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    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...

    10月29日-31日,中国地质科学院地质力学研究所有关负责同志一行赴新疆调研克州子网地应力监测站建设工作。

    地质力学研究所汇报了克州地应力监测站建设背景和克州子网首批地应力监测站建设情况。中国地质调查局有关负责同志肯定克州地应力监测台站建设的意义,强调要充分发挥地应力数据在重大工程地质安全评估和内动力灾害孕育机制研究等方面的重要作用。

    地应力变化是诱发内生地质灾害的动力之源,地应力监测是捕捉内生地质灾害孕育与发生过程的关键技术手段。新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州(简称“克州”)地处西南天山与西昆仑山的交汇部位,受印度、欧亚板块挤压效应影响,该区构造活动强烈,诱发的地震、断层活动、崩塌、泥石流等地质安全风险十分突出。克州地应力监测台站将聚焦关键构造带应力汇聚、内动力地质灾害过程与机制等问题,开展长期地应力监测、数据分析,更好地服务克州绿色矿山能源基地和国家重大工程地质安全风险评估,为该区能源资源开发和重大工程全生命周期的地质安全保障提供有力支撑。

    新疆克州子网首批地应力监测台站,由中国地质科学院地质力学研究所联合新疆自然资源与生态环境研究中心和克州科技发展研究所,在中国地质调查局“全国地应力基础调查与监测”项目资助下建设。台站建设得到了新疆国家三○五项目办公室,克州州政府及发展改革委、财政局、科技局等部门,以及阿图什市委、乌恰县委的大力支持。

    中国地质调查局科技外事部、资源评价部,中国地质科学院地质力学研究所、西安地质调查中心、西安矿产资源调查中心、乌鲁木齐自然资源综合调查中心,新疆三○五项目办公室、克州州政府及相关部门同志参加了调研交流。 

    北京地壳应力应变野外科学观测研究站--新疆克州子网...

    为深入贯彻落实自然资源部《水资源基础调查实施方案》及任务分工要求,更好推进各相关工作,研究解决工作中遇到的问题,中国地质调查局沈阳地质调查中心(以下简称“沈阳地调中心”)于9月18日-20日在哈尔滨市召开松辽流域及相关省份水资源基础调查工作推进与业务研讨会。

    本次会议得到了自然资源部调查监测司领导的高度重视并受邀亲临指导。中国地质调查局水环部领导,水资源调查计划首席科学家及技术骨干,东北三省一区自然资源主管部门调查监测处领导及技术支撑单位相关人员,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心(以下简称“水环中心”)、西安地质调查中心、哈尔滨自然资源综合调查中心、牡丹江自然资源综合调查中心、呼和浩特自然资源综合调查中心相关工作负责人,沈阳地调中心领导及松辽流域水文地质与水资源调查监测团队等近50人参加会议。

    会上,自然资源部调查监测司领导指出,沈阳地调中心作为松辽流域技术支撑和成果汇总单位,各省级主管部门作为落实水资源基础调查工作的责任单位,要充分发挥各方优势,积极交流研讨,切实做到工作思路与技术方法统一、数据资料与工作成果共享,高效推进水资源基础调查目标任务顺利完成。与会领导一并为松辽流域各省级水资源基础调查和地下水资源评价提供政策解读和技术指导。

    会议期间,沈阳地调中心介绍了近年来松辽流域地下水资源调查评价的相关工作成果,水环中心介绍了三江平原地下水资源调查评价的主要成效。各省级技术支撑单位详细阐述了本省水资源基础调查的工作进展、存在的问题、下一步工作计划及建议。会议重点研讨了流域和省级地下水资源调查评价工作如何有效对接,分享了各家单位在地下水资源评价技术方面的思路与经验成果,为顺利开展后续工作指明了方向。

    此次会议成功构建了流域和省级单位合作共享工作机制,开启了东北地区水资源基础调查新篇章。与会单位将围绕自然资源“两统一”职责,为自然资源管理、生态文明建设、国民经济和社会发展提供坚实的水资源基础信息保障并努力做出更大贡献。 

     
    松辽流域及相关省份水资源基础调查工作推进与业务研...

    9月2日,中国地质调查局南京地质调查中心(以下简称“南京地调中心”)联合浙江省地质院、仙居县人民政府和相关企业共同编制的《浙江省国家级萤石大型资源基地(仙居资源基地)建设方案》(以下简称《方案》)顺利通过中国地质调查局组织的专家评审。

    《方案》贯彻落实党的二十届三中全会关于“完善战略性矿产资源探产供储销统筹和衔接体系”精神,统筹央地企找矿、采矿、选矿、加工、应用全链条工作部署,先行示范协调联动新机制。国务院原参事张洪涛研究员、中国地质科学院王瑞江研究员等专家对方案给予高度评价,一致认为萤石作为我国战略性新兴产业的关键原材料,未来需求将持续增长,仙居萤石大型资源基地“十四五”以来找矿增储成效显著、资源潜力巨大、矿业开发成熟、氟产业基础雄厚,通过此次央地企合作共建,有望打造成为全国首个以县域为单元的国家级资源基地,将为大型资源基地建设和矿业高质量发展提供可推广的新模式。

    中国地质调查局资源评价部,南京地调中心、浙江省地质院、仙居县人民政府、浙江仙控交通产业集团有限公司等相关领导参加此次评审会。

     

    南京地调中心《浙江省国家级萤石大型资源基地(仙居...

