国家地质实验测试中心向瑞金市人民政府移交土地质量调查成果并进行科普宣传

 

地球化学生物技术处理酸性矿山废水现场

 

仙桃市富硒办公室等向测试中心赠送锦旗

生态环境是人类生存最为基础的条件，是我国持续发展最为重要的基础。国家地质实验测试中心所属自然资源部生态地球化学重点实验室近年来在矿山酸性废水处理、复合性污染土壤修复、土地质量调查、大气中持久性有机污染物示踪研究等方面取得了显著进展，为改善地球环境作出了贡献。让我们一起来了解他们保护地球家园的行动。

卡住污染的源头

——地球化学生物修复技术处理酸性矿山废水

谭科艳

金属硫化物矿山在开采、冶炼过程中，会产生含有大量金属离子及硫化物的酸性废水。若这种酸性矿山废水直接排放到地表水中，就会使其中的金属和硫元素在底泥中富集，并对周边生态环境及人体健康造成严重危害。

目前，针对酸性矿山废水的处理技术主要有以下几种：一是中和处理技术，通过向废水中投放碱性中和剂（石灰、硫化钠、碳酸盐矿物等）来实现废水处理。中和法是传统的处理方法，虽可实现一定的废水处理目的，但存在不易控制、处理效果差的问题。二是微生物处理技术，通过具有特定功能的微生物对废水中的污染物进行富集、转化、矿化等来降低其有效性和迁移性。微生物处理技术具有成本低、效率高的特点，但存在稳定性差的问题。三是人工湿地处理技术，人工湿地由人工基质和水生植物组成，通过土壤—植物—微生物系统来对废水进行净化，但存在占地面积大、处理周期长的问题。四是渗透—渗析处理技术，具有分离效率高、无相变、节能的特点，但存在修复费用高的问题。

为了解决上述技术瓶颈问题，国家地质实验测试中心设计了一套地球化学生物技术处理酸性矿山废水的系统，提高了酸性矿山废水处理效果，增强了系统稳定性，且不会造成二次污染。

该中心在江西德兴铜矿酸性矿山废水排放源头建立了一个示范点，设计了铁去除、硫酸盐还原、硫回收、锰去除和末端净化单元，利用当地底泥驯化的SRB，在厌氧条件下通过代谢使能量和电子转移（氧化还原反应），进行硫酸根离子的还原和硫化铜的回收；利用曝气和氧化细菌的方法将大量的铁、锰转化为氧化物进行絮凝沉淀；利用天然矿物材料强大的阳离子交换吸附能力去除微量有毒重金属；并调节pH值到中性以达到减少污染排放和对下游生态环境的影响，达到国家污水综合排放标准。针对pH值极低，含大量铜、锰重金属，含大量铁，以及极高浓度的硫酸根离子的AMD，设计方案理论上达到重金属去除率80%以上，具有结构简单、成本低廉、控制容易、处理效率高、净化效果好、能耗低的优点，针对德兴铜矿排放废水的特点提供了技术解决方案。

本技术不仅将污染修复工作放到铜矿AMD的源头排放点，卡住污染排放的根本，真正做到矿山修复治理的源头防控，而且形成了从上游技术研发到下游应用的完整链条，迈出了修复技术现场应用的关键一步，同时也体现了国家地质实验测试中心的技术引领地位，开创了中心与地方企业融合发展的新局面。

彻底去除土壤中的重金属

——EK-PRB/SS联合技术修复复合污染土壤

黄园英

随着我国产业转移政策的实施和城市“三旧”改造的加快，因工业企业关停转而遗留的“棕地”不少于50万块，主要表现出多源、复合、持久、面广、量大等特征，其中，无机污染（以重金属为主）、有机污染以及二者的复合污染均较为突出。这些日益增多的污染场地将对环境和公众健康构成巨大威胁，成为影响和制约城市可持续发展的重要因素。电动修复因具有适用于低渗透性土壤和同时去除多种污染物的优势而受到广泛关注。由于土壤组成、污染物类型、性质等不同，特别是在不同污染物同时存在的复合污染情况下，单一修复技术往往难以达到修复目标，因此，不同修复技术的组合应用越来越受到重视。

