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    大陆地壳由性质各异的克拉通、造山带和增生体拼合而成,既可以长期保持稳定,也可以再活化或被强烈改造,但决定大陆趋于向“克拉通化”发展还是经历再活化过程的机制尚不清晰。中亚造山带是显生宙期间形成的大型增生型造山带,含有大量的蛇绿岩、岛弧、增生楔及地块,经历了多期次、多种类型的复杂变形,是研究造山带活化的理想研究对象。然而,科学界对中亚造山带最终拼合后多期活动的变形样式、控制因素尚不明确。

    针对上述关键科学问题,中国地质科学院地质研究所张进研究员团队选择中亚造山带中段的阿拉善地区(图1),通过大比例尺构造地质填图、古应力分析以及低温热年代学手段,厘定了中亚造山带南缘多期陆内变形的样式、运动学特征以及变形序列,提出了板块边缘汇聚产生的应力传递、俯冲带长期俯冲引起的上覆板块弱化以及陆内先存薄弱带共同控制造山带的活化,并主导了中亚造山带南缘在中生代陆内演化阶段的变形特征与运动学过程,这对认识造山带的陆内演化趋向于固化还是活化具有重要意义,具体如下:

    图片 1

     

    图1 研究区大地构造位置图和研究区地质图

    一是中亚造山带中生代期间多期次的活动受控于大陆板块边缘的远程应力。侏罗纪至白垩纪期间,阿拉善地区的雅布赖盆地经历了多期伸展与挤压活动。古应力数据显示中—晚侏罗世同沉积近南北向缩短、早白垩世同裂谷伸展以及晚白垩世挤压变形(图2)。综合同时期大陆边缘的古应力方位,侏罗纪近南北向缩短与蒙古—鄂霍茨克洋闭合及拉萨地块—欧亚大陆南缘碰撞相关,而晚白垩世北西—南东向挤压受欧亚大陆东缘的远程应力传递的影响。

    图2 阿拉善中部雅布赖–北大山地区中生代变形期次和古应力方位

    二是从构造变形角度约束了中亚造山带南缘中段在中—晚三叠世处于陆内变形阶段。目前,科学界对中亚造山带南缘发育的古亚洲洋最终闭合存在争议,分为早于二叠纪和在晚三叠世闭合两种主流观点。通过区域构造解析,研究厘定阿拉善地区碰撞阶段的变形表现为走向近东西的区域性褶皱和逆冲断裂。低温热年代学结果揭示出该地区经历240–200 Ma的冷却事件,该时期两条北东走向的区域性左行走滑断裂(狼山-巴彦乌拉山断裂和星星峡断裂),地质活动还切穿了近东西向的中亚造山带,两条断裂之间形成一个走滑挤压阶区,240-200Ma的冷却时间代表了两条断裂之间阶区的挤压隆升(图3)。因碰撞阶段的变形被后期区域性走滑断裂切割,中—晚三叠世的冷却事件和走滑挤压属于陆内阶段的变形,古亚洲洋在阿拉善地区的最终闭合早于中三叠世(约240 Ma)。   

    图3 中-晚三叠世阿拉善及周缘地区变形的动力学解释模型。

    三是揭示控制造山带固化或者再活化的主要因素。造山带在汇聚板块边缘远程应力作用下易发生再活化,这一效应在年轻的增生型造山带中尤为显著。中亚造山带中生代以来长期处于多方向、多阶段的俯冲-碰撞环境,周缘发育指向陆内的俯冲带且位于俯冲带的上盘,而沙特阿拉伯地盾长期处于稳定环境,周缘缺乏指向陆内的俯冲带且位于俯冲带的下盘。通过阿拉善地区的分析,揭示了板块周缘俯冲带的持续俯冲引起的地幔弱化、大陆地壳先存构造和源自大陆汇聚边缘远程应力的传递造成中亚造山带形成之后的多期次活动(图4)。

    图4 晚三叠世阿拉善地区陆内变形受到同期板块边缘汇聚、周缘俯冲带引起上地幔弱化和造山带内先存构造三大因素控制。

     

    地质所关于造山带活化的控制因素研究取得新进展

    受全球气候变化影响,近年来极端暴雨引发的突发性、群发性地质灾害,给当前防灾减灾工作带来巨大挑战。4月25日,自然资源部召开了2025年全国汛期地质灾害防治工作视频会议,指出今年全国气候年景总体偏差,极端天气气候事件总体呈多发强发态势,地质灾害防治形势依然严峻复杂。

    极端气候条件下,我国地质灾害形成分布与成灾模式将呈现哪些新的特点?地质灾害防灾减灾工作面临哪些新的挑战?对此,记者近日采访了中国工程院院士、自然资源部地质灾害技术指导中心首席科学家殷跃平。

    殷跃平在乌蒙山区指导地质灾害调查

    极端气候下,地质灾害防范应综合施策

    记者:

    地质灾害隐患点是如何调查识别的?

    殷跃平:

    防范地质灾害,首先要调查识别出隐患点在哪里,这是防灾减灾最重要的基础工作。我国自20世纪90年代以来系统开展了全国地质灾害的面上调查和详细调查,目前正在地质灾害高风险地区开展精细调查。这些调查工作动用了全国水工环地质勘查队伍力量。

    随着科学技术的进步,地质灾害调查手段也越来越先进,以卫星遥感、无人机和地面勘查相结合的“空-天-地”一体化技术成为标配。同时,经费投入也成倍激增。例如,早期的面上调查阶段,每个县投入平均10万元,详细调查阶段每个县投入平均在百万元,而现在的精细调查阶段,每个县投入大约要千万元。由于地质作用过程在不断变化中,每年汛期或强震发生后,还要专门开展应急排查工作。

    地灾隐患点的调查识别具有动态性。目前,在册纳入全国防灾减灾具自然属性的地质灾害隐患点大约有28.4万处。此外,还有记录在册的180多万处因开挖切脚等导致稳定性降低的风险斜坡,构成了每年的人为性地质灾害隐患点。

    以滑坡为例,从防治和减灾救灾角度,传统上把地质灾害体分为三种类型。一种是不稳定斜坡,开裂变形等现象显著,稍遇降雨等就会失稳滑动,我们定义其安全系数小于1.0,由于滑动成灾特征明显,相对来说防范难度不大。另一种是稳定斜坡,即使在暴雨、地震等外力作用下,也不易发生整体滑动,安全系数大于1.2,通常不作为防灾减灾的重点。第三种是欠稳定斜坡,安全系数介于1.0~1.2之间,在非汛期等正常条件下,发生整体滑动的可能性较低,但在久雨、暴雨、地震等因素作用下,安全系数极易低于1.0,也会失稳滑动形成灾害,实际上是具有高隐蔽性的不稳定斜坡,这就是我们通常说的“地质灾害隐患点”,成为每年我们防灾减灾要重点关注的对象。

    记者:

    极端气候下,地灾隐患点识别面临哪些新问题?

    殷跃平:

    我们目前面临三个方面的新问题。

    第一是小体积成大灾。早期的隐患点识别对象主要为体积达十万立方米至百万立方米级的大中型灾害体,其变形特征较为明显,易于识别。但是,目前每年发生的地质灾害绝大多数体积在10万立方米之下,为小型、微型灾害体。我们对最近5年的地质灾害做了统计,在西南山区、东南山区和北方山区95%以上都是小微型灾害体。灾害体体积量级变小,发生地质灾害的隐蔽性、随机性就更强,准确识别难度在量级上也就加大了。

    第二是远程成灾模式。我们目前对隐患点的识别评估,基本上偏重于稳定和不稳定极限平衡的静力学范畴,而对于滑动后的远程成灾风险的动力学评价明显不足。例如,今年在四川筠连发生的高位滑坡灾害,实际上滑动后转化为碎屑流,成灾范围达1800米,超出了滑源区距离的数倍,导致距离滑坡体较远的村庄被摧毁。最近几年,发生了多起高位远程地质灾害,例如2017年在四川茂县,滑坡转化为碎屑流,滑动2800米后掩埋了新磨村,导致70余人遇难。

    第三是未知风险源识别。极端暴雨常态化导致了原本属于稳定的斜坡转化为欠稳定或不稳定斜坡,尤其对小微型灾害体的扰动非常明显。2023年汛期,北京西郊遭受了百年罕遇暴雨的袭击,在北京市房山区记录到4天之内降了1025.5毫米,远超过北京多年平均降雨约600毫米的量值,导致了房山、门头沟地区发生了1200多处群发性的小微型流滑地质灾害。2024年,广东、福建、湖南、广西等南方地区因极端降雨也发生了群发性小微型流滑地质灾害,特别是湖南资兴县,6月单日降雨量达643毫米,引发了19300多处群发性小微型地质灾害。

    记者:

    面对这些新问题,如何提高地灾隐患点精准识别与科学评价能力?