    中国和非洲从来都是命运共同体。

    面对变乱交织的世界形势,中国和非洲比以往任何时候更要加强团结合作。志合者,不以山海为远。近年来,中国自然资源系统始终遵循“真实亲诚”理念和正确义利观,聚焦地质矿产、卫星遥感、海洋领域,深耕中非伙伴关系、筑巢引凤建平台、授人以渔育人才,一系列务实合作共圆发展振兴之梦,在文明互鉴之中展现中非合作的韧性与活力。

    释放比较优势,深耕合作伙伴关系网络

    14亿人口、约3000万平方公里土地、50多个国家,非洲拥有丰富的自然资源和巨大的人口红利。

    实现现代化是中国和非洲国家的共同追求。习近平总书记提出的全球发展倡议,同非盟《2063年议程》和联合国2030年可持续发展议程高度契合。

    自然资源系统务实推动元首外交成果落地,打造合作平台,助力双方比较优势充分释放。

    ——在地质矿产领域,成立中国—非洲地学合作中心,落实《中非合作论坛—达喀尔行动计划(2022—2024年)》,搭建多国家、多领域的国际合作网络,进一步深化非洲区域地球系统科学创新发展,推进中非在能源资源领域务实合作,助力非洲区域经济社会可持续发展,为中非合作注入新活力。

    近年来,习近平主席与来华访问的非洲国家元首共同见证了中国自然资源部与刚果(金)、几内亚比绍等国自然资源部门签署地质和矿业领域合作的谅解备忘录,地矿领域合作纳入政府间联合声明。此外,中国自然资源部及中国地质调查局与非洲多国签署地质矿产领域合作谅解备忘录和项目合作协议,在地质调查、矿产勘查、资源开发利用、地质科技创新、地质信息服务等方面先后开展项目合作。依托中非地学合作中心,非洲基础地质和矿产资源潜力评价程度有了大幅提升。

    2023年10月,由中国—非洲地学合作中心等承办的首届非洲矿业项目推介会在2023中国国际矿业大会期间举办,打造矿业投资平台,有效服务中非矿业企业合作。矿业企业联盟建设初见雏形,服务能源资源安全,推动企业“走出去”。

    非洲矿业项目推介会

    ——在海洋合作领域,建设中非海洋科学与蓝色经济合作中心,落实2021年中非合作论坛第八届部长级会议成果共识,以务实海上合作筑牢中非“蓝色伙伴关系”根基。

    2023年7月,中国自然资源部第二海洋研究所、联合国教科文组织政府间海洋学委员会非洲及邻近岛屿国家分委会、埃及国家海洋与渔业研究所签署三方共建协议,“中非海洋科学和蓝色经济合作中心”正式成立。以此为平台,中非将在海洋科学研究、海洋防灾减灾、能力建设与培训、海洋蓝碳潜力评估、蓝色经济发展与示范等为主要合作领域,共同应对海平面上升、海洋污染和海洋生物多样性丧失等问题,共同推动海洋经济高质量发展。

    今年2月,第五届中非海洋科技论坛在埃及举行。该论坛由中国自然资源部与联合国海委会非洲及邻近岛屿国家分委会共同建立,每两年举办一届,海洋合作机制不断完善。论坛发布《中非在联合国“海洋十年”框架下海洋合作共同行动计划(2024—2026)》,发起中非“海洋空间规划+”合作倡议,编制非洲国家海平面上升报告等公共产品。

    非洲国家普遍认为,平台建设及公共产品符合非洲提升海洋综合管理能力和发展蓝色经济的迫切需求,深化了传统友谊,增进了合作互信。

    ——在卫星遥感领域,建设中非卫星遥感应用合作中心,落实中非务实合作“九项工程”任务,促进中国卫星遥感应用成果惠及更多非洲国家和人民。

    中国自然资源部联合国内有关单位,与非洲国家相关机构共同推动,中非卫星遥感应用合作中心于2023年7月在京揭牌成立。截至目前,已与10余个非洲国家就共建国家中心达成双边合作文件,通过自然资源卫星遥感云服务平台节点实时推送共享卫星数据。

    中国自然资源部持续深入推进中非卫星遥感应用合作中心建设,共享中国陆地与海洋自然资源卫星数据、产品、软件、平台与云服务,促进中国自然资源卫星遥感数据及技术在非洲国家相关领域的应用。

