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    近日,由中国地质调查局武汉地质调查中心陈孝红研究员牵头负责的公益性行业科研专项“宜昌地区志留系几丁虫与标准剖面数字化研究”项目,顺利通过国土资源部专项办组织的验收,并被评为本年度公益性科研专项十大优秀成果项目。

    该项目针对湖北宜昌及周边地区下志留统埃隆阶底界附近的笔石演化序列、鲁丹阶和埃隆阶底界附近多门类化石(笔石、牙形石和几丁虫)、特列奇阶底界位置以及纱帽组上部砂岩的时代问题,开展了高分辨率几丁虫生物地层学、相关年代地层单位界线层型剖面几丁虫序列及其与相关笔石或牙形石带的精细对比研究。项目组完成《宜昌地区志留系几丁虫与标准剖面数字化》研究报告1 份,发表论文 10 篇(其中 SCI 论文 5 篇),出版专著 1 部,取得了丰硕成果,圆满完成了项目任务书下达的研究任务。

    该项研究成果可广泛应用于地质调查、科学研究与教学工作,所建立的多重划分系统对解决华南不同相区志留系划分对比具有重要意义。通过对古生物化石复苏、多样性与环境演变的关系研究,结合古气候、古地理,成功预测了宜昌地区志留系页岩气有利区,部署鄂宜页 2 井并获得了中扬子地区志留系页岩气的重大发现。目前,鄂宜页 2 井正在进行水平井压裂,有望实现中扬子地区志留系页岩气重大突破。此外,通过志留系标准剖面数字化,探索了快速传递最新科研成果,实现成果共享、推广与运用的新思路。

     

     

    宜昌龚家冲志留系纱帽组发现的几丁虫化石 

     

    宜昌黄花场丁家坡剖面扫描基站的建立 

    宜昌地区志留系几丁虫与标准剖面数字化研究被评为公...

    中国可燃冰勘查利器——海马号无人潜水器

    新华社发

    勘查团队在祁连山南缘钻探发现“可燃冰”。

    冀 业摄(资料图片)

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

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

    中国储量家底知多少

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

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

    四个勘查阶段迎头赶上

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

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

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

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

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

    推进理论和技术装备创新

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

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

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

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

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

    《 人民日报海外版 》( 2017年11月25日 第 08 版)

     

    人民日报:“冰火”勘查诠释中国地质速度(“瞄准世...

    党的二十大报告提出,必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。近期召开的全国生态环境保护大会提出,以高品质生态环境支撑高品质发展,加快推进人与自然和谐共生的现代化。

    如何实现人与自然和谐共生的现代化?在守护绿水青山的N种方式中,科技创新的力量最不可或缺。

    为深入贯彻落实习近平生态文明思想,践行“山水林田湖草沙生命共同体”理念,近年来,国家地质实验测试中心充分发挥自身优势,立足于地学,针对矿山、农田、场地等水土污染与生态环境损毁,创建地球化学工程生态修复技术体系,建立一系列应用示范,取得了重要进展和成果。

    以地学方案解决赣南稀土矿山生态问题

    江西赣州是我国优势矿种离子吸附型稀土矿床的发源地,素有“稀土王国”之称。经历50余年的开发,赣南稀土矿山在为新中国建设立下汗马功劳的同时,对生态环境造成了破坏。

    据了解,赣南稀土开采经历了池浸、堆浸、原地浸提全过程,具有稀土矿区生态问题的典型代表性。江西赣州离子型稀土矿集区位于“南岭丘陵山地带”,有多条重要水系的源头,生态破坏可能影响周边乃至华东、华中、华南地区,生态安全战略意义重大。

    矿山生态修复是生态保护修复的重要内容。科研人员深刻地认识到,矿山生态修复绝不仅仅是复原受损地形、简单绿化,而是必须因地制宜、治标更治本。

    以形成典型生态问题的绿色解决方案为目标,2012年以来,研究团队依托“全国矿山地质环境综合调查与评价(国家地质实验测试中心)”项目以及“矿区土壤生态功能恢复技术”课题,分别在世界离子型稀土矿首发地及开采地赣南足洞废弃矿山及定南岭北矿区进行调查评价、修复技术研发与应用示范。

    针对离子型稀土矿开采后存在的典型生态问题,研究团队建立了障碍度评价模型,分析功能恢复障碍因子;研发了天然黏土矿物材料、复合生物炭材料、生物地毯材料、微生物菌剂材料等一系列土壤改良材料;提供了一套复配型保水保肥材料及三类分区植物配置模式;系统梳理总结了矿山生态修复经验技术,创新研发了稀土矿区土壤原位改良的“天然黏土矿物土壤重构-植被配置技术”“稀土矿区蓝莓修复技术”和“地球化学工程+生态袋柔性结构技术”等系列技术,形成了一套土壤改良、植被配置与土地增值开发为一体的综合修复技术;提出了适用于花岗岩发育区的废弃稀土矿山土壤-植被生态修复的地学综合解决方案。

    研究团队2014年在足洞废弃稀土矿山原地浸矿场建立了废弃稀土矿山生态修复综合示范基地,长期进行修复技术应用和科学研究。2021年,研究团队在定南县岭北废弃稀土矿山堆浸场地开展植被复绿,以及中草药和经果林种植示范,植被覆盖度达到75%以上,经果林亩均收入超过3000元。目前,足洞废弃稀土矿山生态修复综合示范基地已成为自然资源部助力赣州乡村振兴的一个“示范窗口”。定南岭北矿区把矿山综合治理和生态循环农业相结合,打造了废弃矿山治理的定南样板,为我国南方离子型稀土矿区构建绿色种养循环农业提供了经验参考。

    废弃稀土矿山修复前后对比图

    “修复后,矿区水土流失率从85%降至10%,氨氮污染程度平均下降10%,土壤有机质含量提高21%以上,植被覆盖率提高90%。与传统修复方法相比,修复成本降低了30%至50%。修复后,矿区土壤肥力由最低肥力提高至中等肥力水平,示范基地种植的高附加值的经济作物蓝莓亩产1500斤,每亩经济收入约3.5万元至5.0万元。经多年跟踪检测,蓝莓果实中有害元素含量远低于国家标准,且富含有益人体健康的多种营养元素。”科研人员用数字证明,相关成果在实现生态效益的同时,为当地生态修复产业发展和乡村振兴带来了新希望。

    对于下一步工作,科研人员表示,将开展不同类型稀土矿山生态修复技术攻关,建设南方离子型稀土矿生态修复示范区的“赣州样板”,进一步加强废弃稀土矿山增值利用技术在江西、广东、广西等地的推广应用。

    以改良技术助力张北盐碱地增产增收

    盐碱化被称为土地的“顽疾”。“春天白茫茫,夏天雨汪汪,十年九不收,糠菜半年粮”,一首民谣道出了盐碱地上种粮之难。我国盐碱地多,开发潜力大。破解盐碱地综合利用这个战略问题必须发挥科技创新的关键作用。

    2020年至2022年,国家地质实验测试中心在北京市西城区政府对口帮扶县——张北县组织开展了700平方千米的生态地质调查,取得明显成效。调查发现,张北地处北方干旱半干旱气候区,区内年均降水量300毫米,年均蒸发量1850毫米,蒸发量是降水量的6倍左右,加之季节性河流的多次丰枯,快速交替,表层土壤的水盐迁移运动以上运行为主,使得浅层土壤中盐碱离子无法随水淋滤进入深层土壤而富集于地表,是区域土壤盐渍化形成的重要诱因。

    针对张北地区土壤盐碱化特点,科研团队研究提出“根系微障-生物质炭”生态保护修复方案,在保水保肥、提高地力、“以肥代药”等方面效果显著。

    改良耕地与周边盐渍化耕地对比

    改良后作物

    所谓“根系微障-生物质炭”生态保护修复方案,是研究团队运用2018年自主研发的在重金属污染稻田改善土壤微环境取得显著效果的“根系微地球化学障”技术理念,针对张北盐碱地高盐、高碱、有机质与养分含量较低、质地疏松等问题,研发具有高有机质含量、高比表面积等特征的生物炭-天然矿物复合材料,在播种时期随种子和种肥施入作物根系土壤,通过构建“微型屏障”有效降低土壤pH值、提升土壤肥力、限制盐分在土壤-作物系统中的迁移转化、为微生物扩展生存空间,实现盐碱地“重茬”问题低成本、高效治理。

    据介绍,通过调查、研究和应用,实验测试中心与北京市西城区政府、河北省张北县人民政府和张北厚道养生盐碱地种植公司联合建立了张北盐碱地改良应用示范基地——生态修复示范基地,示范面积1100余亩,成功实现了盐碱土地改良。通过种植藜麦、甜菜、油莎豆等高附加值作物,产量产值均有明显提升,每亩增收均超过千元。张北县人民政府认为“系列成果为该县构筑现代农业体系、打赢脱贫攻坚战、推动乡村振兴战略实施等提供了强大助力。”2023年5月27日,河北省委书记、省人大常委会主任倪岳峰在该基地视察调研时强调,要进一步扩大盐碱地改造规模,提高盐碱地综合利用效率,把开展盐碱地综合利用摆上重要位置,充分发挥科技创新的关键作用,加大盐碱地改造提升力度。据了解,下一步,研究团队将在扩大张北地区盐碱地改造提升规模的同时,加大不同类型盐碱地改良和综合利用科技攻关力度,提出“品种-农艺-工程-产业”一体化盐碱地综合利用解决方案,为我国开展大面积盐碱地改造提供可借鉴的示范样板,服务国家粮食安全战略。

