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    “深海蕴藏着宝藏,但要得到这些宝藏,就必须在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术。”习近平总书记在全国科技创新大会上的一席话,吹响了向深海全面进军的号角。有这样一支队伍,心怀海洋强国梦,情系深深太平洋,在流动的国土上组建了野外临时党支部,谱写了中国远洋科学考察和深海资源调查的宏伟篇章。请看——

    太平洋上的临时党支部

    6年来,在茫茫大洋上开展远洋调查累计超过800天,总航程近21万公里(相当于绕赤道5圈);

    6年来,不断开拓新领域,从多金属结核到富钴结核、富钴结壳,到深海稀土资源,在拓展我国资源战略空间,探寻深海大洋资源方面取得骄人成果:圈出2个稀土资源远景区;2014年成功申请到第一块位于西太平洋的3000平方千米的富钴结壳勘探合同区,有力维护了我国国际海底的权益;

    6年来,调查团队先后荣获全国“工人先锋号”、“蛟龙号7000米级深海试验先进集体”、“中国大洋科考先进集体”、“中国地质调查局创先争优先进基层党组织”等多项荣誉;团队2013年入选国土资源部科技创新团队培养计划,其中,杨胜雄、何高文分别入选新世纪国家百千万人才计划和第二批国家“万人计划”科技领军人才;

    ……

    这是中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”调查团队在走向深海大洋征途中上交出的漂亮答卷。

    2011年首航太平洋起,这条船,这些人,就牢牢地拴在了一起。“海洋六号”长106米,宽17.4米,在这样一个封闭狭窄的空间里,调查团队科考队员一呆就是上百天,连续长时间海上作业,还要面临着恶劣的海况、设备突发故障、生活单调等多重考验。要在如此艰苦的条件下完成艰巨的大洋科学考察任务,一个坚强有力的政治核心是不可或缺的。

    在远离祖国的深海大洋上,调查船被誉为流动的国土。为更好地完成科考任务,广州海洋地质调查局创造性地提出,在远洋调查航次实行临时党委领导下的首席科学家负责制,为航次实施提供思想和组织保障。“临时党委发挥政治核心任务,全力支持首席科学家工作,首席科学家全面负责航次调查任务的组织实施。”“海洋六号”临时党委副书记、船长蓝明华告诉记者。

    每隔一天,当时钟指向1700,“海洋六号”的五层会议室会准时召开例会——临时党委扩大会议,参加的人员包括临时党委书记、副书记、首席科学家、纪检监察员和其它临时党委委员们,议题则离不开气候海况、工作安排、设备运行情况、调查作业进展等方方面面。“海六之所以能在大洋上顺利解决一个又一个难题,离不开临时党委扩大会议上的群力群策。”蓝明华介绍说,除了凝聚力量和人心外,临时党委扩大会议还提供了一个解决问题的快速反应机制。

    提起本航次刚发生的右主推故障抢修经过,蓝船长仍然历历在目。1123日执行深海资源调查航次期间,右舵桨推进电机突发机械故障,如果不能修复,将严重影响航次任务的开展甚至给航行安全带来重大安全隐患。故障发生后,临时党委迅速行动起来,一方面组织人员抢修,另一方面积极寻求岸基支持,并要求党员干部发挥先锋模范作用。在缺少专用工具、无厂商技术人员指导和图纸不详的不利条件下,依靠船上自己的技术力量,抢修突击队连续奋战70多小时,最终顺利修复故障,保障了本航次的任务按时完成。

    类似的故事还有很多。正因为有临时党委的坚强领导,远洋调查团队扛起开拓深海大洋的重任,以高度的责任感和事业心,攻克了数不胜数的突发险情,化解了成百上千的问题困难,确保调查工作顺利开展。

    “以组织的温暖关怀人,以丰富的活动凝聚人,以党员的示范带动人”,是“海洋六号”创新支部活动的另一个“秘诀”。近年来,临时党委创新性地组织了编写科考日记、七一党员重温入党誓言、开展“两学一做”学习教育、开展海上讲堂、“太平洋广州”海洋科普课堂、安全知识竞赛、文体比赛、集体生日晚会等活动,并组建航次“青年突击队”,发挥青年生力军的作用。通过加强党组织建设,持续传递正能量,凝聚队伍,营造积极健康的具有海洋六号特色的海洋文化氛围,在茫茫太平洋上建立起中国远洋调查的坚强战斗堡垒。

    党风廉政建设,永远在路上。今年7月,中国地质调查局相继印发了《关于加强野外项目临时党组织建设强化廉政风险防控指导意见(试行)》和《关于进一步发挥野外项目组临时党组织建设在廉政风险防控中重要作用的通知》,确定了12个党组织为野外项目组廉政风险防控建设试点单位,旨在发挥先行先试、示范引导作用。凭借一直以来的良好表现,广州海洋地质调查局海洋六号船大洋科学考察临时党委位列试点之首。

    据了解,为加强野外项目临时党组织建设,强化廉政风险防范,“海洋六号”船每个航次都设有专职的纪检委员,负责临时党委纪律检查以及廉政建设。“船上资金使用主要是伙食和外港补给。”蓝明华介绍说,为防控风险点,增加公开透明度,“海洋六号”成立了专门的伙食委员会,重要补给集体商议。在外港的油水补给以及其他一切港口费用,均通过港口代理,船上领导干部不直接接触现金,且所有外事联络均公开抄送航次首席、航段首席、船长和广州海洋地质局有关部门知晓,杜绝私下交易的可能。

