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    近日,中国地质调查局南方页岩气调查科技攻坚战宜昌地区现场联合攻坚指挥部、地调局武汉地调中心、地调局油气资源调查中心联合检查组到鄂宜地5井钻探工程施工现场检查指导工作。

    鄂宜地5井是由地调局武汉地调中心在宜昌黄花乡上洋村组织实施的一口页岩气地质调查井。该井主要任务是查明黄陵隆起东缘震旦系陡山沱组和寒武系水井沱组岩性特征和沉积环境,获取富有机质页岩页岩气评价基本参数,完成配套的测井、录井和目的层页岩气综合评价工作。

    在钻井现场,检查组详细询问了钻探工序及施工情况,仔细查看了钻井岩心,要求鄂宜地5井要为地调局在宜昌地区做实页岩气资源量、宜昌地区页岩气勘探部署提供有力依据;查看了井场安全制度和井场安全设备配置情况,详细询问了安全生产执行情况,要求鄂宜地5井钻探施工必须在保证安全的前提下,有序稳步推进;检查组在现场与项目组成员就相关地层的沉积环境及区域特征等进行了有益讨论。

    现场讨论钻探工序流程

    现场查看钻井岩心

    宜昌联合攻坚指挥部检查指导鄂宜地5井页岩气钻探施工...

    2020年9月,由中国地质调查局矿产资源研究所陈毓川院士指导、王岩、王登红、黄凡为主编、“中国矿产地质志”地调项目及国家出版基金联合资助的《中国矿产地质志·中国矿产地分省图集(2020)》专著正式出版,这是中国第一个全面反映全国各省矿产资源全貌的大型图集,基本摸清我国矿产资源家底,为国土资源规划提供依据,为社会大众普及了我国矿产资源国情。

    该图集系统梳理了我国已发现的182个矿种64846处矿产地资料,其中大型超大型5843处、中型9310处、小型22452处,涵盖了能源、金属、非金属和水气四大类矿产,基本代表了我国目前矿产资源的现状,表明了我国矿产资源家底并不殷实,保障国家能源资源安全任重道远。图集实现了“一个统一、三个覆盖”的目标,即按照统一的矿产图例开展研编,实现了已发现矿种全覆盖、矿产地全覆盖、陆域面积全覆盖,并总结了32个省/市(含台湾)矿产资源分类和分布特征等。图集可较全面反映《中国矿产地质志》现阶段研编的新成果,最大限度地、客观地体现我国矿产资源的信息量,为今后缓解矿产资源的瓶颈提供战略性理论依据,为取得重要成矿区带找矿突破指明战役性方向,为就矿找矿的战斗提供具体的工作建议。

    《中国矿产地质志·中国矿产地分省图集(2020)》正...

    10月20日至10月22日,中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)科技处、安全和保密处、“南疆铁多金属矿产地质调查评价”项目负责人及有关专家,赴新疆克州乌恰县和喀什塔县对委托业务“南疆铁金找矿靶区工程验证”项目开展了质量和安全生产检查及野外验收,并慰问了野外一线干部职工。

    10月20日,专家组一行前往乌恰县萨瓦亚尔顿金矿外围,现场抽检了ITC3101和IIITC001等槽探工程和ZK3101钻孔的施工情况,对槽探和钻探的施工质量、编录标记、采样位置以及矿化特征等进行了检查和交流,对委托业务承担单位严格按标准施工作业和安全生产保障措施齐全给予了肯定。安全和保密生产处对委托业务承担单位进一步加强安全教育、提高安全生产意识等方面提出了要求,特别强调高海拔工区雨雪极端天气要确保钻机安全施工、道路安全驾驶等,断绝一切安全隐患。此外,专家组仔细观察了已完钻的ZK0701钻孔岩心的岩石组成、矿化类型等,并就成矿类型和找矿潜力进行了探讨。在野外项目部,专家组托业务负责人对实物工作量和工作部署完成情况汇报,汇报后对照2024年度委托业务合同、实施方案及其审批意见书,仔细查阅了槽探野外原始记录、钻探班报表、三级质量控制记录、槽探编录图和钻孔柱状图等原始资料和实际材料图,对采取率、岩心标注等进行了检查,并开展了交流答疑和研讨。