依托部公益性科研专项《电动力学与PRB技术联合修复有机氯和镉、铬（Ⅵ）污染土壤》，针对重金属—有机氯复合污染土壤，国家地质实验测试中心研发了一种新型、绿色环保的土壤修复技术——电动力学—渗透反应格栅技术（EK-PRB）。项目自主研发的EK-PRB装置及工艺，以绿色环保的太阳能供电为主，电动力装置与PRB采用原位连接方式，PRB反应介质为来源广泛、价格低廉的天然材料等组成，失效后可随时更换。阴阳极采用特殊的摆放方式，克服了以往阴阳极作用距离短，电场分布不均匀的缺点，使得EK-PRB技术应用于野外现场污染场地修复成为可能，打破了以往大部分电动修复研究仅停留在实验室阶段的局限。野外现场小试结果表明，EK-PRB技术对“活动态”重金属和有机氯能同时去除，土壤中重金属镉、铬“活动态”去除率大于50%，总六六六和总滴滴涕去除率大于90%。

而对于多重金属复合污染土壤，采用自主研发的电动力学—稳定化（EK-SS）修复装置和修复方案，重点解决了如何使土壤中的多种重金属同时快速定向运动和如何将EK-SS的具体修复方案和修复装置实用化两个技术难点。典型示范结果表明，该技术对污染土壤中各种形态的重金属（包括铜、铅、锌、镉、汞和砷）都有去除作用。经过48小时处理，土壤中大多数重金属浓度可降低70%左右，电动修复的成本由每立方米2500元降低至565元左右。

EK-PRB/SS技术已形成了有机—重金属或多种重金属复合污染场地的修复方案和配套修复装置等创新性成果，并通过现场小试和典型示范说明其应用效果，初步评估其快速、高效和经济实用性。另外，该技术为“永久性”修复技术，将重金属或有机物从土壤中彻底去除，消除了重金属重新活化的风险隐患，且适用范围广，经济效益高，二次污染少，因此在污染场地原位修复方面将有广阔的应用前景。

生态环境调查的新利器

——精准高效绿色的环境有机分析技术

饶竹

环境中持久性有机污染物、药物、个人护理品、合成麝香及紫外吸收剂等新型污染物对生态环境和人体健康具有潜在威胁，其调查与评价是生态地球化学学科发展的新需求。一年来，国家地质实验测试中心先后建立了气相色谱—质谱、气相色谱—三重四极质谱法测定水、土壤中合成麝香及紫外线吸收剂，以及液相色谱三重四极质谱分析方法测定水、土壤中10种全氟化合物的新方法。这些方法高效、快速、准确，已应用于生态区地球化学样品分析，研究成果相继发表在国内外期刊上，达到国内外先进水平。

自动绿色有机污染物分析技术既是当前分析技术发展的方向，也是生态文明建设发展的需要。2019年，中心围绕自动绿色技术，开发了自动顶空—全二维气相色谱测定短链氯化石蜡分析新方法，样品用量由1升减为10 毫升，无需有机溶剂，避免了有机试剂造成的二次污染。该方法已成功应用于北京地区地下水、湖水、河水中的短链氯化石蜡测定，为生态环境调查提供了新的科学手段。

抗生素污染是生态地球环境研究的新课题。中心利用超高分辨率液相色谱—质谱联用仪建立了自动在线固相萃取—超高效液相色谱—高分辨质谱分析平台，实现了地下水中40种抗生素自动化识别、确证与定量分析，在无标准品情况下，对批量地下水样品中近200种目标物进行自动化识别，样品用量仅需10毫升，全部检测时间仅1小时，大幅减少了样品前处理时间、有机试剂用量和野外采样工作量，有助于提高地下水资源质量调查与监控的效率。

此外，该实验室还完成了“DZ/T0064.72-201x 地下水质检验方法”中敌敌畏、甲拌磷、乐果、甲基对硫磷测定 气相色谱法等4个地下水标准的报批；完成了“地下水43种极性农药测定 液相色谱—质谱”“地下水 38多环芳烃衍生物测定 气相色谱—质谱法”等6个标准方法研制工作，形成了地质行业有机污染检测标准新架构，将现行有效的“DZ/T 0064-93地下水质检验方法”中13项有机污染物检测指标扩展至265项，大幅提升有机污染检测标准化水平；有力支撑了“DZ /T 0290-2015地下水水质标准”“GB/T14848-2017地下水质量标准” “DZ/T 0307-2017地下水监测网运行维护规范”标准的实施。

这些新技术新方法已成功应用于雄安新区水土有机污染现状调查、贵州南明河抗生素赋存水平调查、污水回灌影响下的北京市地表水中药物与个人护理品分布特征与评价，以及河南洛阳、山西晋中等污染场地地下水有机污染筛查，有利支撑了生态文明建设，促进了生态地球化学学科的发展。