    再过半个月,“海洋六号”这支中国远洋调查的主力军,即将驶往南极执行新的考察任务。实现海洋强国梦、寻找深海“宝藏”的使命,将激励着太平洋上的党支部继续前行。

    召开临时党委扩大会

    太平洋上的临时党支部

    “海洋六号”科考船使用最新研制的6米深海岩芯取样钻机在西太平洋海底成功实现5.86米富钴结壳岩芯取样。

    “海洋六号”在南极开展多道地震勘探。

    近日,中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”科考船在西太平洋实现了海洋地质调查多项突破:“海马”号在西太平洋富钴结壳矿区首次搭载ROV钻机作业,首次开展富钴结壳厚度在线声学原位探测,首次在富钴结壳矿区开展6米深海钻机应用……

    从多金属结核到富钴结壳,从热液硫化物到深海稀土资源,从南海到南极……几年来,广州海洋地质调查局“海洋六号”科考船和远洋调查研究团队秉持“科学、责任、和谐、进取”的科考精神,克服了常人难以想象的重重困难,不断开拓新领域,探寻深海大洋海底矿产资源,先后执行了10个航次的科学考察,总航程20万公里,历时近1000天,近600人次参加,谱写出中国远洋科学考察和深海资源调查的宏伟篇章。

    海底探宝,拓展我国资源战略空间

    深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏,目前已发现了多金属结核、富钴结壳、热液硫化物和深海稀土等矿产资源,成为世界各国竞相研究开发的对象。

    为了维护中国稀土资源大国地位和国际海底权益,2012年,中国地质调查局启动深海稀土资源前期研究。2013年,广州海洋地质调查局“海洋六号”船与远洋调查与研究团队率先在中太平洋开展了深海稀土资源调查,证实了深海沉积物中存在一种有别于陆地的“大洋型稀土”矿床类型。经过2014年~2016年的调查,在中、西太平洋分别圈定两个深海稀土资源远景区,潜在稀土资源量可观,并初步掌握了深海稀土资源分布特征,系统总结了一套行之有效的勘探技术方法。深海稀土资源的调查研究和深海稀土资源成矿远景区的圈定,为今后维护我国在国际海底区域海洋权益奠定了坚实基础。该成果也被评为2013年度中国地质调查十大进展之一。

    多金属结核富含钴、镍、铜、锰等重要的战略金属资源,自上世纪70年代末以来,我国主要在东太平洋开展了20多年的调查与研究,中国大洋协会于2001年成功获得了中国第一块多金属结核勘探合同区,之后经过十几年的调查与研究,查明了我国多金属结核勘探合同区的资源状况,确定了可能的试开采矿区,估算了合同区不同类型的资源量。

    2012年,“海洋六号”船执行中国大洋27航次科考任务时,在西太平洋海盆发现了大量高覆盖率、高丰度多金属结核,这些结核几乎均为非常完美的球状,且粒径较大,位于海底沉积物与海水界面较浅的位置;而之前发现的东太平洋多金属结核勘探合同区的多金属结核普遍为不规则的椭球状、碎屑状、菜花状、连生体等,大小不一,埋藏相对较深。海上现场对这些多金属结核进行化学元素分析,发现其钴元素高达0.5%,是东太平洋多金属结核钴元素的2~3倍,因此被称为富钴型多金属结核。

    2013~2016年,“海洋六号”船继续开展结核调查,并成功将多波束回波探测技术应用于结核勘探中,快速圈定了10多万平方公里多金属结核成矿远景区,初步估算了资源量,拓展了我国多金属结核战略资源空间。

    不仅如此,广州海洋地质调查局的海洋地质工作还很好地服务于我国的外交,为我国在大洋申请矿区奠定了重要基础。2011年,我国在西南印度洋成功获得第一块多金属硫化物勘探合同区;2014年在西太平洋成功获得第一块富钴结壳勘探合同区;2015年在东太平洋成功获得第二块多金属结核勘探合同区……截至目前,中国已经成为世界上同时拥有多金属结核、多金属硫化物和富钴结壳资源勘探合同区的国家之一。

    科技创新,构建一体化远洋勘探体系

    当今世界,海洋科考技术装备日新月异。广州海洋地质调查局远洋调查团队以科技创新为核心,不断探索新技术、新方法的应用,全面提升我国大洋资源及环境调查的能力和水平。

    “海洋六号”船是我国自主设计建造的一艘具有国内一流、国际先进水平的综合科学考察船,配置了先进的多道地震采集系统、深海水下遥控探测系统、全海深多波束测深系统、海底原位探测系统、水文调查系统等,安装了高精度的综合导航、水下定位和动力定位等多套系统和辅助设备,同时可为各种移动式调查设备提供测量和实验平台,能满足多学科、多手段综合调查要求。2009年10月入列后,广州海洋地质调查局迅速将“海洋六号”投入远洋调查之中,从2011年开始,已连续6年每年承担长达约200天的远洋调查任务。

    2014年,我国自主研发的 “海马”号无人遥控潜水器在“海洋六号”船通过海试验收。2015年,广州海洋地质调查局远洋调查团队将其应用于海山区富钴结壳资源调查,完成了对海底结壳和生物样品的抓取,获取大量的海底高清视频数据,填补了我国海山区资源环境调查手段的一项空白,提升了我国在这一领域的技术水平。