     

    10月21-22日,专家组奔赴西昆仑腹地塔什库尔干县项目部,在听取委托业务项目组野外工作汇报、提问答疑后,查验了槽探和物探实际资料和成果图件,核验了工作量完成情况、质量管理体系情况和取得的阶段性进展。此后,专家组前往野外现场对槽探施工质量、编录和采样位置标注等进行了检查,对槽探工程揭露的磁铁矿矿体进行核验;对马尔洋地区高精度磁测区物探测点进行了随机抽查,核查物探异常点和物探基站点等野外作业是否符合规范。经检查该地区各项野外工作符合规范,室内资料较齐全,对存在的不足各位专家及时反馈并提出了建设性意见。  

     

    专家组一致评定,“南疆铁金找矿靶区工程验证”委托业务野外工作部署合理,原始资料齐全,工作质量达到相关规范要求,质量、安全和保密等管理措施得当,项目整体推进顺利,同意通过质量检查及已完成工作量的野外验收。下一步,资源所项目组将推进钻探查证工作进度,依据任务书和实施方案有序完成后续收尾工作,并按局所新一轮找矿突破战略行动的统一部署,提前谋划2025年工作,持续推动南疆铁金大型资源基地建设。

    资源所“南疆铁多金属矿产地质调查评价”工程

    近期,中国地质调查局青岛海洋地质研究所联合中国地质大学(武汉)、崂山实验室开展了裂隙充填天然气水合物成藏模式及其地球物理响应特征等方面的研究。

    裂隙充填水合物作为全球天然气水合物资源的重要组成部分,是天然气水合物勘探开发的焦点之一。为了进一步明晰裂隙充填天然气水合物的分布特征与形成机理,该工作从储层沉积到地质成藏等多个角度,全面揭示了裂隙充填天然气水合物在全球的分布与成藏机理;系统总结了裂隙充填天然气水合物的声学特性、电学响应、渗透率演化及力学行为等地球物理特征;梳理出当前裂隙充填天然气水合物研究的主要挑战,并给出了针对性解决方案。

    研究结果表明:裂隙充填天然气水合物主要存在于含裂隙的细粒储层中,根据其形成机制可划分为逃逸裂隙充填及非逃逸裂隙充填两类;裂隙充填天然气水合物由于自身的各向异性,其地球物理响应较孔隙充填更加复杂。未来可围绕友好型勘探方法、精确化识别技术(储层评估)、多参数表征、跨尺度融合等角度开展研究。

    本研究得到了国家自然科学基金(42276229,92058208,42306240)、崂山实验室科技创新项目(LSKJ202203503)及国家重点研发计划(2022YFC28064001-01)的联合资助。相关成果发表于国际地学领域顶级期刊Earth-Science Reviews(一区TOP,IF 10.8)。

    自然环境中的裂隙充填天然气水合物及其分布模式

    青岛海洋地质研究所裂隙充填天然气水合物研究取得新...

    高纯石英作为一种关键材料被广泛应用于电子信息、光伏、光通信和电光源等行业,在国家经济建设和安全等方面的地位和作用都十分重要,然而二氧化硅纯度达99.998%(4N8)的高纯石英高端产品却处于被“卡脖子”状态。为了给开展高端高纯石英资源调查工作提供高质量文献支撑,中国地质调查局地学文献中心(以下简称“地学文献中心”)情报研究室矿产团队于2024年初启动了高纯石英典型案例研究工作,在8月初形成专题研究报告《全球高纯石英典型矿床——成矿系统篇》。报告推出后反响较好,8月21日,团队成员受邀在中国地质调查局相关业务研讨会上作专题报告《国外高纯石英资源分布与典型矿床案例》。