    殷跃平:

    针对这三个新问题的防灾减灾,我们逐渐探索出了一些新办法。

    首先,对小微型地质灾害隐患点,应从易灾地质结构角度进行识别,实行“点+面”双控。例如,从地质结构上,华南地区花岗岩全强风化斜坡、西南地区岩溶煤系复合地层斜坡、华北地区推覆构造斜坡、西北地区黄土-红层二元结构斜坡等都是地质灾害的易发易灾区。

    其次,从成灾地貌上,上陡下缓的靴状地貌、滑坡下部的沟谷地貌、高陡危岩带等都易于形成远程灾害。

    再次,应开展不同降雨工况下,甚至地震工况下的,中型、小型和微型地质灾害隐患点评估厘定和风险分级评价。对近年来的多起特大灾害的复盘分析表明,即使是安全系数大于1.2的稳定斜坡,在罕遇暴雨的作用下,也会形成新的灾害,这也就是每年汛期大量地质灾害发生在隐患点之外的重要原因。

    我们对2024年汛期福建、广东、湖南的群发性小微型地质灾害进行复盘,发现即使是安全系数大于1.8的超稳定全强风化花岗岩斜坡,在罕遇暴雨作用下,也会失稳滑动,特别是切坡建房未支护的斜坡更易失稳成灾。

    记者:

    我国地质灾害监测预警方面取得了哪些成效?

    殷跃平:

    在调查识别隐患点的基础上,需要对灾害发生的时间做出及时的判断。目前,在全国地质灾害隐患调查识别的基础上,主要采用“群测群防”的方式进行监测预警。

    “十四五”以来,我国地质灾害科技减灾的能力显著提升,并对6.6万处地质灾害隐患点安装了监测预警仪器。但是,由于地质灾害隐患点主要散布于运行环境复杂的广大农村山区,受技术精度的限制,这种监测预警仪器主要适用于大变形的短临预警。同时,这些隐患点威胁对象一般仅为数户人家,受经费的限制,监测点主要采用主剖面的方式布设,对灾害体面上的控制精度仍然有限,因此称之为普适型监测预警仪。近三年来,普适型监测预警仪已成功预报灾情约150起,涉及可能伤亡人数3000余人,并有效预警险情近600起,紧急撤离约1.1万人,成效非常显著,推动了我国地质灾害从群测群防体系向“人防+技防”相结合的监测预警体系提升。

    记者:

    极端气候下,地质灾害监测预警面临哪些挑战?如何提高复杂山区重特大地灾隐患的专业监测预警能力?

    殷跃平:

    经过多年努力,威胁百人以上的滑坡基本得到控制。但是,泥石流成为对人民生命财产威胁最大的地质灾害灾种。

    我统计了一下,目前威胁人数大于100人的泥石流隐患点约有4800处,其中威胁人数大于1000人的泥石流沟有240多处。受极端气候变化的影响,对泥石流的监测预警难度也更大,造成的重特大地质灾害风险更高,特别是在西部高寒山区,无法利用现有的普适型监测仪器作出及时预警。

    2024年8月3日,四川康定姑咱镇发生山洪泥石流灾害,从海拔5000米高山启动后形成山洪泥石流灾害,致使雅康高速康定至泸定段日地1号隧道至2号隧道间桥梁垮塌和姑咱镇日地村房屋冲毁,27人死亡。据了解,当时,姑咱镇日地沟沟口的降雨量仅25 毫米左右,并未达到泥石流发生阈值。

    这是由于西部高山区易形成地形雨,降雨量从沟口到半山腰再到沟顶差别很大,沟口降雨量虽然仅几十毫米,但后山可能已达到特大暴雨等级。

    实际上,针对这些地区高位泥石流的专业化监测预警设备的研发已经较为成熟,关键是认识上的问题。泥石流大多发生在高陡偏远山区,通常对其调查勘查精度不够、成灾动力学机理研究不深、监测预警技术适配性较差、工程防治等级偏低,这也是每年汛期重特大泥石流灾害易发高发的原因。因此,对于威胁百人、数百人,甚至千人以上的西部高山或极高山区的泥石流灾害点,必须走更加专业化的监测预警之路,即“技防”为先、“人防”辅助。就像疑难杂症仅靠社区医院是不行的,必须依靠三甲医院的力量。

    记者:

    极端气候下,如何提高地质灾害综合防灾减灾能力?

    殷跃平:

    除了极端气候的影响,人类工程活动范围的扩大,也加大了地质灾害发生的潜在风险。尤其是复杂山区的城市、乡镇和居民点建设的扩张,切坡建房和切坡修路的范围扩大,令原本稳定的坡体变得不再稳定,遇极端气候更易诱发地质灾害,在某些地区甚至出现“切坡就滑”的现象。

    在防灾减灾体系中,调查评价和监测预警仅是防灾减灾救灾体系中的一环,要与避让搬迁和工程治理相结合。针对当前灾害“中心”向乡村转移的现状,要加强农村国土空间规划中地质安全风险评估,特别是农民切坡盖房,要指导进行简易治理,可以采取修建矮挡墙等降险措施,屋后还要留出一定的避让距离,以降低灾害潜在风险。

    在一些矿区,人口迅速增加,地质灾害风险明显增高。要针对村庄、居民点,开展“以人为本”的精准调查,加强易灾地层的隐患点与崩塌滑坡易发区带双管控,应运用新理论新技术,科学划定地质灾害红线,该搬迁避让就搬迁,该监测预警就安装设备,该治理就做好工程治理。只有用科学的态度和方法,才能正确处理好国家能源安全与人居环境安全的关系。

    殷跃平院士谈极端气候下地质灾害防灾减灾策略

    近期,中国地质科学院地质研究所在重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程方面取得新认识,研究通过专题地质填图,查明了中亚造山带研究中争议较大的西拉木伦河蛇绿混杂岩的物质组成和构造变形特征;通过系统年代学、岩石学和地球化学研究,确定了蛇绿岩的成因类型及其代表洋盆的构造属性,获得了反映碰撞造山作用的关键变质证据,为重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程提供了关键科学依据。相关研究成果发表在国际地学期刊《GSA Bulletin》和J《ournal of Asian Earth Sciences》上。

    我国内蒙古东南部位于中亚造山带东段南部,发育多条古生代蛇绿混杂岩带,被认为是西伯利亚和华北古板块之间古亚洲洋最终闭合的地区。由于对各条蛇绿岩带的成因类型和形成时代的认识分歧,导致地质界对该区晚古生代海洋盆地的构造属性和洋陆的演变过程,至今仍存在较大的认识分歧,这也是回答东亚大陆北部聚合过程的关键。西拉木伦河蛇绿混杂岩带位于中亚造山带东南部,其中蛇绿岩属于何种成因类型和所代表洋盆具有何种构造属性(是古亚洲洋演化晚期的残余洋盆、裂谷型小洋盆还是弧后盆地),是制约该区晚古生代构造演化的重大地质构造问题之一。

    针对这一问题,中国地质科学院地质研究所刘建峰研究员、李锦轶研究员及合作者在对西拉木伦河北侧杏树洼和半拉山蛇绿混杂岩开展1:5万专题地质填图基础上,对蛇绿混杂岩开展了系统的岩石学、年代学和地球化学研究,取得了以下主要进展:

    一是揭示西拉木伦河蛇绿岩代表一个类似现今太平洋的广阔洋盆,而不是裂谷或红海型小洋盆。在以往工作中,前人曾将杏树洼混杂岩中灰黑色板岩、变质粉砂岩及灰岩划分为正常的沉积地层单元,命名为上志留统杏树洼组(S3x)或西别河组(S3x),将其中的镁铁质和超镁铁质岩石划分为晚期侵入体。本研究表明,该地质单元为一套遭受了强烈的剪切变形的以硅泥质和凝灰质粉砂岩为基质,包含大小不等蛇纹岩、(枕状)玄武岩、辉长岩、硅质岩以及灰岩等外来岩块的构造混杂岩;在哈什吐井子村北山坡上可见代表洋岛/海山残片的枕状玄武岩、硅质岩和灰岩互层的复合岩块(图1)。对混杂岩中不同产状镁铁质岩块地球化学分析表明,其中既包含正常洋中脊(N-MORB)、富集洋中脊(E-MORB)、洋岛玄武岩(OIB),也包含岛弧以及陆缘弧等多种成因的蛇绿岩残片;对硅质岩岩块的分析也揭示其中存在深海和半深海环境的硅质岩。蛇绿岩和硅质岩成分的多样性表明,它们代表一个类似现今太平洋的广阔的海洋盆地,而不是裂谷或红海型小洋盆(图2A)。

     图1. 杏树洼蛇绿混杂岩中洋岛/海山岩块剖面及典型照片

    二是证实西拉木伦河蛇绿岩带是西伯利亚和中朝古板块之间古亚洲洋最终闭合的位置。西伯利亚古板块南缘和中朝古板块北缘早-中二叠世及之前的地层中碎屑锆石的年龄组成具有明显的差异(图2A)。对混杂岩基质开展碎屑锆石U-Pb定年结果获得2484Ma、1862Ma、456Ma以及280Ma年龄峰值(图2B)。通过对比表明,华北古板块北缘是混杂岩基质的主要源区,其中少量中、新元古代锆石的存在暗示西伯利亚古板块南缘也提供了物源。基质中存在两侧陆缘物质的贡献指示西拉木伦河蛇绿岩带代表两大古板块的最终缝合带,这也与晚古生代末期安加拉和华夏植物群地理分区反映的板块边界位置是一致的。中亚造山带东南部五道石门-二八地、达青牧场-迪彦庙以及贺根山等蛇绿岩混杂岩中碎屑锆石组成显示西伯利亚古板块南缘的亲缘性,它们代表西伯利亚古板块南缘增生过程古俯冲带或弧后盆地的位置。

