我国首艘大洋钻探船“梦想”号今天（17日）正式入列，使我国成为全球第三个设计建造大洋钻探船的国家。据介绍，“梦想”号是目前全球钻探能力最强、科研实验功能最全、智能化水平最高、综合运维成本最低的超深水钻探科考船，是面向全球科学家开放共享的大型科学研究装置。

作为保障国家能源资源安全的大国重器、支撑海洋强国建设的核心利器，建造大洋钻探船的构想从2008年就已经萌芽，2013年开始调研，2015年开始写立项建议书，2017年开始申请立项，2021年底启动连续建造，直至今天成功建成入列。十年磨一剑，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号如何建成？

“梦想”号设计效果图（中国地质调查局宣传教育中心供图）

说起“梦想”号在设计建造过程中遇到的困难和瓶颈，自然资源部中国地质调查局“梦想”号指挥部主要负责人周昶至今依然历历在目。

周昶：这艘船，要把它建好，我们需要举全国之力，甚至是全球之力。它是拿困难堆积出来的，是泪水和汗水堆积出来的。

他说，这艘船的设计建造目标既承载着人类“打穿莫霍面、进入上地幔”的科学梦想，又承担着为国家勘探开发深海能源资源的重任，因此，它既是科考船、钻探船，又是地质调查船、油气开采船，是我国海洋科考船舶建造历史上的重要里程碑。中国船舶第七〇八研究所“梦想”号总设计师张海彬也深有体会，为配合大洋钻探的科学要求，“梦想”号进行了一系列创新设计。

张海彬：成功解决了大洋科学钻探、天然气水合物勘查试采、海洋油气勘探以及深远海科学考察等多种功能同船融合设计的难题，完成了创新船型方案，新型连体双月池，DP3级蓄能闭环电网等多项国际首创设计，研发了具有完全自主知识产权的大洋钻探船，实现了综合性能的大幅提升和运营成本的有效控制。

航行中的“梦想”号（中船黄埔文冲船舶有限公司供图）

2015年底，张海彬进入“梦想”号设计建造团队。彼时，面对这样的设计建造目标，在国内乃至国际上都没有成熟的经验可供参考。张海彬说，这让“梦想”号的设计建造过程困难重重；其中，最大的难题就是，如何在确保大洋钻探、油气勘探、科研实验等各项功能集于一身，在恶劣海况仍能够安全平稳运行的前提下，又让“梦想”号具备优越的航行通过性和运营成本控制方面的国际竞争力。

张海彬：如何以“小吨位”实现“多功能”？这是一个最大的挑战。“梦想”号在立项论证之初，中国地质调查局就提出了总吨的控制目标，吨位越大的话，船的体积就会越大，相应的，它的建造和运营成本都会上去。我们在整个研发过程中，应用了模块化的设计理念，采取了钻机主体固定、钻材堆场切换、营运设施共享的原则。这个船的吃水是9.2米，吃水的量级可以满足全球大部分航道的航行、码头的停泊。船的总高81.2米，比日本的“地球”号降低了将近40%，即使是在8米的轻载吃水下，都完全可以满足深中通道大桥的安全通行要求。

“梦想”号（中国地质调查局宣传教育中心供图）

除了遵循“小吨位、多功能、模块化”的设计建造理念，既然是大洋钻探船，“梦想”号还集成了全球最先进的钻采系统。广州海洋地质调查局研究员孙珍介绍，这套系统完全可以实现对以往国际上大洋钻探船各项关键技术指标的超越，让人类距离实现“打穿莫霍面、进入上地幔”的科学梦想更进一步。

孙珍：我们研制了首台兼具油气勘探和岩心钻取功能的液压举升钻机，有4种作业模式和3种取心方式。首创了主动补偿和被动补偿于一体的液压举升技术，提升能力达到907吨。这是个什么概念？就是说如果我们要想打到莫霍面，就是海水4000米，然后再向下打6公里，再进入莫霍面一段距离，11000米的话，我们的钻杆就要有11000米，钻杆的自重大概有500吨，所以我们907吨的抓举能力完全可以支撑11000米钻进。隔水管作业可以用于油气的勘探开发，有助于海洋新能源的勘探开发。

海洋新能源，都有哪些呢？孙珍进一步解释，天然气水合物、天然氢气、无机甲烷等等，都是“梦想”号未来的勘探目标。

孙珍：全球的天然气水合物资源多，海底还有氢气资源，还有大量的无机甲烷资源，海底到处在冒着冷泉资源，已经远远超过了人类所原来认知的可能发现能源的领域。“梦想”号未来可以大展神威，大胆地去尝试开发这些新的资源，在我们原来不敢去和没有能力去的地方寻找油气资源。