    研究报告搜集了全球6个国家24个高纯石英典型矿床的资料,对其成矿背景、成矿过程、矿石特征等进行分析后,提出了初步认识。报告共分为七个章节。第一章对有关情况进行了概述。第二至七章分别介绍了24个典型矿床的情况,包括美国的斯普鲁斯派恩(Spruce Pine)、挪威的德拉格(Drag)和弗罗兰(Froland)、澳大利亚的灯塔(Lighthouse)和猎狗洞(Dingo Hole)、印度的佩鲁马拉帕杜云母-石英-长石矿(Perumallapadu)、俄罗斯的布拉尔-萨尔德克(Bural-Sardyk)以及加拿大的约翰比兹(Johan Beetz)等,综述内容包括每个矿床的地理位置、成矿类型、资源量、提纯后的石英纯度、杂质元素情况、勘探机构、成矿区带/构造位置、区域重要地质事件和主要地质单元、矿床地质特征、矿体形态和规模、赋矿围岩类型、成矿时代、矿床成因、成矿过程、石英矿物的化学特征以及伴生矿物。

    下一步,地学文献中心将聚焦国内高端高纯石英资源调查工作的需求,加强典型矿床综合研究和国内外对比,提供更高质量的文献情报支撑。

    报告封面及目录

    受邀在中国地质调查局相关业务研讨会上作专题报告

    地学文献中心推出研究报告《全球高纯石英典型矿床—...

    3月28日至30日,中国地质调查局西安矿产资源调查中心联合湖北省地质调查院、湖北省地质局第八地质大队在陕西旬阳召开南秦岭镇旬盆地金锑找矿突破野外现场研讨会。

    与会领导专家实地考察了区内公馆汞锑矿、王庄金矿、淋湘金矿,围绕镇旬盆地金锑成矿规律、赋存状态、控矿构造特征等积极探讨交流,对区内成矿潜力区找矿技术方法组合及联合攻关达成多项共识。各方一致表示,将建立常态化沟通机制,持续加强合作交流,合力破解找矿难题,力争在新一轮找矿突破战略行动取得新成果。

    下一步,西安矿产中心项目团队将深入总结此次研讨成果,按照新一轮找矿突破战略行动总体部署,坚持成果导向,聚焦重点成矿区带内主攻矿种、主攻矿床类型,培育新质生产力,努力实现地质找矿新突破,支撑服务国家能源资源安全保障。

     
     
    西安矿产中心举办南秦岭镇旬盆地金锑找矿突破野外现...

    近日,中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心(以下简称“烟台中心”)受中国船舶集团青岛北海造船有限公司委托,开展青岛海西湾海域专项地质调查项目。

    该项目是烟台中心2024年度首个科技成果转化项目,为高质量完成此次任务,在科学技术室、安全和保密室等管理部门指导协调下,海洋地质调查室挑选技术骨干成立调查专班,并就安全生产、任务分工、质量控制等进行安排部署。历时一周,在调查专班的共同努力下,顺利完成海域调查任务。通过对数据的综合处理分析,成功查清了该海域的地形地貌特征、海底浅点分布和浅地层结构特征等重要信息。此次调查不仅为后续的险点清淤和船舶航行安全提供了有力的技术支撑,还为海洋地质研究、海洋资源开发利用等工作提供了基础资料。

    下一步,烟台中心将继续依托自身专业技术优势,围绕海洋地质调查、海洋工程勘察和海洋资源环境开发利用等领域,加强与相关单位的合作交流,不断提升服务地方经济社会发展的能力,推动海洋地质调查工作再上新台阶。

     

    烟台中心顺利完成年度首个科技成果转化项目

    近日,中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所研发的“一种重力异常场分离方法、系统、存储介质和电子设备”获国家发明专利授权。

    重力场是地下所有密度体的综合响应,一般的重力场分离方法难以有效分离出由目标体单独引起的重力异常,制约了重力探测的分辨能力。对于局部场和区域场区分明显的重力场,理论上是可以实现精准分离的。本专利针对该类重力场,采用在三维空间进行稀疏映射的方式,实现了重力场的高精度分离。该方法对提高重力探测的定量处理解释能力具有重要意义。