发掘瑞金特色土地资源

——土地质量调查助力精准脱贫攻坚

刘斯文

2017年以来，国家地质实验测试中心承担了自然资源部中国地质调查局“支撑服务赣州六县精准脱贫攻坚地质调查”工作，瑞金市1∶5万土地质量地球化学调查是其中的一部分。为高质量完成该项任务，中心调集能兵强将、充分发挥测试分析专业优势，在标准要求基础上增加了特色农产品中钾、钙、磷、铁、锗等8种有益人体健康元素的测试分析，为最大程度地发掘瑞金市特色土地资源和名特优产品提供测试分析数据支撑。

瑞金市1∶5万土地质量调查涉及7个乡镇，面积400平方公里，基本覆盖了瑞金盆地的农耕区。此次土地质量调查是自20世纪80年代瑞金市第二次土壤普查以来最为全面的一次体检，也是对“藏在深闺人未识”的特色土地资源、特色农产品的一次全面发现。

调查发现，瑞金市土壤环境质量优越，清洁土壤面积约占98%。富硒土壤面积达31平方公里，呈北东—南西向，分布于瑞金盆地、河谷边缘的黄柏乡、沙洲坝镇、云石山乡等地区。富锌土壤面积达70平方公里，连片分布于瑞金盆地内的壬田镇、叶坪乡等地区。调查还发现富硒、富锌特色农产品，比如：富硒、锌、铜、钙、钾的莲子、花生，富硒杨梅、水稻，富硒、富锰茶叶。其中，瑞金莲子中的硒、钙平均含量是普通莲子含量的4倍。项目查明，瑞金市无公害土壤和绿色食品产地面积占比高达95%。其中，AA级绿色产地占48%、A级绿色产地47%，共圈定绿色富硒、富锌农业产业基地16个。

2018年12月，国家地质实验测试中心向瑞金市人民政府移交了《赣州市瑞金市1∶5万土地质量地球化学调查成果报告》和《瑞金市绿色富硒、富锌特色农业基地档案集》。瑞金市人民政府表示，地球化学调查成果对于瑞金市脱贫攻坚，发展地方经济、脱贫致富、生态文明建设等诸多方面具有非常重要的应用价值。部分富硒、富锌农业基地已经实现成果转化应用，带动了近万人口脱贫，取得了显著的社会和经济效益。

助力仙桃打造富硒农都

——土地质量调查服务地方经济发展

刘久臣

国家地质实验测试中心承担的《湖北典型地区1∶5万土地质量地球化学调查》项目， 2016～2018年在湖北省江汉平原仙桃市开展1∶5万土地质量地球化学调查示范。调查结果显示，仙桃市土地环境质量优良，营养元素丰富，在完成的605平方千米调查面积中，发现富硒土地资源250平方千米。依靠调查成果，项目组积极与地方政府对接，服务社会效果显著。

土地质量地球化学调查成果应用于仙桃市自然资源局于2017年开展的永久基本农田划定工作，在国土管理与资源利用中发挥了重要作用。结合仙桃农业发展方向，国家地质实验测试中心协助仙桃市政府编制了《仙桃市富硒产业发展规划》，规划至2021年将着力打造40万亩富硒水稻、30万亩富硒油菜、20万亩富硒蔬菜、10万亩富硒瓜果和莲藕的“四三二一”工程，建成六大富硒板块、百万亩富硒产业基地，一个富硒产业园、富硒产品物流中心和交易中心。

围绕硒元素的科普与开发，国家地质实验测试中心协助仙桃市建设了中国首家以“硒元素”为主题的科普性展览馆“中国硒馆”。该场馆将于2019年6月开馆，届时将成为仙桃市“荆楚富硒粮仓，中国富硒农都”建设上的一张新名片。此外，还协助地方进行富硒产业的宣传推介工作，为地方进行科普讲解，在地方电视台、报纸等宣传媒介推介项目成果，吸引更多富硒产业落户仙桃。截至2018年底，仙桃市已建成富硒农产品基地45万亩，富硒产业规模达14.6亿元，从事富硒产业企业总数15家，富硒产品商标数5个。

国家地质实验测试中心还协助仙桃市组建了湖北省食用富硒农产品监督检验检测中心，为富硒产业发展技术攻关及产品质量安全提供保障。目前，该检测中心已完成100多个大宗农产品的富硒检测，开展了8个富硒农产品标准化生产科研试验示范。

仙桃市自然资源局、仙桃市农村工作领导小组办公室、仙桃市富硒农产品开发领导小组办公室、仙桃市西流河镇人民政府对项目成果给予了高度认可，并期待与国家地质实验测试中心在富硒农产品开发与测试上继续保持合作，让富硒产业在乡村振兴事业中发挥更大的作用。