“梦想”号的双月池设计（中国地质调查局宣传教育中心供图）

月池，是诸多大型科考船上的必备。它是船体内部贯穿各层甲板，与海水相通，直通船底的一个井道，钻探船上的钻杆可以由这个井道下放到海底，潜水员和水下机器人也可以从这里前往水下作业。张海彬介绍，科考船上往往都只有一个月池，但为了配合4种钻探作业模式，设计建造团队经过反复迭代优化，终于让双月池设计在“梦想”号上实现；同时，船上还搭载涵盖海洋科学、微生物、古地磁等在内的九大实验室，采用数字孪生等关键技术，可实现钻采作业全过程监测、科学实验智能协同。

张海彬：特别是对于无隔水管泥浆闭式循环钻探来说，需要有一个泥浆返回通道，主井口需要超过12米，我们在国际上首创了连体双月池的设计方案，尽可能降低由于月池的存在造成船舶阻力的增加，反复做了多次迭代优化，完全可以满足我们航速指标的要求，还有4种作业模式的兼顾。设计了全球海洋领域全学科的船载实验室，打造了面积最大、功能最全、流程最优的海上移动实验室，可以引领全球海洋科学多学科交叉研究。

“梦想”号设计建造团队（中国地质调查局宣传教育中心供图）

如此之多的全球领先、全球首创集于一身，让“梦想”号无愧于国之重器的称号。张海彬感慨，随着“梦想”号的设计建造同步成长的，不仅仅是包含他在内的全体设计建造团队，这一设计建造过程，也带动了我国船舶制造业向高端船舶及海工装备方向发展。

张海彬：2015年之前，我们国家设计建造这种深水钻探装备，基本是依赖国外设计公司。“梦想”号整个作业系统非常复杂，技术难度也非常大，对于国内自主研发设计力量的信任和培育是非常难能可贵的。我们船舶行业现在接单量在全世界已经遥遥领先，占70%；但高端海工装备这块在国际市场的占有率是不高的，特别是自主研发能力是落后的。船舶和海洋工程装备领域发展新质生产力，主要就是针对高端海工、船舶装备。通过“梦想”号大洋钻探船的自主研发，构建了超深水钻探装备的设计建造技术体系，是我们国家发展蓝色新质生产力的一个代表性成果。

11月9日，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所召开职工代表和女职工大会，传达学习中国工会第十七次全国代表大会和中国妇女第十二次全国代表大会精神。岩溶所相关负责人、职工代表、女职工50人参加了会议。

岩溶所党委书记传达了习近平总书记在同中华全国总工会新一届领导班子成员集体谈话时的重要讲话精神，习近平总书记强调要坚持党对工会工作的领导，团结动员亿万职工积极建功新时代，开创我国工运事业和工会工作新局面。

岩溶所工会主席从会议概况、王沪宁代表党中央作的《展示新时代我国工人阶级团结奋斗新风采》的致词、李克强总理的经济形势报告和王东明代表中华全国总工会第十六届执行委员会作的《以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导团结动员亿万职工为决胜全面建成小康社会夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利而奋斗》的报告等方面全面传达了中国工会第十七次全国代表大会精神，指出中国工会十七大的召开为岩溶所工会今后的工作指明了方向。

岩溶所女职工委员会主任从开幕式概况、赵乐际代表党中央作的《在新时代征程中谱写半边天壮丽篇章》的致辞和黄晓薇代表中华全国妇女联合会第十一届执行委员会作的《高举习近平新时代中国特色社会主义思想伟大旗帜　团结动员各族各界妇女为决胜全面建成小康社会实现中华民族伟大复兴的中国梦而不懈奋斗》的报告等方面全面传达了中国妇女第十二次全国代表大会精神。她指出，“四个希望”是岩溶所做好新时代妇女工作的精神指引。

岩溶所党委书记进行总结讲话，强调工会和妇女工作始终是岩溶所整体事业的重要组成部分，要坚决贯彻落实习近平总书记的重要讲话精神，深入学习两次代表大会的精神。张发旺以“从哪里来”“到哪里去”“我们怎么办”，带领大家回望了从第一次全国劳动大会到中国工会第十六次全国代表大会的沧桑里程，荡气回肠的中国工运史，让大家深刻感受了中国工会的砥砺前行。最后，落脚于岩溶所“怎么办”，指出要做好四点：一是始终坚持所党委对工会和女职工委员会的领导，做好所党委联系群众和妇女的桥梁纽带；二是所工会、女职工委员会、职工代表等要加强学习，深入领会并坚决贯彻落实党中央关于工会和妇女工作的部署要求，为岩溶所改革发展凝心聚力；三是坚持眼睛向下，面向基层，办好实事，以“工会之家”、“妇女之家”、“四态调查”等为抓手，切实提高职工群众的获得感、幸福感；四是岩溶所全所职工在坚持小我的同时，更要树立大我的精神，从更高层面对岩溶所改革发展、群团工作发展等出谋划策，为建设世界一流的新型岩溶地质研究所建功立业。

会议还传达学习了《关于认真学习贯彻习近平总书记重要指示精神，广泛开展向黄群、宋月才、姜开斌同志为代表的抗灾抢险英雄群体和王继才同志学习的通知》。岩溶所党委书记指出，要深刻领会习近平总书记重要指示精神，深入学习优秀典型先进事迹，立足本职岗位，不务虚功、干在实处，以实干创造实绩，做新时代勇于担当、善于作为，不负党和人民重托的地质工作者。