    以初心和使命做美丽中国建设者

    除了上述两处亮点,国家地质实验测试中心从20世纪90年代初即开始环境地球化学与生态保护修复研究,主持相关项目20余项,积累了丰富的经验。特别是在我国全面推进生态文明建设以来,国家地质实验测试中心承担了一系列有关生态环境修复的项目,开展生态修复技术研发与示范,并获得了令人瞩目的成绩:

    ——在江西德兴铜矿源头开展工作,将微生物技术应用到酸性矿山废水治理工作中,在保证处理效果的同时,考虑修复治理成本为企业增加收入,改善修复工艺,研发修复装置,取得了良好的效果;

    ——在江西赣州市,开展在产农田重金属污染修复工作,首创性提出“根系地球化学障”修复模式和技术,使稻米中镉去除率超过80%,显著降低修复参与人员的劳动强度和修复成本;

    ——在湖南湘潭,针对化工场地多重金属-有机污染物的复合污染土壤问题,提出了电动化-稳定化修复技术,为复合污染场地修复和复垦提供了经济高效的新型技术方法;

    ——在云南安宁,采用多层次植被搭配技术建立生态恢复示范区,实现矿山采空区植被快速恢复,实时监测生态参数,调整植被养护方案……

    纤纤不绝林薄成,涓涓不止江河生。

    随着一个个项目的实施、一项项新技术和材料的研发和应用,越来越多的成果从实验变成示范,把“白茫茫”变成“绿油油”,把满目疮痍变成绿意融融,把寸草不生变成姹紫嫣红。

    “其实,除了我们的技术支撑,这些成绩的取得也来自各方的支持和配合。”研究团队成员举例说,2020年“全国矿山地质环境综合调查评价”项目野外工作任务重、时间紧,项目组临时党支部积极与当地党支部对接,通过党建活动建立了良好的互助合作关系。赣南地质调查大队(现更名为:江西省地质局第七地质大队)第一时间派出10余名专业技术人员支援项目开展野外调查、取样等工作,并提供样品存放和加工场地。在赣州红色热土工作期间,项目组成员在不断提升业务水平的同时,收获了更多的精神财富,秉持理想信念、坚守初心使命、敢于担当作为。

    生态修复工作常常要面对恶劣的环境、艰苦的条件、棘手的问题,但当被问及如何面对与克服这些困难时,团队成员用朴素的话语道出了他们十足的信心和决心——“乐在其中,我们就是想把生态修复的文章写在祖国大地上。”

    生态修复,非一日之功。期待,在新时代新征程上,他们继续以科技创新为笔,为建设美丽中国书写高质量发展的“绿色答卷”。

    把生态修复文章写在祖国大地上

    3月11日,第十八次李四光地质科学奖科研奖获得者、中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)原副总地质师肖克炎研究员新申报的战略矿产项目“战略性矿产资源大数据综合信息预测与找矿勘查示范”通过评审。在过去的40年间,从数学地质到数字化矿产预测,从信息化大数据分析再到如今的智能化资源勘查,肖克炎始终围绕国家需求、紧盯科技前沿刻苦钻研,奋战在中国地质行业数字化、智能化研究的前沿,成为这一进程的缩影和地质科学工作者的榜样。

    肖克炎研究员获李四光地质科学奖科研奖

    理想:将“计算机+矿产预测”作为“一生的事业”

    1980年,16岁的肖克炎考入湘潭矿业学院地质系煤田地质与勘探专业。如果不出意外,他的人生轨迹也会像他的许多大学同学那样,毕业进入煤炭行业,一生从事煤田地质方面的研究和实践。

    不过,20世纪80年代初,改革开放的浪潮席卷中国大地,对“科学技术现代化”的渴望蓬勃生长。那时的湖南,一件大事正在发生。1983年12月22日,中国第一台每秒钟运算一亿次以上的“银河”巨型计算机,在位于长沙的国防科技大学计算机研究所问世。“银河”对青年肖克炎的影响是巨大的,从小头脑活跃、热爱数学的肖克炎看到了计算机在煤田矿产资源领域的巨大应用前景。

    1983年年底,他为自己的实习论文圈定了两个方向——矿产资源趋势分析、计算机应用。学校没有计算机怎么办?在学校的支持下,肖克炎在核工业二三〇研究所(原长沙铀矿地质研究所)借了一台进口巨型计算机,它几乎占据了整个屋子。有了这个“宝贝”,肖克炎花费一个星期时间,对湖南湘中盆地煤田沉积谷地的矿产资源进行了5次趋势分析,圆满完成了实习论文。

    这次成功尝试,点燃了他以数学研究地质的兴趣和志向。当然,那时的他,还不知道未来计算机技术将飞速发展,更不知道自己将以此为起点,与“计算机+矿产”打一辈子的交道。

    1984年,肖克炎考取长春地质学院数学地质专业硕士研究生,师从著名数学地质专家王世称教授,并继续攻读该专业的博士学位。

    数学地质是用数学分析及建模的手段,对地质问题进行规律性的研究。然而,把复杂的地质现象进行定量化研究实非易事,不仅需要把矿床成因、地球探测信息技术、计算机等多学科的知识进行交叉、融合,更需要具有宏观的科学视野和创造性的数理推算能力。在学习和实践中,肖克炎不断探索多元统计分析方法的应用、金铜异常区复合模型的建立以及综合信息矿产预测等领域,像海绵吸水一样,在课堂授课、实习项目和国内外资料中汲取知识和经验,并最终将自己的专业方向确定为矿产预测。这也是他坚定不移的选择,为他未来的研究奠定了坚实的基础。

    在长春地质学院学习期间,肖克炎展现出了非凡的勤奋和才华。他发表了数十篇论文,远超学校规定的数量。期间,他还参与了由王世称教授主持的《综合信息矿产预测理论与方法体系》项目,并获得了国家科学技术进步奖二等奖。

    1991年年底,肖克炎博士毕业后不久,中国地质大学开始招收博士后。在博士后流动站和长春地质学院之间,为了自己的梦想,他选择了前者,来到武汉,成为中国地质大学“矿产普查与勘探”博士后。师从我国著名数学地质学家、原地大总校校长赵鹏大教授,进一步深化对数学地质的研究和应用。1993年博士后出站,已晋升为副研究员的肖克炎,来到资源所成矿远景区划研究室(简称“区划室”)工作。

    直到现在,肖克炎都很庆幸自己的“运气”,不仅能师从于数学地质领域有着“南赵北王”之称的两位泰斗,还能在中国矿产资源顶级科研院所找到专业最对口的工作岗位。当然,这份幸运并不是偶然的,而是他坚守初心、不懈努力的结果。 

    肖克炎研究员野外工作

    使命:“成矿区划”→“潜力评价”→“深部预测”

    踏上工作岗位,正直20世纪90年代,全国地质工作陷入低谷期,而肖克炎的“好运”却并未离他而去。

    肖克炎刚刚来到资源所,就赶上了一个大项目——全国第二轮成矿区划工作,并在其中从事成矿远景区划计算机化及GIS应用研究。巧合的是,肖克炎本科和硕士期间,也曾参与过全国第一轮成矿远景区划的部分工作。

    这个项目由时任中国地质地科院院长和地质矿产部总工程师的陈毓川组织领导。此时,经过数十年的找矿,不少地区已转入隐伏矿床、盲矿床预测寻找和评价阶段,找矿难度大,必须筛选出具有较好成矿远景的重点区域,形成“以点带面、点面结合”的找矿突破。同时,当时的地质科技与成矿理论较之改革开放前有了明显的进步,急需使用新理论、新技术综合研究最新的资料,指导找矿。

    陈毓川找到肖克炎,阐述了中国成矿体系和第二轮成矿区划工作的目标,以及应用计算机技术对区域成矿规律进行研究的设想。他强调,一定要注重开展全国和区域性物化资料综合研究,进行矿产预测和评价;要瞄准世界先进水平加快发展勘查技术,加快现代计算机技术的数据处理和成图技术研究,实现“地矿工作信息化”。

    肖克炎始终认为,陈毓川院士是自己重要的伯乐和导师。通过陈毓川指导与项目实践,肖克炎的学术视野愈发开阔明朗,牢牢把成矿系列理论作为计算机技术应用的基础和出发点,成为他所坚守的、不同于其他矿产资源数字化、智能化研究团队的鲜明特点。

    在第二轮成矿区划工作中,肖克炎作为主要骨干,带领团队逐步建立了以成矿系列理论为指导、以GIS计算机技术为支撑的综合信息矿产预测方法体系,开展了不同比例尺矿产资源方法学比较研究,提出了预测底图编图综合解释模型,完善了综合信息找矿评价模型的研究内容方法,编制了首张中国矿产成矿系列图和跨世纪找矿工作部署图,建立了全国成矿远景区划数据库。

    时间紧、任务重。有时候,“活儿”要得急,肖克炎经常要加班到下半夜。好在,辛勤的汗水换来了扎实的成绩:第二轮成矿区划成果“中国成矿体系和区域成矿评价”,在2004年获得国家科学技术进步奖二等奖,肖克炎是主要完成人之一。

    大项目催生大人才。1996年,肖克炎被破格晋升为研究员,1997年开始担任资源所成矿远景区划室总工,2000年,被任命为区划室主任。2006年,原国土资源部部署全国矿产资源潜力评价国情调查工作。这次,作为学科带头人的肖克炎,毫无悬念地成为其中“全国重要矿产总量预测”项目的总负责。

    从2006年到2013年,肖克炎上满了“发条”,瞄准“总量预测”目标任务,创立了矿床模型综合地质信息矿产预测方法;研发出地质专家系统预测与综合信息预测的预测模型,总结了以计算机信息技术为手段,运用矿床模型地质参数法进行资源潜力估算的预测工作方法流程;首次提出区域预测综合信息编图的综合解释模型、矿产预测类型、矿产预测方法类型、最小预测区等概念,创新发展了矿床模型地质参数资源量估算方法;建立了全国矿产资源潜力预测评价成果数据库,为国家资源决策提供了权威国情数据。