    该方法已成功应用于地质调查项目“柴达木盆地东部盐湖区高精度重力调查”和“鄂尔多斯盆地北部区域地球物理调查”的重力异常场分离提取中,验证了方法的有效性,为研究区目标体赋存位置、地质构造的展布特征等提供了有力技术支撑。

     

     
    物化探所重力数据处理方法获国家发明专利授权

    2019年12月6日-10日,由自然资源部中国地质调查局地质力学研究所主办,甘肃省地质调查院协办的“河西走廊地区地质填图野外培训会”在甘肃兰州召开。本次会议旨在更好地贯彻中国地质调查局党组关于区域地质调查改革的会议精神,推动区调改革转型,充分发挥区域地质调查工作的基础性、先行性优势,及在城市发展、人与自然关系等重大需求中的作用,探索研究地表过程与圈层相互关系等重大地质科技问题, 推广覆盖区地质填点成果和经验。

    自然资源部中国地质调查局基础调查部、地质力学所和甘肃省地质调查院相关负责人到会并分别发表讲话:传达了当前基础调查部推进区调改革取得的主要成果和下一步的工作思路及措施;介绍了地质力学研究所在特殊地区地质填图工作中的主要成果和经验,以及对区调改革的体会;介绍了甘肃省地调院在基础地质和地质遗迹等方面的最新成果。

    会议特邀兰州大学孙柏年教授和胡振波副教授、甘肃省地质调查院刘明强教授级高工、中国地质环境监测院董颖教授级高工和曹晓娟教授级高工、甘肃省地震局何文贵教授级高工、江苏省地质调查院程瑜高级工程师、地质力学所施炜研究员和卢海峰研究员等有关专家出席,专家们重点对新生代植物化石与气候环境变化、黄河起源、武威盆地构造格架与区域演化、地质遗迹调查与成果转化、地质遗迹评价、河西走廊地区活动构造特征、长三角平原区第四纪地质特征、断裂构造应力场研究和元谋断裂活动构造特征等方面做了专题讲座,并对覆盖区地质填图技术方法、成果表达和服务地方经验等方面进行了培训。

    会议组织培训人员赴临夏盆地和老龙湾盆地野外现场,重点对盆地地层序列、古生物化石与环境变迁、构造地貌与地质遗迹等特征进行了考察,并在现场交流讨论了典型地质现象及其科学意义。

    中国地质调查局所属的地质力学所、岩溶地质研究所、地球物理地球化学勘查研究所、北京探矿工程研究所、南京地质调查中心、武汉地质调查中心、西安地质调查中心,以及甘肃省地质调查院等特殊地区地质填图工程参与单位近40名相关技术人员参加了此次野外培训会。

     

     
     
    聚焦中国大陆地貌陡变带的地表作用与环境演变

    8月1日,来自青岛市市南区宁夏路小学、宁夏路第二小学和天山小学等五所学校的近40名同学,参加了由自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所推出的海洋研学课程“岩石与宝石”。至此,青岛海洋所与青岛市市南区海洋教育联盟合作开展的三期“市南区青少年海洋教育联盟海洋研学课程”顺利结束。

    青岛海洋所的科研人员给参加第三期研学课程的同学们作了 “石头的故事” 科普报告,结合青岛海边和崂山的花岗岩讲解了不同种类岩石的形成过程。在随后的“观察宝玉石”互动实验课上,科普志愿者首先介绍了宝玉石的分类,充分调动了学生的积极性。在观察和测验部分,同学们认真观察了红宝石、水晶等各种宝玉石的形状、光泽并认真记录。从最后的测验结果看,大部分同学都能掌握三大类岩石的名称、花岗岩的成分、一种宝石外观特征等基础知识。

    此前,7月19日,青岛海洋所“天然气水合物科普团队”为青岛市嘉峪关学校、市南区实验小学和镇江路小学的师生准备了以可燃冰为主题的第二期研学课程。科普志愿者首先向前来学习的同学们讲授了一次极具趣味性和科普性的课程,然后开展了可燃冰互动实验课,通过球棍模型拼插组成可燃冰的分子模型,再使用磁力贴工具拼接构成可燃冰的笼型结构。同学们最感兴趣的是可燃冰的燃烧实验,通过与可燃冰的近距离接触,亲手称量、点火、记录。实验完成后,同学们将实验工具收拾整齐,认真完成这次研学报告,记录他们的所观、所感和此次研学之旅的心得体会。