17岁进入地质队，到今年他已57岁。四十年山水相依，四十年风雨兼程，周琦说，他仅仅做了一件事——高原寻锰。

风餐露宿的勘探，日晒雨淋的跋涉，这位贵州省地矿局首席科学家的脸色也基本上成了“锰褐色”。曾几何时，锰矿是南半球的“专利”，而如今，中国“贫锰”的帽子，如同当年贫油的帽子一样，被远远甩向了太平洋。周琦，一个土生土长的贵州汉子，率领团队，在黔东地区发现并探明了4个世界级超大型锰矿床，一举改变了中国锰矿在世界的格局。贵州锰矿资源储量一跃成为亚洲第一，黔东地区成为了中国锰矿资源最丰富的地区和世界级锰矿资源富集区。

“锰矿，穷毕生精力找到它，作为地质人，我初心无悔。”周琦对笔者说。

寻找接续资源迫在眉睫 

进入21世纪以来，贵州锰工业迅速发展，锰矿资源需求量迅速上升，锰矿石供需缺口加大。已探明的老矿区锰矿资源几近枯竭，寻找接续矿产资源迫在眉睫。

时任贵州省地矿局103地质队队长的周琦，把找锰当成了第一要务。他带领团队在松桃西溪堡地区开展地质普查评价，历尽曲折，未见进展。接着又在笔架山一带布置了两个钻孔，也没有结果。就这样，吃在大山里，宿在大山里，梦在大山里，周琦恨不得钻进地下看个明白，一探究竟。

2000年春节刚过，第一个钻孔完成，显示无矿；接着打第二个钻孔，结果还是无矿……接连的失败，接踵的打击。矿在哪里呢？如何找到它？

周琦17岁自昆明地质学校中专毕业后，就分配到103地质队，开始寻锰生涯。原有的专业知识，已有的找矿经验，显然不能回答现实问题。接二连三的失败与打击，对于弱者可能是灭顶灾难，对于强者却是营养和力量。逆水行舟，面对重重压力，必须提升自我，站到巨人肩上去。周琦选择考研，下决心深造。他一边探索，一边研学，由硕到博，完成了嬗变。“后来我才明白，传统的外生沉积成锰理论是导致失败的主因，必须寻求新路。”通过孜孜求学与独立思考，周琦渐渐找到了打开“芝麻开门”的钥匙。看那地表露头的锰矿，已经被开采得差不多了，我们必须目光向下，向深部要矿，必须将目光深入到千米以下，寻找地下的全隐伏锰矿。因为限于当时的技术条件，千米以下找“盲矿”，难度大，风险高；而传统的方法是由浅入深，即从露头的矿体顺藤摸瓜，大致推测一个方向，再打钻孔检验是否有矿。周琦认为，这种方法不适用于攻深找盲，也找不到深部隐伏锰矿。

周琦在野外踏勘

关键时刻改变找矿方法 

细节决定成败，思路决定出路。周琦决心沿着这一思路，探索创建一套适合于我国的锰矿成矿理论和找矿方法。理论的“大厦”，总是生长于一砖一瓦。每当野外勘查时，周琦总是发现，锰矿体中含有沥青，面对这一种奇异的地质现象，问号总在脑子里打转，“锰矿里怎么会有沥青跑进来呢？”周琦白天走路在想，晚上做梦也在思。为了搞明白就里，每到野外，周琦就坐在公路边或者坑道中，用心观察锰矿，用素描将形态画下来，用相机拍下来。饿了不知道吃，累了不知道困。回到家就翻资料，分析研究。看到他如此“痴迷”，不少人都觉得不可思议：矿，本就是那样；人，却陷入了物我两忘。可周琦偏偏就死抓住这一细节不放。他翻遍了相关文献，他到处请教业内专家，拜师教授，上下求索路径，苦苦寻找着答案。

周琦决定，再次安排技术人员对西溪堡进行更为详尽的地质工作，在不同的区域点上取样，对锰铬比值进行细致地测试分析。通过数据分析发现，在西溪堡地区，预测的矿体由北到南、从厚到薄、从有到无，分布的规律非常明显。于是周琦便决定在盆地的中心位置设计钻孔，安排带钻普查。

第一个钻孔打下去，到500多米就见到矿，而且品位超过20%，这样高的品位在103队近几年的锰矿勘查中是极少见到的。团队上上下下都感到了振奋。第二个钻孔打下去，却没有见到矿；第三个钻孔打下去还是不理想。是停下来，还是继续勘探？为了证明自己的理论，应当坚持。第四、第五个孔相继见矿了。但整个矿区还不能连成一个整体。周琦经过仔细分析和慎重考虑，决定改变思路，放弃钻探，改为坑道勘探。当坑道打到508米时，主矿体出现了，这是一个相当完整的矿体啊。周琦终于用实践证明自己的找矿理论是科学的！关键时刻，改变找矿方法，变钻探为坑探的思路与决策，无疑是天才灵感之妙笔！