揭开雾霾产生的自然条件之谜

——东亚季风区大气颗粒物7Be纬度分布规律探索

杨永亮 盖楠

宇宙射线成因核素7Be（半衰期53.3天 ）来源于平流层底部和对流层顶部，是宇宙射线同大气中的氮和氧原子相互作用的产物， 7Be 在大气中的浓度不受人类活动影响、无地表污染源、可经大气运移，是一种有效的大气气溶胶示踪剂。

在中国地质调查局地质调查项目及国家自然科学基金项目的支持下，国家地质实验测试中心较为系统地开展了对处于中国东亚季风区内的纬度范围为19°N～53°N的7Be的大气沉降通量、土壤中累积量、大气气溶胶中含量在不同季风条件下的纬度分布规律以及7Be对典型大气中持久性有机污染物的示踪研究。

通过在中国五个不同纬度城市（低纬度的广州、中纬度的苏州、北京、青岛以及高纬度的黑河市）大气气溶胶中7Be和典型持久性有机污染物（有机氯农药和多氯联苯）的同步观测，发现我国东亚季风区不同纬度城市近地表大气气溶胶中7Be浓度的年平均值与纬度之间的关系服从正态分布规律。

持久性有机污染物会吸附在大气颗粒物上随大气环流远程迁移。为此，项目组开展了我国东亚季风区不同季节大气颗粒态和蒸汽态有机氯农药六六六和多氯联苯的纬度分布研究。研究证明，以宇宙射线成因核素7Be作为大气环流的参照系，可以解释东亚季风区大气环流对持久性有机污染物纬度分布现象。7Be可作为大气污染物远程迁移研究的一个有效的地球化学示踪剂。

此外，为了有效鉴别京津冀地区自然条件因素和人类活动因素对雾霾发生的影响，正在开展的大气气溶胶中7Be的纬度分布研究，根据风向在京津冀地区布置多个采样点，在观测7Be的同时也对一些重要污染物进行观测。该研究对大气环境地球化学研究以及对雾霾的预测、预报具有一定的科学意义和应用价值。

项目组通过对不同地区大气沉降通量的同步研究，对7Be的地球化学行为有了更深入的了解，并对大气污染物远程输送、沉降的中、长期变化及跨境迁移规律的探明提供了重要数据；同时，对雾霾的成因、发生过程及机理进行深入分析，研究成果将对我国中纬度地区大气污染及雾霾的防控具有重要意义。

科技创新，我们在路上……

1月9日，一年一度的国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。国土资源部有3个项目斩获2016年度国家自然科学奖、国家科学技术进步奖，一名合作专家获中华人民共和国国际科学技术合作奖。这是中共中央、国务院对国土资源科技创新成果的褒奖，也从一个侧面展现了国土资源科技创新在国家创新驱动发展战略中的沸腾活力。

长期以来，地质科技创新始终是国家科技创新的重要组成部分，在能源与矿产资源勘探、认识和抵御自然灾害、保护地质环境等方面发挥了重要作用，而且对人类探索地球奥秘、促进自身可持续发展有着不可替代的作用。今天我们介绍的这几个获奖项目和个人亦是如此：有的解决了中国东部板内燕山期大爆发成矿这一世界级难题，有力推动了中国东部铜多金属的找矿突破；有的突破了全地壳探测技术和大深度金属矿勘查的技术屏障，首次在我国成矿带、矿集区开展深部探测，实现了深部找矿的突破；有的填补了航空重力测量等多项国内技术空白，实现了我国航空地球物理核心技术的跨越式进步；有的将中美科技合作实质化，推动了联合国教科文组织国际岩溶研究中心落户中国……

每一项创新都是许许多多科技工作者扎根实践、持续探索的智慧结晶，而更加令人钦佩的则是科学家们一以贯之、始终坚守的科学精神。如今，国家科技创新号角嘹亮，国土资源系统“三深一土”旌旗猎猎，广大地质科技工作者唯有高擎自主创新大旗，斗志昂扬地继续前行。

 

国家自然科学奖二等奖

 

中国东部板内燕山期大规模成矿动力学模型

 

主要完成人及单位

毛景文（中国地质科学院矿产资源研究所）、陈斌（北京大学）、谢桂青（中国地质科学院矿产资源研究所）

首席科学家：毛景文

项目简介

项目针对中国东部板内燕山期大爆发成矿这一世界级难题，通过15 年研究，获得了创新性成果，发展了成矿理论，有力地推动了找矿勘查实现重大突破。

已知全球板内环境成矿规模小，通常与裂谷和地幔柱构造有关。但中国东部燕山期既未见这种构造环境，也不是以“沟弧盆”为特征的板缘狭长成矿带，而是宽达1000 多公里的大面积爆发板内成矿。该项目突破了板内成矿动力来自板内的传统认识，发现东部板内燕山期成矿受控于板缘块体之间的相互作用，建立了中国东部燕山期板内成矿动力学模型，被国际同行定义为为Mao et al’s模型。