     图2. 中亚造山带东南部索伦-西拉木伦河缝合带形成过程示意图

    三是提出古亚洲洋闭合之后西伯利亚和中朝古板块之间发生强烈的碰撞造山作用。在前人划分的“双井片岩”中解体出半拉山蛇绿混杂岩。不同于杏树洼蛇绿混杂岩,半拉山蛇绿混杂岩遭受了强烈的变质变形作用,基质为长英质片麻岩,岩块包括蛇纹岩、斜长角闪岩、角闪石岩(堆晶辉长岩)以及石榴斜长角闪岩。锆石U-Pb定年结果表明,石榴斜长角闪岩锆石核部年龄为279±4Ma,与半拉山中变辉长岩的形成时代相近;边部的变质年龄为256.5±1.3Ma,为晚二叠世。基质长英质片麻岩锆石边部年龄为250.2±1.0 Ma和251.5±2.5 Ma,与斜长角闪岩变质年龄相近,共同指示半拉山蛇绿混杂岩变质时代为晚二叠世末期。传统的矿物温压计计算和相平衡模拟揭示,石榴斜长角闪岩岩块经历了顺时针变质P-T演化轨迹,变质峰期的温、压条件分别可达700-725℃和8.5-8.8kbar(图3)。考虑到半拉山蛇绿混杂岩的变质特征,结合区域沉积、岩浆、变质、古地磁以及构造变形等资料,认为西伯利亚和华北古板块在晚二叠世末期沿西拉木伦河缝合带发生了强烈碰撞造山作用。

     图3. 半拉山蛇绿混杂岩中石榴斜长角闪岩P-T视剖面图

     
    中亚造山带东南部晚古生代末期洋-陆转换以及陆壳聚合...

    近日,由中国地质科学院探矿工艺研究所研发的“一种非接触式表面变形定量监测预警方法及监测系统”获得国家发明专利授权(专利号ZL202311581961.1)。

    据了解,探矿工艺所仪器研发团队长期开展地质灾害监测技术装备研发,创新非接触监测技术,研究成果取得显著成效。该发明专利公布了一种非接触式表面变形定量监测预警方法及监测系统,核心技术是通过滑轨、数字高清摄像头,组建双目视觉系统,基于深度学习的神经网络,实现从人工视频监控到计算机视觉测量的技术提升。

    该发明专利有效提升了监测技术的智能化水平,降低了人工工作强度,解决了接触式测量设备“以点代面”的测量缺陷,实现被监测边坡的表面变形的高精度定量监测。

    发明专利证书 
    探矿工艺所“一种非接触式表面变形定量监测预警方法...

    2019年9月10日至12日,全国区域地质调查专家委员会副主任李荣社教授等一行到共和-略阳地区区域地质调查项目礼县测区、合作测区现场指导填图工作。10日下午,指导组与项目组全体人员在武山基地进行了座谈,听取了项目组人员就合作、礼县测区取得的主要工作进展及阶段性成果的汇报,并就填图工作中遇到的疑难问题给予了详细解答。

    指导组在礼县测区室内查看了测区1:5万实际材料图及1:1万关子镇构造混杂岩带专项地质图,对目前填图工作存在的相关地质矿产问题提出了宝贵的指导意见。同时指出,区调填图的核心是实体(岩性-构造)填图,图面表达必须依据野外地质事实,尤其强调要将混杂岩中岩块的运动学机制表示出来,不平均使用工作量,突出重点并着重开展点上的精细研究工作,以便于在面上铺开。应当深刻领悟地学知识活学活用,不能照本宣科,生搬硬套。同时,建议项目组运用不同波段合成的遥感影像开展地质体和构造解译、无人机填图等先进技术手段,提高项目执行的工作效率,着重解决图幅内重大科学地质问题。

    随后,指导组前往工区野外现场进行指导,就复杂的构造混杂岩带填图方法、研究现状等实地为大家系统仔细的讲解,着重指出了糜棱岩的识别、剪切带糜棱岩与片麻岩(老基底)的区分、糜棱岩与韧性剪切带的互相从属关系等特征进行了细致入微的讲解。剪切带糜棱岩化是细粒化、强韧性变形的变质变形的过程,一般剪切面理倾角较陡,岩石在较高温压条件下发生统一的韧性剪切变形及重结晶,岩石之中发育“旋转碎斑”、“云母鱼”、“S-C组构”、“矿物拉伸线理”、“鞘褶皱”等显著特征,这些特征能反应剪切带的运动学方向,相关信息应在地质图上正确予以表达。另外指导组还现场讲解了如何识别“基质”、“岩块”特征,如何研究其运动学方向,手把手指导全体技术人员关于构造混杂岩带野外素描图的绘制等工作,提醒项目组在对远洋沉积岩开展微体古生物的年代学研究。

    在合作测区,指导组进行了实地检查和现场指导,指出要将已经填绘出的多期构造在空间上进行配套,确定导矿构造、容矿构造之间的接触关系;此外,还对项目组识别出的海底火山进行了检验确认,指导项目组划分火山岩相,在剖面和平面上对海底火山进行详细研究。

    此次指导组一行为项目组人员传达了自然资源部中国地质调查局最新的区调要求和规范,肯定了项目组所取得的成果并指出了存在的问题。指导组的现场指导和启发,使项目组成员在正确客观识别和分析各种地质现象、信息等方面得到了较大提升。

     

     

    全国区域地质调查专家委员会一行到共和-略阳项目现场...

    搬运地灾监测仪器

    向白格滑坡后缘进发

    在野外进行水文地质试验

    赶赴调查工作区

    在扎西康进行物探测量

    野外的午餐

    为老挝地质人员进行地层产状测量培训

    川藏铁路沿线主要活动断裂运动速率GPS测量

    汉源五峰—龙马溪组剖面采样

    今年恰逢五四运动100周年。“以中立不倚之精神,肩兹砥柱中流之责任……以青春之我,创建青春之家庭,青春之国家,青春之民族……”100年过去,先辈的嘱托言犹在耳。走在新时代的大路上,吾辈青年亦当不负青云之志,永存赤子之心。让我们去听、去看自然资源部中国地质调查局成都地质调查中心地质青年们努力奋斗的故事。

    誓把悬湖变清江

    四川是全国地质灾害最重的省份之一,因处在青藏高原和四川盆地过渡带, 受地形、地貌、地质构造条件和暴雨、地震等诱发因素频发影响,使之成为地质灾害的多发区、易发区。

    2018年10月~11月,川藏交界处的白格滑坡先后两次堵塞金沙江,形成堰塞湖,蓄水量持续增加,湖水位持续上涨,形势非常危急。

    在部、局党组的统一部署下,成都地调中心地质灾害应急调查突击队徒步20多个小时到达白格滑坡后缘。在不断遭遇暴风雪、冰雹、路面结冰等恶劣状况,以及边坡雷达搬运困难、缺水缺粮、温差较大、通信中断等情况下,应急调查突击队的地质青年们毫不畏惧,顶风冒雪,翻山越岭,摸清了沿岸高隐蔽性强变形的灾害点,提交了《沿岸40公里地质灾害隐患调查报告》。

    在堰塞湖救灾一线,地质青年们有的通宵研判滑坡变形,有的操作仪器、分析监测数据,24小时轮班值守,共发布96期边坡雷达小时报、8期边坡雷达监测简报、43期北斗监测简报,为指挥部和专家组的处置决策提供了第一手变形监测资料,提出了多条防范建议。他们还与施工现场实时保持联络,成功发布预警1次、预报12次、通报73次,在发生垮塌前通知现场施工人员停工和撤离,保证了堰塞坝泄流槽施工人员零伤亡。

    让百姓喝上幸福泉

    乌蒙山区位于云贵高原与四川盆地接合部,山高谷深,地势陡峻,为典型的高原山地构造地形,生态环境极其脆弱,降水时空分布极不均匀,旱季经常出现溪沟断流、井泉干涸、居民无水可吃的状况。有时,为了日常的生活用水,上百户人家每天要步行到几公里以外的水井排队挑水。缺水问题成为制约当地经济发展的瓶颈。

    为解决缺水区百姓饮水难问题,中国地质调查局设立了乌蒙山区水文地质环境地质调查项目。尽管野外地质工作极其枯燥、异常艰辛甚至极端危险,但想到乌蒙山区还有300万人没有用上安全洁净用水,成都地调中心的地质青年不敢停下脚步,只为了不辜负百姓们深沉的渴望。

    近3年,成都地调中心水文地质环境地质团队在乌蒙山区共施工探采结合井26口、引泉工程7处,日供水量达6400立方米,缓解了6.33万缺水群众的饮水难问题。

    “青藏精神”闪耀新时代光芒

    20多年前,成都地调中心首批地质青年踏上青藏高原为祖国寻找宝藏。20多年后,成都地调中心第三代青藏人依旧奋战在羌塘、喜马拉雅。

    他们在悬崖峭壁间不露惧色,跨过一道道狭窄的深沟;他们已经习惯坚持走完每一条路线,风雨无阻;他们已经习惯爬上一座又一座雪山、翻越一个又一个高峰,无畏风雪;他们更喜欢在无人的角落,默默地给家人打个电话,一身铁骨,满腹柔情。