改变世界锰矿资源格局 

2008年8月8日，贵州省地矿局与铜仁市政府签订合作协议，按照“战略合作、促进发展、成果共享、风险共担”原则，对铜仁市优势矿产资源开展合作勘查，由此建立了“地方政府、地勘单位、企业”“三位一体”矿产资源合作勘查的“铜仁模式”。随即，他们对锰矿率先实施了整装勘查，开展了空前的找锰大会战。作为锰矿整装勘查指挥长的周琦，深感找锰突破的历史性机遇来了。他有对黔东地区南华纪“大塘坡式”锰矿从事30多年的理论研究与实践探求，也走出了初期找锰的种种困惑，锰矿找矿新突破的曙光就在眼前。

作为锰矿整装勘查的指挥长和技术总负责，周琦拼了，他带领的找矿团队也拼了。他们不断总结找矿经验，完善找矿理论，使黔东地区南华纪“大塘坡”式锰矿研究不断取得新突破，创立了锰矿气液喷溢沉积成矿原创性理论和隐伏新类型锰矿找矿预测关键技术方法等，用以指导锰矿整装勘查区找矿预测研究和勘查工作。新的找锰理论技术指导和支撑大会战，找矿成果凸显。仅钻探工作量就完成了30多万米 ，若将钻杆相连，可以从贵阳市拉到铜仁市了。就这样，他们先后发现并探明了亚洲最大的锰矿——松桃普觉隐伏超大型锰矿，以及道坨隐伏超大型锰矿、桃子坪隐伏超大型锰矿和松桃高地隐伏超大型锰矿等4个世界级隐伏超大型锰矿，新增锰矿资源量6亿多吨。要知道，全球仅有13个储量超1亿吨的超大型锰矿，贵州铜仁就占4个，不仅改变了世界锰矿资源勘查开发格局，还一举改写了世界超大型锰矿床主要分布在南半球的历史。

梅花香自苦寒来。历经40年，周琦终于建立起一套较为完善的锰矿成矿新理论，并据此创建了一个新的隐伏锰矿找矿预测方法，使我国找锰实现了历史性重大突破，同时还创造了上万亿元的潜在资源价值。周琦因此于2017年获得了我国地质科学领域的最高奖——李四光地质科学奖；2018年，荣获贵州省最高科学技术奖；2020年5月，获得第二届全国创新争先奖状。

四十年，周琦只做了这一件事，把青春无悔地献给高原，将论文写在了祖国的大地上。

46亿年前，地球诞生了，它内部有地核、地幔、地壳结构（图1），外部有水圈、大气圈和磁场。其内部蕴藏的丰富资源是人类赖以生存的物质基础。然而，地球有它自己的“怪脾气”，如地震、火山和泥石流等。这些“怪脾气”让我们人类损失巨大，也让我们人类望而生畏。从人类诞生之初到今天，科学家们都在尝试各种方法找到地球产生这些“怪脾气”的原因及应对方法，从地球表面到地球深部都在做各种探索和测量工作，特别是对地球内部的探索从来没有停止过，意图解开其中的奥秘。但是由于地球内部岩层、水层、温度、压力等的千变万化，迄今为止，我们人类对地球内部的了解仍知之甚少。2013年，我们国家实施了“松科二井”重大地调科研项目，通过向地下钻进深孔获取地壳岩石实物资料，从地壳内部“挖石”来打开探秘地球深部的通道。“松科二井”科学团队披荆斩棘，书写着我国深部探测的新篇章……

那么，靠什么探秘地球深部的秘密呢？让我们一同来看看“松科二井”科学团队的“十八般兵器”和“独门绝技”。本文从取心钻探工具、取心技术创新、“泥浆”以及取心技术探索等四方面论述“松科二井”是如何打开地球深部秘密的。

图1 地球圈层结构示意图

挖石利器——取心钻探工具

地球内部是一个极不均匀和极复杂的球体，从地壳到地核的岩层、水层、温度、压力等千差万别，想要在它上面钻眼“挖石”并非易事。而对于超过7000米的超深井——“松科二井”来说，难度更大。这是因为“松科二井”在向下钻进的过程中，一要保证钻的井眼不能坍塌和崩裂，二要保证取出的深部岩心完好无缺。要想达到这两个目标，不但需要有先进的钻进方法，而且必须有适合地下各种复杂多变地层的“挖石利器”——取心钻探工具。这种取心钻探工具和匹配的钻头是向地下钻进并抓取岩石的保障（图2）。“松科二井”在钻进过程中，其工作过程为：钻头在最底部通过高速转动不断“咬碎”周围的岩石，把中间的柱状岩石样本送入取心钻具里抓取、携带岩心的内筒，而取心钻具外筒源源不断的将钻进中需要的压力和转速传递给钻头，同时在转动过程中修整井壁，保护内筒。

