用大都发生在板块边缘,与板块边缘造山密不可分,如洋—陆俯冲造山、陆—陆碰撞造山,而对于大陆板块内部的成矿作用及深部动力学机制却鲜有了解。”吕庆田和他的团队经过不懈努力,在长江中下游成矿带发现了独特的地壳和上地幔结构特征,发现了大陆内部块体边界控制岩浆—流体活动的反射地震证据,建立了陆内成矿的深部动力学模型。

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

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

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

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

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

    创新深部资源探测技术

    如何“看透”地球内部,精准发现深部资源,技术创新最为关键。

    “对深部矿产勘查来说,不仅需要突破精度、灵敏度更高的各种传感器技术,提升野外测量设备的稳定性,还要发展新的数据解释技术,把观测的数据转换为‘透视’地下的图像。”吕庆田说。

    面对我国矿产勘查技术在探测深度、精度和分辨能力等方面与国外差距较大的现状,强烈的使命感、责任感使吕庆田和他带领的研发团队担起了“十二五”国家863计划“深部矿产勘探技术”重大研发任务。

    研发团队克服重重困难,先后突破了高精度微重力传感器技术、铯光泵磁力仪传感器技术、宽带感应式电磁传感器技术等10项关键核心技术,技术指标总体接近或局部超过目前国际先进水平。微重力传感器的突破使我国成为国际上为数不多的可以自主生产高精度重力仪的国家。

    在重磁、电磁、地震、井中勘探仪器和钻探设备方面,他们研制出高精度地面数字重力仪、大功率多功能电磁探测系统、4000米地质岩心钻探成套技术装备等18套急需的勘探地球物理仪器设备,形成了从地面到地下的系列仪器装备。

    在地球物理方法数据处理和解释方面,他们完善了直流电阻率与极化率三维反演方法、重磁三维约束反演方法等20多项地球物理数据处理解释方法,研制出了多参量地球物理数据处理与反演软件系统、金属矿地震处理解释新技术与软件系统2套大型软件系统,形成了多功能三维电磁正反演与可视化交互解释软件系统,金属矿地下物探数据处理解释系统等8个专用软件系统。

    “这一轮的勘查技术研发,使我国在地球物理勘查技术领域极大缩小与国外的差距,大幅度降低对国外勘查设备和解释软件系统的依赖,一定程度上打破了国外在此领域的仪器设备垄断,大幅提高了我国深部资源勘查技术自主研发能力和国际竞争力。”吕庆田说。

    向地球深部进军

    几十年的不懈努力和学术积累,吕庆田及其团队取得了丰硕成果,收获了不少荣誉。先后获得国家科技进步一等奖、二等奖各一项;国土资源科学技术奖一等奖3项,二等奖1项;入选新世纪百千万人才工程国家级人选。他带领的深部资源探测研究团队入选自然资源部高层次科技创新团队。此外,他还为国家培养了一批深部资源探测人才,为深部资源领域的研究和调查作出了突出贡献。

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

    “相比于西方国家,我国的深部探测工作起步较晚,在探测技术和实际探测覆盖面积方面与西方国家差距较大,加强地球深部探测,对我国资源能源安全和减灾防灾意义重大。”吕庆田说。

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

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

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

    科技创新人物 吕庆田:探向地球深部

    7月,随租用的小船参加海南生态文明区海岸带地质调查工作。清晨,一大早起来,匆匆吃完早餐,前往码头登船。因为是禁渔期,码头停靠着密密麻麻的渔船,天气炙热来来往往的人并不多,见到的多是肤色黝黑的渔民,码头特有的鱼腥味不时冲入鼻腔。

    第一次出近海,感觉船不住地摇晃。船舱摆放着采样用的器材和采集的样品,甲板上则是钻探作业的工具,虽多而不杂乱。小船的条件较差,炒菜时风吹油烟满船舱,只好站在舱外躲避,一阵凉风拂面,顿时思绪轻扬,海水拥抱着岸边的红树林,温柔博大又充满力量。闭眼休息片刻,内心放空一般安静,仿佛这世界我一人独享。

    家乡在中原近海地区,临的是通往渤海的一条小海沟,黄黄的海水跟眼前的截然不同,这里的海水是广阔的泛着亮斑的蓝绿色,岸边大片大片的红树林是之前从未见过的绿景。一眼望去,葱郁低矮的红树“蹲”在水里,像一朵朵绿油油的云彩,扎实又可爱。红树发达的根系,露出地面密密麻麻的呼吸根,不禁让我感叹生命之伟。

    村民说这里的红树林是保护海岸的天然屏障,可抵御台风海啸对堤围的侵害。红树林里是一个生机蓬勃的生态环境,小至浮游生物,大至甲壳动物、鱼、蟹、鸟类等,都存在于这个红树林的生态系统中;红树林也是研究生态和观赏鸟类的最佳环境,是大自然赐与人类的一笔宝贵财富。由于海岸环境遭到破坏,红树林生存环境恶劣,生长状况每况愈下。身处其中,深刻感受到承担在自己身上的那份责任感和使命感。

    看着这片浩瀚的大海,还有采集的环境测试样品,不禁想到这些天非常热门的“垃圾分类”和“深海勇士号”深潜器发现的海底巨型垃圾场。塑料微粒被称为遍布海洋的“海洋PM2.5”,粒径细小,直径小于2mm,每年至少10亿个海洋生物因塑料制品失去生命。微塑料从近海到大洋,从表层到深海,甚至在人迹罕至的南北极均有发现。

    目前发表在《环境科学与技术》期刊上的一项最新研究发现,全球销售的食盐中,超过90%都被塑料污染,其中海盐中塑料含量最高;美国公益组织Orb Media联合美国明尼苏达大学公共健康学院进行的调查研究也发现,全球逾80%自来水检测出微塑料;维也纳大学的研究员指出,估计全球一半以上的人口体内都能找到塑料微粒。我们自认为安全的生活环境,实际上却和那些海洋生物一样岌岌可危。

    保护环境势在必行,作为一名海洋工作者,我会用数据揭示人类活动对海洋生态环境的影响,发现机理,及时止损;生活中更要约束自己,少用塑料制品,一点一滴,做自己力所能及的事。可能需要几代人的共同努力才能打赢这场垃圾战争,但我们责无旁贷,这不是拯救地球,这是一场人类的自救。