    正是这一代又一代的地质青年,从西藏的阿里、那曲再到青海的沱沱河,付出了难以想象的代价,填补了地质调查史上的空白,打破了“破碎”的高原这一认识,并取得了系列钻井创新技术成果,为我国高原基础科学研究提供了重要资料。

    正是这些地质青年厘定了错那洞穹窿,抢占了喜马拉雅碰撞造山过程关键性地质体研究新阵地,发现了超大型铍稀有金属矿,再造了扎西康,开创了西藏寻找稀有金属矿的历史,助推了西藏山南地区铍钨锡多金属资源勘查基地建设,为我国寻找战略性关键矿产提供了后备保障。

    踏上“一带一路”新征程

    从湄公河沿岸到南海之滨,从缅甸的实皆断裂到印尼巽他群岛,从越北的斋江穹窿到老挝波罗芬高原,有这样一群年轻的地质追梦人,他们既可以越丛林、踏泥泞,征服一座座高山,也可以英姿飒爽、风度翩翩,活跃在“地学外交”舞台。

    他们就是成都地调中心开展境外地质调查的地质青年们。

    按照中国地质调查局的布局与分工,成都地调中心肩负东南亚、南亚两大区域的地质调查工作。境外地质室16人的年轻团队,出色地完成了局党组交办的各项任务。他们承担的《老挝沙耶武里地区1∶20万地质地球化学填图》得到老挝能源矿产部部长嘉奖令,获得“卓越贡献奖”,老方表示此业绩将铭记于老挝国家史册。

    2018年11月15日,中国—东盟地学合作中心成立,中国与东盟国家地学合作开启新篇章。截至目前,与中国地质调查局签订合作谅解备忘录的东盟国家达到7个、南亚国家达到3个。

    成都地调中心这样的团队还有很多。

    基础地质研究室的地质青年们凭着对地球科学的热爱、对地质事业的热情,取得了可喜的成绩。2018年,他们在龙门山成矿带研究取得了创新性进展,进一步深化了西南三江特提斯演化基础研究,新发现双江一带蓝闪石具进变质和退变质两种成分环带的高压变质岩;提出了原—古特提斯洋连续演化的认识,揭示了古生代的成矿地质背景,对基础地质研究以及未来中深部地质找矿等均具有重要意义。这一成果得到业内专家高度赞誉。他们对罗平生物群的研究持续十余载,目前已将其打造成国际古生物学研究平台。

    页岩气团队十年如一日深入四川地质条件复杂区,为祖国寻找页岩气,首次在滇东北向斜新区获得页岩气重要发现,开拓了近2000平方千米页岩气勘探新区;与企业合作,调查发现川西南犍为—沐川地区有望开拓油气勘探新领域。

    站在历史新节点上,牢记行业责任,紧握时代机遇。作为新时代地质青年,我们愿意为祖国的地质事业奉献青春、挥洒热血,传承发扬好“责任、创新、奉献、合作、清廉”新时代地质文化。我们有决心、有能力为建成世界一流新型地质调查局、为提高国家资源保障程度、为建设美丽中国作出新的贡献,同时收获属于自己的梦想与荣光。

    奋斗的青春最美丽

    7月23至7月30日,自然资源部中国地质调查局地质研究所组织野外检查组到甘肃、新疆地区对“青藏高原东北缘及其与外围克拉通盆地构造转换区岩石圈精细结构及变形的深部过程”、“全球大规模条带铁建造十八亿年前终结的关键控制因素”、“北方山系西拉木伦与贺根山基础地质调查”等共计五个项目组开展了野外安全生产综合检查,检查组深入野外项目组一线现场了解情况,开展野外调研、组织座谈。

    检查组听取野外项目组关于野外工作期间安全生产工作有关情况的汇报后,对项目组野外安全生产情况进行了检查。各野外工作组对安全生产工作很重视,严格执行安全生产制度,认真开展野外安全生产培训,坚持每天北斗终端保平安;密切关注野外地质环境和气象环境,合理安排野外工作时间和路线;车辆租用和使用规范,租车手续齐全。检查过程中发现的问题及存在的安全隐患,检查组及时与项目组交换意见。检查组传达了所党委开展“不忘初心、牢记使命”主题教育实施方案等文件精神,听取了项目组工作进展情况汇报和下一步工作安排。

    检查组与各野外项目组分别进行了座谈。项目组对野外装备、野外设备以及借款流程等提出了意见。此次调研,共广泛征集野外科研人员意见建议21条。检查组表示,野外检查后会把项目组反应的问题,形成调研报告,向所领导进行汇报,切实帮助项目组解决实际问题。

     
     
    地质所赴甘肃、新疆地区开展野外安全检查及调研

    川藏铁路是我国正在规划建设的重要铁路干线之一,具有重要的经济和战略地位,然而由于铁路沿线地形地貌和地质条件限制,严重制约着铁路规划和建设,曾被中外专家称为修建铁路的“禁区”。为更好的服务国家重大工程规划建设和防灾减灾,地调局地质力学所以承担的“川藏铁路活动断裂调查与地质灾害效应评价”项目为契机,围绕活动断裂、地震、高地应力、地壳稳定性、地质灾害等地质问题,开展了野外地质调查、钻探、物探、数值模拟和实验测试等工作,取得一系列调查研究成果,为川藏铁路工程及邻区重大工程规划提供了科学依据和相关地质资料。

    通过对铁路沿线进行第四纪和重要活动断裂发育特征及其活动性研究发现,在雅鲁藏布江中游有杰德秀古湖存在的证据,说明雅鲁藏布江宽谷段贯通时代较早。对与铁路相交或近距离平行展布的17条活动断裂(带)进行了详细调查、探槽揭露和取样测试,重新厘定了对线路影响显著的10条重要的全新世或晚更新世以来的活动断裂空间结构和活动性。对铁路关键段地应力测量与地应力实时监测分析,发现整体上青藏高原中部以水平构造应力为主导,属逆断型;高原东缘应力结构主要为逆断型,部分为走滑行,成功获取了2015年尼泊尔Ms8.1级强震前后远场地应力变化特征规律和青藏高原地区的区域构造应力分布规律。结合川藏铁路规划设计,开展了川藏铁路沿线地质灾害调查,对主要地质灾害类型和各类地质灾害点进行了梳理,新发现理塘乱石包高速远程滑坡、加查拉岗村高速远程滑坡两处,对位于地壳稳定性差的铁路线路规划方案,提出了避让防治措施和建议,并对川西线路比选段的理塘毛垭坝盆地段、西藏八宿怒江大桥段等位置提出线路优化建议。同时针对川藏铁路沿线面积大、地质地形条件差异大、地质灾害数据相对少的特点,优化改进了频率比法地质灾害易发性评价模型,提高了因子敏感性区分度,减小了因子分级的主观性。

    项目组还结合典型实例,深入剖析了活动断裂地质灾害效应的表现形式。以青藏高原东部典型高速远程滑坡为例,提出了高速远程滑坡成灾机理、模式和危险性评价经验公式,揭示了雅安地区砂土在三轴循环活动性和塑性应变累积作用下容易导致较大变形的特点;提出在林芝波密地区、鲜水河断裂带等复杂艰险地区发生的强震易诱发次生地质灾害,对山区工程建设具有较大威胁;将研究区划分为稳定、较稳定、较不稳定和不稳定4个等级。同时,项目组自主研发设计的原位直剪仪也获得了国内同行的广泛关注。

     

    川藏铁路沿线活动构造与地震分布图 

     

     青藏高原中东部地应力实测点分布图 

     

    川藏铁路沿线地质灾害发育分布图 

     

    川藏铁路沿线典型地质灾害特征 

     

    鲜水河断裂带潜在地震诱发滑坡危险性分布 

     

    川藏铁路沿线及邻区地壳稳定性评价结果 

     

      岩土体原位直剪仪 

     

    川藏铁路毛垭坝盆地段线路优化 

    川藏铁路活动断裂与地质灾害效应调查评价支撑服务国...