图2 KT 系列大口径取心钻具

独辟蹊径——取心技术创新

传统的科学钻探中大直径井段是先取心钻进一个小井眼，再用扩孔钻头重新钻进去扩大井眼至设计井眼直径。然而，在科学超深井钻探中面临的挑战是如何在大直径井眼中高效钻进，并且完整地抓取岩心。“松科二井”在钻探过程中取得一系列技术创新，如大直径同径取心、长钻程技术和大直径岩心原状出筒技术等，都为我们国家科学超深井钻探取得了技术上的突破。

先来说说大直径同径取心技术。“松科二井”攻克了大直径取心钻头破碎岩石和粗大岩心抓取、携带出井等关键技术，并用国内首创的Φ311mm的大直径同径取心钻探工具直接钻进一个大井眼（图3），一次钻进至设计井眼直径，这样不但省去了传统的“小径取心，大径扩孔”过程中的很多工序，避免了“小井眼到大井眼”钻进中的很多风险，而且节约了大量生产物资，获取的岩心样品实物量是设计的5倍，为地学家们提供了更多极其珍贵的岩心。

图3 Φ311mm大直径取心钻具组装与出井

再来说说长钻程技术。“松科二井”在钻进过程中每次取心钻具装满岩心后需要把井中所有钻具提出，岩心被取出后再把所有钻具下到井里继续钻进。科学家们通过多次试验和技术攻关，实现了长钻程技术的突破，把每次可连续钻进深度（钻程）从10m、20m扩展到30m。在Φ311mm井段一次取心钻进长度（钻程）超过了30m，创造了该领域的世界纪录；而在Φ216mm井段、井深4700m以下一次连续取心钻进长度（钻程）更是达到了41.69m，在更难的Φ152mm超深井段一次连续取心钻进长度（钻程）超过33m，又连续两次刷新了世界纪录（图4）。“松科二井”科学团队所研发的这种长钻程技术大大减少了从井内提出钻杆、下入钻杆的次数，尤其是在井深超过7000m的时候，从井内提出钻杆、下入钻杆一次需要工人36个小时的长时间连续操作，实用价值巨大。因此，长钻程技术的应用不仅减小了工人的劳动强度，压缩了钻井施工周期，而且极大地节约了综合成本，更为以后更深的超深井工程开辟了新技术支撑。

图4 四筒超长取心钻具与单次钻进获取的40m岩心

最后说说大直径岩心原状出筒技术。为了保证大直径岩心出井后能够完整、原状从岩心筒取出，“松科二井”科学团队利用水力出岩心技术与工程现场的液压拆装台架辅助的机械出心技术，保证了4100多米岩心完整、原状出筒，为地学研究提供了一套优质、丰富的岩心实物资料（图5）。

图5 获取的大直径岩心实物

钻井血液——取心钻进中的泥浆

“松科二井”完钻井深达7018m，在超深井向下连续钻进过程中，既要防止上部井眼完好且不坍塌，也要让钻头“咬碎”的岩渣从井底顺利排出，还要保证高速转动的钻头不会因为发热而提前报废，这些都得依靠“泥浆”即钻井液来实现。它就像人的血液一样，在钻眼过程中从地面到井眼最底部不停地循环、净化，传递水动力、冷却并润滑钻具，携带和悬浮岩屑，维护井眼周围井壁的稳定。而且钻井越深，温度越高，钻井液技术难度越大。“松科二井”每往下钻进100米，温度升高3℃~4℃，钻到孔底的时候温度已超过240℃，科学家们通过反复的研究和实验，研发出的新型钻井液配方经受住了井底240℃以上温度的考验，刷新了我国水基钻井液应用最高温度记录（图6）。

图6 钻进过程中泥浆循环流动示意图（黄色箭头表示泥浆流向）

寻找新大陆——取心技术探索

超深井在钻到一定深度的时候会遇到各种困难，比如地球内部温度高、压力大、岩石硬度大、钻眼速度慢等，要想继续向更深的地球内部探索，就必须克服重重困难。科学家们已预想到了这些问题，如在大直径井眼取心钻进中怎么能不把钻杆全部从孔里提出来就可以把岩心全部取上来？在高温地层、坚硬的岩石中怎么能让钻头更高转速去“咬碎”岩石？怎么能在钻眼同时把井眼底下的各种数据直接输送到地面？“松科二井”在实施过程中，科学家们已对大口径绳索取心、涡轮钻取心、井底随钻数据采集与传输等技术做了大量的可行性试验，得到的技术和数据，为今后的万米超深井科学钻探储备了技术力量。

“上天入地”揭开宇宙的神秘面纱，探索地心深处的奥秘，科学钻探“路漫漫其修远兮”，尽管现在我们只钻穿了地球的“皮毛”，但我们相信在科学家们不懈的努力和探索下，通过将来实施的万米科学钻探、超万米科学钻探，定会打开探秘地球深部的通道，那时我们距离地心会越来越近。