主要创新点

多阶段叠加：发现燕山期板内大爆发成矿具有多阶段性，即华南与华北成矿时限基本一致，为中晚侏罗世至早白垩世（165±5Ma~135Ma）（以下简称早阶段）和早白垩世晚期至晚白垩世早期 (135Ma~80Ma) （以下简称晚阶段）两个阶段。在东北地区还发育了一个180Ma~ 165Ma时间段的成矿事件。

多种构造体制叠合：发现早阶段形成于挤压构造体制，受控于古太平洋板块低角度斜向大陆俯冲，在大陆内部沿不同块体结合带发育斑岩铜矿系统，与板片撕裂诱发形成的壳幔混源岩浆有关；在大陆边缘弧后伸展区发育钨锡钼铅锌多金属矿，与软流圈地幔岩浆底侵诱发的壳源花岗岩相关，控矿构造为东西与北东向断裂的复合部位。晚阶段形成于伸展构造体制，与古太平洋板块沿北北东向走滑及后俯冲岩石圈减薄有关，成矿类型具有多样性，巨量矿产形成于伸展盆地。东北180Ma~165Ma成矿响应于鄂霍茨克洋板块向东南俯冲和碰撞。

多种来源成矿物质聚集：查明成矿物质来源有幔源或壳幔混源或壳源，在空间上成矿物质来源有分区性和分带性，还发现部分矿床的形成过程有地幔流体参与。此外，创新性提出辉钼矿中Re 含量可以有效地指示物质来源。

矿产集中分布于有限单元：发现大型矿集区在成矿区带面积约占5%，拥有资源量却达95%，而这些矿集区出现于上述构造有利部位。基于矿集区时空结构和物质的解剖研究，建立了8 个矿集区矿床模型，可用于指导找矿勘查。

成果应用

中国地质调查局运用东部燕山期板内成矿动力学模型和8个矿集区矿床模型开展找矿部署，实现了铜多金属矿找矿的重大突破。国土资源部矿产勘查技术指导中心运用板内成矿力学模型、矿集区矿床模型及找矿特征标志等科研成果开展了整装勘查区的找矿工作，在老矿山深部和外围找矿取得了重大突破。河南省地质调查院根据项目2006 年的新发现，探明了鱼库超大型钼矿（金属量171 万吨，相当于17 个大型钼矿），而且运用栾川矿集区模型，在豫西发现和探明了一批大型—超大型钼铅锌金银矿床。

首席声音

板内大规模成矿是一个世界级科学难题，我们的科研团队针对我国东部宽达1000多公里的板内燕山期大规模成矿作用开展了长期深入研究，突破了板内成矿动力来自板内的传统认识，发现东部板内燕山期大规模成矿受控于板缘块体之间的相互作用，创新性建立了板内成矿动力学模型，被国际同行定义为为Mao et al’s模型。成果被国内外著名科学家大量引用，并对多个创新点给予高度评价。

项目研究发现了中国东部燕山期板内大规模成矿的3个特点，即两阶段叠加成矿，成矿有早晚两阶段，早阶段形成于挤压构造体制，巨量矿产聚集在北东向与东西向断裂的复合部位，晚阶段形成于伸展构造体制，巨量矿产主要形成于伸展盆地；多种来源成矿物质聚集成矿，在空间上成矿物质来源有分区性和分带性，还发现部分矿床的形成过程有地幔流体参与；辉钼矿中Re 含量可以有效地指示物质来源。项目建立了中国东部8个矿集区矿床模型，在找矿勘查实践中获得了突出成效。

 

国家科技进步奖二等奖

 

航空地球物理勘查技术系统

 

主要完成人

熊盛青、王平、陈斌、周锡华、周坚鑫、葛良全、薛典军、段树岭、吴美平、林君、刘浩军、范正国、郭志宏、郭大海、葛晓立

首席科学家：熊盛青

主要完成单位

中国国土资源航空物探遥感中心，成都理工大学，中国人民解放军国防科学技术大学，吉林大学

项目简介

我国能源资源勘查的重点已向复杂地质条件区、深部和新区转移，现有勘查技术难以满足要求。提高航空地球物理勘查系统的分辨率、探测深度和效率，实现快速精细化探测，是国内外航空地球物理勘查领域的重大理论与技术难题。项目依托“863”计划重大项目，结合地质调查任务，“产学研军”结合，51个科研团队联合攻关，自主研制出全套先进实用的航空地球物理勘查系统和技术，填补了多项国内空白，实现了工程化应用，显著推进了我国航空地球物理技术装备的跨越式发展。