    出海感悟——海岸带环境地质工作者的责任

    “全力服务”做贡献,鲜花掌声送模范。

    3月28日,在自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所(下称成都综合所)召开的第六届三次职工代表大会上,贵州毕节-六盘水大型能源资源基地技术攻关团队毫无悬念地被评为“2018年度优秀创新团队”。

    “‘贵州毕节-六盘水地区能源资源基地综合地质调查’是成都综合所在新形势下向大型能源资源基地建设转型的第一个项目,也是我所‘全力服务于国家能源资源安全和自然资源中心工作,全力服务于地方社会经济发展’的生动实践。”成都综合所所长、党委书记胡泽松说,经过近两年的努力,项目组在乌蒙山扶贫开发区黔西北毕节威宁县哲觉镇一带新发现1处超大型、1处大型新类型沉积型稀土矿床。此次找矿取得的重大突破,不仅拓宽了我国稀土矿成矿规律研究领域和找矿空间,为我国打造又一个新的稀土勘查开发基地奠定了坚实基础,对推动乌蒙山地区扶贫攻坚,以及黔西北毕节-六盘水建成我国重要的战略资源支撑基地具有重要意义。同时,该项目也是对中国地质调查局能源资源基地资源潜力-技术经济-地质环境“三位一体”调查评价的一次新实践。

    一系列成果的取得绝非偶然。对于成都综合所及其项目团队而言,这是一次全新的尝试,也是一次艰巨的考验,更是一次利用传统优势技术支撑服务新型地质调查工作的严格检验……

    强强联合 共克时艰

    黔西北毕节-六盘水地区是我国重要的能源资源基地,覆盖国家重点扶贫的乌蒙山区毕节市和六盘水市。该地区“三稀”矿产资源丰富,特别是上二叠统宣威组底部,发现有大量富含稀土的粘土岩建造。2012年,《国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》明确提出,要以毕节、六盘水、兴义为节点城市,充分发挥能源矿产资源优势,建设我国南方重要的战略资源支撑基地。

    事实上,毕节威宁-赫章地区开展地质调查工作由来已久,但针对“三稀”矿产的调查研究并不多。解放前,丁文江、刘之远、黄懿、罗绳武等人对区内的地层及煤、汞等矿产资源层曾做过概略调研。而该地区系统的地质调查、矿产勘查则始于1960年。自上世纪80年代以来,前人对这一地区开展过众多地质矿产研究工作,但是主要针对铜、铅锌、锰矿等。自1997年开始,地质工作者陆续在黔西北地区发现二叠系宣威组底部存在一套富稀土粘土岩,但稀土的赋存状态、成矿模式、成因类型、可利用性等问题均未查明,加之成矿规律不清,找矿迟迟未取得突破。近年来,贵州省地矿局、贵州大学、中国科学院地球化学研究所、成都理工大学等单位瞄准“三稀”资源,对含稀土的磷块岩、铝土岩矿床、磷矿床伴生的“三稀”元素进行了初步研究。然而,真正意义上深入推进该区域“三稀”资源综合地质调查工作的还要从成都综合所和贵州省地矿局的合作说起。

    俗话说:处处留心皆学问。而成都综合所之所以能后来居上,幸运地立项并取得重大突破,既与他们强烈的大局意识和服务意识有关,也与他们平日的留心积累有很大关系。当中国地质调查局党组提出“三位一体”调查评价体系、支撑服务大型能源资源基地建设时,成都综合所就开始了筹划谋局,试图在这方面闯出一条新路。经过资料综合分析,他们了解到当地的稀土矿线索,并深入分析了难以开发利用的“症结”。

    国家能源资源安全的战略需要,中国地质调查局党组的明确要求,地方脱贫攻坚战的迫切需求,加上自身转型升级的客观要求以及技术优势和信息资源优势,使成都综合所上下很快达成了共识,举全所之力,主攻贵州毕节地区稀土矿。

    说干就干,时不我待。2017年1月10日,成都综合所与贵州省地矿局开展了一次座谈。此次会议,双方达成了合作共识,即以能源资源基地综合地质调查为平台,重点开展矿产资源综合利用调查、技术经济与环境影响概略性评价等工作;通过大型能源资源基地综合调查,查明资源现状、资源潜力、矿石可利用性,摸清区域地质环境特征和承载力,共同建立资源基地技术经济与环境影响概略性评价体系,为资源开发利用、环境保护、生态文明建设和矿政管理提供服务。同年2月28日,成都综合所召开会议启动“贵州毕节-六盘水地区能源‘三稀’资源大型基地”建设工作,明确了为贵州资源开发利用、环境保护、生态文明建设和矿政管理提供基础服务的目标。紧接着,3月7日,成都综合所与贵州省地矿局在成都正式签订战略合作协议,共同打造贵州毕节-六盘水地区能源“三稀”资源大型基地。根据协议,双方将以大型能源资源基地建设为引领,围绕“区调、矿调、环调”地质调查评价、能源资源经济性评价工作、重金属污染土壤修复示范,结合精准扶贫行动,共建产学研创新平台,推动地质科技成果集成与转化。

    随后,“贵州毕节-六盘水地区能源资源基地综合地质调查”项目正式启动实施。

    为了加快推进中国地质调查局大型能源资源基地建设工作部署,成都综合所按照“协同创新、融合创新”的思路,特别成立了项目联合推进工作领导小组,同时编制了“贵州毕节-六盘水地区能源资源基地综合地质调查”项目实施方案。通过整合双方资源、技术、业务优势,共同推进基地建设,以服务地方需求实现服务国家需求的目标,有效创新地质调查工作模式。在服务国家能源资源保障战略的同时,助推乌蒙山毕节地区脱贫攻坚。

    科技创新 迎难而上

    开弓没有回头箭。

    正当项目如火如荼地开展时,技术人员却迎来了前所未有的挑战。

    威宁、赫章两县沉积型稀土矿尚处于勘查开发的起步阶段。根据沉积型稀土的赋存状态来看,矿体多出露于地表,开采地质条件较好。含矿层段在威宁及赫章地区分布广泛,资源潜力巨大。但是2018年以前,整个黔西北地区沉积型稀土矿的成矿规律、稀土赋存状态及可利用性均未查明,选冶工艺也未曾取得进展。一度有分析认为,该类型稀土矿并不具备勘查开发价值。业内权威专家对此也是质疑声不断。有人认为,在此地区根本找不到大矿;有人则认为,即便是侥幸找到了矿,也很难“拿”出来。