矿产勘查技术-地球物理技术论坛现场

“杨文采院士是地球物理学家，中国大陆科学钻探主要参与者，中国地质科学院地质研究所研究员。2005年当选为中国科学院院士。杨文采在泛函分析的基础上建立了一个对各种勘探地球物理方法都适用的反演理论框架，改进了多种地震反演方法。以混沌理论、非线性地震反演方法，开拓了非线性地震反演的新方向，将该理论与方法应用于矿产勘查及建设工程基础调查，对大陆科学钻探主孔岩性构造进行了预测，后续的岩心钻探结果基本证实。”9月22日下午，当记者来到2016中国国际矿业大会矿产勘查技术-地球物理技术论坛现场，论坛主持人——中国地质调查局总工程师严光生对演讲嘉宾的介绍，把我们的思绪带到了地球深部的研究世界。在中国地质调查局首次设立的勘查技术论坛上，与会嘉宾围绕空中、地面、地下深部勘查技术等方面进行了充分的探讨。

关于雅江地球科学的话题

“在松潘-甘孜复理石盆地，三叠纪沉积主要是大陆边缘斜坡的浊积岩相矿床，这里有与浊积岩相矿床相似的泥岩和灰岩，位于被深水覆盖的大陆坡上的三叠纪浊流环境。雅江地区的复理石沉积包括一些结晶基地岩石穹窿，表现为出露的复理石盆地的根。2003年，一家石油公司在这里进行了勘探，发现了很多宝藏,比如初露的复理石盆地的根。在里面有各种各样的红色层级，慢慢渗透到表面上来,老旧的层级和新的层级重叠在一起。第一层级含有一些结晶的岩石，我们把它称作新鲜的盆地。矿体之上的复理石岩表面结构有的像海绵一样，有的像水晶一样透明。”杨院士通过PPT上面图像，给我们揭示了地层深部的一个个奥秘。

“为什么锂出现在雅江复理石残留盆地中？锂怎样变成锂辉石矿？锂辉石矿怎样抬升接近地表，成为可开采的矿？”为了回答这些问题,杨文采为我们分析了雅江盆地的构造演化和锂辉石矿化的成因。

“首先，我们利用三维密度成像方法对地壳结构进行分析，得到各层构造的密度分区图；用重力数据推断出雅江复理石盆地的动力学过程，将其划分为3个不同的阶段：第一个阶段在新生代之前，雅江地区的构造演化与松潘-甘孜地块是相同的。但是在新生代的时候，雅江地区的地壳结构发生了很大的变化，大洋板块往下，两个大地板块汇聚到一起，大海变得越来越小，很多层级在这个阶段形成了，所以松潘甘孜和钱塘江辐射到西边的古特提斯洋中。古特提斯洋的海水在俯冲过程中向下渗入地幔，锂的密度远远轻于海水中的钠和钾，难以在俯冲过程中向下渗入地幔。古特提斯洋的海水中的锂可以累积在海底，在俯冲过程中沉积在复理石盆地中，为后来锂辉石矿化提供了物质来源。在第二阶段，当海水一直流下来的时候，岩石变湿，温度开始变高，造成岩石圈部分发生了熔融，形成了地壳当中的岩浆房。因为地壳岩石的固结和重结晶变质，上面形成丰富的锂矿沉积，继续稳固并向下方蔓延。锂辉石矿在复理石盆地底部形成，受到冲蚀的地表物质填充了盆地，形成了巨厚的复理石沉积。上地壳流变得更加密集，形成三种不同的结构，下地壳流能够腐蚀其它地壳，在中地壳流变成物质向上挤出，使得中地壳增厚。在第三阶段，青藏高原的下地壳流东行到雅江复理石盆地，后造山热流上涌产生低粘度下地壳流,使复理石盆地得到抬升和冲蚀 ，雅江地区变成一个残留复理石盆地，锂辉石沉积在近地表出露。”

“通过以上分析，我们得出结论。”杨文采介绍，当海洋中的盐水向下渗透，穿过俯冲带，富锂盐水在浮力影响下集聚在海底；之后在雅江复理石盆地底部，岩浆热液作用导致锂矿化，产生最初的锂辉石矿体；当地壳增厚上升，并风化和冲蚀之后，锂辉石沉积才能抬升到近地表，成为具有开发价值的能源资源；对围岩和矿体进行化学分析的测试，验证了锂矿成矿作用模型。复理石盆地在全世界广泛分布，它们其中的一些盆地已经抬升，锂辉石具有开发潜力。

航空地球物理勘查技术快速发展

“熊盛青是中国国土资源航空勘探遥感中心副主任、总工程师、博士生导师，长期从事航空地理遥控技术研究和科学管理工作，荣获国家省部级科技奖，出版多部专著。”主持人把下一位嘉宾请到了台上。

“‘十二五’以来，能源和矿产资源更加呈现刚性需求，国家持续加强了战略性资源的地质调查与勘查工作，航空物探工作量保持在每年约50万公里~60万公里。通过推进‘空地一体化’战略，各地加大了对航空物探异常的查证，全国新发现了一批矿床和矿产地。”熊盛青教授介绍，国家“863”计划主题项目《航空地球物理勘查技术与装备》等的实施，促进了我国航空物探自主创新，形成了以自主研发仪器为主的现代化航空物探技术体系，尤其是航磁全轴梯度测量技术、航空重力测量技术和航空电磁测量技术得到快速发展。