    此外,远洋调查团队还及时应用无人无缆遥控潜水器(AUV)、近海底声学深拖等一批高新尖海洋探测装备,获得了一大批高精度、高质量的野外调查资料,全面提升了我国远洋调查的能力和水平。他们紧跟国际技术发展趋势,不断革新技术方法应用,扩展“海洋六号”船配备的EM122多波束系统的用途,将多波束回波探测技术试验性应用于大洋航次调查中,大幅提高资源勘探效率,加速了我国矿区申请和区块优选进度。

    在茫茫太平洋开展科学调查,需要团队合作,船舶机械调查设备繁多、天气海况复杂,随时可能出现各种突发状况,困难极大、风险非常高。为合理组织安排生产,保障海上作业安全顺利,远洋调查团队多年来坚持规范管理,不断总结经验,对作业方法分门别类,制定作业流程,不断改进完善,逐步形成了一套依托于“海洋六号”船的远洋调查作业规程。

    重力柱状取样是远洋调查重要手段,其操作流程复杂,危险性高,起初需要十几人联合作业近一天才能完成一个站位,经过多年摸索改进,如今六七个人四五个小时就可以完成,安全性和工作效率都大为提高。

    “潜龙一号” 无人无缆遥控潜水器AUV是我国自主研发的高新设备,长约3米,重达数吨,系统复杂庞大,其收放流程和应急措施是考验作业母船和团队综合作业能力的两大难题。2013年~2014年,“海洋六号”作为作业母船第一次实施“潜龙一号”调查。AUV作业零经验的远洋调查团队科学组织、合理施工,成功实现了4级及以下海况潜器全天候安全布放与回收,成功率达到100%,为远洋调查大型设备收放作业提供了宝贵经验。

    通过对多种调查手段的综合运用,以及多学科专业技术力量的广泛融合,针对多金属结核、富钴结壳和深海稀土等大洋矿产资源调查,广州海洋地质调查局已形成了点、线、面相结合,以“海洋六号”船为依托,多学科、多方法、多手段立体化大洋矿产资源勘查技术方法体系。

    海底命名,维护中国海洋权益

    大海广阔无垠,但海水覆盖之下的海床并非同样平坦宽阔。海底地貌多姿多彩,既有地形平缓的平原,也有连绵起伏的海岭;既有高耸的海山,也有深邃的海沟。如同陆地的自然地理实体必须赋予名称一样,海底地理实体也应该赋予名称,也就是“海底命名”。

    对已确认的海底地理实体进行正式命名已成为国际惯例,这不但有利于海图的编制和海洋科学勘测、开发管理,而且体现着国家对命名海域的管辖权力或科学研究成果。根根据国际海底地名分委会制定的标准,如果一个海底地理实体完全或超过50%的面积位于国家的领海以外,则可向国际海底地理实体命名分委会(SCUFN)申报其命名提案,通过后编入到海底地名辞典中。

    中国在上世纪80年代开展大洋矿产资源调查,最初10年“海洋四号”等调查船利用单波束测深设备发现了一些地理实体,也作了暂时命名,如“海洋四号断裂带”“北部海山链”“东部海山区”等。但这些暂时命名缺乏统一规划,经常有一地多名或一名多地的现象。2007年开始,我国开展多金属硫化物资源调查,“大洋一号”和“李四光”号调查船在南太平洋、印度洋、大西洋等海域发现大批地理实体,但也没有正式命名。尴尬的是,中国富钴结壳合同区所在的两个海山早在1997年就由“海洋四号”进行了详细地形测量,我们采用代号方式暂时命名,没有正式命名,数年后被其他国家登记了新地名。

    2011年,中国大洋协会成立海底地理实体命名工作组,全面规划和命名大洋矿产资源调查区新发现的地理实体。广州海洋地质调查局地理命名团队在朱本铎教授的带领下,制定了详细的命名规划和命名规定,专门选择了能够体现中国传统文化的一批名字,积极投身大洋协会地理实体命名工作组的工作。命名工作也卓有成效,工作伊始当年就成功申报7个海底地名,鸟巢海丘、彤弓海山群、白驹平顶海山、徐福平顶海山、瀛洲海山、蓬莱海山、方丈平顶海山…… 一批富有诗意的名字,彰显着中国文化的魅力。此后,每年都有一批海底地名提案在国际海底地理实体命名分委会通过。至2016年,工作组命名163个新发现的海底地理实体,地名获国务院批准公布使用,其中63个海底地名获国际海底地理实体命名分委会核准。

    海底地理实体的命名工作创新性地提出我国海底地理实体的分级分类体系和命名方案,制定了国际海域海底命名的技术体系,为海底命名奠定了基础;首次提出海底命名地图的编制方法和地理实体的识别技术,并成功应用在向国际海底地理实体命名分委会提交的地名提案上,得到国际同行的认可,使我国的海底命名研究迅速提升到世界领先水平。

    勇闯南极,探索极地科考新模式

    2016年12月28日~2017年2月10日,“海洋六号”船与“雪龙号”极地科考船共同执行了中国南极第33次科学考察,全体科考队员一起迎风雪、战严寒,克服了南极海域陌生复杂、作业窗口极为有限、气候寒冷、海况急剧变化等极地冰海环境带来的严峻挑战,在精准预报的基础上,经过40多天的艰苦奋战,超额完成航次设计全部海洋调查及登陆考察任务。