    肖克炎研究员在野外与国际知名专家共同野外查证

    矿产资源潜力评价预测成果促进了地质工作顺应时代的发展:广泛应用于我国“十三五”各类矿产勘查规划部署,厘定了我国26个重要找矿部署区带,优选110余处国家重要整装勘查区和矿集区;支撑国家找矿突破战略行动和矿业企业的矿产勘查,推动新发现多处大中型矿产地,实现找矿工作重大突破。即使是现在,其成果仍在发挥着重要作用。

    近年来,矿产勘查逐渐向深部转移,肖克炎智能勘查技术的研发目标也“由浅入深”,在科技部深地资源勘查开采专项“深部资源预测系统技术研究与示范”项目的支持下,围绕深部资源预测需求,系统开展了深部矿产资源预测理论研究、关键技术、平台系统研究,突破了成矿空间三维结构重建机制、深部矿化定位机制及深部预测途径等关键技术瓶颈,首次建立了找矿模型—三维建模—定量预测三元大数据深部矿产资源预测理论方法,自主研制了一套具有自主知识产权的深部综合信息预测评价平台系统,创新研发了深部成矿构造、地球物理、地球化学和地质异常的时空结构解析方法与深层次信息提取新技术,解决了矿集区深部成矿空间三维结构重建、成矿地质异常空间重构以及矿化空间定位等技术难题,推动了我国深部找矿、三维预测领域的技术进步。 

    深部找矿勘查示范基地

    一个个走在科技创新“风口浪尖”的大项目,有效地支撑服务了国家矿产资源安全保障和资源管理,引领了我国矿产资源潜力定量评价与预测科学进步。它们不仅赢得了近十个国家和省部级奖项,也为肖克炎带来了诸多荣誉:俄罗斯科学院与工程院外籍院士、享受国务院政府特殊津贴,以及部百名跨世纪科技人才、原国土资源部先进个人、自然资源部科技创新人才、湘江学者、楚天学者、珠峰人才等称号,而2023年获得的第十八次李四光地质科学奖科研奖,更是对他在地质科研方面突出贡献的充分肯定。

    与此同时,肖克炎不仅在个人学术研究上取得了显著成就,更在团队建设方面展现出卓越的领导力。

    在全国矿产资源潜力评价和国家重点研发计划等项目的实施过程中,他建立了一支集成矿规律、潜力评价、数学建模、软件工具研发等全链条、多层次的高水平科研团队,形成了全国领先的大数据智能找矿“理论—方法—系统平台”完全自主知识产权的开创性成果。

    在他的指导下,团队突破学科壁垒,出色完成了全国25种重要矿产资源2千米以浅资源量预测研究,圈定了各类找矿靶区4万余处、成矿远景区2000余处、重要矿集区240余处,并科学估算了不同深度预测资源量。在山东莱州—招远金矿整装勘查区、四川会理—会东矿集区、湖南—贵州锰矿整装勘查区、贵州贞丰—普安金矿整装勘查区、甘肃玛曲—合作金矿整装勘查区、西藏冈底斯成矿带等地,开展了深部(3000 米以浅)三维预测评价及找矿预测示范,取得了多项找矿突破。由此,肖克炎科研团队在国际SCI期刊上发表了论文106篇,获得发明专利24项,软件著作权27项,6人获得省部级及以上荣誉称号;培养了博士后5人、博士50余人、硕士100余人,为相关行业、企业输送了大量高素质人才。同时,举办各类培训班40余次,培训了行业、企业技术骨干近千人,他本人还在商务部举办的“一带一路”非洲预测方法培训班中多次授课,近千名国外地质专家聆听相关课程。这些工作和成果在学术界产生了广泛的影响,为矿产预测定量化发展作出了重要贡献。

    未来:发展人工智能预测技术是“创新的高地”

    所谓矿产预测,就是在现代地质成矿理论指导下,对预测区的地质、地球物理、地球化学、重砂和遥感等各种成矿信息进行提取解译,并使用先进的多元统计方法和计算机技术进行综合,从而确定成矿有利地段和靶区,并最终估算其矿床数和资源量。

    在如今的矿产预测领域,很少有人不知道MRAS(矿产资源综合信息评价系统)和MinExplorer(探矿者软件)。这套由肖克炎带领团队在全国矿产资源潜力评价项目实施期间自主开发并拥有全部核心技术与知识产权的矿产资源预测评价系统平台,打破了国外在此领域的技术壁垒,填补了我国矿产预测信息化领域的空白,已被全国32省(区、市)的上千家地质调查单位全面应用。 

    探矿者软件(MRAS3.0)赠送仪式

    科学的探索从来都是循序渐进、厚积薄发。

    早在1996年,肖克炎申请承担的“基于GIS平台矿产资源评价辅助决策系统”,在国内首次提出将传统矿产资源评价与现代地学信息技术相结合的研究思路并研制了MRAS软件系统;2002年,肖克炎承担国家863项目“地学空间信息三维可视化系统”,通过基于GIS的资源评价分布式网格计算,开始了对“探矿者”软件核心技术的研发与积累;2006年~2013年,“探矿者”在全国危机矿山找矿专项中推广应用,形成了矿床勘探3DEM储量估算系统;之后,“探矿者”升级为v3.0版本,实现了对三维数字矿床模型及深部矿产资源的立体预测评价。

    MRAS打通了矿产资源评价的GIS工作流程,实现了多源信息变量自动赋值及预测单元自动划分,彻底地改变了以往在预测单元选择、变量研究过程中进行矿产资源统计预测的费时费力的工作环境;而探矿者软件,则是一套适合地质矿产勘查、三维可视化智能分析、三维预测评价系统,其自主研发的三维矿产勘查评价智能地质制图、三维地质建模、三维可视化等底层核心技术,实现了从二维平面预测向三维空间立体预测转化,也使传统统计预测要几个月完成的工作,缩短到几天就可以完成。

    这些,都颠覆性地提升了地质工作中矿产预测的工作模式、准确度以及经济性。

    探矿者地质矿产勘查软件系统(MRAS v3.0)

    30多年对矿产预测数字技术的研发与应用,让肖克炎深深地体会到了“大数据驱动”已成为新的科学范式,而对前沿科学极为敏感的他则清晰地意识到,发展新一代人工智能预测技术是当前资源评价领域创新高地,地质找矿工作智能化已是“奔腾的江河”,必然势不可挡、必然汹涌向前。

    如今,在“人工智能+”找矿的大趋势中,肖克炎又针对战略性矿产资源开始了新的研究探索——通过战略矿产项目“战略性矿产资源大数据综合信息预测与找矿勘查示范”,针对锂、钴、镍等11个战略性关键矿产资源,创新大数据预测评价基本理论、方法流程、预测模型及成果表达等,研发智能地质预测模型和大数据精准预测技术,创新资源评价知识驱动和数据驱动双引擎,突破智能地质模型预测计算机关键技术,形成新一代智能战略性矿产评价软件系统,解决资源评价软件卡脖子难题。

    又是一场硬仗。在今后的4年中,肖克炎将带领项目团队,完成战略性矿产超常富集机理及成矿模型研究、战略性矿产大数据综合信息提取与智能预测方法技术研究、战略性矿产数字矿床模型及预测评价系统平台研发、战略性矿产重点成矿区带资源潜力定量评价、战略性矿产重点矿集区三维预测与找矿勘查示范等课题,继续推进矿产资源大数据智能预测评价水平,为国家提供更多的找矿新靶区,尽快找大矿、找好矿、找急需的矿提供重要支撑。

    熟悉肖克炎的人都知道,他有着地质人的豪迈大气,也有着数学家的精细严谨,既有身为学者的“勇攀高峰、敢为人先”,又有作为教师的“春风化雨、玉汝于成”。30多年来,被同事、学生称为“拼命三郎”的他,始终把李四光等地质先辈的科学家精神视为榜样和指引,以服务国家需求为己任,勇于创新、勤于实践,全身心地投入到了“推动矿产预测理论技术进步”的事业中,而未来,面对国家对能源矿产资源的全新需求和日新月异数字技术的不断召唤,他以科技创新驱动大数据智能预测方法研发的步伐也将更加坚定。

     

    深耕资源评价智能化——记第十八次李四光地质科学奖...

