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    2016年7月5日,地调局西安地调中心迎来了两位特殊的客人,他们是西安建筑科技大学的吴鲜维、陈晓伟二位同学。她们怀着感恩的心情,前来看望四年来资助、关心她们学习的韩延兵叔叔。大学毕业了,都考上研究生了,她们要把这好消息告诉她们的恩人,分享喜悦,说声告别,踏上人生新的征途。

     四年前的冬天,西安建筑科技大学一教师到测试中心检测样品,在交谈过程中说到农村孩子上学的不易。说者无心,听者有意,同是从艰苦环境考学出来的韩延兵内心久久不能平静,那一双双渴求知识的眼睛,一双双无助的眼神始终在眼前浮现,能为他们做点什么哪?一个渴求知识的青年,因家庭经济困难中断学业是多么的不幸,或许她们大学毕业就能改变自己的命运,甚至家庭的命运。

    靠工资生活如今还住在单位旧房子的他也没有太多积蓄,只要自己每个月节省一点,可能就会改变一两个孩子的命运,考虑到自己的经济能力,毅然决定每个月拿出1000元资助两名学生,帮助他们完成学业。通过与学校沟通,由学校在年级中选出家庭贫困、品学兼优的两个学生吴鲜维、陈晓伟,每月资助每位同学500元,帮助她们完成学业。

     在资助期间,发现两位同学不光遇到家庭经济困难的困扰,思想上也有很大波动,缺乏自信,一度有退学的念头。在给予经济上帮助的同时,通过电话、邮件与学生及时进行思想沟通,鼓励她们树立信心,正确看待家庭遇到的暂时困难。与学校辅导员多次联系,了解她们的学习、生活动态,跟踪她们思想变化轨迹,及时进行交流、谈心。通过一年多的努力,她们变得乐观了,自信了,德、智、体、美各方面都有了可喜变化。

     两个年轻人在韩延兵持续四年的经济资助和精神鼓励下,2016年7月顺利地毕业了,分别考入暨南大学、中国科学技术大学环境专业研究生。

      今天,两个大学生掩饰不住内心的激动,留着泪水,把一面绣着:“四载关怀、无微不至,泽深恩重、永铭于心”的旌旗送到韩延兵办公室,向关心资助她们的韩叔叔说一声感谢,道一声珍重,祝愿好人一生平安!同时表示用自己的知识和努力完成硕士阶段学习,不再接受资助,待学业完成后将爱心传递。看到她们俩以优异的成绩完成大学学业,双双考入理想的大学继续攻读硕士学位,他的脸上也绽放出灿烂的笑容。


    合影留念
    西安地调中心实验测试中心韩延兵同志连续四年资助2名...

    由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2017年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2017年12月31日在京揭晓。

    此项年度评选活动至今已举办了24次。评选结果经新闻媒体广泛报道后,在社会上产生了强烈反响,使公众进一步了解国内外科技发展的动态,对宣传、普及科学技术起到了积极作用。

     

    2017年中国十大科技进展新闻  

    1.我国科学家利用化学物质合成完整活性染色体

    我国科学家利用化学物质合成了4条人工设计的酿酒酵母染色体,标志着人类向“再造生命”又迈进一大步。该研究利用小分子核苷酸精准合成了活体真核染色体,首次实现人工基因组合成序列与设计序列的完全匹配,得到的酵母基因组具备完整的生命活性。该研究结果2017310日在《科学》发表,我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。自2012年开始,天津大学、清华大学和深圳华大基因研究院与美国等国家的科研机构共同推动了酵母基因组合成国际计划(Sc2.0),旨在对酿酒酵母基因组进行人工重新设计和化学再造。我国科学家此次成功合成的4条酿酒酵母染色体,占Sc2.0计划已经合成染色体的2/3 

    2.国产水下滑翔机下潜6329米刷新世界纪录

    我国自主研发的“海翼”号水下滑翔机于20173月在马里亚纳海沟挑战者深渊,完成大深度下潜观测任务并安全回收,最大下潜深度达到6329米,刷新了水下滑翔机最大下潜深度的世界纪录。“海翼”号水下滑翔机是根据中科院B类战略先导专项的部署,由中科院沈阳自动化所研制的、具有完全自主知识产权的新型水下观测平台。从原理样机的研发到深渊观测任务的圆满完成经历了13个年头,包含浅海、深海、深渊等不同型号的水下滑翔机20余台。此次“海翼”号在马里亚纳海沟共完成了12次下潜工作,总航程超过134.6公里,收集了大量高分辨率的深渊区域水体信息,为海洋科学家研究该区域的水文特性提供宝贵资料。  

    3.世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生
      

    201753日中国科技大学潘建伟院士科研团队宣布光量子计算机成功构建。潘建伟团队在多光子纠缠领域始终保持着国际领先水平,团队利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源,通过电控可编程的光量子线路,构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。实验测试表明,该原型机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍,通过和经典算法比较,也比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍。这台光量子计算机标志着我国在基于光子的量子计算机研究方面取得突破性进展,为最终实现超越经典计算能力的量子计算奠定了坚实基础。 

    4.国产大型客机C919首飞

     

    我国首款国际主流水准的国产大型客机C91920175514时许在上海浦东国际机场首飞。C919的全称是“COMAC919”,COMACC919的主制造商中国商飞公司的英文名称简写,“C”既是“COMAC”的第一个字母,也是中国的英文名称“CHINA”的第一个字母,体现了大型客机是国家的意志、人民的期望。第一个9寓意“天长地久”,19寓意C919大型客机最大载客量190人。C919拥有完全自主知识产权,是建设创新型国家的标志性工程,凝聚了国内最优秀的设计人才和工程人才,针对先进的气动布局、结构材料和机载系统,研制人员共规划了102项关键技术攻关,包括飞机发动机一体化设计、电传飞控系统控制律设计、主动控制技术等。  

    5.我国首次海域天然气水合物试开采

     

    2017518日,我国首次实现海域可燃冰试采成功,南海神狐海域天然气水合物(又称可燃冰)试采实现连续187个小时的稳定产气。这是“中国理论”“中国技术”“中国装备”所凝结而成的突出成就,中国人民又攀登上了世界科技的新高峰。源源不断的天然气从1200多米的深海底之下200多米的底层中开采上来,点燃了全球最大海上钻探平台“蓝鲸一号”的喷火装置。这是我国首次,也是全球首次对资源量占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功实现试采。从“蓝鲸一号”起步的可燃冰试采,不仅对我国未来的能源安全保障、优化能源结构具有重要意义,甚至可能给世界能源接替研发格局带来改变。  

    6.我国“人造太阳”装置创造世界新纪录

     