    这是我国自1990~1991年首次开展南极南大洋综合地质地球物理调查后,时隔26年开展的第二次南极海域综合地质地球物理综合科学考察。此次南极科学考察,创下了我国南极海域地质地球物理实测的几个首次:首次对南极海域进行了大面积、高精度、高分辨率的地球物理调查,为研究南极地质演化与全球气候变化关系奠定了基础;首次开展了大范围、立体式的多波束海底地形探测,获取了南极海底近2万平方千米三维地形地貌高精度资料,可为我国后续科学考察和船舶航行提供水深数据;首次应用我国自主研发的地热探针,采获到南极海底地热流实测数据,填补了我国在高纬度寒冷海域相关探测空白。

    习近平总书记在全国科技创新大会上指出:深海蕴藏着宝藏,但要得到这些宝藏,就必须在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术。2016年的国土资源系统科技创新大会也提出了“三深一土”的科技创新战略。向深海全面进军的号角已经吹响,广州海洋局远洋调查团队将在拓展我国在国际海底区域的资源战略空间、全力支撑国家海洋资源保障、维护国家深海权益、建设海洋强国的道路上继续前行!

    走向深海大洋:劈波斩浪探宝藏

    5月7日,地调局广州海洋局“海马”号模型、“海洋六号”船模、海底矿产样品、科普展板等亮相中山大学珠海校区,参加“第五届海洋科技文化节开幕式暨深海矿产资源及技术科普活动”,吸引了大批师生参观关注。

    广州海洋局结合全国2016年科技活动周主题“创新引领、共享发展”,开展“科学使者进校园”主题活动,并与中山大学“第五届海洋科技文化节”结合起来。该活动由中山大学海洋学院、中国地质调查局广州海洋局、国土资源部海底矿产资源重点实验室联合主办,中大海洋学院团委和广州海洋局团委等五家单位联合承办。广州海洋局科普团队由副总工程师何高文带队,与中山大学海洋学院师生及海洋环保志愿者等数百人参加了活动。

    开幕式上,广州海洋局何高文副总工和中山大学海洋学院陈省平书记分别为开幕式致辞,并互赠了纪念品;广州海洋局团委向中山大学海洋学院青年代表赠送《温家宝地质笔记》60册,与同学们共勉,学习老一辈地质工作者“三光荣、四特别”精神,弘扬新时期地质工作者核心价值观。

    在何高文副总工和陶军教授作的“深海矿产资源”和“海马”号与“海马冷泉”的主题科普讲座上。中山大学学子对浩瀚的海洋底下蕴藏的矿产资源非常感兴趣,被生动有趣的“海马”号海底作业视频吸引,仿佛被带入奥妙的海底世界,亲历了未曾见过的海底奇景。

    在中大珠海校区榕园广场深海矿产资源及技术科普展板和模型样品展览专区,广州海洋局科技人员向大家介绍了国际海底区域多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、深海稀土等矿产资源和我国自主研发的“海马”号及其应用,以及广州海洋局在深海矿产资源和深海技术这两个领域近年来取得的科技创新成果,“海马”号模型的亮相也吸引了大批同学围观发问,现场气氛相当活跃,培养激发了学子们对海洋科技的浓厚兴趣,达到了“共享科技创新成果,让科技流行起来”的目的。

    据悉,广州海洋局与中山大学自2008年签署战略合作框架协议以来,一直保持良好的战略伙伴关系,特别是今年2月,双方在加强共建调查科研基地、共建特色研究机构、拓展资源共享领域、加强海洋学科建设、促进创新人才培养等5个方面的紧密合作达成了进一步共识,此次联合开展活动是落实紧密合作的举措之一。 

    第五届海洋科技文化节揭幕

    广州海洋局向中山大学海洋学院赠送“海洋六号”船模和《温家宝地质笔记》

    广州海洋局副总工程师何高文作“深海矿产资源”科普讲座

    青年科技人员向同学们介绍科普展板

    广州海洋局与中山大学联合举办海洋科普活动
      一
      向东,向东,离开M1盆地,海洋六号抵达中太平洋。船长笑着说,那盆地目前正被两个台风包围,还好我们出来了,算幸运。
    但阴天、涌浪一直跟随着我们。还有许多意料之中或者意料之外的事情出现了。
      第一是时间轴被完全打乱。从8月8日到8月15日,8天的时间里,大副蒋和平相继三次广播通知大家将时间往前拨1小时。8月12日,船驶过日变线,大家奇异地过了两个12日。在时差和剧烈涌浪干扰下,睡不醒和睡不实成为普遍存在的生理状况。
      第二是没有信号。飘在信号盲区,手机成为单纯的手表和相机,之前依赖微信和家人朋友的联系被中断,想家的情绪在蔓延。
      海洋六号开展了各种提振精神的活动:除了继续举办系列大讲堂,还有全员包饺子活动,还有乒乓球、飞镖、扑克牌、麻将的体育比赛,还有简报。沉闷逐步化解,笑声多起来了。
      人的活动和自然的活动有太多的相关性。海洋上最撩人的是云,从黎明到傍晚,云展示着无穷尽的形状和颜色的变化。如果在凌晨,你看到的大片乌云,也许很快就会被升起的太阳点化成白云朵朵。