    这是一支勇敢的队伍,以“绝地重生”的义勇背负新区、新层系油气突破的责任,深入巴丹吉林沙漠腹地开展油气基础地质调查。

    这是一支勇敢的队伍,以“敢为天下先”的拼劲打破旧有的理论认知体系,探索建立新的认识。

    这是一支勇敢的队伍,以“山花烂漫丛中笑”的默默奉献使银额盆地成为公益性地质调查引领商业勘探实现重大突破的成功典范。

    10年的艰苦拼搏,开辟了一条改写历史的航道,终实现油气基础地质调查成果引领中石化中原油田分公司在务桃亥勘查区拐子湖凹陷获日产原油51.67立方米、天然气7290立方米的高产工业油气流;终实现陕西省延长石油(集团)有限责任公司在温图高勒勘查区哈日凹陷获得日产9.15万立方米(无阻流量)的高产工业气流。

    顶风冒雪,跨越茫茫戈壁,责任镌刻一段银额盆地油气团队拼搏奋战的时代记忆。

    风餐露宿,丈量大漠苍凉。创新铸就一幅银额盆地油气团队坚定目标的信仰图腾。

    气贯长虹,创造不朽传奇。奉献谱写一首银额盆地油气团队代代传唱的英雄颂歌。

    这就是以中国地质调查局西安地质调查中心教授级高工卢进才为带头人的银额盆地油气基础地质调查团队(以下简称“银额盆地油气团队”)。是他们使银额盆地新区、新层系油气勘探实现了具有战略意义的重大突破;是他们以实际行动践行中国地质调查局党组提出的“责任、创新、合作、奉献、清廉”的新时期地质工作者核心价值观。

    责任,镌刻一段拼搏奋战的时代记忆 

    地处中国北疆的额济纳旗位于内蒙古自治区最西端,隶属阿拉善盟,境内多为无人居住的沙漠区域。额济纳与马可波罗元朝时记录的“亦集乃”同义,在当地额济纳土尔扈特蒙古语中为“先祖之地”的意思。这里也被国外一些历史研究专家称为匈奴最早的首都。银根地区则归属于内蒙古阿拉善盟左旗的乌力吉苏木管辖。

    而从地质学上,这里同属于银根-额济纳旗盆地(以下简称“银额盆地”),位于内蒙古自治区西部,面积约12.3万平方千米,是我国内陆地区油气地质工作程度极低的大型沉积盆地。

    从1955年起,以中生界为目的层,数代地质人持续在银额盆地开展了较长时期的油气勘探工作。在地质学的传统认识里,石炭系-二叠系通常被认为不具备油气生成和藏储条件,是油气勘探的“被忽视区”。受“石炭纪-二叠纪碰撞造山”与“区域变质”理论的影响,银额盆地一直作为中生代沉积盆地的基底,未曾开展过针对石炭系-二叠系的油气地质调查与评价。由于缺乏统一认识,关键地质问题研究一直很薄弱。

    因为油气勘查进展缓慢,油气矿权登记程度较低,这里甚至一度作为非重点区域被舍弃。有知情人透露,2000年以后,中石油逐渐退出了这里的部分矿权。

    1998年3月,国土资源部在原地矿部的基础上成立。2000年,随着原地矿部石油地质海洋地质局改建为新星石油公司并划归中石化,国土资源部门失去了一支在大庆等许多油气田的发现中发挥过重要作用,从事基础性、公益性油气地质调查的队伍,也因此暂停了战略性油气地质调查。

    在2000年的全国国土资源厅局长会上,温家宝同志曾提出,“国土资源部门不能放松油气资源战略调查的责任,争取在地质调查程度低的陆地新区和海域有新的发现”。

    沿着这一指示,中国地质调查局经过一系列准备工作,于2007年启动了“银额盆地油气基础地质调查”等一批油气基础地质调查项目,目标是主要解决影响油气地质条件与资源潜力评价的基础地质问题;明确油气资源前景,引导企业的勘探投入,实现新区、新层系油气的发现与突破。

    创新,铸就一幅坚定目标的信仰图腾 

    “争取陆地新区有新发现”,这不只是一句空洞的口号,这是对油气领域地质工作者提出的要求,是责任,是使命,是一场不能输的战斗。

    银额盆地油气团队在开赴巴丹吉林沙漠腹地开展油气基础地质调查前,召开了前期动员大会,成立了“先遣队”,以便前期筹备工作更加稳妥。

    随着地质调查工作有序开展,该团队开始对传统认识提出质疑:野外踏勘对区域变质提出质疑;沉积建造对大洋环境提出质疑;天然气同位素对新生古储提出质疑。他们越来越清楚地认识到,要在银额盆地有所作为,必须改变思路,创新认识,探索新层系——石炭系-二叠系。

    而此时,新疆北部三塘湖盆地石炭系油气的新发现,更加坚定了他们开展银额盆地石炭系-二叠系油气基础地质调查的信心。

    银额盆地油气团队首先梳理出了制约银额盆地石炭系-二叠系油气地质条件与油气资源潜力评价的关键地质问题。一是石炭纪-二叠纪构造背景与盆地性质问题。盆地形成演化构造背景久有争议,或陆内盆地演化阶段,或洋陆演化阶段。二是原型盆地沉积格架、沉积充填特征及时空展布问题。区内从未开展过石炭纪-二叠纪沉积体系研究,原型盆地沉积构架认识不清。三是烃源岩空间分布、地球化学特征与热演化史问题。前人认为石炭系-二叠系缺乏良好的烃源岩,有些井于前中生界钻获工业油气流,也被认为属于新生古储,因此需明确生烃条件。四是石炭系-二叠系变质、变形的动力学机制,空间变化及其对油气地质条件的影响问题。五是中生界覆盖区地层层序剖面,石炭系-二叠系残留厚度、岩性组合及其时空变化。

    对争议较大的关键地质问题,该团队采用多种方法、多学科综合研究的创新方式从不同角度寻找证据,最终形成统一认识。针对研究区石炭纪-二叠纪构造背景的争议,他们采取沉积充填、火山岩地球化学以及关键不整合界面等多方法综合研究,限定了古亚洲洋闭合时间为早石炭世之前,明确了石炭纪-二叠纪盆地性质为陆内裂谷盆地。

    通过十年不懈努力,在这片茫茫大漠,银额盆地油气团队取得了一系列成果。

    首次发现石炭系-二叠系多套烃源岩,其厚度大、有机质含量高、干酪根类型以Ⅱ型为主、演化程度适中。

    系统确定石炭系-二叠系烃源岩的时空分布与主控因素,证实银额盆地石炭系-二叠系具有较好的生烃条件,显示了良好的油气资源潜力。

    通过岩石学、变形特征与构造演化、地层埋藏史等研究,颠覆了传统认识,创新性提出了银额盆地石炭系-二叠系不存在区域变质的新认识,开辟了区域上石炭系-二叠系油气资源勘探广阔前景。

    首次确认银额盆地为我国北方重要的石炭系-二叠系大型含油气盆地,填补了银额盆地及周缘地区基础地质与油气地质研究的多项空白,对中国北方石炭系-二叠系油气勘探有重要指导作用。

    圈定了油气资源远景区,并优选出6个油气勘查区块,经国土资源部竞争性出让,引领企业勘探。已实施钻探的3个区块均有油气发现,其中在务桃亥勘查区拐子湖凹陷和温图高勒勘查区哈日凹陷分别获得高产工业油气流,实现银额盆地新区、新层系具有战略意义的油气勘探重大突破,不仅有力支撑了油气体制改革,大大降低企业勘探风险,同时将带动内蒙古中东部、松辽盆地及周缘新区、新层系油气的发现与突破,使中国北方新区成为新的油气战略接替区,服务国家能源资源安全保障。

    这一系列成就的取得,建立在充分发挥基础地质优势、坚持理论和技术创新、调查研究与勘探实践紧密结合的基础之上。

    该项目成果得到了中国地质调查局的高度认可,入选中国地质调查十大进展。卢进才的两篇学术论文入选2014年度“领跑者5000——中国精品科技期刊顶尖学术论文”名录,进一步体现了团队的创新水平。

    此外,依托油气基础地质调查成果,银额盆地油气团队出版了《银额盆地及邻区石炭系-二叠系油气地质条件与资源前景》(70万字)1部,弥补了银额盆地基础地质与油气地质研究的空白,是有新资料、新发现、新观点的重要成果,为进一步研究与勘探奠定了坚实基础与学术思想;在《地质通报》出版《内蒙古银根—额济纳旗额盆地及邻区石炭系—二叠系油气资源远景调查成果专辑》1册,收录了最新的系统成果,弥补了银额盆地基础地质与油气地质条件研究的空白,揭示了银额盆地良好的油气资源潜力与勘探前景;在《岩石学报》、《地质学报》、《吉林大学学报(地球科学版)》、《地质通报》、《新疆石油地质》和《西安石油大学学报(自然科学版)》等学术期刊发表论文70余篇,解决了一系列影响油气地质条件与资源潜力评价的基础地质问题。该项成果先后获中国地质调查成果一等奖和国土资源科技成果二等奖。

    卢进才在接受采访时表示,银额盆地新区油气地质工作程度极低,历经60多年勘探历程,长期以中生界为目的层,久攻不克。通过10年扎实的基础地质调查,银额盆地油气团队以科技创新为引领,明确了银额盆地为石炭纪-二叠纪与中生代叠合盆地,支撑解决了制约油气地质条件评价的关键地质问题,选出了一批油气远景区,保障了油气的发现与突破。

    在完成“银额盆地油气基础地质调查”项目过程中,该团队在内部紧密团结,与在银额盆地从事油气勘探的油气企业精诚合作。

    “银额盆地油气基础地质调查”项目参与的单位超过20家,包括中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质科学院矿产资源所、国家地质实验测试中心、中国石油大学(北京)、兰州大学、长安大学、长江大学、中科院地质地球物理所兰州油气研究中心、中石油东方地球物理公司吐哈物探处、中石油长庆油田分公司勘探开发研究院、中国石化集团华北石油局地球物理勘探公司、中石化江汉油田分公司物探研究院、中国石化集团中原石油工程有限公司、陕西省地矿局物化探队、西安西凌地球物理公司、中国煤炭地质总局航测遥感勘查院、山东煤田地质局第一勘探队、内蒙古自治区国土资源勘查开发院等多个中国地质调查局直属单位、高校、油气田企业和中科院科研院所,完全实现了产学研全方位结合。各方密切合作,充分发挥各自优势,使油气基础地质调查成果得到提升。该项成果是来自不同单位、不同专业组成团队协作的良好体现。