“在航空地理物理勘查技术方面，我国取得了多项进展。”熊盛青说，首先，航磁测量技术实现多参量测量，航磁全轴梯度勘查系统实现工程化应用；其次，研制成功航磁三分量测量系统样机，试验飞行取得了可靠的数据，为开展航磁矢量测量奠定了坚实基础；第三，研制集成无人机航磁测量系统，初步达到实用化；第四，航空重力勘查技术的理论和装备研发取得突破，研制出新型航空重力测量系统，填补了国内空白。新型航空重力仪广泛应用于陆海油气调查和勘查，在黄海、渤海、新疆、塔里木等陆海区域油气调查中得到广泛应用，获取了大量高精度航空重力数据。

“在航空电磁测量技术方面，时间域测量技术发展迅速，开始工程化应用。”熊盛青介绍了系统的发展：直升机时间域航空电磁勘查系统目前已达到实用化，攻克了磁矩、噪声、深度等关键技术，用于金属矿产勘查和地下找水，在河南、内蒙古和黑龙江等地开展了矿产勘查、水文地质勘查应用，发现多处航空电磁异常，获取了高精度的电性参数信息。固定翼时间域航空电磁勘查系统试飞成功，并获取可靠数据，为实用化奠定基础。

先进的技术要在实践中得到证实。在谈到航空地球物理勘查技术应用取得了哪些实现效果时，熊教授介绍：一是被广泛用于中国航空航天领域，2011年以来，在重点成矿区带和重要油气盆地开展了1∶5万高精度航空物探调查和综合地质研究，为找矿快速突破提供了丰富的异常信息、基础资料及综合研究成果，完成航空物探测量300万千米以上，覆盖面积100万平方千米以上；发现异常23000处，划分找矿预测区491处；查证航磁异常938处；发现铁、铜、铅、锌、铀等金属矿产地118处。二是空地一体化助推找矿突破。航空重力测量在新疆进行油气空间探测，提出塔里木盆地前寒武系发育“裂-坳沉积体系”烃源岩的新认识；优选5处重点油气预测区块，为区域油气调查评价与战略选区提供参考信息。三是编制出版了首套中国陆域航磁－地质构造－矿产预测系列图、全国航磁油气调查成果图，为深化全国大地构造研究、油气资源远景评价做出了贡献。基本摸清全国铁矿资源潜力，预测全国铁矿资源量约1935亿吨、已探明储量601亿吨、资源潜力约1334亿吨。

“以满足国家需求为导向，以国际先进水平和增强生产能力为目标，以关键技术研究为突破口，以提高航空物探测量系统整体性能和测量精度为重点，在技术水平与调查能力等方面得到快速发展。”熊盛青向与会者介绍了航空地球物理探测技术的明确发展目标：提高探测分辨率、探测深度和探测效率，发展航磁矢量测量和全张量测量技术，自主研制勘查系统，全面实现航磁多参量测量；研制适用于资源勘查和环境监测的新型高能量分辨航空伽马能谱测量系统；大力发展航空重力和航空重力梯度测量技术，实现仪器和软件的国产化；开发大磁矩时间域航空电磁测量系统，探测深度达到800米~1200米，为深部找矿和环境调查提供新的技术手段等。

彩虹无人机大幅度提高作业质量

“石文研究员现任中国航天空气动力技术研究院无人机飞行器总体设计师，是这个领域里著名的专家，长期从事飞行机的总体和气动力设计实验阶段，技术经验丰富。作为总体和气动力技术负责人，牵头突破了多项关键技术，取得了很多丰硕成果。”严光生总工程师的介绍，把与会者带到了无人机的世界。

“我们知道，航空物探既是一个长时间的枯燥工作，也是一个超低空飞行的危险工作。而无人机没有驾驶员，能够自主飞行，尤其是比较长航时的远程，它可以昼夜飞行，现在达到连续飞行50多个小时，未来几年可以中低空飞行100多个小时，过两年航程可以达到1万公里，一次出动作业时间大幅度增加，作业效率大幅度提高。”谈到无人机的发展，石文研究员信心满满。

“近些年来，我们在无人机发展方面取得了显著成效：2013年，我们与中国地调局物化探所和航遥中心合作，将无人机用于航空物探，航磁和航放的技术改装和初期试验，2014年进行了改进，2015年进一步完善，实现无人机平台与航磁航放系统集成，解决了无人机航磁航放系统总体、气动、电磁兼容综合集成等方面的技术问题；在国内外首次实现搭载多参数航空物探载荷的中小型无人机航空物探综合站。”

石文介绍，在关键应用方面，解决了超低空地形跟随技术；通过电子地图的加载与显示，解决了规划过程中航迹点添加、编辑、作业区域确定、航线间距等问题；对于一些要跨越的大高度山体障碍，通过提供友好的人机交互界面、航迹点编辑、辅助工具等，方便了任务航迹规划，增强了危险点自动提取与高度切换航迹点添加功能；突破低成本、超低空飞行远程测控技术，通过海事卫星、超短波电台等技术手段，成功实现大范围、超远距离的数据实时通信。