      二
      中太平洋工区要进行本航段最后一场攻坚战——拖网取样。
      当地时间8月14日凌晨4点多,负责大夜班的部门长于宗泽打来电话:“还有20分钟,就要拖回昨晚放下去的取样网了”。
      大夜班,就是从半夜1点半到凌晨6点半值班。
      天空,大片乌黑的云蒙住即将升出的太阳,海水,乌黑中见蓝。所有值大夜班的技工和调查人员站在甲板上,等待。
      就在这时,雨哗哗地下起来。
      绞车一点点地将拖网拉起来,四角铁架携带着一张巨大的网,里面装着黑色粒状物让所有人看着抑制不住脸上的喜悦。显然由于太重,缆绳带着拖网在空中荡来荡去。
      雨越下越大,一时间竟如有人从天空往海里直接倒水一般。技工董国强一边用对讲机指挥绞车,一边匆忙擦去蒙住眼睛的雨水,值班人员排成两列拼命去拉控制拖网的绳索。
      终于,拖网安全落在后甲板。大伙用力倒出里面的颗粒物,一共9大桶,全是多金属结核!站在一边负责土工的何树平对我说,不用称,肯定不下800。结果,真是800多公斤,
      雨骤然停,刚从5000多米海底拖出来的东西,被雨水淘洗得干干净净。
      第36航次第三航段的最后一役,完胜!

      三
      布置全员大合影、罗列到港后补给清单;安排各专业组负责整理数据报告撰写和装订……,大洋36航次任务结束,很多事情要收尾,也有些事情即将开始。
      接下来的两个航段主要执行中国地质调查局的资源调查任务。其中下航段最先要用的方法,是多道地震。
      这将是在大洋航次中首次使用这种调查手段。作为综合调查船,海洋六号有完备的多道地震设备,但能否顺利应用,需要在本航段收尾时进行先期测试。
      当地时间8月15日上午,如同突然开出一辆大坦克, 6个色彩鲜艳的大浮球高高地耸立在后甲板一座铁架上。左侧,一条粗粗的橙色软管,从后面绞车一直探到水面,右侧,电缆上即将装载7个飞鸟定位仪,尾部装有两个白色尾标。这是前一天晚上十多人共同协作的劳动成果。此前一路我所见都还算小型武器,突然上来一威风凛凛的“高大上”,很是惊喜。
      10点多,总指挥关晓春发出指令,实验开始。作为震源的气枪通过控制室发出信号,水下每隔15秒传出闷响,掀起团团雪白水花。红白色浮球在蓝色海水中起伏,携带的接受声波反射信息的仪器将数据传输到监测室的电脑中……。
      一切正常。只有这个时候,所有人的内心都充溢着彻底放松的开心。


    多道地震测试现场


    多道地震测试现场


    夜间团队作战将缆绳换到另一架绞车上


    准备明天多道地震测试设备
    完美收官

    9月21日,第36期“李四光地质科普讲坛”在北京科学中心成功举办。本期讲坛由中国地质调查局、北京市科学技术协会共同主办,中国地质图书馆、北京科学中心、广州海洋地质调查局、中国矿业报社联合承办。

    讲坛特邀广州海洋地质调查局海洋技术方法研究所专家作科普报告。讲座以“跟着‘海马’探秘深海”为题,介绍了深海探测的特点、水下机器人的发展历史、“海马号”的研发历程及其在深海可燃冰、多金属结核等深海矿产资源探测中的应用等科普内容。讲坛通过丰富的图片和视频,向公众生动展示了“海马 ”号深海遥控无人潜水器的创新技术和应用场景,展现了中国地质调查局深海装备发展成果。

    讲坛在腾讯新闻、科普中国、今日头条、中国地质调查抖音账号、矿业界微信公众号、北京科协视频号、数字北京科学中心视频号等平台同步直播。线上、线下86万余人聆听了讲座。

    图1科普讲坛现场

    图2科普讲坛现场

    “李四光地质科普讲坛”第36期成功举办

    近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所在深海矿产探测领域取得新进展,原位量化区分深海热液硫化物与围岩的钻测解析方法获得国家发明专利授权,基于地质、生物和环境特征的海底多金属结核聚集区联合图解软件获批软件著作权登记。

    针对热液硫化物和多金属结核等矿产资源的开发利用是深海未来产业布局和发展的核心内容之一。由于深海热液硫化物可在海底面以下与围岩共存,混合形成超过百米厚度的堆积体。这种堆积体固结度较差,钻探取心率低,且取心各层段通常不连续,导致难以用岩心样品直接进行资源潜力评估。青岛海洋地质研究所深海矿产资源调查评价团队基于热液矿区钻孔原位物性测量、结合岩心样品的实验室物性特征进行拟合分析,进而准确解析整个钻孔剖面的硫化物和围岩的分布及相对含量,服务深海热液硫化物资源评估和开发利用。

    在多金属结核领域,团队聚焦目标区海洋长周期沉积速率、底层水含氧量、底质类型、海面平均生物生产力、底栖宏生物量密度、海底地形地貌、海底表层沉积物有机碳含量等地质、生物和环境参数,联合多金属结核分布和成分等信息,共同绘制结核大面积聚集概率性图件,并通过加权评估,量化预测出各区域多金属结核资源潜力的高低排序,从而提升低程度或未知区海底多金属结核资源调查目标区优选质量。

     

    青岛海洋地质研究所深海矿产探测领域取得新成果

    由我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号今天(17日)在广州正式入列,标志着我国深海探测关键技术装备取得重大突破。全球仅有3个国家建有大洋钻探船,我国就是其中之一。“梦想”号具备海域 11000 米的钻探能力,集成了全球最先进的钻采系统,搭载目前全球面积最大、功能最全、流程最优的船载实验室,将为我国深海资源开发应用提供重要装备保障,有力支撑我国谋划实施大洋钻探国际大科学计划。

    大洋钻探,是为研究地球内部结构特征、大洋底部矿产、探寻深海生命存活下限,而对大洋底部进行钻探的工程。可燃冰、氢气、稀土、多金属结核……近年来,深海资源,尤其是油气资源,已成为我国能源资源开发新的增长点;同时,全球科学家“打穿莫霍面、进入上地幔”的梦想至今仍在持续攻坚。在此背景下,“梦想”号的入列将为我国建设海洋强国、开发地球深部资源、实现人类大科学目标提供怎样的支撑保障?