    “三稀”矿产资源因其独特的物理、化学特性,在工业应用上拥有广阔前景,在新兴产业中扮演着重要角色,也决定了其在支撑我国高质量发展,为第四次工业革命凝聚转型力量,以及在提高国际竞争力中的独特地位。合理开发利用“三稀”资源,离不开及时、超前的专业研究。21世纪以来,我国“三稀”矿产资源勘查进一步得到重视。自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所稀有稀土贵金属研究团队应运而生——

    自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)作为我国科技创新体系的组成部分,中央公益性地质调查队伍的核心力量之一,为国家解决一批制约矿产资源勘查评价的战略性、关键性和基础性重大地质问题发挥着支撑作用。而该所稀有稀土贵金属研究团队(研究室)(以下简称“三稀团队”),就在这样的攻坚破难中争当中流砥柱。

    平均年龄不到40岁,近5年共承担项目39项,项目总经费3.8亿元,发现超大型锂矿床1处,提交锂矿资源量(Li2O)百万余吨,出版专著8部,在核心期刊及以上发表论文85篇,获得各项奖励15项,培养硕士、博士及博士后62名——在现任研究室主任王登红研究员的带领下,这支精干的团队以国家需求为目标,在理论创新、找矿实践和服务矿政管理等方面取得了一批重大成果。

     

    团队成员在云南考察稀土

    以创新为引领,全力支撑找矿突破服务矿政管理

    “三稀”矿产资源即稀有、稀土和稀散金属,是“十二五”规划提出的“培育发展战略性新兴产业”(新一代信息技术、节能环保、新能源生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等)所需要的功能材料、结构材料。自此,“三稀”矿产不再是其他矿种的“附属品”。“十三五”期间,《全国矿产资源规划(2016-2020年)》首次提出了战略性新兴产业矿种概念,首次提及石墨、锂、稀有、稀散矿种并将其放在较高位置,强调“立足国内、守住资源安全底线”。

    2010年10月,国务院出台《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,2011年初,在原国土资源部和中国地质调查局统一部署下,资源所重建了以在矿床学领域经验丰富的王登红研究员为首的三稀团队。该团队以“80后”博士为主,最终形成了4个主要研究方向:以李建康、刘善宝、王成辉、孙艳等为骨干的稀有金属研究方向,以赵芝、赵汀、于扬、代晶晶等为骨干的稀土矿产研究方向,以黄凡、王岩、李德先等为骨干的稀散金属矿产研究方向,以及以陈郑辉、赵正、应立娟等为骨干的成矿规律研究方向。

    近20年来,在陈毓川院士等老一辈的指导下,该团队开拓进取,硕果累累。

    在理论研究方面:编写了国内外第一部《地幔柱及其成矿作用》专著,对开展国内地幔柱及其成矿作用研究具有深远影响;首次编制了1∶500万“中国岩金矿床成矿系列图”; 四川杨柳坪铂族元素矿床中高含量热液型铂族元素矿石的发现,推动了当地通过招商引资开发四川、云南等地的贵金属矿产资源;创新性地提出“成矿谱系”“成矿系列组”等新概念,显著提高了矿床成矿系列的研究水平,获得国土资源科学技术奖一、二等奖及国家科技进步奖二等奖等多项成果,被认为是“跨世纪”成果。

    近5年来,该团队根据国家保护优势矿产资源和大力发展新兴产业的新形势、新要求,及时服务于国家目标。

    一是保持国内区域成矿规律研究领域领先地位。申请的“中国矿产地质与成矿规律综合集成和服务”被列为中国地调局十三五创新项目,出版的《中国重要矿产和区域成矿规律》获第六届中华优秀出版物奖图书奖。

    二是提升了“三稀”矿产资源领域的研究水平。在稀有、稀土、稀散新型矿产资源方面开拓了新的研究领域,将环保和地质矿产评价有机结合起来,创造性开展水系、动植物化学、遥感地质、动态资源评级等地质矿产评价方法,并获得了4项发明专利,发表的《中国三稀矿产资源战略调查研究进展综述》被评为“2014年中国百篇最具影响优秀国内学术论文”。

    三是树立并发展了21世纪成矿系列成矿体系研究的理论自信和方法自信。推进研编承载历史使命的《中国矿产地质志》系列丛书,目前已完成《中国矿产地质志·江西卷》、《中国矿产地质志·矿产地名录卷》、《中国矿产地质志·钨矿卷》等近20卷。

    在找矿成果方面:近年来共发现大型金矿床1处、超大型锂矿床1处、中型钨矿床4处,探获金资源量(Au)68吨、锂矿资源量(Li2O)约100万吨、钨矿资源量(WO3)8万余吨,为缓解国家战略性新兴矿产紧缺作出了贡献。

    以党建促业务,充分发挥党支部战斗堡垒作用

    14名成员中,有13名党员——党性是三稀团队最鲜明的旗帜。

    2012年,《我国三稀资源战略调查研究》工作项目升格为中国地质调查局计划项目,由资源所组织实施,利用两年时间,初步摸清了全国“三稀”资源家底,项目获评2017年度中国地质科学院地质科技十大进展以及中国地质学会十大地质科技进展。该团队因雷厉风行的作风和突出的成绩,被原国土资源部领导称赞为“三稀别动队”。

    治国安邦,重在基层;管党兴党,重在基础。研究室作为科研基层单位,党建工作是科研能力提升、人才队伍建设、职能作用发挥的重要前提和基础。三稀研究室党支部通过认真落实“三会一课”制度,在四川甲基卡、赣南、华南等项目组建野外临时党支部,不定期组织党员开展爱国主义教育和党性锻炼,全体同志认真学习领会党和国家大政方针,保证科研工作正确政治方向。同时,他们通过党建工作沟通思想、统一思路、激励干劲,凝心聚力推动科研业务工作创新发展。

    三稀团队成员牢记使命,始终把攻坚克难、为国找矿作为自己的首要目标,时刻传承着共产党员的优良传统,践行着 “责任、创新、合作、奉献、清廉”的新时期地质工作者核心价值观。

    有困难自己先上,工作中坚韧不拔、细致入微。三稀团队成员充分发挥党员先锋模范作用,坚持工作优先原则,出差拔腿就走,节假日加班加点是常事,培养了过硬的战斗作风和密切协作的团队精神,党支部战斗堡垒作用得到充分发挥。

    实践出真知,坚持寻真理,是做好科研工作的基本。三稀团队坚持每周例会制度,并坚持把党建工作纳入其中,做到内容丰富、主题鲜明、目标明确。在交流中发现问题、分享经验。更加难能可贵的是,多年如一日的坚持,使得三稀研究室这项传统和特色在全所起到了很好的示范作用。

    结合自身科研工作,该支部科研人员积极落实科研成果转化,投身长江流域资源绿色开发,推进资源、环境、综合利用等多位一体调查评价,取得重要进展,为国家重大战略计划提供了技术支撑。

    以作风为保证,高度重视育人树人工作

    对照国家发展和资源安全保障的需求,“三稀”调查研究急需后备人才,王登红看在眼里、急在心上,他深知必须尽快培养一支高素质、能战斗、年龄结构合理的队伍。

    在工作上极为“讲究”,业绩突出;在生活上又极不“讲究”,朴实无华。经年累月下来,王登红给人印象最深刻的便是他那标志性的“三件套”——一身早已洗得发白但干练的西服、一双简单而朴实的布鞋,还有一个满是线头的“神秘”书包——里面装着如数家珍的书籍材料。在王登红的言传身教下,三稀团队不忘初心、牢记使命,勇挑重担、奋勇向前。

    通过三稀项目,赵汀教授级高工提出了稀土单元素圈矿的方法,建立了运用克里格法动态计算储量的新方法,构建了全球三稀矿产数据库,编制了图集,其集成创新成果为稀土矿产精细管理提供了服务支撑;赵芝高工在离子吸附型稀土系统矿物学研究方面取得了一系列新成果,把我国离子吸附型稀土矿的成矿理论提高到新的水平;于扬助理研究员在赣南通过6年坚持不懈分季度的采样监测,基本查明了离子吸附型稀土开采对于环境尤其是水环境影响的各种因素,建立了稀土矿山环境评价的理论模型与SMAIMA工作方法体系,为矿山环境评价和治理提供了新的技术平台;代晶晶副研究员在运用遥感技术、开展稀土矿区水体中稀土含量定量评价和稀土非法开采监测与预警系统的构建等方面取得了创新性成果,获得“离子吸附型稀土矿非法开采监测与预警系统和方法”和“基于地面反射光谱的水体中稀土浓度定量评估系统和方法”两项国家发明专利,为稀土开发动态监管提供了新武器……在项目中成长,磨炼了研究室年轻人的意志,业务能力明显提升。

    以我国三稀资源战略调查项目为依托,王登红在6年时间里培训了全国33个单位220余人组成的“三稀资源团队”。在他培养的学生中,有多人获得程裕祺优秀研究生奖等奖项。经他指导的一线地质队员,不少已成为了队里和项目组的领军人才,甚至还有人在找矿勘查实践中取得了较大突破。

    一年年春华秋实,一载载桃李芬芳,他所传播的正能量将继续影响更多后来者,也会让更多年轻人成长为国之栋梁,受益终生。

    以国家需求为导向,不断挑战更大的突破

    自然资源部在前不久召开的2017年全国矿产资源储量情况新闻发布会上通报,2017年我国主要战略性矿产资源储量均实现增长。“三稀”(稀有、稀土和稀散)金属矿产2017年查明资源储量大多数增长,其中钪矿和铼矿查明资源储量增长明显。但是,锂矿和锆矿增长缓慢,只有0.6%和0.2%。此外,我国三稀资源综合利用水平也亟待提高。

    面对新形势,三稀团队有了新任务。“下一步,我们将在两个方面下工夫:一是全国重要矿产成矿规律研究,动用全国地质工作者之力,系统总结自新中国成立以来的钨、锡、铜、金等18个矿种的成矿规律,研编《中国矿产地质志》,进一步完善成矿系列理论体系,提升我国矿产资源领域的研究水平,指导地质找矿取得新突破,为我国经济发展提供矿产资源安全保障,为国家和地方政府制定矿业发展规划提供技术支撑;二是全面了解、掌握我国三稀供需形势、资源现状、成矿规律、应用领域和技术发展趋势,分析三稀金属矿产开发利用关键技术研发需求,指导三稀金属成矿区带远景调查和重要找矿远景区调查评价,实现找矿新突破,建立三稀矿产资源勘查、开发评价指标体系,为国家提供三稀资源后备基地。”王登红表示。

    钉牢一颗再钉下一颗,不断钉下去,必然大有成效——这是科学研究需要的“钉钉子精神”。资源所三稀团队就像一颗钉子,扎根在三稀资源最需要的地方,做未知领域的理论研究主力军。

     