    7月25日,青岛海洋所“实验测试中心微体古生物组科普团队”为新世纪学校、南京路小学和福林小学的师生准备了以“认识有孔虫”为主题的第二期研学课程。同学们参观了地质石林、海洋科技馆,听了科普志愿者关于“有孔虫-大海中的小巨人”的科普报告,介绍了它的种类、形态、结构、生活环境等。在有孔虫科普主题板块及显微镜实验观察环节,同学们表现出了浓厚的兴趣,积极参与其中,通过认真聆听学习,显微镜镜下观察,明白了它名号的由来及深切含义,也发现了更加多姿多彩的显微镜下世界,还动手绘制出了他们眼中的有孔虫。

    同学们在三次研学之旅中切身感受了科研工作和科研精神,并通过亲身实践充分了解了可燃冰、微体古生物以及宝玉石的科学知识。通过研学活动真正让同学们浸入到科学研究中,一窥海洋科学的广袤。青岛海洋地质研究所将通过此次研学之旅正式向青岛市市南区青少年海洋教育联盟打开大门,为青少年的海洋教育贡献力量。

    据了解,本次暑期研学之旅是青岛海洋所发挥专业优势,与市南区海洋教育联盟实践基地合作育人的一次创新尝试,主要采用综合实践活动、研究性学习、项目式学习等方式,推进市南区海洋教育特色课程建设,将海洋要素融入式教学的研究,积极推动海洋教育研学实践。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     
     
     

     

    青岛市市南区青少年海洋教育联盟海洋研学课程走进青...

     

    17日,“蓝鲸一号”海上钻井平台可燃冰开采现场。广州海洋地质调查局供图

     

    可燃冰又称天然气水合物,是一种甲烷和水分子在低温高压情况下结合在一起的化合物,被看作是有望取代煤、石油的新能源

     

    勘探显示,南海神狐海域有11个矿体、面积128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量

     

    从5月10日起,国土资源部中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰矿藏开采出天然气。截至5月17日15时,总量试采12万立方米,最高产量达3.5万立方米/天,平均日产超过1.6万立方米,其中甲烷含量最高达99.5%。

    这是我国首次海域可燃冰试采成功,这一成果对促进我国能源安全保障、优化能源结构,甚至对改变世界能源供应格局,都具有里程碑意义。

     

    神狐海域可燃冰储量只是我国可燃冰蕴藏量的冰山一角

     

    直升机从珠海九州机场起飞,飞行约90分钟,远远就见到蔚蓝的海面中巍然伫立着的37层楼高的钻井平台,这里就是我国首次完成可燃冰调查的神狐海域,也是我国首次进行可燃冰试采的海域。

    “对于海洋可燃冰的研究,我国是从1995年开始的,并于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品,成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家。”试采现场指挥部总指挥叶建良介绍说。

    可燃冰,又称天然气水合物,它是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物,因形似冰块却能燃烧而得名,是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源,分布广泛而且储量巨大。1立方米的可燃冰分解后可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气,能量密度高,资源潜力巨大,估算其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍,科学家们甚至认为它是能够满足人类使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等传统能源的首选。

    2010年底,由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审,科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体,显现出良好的资源潜力。“海洋六号”入列后,再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查,调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域,调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域。

    试采现场指挥部地质组组长陆敬安说,勘探显示,神狐海域有11个矿体、面积128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量,“成功试采意味着这些储量都有望转化成可利用的宝贵能源”。

    神狐海域可燃冰储量还只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”。在西沙海槽,科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里;在南海其他海域,同样也有天然气水合物存在的必备条件……

     

    此次试采实现了勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新

     