    我国首艘大洋钻探船“梦想”号(中国地质调查局宣传教育中心供图)

    中国科学院院士 王成善:既高兴又兴奋,从船头走到船尾,从船顶走到船下。

    中国科学院院士 潘永信:血压都上来了,心率也快了,高兴得不行。

    中国工程院院士 李华军:性能各方面都做得非常棒,这是非常好的开始。

    中国科学院院士 郭正堂:梦想变现实了,我觉得真是了不起!

    中国科学院院士 郝芳:非常震撼,真正是一个国之重器!

    中国科学院院士 翦知湣:作为一个科学家,有了这艘国之重器后,希望要在地球科学重大理论上取得突破!

    登上“梦想”号的前甲板,看着这艘排水量42600吨,总长179.8米、型宽32.8米,具备全球海域无限航区作业和11000米钻探能力,并且是由我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号,多位两院院士难以抑制自己的激动之情。中国科学院院士翦知湣说,“梦想”号的入列,无疑给我国地球科学和海洋科技领域的科学家提供了一个强大“心脏”。

    翦知湣:地球表面71%是海洋,其中84%是水深超过2000米的深海。20世纪地球科学的两次最重大革命都是来自深海海底,一个是20世纪60年代地球动力的板块构造学说,一个是70年代气候演变的米兰科维奇理论,都是在深海海底得到验证的。20世纪,我国由于深海技术装备能力有限,对地球科学重大理论的突破没有贡献,在国际海底资源勘探开发、大洋权益争取等方面也长期受制于人。现在有了“梦想”号大洋钻探船以后,在这个领域我们肯定能够与欧美“并驾齐驱”,甚至在某些方面可以引领了。因此,也可以说是“划时代”或者“里程碑”成果。同时,也顿感我们这一代肩上的担子和责任更重大了。

    “梦想”号上的直升机停机坪(王泽华\摄)

    “梦想”号的什么特点,让国际大洋发现计划(IODP)368航次首席科学家,为我国海洋深钻、深网、深潜科学技术发展作出重要贡献的翦知湣有如此高的评价?IODP367航次首席科学家、广州海洋地质调查局研究员孙珍透露了其中的秘密。她说,“梦想”号在最大钻深、钻探方式、动力定位、自持力、排水量,包括年度运维费等多方面的综合性能都已经达到国际领先水平。

    孙珍:“梦想”号对标“决心”号和“地球”号这两艘国际上常用的大洋钻探船,核心指标方面已经达到了国际领先水平。比如说最大钻深,“决心”号是7500米,“地球”号是9500米,而我们的“梦想”号可以达到11000米;建设了全球面积最大、功能最全,包括基础地质、古地磁、微生物、天然气水合物实验室等九大船载实验室;2万多个监测点,能够实时地,对全船态势进行监测和感知。另外我们在钻探、取心、动力定位方式等各个方面,都达到了国际领先甚至国际首次。“梦想”号在16级超强台风下可以安全生存,让我们的作业海域和时间窗口都明显增长;它的钻采系统全球领先,让我们离“打穿莫霍面、进入上地幔”的梦想更进一步。

    航行中的“梦想”号(中船黄埔文冲船舶有限公司供图)

    “打穿莫霍面、进入上地幔”,这是什么意思?原来,地球的结构,由内到外包括地核、地幔和地壳,莫霍面,指的是地壳与地幔的分界面,但是人类活动和科学探索一直局限于地壳表层,因为越往下钻,钻井越深、岩石越硬、温度越高、压力越大,所以尽管有多次尝试,人类从来没有成功打穿过这个界面。然而,莫霍面之下的地幔,占地球体积的五分之四、质量的四分之三,是地球最大的“化学储库”,充满未解之谜。孙珍说,“梦想”号,给人类久攻不下的这一科学探索目标带来了希望。

    孙珍:深海钻探,被誉为深海科技领域的皇冠。当时我们发起国际大洋钻探的时候就是想打穿莫霍面,莫霍面在距离海底6公里左右的深度,看上去不遥远,但是实际上很遥远。深远海的海况经常是比较恶劣的,实施作业难度大,作业投入也非常高,需要很好的保障系统,因此人类“钻穿莫霍面”的梦想已经提出接近60年了,但是实际上只钻透了不到1/3的深度。要想实现它,光用老的思想、老的工艺是不足的,一定要有新型的科考船。

    “梦想”号(中国地质调查局宣传教育中心供图)

    于是,2017年,中国人自己的大洋钻探船“梦想”号立项筹建,2021年11月启动连续建造,此后,“梦想”号基本上以一年迈上一个大台阶的速度,陆续完成主船体贯通下水、动力系统首次试航、具备交付使用条件等关键节点,迎来了今天的顺利交付使用。孙珍表示,实际上,“梦想”号不仅仅是一艘大洋钻探船,还以自身为核心形成一整套深钻体系,在科学和能源资源等各领域发挥重要作用。