    成都综合所顶着巨大的压力,通过层层传导,最后落到了项目组全体人员身上。个中滋味,也只有亲历过的人体会最深刻——

    谈起该项目,项目团队成员惠博博士不无感慨地说:“这是我工作至今啃得最难的一块骨头!为了有效富集回收该地区稀土资源,项目组成员都付出了大量心血。”

    其实,从1997年开始,黔西北沉积型稀土就不断受到关注,但是至今尚未有明确的矿石赋存状态研究及选冶工艺突破。“贵州沉积型稀土原矿中稀土氧化物(REO)含量最高时可达1.6%,平均约0.15%。但是,由于无独立的稀土矿物,采用常规的物理选矿方法无法实现稀土的富集回收。”惠博解释说。为了更好地完成任务,惠博与项目组其他成员早在半年前就开始筹划准备。项目开展之初,他们主要采用常规的技术手段进行分析和处理,但是许多问题都没有说透。

    “这不是一类传统的矿石,在对这一类矿石进行研究的过程中,我们必须拿出客观的科学数据来证明它是否具备勘查开发价值。”惠博说,对于该项目的科研攻关,成都综合所领导高度重视,先后两次开动员会,要求技术人员每月向项目负责人、科技处负责人及所长汇报进展情况。

    可是,纵使技术人员使尽浑身解数,倔强的石头依旧不为所动。时间一点一点地过去了,无数次试验都无功而返,研究进展依旧未能达到预期。难道真如前人所说“该类型稀土矿并不具备勘查开发价值?”此时,成都综合所内上下压力倍增。

    专家组与科研人员研讨钻孔岩芯中稀土含矿层的垂向演化趋势

    “锲而舍之;朽木不折;锲而不舍;金石可镂。”

    终于,大家找到了突破口。通过反复试验和实地调查,项目组确定了两个重点攻关方向:一是在工作手段上采取多学科联合的方式,即工艺矿物学、地质学、冶金学联合攻关。二是科学的思维方式。在常规手段没有得出结果的情况下,引入一些假设性的试验。

    首先是工艺矿物学先行。惠博介绍说,这就如同我们在医院看病一般,需要先问诊(即取样),查明病因(即查明矿石成因)。在这个过程中,工艺矿物学发挥了重要作用。我们选用了关于物质和结构分析目前国内最先进的手段,例如化学分析里的荧光、XRD分析、电子探针等,并利用国际先进的矿物分析试验设备将矿石的基本性质从里到外、从粗到细进行了全面分析,同时还与其他类型矿石进行类比分析。在以往的试验中,我们主要采用10倍、20倍的显微镜,但是在该矿石的分析研究中,我们甚至采用了近千倍的显微镜,以及做材料的技术手段,终于查清了矿石中各元素的赋存状态。

    “但是,这些还远远不够。在此基础上,技术人员开始开展选矿研究,却无功而返。冶金技术随后及时跟进,开展了浸出试验,验证理论上的赋存形式。通过试验,对大家通过仪器观察的现象进行了定量化的佐证。综合比对国内外相关资料,整个研究工作中,我们团队做得更深入、科研链条也更长,基本上做到了类似产品的级别。”惠博说。

    而此次项目能够取得重要成果,主要基于两方面的经验:一是多学科联合攻关。这要归功于成都综合所的优势业务领域之一——矿产资源综合利用。成都综合所拥有一支涵盖地质找矿、资源综合利用、综合评价等专业层次布局合理的专业人才队伍。“成都综合所在一矿变多矿、贫矿变富矿等方面具有丰富的经验和技术优势,特别是一些呆滞的、我们认为可能在技术上或者经济上不过关的资源,所里也有成功的案例。所以,多学科联合攻关也成为这次试验研究能够取得成功的一个重要因素。”胡泽松说。

    二是科学的思维方式。胡泽松认为,在研究过程中,不能轻易否定研究对象,要打破传统的思维模式,只有这样才能取得成功。我国是世界稀土资源储量大国,不但储量丰富,且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位高及矿点分布合理等优势,全国稀土资源总量的98%分布在内蒙古、江西、广东、四川、山东等地区,形成北、南、东、西的分布格局,并具有北轻南重的分布特点。但是,该项目发现的稀土类型完全不同于这两种状态,也区别于深海稀土,在标准上并没有可借鉴性。

    通过综合分析研究,项目组最终确定黔西北地区的稀土矿床为独特的“沉积型”稀土矿床——发生于二叠纪末的巨量岩浆活动是华南陆块演化历史上的一次重大地质事件,导致了扬子克拉通西部峨眉山大火成岩省的形成。在大火成岩省的形成和演化过程中,常伴随有区域岩石圈地壳的大规模抬升和地表岩石的去顶剥蚀。峨眉山大火成岩省的主要岩性为玄武岩和层状-似层状火山碎屑岩,且构成峨眉山大火成岩省主体的玄武岩及火山碎屑岩富含铁族、高场强元素和稀土元素。在晚二叠世温润潮湿的古地理环境和频繁的海侵、海退作用下,玄武岩及火山碎屑岩便易于发生强烈的风化、蚀变和剥蚀作用,经进一步搬运、沉积、富集便形成了黔西北地区独特的“沉积型”稀土矿床。

    同时,项目在开展过程中还形成了绿色高效的“预处理-选择性浸出”冶金新工艺。试验结果表明,稀土元素浸出率高于85%,同时铝、铁、钛和硅等主要杂质浸出率均小于5%。此工艺流程短、选择性强,绿色高效,对推动地质科技成果转化,助推黔西北毕节-六盘水建设我国重要的战略资源支撑基地具有重要意义。

    经过近8个月的科研攻关,沉睡的稀土宝藏终于揭开了她神秘的面纱。

    三大突破 意义深远

    2019年3月28日,在成都综合所召开的第六届三次职工代表大会上,贵州毕节-六盘水大型能源资源基地技术攻关团队被评为该所“2018年度优秀创新团队”。对于贵州毕节-六盘水团队来说,这项荣誉实至名归。