    长期以来,银额盆地油气团队与中石化中原油田分公司、中石油吐哈油田分公司和陕西延长石油(集团)公司保持良好的合作关系,银额盆地油气基础地质调查成果及时无偿提供给油气田公司,为油气探矿权招标和油气勘探部署提供了重要的基础资料,尤其是2013年中石化中原油田分公司和陕西延长石油(集团)公司在银额盆地分别中得3个油气探矿权以来,银额盆地油气团队与两家单位的联系更加紧密。

    多年来,该团队及时跟踪油气勘探进展,收集最新的地震及钻井资料,开展综合研究,进一步提升油气基础地质调查成果,同时积极与油气田企业交流,为油气勘探提供业务支撑,为实现银额盆地新区、新层系具有战略意义的油气勘探重大突破起到了重要的引领作用。

    奉献,谱写一首代代传唱的英雄颂歌 

    开展油气基础地质调查工作,银额盆地油气团队充分发扬老一辈地质工作者“特别能吃苦,特别能忍耐,特别能战斗,特别能奉献”的精神,以实际行动深刻诠释了新时期地质工作者核心价值观。

    银额盆地境内多为沙漠、戈壁等无人区,冬季寒冷多风,夏季酷热干燥,高温可持续在40℃之上,沙漠中地表温度可达50℃以上。野外工作时间一般为每年的5月至8月,有时会延续到12月份。

    在这种艰苦恶劣的自然条件下,银额盆地油气团队自2007年起持续在戈壁沙漠深处工作10年。个中的颠沛流离与辛酸落寞,团队里的人经年难忘。

    “2008年,我们在实测芦草井剖面时住在牧民家的羊圈。驻地方圆100千米无食用淡水,项目组需往返驱车200多千米去边防连拉水,路况差,历经8小时才能载水而归。”银额盆地项目组成员回忆说,“有一次,载水车历尽艰辛回到驻地,恰恰就在离驻地不到200米,卡车上最后一个坡时,长途颠簸把水桶震得破裂,水流到地上。那可是‘生命之水’啊!大家来不及多想,果断拿出自己洗脸、洗衣服、甚至洗脚的盆放在车厢下面收集漏水,经过简单沉淀后用来做饭食用。”

    2009年,在雅干野外工作期间正值三伏盛夏,由于条件有限,只能十几个人挤在一个修铁路留下的废弃的铁皮房里。当时室外的最高温度超过40℃,由于房子的铁皮很薄,很容易被晒透,室内温度甚至远高于室外温度,每次从野外回来便像进入了蒸笼。印象最深的是当时还遇上了一次沙尘暴,因为密封较差,细小的沙子顺着帐篷的缝隙进入厨房,落到饭菜里,吃饭时真可谓是米沙参半。

    在这样艰苦的环境中工作、生活,却没有一个队员叫苦叫累。“我们来之前都已经做好了献身大漠的准备。”卢进才说。

    与西安地质调查中心其他项目相比,银额盆地油气基础地质调查项目一直以来都是经费最大的项目,也是廉政风险最大的项目。为了确保项目资金安全高效使用,卢进才以身作则,非预算内资金坚决不违规支出,预算内资金本着厉行节约的原则支出,同时对项目的每一笔资金支出和每一笔报销严格把关,既确保财政经费的合理使用,又保护了项目团队和成员。由于项目经费较大,每次西安中心的审计均会对银额盆地油气项目进行重点审计,10年来,各级审计部门均未发现任何问题。

    2016年8月,“银额盆地油气基础地质调查与油气勘探”现场调研与研讨会在额济纳旗举办。中国地质调查局西安地质调查中心银额盆地及周缘油气基础地质调查项目组在大漠坚守十年的工作精神和将基础地质和油气调查相结合的科技创新突破精神广受赞誉,被称为“具有重要的时代意义和战略意义”的突破,对整个北方地区油气工作都将会产生深远的影响。□

     

     

    十年大漠觅黑金 一朝沙海献油气

    “我很幸运赶上了一个需要资源的时代,是国家的大发展成就了我们这代人的矿产资源研究事业。”

    ——中国工程院院士、著名盐湖学家

    郑 绵 平

    2020年1月

    云南思茅盆地山路上

    有位86岁的老人拄着树枝艰难行走

    2020年1月云南思茅盆地野外考察

    他就是中国工程院院士

    著名盐湖学家

    郑绵平

    这只是他盐湖研究生涯中的

    又一次野外工作

    中国工程院院士、著名盐湖学家 郑绵平

    他在野外跑了一辈子

    被称为“为盐湖而生的人”

    半个多世纪

    考察过上百个盐湖

    走遍条件恶劣的高原无人区

    研究领域涉及

    钾盐、硼、锂、铯等

    盐类矿产资源

    2002年无人区科考途中观察野外露头

    上世纪50年代

    百废待兴的新中国开始了找钾征程

    郑绵平的科研事业从此开启

    1957年首次在察尔汗盐湖发现了钾盐矿物

    ——新沉积的光卤石

    1956年在大柴湖取样

    1980年

    在扎布耶盐湖发现新矿物

    ——天然原生碳酸锂

    1982年在扎布耶湖进行现场盐矿鉴定(左一 郑绵平)

    本世纪初提出

    “海陆并举,固液并举、深浅并举”

    近些年研究发现

    “新型杂卤石钾盐矿”

    在高原腹地

    建立三个长期科学观测站

    坚持30年观测

    1984年 郑绵平(中)在扎布耶北湖观察盐藻

    盐是什么?

    在普通人眼中可能只是调味品

    在科学家眼里

    则是分布广且种类多的天赐资源

    藏着地球财富和地球秘密

    2005年西藏野外考察

    他持续致力于学科创新

    探索研究成果产业化

    呼吁发展

    “盐湖农业” “盐类学” “类地行星盐类学”

    2005年郑绵平在西藏野外考察

    人在岁月中行进

    会遇到多次选择

    很多选择会因多个兴趣点的插入

    而走出复杂的生活轨迹

    但他所有的人生轨迹

    都集中在盐湖资源的

    研究发现及拓展应用上

    2018年柴达木盆地野外地质考察

    “加强基础研究和技术创新的结合

    掌握独立知识产权

    才可能不被别人卡脖子

    才可能走到世界学科前沿”

    他是中国工程院院士

    著名盐湖学家

    郑 绵 平

     

    毕生探求尽在盐湖

    ——记中国工程院院士、著名盐湖学家郑绵平

    一位老人以树枝为杖,艰难行走在思茅盆地杂草丛生的小径,郑绵平的学生张雪飞应采访邀请发来这一照片,“这是郑院士正带我们做云南钾盐科考项目”,她解释说,“时间是2020年1月,春节前夕”。只有一行人背影的模糊小照,让记者联想起27年前在西藏采访时第一次见到郑院士的场景——被高原风蚀成的经典藏民面孔和难以听懂的福建口音。86岁了,还在出野外!

    人在岁月中行进,会遇到多次选择,很多选择会因多个兴趣点的中途插入而走出复杂的生活轨迹,但郑绵平很专一,他所有的人生轨迹,都集中在盐湖资源的研究发现及拓展应用上。

    让中国告别无钾盐矿床的时代

    中国是农业大国,钾肥需求量大。然而由于自然禀赋复杂,在相当一段时间,“缺钾”成为国家发展的软肋之一。

    上世纪50年代,百废待兴的新中国开始了找钾征程。1956年,刚刚从南京大学毕业的郑绵平坐着简陋的汽车随化工部地质普查组来到柴达木盆地。一望无边的盐碱地考验着所有来人。但是,此行采集到的样本却出现了含钾高的情况,这难道意味着什么?

    怀着疑问,第二年郑绵平随中国科学院的科考队再赴柴达木。有天散步,他在路边坑壁上发现了光卤石结晶矿体,这不是钾盐矿物吗?他和同事们一阵惊喜。随即,他们进行了涵盖全湖的坑探和钻探,最终圈定了120平方千米范围内断续分布的老光卤石,以及遍及察尔汗盐湖的富钾卤水。1958年,已经调到地质部矿物原料研究所的郑绵平主笔对此次考察做了详实的调查报告。在报告中,他首次估算该盐湖卤水氯化钾资源量为1.508亿吨。这一估算结果,被之后地质队的勘查报告所证实。第二年,察尔汗盐湖固体钾盐矿床依靠土法上马成功生产出了氯化钾,当年就产出几十吨的钾盐。中国从此告别了无钾盐矿床的时代。

    收获了找矿的第一次喜悦,郑绵平信心大增。此后,他像着了魔一样不停地往西部盆地跑,从青海察尔汗盐湖,到西藏扎布耶盐湖,到新疆罗布泊,到四川和云南……在半个多世纪的盐湖研究生涯中,他考察过上百个盐湖,走遍青海、西藏、新疆等地的条件恶劣的高原无人区,研究领域涉及钾盐、硼、锂、铯等盐类矿产资源。

    创新海陆并举成钾思路

    钾盐的溶解度大,需要稳定环境才能得到沉积,而中国地质构造的特征是活动性大、陆块小。相对不稳定的地质背景,使得我国盐盆地具有破碎、埋深和变形的特点。

    在不断的找钾实践中,郑绵平对中国钾盐有了越来越清晰的认识:“中国地质条件复杂,不能完全套用传统教科书,要从地质实际出发解决我们自己的找矿问题。”