    可燃冰储量丰富,但是如果一直只躺在南海海底,则发挥不了其价值。但可燃冰开采难度巨大,迄今鲜有国家尝试。

    全球可燃冰研发活跃的国家主要有中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等。其中,美国、加拿大在陆地上进行过试采,但效果不理想。日本于2013年在其南海海槽进行了海上试采,但因出砂等技术问题失败。2017年4月日本在同一海域进行第二次试采,第一口试采井累计产气3.5万立方米,5月15日再次因出砂问题而中止产气。

    “此次试采实现了中国可燃冰勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新,在这一领域实现了从跟跑到领跑的跨越。” 叶建良介绍。

    “通过这次试采,中国实现了可燃冰全流程试采核心技术的重大突破,形成了国际领先的新型试采工艺。”试采现场指挥部办公室副主任谢文卫说。

    南海神狐海域的天然气为水合物泥质粉砂型储层类型,该类型资源量在世界上占比超过90%,也是我国主要的储集类型。这是我国也是世界第一次成功实现该类型资源安全可控开采,为可燃冰广泛开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验。谢文卫介绍,“我们提出‘地层流体抽取试采法’,有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题。我们成功研发了储层改造增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术,其中很多技术都超出了石油工业的防砂极限。”

    本次试开采是世界上第一次针对粉砂质水合物进行开发试验,为此海洋地质学家们在试采思路、井位选择、工程地质勘查、关键技术和工艺确立、试采平台优选等诸多方面,都具有中国特色,可以称之为“中国方案”。

    在试采作业中,大量国产化装备成功投入应用,充分表明“中国造”已走在世界的前列。

    首先,必须要点赞的是试采作业最重要的“大国重器”——我国最新研制成功世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸一号”,这个净重超过43000吨、37层楼高的庞然大物今年2月刚“诞生”,就从中国烟台起航,于3月28日抵达神狐海域实施试采。“蓝鲸一号”是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台,可适用于全球任何深海作业。

    其次,大量拥有自主知识产权工具的成功应用,表明国内石油公司已具有深水工艺及设备研发能力,如完井防砂工艺,已远远超过石油工业的防砂极限;完井与测试系统集成装备,结合可燃冰试采工程开发与科研需求,为我国可燃冰开发研究提供科学数据。

     

    监测结果显示,试采过程安全、友好、可控、环保

     

    试采可燃冰,外界一直有一个疑问,就是会不会对周边海域的环境造成影响。

    由于甲烷是比CO2更高效的温室气体,因此可燃冰的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。我国进行海域可燃冰试采,同样非常重视环境问题,为此投入人力物力进行了研究。

    2011年6月至2017年3月,南海水合物环评项目组在南海神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作,对试采区进行了多年系统调查,调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等,基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征,同时,发展了一系列我国自主产权的环境评价技术,为可燃冰试采、开发提供了良好基础。

    可燃冰试采的环境问题,主要是试采过程中是否发生不可控的可燃冰分解,导致甲烷泄漏,从而引起海底滑坡等地质灾害,甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。针对这些问题,在试采过程中,一方面根据水合物区海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征,通过合理设计井位及降压方案,从工程设计上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题,另一方面通过布设海底地形、气体渗漏等监测设备,构建了海水—海底—井下一体化环境安全监测体系,实现对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数的实时、全过程监测。监测结果显示试采未对周边大气和海洋环境造成影响,整个过程安全、友好、可控、环保。

    本次开采试验还为后续研究提出了很多课题。下一步重点是研究如何解决本次试验当中发现的一些问题,并在之后3—5年内开展第二次试采,进一步为商业化开采做好技术准备。

    《 人民日报 》( 2017年05月19日 12 版)

    打开一个可采千年的宝库

    海洋资源是海洋环境中可以被人类利用的物质、能量以及空间,包括生物、矿产、海水、空间资源及海洋能源。人类对海洋资源的调查、开发和利用是从近岸到远岸,再至深海。随着人们对海洋资源环境重要性认知程度的加深,海洋环境调查和影响评价成为提高海洋资源开发利用价值、维护海洋环境功能的重要方式。