    首先,他们取得了沉积型稀土矿产的重大找矿突破。该团队在对稀土含矿层精细的岩相古地理、沉积微相和稀土沉积成矿要素研究基础上,锁定富稀土层的岩相类型,建立成矿模式,通过矿产检查,于毕节市威宁县麻乍镇新发现超大型稀土矿1处,于威宁县哲觉镇新发现大型稀土矿1处。

    其次,攻克了新类型稀土矿产综合利用的技术瓶颈。通过系统工艺矿物学研究,首次查明了该稀土赋存于以高岭石(83%以上)为主的粘土岩中,无独立稀土矿物,成因类型属“沉积型”,工业类型为类质同象离子吸附型。该类型稀土的粒度极细,选冶难度极大,团队中青年优秀骨干进行了四阶段的选冶试验攻坚,最终创新性研发出针对此类型稀土矿的“预焙烧处理-选择性酸浸”工艺流程,使得该类型稀土的综合回收率超过85%,攻克了选冶难题。

    第三,创新了能源资源基地技术经济评价及地质环境影响评价方法。通过对威宁重点工作区地质环境调查评价,项目组结合已有资料的二次开发和整理,对威宁、赫章地区地表水、地下水、地壳稳定性、植被覆盖率、土壤环境、空气质量、石漠化、矿山地质环境问题等进行了系统总结,编制各类环境图件15张,提出了下一步恢复治理和绿色矿山建设方案,同时建立了一套适用于以黔西北为代表的中国南方岩溶地区地质环境影响评价指标体系。

    对接需求 精准扶贫

    2018年12月12日,自然资源部中国地质调查局成都综合所与贵州省地矿局一行来到贵州省毕节市。与以往不同,他们此行的目的是将前期形成的综合地质调查成果进行移交。

    本次移交的综合地质调查成果,是依托于成都综合所与贵州省地矿局共同实施的“贵州省毕节-六盘水地区能源资源综合地质调查”项目成果,形成的《贵州省毕节-六盘水能源资源基地威宁-赫章地区勘查开发布局建议书(2018)》(以下简称《建议书》)1份,附图图册1套(包含相关附图31份)。《建议书》对毕节市威宁县、赫章县优势矿产资源的现有资源条件、潜在资源条件、技术经济条件、地质环境条件等方面进行了系统的总结和全面评价,在此基础上,划分了3处重点勘查开发区,2处次重点勘查开发区及6处不宜开发区。同时,为了更好地对接毕节市政府需求,有针对性地部署下一步工作,成都综合所还表示,将与贵州省地矿局共同协助毕节市建立“三稀资源绿色勘查开发基地”,做好技术支撑工作。

    两周后,毕节市政府发来信函,对于成都综合所移交的“贵州省毕节-六盘水地区能源资源综合地质调查”项目阶段性成果给予高度评价,对中国地质调查局在毕节开展的地质找矿工作高度认可。信函中写道:

    “《建议书》对我市威宁县、赫章县优势矿产资源的现有资源条件、潜在资源条件、技术经济条件、地质环境条件等方面进行了系统的总结和全面评价,特别针对两县广泛分布、资源潜力巨大的沉积型稀土矿产进行了论述,提供了有进一步工作价值的超大型稀土矿1处,大型稀土矿1处;研发的沉积型稀土综合利用技术原型,将浸出率从5%~20%提高到85%以上,为我市对该类型稀土矿产的采选及利用提供了有力技术支撑。《建议书》及附图图册内容丰富,涵盖了我市威宁、赫章两县优势矿产资源潜力、综合利用潜力、地质环境现状及变化趋势等方面,划分了3处重点勘查开发区,2处次重点勘查开发区及6处不宜开发区,对我市绿色矿业发展和矿产资源勘查开发规划提供了基础地质资料,为我市打造‘三稀资源绿色勘查开发试验基地’奠定了坚实的资源基础。”

    这封信函不仅是对项目成果的肯定,同时也是对技术人员夜以继日工作的鼓励与肯定。

    精准脱贫不仅是地质工作者的历史使命,更是政治担当。

    近年来,中国地质调查局在乌蒙山区等14个集中连片特困地区安排了项目,重点开展能源资源调查、重要矿产资源调查及服务生态文明建设的水工环地质调查等工作。这些项目,均瞄准了贫困地区的实际需求,解决急需问题,有的发现了新的矿产地,有的查清了地质环境情况,对当地经济社会发展和生态文明建设产生了重要的推动作用。贵州乌蒙山片区是整个乌蒙山片区中的重点贫困片区,贫困面广量大,贫困程度深,脱贫形势十分严峻。“贵州省毕节-六盘水地区能源资源综合地质调查”项目阶段性成果提出,毕节威宁地区应从煤炭等传统化石能源基地向沉积型稀土、沉积型锂矿、铅锌等战略性、新兴矿产资源基地转变的发展新思路,对于有效服务地区绿色勘查开发、助力乌蒙山扶贫攻坚具有重要的现实意义。

    尾 声

    采访中,除了科技创新,团队成员严谨求真的钻研精神也给记者留下了深刻的印象。当记者询问惠博技术攻关后的心情时,他的回答出乎意料——如释重负。回望项目整体开展过程,虽然取得了很大的突破和成果,但是团队成员却依然保持着谦虚、谨慎的工作态度。工作结束后,他们没有沉浸在成功的喜悦之中,而是第一时间总结经验和教训:一是不能草率下结论;二是研究工作需要有使命感和责任感。

    的确,成功往往都是眷顾有准备的人。地质调查工作不仅需要科技创新,更需要像他们一样锲而不舍、严谨务实。

    新时代地质调查工作有新定位,即“全力支撑能源、矿产、水和其他战略资源安全保障,精心服务生态文明建设和自然资源管理中心工作”。面对新形势、新任务、新要求,我们相信,在新的征程中成都综合所人将飞得更高、行得更远!