    国家大科学装置——全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环(EAST)实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。这一重要突破标志着,我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面将继续引领国际前沿。东方超环是世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置,对国际热核聚变试验堆(ITER)计划具有重大科学意义。由于核聚变的反应原理与太阳类似,因此,东方超环也被称作“人造太阳”。该成果将为未来ITER长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持,也为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。  

    7.中国科学家首次发现突破传统分类新型费米子

     

    中国科学院物理研究所科研团队首次发现了突破传统分类的新型费米子——三重简并费米子,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向。这一研究成果于2017619日由《自然》杂志在线发表。寻找新型费米子是近年来拓扑物态领域一个挑战性的前沿科学问题,也是该领域国际竞争的焦点之一。此次新型费米子的发现从理论预言、样品制备到实验观测的全过程,都是由我国科学家独立完成的,它是凝聚态物理中固体理论的一个重要突破。这一研究成果对促进人们认识电子拓扑物态、发现新奇物理现象、开发新型电子器件以及深入理解基本粒子性质都具有重要的意义。  

    8.量子通信“从理想王国走到现实王国”

     

    2017118日,我国研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成4个月的在轨测试后,正式交付使用。2017616日,中国科学技术大学潘建伟、彭承志等带领的团队宣布,利用“墨子号”在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发,并于此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”于929日正式开通。结合“墨子号”卫星,我国科学家成功与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信。“墨子号”圆满实现了三大既定科学目标,用潘建伟的话说,千公里级的星地双向量子通信,终于“从理想王国走到了现实王国”。  

    9.中科院推出高产水稻新种质

     

    由中科院亚热带农业生态研究所夏新界研究员领衔的水稻育种团队于20171016日宣布,历经十余年研究,团队日前培育出超高产优质“巨型稻”:株高可达2.2米、亩产可达800千克以上、具有高产、抗倒伏、抗病虫害、耐淹涝等特点。经农业部植物新品种测试中心DNA指纹检测,以及华智水稻生物技术有限公司56k水稻SNP基因芯片指纹图谱检测,确认“巨型稻”是一种水稻新种质材料。这种“巨型稻”光合效率高,单位面积生物量比现有水稻品种高出50%,平均有效分蘖40个,单穂最高实粒数达500多粒,单季产量可超过800千克/亩。它是运用突变体诱导、野生稻远缘杂交、分子标记定向选育等一系列育种新技术,获得的水稻新种质材料。  

    10.“悟空”发现疑似暗物质踪迹

     

    20171130日,中国暗物质粒子探测卫星“悟空”的首批探测成果在《自然》杂志上刊发。“悟空”测量到电子宇宙射线能谱在1.4万亿电子伏特(TeV)能量处的异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,人类就可以跟随着“悟空”的脚步去找寻宇宙中5%以外的广袤未知,这将是一个超出想象的成就。即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。“悟空”投入相对小,在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类粒子的本领”两项关键技术指标方面世界领先。 

     

    2017年世界十大科技进展新闻 

    1.新传感器技术可实现意念操控机械假肢

     

    一个国际团队在《自然—生物医学工程》上发表论文表示,在他们研发的传感器技术助力下,机械假肢能探测到使用者脊髓运动神经元发出的电信号,使假肢的控制更加灵活,这相当于用意念控制假肢。有关技术有望帮助截肢人士恢复更多活动功能。这种新传感器能让机械假肢直接探测到来自脊髓运动神经元发出的电信号,比起单纯依靠肌肉抽动来控制的方式,这样的操控可做到更精确,可完成的动作也更复杂,机械假肢的实用性随之提高。团队下一步将对这一新型机械假肢进行更大范围的临床测试,经过不断改进后,这类产品有望在未来三年进入市场。  

    2.DNA数据存储新法问世

     

    美国科学家在201732日出版的《科学》杂志上报告说,他们想出了一种新的方式将数据编码进脱氧核糖核酸(DNA),从而创造出迄今最高密度大规模数据存储方案。在这套系统中,1DNA具有存储215拍字节(2.15亿千兆字节)的能力。原则上,它可以将人类有史以来的所有数据存储在一个大小和重量相当于两辆小货车的容器中。然而这项技术能否起飞主要取决于成本。用DNA存储数据有很多优势。它是超级压缩的,并且在寒冷干燥的地方可以保存数十万年。同时只要人类社会还在读取和书写DNA,他们就能够解码这些信息。科学家还可以为这些文件制作几乎不受数量限制的无差错文件副本。  

    3.“二手”火箭,成功发射回收

     

    美国太空探索技术公司于2017330日利用翻新的“二手”火箭把一颗商业通信卫星发射上天,这是人类太空史上的第一次。此次发射的主要任务是把欧洲卫星公司的SES-10卫星送至地球同步静止轨道,但特殊之处在于这枚“猎鹰9”火箭的第一级曾于20164月为国际空间站运送过货物,此后降落在太平洋的一艘无人船上,是人类从海上成功回收的第一个火箭第一级。经翻新并加上第二级后,火箭第一级被运回肯尼迪航天中心再次承担轨道级发射任务。火箭第一级回收的目的是研制可重复使用的运载火箭。传统火箭都是一次性使用,一旦能够回收重复使用,将有望降低发射成本。  

    4.3D打印卵巢具有生育能力

     

    2017516日出版的《自然—通讯》杂志报道称,美国科学家通过3D打印技术,由凝胶制成的人工卵巢能够使老鼠受孕并产下健康的后代。在这项研究中,科学家使用了一个具有发射凝胶喷嘴的3D打印机,而其所使用的凝胶来源于动物卵巢中天然存在的胶原蛋白。研究人员通过在载玻片上打印各种重叠的凝胶纤维图案来构建卵巢。随后,他们利用外科手术摘除了7只小鼠的卵巢,并在其位置上缝合了人工卵巢。小鼠交配后,其中3只雌鼠分别产下了健康幼崽。这些产崽的雌鼠同时还能自然泌乳,这表明嵌入支架的卵泡产生了正常水平的激素。该成果或能帮助因放疗或化疗导致不育的癌症幸存者恢复生育能力。  

    5.科学家成功用引力为星球测重

     

    《科学》杂志于201767日发文称,爱因斯坦的广义相对论提出100年后,科学家成功地运用该理论确定了一颗白矮星的质量,使当初在爱因斯坦看来“不可能的希望”成为现实。科学家在5000多颗恒星中寻找具有这种直线排列形式的星球,发现白矮星STEIN 2051 B恰好有着这种完美的定位——它在20143月正好位于一颗背景星球之前。他们利用哈勃望远镜对此现象进行观察,测量背景星球表观位置的微移动,这一作用被称作天体测量的微引力透镜效应。根据所测得的数据,他们估计,该星球的质量约为太阳质量的0.675倍。直接测量STEIN 2051 B的质量对理解白矮星的进化具有重要意义。  