    本着这样的思考,他主张要“海陆并举、固液并举、深浅并举”。一方面探索创新发展陆相成钾理论,提出了柴西第四系新层系承袭“砂砾型”成钾新思路;另一方面,在海相找钾上也取得了一系列突破。

    在新一轮地质调查工作中,郑绵平团队在川东北发现“新型杂卤石钾盐矿”。他认为,这种杂卤石散布于岩盐层中,在深部较易溶于水,这个观点已经被企业采用水溶法溶采钾盐的生产实践所证实。

    基于特提斯侏罗纪大规模成钾理论认识,他提出滇西南“二层楼”成钾模式,以此指导钻探验证,取得了侏罗系海相固体钾石盐矿重要发现。

    他主持的地调项目通过研究组“油钾兼探”大量岩屑调查,终于在库车盆地发现厚层钾石盐矿层,指明了该区古近纪海相固体石盐的良好资源前景。

    探索硼、锂产业化发展之路

    盐是什么?在普通人眼中可能只是调味品的盐,在科学家眼里,则是分布广且种类多的天赐资源,藏着地球财富和地球秘密。郑绵平告诉记者,广义“盐湖”涵盖古今盐类资源,既包括深浅部、固液态的盐碱硝普通盐类,也包括钾、镁、硼和锂、铯、铷、溴、碘及盐生物等综合资源。对这种资源的价值认知和开发利用,是随着发展需求和科技进步逐步展开的。

    上世纪50年代末到70年代,郑绵平盐湖研究的主战场从青海转至西藏。他先是在班戈湖研究硼酸盐,进而深入到阿里地区,发现了一批硼、钾、锂矿产及新类型的镁硼矿床。

    与许多人不同的是,郑绵平不仅着力于勘查资源,而且还探索找矿成果转化和产业化道路。

    上世纪70年代初,为解决西藏阿里地区经济发展问题,他曾向阿里地区行署提交阿里地区硼矿资源与开发咨询报告。这份报告当即被地方政府采纳,成为该区硼矿山建设的依据,并很快取得社会经济效益。

    说起来,早在上世纪50年代察尔汗盐湖科考报告中,郑绵平就在估算卤水氯化钾资源量的同时,估算出该湖还有氯化锂资源量300万吨。

    1980年,他主持盐湖队在扎布耶盐湖打钻取样,发现扎布耶盐湖的沉积物中锂的含量很高,显微镜下观察,能看到许多细小、针状的东西。这种天然的碳酸锂矿石,他起名叫“扎布耶石”。“扎布耶石”后经国际矿物学会新矿物命名委员会确认为新矿物。

    4年后,郑绵平带队开展扎布耶盐湖资源野外调查,从地质勘查、长期观察,到盐湖扩试,到太阳池积热析锂,再到碳化法加工提纯,研发出了扎布耶盐湖锂资源开发利用成套新技术,并实现了产业示范。2006年11月,国家西部大开发示范工程项目“西藏扎布耶锂资源产业化示范工程”通过竣工验收,该工程以郑绵平团队的核心技术为支撑,建成了我国首条盐湖提锂工业化生产线。

    对于郑绵平,盐湖是实现产、学、研的结合的重要平台。从1990年起,他和团队相继在高原腹地高海拔的扎布耶、当雄错和班戈错建立了3个长期科学观测站。高海拔地区,缺氧、风寒、日烈、交通不便,他们克服种种困难,坚持30年观测,为高原盐湖开发和环境保护积累了珍贵的基础数据。

    在全球需求盐类新资源时代呼吁拓展盐类学

    盐湖研究让郑绵平获得了很多荣誉,这些荣誉包括国家科技进步一等奖、二等奖,李四光地质科学奖地质科技研究者奖和何梁何利科技进步奖等。2014年和2017年,他两次当选国际盐湖学会主席。所有荣誉的背后都是艰苦付出。因为干得太拼,郑绵平曾被人称“为盐湖而生的人”。

    一个地道的南方人,却迷恋西部,甘愿将一生抛洒在青藏高原,郑绵平的理解是——“我很幸运赶上了一个需要资源的时代,是国家的发展成就了我们这代人的矿产资源研究事业。”

    1934年,郑绵平出生在福建漳州贫穷家庭,经历过战乱逃难。新中国成立后,在国家的救助下,他顺利完成学业并开启科研生涯。满怀赤子之心,他希望用自己的方式为祖国建设作贡献。

    耕耘盐湖事业一辈子,现任自然资源部盐湖资源与环境重点实验室主任的郑绵平有几点体会:一是要坚持不懈注重野外工作,“要多到野外调查,领悟大自然奥秘,才能取到科学真经”。二是要立足解决实际问题,“科学家不能只满足发论文,科学研究和产业化结合起来才能有更大的价值”。三是要不断开拓思路,延伸新的学科生长点。

    一直以来,郑绵平都在呼吁发展“盐湖农业”“盐类学”和“类地行星盐类学”等。自然资源部成立后,他的这种意识更加强烈。“盐湖不仅能为人类提供资源,而且是我们研究古今生态变化的天然实验室”。郑绵平认为,新时代的盐类学要适应盐资源的全球新需求,在自然资源科技领域发展中,要充分利用信息技术环境开展跨学科协同创新,构筑盐类大科学、大产业。“加强基础研究和技术创新的结合,掌握独立知识产权,才可能不被别人卡脖子,才可能走到世界学科前沿。”他说。

    院士郑绵平:毕生探求尽在盐湖

    2017年5月8-11日,国土资源部环境司派出由中国地质环境监测院张进德、张楠和中煤科工集团唐山研究院有限公司高荣久组成工作组,赶赴青海省大通县桥头镇元树尔地表移动变形区现场,指导地方政府及国土资源主管部门开展灾情调查处置以及成因分析工作。

    现场调查发现,大通县桥头镇元树尔地表变形区位于元树尔村东侧、安门滩村南侧,元树尔矿井田边界南侧。此变形区于2017年4月19日开始出现变形迹象,部分梯田地表出现裂缝,田间硬化路发生裂缝现象。在2017年4月30日罕见暴雨后发生大范围变形。变形区面积约0.54km2,平面形态呈“长方形”,地表分布主要为风积黄土,其结构松散,力学强度较低。变形区东西两侧边界可见2条明显地表贯通裂缝,变形区内还发现羽状裂缝、地表隆起、串珠状洼地等变形迹象。同时通过走访调查发现紧邻此变形区的元树尔村多户房屋出现开裂等变形迹象。

    分析认为,历史时期大规模煤炭资源开发造成了矿区和周边地形地貌及生态破坏,同时近期的连续强降雨冲刷,部分地段黄土湿陷,土体沿北东方向由高到低发生推移、蠕动是本次地表移动变形的重要原因。据以往地质调查资料分析,元树尔村地下局部存在采空区,受以往采矿活动影响,致使部分居民房屋存在墙体开裂现象。

    变形区在未来汛期降雨作用下,极易加剧变形移动,甚至可能会引发较大规模滑坡和泥石流,对下游工业厂房和居民地构成威胁。建议当地加快针对变形区的勘察以及监测预警工作,密切注意地表移动变形区的发展趋势;同时加强对元树尔村变形情况进行实时监测,以便及时采取相应的避险措施。

     
     
     
     
    环境监测院专家赴青海大通县开展元树尔地表移动变形...

    2013年1月10-11日,中国地质科学院在北京召开了2012年度科技成果汇报交流暨十大科技进展评选会。来自国土资源部、教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会、中国地震局、中国石油化工集团公司等部门54位院士、专家组成的评选委员会,经过认真、严谨的评审和投票,评选出中国地质科学院2012年度十大科技进展和特别进展。

    特别进展:深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe)与国际同步  

    中国地质科学院董树文研究员、李廷栋院士及深部探测专项团队在财政部、科技部支持,国土资源部组织实施下,成功实现了技术创新与重大科学发现的并举,完成了6000km深地震反射剖面,使我国进入国际深部探测大国的行列,建立了全国大地电磁参数网和地球化学基准网,实施的6口科学钻探获得重要发现,实现矿集区立体探测,关键地区地应力监测、岩石圈动力学模拟、大陆地壳结构与演化研究取得长足进展,探测仪器装备研制取得重要突破。专项被认为是我国由地质大国向地质强国转变的标志性重大地学计划,在世界地球科学领域具有很强的影响力,具有经济社会意义巨大创新价值,在大科学计划组织实施方面做了有益的探索,为实施“地壳探测工程”重大科技专项奠定了坚实基础。专项被两院院士评为 “2011年度中国科技十大进展新闻。

    大漠中的地震探测

    2012年度十大科技进展:  

    1、世界首幅数字化1:500万国际亚洲地质图编制完成  

    我国地质学家主导编制数字化1:500万国际亚洲地质图,获得高度评价。地质研究所任纪舜院士研究团队在地质调查项目资助下,按照世界地质图委员会相关决议,联合欧亚20个国家130余位科学家,历时7年,共同编制完成1:500万国际亚洲地质图,在ArcGIS平台建立地质图空间数据库。图幅范围西起阿尔卑斯,东到马里亚那海沟,北至北冰洋,南到爪哇海沟,包括亚洲大陆、欧洲大部、非洲东部、澳大利亚西北部、菲律宾海、印度洋北部及西太平洋部分地区。国际评审委员会认为,1:500万国际亚洲地质图是当代地质编图杰作,具有里程碑意义。