    孙珍:我们希望服务国家的重大战略,包括在南海的新区或者中生界海区进行油气勘探,推动天然气水合物试采和产业化,推动深海结核和稀土开发,以及天然氢气的勘探和评价。还希望能够带动装备产业发展,包括船舶的智能制造、海工装备的升级,以及材料科学和信息通信技术方面。深钻是一个非常尖端的科技,必然会面对高温、高压等极端环境,需要推动新材料的研发,让我们能够实现科学目标,在大洋钻探方面承担起大国重任。

    全时全域立体探测观测监测体系(王泽华\摄)

    科学无国界,全球海洋之大,当下没有任何一个国家可以完全独立完成大洋钻探的研究。那么,如何最大限度用好我国首艘大洋钻探船,使“梦想”号真正成为让梦想成真的大国重器?中国科学院院士王成善认为,要通过建立全球共商共建共享的合作机制,发起由中国牵头的新一轮国际大洋钻探大科学计划,凝聚全球科学家的力量,使“梦想”号成为改变人类地球科学进程的利器。

    王成善:建立一种把我们的技术和硬件优势转变成科学优势的全球共商机制,这艘船应该解决全球性的科学问题,能不能建立一个全球的对话联盟,有分歧不要紧,没有共商,就不会有共识,更不用谈到共享。以“梦想”号大洋钻探船能力为核心,建立支撑扬帆远航的、全球认可和积极参与的科学规划、实现全球地球科学家的规划,这样才能使我们的“梦想”号变成一艘真正的革命性工具。

    根据计划,“梦想”号将在未来两年内完成大洋钻探首钻。广州海洋地质调查局局长许振强表示,“梦想”号将瞄准莫霍面钻探等突破性理论变革、深海能源资源安全高效绿色开发利用、海洋防灾减灾等重大前沿科学问题,聚焦服务国家能源资源安全、科技自立自强和海洋强国建设的重大需求,加快关键技术准备,推动原创性、引领性重大成果产出。

    许振强:特别是围绕能源资源勘探与开发工作,包括新区和新层系的油气勘探工作,也包括新型能源资源,可燃冰、天然氢气、无机甲烷,海底战略性矿产资源的一些实验性技术攻关,都会进行探索和实施。11000米钻探是整个科学界一个宏伟的梦想,需要我们不断地探索和努力,一步一步来实现。希望通过“梦想”号这条船,能够推动全球对海洋、对地球的认知,共同合作打造人类命运共同体。

    央视中国之声:我国首艘大洋钻探船“梦想”号入列 它...

    近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所在深海找矿领域成功获得一项国家发明专利授权,专利名称为“一种基于多要素数据机器学习的海底矿物探测方法”。

    多金属结核和富钴结壳等矿产资源富含铜、钴、镍、钼、锂、镓以及稀土等重要元素。该专利基于多波束测深及地形因子、多波束后向散射、地质取样和海底摄像等多源多要素数据,利用机器学习算法对海底多金属结核、富钴结壳等矿产资源的分布进行综合分析与预测。

    与传统地质学方法相比,该方法通过从海量数据中提取关键信息,并采用自动化处理与分析,有效减少了人工干预,显著提升了预测的准确性与效率,对于深海矿产资源的可持续勘探具有重要意义。

     

     

     
     
    青岛海洋地质研究所新发明助力深海找矿

         12月17日,在国土资源部机关召开了2013年海域天然气水合物勘探成果新闻发布会,宣布在我国珠江口盆地东部海域首次探获了高纯度新类型天然气水合物。

         据悉,2013年6月至9月,我国海洋地质科技人员在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品,并通过钻探获得可观的控制储量。此次发现的天然气水合物样品具有埋藏浅、厚度大、类型多、纯度高四个主要特点。天然气水合物赋存于水深600-1100米的海底以下220米以内的两个矿层中,上层厚度15米,下层厚度30米,自然产状呈层状、块状、结核状、脉状等多种类型,肉眼可辨。岩芯中天然气水合物含矿率平均为45%—55%;其中天然气水合物样品中甲烷含量最高达到99%。通过实施23口钻探井,控制天然气水合物分布面积55平方公里,将天然气水合物折算成天然气,控制储量1000-1500亿立方米,相当于特大型常规天然气规模。

         我国天然气水合物资源调查与评价工作起步晚、起点低,经历了艰苦的探索历程。1995年起原地质矿产部开始天然气水合物前期研究,1999年在国家发展改革委、财政部等部门的大力支持下,国土资源部正式启动天然气水合物资源调查,整合了国内各方面优势力量,做了大量的基础性、探索性工作。截至目前,国土资源部中国地质调查局在珠江口盆地开展天然气水合物综合调查40个航次,完成高分辨率多道地震测量45800公里、多波束测量36800公里、浅地层剖面测量7100公里、海底地质取样1480个站位、海底热流测量222个站位等调查工作。

         经过十多年的艰苦调查和研究工作,逐步探索出一套适合我国海域特点的天然气水合物资源综合勘查技术体系,自主研发了高分辨率多道地震与海底地震联合目标探测、海底微地貌和热流探测、海底原位孔隙水取样等关键技术,系统总结了天然气水合物控制因素与成藏模式,创建了准被动大陆边缘天然气水合物复式成藏理论。在综合研究成果的支撑下,发现了大量的天然气水合物赋存的地质、地球物理、地球化学及生物等异常标志,圈定了天然气水合物资源远景区、成矿有利区,确定了钻探目标,为我国海域天然气水合物资源勘查与评价提供了有力的理论指导和技术保障。