    6.全球首次发现双粲重子

     

    欧洲核子研究中心于201776日宣布,经多国科学家共同努力,在世界上首次发现了一种被称为双粲重子的新粒子,这将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用的本质。中国团队对这一发现功不可没。这一最新发现来自欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)上的底夸克探测器(LHCb)合作组。据介绍,这种双粲重子含有两个质量较大的粲夸克和一个上夸克,质量约3621兆电子伏,几乎是质子质量的4倍,理论预期其内部结构迥异于普通重子。底夸克探测器是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的粒子物理实验装置之一,专门研究重夸克粒子的产生和衰变。  

    7.华人科学家宣布发现“天使粒子”

     

    美国斯坦福大学华人科学家张首晟等人于2017720日在《科学》杂志上报告说,他们首次发现了马约拉纳费米子存在的证据。这一重大发现解决了困扰量子物理学80年的难题,对量子计算也具有重要意义。张首晟领导的理论团队预言了通过怎样的实验平台能够找到马约拉纳费米子,哪些实验信号能够作为证据;加利福尼亚大学洛杉矶分校的何庆林、王康隆以及欧文分校的夏晶领导的实验团队与理论团队密切合作,在实验中发现了被称为手性马约拉纳费米子的一类最基本马约拉纳费米子。意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言,自然界中可能存在一类特殊的粒子,它们的反粒子就是自身,这种粒子被称为马约拉纳费米子。  

    8.科学家用基因剪刀修复人类早期胚胎致病基因

     

    201782日出版的《自然》杂志报告,一个国际团队利用CRISPR基因编辑技术,成功修复了人类早期胚胎中一种与遗传性心脏病相关的基因突变。这是美国国内首次进行人类胚胎基因编辑。研究人员以肥厚型心肌病为研究对象。这是一种常见的单基因遗传病,由MYBPC3基因突变引起,是青壮年运动员猝死的主要原因之一。研究人员利用CRISPR基因编辑技术修复了人类早期胚胎中的这种突变,且定向非常精确,没有在非靶点位置产生突变。研究人员介绍,精确的基因编辑技术还有助获得更多健康胚胎,提高体外受精成功率。但研究团队谨慎表示,相关基因编辑方法仍需进一步优化。  

    9.世界首个分子机器人诞生

     

    《自然》杂志于2017920日报道,英国曼彻斯特大学科学家研制出世界上首个“分子机器人”,其能接收化学指令并完成组装分子等基本任务,未来可用于研发药物、设计先进制造工艺以及搭建分子组装线和分子工厂。组成分子机器人的碳、氢、氧和氮等原子总共只有150个,大小只有百万分之一毫米,将几百亿个这种机器人堆起来,也只有一粒盐那么大。但如此微小的分子机器人,却拥有机器手臂,能够根据指令操控单个分子,用机器手臂搭建分子产品。由于非常微小,这些分子机器人具有很多优势,能降低材料需求、加速药物研发、大幅减少能源消耗及推进产品微型化等。  

    10.引力波研究获重要进展

     

    全球多国科学家于20171016日宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。61日,科学家就称,第三次探测到了引力波。此次结果不仅再次验证了广义相对论,也为了解双黑洞系统的成因提供了线索。927日,宣布第四次探测到引力波,这是欧洲和美国的探测器首次共同发现引力波。 

    我国首次海域天然气水合物试开采入选中国十大科技进...

    走过不平凡的2023年,我国科技工作者勇攀高峰,以加快实现高水平科技自立自强为己任,取得了一批世界级科技成果。他们上天、入地、探海,不断探索宇宙奥秘;他们关注基础研究、聚焦工程技术,持续更新和丰富人类知识宝库;他们心系国计民生,在环境、健康、农业等各领域成果斐然,努力让人民生活更美好。

    国之重器再添大国底气

    中国空间站:进入应用与发展阶段

      

    ▲神舟十六号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。新华社发

    已完成建造的中国空间站,开始了常态化乘组轮换和货运补给。神舟十六号、神舟十七号、天舟六号,我们在太空越来越游刃有余;空间站双光子显微镜开展在轨验证实验任务并取得成功,中国空间站第四批空间科学实验样品交付空间应用系统进行研究,空间“实验室”正给我们带来更多惊喜;载人航天环控生保技术跻身世界先进水平、空间交会对接GNC(制导、导航与控制)技术进一步成熟……我国空间技术正不断发展并辐射到其他领域。

    罗斯海新站将建:南极即将有“新家” 

     ▲罗斯海新站效果图。国家海洋局供图

    11月1日,由自然资源部组织的中国第四十次南极考察队启程,他们此次考察的重中之重是建设我国第五个南极考察站——罗斯海新站,它将是新时代我国建立的第一个常年科考站,也将是继长城站、中山站之后第三个常年考察站,是中国首个面向太平洋扇区的考察站。它位于东南极罗斯海沿岸区域,建筑面积5244平方米,计划用于开展大气环境、海洋基础环境、生物生态等多圈层、多学科的观测监测和科学研究工作。

    高海拔宇宙线观测站:探寻高能宇宙线“捕手”

      

    ▲高海拔宇宙线观测站。新华社发

    5月10日,被称为“拉索”的高海拔宇宙线观测站通过国家验收。它建于海拔4410米的海子山上,占地面积1.36平方公里,是目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙线观测站。借助“拉索”,科学家们取得了精确测量高能天文学标准烛光——蟹状星云的亮度、“捕捉”到迄今最亮伽马射线暴等多项成果。

    “梦想”号:我国首艘大洋钻探船

     

    ▲“梦想”号试航。新华社发

    我国自主设计建造的首艘大洋钻探船——“梦想”号12月18日正式命名并在广州南沙首次试航。它总吨约33000吨,总长179.8米、型宽32.8米,续航力15000海里,自持力120天,稳性和结构强度按16级台风海况安全要求设计,具备全球海域无限航区作业能力和海域11000米的钻探能力,将为大洋能源资源勘查开采提供重要装备保障。

    基础研究、应用研究百花竞放

    “看”到纳赫兹引力波:打开人类探索宇宙的新窗口

    6月29日,由中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵(CPTA)研究团队,利用中国天眼FAST——500米口径球面射电望远镜,独立找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。

    绘制首个马铃薯有害突变的基因二维图谱:我国马铃薯育种基础理论和技术进入世界领先水平

    中国农业科学院深圳农业基因组研究所科研团队,通过追踪最长8000万年、累计12亿年的马铃薯基因组进化痕迹,绘制了首个马铃薯有害突变的基因二维图谱。这一图谱将有效帮助育种家预测马铃薯育种中可能出现的基因“踩坑”处,大大加速杂交马铃薯的育种进程。

    “九章三号”光量子计算原型机:刷新光量子信息的技术水平和“量子计算优越性”的世界纪录  

     