     

    亿万年的等待只为你召唤

     

    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

    “在矿床学家中,能够管理一个部门地勘队伍的不多;退休之后,仍然跑野外、布设钻孔的专家更少;80岁了还在爬山,下坑道,布设2000米、3000米深钻,并且都打到矿了,还有这样的老专家吗?有!陈毓川院士就是这样的老专家!”

    这是一份颁奖词的开场白。在不久前召开的第十四届全国矿床会议上,中国地质学会矿床地质专业委员会颁发了首届终身成就奖,我国著名矿床地质学家、中国工程院院士陈毓川是两位获奖者之一。

    在发表获奖感言时,陈毓川院士说:“我能取得今天的成绩,要感谢党、感谢国家、感谢人民、感谢团队。只要我还能出野外,就一定要到生产一线,继续发挥我的余热,为国家和人民的需求投入终身。”要知道,这位“八零后”院士今年已经84岁高龄了,但他依然活跃在矿床地质工作一线,无论是到野外开展矿产资源勘查研究,还是主持编撰《中国矿产地质志》,他无时无刻不在用自己兢兢业业的精神影响着身边的人。

    作为一名长期从事矿床地质、地球化学、区域成矿规律、成矿预测研究及矿产勘查工作的专家,陈毓川院士多年来躬耕野外一线,取得了丰硕的研究成果。他深入研究广西大厂超大型锡多金属矿床,为指导找矿、总结成矿规律做出了重要的贡献;他系统地研究了宁芜、庐枞、南岭及全国区域成矿规律及找矿方向,提出了宁芜玢岩铁矿成矿模式,在国内开拓了区域矿床成矿模式研究领域;他总结了华南花岗岩有色、稀有矿床及陆相火山铁矿成矿规律,促进了全国火山岩区及花岗岩区地质找矿;与中国科学院院士程裕淇等研究提出了矿床的成矿系列概念,极大地丰富和发展了我国区域成矿理论。这些科研成果,被广泛应用于生产一线,并指导地质找矿实践,推动了找矿的重大突破。

    更为难能可贵的是,陈毓川院士作为我国地质矿产事业发展的优秀领导者和组织者,曾长期在地矿部门担任领导职务,负责固体矿产勘查工作、全国金矿找矿工作、全国重要矿产潜力评价工作等,均取得突出成就。他始终心系地矿事业改革发展,多次向中央领导建言献策,提出加强地质找矿工作、发展我国矿业、科学有效地推进国有地勘队伍的体制改革、建设一流科研院所的对策和建议。特别是在国家地质工作处于低谷期间,于2003年联合37位院士向时任国务院总理温家宝提出了加强地质工作的具体建议,得到中央高度重视。《国务院关于加强地质工作的决定》的出台,对我国地质找矿事业的健康发展发挥了重要作用。

    在第十四届全国矿床会议期间,《中国矿业报》记者对陈毓川院士进行了专访,请他就矿床学研究工作的发展趋势、矿业发展与环境保护、科学精神培养等方面的问题进行了深入解读。陈毓川院士提出的真知灼见,对业界去思考和探索矿床学科的发展有着很重要的参考意义。

    陈毓川院士在第十四届全国矿床会议上作报告 张欣 摄

    《中国矿业报》:作为一名老专家,您在矿床学研究方面取得了很多重要的成果,而且,您目前也仍然还在开展相关的研究工作。您对矿床学研究工作未来的发展趋势有何见解和判断?

    陈毓川:矿床学的发展要从国家发展的需求和学科本身发展的需求两方面来考虑,这两者是完全可以结合的,因为矿床学研究是一个不断进行的过程,它是为国家不断发展服务的。矿床学本身并不是孤立存在的,它是地球科学领域众多分支学科中的重要组成部分,与其它分支学科是相关的。因此,从总的发展趋势来看,矿床学研究工作的视野要更加开阔,要与地球科学其它分支学科更为紧密地结合,开拓新的研究领域。我认为可以从三个方面予以考虑:

    第一,矿床学研究必须要有时间、空间的三维概念,要点面结合。任何一个矿床都不是孤立存在的,是与周围的矿床有关系的,其联系点就是地质构造环境及相关的地质成矿作用。因此,搞矿床学研究的人不能简单地在某一个矿床内观察研究、取点样品,然后回室内测测成份、测测品位、测测年龄,必须要把矿床形成的地质构造环境和区域地质构造环境及其相关的地质成矿作用结合起来考虑,探讨矿床之间的空间及成因联系,以及空间里时间演化与矿床演变的关系。

    第二,矿床学研究必须要跟经济结合起来,脱离了经济评价,研究成果无法应用。从事矿床学研究的根本目标就是要为国家和社会发展提供物质基础。因此,研究成果既要讨论矿床的成因、形成过程、规律等,又要考虑这个矿在经济方面——规模上、品位上、应用的范围上,是否也适合国家的需求,这是非常关键的一点。

    陈毓川院士在野外开展工作

    第三,矿床学研究必须考虑环境问题。目前,国家将环境保护工作放在非常重要的位置,因此搞矿床学研究的人必须考虑矿产资源初期勘查、勘查完毕矿山建设、开发完毕治理恢复等三个阶段的环境问题。将矿床研究和矿山环境结合起来,这与社会的发展阶段息息相关,每一个不同的社会发展阶段对于环境保护的要求是不一样的。因此,在新时代,找矿的、采矿的、研究矿的人都要共同考虑环境问题,要做到绿色勘查、绿色开发、绿色恢复。以目前科学技术水平来看,通过努力实现矿业与环保双赢是可以做到的。

    这三大方面是矿床学可以有所创新的方向。第一方面的创新是科学性的,通过探索研究会不断有新的东西出来,指导新的找矿突破;第二方面的经济评价是矿床学科必须积极主张的;第三方面的环境问题符合目前国家生态文明建设的发展方向。

    《中国矿业报》:您对目前我国矿床学人才的培养有哪些建议?