先进的技术需要成果的验证，石文介绍，在黑龙江嫩江县多宝山整装勘查区，CH-3航空物探系统在大比例尺作业飞行中具有较大优势，数据采样密度较大，具备较强的实际作业能力。2015年，在新疆喀什地区开展了1∶2.5万航磁应用示范工作，设计工作量10000测线公里，实际完成工作量11651测线公里，超额完成了任务，测线分布均匀，保持比较好，满足了设计要求。

“我们愿开放心态，与国内无人机同行及地质调查部门开展广泛合作，促进共同发展，以突破传统概念制约和提倡创新为主题，将航空物探需求和工业部门的技术潜能及发展相互结合，为无人机成为我国未来的主力航空物探装备之一做出应有的贡献。”石文表示。

电磁探测技术须向三维进军

“林品荣是中国地质科学院的高级教授，主要从事电磁技术探测研究，组织承担了国家重大的仪器设备和863的一些重点项目，对我国自主大深度、多功能电磁探测系统进行了研究并进行推广。”随着严光生总工程师的介绍，又把与会者带入了一个三维探测的世界。

“我们知道，电磁探测技术以获取的参量多，探测深度大，在地质调查和深部探测研究中得到广泛应用，特别是在多金属矿产、地下水资源、油气资源和深部地质结构探测等方面发挥越来越大的作用。”

林品荣教授首先介绍了国外这方面发展的情况：加拿大凤凰地球物理公司开发了以30KW为主的V8多功能电法系统，在我国的地质调查中应用效果较好，超过了200套；加拿大矿泰公司开发了大功率的激电与音频大地电磁测深相结合的全景三维分布式电磁法系统等。这些系统的人工源电磁法部分，受发射功率和探测深度的限制，主要适用于中浅部（2000米内）的资源勘查。目前国外正在向更大的大功率或级联式的大功率大深度全三维电磁探测方向研究发展。

林品荣介绍，在国内，中国科学院地质与地球物理研究所开发了可控源音频大地电磁测深与大地电磁测深相结合的SEP系统。中南大学开发出超过100KW的广域电磁法系统。中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所在国家“863”重点项目支持下，开发出60KW的国产大功率多功能电磁法系统（DEM-V），实现了时间域激电、频率域激电、可控源音频大地电磁测深、音频大地电磁测深的测量，填补了国内空白,并取得了良好的应用效果。

“总体来讲，国内开发的仪器大部分是样机，基本上是适用于一维二维探测。而地下地质体大多呈现二维三维的分布，所以说现有技术不能满足地下三维地质体的精细勘查。基于这种现状，我们提出研发大功率、大深度勘查的三维电磁探测技术，满足复杂条件下的二三维探查需要。”林品荣提出了三维电磁探测技术的研究目标。

经中国地质调查局党组批准，2016年8月16日，中共中国地质调查局探矿工艺研究所第五次党员大会隆重召开。大会圆满完成了“两委”换届选举工作。

探矿工艺所党委书记吴琳代表第四届党委作了题为《凝心聚力 开拓创新 继往开来 乘势而上 为谱写探矿工艺所的新篇章而努力奋斗》的工作报告，系统回顾了探矿工艺所十三年来在业务转型、人才队伍建设、党建等方面开展的主要工作和成就，分析了存在的问题，并向下一届党委和纪委提出了建议。栾亚兰同志代表第二届纪委以书面的形式作了题为《强化监督执纪问责 为所的改革发展事业保驾护航》的工作报告。

大会充分肯定了第四届党委、第二届纪委的工作。大会认为，第四届党委、第二届纪委坚决贯彻了党的路线方针政策，坚决执行了局党组、成都市科技局直属机关党委的决策部署，全面推进了党的思想、组织、作风、反腐倡廉和制度建设，为探矿工艺所的发展提供了坚实的思想、政治和组织保障。

大会根据《中国共产党基层组织选举工作暂行条例》的相关要求，严格按照民主选举程序，采用无记名投票和差额选举的方式，选举产生了第五届党委和第三届纪委。新一届党委、纪委分别召开第一次全体会议，选举出吴琳同志为党委书记，胡时友同志为党委副书记，栾亚兰同志为纪委书记。

会议指出此次换届选举是一次新的起点，新一届党委和纪委要坚决贯彻落实好局党组的要求与部署，牢固树立“四个意识”，坚持党要管党、从严治党的方针，认真履行职责，理观念、谋思路，为实现探矿工艺所的结构调整、业务转型打下了坚实的基础。

此次大会的召开是深入开展“两学一做”、落实全面从严治党的根本要求，是加快探矿工艺所发展的一项重大举措，是一次新的起点。对于推进工艺所党内民主，动员和组织广大职工群众统一思想、振奋精神，开创探矿工艺所新局面具有十分重要的意义。

第五次党员大会

党员观看成果展览

党员认真审议报告