    ▲“九章三号”光量子计算原型机(局部)。中国科学技术大学供图

    中国科学技术大学与中国科学院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”。在构建“九章”系列光量子计算原型机的基础上,中国科大研究团队进一步揭示了高斯玻色取样和图论之间的数学联系,完成对稠密子图和Max-Haf两类具有实用价值的图论问题的求解,相比经典计算机精确模拟的速度快1.8亿倍。

    第二次青藏高原综合科考首次登顶卓奥友峰:我国具备了开展极高海拔综合科学考察的体系化能力  

     

    ▲我国科考队首次登顶世界第六高峰开展综合科学考察。新华社发

    卓奥友峰地处中国与尼泊尔边界、喜马拉雅山脉中部,海拔8201米,是世界第六高峰。这是我国科考队首次登顶珠峰以外的海拔8000米以上高峰。此次科考,开展了极高海拔自动气象站架设、峰顶冰雪测厚、冰芯钻取及雪冰样品采集等多项科考任务,围绕亚洲水塔变化、生态系统与碳循环、人类活动与生存环境安全、矿产资源与地质环境等重大科学问题开展考察研究,揭示极高海拔地区变化和极端过程变化对青藏高原生态环境变化的影响。

    关键技术、工程科技捷报频传

    白鹤滩水电站:中国水电行业达到世界一流水平

     

    ▲白鹤滩水电站。新华社发

    2022年12月20日,白鹤滩水电站全部机组投产发电。截至2023年10月12日,累计发电量突破1000亿千瓦时,它是我国实施“西电东送”的国家重大工程,是仅次于三峡电站的世界第二大水电站,总装机容量1600万千瓦,将有力保障长三角地区经济发展和民生用电需求。

    全球首个电光带宽达110GHz的纯硅调制器:硅基光电子领域取得重大突破 

     

     

    ▲110GHz高带宽硅调制器。北京大学供图

    北京大学研制的这款纯硅调制器,同时具有超高带宽、超小尺寸、超大通带及互补金属氧化物半导体(CMOS)集成工艺兼容等优势,满足了未来超高速应用场景对超高速率、高集成度、多波长通信、高热稳定性及晶圆级生产等需求,为高速、短距离数据中心和光通信的应用提供了重要关键技术支撑,展示了硅基光电子学在下一代超高速应用领域的巨大价值,对于下一代数据中心的发展意义重大。

    300MW先进压缩空气储能系统膨胀机:我国先进压缩空气储能技术迈上新台阶

     

    ▲300MW先进压缩空气储能系统膨胀机(局部)。中国科学院供图

    中国科学院工程热物理研究所和中储国能公司联合自主研发了国际首套300MW级先进压缩空气储能系统膨胀机。膨胀机是压缩空气储能系统的核心部件,具有负荷高、流量大、流动传热复杂、高效宽工况运行要求高等技术难点。集成测试中,各项测试结果均达到或超过设计指标。

    全球首座第四代核电站商运投产:我国第四代核电技术达到世界领先水平

     

    ▲全球首座第四代核电站。新华社发

    12月6日,我国具有完全自主知识产权的华能山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程完成168小时持续运行考核,成功投入商业运行,装机容量为20万千瓦。建设中,科研人员攻克了多项世界性、行业性关键技术,研制出2200余台世界首台(套)设备,世界首创型设备超过660台,设备国产化率达93.4%。

     (本文刊登于《 光明日报 》2023年12月28日 第13版)
    “梦想”号入选《光明日报》二〇二三科技创新实现新...

    1226日,国家重点研发计划“深地资源勘查开采”专项“北方砂岩型铀能源矿产基地深部探测技术示范”项目启动会暨工作部署会在天津召开。 

    “北方砂岩型铀能源矿产基地深部探测技术示范”隶属于国家重点研发计划中的“深地资源勘查开采”专项,于20189月由科技部批准立项,项目负责人为苗培森教授级高工,项目总经费2853万元,项目周期3年。由自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心牵头,联合中国地质调查局地质研究所、中国地质大学(武汉)、中国煤炭地质总局特种技术勘探中心、辽河石油勘探局有限公司、中国科学技术大学、吉林大学、成都理工大学、中国地质调查局沈阳地质调查中心、新疆石油管理局有限公司等9家单位共同承担。该项目将聚焦深层流体成矿作用和深部探测技术方法创新等关键科学和技术问题,针对700-2000米的勘查深度空白,开展成矿作用研究、深部勘查示范、深化和创新砂岩型铀矿成矿理论和深部探测技术方法,旨在实现找矿突破,提交深部找矿靶区和大型铀矿资源基地,评价深部资源潜力,对国家铀矿深部资源勘查工作部署及拓展深部找矿空间具有重大意义。  

    该项目是天津地质调查中心继承担国家北方砂岩型铀矿调查工程和973计划项目等重大项目之后的又一重大砂岩型铀矿科技攻关项目,中心将给予全方位支持,力争为创新深部砂岩型铀矿找矿及理论研究取得重大成果。项目负责人苗培森汇报了项目的研究背景、研究目标、研究内容(包括拟解决的重大科学问题或关键技术问题)、技术路线、研究基础和团队、预期成果及2018年工作进展等情况。各课题负责人就实施方案进行汇报。 

    由国家自然科学基金委员会副主任侯增谦院士、中国核工业地质局原总工程师郑大瑜、中国核科技信息与经济研究院侯惠群研究员、东北大学巩恩普教授、东华理工大学副校长聂逢君教授,中国地质调查局地质研究所柳永清研究员、天津地质调查中心铀矿973计划首席科学家金若时组成的专家组,审查了6个课题的实施方案,并进行质询、讨论,形成审查意见。最终,专家组一致同意6个课题的实施方案。下一步,各课题组将按照专家意见进一步修改实施方案,并尽快组织实施。 

     

     

    会议现场

     

    项目负责人苗培森介绍项目情况

    天津地调中心牵头承担的国家重点研发计划铀矿深地项...