    陈毓川:矿床学的发展,最重要的基础就是人才。矿床学人才培养是一个连续的过程,涉及到多个环节,必须要通盘考虑。

    第一个环节是学校的培养,这是人才培养的起步阶段,必须要与野外实践紧密结合起来,目前有些高校忽略了这一点。青年学生的主要任务就是把基础知识学扎实,包括书本知识和野外实践知识。但是,现在很多大学生、研究生毕业后到了野外一线干不了活儿,这就是课内的实践做得不够造成的。因此,地学类的高校有必要增加学生的野外实习时间,而且要把宏观和微观相结合、书本和实践相结合提升到一定的高度。

    第二个环节是生产单位的培养,无论是科研单位、勘查单位,还是矿山单位,都是矿床人才培养的“第二所大学”。对于刚从学校毕业的学生来说,无论到任何单位,都要结合所在单位的实践开展工作。从单位层面来说,不管是搞基础研究还是找矿勘查,都要结合具体的项目,给新同志设定目标,而且不要随意变化这个目标,要给人才成长创造一个相对稳定的环境。

    第三个环节也是对生产单位提出的要求,组织领导要合理。各个单位要善于在实践中发现人才,要给予这些人才适当的条件,保障其发展成长。对于优秀的、出众的人才,一定要重点培养,除了创造相对稳定的成长环境,还要在待遇上充分考虑,要为他们配备合适的团队,帮助他们寻找稳定的合作者,还要给他们“出难题”,把真正难解决的问题交给他们,给他们创新和探索的机会。

    《中国矿业报》:您认为如何培养地球科学研究的科学精神?

    陈毓川:以我从事矿床学研究工作几十年的经验来说,有三点体会:

    第一,必须要树立目标。目标分为国家、人民、家庭和个人四个层面,都很重要。从事科学研究工作,必须把国家和人民的需求放在第一位,这是我们工作的方向和取得进步的最大动力。人的一生是很曲折的,但不能因为挫折就低沉下去,仍然要坚持自己的目标不放弃。具体到工作上,我们必须要给自己设定长期目标和短期目标。科技工作者必须要明确地知道自己每个阶段需要干什么、应该干什么、正在干什么,这样才有前进的动力。

    第二,必须要探索创新。这是科学精神的核心,尤其是对于地质学来说,未知的东西太多,特别需要探索创新的精神。科研工作的核心是实事求是,一定要到一线去学习调查研究,与地质对象直接接触,进行可靠的论证,注重探索的过程,真理一定是一线地质工作者总结出来的。科学探索是没有止境的,地球系统的复杂性也决定了地学研究的成果是阶段性的,因此一定要充分学习和尊重前人的研究成果,即使是自身取得了成绩也不能沾沾自喜、止步不前,必须要有不断探索创新的精神。

    陈毓川院士在野外探勘

    第三,必须要团队合作。个人的能力是有限的,科学精神的培养必须要依靠集体,如果没有团队成员间的通力合作,创新的难度会增大很多。地球科学是一门复杂的科学,这也决定了要取得创新的成果就必须依靠团队的力量,只有整个团队同心同德、相互关心、取长补短,才能共同前进。

    《中国矿业报》:与先进的矿业国家相比,您认为我国的优势和差距存在于哪些方面?

    陈毓川:很多发达国家从300年前就开始工业化进程,从那时起矿业也受到前所未有的重视。我国的现代矿业基本从新中国成立时才开始起步,在短短几十年时间内发展到现在的水平,是非常不容易的。与国外相比,我们有优势也有劣势。

    目前来看,在局部领域,例如航空重力、某些钻探工具、岩矿测试等方面,我们还存在一定的差距,一些先进的设备仍然依赖从国外引进。在矿业市场建设与管理方面,我国尚有较大的差距,但在找矿勘查领域,可以说我国大部分的技术都较为先进。因为社会主义制度的优越性,国家高度重视和大力支持,并成立了专职的队伍、专职的机构开展地质勘查工作。例如,石油勘查技术,我认为我国是远远超过国外的;再例如,铜矿、铁矿、钨矿以及其它一些优势矿产资源的找矿勘查技术,我们的技术力量也是处于领跑地位的。

    我国的地球科学发展具有自身明显的特色:一方面,在国家的大力支持下,我们可以快速引进国外的先进技术;另一方面,我国的科技工作者又能结合国家的实际情况进行新的创新,而且这种创新越来越多。例如,我国科学家提出来的陆相成油理论、焦家式金矿成矿模型等,都是根据我国的地质环境实际情况提出来的新东西,并且在全国范围内得到了很好的推广应用。再例如,在上世纪六十年代提出的钨矿“五层楼”找矿模式,到现在为止还在指导找矿;上世纪七十年代提出的宁芜地区玢岩铁矿成矿模式,是我国乃至世界首个完整的区域性成矿模式,这些研究成果对于指导找矿是非常有帮助的。

    在区域成矿规律的研究方面,我国也有自己的优势,有很多创新的理念。例如,成矿系列的概念。这个理论强调要将区域内所有矿床作为一个整体来研究,考虑时间、空间、成因等三个因素,研究对象是在同一个时代、同一个地质构造环境、同一个成矿作用三位一体条件下形成的有成因联系的矿床组合。目前来看,这是矿床学研究未来的一个发展方向,这对于研究矿床的发展演化是很有意义的,能够更好地总结成矿规律,反过来又能更好地研究解释地球演化过程中物质变化和成矿物质变化的过程。

    《中国矿业报》:目前,环境保护已是我国矿业界普遍关注的一个重要问题,您认为如何协调好矿业开发和环境保护之间的关系?

    陈毓川:从我国目前的科学技术水平来看,环境保护和矿业开发是完全可以实现双赢的。前面已经讲到,对于环保的要求必须适应我国社会的发展阶段,因此千万不能搞“一刀切”。但从目前的情况来看,过于严苛的环保要求已经对我国矿业的健康发展造成了影响,甚至说已经影响到国家的资源能源安全。例如,据我了解,今年我国黄金产量较去年很可能要下降,因为划定在保护区内的很多金矿已经停产了。

    当前,国际形势动荡不定,我国很多大宗矿产品的对外依存度也越来越高,在这样的背景下我们更应该加强自身的资源储备和自主供应能力,这是保障国家资源能源安全和经济安全的根本。因此,在矿产资源问题上,我认为国家不能减少人才物力的投入,应该将矿产勘查工作放在一个相对重要的位置上,保持一定强度的勘查工作,在鼓励市场资本进入的同时,政府也要主导必要的投入,靠“两条腿走路”。同时,在充分利用好国外矿产资源的情况下,保证国内一定的生产水平和资源储量增加的水平。