    以钉钉子精神做科研

    “目前,矿业领域国际合作喜忧参半,地质调查国际合作向纵深推进,境外矿产勘查步伐逐步减缓,境外矿山开发仍处于爬坡阶段。”在中国地质调查局发展研究中心近日召开的2017年度成果交流会上,该中心境外地质调查部张伟波作了《“一带一路”矿业国际合作的中国脚步》的报告。

    据悉,共有6项研究成果参加汇报交流并获得了与会领导和专家细致而深入的点评。除了境外地质调查部外,该中心发展战略研究部门、地质调查业务支撑部门、地质资料开发服务部门、信息化建设部门和矿产勘查技术指导中心等部门均推荐研究成果参加了汇报交流,内容包括“基于风险的地质环境承载力评价研究”、“我国固体矿产勘查形势分析与对策”、“地质资料信息管理服务系统总体思路”、“地质云分布式数据中心建设与应用”、“运用政策红利助推找矿突破”等。

    与此同时,此次交流会还设置展台展示最新地质图件和成果专著,该中心各项目组向与会代表分享了部分报告、图件和光盘。中国地质科学院李廷栋院士、陈毓川院士,国务院参事张洪涛,中国地质大学(北京)校长邓军,国务院发展研究中心周宏春,以及来自国土资源部规划司、财务司、地勘司、开发司、环境司、科技司和中国地质调查局发展研究中心的学术顾问、特邀专家及部分职工等共约120余人参加了交流会。

    “2017年,中心调整了业务布局,科研业务工作均取得丰硕成果。作为主要完成单位,中心共获得各类科技成果奖项11项,其中,作为第一完成单位申报的《全国危机矿山接替资源勘查理论创新与找矿重大突破》获国家科学技术进步奖二等奖。”中国地质调查局发展研究中心主任徐勇向记者表示,“这次成果交流是展示中心2017年度代表性成果,展现职工良好风貌,接受国土资源部、中国地质调查局和专家检阅的重要平台。”

    记者了解到,这是中国地质调查局发展研究中心连续第九年举办年度成果交流会,已成为该中心业务交流和人才团队建设的重要平台。有关专家认为,交流会的举办对于加强成果宣传,促进转化应用,提升科技创新能力,更好发挥该中心的“参谋、支撑、服务”作用起到了重要推动作用。

     

    中国地质调查局发展研究中心召开2017年度成果交流会

    “这次成果交流是展示中心2018年度代表性成果,展现职工良好风貌,接受自然资源部、中国地质调查局和专家检阅的重要平台。”在自然资源部中国地质调查局发展研究中心近日召开的2018年度成果交流会上,中心主任徐勇如是说。

    记者了解到,这是中国地质调查局发展研究中心连续第10年举办年度成果交流会,已成为该中心业务交流和人才团队建设的重要平台。此次交流共有8项研究成果参加汇报交流并获得了与会领导和专家细致而深入的点评。此次交流会还设置展台展示最新地质图件和成果专著,该中心各项目组向与会代表分享了部分报告、图件和光盘。

    陈毓川院士,李廷栋院士、国务院参事张洪涛,中国地质大学(北京)校长邓军,国务院发展研究中心周宏春,以及来自自然资源部相关司局和中国地质调查局发展研究中心的学术顾问、特邀专家及部分职工等200余人参加了交流会。

    数据采集、成熟应用,地质填图有了翅膀

    据了解,PRB地质数据采集模型最早是基于区调工作规程创建的,基于粒度理论的地质数据采集模型,能够适用于各种比例尺的数字填图工作。PRB模型在区调工作中成熟应用后,成功扩展到矿产调查、探矿工程、化探数据、环境和灾害地质、水文地质、工程地质和地质遗迹调查等领域的数据采集。

    据信息化部刘畅介绍:“随着地质调查工作的深入开展,传统的开发与应用模式正面临挑战。主要表现为某些综合性标准内容过多,开发工作量巨大,开发周期长。如矿调数据采集模型,包含273个数据表,8000多个数据项;专业领域标准分类细,更新快;综合地质调查项目增多,用户面临多种标准交叉融合使用等困扰。”

    在发展研究中心2018年度成果交流会现场,地质填图数字化、地球系统科学理论研究、非洲矿业投资前景、未来我国地质调查发展、“可燃冰”开发、“地质云”建设等热点问题,有了答案和方向。

    该模型实现了扩展表的设计字段创建与编辑、野外数据采集、数据导入与输出等基本操作。并支持对字段属性进行编辑,或者对其关联的多媒体、文件或素描数据进行浏览。在输出方面支持简单二维表单输出和复杂表单输出等多种模式。

    据了解,此项成果在2017年完成原型系统开发,并完成DGSInfo(数字地质调查综合数据管理平台)和Rgmap(数字地质调查野外数据采集系统)的集成工作,目前已申报发明专利一项,并进入实审期。

    在实际应用方面,目前该项成果与青岛海洋所、北京地质矿产研究院、南京地质调查中心、武汉大学水利工程学院4家单位开展了“海岸带地质调查数据采集”示范、新疆东天山综合地质调查项目开展示范应用、“钦杭成矿带德兴-歙县地区地质矿产调查”二级项目覆盖区区调槽型钻调查等多项合作。

    地球系统、科学理论,为自然资源“把把脉”

    众所周知,随着工业化、全球化、区域一体化程度日益加深,世界各国经济发展对相互之间的资源环境影响不断加大。全球性与区域性资源、环境、生态、灾害问题相互交织、相互联系、相互作用。资源开发引发环境生态与灾害问题、大气CO2浓度上升呈加剧趋势、区域资源消费引发其他区域资源环境问题。

    纵观我国地质调查事业,目前正处在一个大变革、大调整、大转型时期。中国地质调查局领导审时度势,积极谋划,服务方向由过去以支撑服务矿产资源管理为主向支撑服务以清洁能源、关键矿产、水等战略资源为重点的整个自然资源管理转变;指导理论由传统的地质科学向地球系统科学转变;发展动力由主要依靠承担项目向主要依靠科技创新和信息化建设转变。

    在交流会上,发展研究中心杨建锋提出,以地球系统科学理论指导地质工作转型发展,需要思考为什么需要新的理论(形势与趋势);为什么是地球系统科学理论(地球系统科学内涵);我们准备好了吗(国外探索与国内进展);应该怎么办(思考与建议)的问题。从这五个问题中他提出了地球系统科学如何发展的问题。

    他在报告中论述:“人类活动已成为越来越重要的地质应力,人类活动对地球系统的影响已经接近或超过自然因素引发的环境变化,并正在继续加剧,或有可能产生不可逆转的后果。目前地球正从全新世跨入了新的地质年代——人类世。”

    他建议,应统筹规划推进空地观测、地面监测、深地探测网络体系。积极推动部门合作、中央地方合作,逐步形成覆盖资源、环境、空间、灾害等多要素的星-空-地监测体系。要加强地表关键带、海岸带、城市群、深部地壳、大洋和两极调查监测和研究。加强地球表层关键带生态地质调查。实施地壳深部探测工程,解决成油、成矿、致灾机理,推动城市地下空间利用。深化认识海岸带关键地质过程,积极推进大洋资源调查与两极科学考察。

    加强基础、互联互通,非洲投资“大有可为”

    境外地质调查部的王秋舒在会上表示:“非洲是地球上已知最大的含有太古宙克拉通的大陆,前寒武纪地层特别是早前寒武系广泛发育,占据了非洲大陆约80%以上的地区,构成了非洲地台的核心,并成为非洲大陆最主要的控矿因素。”

    独特的地质条件造就了非洲“世界自然资源仓库”之称。已发现近200种矿产资源,而铁矿资源在规模和品位上与巴西和澳大利亚的世界级铁矿相似。锰矿资源同样非常丰富,储量140 亿吨,占全球储量67%。

    据了解,2018年,我国在非洲矿业投资额为1.73亿元,占境外总投资的70%,较2017年增加了30%。王秋舒建议,在中非合作论坛框架下,应从国家层面研究制定非洲能源资源合作战略规划,中央财政设立专项加大对非洲地质矿产调查支持力度;加强与非洲各国及相关国际组织的密切联系,建立双边、多边国家合作机制;在资源丰富的国家,帮助非洲国家建立矿产勘查、开发、冶炼、加工、贸易产业链,促进非洲经济发展;在资源丰富的国家或地区派驻资源外交官和派遣维和部队承担国际维和任务,为中非能源资源合作保驾护航。

    他还强调,要加强非洲基础设施项目合作力度,提升非洲互联互通水平,为中国在非洲能源资源合作提供有力支撑,建议围绕非洲“三网一化”建设需求,提升非洲国家互联互通水平。加强非洲国家铁路、公路、港口、电站、工业园区等基础设施项目合作力度,建设一批连接能源资源富集区与交通便利地区的大型基础设施,打造非洲能源资源输送大通道。

    实施非洲能源资源潜力评价计划,摸清非洲能源资源禀赋,夯实中非矿业合作基础。全面开展与非洲国家地学合作交流与研究,建立“中国-非洲地学合作中心”。

    另外,还要充分发挥基础性、战略性地质调查先导性作用,实施非洲能源和其它重要矿产资源潜力评价计划,重点围绕主要含油气盆地和主要成矿区带,开展我国紧缺和战略性新兴产业所需矿产资源潜力评价,圈定一批可供深度勘查的资源富集区,精准对接中资企业“走出去”需求,努力为中资企业提供有力的技术支撑和信息服务,积极推介优质矿产勘查项目,有效降低投资风险,助力中非矿业投资合作取得实效。

    夯实基础、提高认知,结构调整“山雨欲来”