    11月24日,为进一步提高深部地热/干热岩勘查水平,支撑“三深一土”战略实施,推动中国地质调查局地热能源勘查开发工程技术中心建设、共和盆地增强型地热系统示范工程,地调局水环中心在河北保定召开了“深部地热勘查技术方法研讨会”。

    水环中心文冬光主任强调,深部地热资源探测是向地球深部进军的一个重要方面,无论是京津冀地热科技攻坚战还是青海干热岩工作,一定要建立深部勘查开发的一整套完整技术体系,使我国地热/干热岩的勘查开发走在世界前列。

    会议围绕深部地热勘查技术方法,就“航空磁法与干热岩体圈定”、“共和地区重磁法勘查”、“中国陆区干热岩靶区筛选”、“深部地热/干热岩勘探孔分布式光纤测温技术”、“干热岩天然地震背景噪声层析成像法勘查”、“重、电、震联合反演技术”、“典型地区、典型地热/干热岩井水文地球化学研究”等专题进行了深入交流。

    会议强调,在综合利用各种探测手段的同时,项目组技术人员要对全过程、全要素进行梳理,使各种探测方法有机配合,从而解决高温岩体传热通道、高温岩体边界等问题。

    水环中心目前共承担3个地热调查方面的地质调查项目,分别是 “青海西宁—贵南地区地热资源调查”、“京津石地热资源调查”、“天津潘庄凸起构造区地热资源调查”。通过此次会议,项目组技术人员掌握了深部地热勘查技术方法发展动态,对促进、提高项目成果,支撑深部地热资源探测具有重要意义。

    水环中心相关领导出席会议。中国科学院、吉林大学、中国科学技术大学、福州大学、中国冶金地质总局地球物理勘查院、青海省水工环调查院等单位专家、学者参加了研讨,地热(干热岩)室、物探技术室、地质环境监测技术重点实验室、钻探技术室等部门技术人员参加会议。

    深部地热勘查技术方法研讨会成功召开

    6月22日至24日期间,地调局地质力学所检查组对二级项目“纳木错等典型湖泊全球气候变化地质记录调查”进行了野外质量检查。经室内、野外质量检查,项目组答疑和评议后,检查组认为该项目在超额完成了各项工作量的基础上,积极开展科普宣传,成果显著,给予优秀评价。

    该项目主要在青藏高原纳木错、广东湖光岩、四川冕宁彝海、东北长白山龙湾等典型的湖泊记录开展详细调查,同时进行相关指标的测试,进而分析不同气候区末次盛冰期以来古气候变化的区域差异特征及成因机制,为现今气候变化规律的机制解释及未来气候变化趋势预测提供基础地质依据。

    项目组目前已取得的成果有:通过14C、210Pb年代学样品的测试,建立了不同剖面的时间标尺;完成青藏高原东缘2400年以来的古气温与古降水重建;初步探明工业革命以后重金属污染历史及其与人类活动的关系;通过末次冰消期以来湖光岩玛珥湖的磁-气候记录反映了亚洲夏季风演化历史。

    除基本科研任务外,项目组还积极推进科普宣传,将科研成果及时转化为社会服务。其中,对湖光岩的调查和研究工作得到了雷琼国家地质公园的高度重视,研究成果被其地质博物馆收藏,作为科普宣传的重要资料。对长白山龙湾地区的研究得到了辉南县县政府的肯定,双方达成了进一步合作的意向,预期将通过地质博物馆、地质公园、地质研-学-游路线等方式,达到更好的科普宣传效果。

    中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学技术大学,地质力学所科技处及项目组相关人员参与了此次质量检查。

    纳木错等典型湖泊全球气候变化地质记录调查项目组野...

    《中国地质调查成果快讯》(以下简称《快讯》)是中国地质调查局于2015年决定创办的内部期刊。刊物的宗旨是宣传与推介中国地质调查工作,沟通与服务社会公众,支持和支撑政府管理。通过快速反映地质调查工作新进展,及时展示地质调查新成果,充分展现地质调查行业新风貌,总结梳理地质调查工作服务社会、服务民生的生动实践,成为地质调查事业与政府(部门)、企业和社会公众沟通联系的桥梁和纽带。 

    两年来,在中国地质调查局党组的领导下,在各单位大力支持下,《快讯》依托中国地质调查局发展研究中心规划研究室,在摸索中前行,各项工作顺利推进,形成一套完整的运行机制。截止2016年底,共接收稿件837篇,刊发666篇(1483页,录用率80%),完成44期的编印工作,处理文字量约82万,附图1213幅。其中,2016年全年共接收稿件463篇,刊发219篇(804页,录用率47%),处理文字量约48万,附图614幅,针对地调局重点业务推进方向,完成十大科技进展、能源资源、天然气水合物、地热等26期的编印工作,比年初预定的18期超额8期,有力地宣传了地质调查成果,初步实现了打造成业内权威内部刊物的目标。 

    一是刊物定位越来越准确。《快讯》宣传内容上定位于中国地质调查最新亮点成果;文章风格上力求“比报刊网络更精准科学、比学术期刊更通俗易懂”;宣传重点上有较强的针对性:刊发的服务国家精准扶贫,促进地方经济社会发展(乌蒙山区优势矿产调查评价专辑);打造世界一流中国地质调查局品牌,提升地质调查的成果水平(钻探技术、岩溶、地球化学专辑);服务国家能源矿产调查,保障国家能源安全(天然气水合物、地热、海域油气、陆域油气、页岩气专辑);为解决国家重大基础地质问题提供支撑服务(地质志、地质填图试点、大地构造研究与编图专辑);支撑找矿突破战略行动(老矿山找矿、锰矿、钾盐、整装勘查、矿产资源潜力评价、三稀矿产专辑);促进科技创新(地面物探、航磁与遥感技术、三维地质、十大科技进展专辑)等一批高质量专辑成果整装、时效性强,充分显示了地质调查的最高水平和服务国家社会的能力。 

    二是成果表达与宣传方式日益创新。精心设计成果表达方式,宣传成果与宣传人才同步。除重点宣传成果的主要内容和成果意义外,每个成果之后,附加主要贡献者照片和简单文字介绍。 

    宣传介质上纸质版与电子版同步。成果以纸质发送、局网站电子版、微信公众号等多途径、多形式宣传。纸质版每半月出一期,印刷数量从最初的每期500册增至近1700册,免费发送至国土资源部、财政部、发改委、科技部、国家审计署,大专院校,地调局及局属单位,各省(区、市)图书馆、省级国土资源主管部门、地调院、环境监测总站,以及部分地勘单位。电子版每篇文章都上传地调局门户网站发布。此外,每天不间断在微信公众号(newsletterscgs)上刊发成果文章。 

     

    2015年-2017年《快讯》微信公众号关注人数上升曲线图 

    三是刊物影响力逐渐增强。随着成果宣传力度的进一步加大,《快讯》受到业内外广泛关注与欢迎,微信公众号关注总人数逐日上升,截至目前达6300人,社会反响良好。

    已有170余家单位组织撰稿。除29家局属单位中的24家外,还有包括中国地质大学(北京)、中国地质大学(武汉)、吉林大学、东华理工大学、南京大学、合肥工业大学、国防科学技术大学、中国海洋大学等13所大学,地调院、环境监测总站、冶金地质局、地质队、研究所等单位130余家。 

    已有450多名院士专家贡献了稿件。肖序常、谢学锦、袁道先、康玉柱、郑绵平、高锐、叶天竺、殷跃平等院士专家,中国地质调查局“李四光学者”梁金强、包书景、唐菊兴、陈孝红、成秋明,“杰出地质人才”等近30人刊发了稿件。 