    在环保问题上,我们要坚持“绿水青山就是金山银山”的理念,但也要根据我国经济社会发展的实际情况,摒弃那些不切实际的做法。对此,我提几点建议:第一,从实际情况出发,由国家按照统一的标准划定各类保护区,不宜再由各个部门按照各自不同的标准来划定,保护区的范围也不宜太大;第二,要对划定的保护区进行分级,要分出次序、区别对待;第三,在大部分的保护区内要允许进行基础的地质调查和矿产调查,因为地质调查是摸清地质情况的基础工作,而使用现在先进的物探化探方法开展矿产调查,对保护区的环境也几乎是没有影响的;第四,通过调查工作,如果在保护区内发现重要的矿产资源,要允许在一定范围内进行必要的勘查工作,如果勘查确认是国家亟需且具备开采价值的矿产资源,要允许严格按照绿色矿山的标准进行建设和开发,对于非紧缺矿产资源,作为资源储备进行登记备案。

    其实,在环境保护方面,地质工作是大有可为的。例如,地质调查工作可以将全国的地质环境情况摸清楚,这是开展环保工作的基础;水工环地质工作可以对各个地区的水文地质环境有一个全面的了解,调查结果对开展工程地质、地质灾害防治等有重要意义;城市地质工作,对于城市地下空间的合理利用、城市环境的改善等都非常有用。地质工作对于保持好国家的地质环境、自然环境都具有重要的作用,自然资源部、自然资源部中国地质调查局等已经开展了大量的工作。国家也应该把地质工作放在一个重要的位置,因为这对于资源能源、环境保护、基础建设等方面都有着很重要的基础性作用。

    “只要我还能出野外,就一定要到一线”

     

    唐菊兴在高原。

     

    从水乡嘉兴到蓉城成都再到青藏高原,他的人生因为地质不断攀升,并在世界屋脊扎下了根。

    21年来,唐菊兴几乎每年有三分之一时间在平均海拔4500米以上的青藏高原度过,时间最长的一年,他在西藏待了200多天。

    不久前,“最美野外科技工作者”中央媒体采访团在西藏采访了唐菊兴,并且到墨竹工卡县甲玛矿区感受地质工作的艰苦,以及甲玛矿区的今昔巨变。

    身为中国地质科学院矿产资源研究所区域成矿规律研究室主任的唐菊兴,已经在青藏高原上耕耘了二十余载,他也迎来了自己人生的丰收时节——2011年获国家科技进步奖特等奖,2012年获国务院政府特殊津贴,2013年入选国土资源部第一批国土资源科技领军人才开发和培养计划,2013年获国家“有突出贡献中青年专家”称号,2014年获全国“五一劳动奖章”,2015成为中国工程院院士候选人、中国地调局首批“李四光学者”(卓越地质人才),2016年获中央国家机关优秀共产党员……每一份荣誉都是沉甸甸的。

    “青藏高原地质理论创新与找矿重大突破”项目获国家科技进步奖特等奖,其中唐菊兴是奋战在青藏高原时间最长的一个

    在2012年举行的国家科学技术奖励大会上,“青藏高原地质理论创新与找矿重大突破”项目获得国家科技进步奖特等奖,这个项目也被国内外专家评价为“中国地质工作的重要里程碑”、“国际上10年来推动喜马拉雅造山系研究做出的最重要贡献”。

    这一重大的成果背后,凝结着成百上千名地质工作者数十年在野外的心血汗水,其中,唐菊兴是奋战在青藏高原上时间最长的一个。从1995年第一次踏上西藏,从三江源头到雅鲁藏布江—冈底斯山脉再到阿里地区,他用脚步一寸寸丈量着高原。多吉院士感慨地说:“从上世纪90年代到现在,我每年都多次见到唐菊兴,他对地质工作的执著、激情和热情,在最艰苦、最危险、外部环境最差的地区做出这么大的贡献,值得所有地质工作者学习。”

    上世纪90年代初,甲玛铜多金属矿床就开始详查工作,不过,由于当时将“海底喷流成矿”理论作为矿产勘查的理论指导,重点是对浅部的铅锌铜矿体进行勘查,因此先后探明铜铅锌资源量108万吨后就再无大进展。2006年起,唐菊兴开始主持甲玛铜矿勘探评价工作,要想取得突破,首先需要突破的是浅成“海底喷流成矿”观点,这无疑需要极大的勇气,也需要开展大量基础地质工作加以佐证。

    唐菊兴带领研究团队做了细致的基础工作,认为甲玛矿床存在斑岩成矿体系的勘查地球物理异常特征。随后,在2008年,他开始组织团队通过钻探施工来初步验证结论。

    在青藏高原进行钻孔施工,按照惯例,钻孔深度达到地下三四百米时还没有见矿就会放弃了,然而,当唐菊兴到现场看了岩芯,并认真研究分析后,他提出,角岩型矿体下面肯定有矽卡岩型和斑岩型矿体,于是果断决定继续施工。在钻孔深度达到500米时,终于发现厚度达到200多米的铜矿体,世界级大矿甲玛铜多金属矿从此揭开序幕。2010年,又在甲玛铜山南坑发现了一处矿体,仅这一处提交的铜资源量就接近原来15年提交的铜资源量。到2013年9月,矿区新增的铜几乎是原来15年提交量的14倍。

    像这样的奇迹随后在雄村、铁格隆南、尕尔穷等矿产勘探项目中不断发生,对前人成果,继承但不盲从、在继承中创新,使唐菊兴团队找矿成果不断。21年来,他带领团队创新找矿理论,采用产学研用一体化,在西藏探明并新增资源总量相当于18个大型铜矿、18个大型金矿、6.9个大型钼矿、11个大型银矿、2个大型铅锌矿。

    从水乡嘉兴到蓉城成都再到青藏高原,他的人生因为地质不断攀升,并在世界屋脊扎下了根

    1984年,刚满20岁的唐菊兴从成都地质学院矿产系毕业,并留校任教,1995年,他参与导师王成善主持的“玉龙铜矿似层状矿体成矿作用定位预测研究”,从此与青藏高原结了缘。从水乡嘉兴到蓉城成都再到青藏高原,他的人生因为地质不断攀升,并在世界屋脊扎下了根。据统计,21年来,唐菊兴几乎每年有三分之一时间在平均海拔4500米以上的青藏高原度过,时间最长的一年,他在西藏待了200多天。