    发展研究中心规划研究室张万益、方圆、陈骥团队作了我国地质调查规划研究的报告。

    据该团队报告:“我国传统地质调查在面临新形势、新挑战时,研究对象过于单一。具体主要表现在以研究地球表面岩石圈和水圈为主,对与之相互关联的大气圈、生物圈涉及较少,更没有把各圈层当作一个整体来平衡人与地球之间的关系。在学科方面,由于设置过细,各专业调查工作相互割裂,各学科之间交叉融合不够,解决重大问题的集成性成果较少。

    该团队认为,未来我国地质调查的发展任务应该是夯实基础地质调查,提高地球认知水平。以地球系统科学为指导,解决岩石地层构造古生物等基础地球科学问题及多圈层作用基础地质问题,并且要突出能源矿产调查评价,全力支撑国家能源安全保障以服务国家能源资源安全为核心。

    “要聚焦生产方式转变、产业结构调整、能源结构优化、绿色生产生活方式转变,加快推进油气、页岩油气、铀钍、地热等清洁低碳能源调查评价和加强战略性新兴和大宗紧缺矿产调查评价,支撑经济社会高质量发展。”张万益说。

    最后他们提出,国际国内形势变化需要我国地质调查进行战略性结构调整。我国经济社会持续高质量快速发展对矿产资源的需求仍处于高位运行,但对矿产资源的需求结构发生了变化,能源资源调查需要进一步调整找矿重点、优化调查布局。

    另外,地球系统科学的进步和以大数据、云计算、智能化等为代表的信息技术对地质调查的影响日益广泛而深刻,迫切需要将科技创新和信息化建设作为转型升级的发展动力。

    信息共享、无缝对接,如此方可“油然而生”

    “截至2018年,中国原油对外依存度已经超过68%,天然气对外依存度升至45.3%。我国应强化油气资源安全保障,加大油气资源勘探与开发力度,但现实情况却是油气勘探开发力度,对油气资料的需求与可提供公开服务的地质资料信息资源,成为了主要矛盾!”地质资料开发服务部张慧军在会上坦言。

    张慧军认为,下一步油气地质资料管理工作应高度重视,自上而下需要专人负责,全面梳理工作内容,研究制订工作方案;明确时间节点和要求,组织召开专题会议,全面推进工作进展;落实责任任务,强化工作措施,切实保障资料质量。

    另外,还要严格按照《地质资料管理条例》和2017年1号文的要求,执行油气矿权有效期届满汇交,加强油气地质资料汇交监管和委托管理,促进地质资料及时汇交、应交尽交。同时,进一步加大油气地质资料矿权延续保护的力度,提升各油气公司汇交积极性和主动性。

    据介绍,2014年,原国土资源部已经组织开展了渤海湾盆地油气钻井数据库试点建设工作。通过清理,全面掌握了油气钻井资料汇交情况,并具备了组织开展全国油气钻井数据库建设的条件,建议在开展补交工作时,一并考虑全国油气钻井数据库建设工作。

    “并且,要充分考虑油气公司对于油气地质资料的权责关系,进一步完善油气地质资料共享服务与开发利用机制,发挥市场主体活力,全面提升油气地质资料共享服务的水平。”张慧军表示。

    摸清家底、技术突破,“可燃冰”开发任重道远

    “海域天然气水合物试采成功,只是万里长征迈出的第一步,后续任务依然艰巨繁重”海洋室张涛在会上坦言。

    众所周知,天然气水合物是21世纪公认的可接替煤炭、石油等常规能源的新型绿色能源。它具有分布区域广,在全球已累计发现超过220个水合物矿点;资源规模大,其资源量是全球约20万亿吨油的当量和清洁环保的特点。

    但开发可燃冰面临的挑战也不容小觑。据张涛介绍,目前主要集中在:在资源层面勘探程度低,资源储量需进一步明确,相关规范标准有待完善;在技术层面开采方法和开采技术仍在探索,离规模化生产还有差距;在经济层面单井产量低、开发成本高,未能达到商业化开发要求等。

    他提出,自从2017年5月18日天然气水合物试采成功后,推动天然气水合物产业化发展成为地调局一项重要工作。天然气水合物产业化发展不仅面临资源、技术、环境、工程、经济等多方面的挑战,而且在国内外无成熟的经验可循,全靠自己去探索。通过分析发现,天然气水合物产业化与美国页岩气在发展路径与发展模式等方面有较多相通之处,其成熟的经验对天然气水合物的产业化发展有一定的借鉴意义。

    “通过分析美国页岩气发展的经验,报告提出了我国天然气水合物产业化发展在资源、技术、政策、装备、人才等领域的方向和措施。”张涛说。

    点上开发、面上保护,向地球深部“进军”

    习近平总书记在全国科技创新大会上指出,向地球深部进军是必须解决的战略科技问题。

    据了解,地球内部可利用的成矿空间分布在从地表到地下一万米,目前世界先进水平勘探开采深度已达2500至4000米,而我国大多小于500米。走向深部,向深部要资源应是我国矿产开发的必然选择。

    自然资源部矿产勘查技术指导中心薛建玲在会上提出,应改变铺摊子找矿的传统思路,由面上要资源转向向深部要资源,实现“点上开发,面上保护”的开发格局。

    她介绍:“深部找矿勘查活动主要集中在地表以下,对地表生态扰动较小;受相同或相似控矿条件的影响,在已有勘查开发基地的深部发现优质资源的概念较大并可以充分利用现有产能和探采选设施,实现多快好省等优势。

    数据集成、共享服务,“地质云”让工作更高效

    我国地大物博,自然资源丰富,如何将人工智能和信息云计算与我国地质调查数据结合发挥其互联互通、数据共享、智能计算等作用,将会给我国地质调查事业插上智慧的翅膀。

    “中国地质调查局历来高度重视地质工作的数字化和信息化,在信息化推进地质调查工作的现代化中,取得了重要进展与成果。”“地质云”建设团队负责人高振记表示,近年来,“地质云”项目组技术团队攻克了一道道难关,跨越了一条条沟壑,历时多年,“地质云2.0”如期上线。

    记者了解到,团队目前已完成了局系统29个节点单位数据互联互通和1个省级节点示范接入;建立了多门类自然资源数据库;全面接入地质资料服务;按雄安新区标准建设了城市地质信息平台4个标志性成果。

    高振记介绍,下一步这一团队将围绕调查(科研)、管理、共享、服务不同类型用户需求,以地质大数据中心建设为核心,以地质调查“在线化”、“智能化”为目标,三位一体推进地质云、大数据与智能化建设。

     

    百花齐放春满园

    自然资源部中国地质调查局沈阳地质调查中心于2018年12月25-27日,在沈阳市组织有关专家对本单位完成的“内蒙古1:5万楞吉曼达坂(L51E007006)、吉日根林场外站(L51E007007)、西马拉吐(L51E007008)、乌兰沼(L51E008007)、巴彦套海(L51E008008)幅区域地质调查”和“内蒙古1:5万乌日图呼布、陶海营子、乃木格根、昆都苏木幅区域地质调查”项目成果报告进行了评审。两个项目均为大兴安岭成矿带突泉-翁牛特地区地质矿产调查二级项目所属工作项目。“内蒙古1:5万楞吉曼达坂(L51E007006)、吉日根林场外站(L51E007007)、西马拉吐(L51E007008)、乌兰沼(L51E008007)、巴彦套海(L51E008008)幅区域地质调查”项目取得了以下主要成果:

    一是依据岩石组合、接触关系、古生物化石组合、同位素资料以及区域对比等划分了12个组、段级地层单位和6个第四系成因类型填图单位,厘定出格根敖包组、老龙头组、龙江组、光华组、乌尔吉组,并获得一批高精度同位素测年数据。

    二是在林西组地层中新发现植物化石Protoglyptostroboxylon zhalaiteqiense sp. nov(扎赉特旗水松型木新种)、Ufadendron elongatum sp. nov.(伸长乌法木新种)。

    三是从原玛尼吐组中厘定出上石炭统格根敖包组,将最老的地质年代记录由晚二叠世延伸至晚石炭世;按照沉积成因环境将林西组地层细划到岩性段;从原林西组地层中解体出中侏罗统万宝组地层。

    四是详细解体区内侵入岩体,划分出早白垩世时期8个岩石填图单位,并获得了一批LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄及Lu-Hf同位素数据。并尝试利用花岗岩风化砂X衍射测试方法进行了强风化岩体的填图试验,效果较好。

    五是采用火山岩三重填图方法,对中生代火山岩进行了岩性、岩相和火山构造划分,圈定出3个火山盆地、9处Ⅴ级火山机构,划分出5个期次火山喷发旋回;提高了测区中生代火山岩的研究程度。

    六是根据各地层岩性组合及建造特征、侵入岩建造特征、构造变形、古生物化石特征、各填图单位的接触关系及同位素测年资料等,建立了测区构造格架。识别出一系列褶皱和断裂构造。

    七是新发现铜多金属矿化点3处、稀有稀土矿化点1处、珍珠岩等非金属矿化点3处、含锶水源地5处、烃源岩4处,其中巴彦敖瑞烃源岩厚度达35m以上,属中等-好页岩气烃源岩。

    经过专家组的评审,最终内蒙古1︰5万楞吉曼达坂等五幅区域地质调查子项目取得了成果报告优秀,图幅三幅优秀、二幅良好的成绩。

    “内蒙古1:5万乌日图呼布、陶海营子、乃木格根、昆都苏木幅区域地质调查项目”项目取得了以下主要成果:

    一是依据岩石组合、接触关系、古生物化石组合、同位素资料以及区域对比等划分了8个组、段级地层单位和12个第四系成因类型,新厘定出老龙头组,确认其与下伏林西组呈平行不整合接触,并获得一批锆石U-Pb同位素测年数据。