         2013年,中国地质调查局所属广州海洋地质调查局在珠江口盆地东部海域首次实施三个航段的钻探,共计102天。我国有5个单位26位科技人员部署现场作业、制定取芯计划、检测分析样品等工作。期间克服多次台风袭击等恶劣海况,通过利用世界先进的深潜器、随钻测井、保压取芯、现场测试等技术,实现了600-1100米水深条件下的钻孔精确定位、随钻监控、锁定目标、获取样品。

         第一航段,完成了10个站位10口先导孔的随钻测井,测井进尺2198米,获取了温度、电阻率等综合测井数据。其中4口测井存在明显的天然气水合物异常特征,为后续钻探取芯确定了目标站位与目的层位。

         第二航段,完成了4个站位8口井的取芯任务,获取了多种类型的天然气水合物可视实物样品,确定了天然气水合物矿体的分布范围,获得天然气水合物折算成天然气的控制储量。

         此次发现的最大特点是,在同一矿区具有多种类型、多层位富集的天然气水合物,且矿层厚度大、含矿率高、甲烷纯度高,目前在国际上实属罕见。

         第三航段,完成了3个站位电缆测井、2个孔的全取芯工作,为深入开展天然气水合物成藏机理研究和资源评价提供了丰富的资料。

    我国首次钻获高纯度新类型天然气水合物

    近日,青岛海洋地质研究所面向海底摄像资料多金属结核识别领域,自主研发的“基于深度学习的海底多金属结核识别与分析软件V1.0”获得国家版权局计算机软件著作权授权。

    深海多金属结核含有70多种元素,其中锰、铜、镍的资源量高出陆地相应资源量的几十倍到几千倍,具有很高的经济价值,被认为可能是海底分布最广、储量最大的金属资源。海底摄像资料对深海多金属结核的分布及丰度的调查分析发挥着关键作用。该软件针对海底摄像获取的图片及视频资料,利用已训练完成的深度卷积神经网络对图像及视频中海底多金属结核进行识别,并实时显示结核的数量,该软件集成的算法模型无需经过再次训练即能完成不同海洋深度下大规模海底摄像资料的多金属结核识别与分析,为海底多金属结核矿产资源勘查提供新的解决方案。

    该软件是深度神经网络模型在海洋矿产资源勘查中的具体应用,极大提高了海底摄像资料处理效率与应用成效,为深海多金属结核矿产资源勘查提供科学依据,助力于海洋资源的可持续开发利用。

     

    岛海洋地质研究所获海底多金属结核识别与分析软件著作权...

    由中国地质调查局北京探矿工程研究所与中国地质大学(北京)联合研发的“一种基于康达效应深海多金属结核模拟采集装置”日前获得国家实用新型专利授权(专利号ZL202322172889.9)。

    在深海海底采取多金属结核需要用到结构复杂、成本较高的深海集矿系统。在制造深海集矿系统前,需要研制一套小型模拟装置,用于验证设计思路、模拟集矿效果。

    该专利装置可模拟利用射流水力采集海底多金属结核的过程,并能便捷地调节采集头距海底的高度和水流喷射的角度等多种关键参数,为深海集矿系统实物设计提供重要的试验依据。目前,该装置已用于国家重点研发计划“深海多金属结核新型流态化采矿模式及其原理样机研究”项目工作中。

     

    种基于康达效应深海多金属结核模拟采集装置”获国家实用...

    2月16日,由北京科学中心、中国地质调查局地学文献中心、中国地质调查局广州海洋地质调查局共同举办的春节科普特别活动在北京科学中心举行,为沉浸在欢乐节日中的社会公众送去丰富的科普大餐。时值中国传统新春佳节期间,数百人参加现场活动。

    科普讲座现场

     
    来自广州海洋局的正高级工程师杨永博士带来一堂题为《探秘深海黑色宝藏》的科普讲座。杨博士从认识太平洋及其演化历史开始,介绍太平洋蕴藏哪些深海“宝藏”、富含哪些国家急需的紧缺战略性关键金属矿产,科学家采用哪些地质、地球物理和地球化学探测和分析手段探寻深海宝藏,并从科学角度对深海矿产资源开发现状及未来发展趋势进行探究,最后和大家分享了太平洋岛国的风土人情。 
    本次科普活动重点介绍的多金属结核和富钴结壳是蕴藏在深海盆地和海山表面的沉积矿产资源,富含钴、镍、稀土和铂族等国家紧缺的关键金属,特别是钴金属在航天工业、涡轮制造业、电池行业等方面具有广泛的应用,是我国急缺的战略性矿产资源,对外依存度高达90%以上。多金属结核和富钴结壳中的钴金属含量是陆地钴矿床的十几乃至几十倍,具有极高的经济价值。自20世纪80年代开始,经过科学家艰难探寻,目前我国在太平洋拥有3块多金属结核和1块富钴结壳勘探合同区,是世界上拥有多金属结核矿区最多的国家。 
     此次活动,提高了社会公众对深海多金属结核和富钴结壳等深海矿产资源的了解和认识,增强了公众对深海矿产资源勘探开发的关注,有助于增强公众的资源安全和深海安全意识,点燃了大家积极参与维护国家资源安全和海洋强国建设的热情。

    北京科学中心与局属两单位共同组织开展春节科普特别...
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