主要创新点

解决了新型航空重力仪原理等4项理论和原理性问题，为航空物探仪器研制、方法技术研究及其应用提供了理论支撑。

突破了时间域电磁大功率发射等20项关键技术，研制出9种核心仪器和8 种配套仪器，集成了6种航空物探单方法勘查技术系统。

研制出支持二次开发的GeoProbe 地球物理软件平台，集成了重、磁、电磁和伽马能谱参数同平台处理的地球物理数据处理解释系统，实现了规模化工程应用。

集成了航空重/磁/遥感综合勘查系统等3 套多方法综合勘查系统，创建了航空物探遥感综合勘查方法，形成了“空地一体化”快速找矿技术体系。

成果应用

地质矿产勘查中全面应用：项目研发的整体技术已在青海、河北和黄海等26个测区完成航空物探综合测量145.49万千米，勘探经费5.3亿元以上，经后续工作发现10多处大型铁多金属矿以及大量找矿信息。

航空伽马能谱仪实现批量生产、环境辐射调查与评价应用：产品3 次击败国外同类产品中标，占2013年和2014年该产品市场份额的80%；开展了2009年朝鲜核试验和2011年日本核电站事故后的应急监测，为建立我国核应急立体监测体系作出贡献。

软件全国推广应用：已在135家单位推广GeoProbe Mager软件738套，广泛用于生产、科研和教学工作，节省购置及升级费用1 亿元以上。

技术标准和试验场推广应用：编制的《航空磁测技术规范》行业标准和《航空重力测量技术要求》等10 项技术要求已推广应用，研建的地球物理试验场为仪器校准、测试、方法研究和综合应用提供了科学基础条件平台项目研究成果主要体现在重大的间接和潜在经济效益。

推广应用及效益情况:该项目整体成果已在全国地质矿产调查中全面推广应用，成为重要装备和技术。在全国26个地区获取了78万平方千米高精度航空物探遥感资料，发现航空物探异常6051处、找矿靶区246处、找油气有利区55处。经后续工作在青海、河北等地发现了肯得柯克等10多处大型铁、多金属矿，探获铁矿资源量30亿吨以上，间接经济效益6.8亿元，潜在经济效益1万多亿元，支撑了全国找矿突破战略行动。研发的软件已成为本行业数据处理与质量评价的通用软件。项目成果在辐射环境评价和军事等其他领域亦得到了应用。

首席声音

航空地球物理勘查是实现找矿突破最高效、最快速和绿色的现代化勘查技术，但因长期受制于国外对敏感高科技的封锁和垄断，该技术发展缓慢更难言大规模应用。为了突破这一瓶颈，项目组织国内51个科研团队联合攻关，开展了航空地球物理勘查理论、技术、装备、方法和应用全链条的创新研究，突破了新型航空重力仪原理等一批重大理论和原理性问题，攻克了航空磁力、电磁、重力等核心技术和装备研制的关键技术；自主研制出我国航空磁测、电磁、重力和放射性四种勘探技术装备等综合勘查系统和GeoProbe地球物理数据处理解释系统。项目填补了多项国内空白，获得61项自主知识产权，整体达到国际先进水平，初步实现了航空地球物理勘查技术系统的国产化和工程化应用，结束了航空物探装备长期依赖进口的局面。

 

大别山东段深部探测与找矿突破

 

主要完成人

董树文、张怀东、蒋其胜、吴明安、张千明、徐小磊、李建设、吕庆田、周涛发、陆三明、陈国光、王炯辉、于广陵、储国正、王波华

首席科学家：董树文

主要完成单位

中国地质科学院、安徽省地质矿产勘查局、华东冶金地质勘查局、安徽省公益性地质调查管理中心、中国地质调查局南京地质调查中心、合肥工业大学、五矿勘查开发有限公司、中国地质科学院矿产资源研究所

项目简介

大别山东段（含长江中下游和北淮阳地区）是东部最重要的矿产基地和工业走廊，成矿条件复杂，找矿长期徘徊。如何实现找矿突破，具有极大的挑战性和示范性。

紧紧围绕突破深部探测技术、查清深部控矿因素和实现深部找矿突破的三大难题，中国地质科学院与安徽省地矿局、华东冶金地勘局等单位，组织数百名科技人员，产学研用合作，在国家“973”计划、科技支撑、中央及省财政专项等联合支持下，持续10余年完成了大别山东段深部探测4万平方千米、区域地质调查 12万平方千米、中—深钻孔775个，总进尺63万米，累计投入近10亿元。在成矿理论和勘查技术上取得新进展，实现了深部找矿突破。