    四是稿件审核机制越来越顺畅。《快讯》发布的程序设计务必确保刊物的权威性。两年来,在局和发展中心的不断推动下,基本改变了最初的局业务部室、编辑部及专家开会式逐字逐句式修改的低效运行模式,克服了组稿难、稿件质量差、责任不明、出版周期长等种种困难。完善了从撰稿人撰稿—工程首席初审—编辑部二审—专家三审—局业务部室四审—计划协调人终审的“五审核”流程。撰稿人和供稿单位对稿件的真实性和保密性负责;工程首席、编辑部与业内专家对成果的重要性、及时性、创新性,以及学术水平等进行评价;局业务部室和计划协调人对稿件是否服务局重大业务方向和刊物定位进行严格把关。 

    问渠那得清如许?为有源头活水来。虽然《快讯》尚存在稿件质量参差不齐、成果报导不够及时等难题,但随着围绕国家重大需求的地质调查“十大计划”的深入实施,一大批有影响力的地质调查成果必将迅速在《快讯》上呈现。 

     

     

     

     
     
    发展研究中心2016年完成《中国地质调查成果快讯》26...
      根据国家重大科学仪器设备开发专项“大深度三维电磁探测技术工程化开发”项目总体安排,2016年3月8-9日,项目牵头实施单位地科院物化探所与会议承办单位重庆地质仪器厂在重庆成功举办“三维电磁探测系统仪器操作培训会”,50余名来自中国科学技术大学、吉林大学、成都理工大学、西安地调中心、南京地调中心、安徽省勘查技术院、中国地质装备总公司、重庆地质仪器厂、地科院物化探所等多家单位的学员参加培训。

      培训会期间,项目软件研发人员讲解了时间域激电法(TDIP)、谱激电法(SIP)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)、大地电磁法(MT)和瞬变电磁法(TEM)的三维正反演计算技术及数据处理技术;项目仪器系统开发与生产单位介绍了三维电磁探测系统的结构、功能、使用注意事项及适用条件,同时为学员演示了野外现场操作流程。

      结合研发人员的汇报以及学员提出的问题,项目负责人要求各任务负责人认真对照项目任务书及项目各任务的任务书和各次会议形成的会议纪要,扎实完成好各项工作,并强调各任务间加强协调和配合,确保取得预期成果。

      地科院物化探所彭轩明所长出席培训会,对项目的研究开发及后续工作提出三点具体要求:一是在三维电磁探测系统的开发中,不仅要重视技术指标的先进性,同时需注重其实用性;二是做好各任务及项目结题的各项准备,并努力做好仪器系统的科研成果转化工作;三是希望研究团队积极合作,在支撑国家重大科技发展方向上共同申报项目,解决国家地质调查所急需的深部找矿装备。中国地质装备总公司周寅伦董事长对成功研发三维电磁探测系统的意义进行了分析,希望通过产、学、研、用相结合,使我国自主研发的三维电磁探测系统能够尽快实用化并得到更广泛的推广应用。

     

    大深度三维电磁探测系统仪器操作培训会在重庆成功举...

    2015年12月26-28日,地科院物化探所在北京组织召开冻土区天然气水合物物化探方法技术研讨会暨2015年度委托业务成果验收会。会议特邀科技部21世纪议程管理中心裴志永处长、中国地质调查局-北京大学天然气水合物重点实验室(国际研究中心)首席科学家卢海龙教授、地调局基础部邱海峻处长、地调局油气中心陆域天然气水合物首席专家祝有海等8位专家参会;来自中科院广州能源所、中科院电子所、中国科学技术大学、中国地质大学(武汉)、盎亿泰地质微生物技术(北京)有限公司与地科院物化探所等单位近50名专家与技术人员参加交流与研讨。

    会议由地科院物化探所副所长吕庆田主持,彭轩明所长在会上充分肯定了开展陆域天然气水合物勘查技术研究的意义,要求地科院物化探所要发挥好组织与引领作用,为冻土区天然气水合物资源勘查提供强有力的技术支撑。

    自2011年起,地科院物化探所承担863主题项目“冻土带天然气水合物综合勘查技术”和天然气水合物资源勘查与试采国家专项项目“陆域天然气水合物勘查技术研究与集成”,组织开展了陆域天然气水合物物化探方法技术攻关。本次会议旨在总结和梳理冻土区天然气水合物物化探方法技术近年来取得的研究成果。

    与会的12位科技人员作了精彩的学术报告,内容涉及有:天然气水合物基础物性研究、地震勘探、电法勘探、测井、化探、微生物地球化学等勘查技术,参会代表围绕方法技术研究进展和取得的成果进行了热烈的讨论。专家组对研究内容进行点评,认为经过多年的勘查技术方法攻关,已逐步摸索出一套陆域天然所水合物的探测方法,并提出了应进一步加强综合研究成果集成与成果宣传工作的意见建议。

    此次会议深入地交流了冻土区天然气水合物物化探技术方法研究近年来取得的研究成果,提升了认识,进一步明确了下一步工作目标,取得了预期效果。会议同时对相关项目2015年度委托业务进行成果验收,各委托业务完成情况良好,均通过验收。

     

    冻土区天然气水合物物化探方法技术研讨会暨2015年度...

    近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所深海沉积与环境研究团队在早全新世古热带气旋沉积记录方面取得新进展,研究揭示了早全新世南黄海高分辨率的古热带气旋演化历史及其驱动机制,成果发表于《Journal of Earth Science》(影响因子2.9)。

    热带气旋(Tropical Cyclone, TC)是海洋-大气相互作用的产物之一,其发生频率高、影响范围广、危险性强,对社会经济可持续发展构成巨大威胁。由于热带气旋的自然变异性很大,而且观测时间有限,对热带气旋活动是否已经发生变化以及在全球变暖背景下将如何变化还没有达成共识。长期、高分辨率的热带气旋沉积记录有助于确定热带气旋活动是如何响应过去气候变化,并为应对未来气候变化引起的极端天气提供决策依据。现代观测表明台风对夏季东部陆架海沉积物的搬运模式具有重要影响,台风过境促使浅海粗颗粒沉积物发生再悬浮并跨陆架搬运,为建立高分辨率的台风沉积记录提供了理论基础。

    研究人员利用南黄海中部泥质区获取的高分辨率样品,重建了早全新世暖期(距今6500-9000年)的古热带气旋沉积记录,发现早全新世期间,热带气旋在百年尺度上与太阳活动、季风强度和ENSO变化有很好的一致性,认为太阳活动变化可能通过影响热带太平洋沃克环流进而控制着热带气旋的强度和路径变化。

    该项研究工作由青岛海洋所联合自然资源部第二海洋研究所、同济大学、中国科学技术大学等研究机构共同完成,得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东省专项经费等联合资助。

     

    图1 研究区地理背景及研究站位示意图

     

    图2 黄海古热带气旋沉积记录与各环境参数对比

     
    青岛海洋所在早全新世古热带气旋沉积记录方面取得新...