    最初去西藏,从成都出发要走一个星期,一路颠簸不说,还会遇上大堵车,有一次竟然堵了一个星期,一到夜晚,大家冻得瑟瑟发抖,蜷成一团,他戏称自己是“团长”。当然,在高原上工作,当“团长”的次数绝不在少数。

    在高原工作会遇到各种难以想象的困难和危险,这时,唐菊兴总是第一个站出来,不管是一起出野外的同事,还是西藏当地的向导和工人,或者是带着野外实习的学生,大家都特别敬佩他、信赖他。团队成员刘治博说:“在高原出野外,大家就是生死与共。”就拿过河来说,由于没有桥,过河时都是靠越野车加足马力然后一口气冲过去。一旦汽车在湍急的大河中熄火或是被石头卡住无法前进,就需要一个人下河去把钢缆挂在被困车辆上,然后用另外一辆车把它拉出来。这时,总是唐菊兴蹚着冰冷刺骨的雪水到河中央去把钢缆挂好。他说:“我是项目负责人,高原工作经验比较丰富,遇到这种情况必须要对大家负责,另外我在水乡长大,水性也比他们好一些。”一次,在藏东类乌齐开展土壤测量,正在过河时,藏族技术员古桑突然脚下一滑落入水中,他本能地大叫“唐老师救我”,唐菊兴听到呼声,急忙扔下手中东西,游过去一把抓住古桑,将他救了起来。

    今年西藏雨季特别长,唐菊兴带着几个人去阿里一个铜矿检查,返程时陷车了,唐菊兴拿着工具一会儿到前面挖车,一会儿到后面推车,同行的学生想上前帮忙又不知从何下手,看着浑身泥水的老师感慨万分:“不光是专业,唐老师值得我们学习的地方太多了。”等把车挖上来,唐菊兴拍了拍身上的泥又继续赶路。他告诉记者,“在那种情况下,必须尽快想办法解决问题,当年在藏北遇到陷车时,我们把棉被、军大衣都往车轮下塞过。”

    唐菊兴常戏称自己是个“爬山匠”,正是一年又一年的攀登,让他征服了地质科学高峰,也用自己的言传身教,培育了一大批年轻优秀的地质人才。

    “唐老师粗犷的外表下有一颗细腻而火热的心”

    在学生们眼中,“唐老师粗犷的外表下有一颗细腻而火热的心”,有空的时候,他会在自己的网络空间写写随笔,抒发对生活琐事和野外工作的感慨和感悟,不仅古典诗词信手拈来,还时常引用鲍勃·迪伦等著名摇滚歌手的歌词。

    唐菊兴的细腻还表现在与藏族同胞的交往上。在野外时,如果需要到沿途的藏族同胞家中休息或补充一些干粮,他都坚持付钱,尤其是遇到家庭情况比较困难的,他几乎每次都会掏空口袋里所有的钱。“虽然语言不通,但只要真诚,他们是会感受到我们的诚意的。”

    十多年前,唐菊兴率队在雄村金矿外围的谢通门县达那答乡工作,暂住多吉家,并邀请多吉到项目组担任翻译。平时大家一起上山工作,回住地后又聚在一起品尝青稞酒和酥油茶。后来,唐菊兴到别的地方工作了,一旦有人路过达那答乡,他就会托人给多吉捎些小礼物,从大人的毛衣、小孩的学习用品到多吉喜欢的啤酒,东西不多,但传达的是朋友间深厚的情谊。

    “有些藏族同胞愿意过现代生活,从西藏目前现实看,要给他们提供就业岗位,最可靠的依托产业就是矿业了。”唐菊兴说。因此,每到一地开展项目,首先就是到当地村庄调查了解人员情况,尽可能雇请有一定文化基础的年轻人当翻译、向导、后勤工人,并在实际工作中手把手教他们相关工作。

    “甲玛矿区萨玛龙村几乎每家都有一个熟练的样品加工工人。”唐菊兴介绍说,在甲玛矿区工作期间,他们将岩芯保管和加工工作委托给这个村,村里则轮流安排每家派一个人参与保管和样品加工工作,唐菊兴团队就耐心地教他们劈样、粉碎加工、样袋标号等。经过几年锻炼,这些人完全掌握了样品加工程序和质量要求。“只要有这样的岗位出现,这些人不用培训就可以变身现代产业工人了。”

    2014年9月底举行的国务院第六次全国民族团结进步先进代表评选活动中,唐菊兴被评选为先进模范个人。

    高原攀登二十余载,霜华悄悄染鬓间,如今他常对学生们开玩笑说:“我已经50多岁了,再有几年就要退休了,地质工作未来就看你们了。”但是了解他的学生们都知道,真正的热爱从来不会挂在嘴边,“只怕等到明年5月去不了野外,唐老师就急了。”

    初心不改高原情

    近日,中国古生物化石保护基金会“寻找中国美丽化石”公益活动遴选结果公布,中国地质调查局武汉地质调查中心龙化石博物馆珍藏的一件美丽盘江龙头骨化石成功入选“中国美丽化石”科普观赏类名录。这件化石是全球为数不多的三维立体鱼龙头骨,是难得一见的珍品。

    美丽盘江龙头骨化石标本经专业修理后,头骨结构清晰,表面纹理明显,呈三维立体保存,全长1.1米,高0.4米。美丽盘江龙嘴巴细长,牙齿呈锥状,外鼻孔狭长。眼眶内的巩膜环极为完整,完美体现了其支撑眼球的功能。另外,大量菊石和双壳动物化石与头骨化石保存在一起,展现了多种生物共生的特点。

    经专家研究,美丽盘江龙属于中大型鱼龙类,体长可达7米,是晚三叠世(距今约2.2亿年)关岭生物群中最凶猛的海生爬行动物,能够掠食其它海生爬行动物和鱼类,还能够到河流入海口觅食。

     

    立体保存的美丽盘江龙头骨化石

    武汉地质调查中心美丽盘江龙头骨化石入选“中国美丽...
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