主要创新点

突破了全地壳探测技术，揭示出深部多级控矿规律。应用以深地震反射为先导的综合探测技术，首次在我国成矿带、矿集区开展地壳结构探测，获得深部科学发现，揭示了壳幔界面（莫霍面）区域性撕裂控制成矿带、地幔流体通道控制矿集区，浅层多级地质界面控制矿床定位的深部机制；创新金属矿地震技术，创立了“流体—蚀变填图”新技术，构建了“综合探测、三维填图”的深部勘查技术体系，突破了大深度金属矿勘查的技术屏障。

提出了区域“转换成矿”的新认识，丰富了陆内成矿理论。系统阐明了区域成矿的动力学背景，提出了晚侏罗世/早白垩世、早/晚白垩世之交由挤压向伸展转换背景下岩石圈拆沉—岩浆成矿的两期成矿作用新认识，建立了陆内不同构造环境下三套成矿系统、三种典型成矿模式，为深部找矿奠定了理论基础。

建立了有效的找矿模型和深部勘查技术组合，连续发现深部矿床。断隆区“五通界面—褶皱转折端—斑岩岩体”“流体蚀变中心”和“激电+化探异常套合”勘查组合，发现姚家岭特大型锌金矿（500 米以深）；断凹区“构造隆起+次火山岩”和“重磁同高定位置+反射地震定深度”的勘查技术组合，发现小包庄铁矿（1500米以深）；北淮阳地区“斑岩型矿床”和“地球化学填图+流体—蚀变填图+电磁法”的勘查技术组合，发现600 米深世界第二的沙坪沟钼矿等。

实现了深部找矿的突破，开辟了“第二找矿空间”。在大别山东段新发现500~2000米的大型—超大型隐伏矿床11个，包括世界级沙坪沟钼矿。探明资源量：钼263万吨、铜282万吨、锌304万吨、铅91万吨、金(含伴生金)144吨、铁6.4亿吨、银4.3万吨、钨9.7万吨、硫铁矿1.4亿吨。

成果应用

在我国勘查程度最高的地区，取得深部“第二找矿空间”的重大突破，具有极大的推广价值。中国地质调查局2007 年制定的全国深部找矿远景规划中运用和吸收了本成果，并在随后部署的深部找矿试点项目中推广应用。近年来，这套深部找矿技术的推广，促进了重点成矿带、矿集区的深部找矿突破，尤其在华南、长江中下游和东北老矿业基地，实现了一系列重大深部找矿突破，发现了一批深部资源，大幅度提高了我国资源保障程度。沙坪沟超大型钼矿的发现，改写了大别山北淮阳东段无大矿的历史，继而成为新的国家整装勘查区。

深化大别山造山带前后陆成矿理论研究和创新，丰富了大陆成矿理论，发表代表性论文145 篇。其中 SCI 收录50篇；被CPCI-S数据库收录2篇；被EI 收录15篇；被CSCD 中国科学引文收录78篇。

首席声音

中国地质科学院与安徽省地矿局持续十余年探索深部探测技术实验，实现了大规模成矿带壳幔过渡带解耦的重大发现，成矿深部过程理论创新，在长江中下游成矿带“第二找矿空间”获重大突破，新发现500~2000米深度的11个大型、特大型金属矿床，揭示了中东部深部找矿的巨大潜力，拉开了我国深部找矿的序幕。

该项目的核心成果是揭示了地壳与地幔过渡带撕裂解耦控制成矿带、地幔流体通道控制矿集区、特殊地质界面控制金属矿床等多级控矿序列的深部成矿规律，为深部找矿和预测提供科学依据；提出转换成矿概念，即主成矿期发生在由挤压向伸展转化的阶段，集中在147Ma~136Ma(斑岩—矽卡岩型铜金矿床)、133Ma~127Ma（火山热液型铁矿床），建立了找矿预测的时空结构；提出了“综合探测、三维填图”的深部找矿技术流程，完成了我国第一幅三维地质图，开辟了深部找矿勘查的新途径。

 

中国国际科学技术合作奖

 

克里斯·葛立夫

 

人物简介

克里斯·葛立夫（Chris Groves），1958年出生于美国肯塔基州，现为美国西肯塔基大学地理地质系霍夫曼环境研究所所长，美国伍德罗威尔逊国际研究中心中美关系部环境工作组副主任，联合国教科文组织国际岩溶研究中心理事会理事、学术委员会委员，国际水文地质学家协会（IAH）美国国家委员会主席。