    在自然资源部中国地调局的大力支持下,自然资源部中国地调局地质研究所承担的“雄安新区深部三维地质结构探测”项目在雄安新区开展了节点式短周期密集阵列技术实验,以尽快掌握该项新技术来服务支撑雄安新区地质结构3D透明化。目前该项目第一阶段数据采集工作已经完成,为充分研讨密集台阵数据处理的先进技术方法,2019年10月12日上午,雄安新区短周期密集台阵地震数据处理技术研讨会在中国地质科学院京区实验基地召开。

    节点式短周期密集阵列观测是一种代表地球物理高分辨率探测方向的新技术,是实现“地壳结构透明”的新利器,2011-2012年美国率先在加利福尼亚州洛杉矶长滩开展的采集和数据处理实验,展示出该技术巨大的应用前景和发展潜力。无论对于国际先进技术的应用、开发与推广,还是对于项目的进一步开展,本研讨会的召开恰逢其时。

    来自中国科学院、中国地震局、中国科学技术大学、吉林大学、南京大学、河北地质大学、南方科技大学和地科院深部中心的本领域高级专家,以及地质所岩石圈中心的科研人员和研究生等20多人出席了本次研讨会。地质所科技处介绍了本项目在建设雄安新区采用新理论、新方法、新技术、新装备方面的示范性和重要性,对项目务实负责和严谨认真的态度表示支持和认可。

    地质所岩石圈中心的李秋生研究员首先通报了雄安新区密集阵列观测实验数据采集的进展情况,会议围绕如何充分挖掘数据有效信息,实现地下结构高分辨成像的议题进行了报告和研讨。中国科学院测地所李志伟研究员、中国科学技术大学张海江教授、吉林大学张凤蛟副教授、南方科技大学杨辉副教授、中国地震局马小军博士、河北地质大学硕良勋院长、吴庆宇博士生分别做了精彩的报告。之后,自由发言作为研讨会的主要形式,参会的专家和学生们即兴发言或提问,研讨会在轻松、热烈的气氛中进行。

    10月13日,部分专家驱车前往雄安新区对实验现场进行了为期一天的野外实地考察。

    本次研讨会的举办,进一步增进了对国际密集台阵探测技术现状、前沿和发展趋势的了解,推进了与国内科研结构和大学的合作,明确了雄安新区项目数据处理的思路,为地球深部探测提供了新的技术方法,为下一步做出创新性成果奠定了基础。

     

     

     
     
    地质所组织召开雄安新区短周期密集台阵地震数据处理...

    野外试验现场

    工欲善其事,必先利其器。向地球深部进军,急需探向地球深部、揭开深部奥秘的“武器”。地球物理探测技术装备就是其中之一。

    地球物理探测,即通过观测和研究各种地球物理场及其变化来探测地层岩性、地质构造等,是“透视”地球内部的重要手段。长期以来,我国大型地球物理探测装备和核心软件几乎全部依赖进口。自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所(以下简称“物化探所”)牵头实施的国家重大科学仪器设备开发专项《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目,通过5年努力,提交了一整套工程化的大深度三维电磁探测技术系统,不仅使我国地球物理探测实现了由二维测量向三维测量的跨越,而且推动了我国大深度电磁探测设备的自主化、实用化和产业化进程。

    打破国外技术装备垄断,研发具有自主知识产权的国产化仪器

    三维电磁探测系统的研发和应用,不仅在我国基本为空白,在国外同样也处于起步阶段。针对我国电磁法勘查技术在探测深度、抗干扰能力和测量精度等方面落后的现状,同时也为适应复杂地质条件下地下目标体大深度、多参数、三维精细探测的需求,以物化探所为牵头单位,联合重庆地质仪器厂、成都理工大学、中国科学技术大学、吉林大学,中国地质调查局西安地调中心、南京地调中心,安徽省勘查技术院等单位,实施了《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目,旨在打破国外垄断,实现装备国产化,更好地服务国家能源资源勘查工作。

    对电磁探测技术的研发,物化探所有着多年的技术积累与成果基础。《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目负责人、物化探所教授级高级工程师林品荣介绍,物化探所在1995年实现了音频大地电磁测深的分布式测量,在国际上率先实现了天然电磁场的多点同步阵列式观测。步入新世纪,将阵列式的天然电磁场大深度探测技术与人工场的激电技术相结合,优势互补,从而形成混场源的电磁法探测技术,以实现多参量大深度探测。该系统于2005年研制成功,填补了我国资源探测大功率(70KW)发射与接收研制的空白,为我国开发具有自主知识产权的国产多功能电法仪器提供了技术保障和经验积累。

    在国内没有先例可借鉴的情况下,从2006年起,在地质调查项目和国家863重点项目的支持下,物化探所启动了国产大功率多功能电法系统的研制。经过科技人员的持续攻关,在多频同步供电波形合成、密集频点供电、大功率逆变与保护、宽带大动态范围接收、无线数据通讯、数据处理与解释等技术方面取得突破,研制出了具有可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、激发极化法(IP)供电功能的70KW大功率电磁法发射系统,以及具有音频大地电磁测深(AMT)、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、激发极化法(IP)测量功能的接收系统,并于2010年生产出了样机,2011年实现了这一技术的实用化及推广应用。

    为适应深部找矿、三维立体填图和深部结构探测的需求,2011年,《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目获批为国家重大科学仪器设备开发专项首批支持的项目,总体目标是实现大地电磁测深(AMT/MT)、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、时间域频率域激电(TDIP/FDIP)、磁性源瞬变电磁测深(TEM)等二维/三维测量技术及三维测量仪器的工程化开发。同时,开展野外工作应用试验及三维电磁探测技术应用示范,促进我国三维电磁探测技术的发展。

    由二维测量向三维测量转变,由样机研制迈向工程化研发

    要实现三维电磁探测,需要将传统的一维、二维的电磁测量方法发展为三维测量方法。“简单讲,就是由原来的单点或单线测量,革新为多点、多测线的面积性同步测量,从而获取高质量的三维观测数据和地下地质体更为全面的信息。”林品荣说。

    为此,项目组根据天然电磁场和人工电磁场的传播特点,结合地球物理电磁法仪器发展和大深度精细勘查的需求,研究设计了5种电法的三维分布式探测方法技术,包括大地电磁测深(AMT/MT)、可控音频大地电磁测深(CSAMT)、时间域激电(TDIP)、频谱激电(SIP)、磁性源瞬变电磁测深(TEM)。同时,采用高精度GPS和恒温晶体的混合同步技术,实现了多测站、多分量、全天候的阵列式同步测量。