    二是将林西组划分为半深湖相、滨浅湖相和扇三角洲前缘相,将老龙头组划分为湖泊相、河流相和冲积扇相,恢复了林西组和老龙头组沉积环境。

    三是注重化石的发现和采集,在林西组新发现化石点12处,其中Pecopteris unita Brongniart(联合栉羊齿)、Pecopteris (Asterotheca) cyatheca (Schloch.) Brongn.(桫椤栉羊齿)和Peltaspermum buevichae Gomankov et Meyen(布氏盾籽)为东北地区林西组首次发现;在新民组新发现了大量的硅化木(3属4种),为林西组、新民组时代厘定和古气候环境恢复提供了新资料。

    四是通过沉积物组合特征和古环境指标分析,结合沉积年代学研究,探讨了170.7Ka以来的沉积演化和环境变迁特征;并新发现一系列第四纪冰川遗迹,厘定冰川形成时限为晚更新世早期。

    五是对侵入岩进行了详细解体,建立了中生代岩浆演化序列,将侵入岩划分为晚侏罗世二长花岗岩(158.8-160Ma)、早白垩世早期(140.2-143.4Ma)和早白垩世中期(126.7-128.7Ma)三期共9个填图单位,并获得了一批LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄及Lu-Hf同位素数据。

    六是采用火山岩三重填图方法,对中生代火山岩进行了岩性、岩相划分,圈定出5个火山盆地,恢复了22个火山机构,划分为4期火山喷发旋回。

    七是划分了3个构造层、4个构造亚层,划分了9个构造事件,识别出68条断裂构造,9个褶皱构造,新构造阶地2级,建立了测区构造格架。

    八是在林西组中发现中-优质页岩气烃源岩层8处,在陶海营子地区预测出一个烃源岩远景区。

    九是发现铅锌矿点2处、金矿点1处、银钼铜多金属矿点1处及矿化点5处,总结了区域成矿规律,圈定出4处成矿远景区及7处找矿靶区。

    十是培养了一批年轻技术人员,项目组成功申请国家青年自然科学基金1项;项目成员合计发表学术论文26篇,其中SCI 4篇,EI 2篇;发表科普论文1篇;指导本科生毕业论文2篇,培养博士研究生2名。

    经过专家组的评审,最终内蒙古1:5万陶海营子等四幅区域地质调查子项目取得了成果报告优秀,图幅三幅优秀、一幅良好的成绩。

     

     
     
    大兴安岭成矿带突泉-翁牛特地区地质矿产调查项目完成...

    日前,由自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所数据处理中心承担的“125万锦西、日照和霞浦县等图幅海洋区域地质调查”项目的2018年度二维多道地震、高分辨率多道地震、重力、磁力及多波束等数据处理项目通过了专家组验收并获得了优秀级评价。其中,由“海洋地质九号”采集的900千米长排列二维多道地震的数据处理更是专家组关注的焦点。

    针对“海洋地质九号”的“首秀”产品,数据处理中心对数据进行了详尽的“体检”,包括对原始数据频谱特征、噪音类型、子波形态、羽角分布、震源电缆沉放深度、水鸟姿态、导航定位、磁带记录格式、记录道头等逐一分析。结果表明,整个作业过程中系统运转良好,原始数据频带宽、富低频,满足地质调查的需要。经过一系列针对性技术手段处理后,成果剖面信噪比高,波组特征清晰,地层连续性强,层位信息丰富,断面清楚,深部成像效果改善明显,剖面质量相比往年采集的多道地震资料有了较大的提升。为了检验最终处理成果,处理项目组首先将本区域重、磁数据与地震数据对比,确定基底深度,然后与以往采集处理的邻近测线数据对比,在验证采集数据质量的同时,充分挖掘数据处理能力,最大程度展现“海洋地质九号”的地震勘探实力。

    “海洋地质九号”首次采集二维多道地震数据处理项目的高质量完成,不仅标志着其以优异的成绩通过首检,充分证明了多道地震的作业能力,也标志着我所数据处理中心地震数据处理能力的继续提升。

     

    海洋地质九号首秀成果通过“体检”

    在9月12日河北地质大学举办的信息交流会上,该校古生物研究院首席科学家季强教授介绍了其在海德堡人类型化石研究方面取得的重大科学发现:我国首次发现了似海德堡人古人类头颅化石。

    化石发现地哈尔滨东江桥

    经季强和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所倪喜军研究员初步鉴定,此化石特征明显:眉骨宽厚,头盖骨长圆形,眼眶孔很大,吻部稍微前突,应为似海德堡人头颅化石,推测年龄为20万年至40万年或更早。据介绍,该化石于1933年由一名在哈尔滨市松花江修建桥梁的劳工发现并保存。今年5月,这名劳工的后代将化石捐赠给了河北地质大学,并作为固定资产永久收藏于该校的地球科学博物馆。

    国际科学界普遍认为,人与猿的分异大约在距今700万年前后,人类最早起源于非洲;但也有少数学者认为人类的起源中心不止一个。在欧亚大陆发现的古人类大约有4大类:直立人、海德堡人、尼安德特人和智人。西方学者认为,直立人是第一批走出非洲的人,然后再扩散到欧洲和亚洲。非洲出现的海德堡人距今约30万年-12.5万年;欧洲发现的海德堡人距今约60万年-20万年。亚洲先后也发现了一些具有与海德堡人特征相似的古人类化石,但由于化石保存不好,始终没有定论。西方学者一般认为,亚洲还没有发现过真正的海德堡人类型的化石。

     

    本次发现的化石照片和海德堡人复原图

    “目前,学界普遍认为,海德堡人是智人、尼安德特人和丹尼索瓦人的共同祖先,在研究现代人起源问题上具有极其重要的科学价值。”季强表示,在哈尔滨发现的似海德堡人头颅化石不仅是中国的首次发现,而且也是亚洲的首次发现,其不仅为研究现代人起源提供了新的化石证据,也为重新认识人类发展历史和演化模式开辟了新的途径。“现在,有必要对以往提出的多中心起源的观点与人类三次走出非洲的‘老根发新枝’的演化模式重新进行评价和思考。”

    河北地质大学校长王凤鸣表示,作为新中国最早建立的地质院校之一,古生物学与地层学一直是河北地质大学的传统优势学科,学校很早就开展了该领域的研究并获得了重大的科学发现。“本次发布的这一突破性发现在古生物、古人类研究领域意义重大,能够为相关的科学研究提供有力的佐证和素材,也很可能刷新我们对人类起源和演进历史的已有认知。”

    海德堡人在人类进化史上具有桥梁作用

    据了解,下一步,季强、倪喜军等将组建科研团队对这一发现进行多学科综合研究,包括寻找产出该古人类化石的原始地点和地层层位,开展地层学、地质年代学、沉积学、古地磁学、古生物学、古气候学、古地理学、古人类学、人类发展史等方面的研究工作。

    中国科学院院士李廷栋、中国工程院院士毛景文,以及来自河北省地矿局、河北省科技厅、河北省文物局的有关领导专家,河北地质大学师生代表等参加了交流会。

     

    我国首次发现似海德堡人古人类头颅化石

    近日,由中国科协青少年科技中心、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、中科院科学传播局共同主办,团中央网络影视中心承办的“问海夏令营”科普实践活动中,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所作为青岛海洋科学与技术试点国家实验室理事单位,承担了海洋可燃冰基础科学前沿相关的科普任务。

    据了解,本次活动以“慧聚海洋,声动青春——我是海洋演说家”为主题。活动期间,青岛海洋所天然气水合物团队李彦龙担任科学导师,来自广西钦州第一中学、江苏常州外国语小学等四名学员共同组建“冰火战队”,并开展了 “我与大咖面对面”、可燃冰微观结构拼接比赛、可燃冰成藏过程成像演示等活动。

    活动期间,青岛海洋所研究员和新加坡国立大学Praveen Linga教授给夏令营学员们讲解了目前海洋可燃冰开发面临的技术难题、在海水淡化、气体储运等方面的应用、在东南亚国家的研究现状以及新加坡可燃冰学科建设情况等方面情况。

    可燃冰实验环节,夏令营学员在科学导师的指导下,从多尺度、多角度认识可燃冰,动手合成并点燃可燃冰样品,亲手触摸实际深海可燃冰实物样品,观看可燃冰烧水视频,使学员通过亲身感知加深认识,培养学生树立正确的科学观。

    通过一个星期的可燃冰探秘之旅,学员结合自身认识,自主命题并撰写演讲稿,开展了小组出线争夺赛。最终,在由中科院胡敦欣院士、中央戏剧学院陈刚教授和央视少儿频道主持人郏捷担任评委的 “慧聚海洋,声动青春——我是海洋演说家”全国总决赛中,来自广西钦州的林灵代表“冰火战队”参赛,并获得了“最具潜质”奖。

    据悉,全国青少年海洋科普系列活动之“慧聚海洋·声动青春—我是海洋科学演说家”问海夏令营得到了多家单位的大力支持和鼎力相助。共吸引了全国29个省、自治区、直辖市300所学校的中小学生积极参与,累计收到130个城市选送的视频演讲作品近2000份。经过激烈角逐、层层比拼,评选出来自全国的20名中小学生来青参与本次夏令营实拍活动,来自青岛海洋地质研究所的李彦龙、中国海洋大学的陈显尧、黄海水产研究所的崔正国、中科院海洋研究所的郑萌和国家海洋局第一海洋研究所的郑彦鹏等5名科研人员担任此次活动的科学导师。

    与专家座谈

     动手实验

     

    青岛海洋所天然气水合物团队助力“问海夏令营”

    随着工业化和城市化迅速发展,我国的地下水环境正在发生变化,受不同区复杂水文地质条件影响,环境变化的差异性明显,急需掌握地下水环境现状以及工业化过程对我国地下水环境的影响,特别是地下水质量与污染状况。