克里斯·葛立夫教授的主要研究领域为水文地质、岩溶环境，在对岩溶水文地质调查、动态监测、模型构建，岩溶区生态环境，及岩溶与全球气候变化研究方面，硕果累累，颇有造诣，积累了近30 年的理论和实践经验。

与中国合作历程

自1992年以来，克里斯·葛立夫教授先后来中国开展考察和合作研究40多次，帮助我国学者开展岩溶研究工作，培养人才，建立专业实验室，引进国际先进的仪器设备，推荐和引荐国际知名的专家、学者来中国开展合作研究，成功地将我国岩溶研究的地域优势转化为学术优势，使中国的岩溶研究处于国际岩溶学术界的引领地位，最终促成联合国教科文组织国际岩溶研究中心落户中国桂林。

1992年至今，克里斯·葛立夫教授先后获美国国家基金委员会及相关部委资助，开展国际基金项目29项，西肯塔基大学基金项目22项；2006~2011年，克里斯·葛立夫教授作为首席科学家，组织实施的中美合作项目“中国环境健康项目”，不仅将中美科技合作实质化，更吸引了众多其他国家的专家学者参与其中，为中国岩溶学科建设作出贡献。

长期致力于推动中国与美洲、欧洲和非洲相关的岩溶国家、著名专家，开展学术交流、合作，积极宣传中国岩溶研究特有的优势，尤其是中国岩溶发育的4大特点（碳酸盐岩古老坚硬、接受水热同期的季风气候影响、地壳间歇性抬升、未受末次冰期刨蚀），推荐和吸引了一大批的国际学术界知名的科学家来的中国，开展合作研究。

以国际合作项目为依托，克里斯·葛立夫教授通过23年的不懈努力，为中国岩溶学科发展作出了突出的贡献：引荐国际学术界著名专家、学者，与中国岩溶研究团队交流、合作，通过理论知识讲授、技术方法和仪器设备使用培训、青年人才的联合培养，夯实中国岩溶研究的基础、提升岩溶学科发展能力；以美国国家发展署资助的中美国际合作科技项目“中国环境健康项目”为主要依托，为中国岩溶研究提供了一系列实质性的援助和支持，引进先进技术、赠送最新仪器设备；通过连续5个联合国教科文组织国际地球科学计划IGCP项目的组织实施，深度融合，成功地将中国岩溶研究由学习跟进、转变到齐头并进、最终先行引领；为联合国教科文组织国际岩溶研究中心落户中国桂林做出不懈的努力，为国际岩溶研究中心的申请、建立和运行作出重要贡献。

克里斯·葛立夫教授是中美、中欧、中非交流合作的友好使者，他以真挚的情感、渊博的学识、辛勤的耕耘，通过20多年不懈努力，通过理论知识传授、技术方法培训，不仅培养一大批青年人才，为中国岩溶学科研究提供技术手段，注入强大的驱动力；依托一系列的国际合作项目，为中国西南岩溶区的资源环境问题的解决，提供了一系列实质性的援助和支持；成功地实现了中国岩溶研究由地域优势向学术优势的转变，实现了岩溶学科由学习跟进、齐头并进到先行引领的跨越式发展。

获奖感言

我很高兴可以获得中华人民共和国国际科技合作奖这一殊荣，这是一项非常有意义的奖项。

国际合作在科学技术领域尤为重要，全球岩溶分布面积2200万平方千米，岩溶地下水是全球15亿人的饮用水源。自1992年我首次和中国科学家进行交流至今，世界岩溶事业有了飞速的发展，尤其是中国，作为一个岩溶大国，科技水平有了跨越式的发展，中国地质调查局岩溶地质研究所取得的各项成就足以站在世界前列。

我们的合作主要集中在岩溶水文地质、地球化学及西南岩溶水资源领域，而这一区域也正是世界典型岩溶区之一。许多具有代表性的关键科学问题，在来自中国、美国、斯洛文尼亚、巴西等岩溶大国的科学家共同努力下都一一得到了破解，为全球岩溶区的社会经济发展起到了重要的支撑作用。

我曾来到中国30多次，我们建立起了良好的伙伴关系，不仅仅是工作中，生活上也成为了真挚的朋友。我们在科技领域的交流毫无保留，这对多方有益，未来我们也将以这样的态度继续开展工作。随着2008年联合国教科文组织国际岩溶研究中心在桂林的成立，以及去年11月份“全球岩溶”国际大科学计划的正式启动，我们拥有了更好的国际合作平台。

最后我想作为获奖者表达的是，感谢中国政府对于国际科技合作的重视，预祝更多国外的科学家的工作获得认可，欢迎更多国际伙伴来到中国和我们一同开展工作。