    环境基线值指研究区环境参数的当前水平值,即环境现状值,它是环境影响评价工作中最基础的内容。环境基线调查需要记录包括物理海洋学、化学海洋学、地质地貌、生物群落等方面信息。其中,生物基线调查的主要内容包括:采集原生动物及后生动物群落数据——巨型动物、大型动物、小型底栖动物、微生物群落、底栖鱼类和食腐动物以及与资源直接相关的生物区系的数据;记录观察到的海洋哺乳动物,近水面大型动物和鸟群;记录和描述沉积物的生物扰动活动和混合状况;摄影记录手段建立图像背景资料档案;等等。

    近期,自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局首次依靠自身力量完成了西太平洋工区的生物和环境调查外业工作,采集了浮游生物、底栖生物、微生物样品,并利用海底摄像记录大型底栖动物与底质环境的图像资料,为建立深海环境基线打下了基础。

    合理的技术路线和科学的技术方法是航次任务顺利完成的重要保证。下面,我们来围观本航次生物与环境调查过程与方法。

    浮游生物调查取样

    浮游生物是指生活在水中缺乏有效移动能力的漂流生物,分为浮游植物和浮游动物。它们体型细小,大多肉眼不可见,且其游动速度往往比它自身所在的洋流流速慢很多,因此它们常常“随波逐流”。浮游生物种类和数量繁多,且时空变化明显,是水域中其他生物生产力的基础。浮游生物调查研究有重要的科学价值,它们有的可以作为海流指示种,有的具有富集放射性同位素的能力并可以作为污染的指示种,硅藻、有孔虫和翼足类等死后沉积在海底,成为海洋底质重要组分,能助力古海洋环境研究。

    我们使用深水浮游生物拖网(图1)来获取大洋浮游植物(藻类)、小型浮游动物和大中型浮游动物样品。

     

    图1 深水型浮游生物拖网

    采样之前,需要准备3个润洗好的广口瓶,记号笔分别标记大、中、小和站位号,对应收集浮游生物拖网中的样品,同时备好甲醛溶液、镊子,手套等工具。每次下网前检查三个网的网具是否破损,网底管是否处于闭口状态(图2)。

    样品采集时,拖网的落网和起网保持匀速和慢速,速度0.5m/s左右,钢丝绳倾角不得大于45°,直到拖网设备出水。使用水泵抽海水,从凌空的网外侧自上而下冲洗,使粘网的标本集中于网底管,确保网中样品全部收入样品瓶,采集的样品使用中性的甲醛溶液固定,最后将样品放入阴凉避光的样品库保存。

     

    图2 浮游生物拖网采样

    底栖生物调查取样

    海洋底栖生物是指栖息于海洋基底表面或沉积物中的生物。它们多为无脊椎动物,也包括以绿藻、褐藻、红藻等为主的典型植物。按生活方式,底栖动物有固着、附着、穴居、爬行、游泳、共栖、共生及寄生等多种类型,其种类多样性极其复杂,分布范围从潮间带直至万米水深的深海底。按体型大小,底栖动物可分为大型、小型和微型底栖动物。底栖生物分别处于不同的营养层次,并且与底质环境之间存在耦合关系,因此,阐明底栖生物的数量变动规律及其与本底环境、资源间的联系,对海洋环境调查研究有重要意义。

    本航次底栖生物调查对象以底栖动物为主。按体型大小,调查对象分为大型底栖、小型底栖和微生物。大型底栖和小型底栖(以能否通过0.5mm孔径的筛划分)调查工具包括箱式采样器、定量框、样品筛、PC管等。

    采样之前,准备好硅胶软管、3个广口瓶、定量框、量杯、PC管、铲子等工具,样品筛的最上和最下层孔径没有要求,可以选择粗孔径的网筛,中间三层由上至下按孔径从大到小的顺序排放。