     

    首次地下水污染状况调查

     

    2005年1月28日,在全国地质调查工作会议上,国家决定重点启动黄淮海平原(30万平方千米)和珠江三角洲地区(4万平方千米),总面积约34万平方千米的地下水污染状况调查,并评价地下水污染程度及变化趋势,编制地下水污染防治区划,建立地下水污染预警系统,为有效实施地下水污染防治和地下水资源保护提供依据。

     

    国家此举旨在查明全国地下水污染状况,综合评价地下水污染程度及变化趋势,编制全国地下水污染防治与保护区划,建立地下水水质与污染预警系统,为国家地下水污染防治和地下水资源保护、完善饮用水水质标准、保障饮水安全和健康、促进人与自然和谐相处提供依据。而在当时,我国已完成了新一轮全国地下水资源调查评价,但仍然面临地下水污染调查取样与测试技术相对落后的难题。

     

    中国地质科学院水文地质环境地质研究所副总工程师孙继朝“临危受命”,承担了《珠江三角洲地区地下水污染调查评价》示范项目。

     

    熟知孙继朝的人都了解,这位出生于1957年3月的水文地质环境科学家,主要研究领域在含水层水质综合调查工程方面,是我国地下水污染调查与评价的开拓者、杰出的水文地质学家。

     

    他1982年毕业于河北地质学院,毕业后留校任教,1985年调入水文地质环境地质研究所工作至今;先后负责筹建环境同位素实验室和全国大气降水同位素监测站网,任专题组长、水环境研究部主任;1995~2000年先后赴德国和日本进行合作与学术交流;目前正在负责项目“鄂尔多斯自流水盆地地下水富存规律研究”和“全国地下水资源评价”,是中国地质科学院水环所创新基地——“环境同位素应用研究和水环境研究”学科带头人,先后获全国国土资源管理系统先进工作者、中国地质调查局首届杰出地质人才称号等多项荣誉。参加工作30多年来,孙继朝创新了我国区域地下水污染调查评价技术方法体系,引领我国地下水污染调查评价不断进步。他心系水工环地质事业,带领团队取得了一个又一个战绩,为国家提交了多项重要成果。

     

    从无章可循到有据可依

     

    2005年开启的《珠江三角洲地区地下水污染调查评价》是我国首次开展区域性地下水污染调查的示范性项目。地下水污染调查评价与之前开展的地下水资源调查在取样、质控等技术方法体系上是不尽相同,没有章法可依。

     

    孙继朝带领团队在引进消化吸收前人成果基础上,通过实践总结与创新,取得了一批丰富的成果,尤其在地下水污染调查与评价方法、取样技术及图件编制等方面。

     

    在充分利用前人成果的基础上,孙继朝团队总结了国内外研究现状,采用多种调查方法与技术手段,获取了一批高质量的原创性数据,为本次调查研究打下了坚实的基础。

     

    结合工作区实际,孙继朝团队探索性地建立了一套我国地下水污染野外调查、取样、送样及质量控制技术方法体系,对有序推进我国区域地下水污染调查评价做出突出贡献。

     

    孙继朝团队还针对国内有机分析实验室技术能力进行了全面调研,先后引入香港某公司实验室微量有机分析测试技术及采样质量控制技术,促进了国土资源部门实验室建设,还自主研发了定深取样设备并获得了国家专利。

     

    针对评价存在的问题,孙继朝团队制定了地下水水质与污染评价的层级阶梯评价方法,使地下水无机化学指标评价和有机化学指标评价分层评价,将地下水质量评价和地下水污染评价有机结合,继承发展了地下水质量与污染评价方法和综合研究理论为我国其他相类似地区开展地下水污染调查提供了经验和示范。

     

    孙继朝团队还对珠江三角洲地区地下水污染现状进行了系统的调查研究,重点对区域水化学系统背景,地下水污染源及污染因子和高铵地下水的形成机理进行了研究,深入解读污染发生发展过程;查明了地下水污染现状、地下水污染程度及变化趋势;对珠江三角洲地区地下水防污性能进行了评价,为解决成果应用形式问题,以动态观点编制了我国第一份地下水污染调查评价图集,对区域研究具有重要示范作用,为地下水污染防治规划实施提供了科学依据。

     

    同时,该团队还建立了珠江三角洲地区地下水地污染调查评价空间数据库与信息系统,为该地区地下水污染防治和地下水资源保护提供了科学依据和应用平台。

     

    孙继朝还作为主要成员,先后组织编写DZ/T0288-2015《区域地下水污染调查评价规范》和DZ/T0290-2015《地下水水质标准》,为我国首轮地下水污染调查评价提供了技术依据。

     

    构建现代地下水污染调查技术体系

     

    在此次对珠江三角洲地区地下水污染现状进行了系统的调查的过程中,孙继朝还在实践基础上开拓创新,带领团队构建了我国地下水污染调查建立全流程现代化取样分析技术体系,其成果获中国地质调查局中国地质科学院2014年度地质科技十大进展。

     

    整个技术体系的创新包括五个部分:一是成功研制系列取样器并解决痕量组分采集技术难题,发展高效实用的现场调查技术及离线萃取技术,快速准确地查明了重点地区地下水污染状况;二是通过高分辨率遥感解译调查土地利用类型与污染源分布;三是在引进技术基础上,构建了有机分析实验平台;四是组织开发集成了水土污染应急调查系统,现场高效探测水、土、气污染指标50多项,识别污染源、污染途径与污染源;五是应用物探和遥感技术调查水环境污染,探索高效率解译地下水污染晕,解析不同年代地表水土污染状况的综合方法。

     

    该项成果获国家发明专利2项、实用新型专利5项,1项技术被《南南科技合作应对气候变化适用技术手册》收录,在2011年底联合国气候变化大会上发布,显著提高了我国地下水污染调查评价技术水平。

     

    成果应用服务社会民生

     

    在实施全国地下水污染调查评价项目过程中,孙继朝将创新的技术方法通过培训传授给项目负责人及技术骨干。

     

    自2005年起,历时十年,孙继朝负责实施的我国主要平原盆地440万平方千米的区域地下水污染调查评价终于完成了,我国首轮的地下水污染调查评价工作也随此结束。

     

    通过对资料的分析,孙继朝编写了《关于全国地下水污染调查评价初步结果的报告》和《中国地下水质量与污染调查报告》,为多个省份的环保、水利和国土资源部门的规划以及项目实施提供了重要技术支撑。

     

    在进行综合研究基础上,他还系统分析了我国地下水水质污染分布和演化趋势,编制提交了《中国地下水质量与污染调查报告》,为全国人大常委会《水污染防治行动计划》执法检查提供基础数据。我国首轮的地下水污染调查评价工作结果表明:我国主要平原及丘陵区地下水质量总体尚好,存在“六高”特征,即高铁锰、高硬度、高硫酸盐、高氟、高砷和高溶解性总固体;地下水已呈现“五化”及“三大类污染”,即盐化、硬化、硝化、酸化和多样化,以及氮污染、重金属污染和微量有机污染。该项工作通过开发集成的水土污染应急调查系统,两次为中央办公厅污染督察提供技术支撑,获得表扬;通过调查所取得的数据及成果,为制定国务院颁布的《全国地下水污染防治规划(2011~2020年)》、《水污染防治行动计划》等提供了基础数据;同时还有力支撑了我国《地下水污染防治规划》实施及《水污染防治行动计划》执法检查等工作。

     

    带出一支富有开创精神的团队

     

    成果的取得离不开团队的支撑。在十余年的地下水污染调查中,孙继潮逐步培养了一支创新能力强、业务娴熟、作风硬朗的青年队伍。孙继朝团队多次获“河北省省直文明处室”称号,由于业绩突出,2010年还被评为“全国国土资源管理系统先进集体”。

     

    孙继朝还将国外微量有机分析技术引入了地质行业,目前已建立了21个有机分析实验室,培养专业测试人员近百人;建立了质量监管体系,初步建立了地下水有机分析测试及质量控制技术体系。

     

    能打硬仗的团队,锤炼也并非朝夕之功。野外是最磨练意志的环境,最直接演练的战场。孙继朝总是身先士卒,常年带领团队奋战在野外一线。在实施我国地下水污染调查过程中,带出了一支攻坚克难的精锐队伍。

     

    地下水污染调查取样异常艰难,源头隐匿扑朔,耗时耗力。为了识别污染源,研究人员需要经常探寻污水沟、垃圾场、危险废物处置地等场所;为查明补给区状况,研究人员需要爬山涉水,追根求源;为了调查污染源,研究人员需要常常接触有毒有害化学物质。

     

    为了完成紧急任务,他们克服了一个又一个难题。当所有人“谈疆色变”时,孙继朝带领团队挺进了南疆。他的队员中,有人家中有年迈住院的老人需要照顾,有人扔下刚断奶的孩子,但他的团队面对工作的态度都是“哪里需要往哪里去”,从来没有人提过个人的困难和要求。莎车暴恐事件发生时,这支调查队伍前夜刚刚离开莎车;喀什地区地震刚过,他们抵达喀什调查……没有人因恐慌而停止工作。他们中的部分技术骨干因为过度劳累和长期接触毒害化学物质,身体已不同程度受到影响,但他们从未抱怨自己所从事的事业!

     

    如今,主要含水层水质综合调查工程已确立为中国地调局50个工程之一,目标任务及今后十年的努力方向已基本明确。孙继朝作为该工程的首席专家,承担了团队方向引领的作用。

     

    新的航向已定。我们将寄望于我国主要含水层水质与污染调查工作及成果尽快取得新进展,为国家发展所需的资源保障和环境健康提供科学的决策依据。

     

    地下水污染调查评价的开拓者