    1比500万国际亚洲地质图

    2Hf同位素填图揭示青藏高原南部地壳生长过程与成矿  

    应用锆石Hf同位素示踪新技术,揭示青藏高原南部岩石圈结构、地壳生长过程及控矿作用,取得重要创新研究成果。地质研究所侯增谦研究团队在国家重点基础研究发展计划(973)项目资助下,通过Hf同位素填图,发现拉萨地体中央为前寒武纪微陆块,两侧为幔源物质注入的新生地壳;特提斯俯冲造山和印度—亚洲大陆碰撞导致微陆块发生垂向增生和侧向增生,对成矿金属来源和矿床分布产生显著控制作用。斑岩铜矿床产于新生下地壳区,矽卡岩型铁铜矿床发育在陆块内部及再造边缘,铅锌矿床则发育在残存的微陆块内部及边缘,深化了对碰撞造山带区域成矿规律的认识。

    青藏高原南部Hf同位素填图及成矿系统分布

    3、柴达木盆地古环境重建与成矿作用研究卓有成效  

    柴达木盆地科学钻探工程揭示古环境变化与成矿过程。矿产资源研究所郑绵平院士研究团队在地质调查项目和国家自然科学基金联合资助下,在柴达木盆地东部获得1.17Ma以来高精度年代学数据和高分辨率古环境记录,揭示晚更新世晚期以前一百余万年处于凉温或偏暖湿的古气候环境;在柴达木盆地西部发现第四纪早期发育15期冬季风强盛的冷期沉积,在柴达木盆地中部发现冬/夏季风重要界线和柴中成盐突变带。合理厘定察尔汗含钾盐矿层,提出高山深盆多级盐盆地迁聚成钾模式,分析了三湖区第四纪生物气成因和控制因素,为柴达木盆地资源评价提供了重要依据。

    柴达木察尔汗盐湖第一个全取芯深孔QC-1岩芯略图

    4、青藏高原南部变质作用和构造演化取得创新性进展  

    地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室张泽明研究员、董昕助理研究员团队在地质调查项目资助下,对拉萨地体的变质作用和构造演化取得了多项重要进展:在该地块北部发现约650 Ma的高压麻粒岩;在中部鉴别出曾被认为是前寒武纪基底实为三叠纪变质岩;发现地体东南部发育有高温、高压、高氧化度的埃达克质晚白垩纪紫苏花岗岩;确定了南部与冈底斯岩基共生的中、新生代高级变质岩与侵入体共同构成该岩浆弧的中、下地壳;厘定了地体北部安多地块自新元古代至侏罗纪的变质演化历史;揭示出南迦巴瓦变质岩系的古元古代和早古生代两期新岩浆变质事件。上述成果为全方位厘定拉萨地体的变质演化历史和成矿地质背景做出重要贡献,成果已在国际主流地学期刊发表,获得较高引用。

    青藏高原拉萨地体变质地质图

    5、发现一种新的金刚石富集类型——蛇绿岩型金刚石  

    地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室杨经绥研究员为首的地幔岩研究团队在科技部、国家自然科学基金和地质调查项目联合资助下,在雅鲁藏布江的西段和缅甸的密支那地幔橄榄岩、丁青地幔橄榄岩和新疆萨尔托海铬铁矿中新发现金刚石等超高压矿物。项目组已在全球5条板块缝合带的10个蛇绿岩块中发现了金刚石等深部矿物,并在铬铁矿中发现原位产出的金刚石,其金刚石的C同位素值和矿物包裹体不同于金伯利岩型金刚石和超高压变质型金刚石。由此认为,确定了一种产在蛇绿岩地幔橄榄岩中新的金刚石产出类型,并命名为蛇绿岩型金刚石,从而开辟了金刚石勘查的新方向。

    蛇绿岩型金刚石的产地分布图

    6、井间跨度500米的电磁波探测与层析成像系统研制成功  

    自主研发大透距地下电磁波探测与层析成像系统达到国际先进水平。地球物理地球化学勘查研究所高文利研究员团队在国家高技术研究发展计划(863)项目资助下,相继突破低频—大功率发射、高灵敏度接收、井中天线技术等关键技术,成功研制适用于钻孔间和坑道间工作的地下数据采集系统,同时研发科研样机及配套数据处理解释系统,形成了具有自主知识产权的大透距地下电磁波层析成像系统。测试检验表明,系统稳定可靠,井间探测距离可达500多米,能够精细探测盲矿及溶洞,为地质勘查提供了高分辨率技术设备。

    地下电磁波数据采集系统

    7、多元素形态分析技术突破展示出生态环境地球化学应用新前景  

    发展溴、碘、砷、镉等有益有害元素形态分析技术,开创了元素分析地球化学新领域。国家地质实验测试中心李冰研究员团队在国家自然科学基金、公益性行业专项、地质调查项目联合资助下,采用高效液相色谱—电感耦合等离子体质谱联用技术,建立了元素价态、金属有机化合物、生物有效形态分析技术方法体系,包括高品矿泉水溴酸盐检测技术、碘地球化学调查方法、生物样品砷形态分析技术、植物样品镉形态分析方法,灵敏度高、检出限低,为生态地球化学调查和环境评价提供了重要的实验检测技术支撑,具有重要应用前景。

    镉胁迫对印度芥菜细胞超微结构的影响

    8西藏阿里铜金矿科技找矿重大突破  

    发挥科技优势精心部署找矿勘探,在西藏阿里尕尔穷探获大型铜金矿。矿产资源研究所唐菊兴研究员团队在公益性行业科研专项和商业性勘查项目联合资助下,查明西藏阿里尕尔穷铜金矿床地质特征,研究成矿规律,新发现含锇自然铋、硫硒铋化物、碲硒铋化物、自然铁、锌铜互化物、铁铬镍互化物等特殊金属矿物,确定了矿床类型,建立了矿床模型。探获332+333类别铜资源量8.7万吨、共生金资源量27吨、伴生银资源量52吨,成为班公—怒江缝合带西段第一个达到详查程度的大型铜金矿床,实现科技找矿重大突破。

    尕尔穷矿区照片

    9、中国侏罗—白垩系界线及海陆相地层对比研究新进展  

    地质研究所季强、柳永淸研究员团队在地质调查项目资助下,通过对藏南地区9条海相侏罗—白垩系界线和辽西地区7条陆相界线地层剖面的研究,在藏南地区桑秀组底部获得了142Ma的年龄,表明国际侏罗—白垩系界线年龄值不会小于142Ma ,支持了国际地层委员会提出的145Ma的界线年龄;在冀北—辽西地区土城子组底部获得154Ma的年龄,在其顶部获得137Ma的年龄,表明侏罗—白垩系界线应置于土城子组内部。首次提出藏南地区海相侏罗—白垩系界线应置于柔扎组与桑秀组或甲不拉组之间,辽西地区陆相侏罗—白垩系界线应置于土城子组二段与三段之间,即置于真叶肢介—三尾拟蜉蝣间隔带之底,基本解决我国几十年来争论不休的侏罗—白垩系界线问题和海陆相界线地层对比问题。

    西藏浪卡子地区卡东桥侏罗—白垩系界线剖面

    10、深地震探测揭示长江中下游深部过程及构造岩浆成因系统  

    矿产资源研究所吕庆田研究员团队在国家深部探测专项(Sinoprobe-3)和国家自然科学基金重点项目联合资助下,使用主动源和被动源地震探测技术,捕获到长江中下游成矿带深部动力学过程的关键信息。发现上地幔存在异常速度和各向异性结构;成矿带边界断裂附近地壳出现“鳄鱼嘴”构造,即上地壳逆冲,下地壳俯冲并穿过Moho直到上地幔顶部;发现下地壳反射同相轴密度与火山活动强度成正比,且在庐枞火山岩盆地之下发现反射各向异性和多级岩浆活动留下的地震学痕迹;发现地壳变形的不均匀性和地壳变形与岩浆活动相互作用的新证据。提出了陆内巨型成矿带形成的深部过程与构造岩浆系统新模型,即陆内俯冲增厚、岩石圈拆沉、基性岩浆底侵、新生地壳熔融并发生MASH过程,诠释了陆内巨型成矿带的成因。

    穿过宁芜矿集区的反射地震偏移剖面

        中国地质科学院2012年十大科技进展是从1025项执行项目中,经过院属各单位筛选、推荐的22个优秀项目中评选产生,代表了院最新研究水平,受到院士专家的重视和好评。李廷栋院士认为,成果丰硕,创新良多,效益显著,贡献突出;具体表现包括:(1)涉及学科多,几乎覆盖院所有学科领域;(2)项目来源广,有国家科技专项、973和863项目、国家自然基金项目、公益性行业科研专项、地质调查项目及横向项目;(3)涉及地区广,包括国内不同地区、亚洲大陆及毗邻海域,立足国内,面向全球;(4)成果水平高,取得不少重要的新发现和新认识;(5)社会经济效益好,有助于建设美丽中国。

                               中国地质科学院

                                2013年1月11日

    中国地质科学院2012年度十大科技进展