    底栖生物调查可以使用底拖网和箱式采样器等方式,本航次以箱式采样为主。箱式采样器出水、去上覆水后,观察沉积物的表层有无大型生物体,若有可用自封袋留存,拍照记录样品位置和站位名称;挑选未扰动或扰动少的地方,将备好的定量框和PC管插入箱式采样器中;待箱式采样器中的泥样脱离箱体,拍照并记录;取出插管,处理后两头加管堵,贴好标签根据实验目的置于普通冰箱冷藏或冷冻保存,待检测小型底栖生物;取出定量框并进行过筛处理,过筛时顶层可以加盖一层筛子防止冲水时水泥溅出,同时也防止高压水枪直接冲破样品,最底部垫一层筛子,有利于泥水尽快排空;过筛后将筛子上的剩存物分别装到样品袋,处理后置于普通冰箱保存,待检测大型底栖生物(图3)。

     

    图3 底栖生物调查取样

    微生物调查取样

    海洋微生物是来自海洋环境,可在寡营养、极端环境(低温、高压、高盐等)下长期存活并能持续繁殖的微生物,主要包括真核微生物(真菌、藻类和原虫)、原核微生物(海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等)和无细胞生物(病毒)。海洋微生物在生物地化循环中起非常重要的作用。深海微生物由于长期处在极端环境条件,使之形成了特殊的生物结构、基因类型和代谢产物,是重要的深海生物资源,也是深海环境基线调查的内容之一。

    本航次微生物调查内容为:水体/沉积物样品中的微生物群落多样性组成及空间分布特征等。调查工具包括箱式采样器、活塞重力采样器、无菌袋、无菌注射器、无菌瓶、去离子水、缓冲液、液氮等。

    箱式取样器出水后,用软管和无菌广口瓶收集上覆水,立即冷藏和沉淀;用润洗过的花泥铲或不锈钢勺刮取表泥(未扰动,水平方向不紧挨着插管和箱式壁)装入无菌袋,由于微生物样品对光照和温度变化十分敏感,为了防止其降解,现场处理完成后可将其置于超低温冰箱(-80℃)保存;将事先冷藏的上覆水样品取出,润洗所有过滤工具,包括空瓶、镊子、滤膜夹等器具(膜除外);滤膜夹装膜并过滤,过滤过程需注意水要从膜具的中孔流出,且螺纹口处不漏水。过完膜后,用镊子将圆形滤膜折成小扇形过液氮,置于EP管中超低温保存(图4);重力柱的上覆水/泥样品以类似的方式处理。

    图4 微生物调查取样

    海底摄像影像资料采集

    如果你认为4000米水深以下的海底是一望无边的黑暗和寂静,那你就错了。利用海底摄像系统,我们能揭开海底原貌的神秘面纱。淡定摇尾的鱼、落荒而逃的芒虾、看似不动的蛇尾、海参和海葵、固着海底的海绵、一张一弛的头足类......在镜头下一览无遗。

    本航次海底摄像调查内容为:记录底质环境状况;记录大型生物多样性。深海高清摄像系统主要由甲板单元、水下拖体及光电复合缆组成,可满足最大摄像作业深度为6000米。

    通过海底摄像可以现场记录底质环境状况;现场记录摄像大型底栖生物出现的时间、数量、种类(图5,图片依次为芒虾、蛇尾、海参、鱼类、海葵、海绵、快速游动的头足类);根据班报记录情况统计底质环境状况和底栖生物多样性。

      

     

    图5 深海大型底栖生物影像

    初步认识

    本次调查收获满满,所获浮游生物样品肉眼可见桡足类、端足类(钩虾)、水母、浮游幼体等浮游动物;大型底栖生物样品肉眼可见生物栖管、海绵骨针;微生物样品从上覆水过滤和表层泥样中提取,需进一步实验室检测分析其群落结构和多样性;海底摄像拍摄到的生物超过200个,主要生物类型有:海绵、蛇尾、鱼类、虾类、海参、头足类、海葵等。

    当前,服务支撑海洋生态环境保护,实现海洋资源绿色勘探是自然资源统一管理的重要内容。新时代新职责赋予海洋调查研究工作新使命,也要求基层海洋工作者不断学习和参与实践,丰富原有知识体系,跨学科交流和融会贯通,才能提高履职尽责能力,适应职能转型的新要求。

    广州海洋局:西太平洋航次生物与环境调查手记
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