    在样机的开发过程中,物化探所创新研发思路和发展模式,邀请负责样机工程化的中地装重庆地质仪器有限公司技术人员提前介入,按实用化要求,配合科研人员对三维电磁探测仪器进行设计开发,形成了大深度三维电磁探测仪器的加工工艺、生产流程、检测方法等。

    样机研发出来了,但要实现仪器的工程化开发,仍有大量工作要做。负责分布式接收机开发的物化探所教授级高级工程师郑采君介绍说,样机是工程化研发的第一步,关键是实现探测功能,主要体现“能用”;而工程化研发,要在样机的基础上不仅实现技术指标,而且还要注重仪器的稳定性、可靠性及实用性,让仪器不仅“能用”,而且要“好用”“实用”“耐用”,还要操作便捷、外观美观。比如:由于各地的射频干扰不尽相同,就需要不断对仪器的射频抑制电路进行调整、试验,再调整、再试验,直到仪器在不同地区都比较适用。再比如:稳定性方面,三维探测要求多台站同步测量,往往是几十台甚至上百台仪器同时启动开始工作。而仪器数量的增加,工作时间的拉长,都使得仪器的故障率成几何级数增长。因此,每一台仪器的稳定性和可靠性都至关重要。

    研发团队研究解决了仪器间的精确同步,仪器性能参数的自标定,仪器的一致性、稳定性与可靠性,以及超大功率场源系统的建立等一系列技术难题,实现了大地电磁测深(AMT/MT)、可控音频大地电磁测深(CSAMT)、时间域频率域激电(TDIP/FDIP)、磁性源瞬变电磁测深(TEM)等方法的三维测量仪器的工程化开发,生产出160kW、30kW、5kW系列多功能电磁法(CSAMT、TDIP/FDIP)发射机、分布式多功能电磁法(AMT/MT、CSAMT、TDIP/FDIP)接收机、频率域感应式磁传感器、10kW瞬变电磁发射机、瞬变电磁三分量接收机、三分量高温超导磁强计、三分量时间域感应式磁传感器等。

    系统软件的开发与集成,则涉及了数据处理方法研究、数据管理、可视化等多个方面。物化探所教授级高级工程师吴文鹂介绍说,物化探所数据处理研究团队联合吉林大学、成都理工大学、中国科学技术大学等相关科研人员,开展了正确快速计算、压制地形影响、获取可靠三维电性参数、构建基于三维电磁数据的三维地质解释和地质模型等一系列研究。由于采集的数据来源于多种探测方法,如何从中提取有用信号,如何进行处理,最终如何形成可视化的三维地质模型,其中涉及大量、复杂的计算过程和方法。各研发小组分任务从单方法入手,从一维反演、二维反演再到三维反演,最后再进行多方法的集成,最终形成了集5种电法方法数据管理、人机交互建模、数据成图、数据预处理与正反演为一体的三维电磁探测软件系统。该系统不仅可方便快捷地浏览数据与输出测深曲线、剖面曲线、平剖图、三维切片等图形图像,而且实现了在windows操作系统和linux操作系统间的跨平台运行。

    接受野外勘查实践检验,与国外同类商品化产品探测能力相当

    仪器生产出来后,是否真正具备三维探测的能力,各项技术指标能否达到预期要求,都需要接受野外勘查实践的检验。为此,物化探所联合西安地质调查中心、南京地质调查中心、安徽省勘查技术院等单位开展了大深度三维电磁探测系统的试验应用研究。

    试验测试包括对软硬件的性能测试和与国外主流的先进仪器进行对比。据负责这项工作的物化探所教授级高级工程师杨亚斌介绍,对仪器性能指标的测试,不仅针对多种电磁探测技术方法和软件系统,而且还涉及仪器装备的按钮、电池、重量、结构、数据显示等诸多小指标。为了测试仪器的适应温度,测试工作组分别在新疆哈密零下20多摄氏度和新疆克拉玛依地面温度高于50摄氏度的条件下对仪器进行了测试。此外,工作组还选择甘肃极干旱地区、内蒙古东部草原和南方阴雨潮湿地区进行了探测环境测试;在甘肃柳园特别颠簸的地段开展了震动测试;从河北到内蒙古、甘肃、新疆进行了上万公里的运输测试,最终提出了上百条改进意见。

    通过野外场地功能试验,并与国外商品化仪器的对比试验,三维电磁探测工作方法得以进一步完善,仪器与软件性能得以进一步提升。利用完善后的探测仪器,项目组分别开展了矿产勘查、三维立体地质填图及深部结构探测3个层次的应用示范。在甘肃柳园、安徽庐江、江苏宁芜、新疆哈密的4个矿区进行的矿产勘查示范,取得了良好的勘查效果,其中在甘肃柳园圈定了3处找矿靶区,在安徽庐江黄屯硫铁矿区发现240米厚的铜金矿体。在新疆克拉玛依和甘肃柳园开展的三维立体地质填图示范,结果显示,方法技术系统对深大断裂和重要的隐伏岩体均有较准确的反应。在内蒙古扎鲁特盆地开展的深部探测试验,利用取得的电性参数,结合已有的钻孔资料,详细刻画了油气目的层及盆地基底的形态。试验结果同时显示,激电探测和瞬变电磁探测深度都达到近800米,可控源电磁法探测深度超过1500米,在雄安新区的探测深度达到了3000米。

    一系列的试验示范应用结果表明,自主开发的大深度三维电磁探测技术方法、仪器软件完全可以胜任野外勘查研究,而且与国外同类商品化产品相比,探测能力相当,并有部分指标优于国外同类商品化产品。有了这套探测系统,我国真正实现了电法勘探由二维测量向三维测量的跨越,同时推动了我国大深度电磁探测装备的自主化。与国外同类设备相比,国产化设备价格仅是国外的50%~60%,而且销售方还可以在方法培训和设备维护、软件升级等方面提供便捷服务。

    科技发展永无止境。目前,我国的三维电磁探测技术研究与国外相比仍处于跟跑或并跑阶段,在三维电磁探测仪器轻便化、网络化,电磁干扰识别和数据处理智能化,三维电磁多参数联合精细反演等多个方面都亟待进一步探索和研究。同时,急需对工程化样机进行产品化开发,并实现产品化仪器的推广应用。

    可喜的是,物化探所目前已得到国家重点研发计划项目课题的资助,在解决大功率精细电流采样等关键技术基础上,将着手开展产品标定、试验、批量生产线等产业化条件建设,加快批量生产和推广应用,从而为深地探测提供先进、实用的国产化地面电磁探测利器。

    透视地球深部的国产利器