    聚焦关键领域,开辟共同发展新空间

    8月27日,国家主席习近平复信非洲50国学者,鼓励他们继续为构建高水平中非命运共同体、维护“全球南方”共同利益提供智力支持。

    推动中非科技创新领域合作,是引领现代化建设的重要动力。自然资源系统持续推动关键领域的科技合作,不断开辟发展新空间。

    中非资源和产业链互补性强,如何将资源优势转化为经济发展动能,开展地质调查与资源评价是基础支撑。中非在该领域的合作项目取得多项成果——

    2023年4月,湖北省地质局在加纳中标多项电站勘察和海勘项目;2023年5月,天津地调中心成功中标商务部“援坦桑尼亚恩格罗—伦盖地质公园技术援助项目”。目前正在尼日利亚、科特迪瓦、莫桑比克、津巴布韦等国实施“北部非洲国际合作地质调查项目”“南部非洲国际合作地质调查项目”等中非国际合作地质调查项目,在摩洛哥、卢旺达和坦桑尼亚等国实施“援摩洛哥十幅地球化学填图”等援非项目。

    持续深化的非洲区域地学科技研究,取得重要学术成果:深入解剖了中部非洲新元古代花岗岩和尼日利亚年轻花岗岩的岩石成因及其找矿意义;揭示了东非造山带和马达拉造山带的构造演化历史;厘定了努比亚地盾侵入岩型金矿床、纳米比亚白岗岩型铀矿床和赞比亚铜钴矿床等成矿作用特征;系统总结了非洲锂矿和稀土矿、阿特拉斯铜钴铅锌成矿带、莱奥地盾锰铝金锂成矿区的成矿规律,推动地球科学理论和技术创新。出版《中国矿业企业国际合作报告(非洲篇)》,收录42个中资非洲矿业投资案例,服务中国企业非洲矿业投资,收到政府部门、企业和研究机构广泛关注与好评。

    非洲有38个国家临海,海洋领域合作空间广阔,中非海洋科技合作亮点纷呈——

    中肯双方联合科考团队成员

    近年来,以大陆边缘地质构造与资源环境效应合作研究为契机,双方开展了深入合作,助力共建“一带一路”。2012年8月,中非第一个联合海洋航次“中国—尼日利亚西部大陆边缘地球科学调查航次”启航。2016年6~7月,“中国-莫桑比克和中国-塞舌尔大陆边缘海洋地球科学联合调查航次”取得圆满成功,来自国内9家科研单位的32名中方专家和来自莫桑比克的4家单位6名科学家组成的科考队对东非大陆边缘地质构造特征开展调查研究。2021年4月~8月,海洋二所分别与莫桑比克和马达加斯加成功开展国际合作航次。联合航次的开展为合作国家开展海洋科学、海洋地质、气候变化和生态环境研究提供了重要的数据支撑,密切了中国同合作国家在海洋领域的互利共赢合作,充分践行了构建海洋命运共同体理念。

    2016年,中莫航次科考

    在联合国“海洋十年”框架下,海洋一所牵头的海洋与气候无缝预报系统大科学计划新增“非洲海洋与气候无缝预报”项目。2024年4月,“海洋十年”大会期间,“缓解气候变化影响的海洋解决方案——以非洲为例”研讨会共议气候变化的海洋解决方案,为“海洋十年”未来深入实施提供范例。

    2022~2024年,中国自然资源部先后与莫桑比克和塞舌尔的相关涉海部门开展海洋空间规划合作研究,从国家宏观尺度上,协助莫桑比克和塞舌尔完成了海洋空间规划方案编制,为其蓝色经济发展提供政策和技术支持。由国家海洋信息中心完成的《佛得角圣文森特岛海洋经济特区规划》,在佛得角政府制定国家海洋经济发展战略和圣文森特岛经济特区建设工作中得到广泛的应用。项目所形成的成果列入2018年中非合作论坛北京峰会达成的重要成果之一。

    2017年,吉布提最大的工业项目——“阿萨勒盐湖溴化钠项目”开工在即,却面临着严峻问题:当地淡水资源匮乏,工程用水成本高,且不能稳定供水,项目无法按时启动实施。得知这一情况后,天津海水淡化与综合利用研究所针对吉布提研发设计了“集装箱式反渗透海水淡化装置”,解了工程的燃眉之急,降低了工程成本。

    迄今,一个个聚焦提升非洲国家可持续发展能力、满足非洲国家发展需求的项目,不断增强中非合作向心力。

    开展能力建设,激活务实合作源头活水

    为未来培养更多人才,是中非合作发展一以贯之的举措。

    2021年11月举行的中非合作论坛第八届部长级会议上,中方提出将同非洲国家共同实施能力建设工程。

    自然资源系统发挥科研水平、调查能力优势,充分利用国际组织平台,开展人才联合培养,激活创新的源头活水,跑出发展的加速度。

    2023年3月,中国—非洲地学合作中心非洲学院揭牌。此后,成功推动摩洛哥、尼日利亚等国地学人才来华留学,搭建起稳定的人才培养平台。2023年,由中国地质调查局发展研究中心承办的商务部援外“非洲国家地球化学填图与环境地球化学调查技术培训班(线上)”顺利结业,来自喀麦隆、乍得、摩洛哥、塞内加尔等8个国家的92名官员、专家和学者参加培训。“非洲中南部地球科学与实验技术培训班”上,来自尼日利亚、津巴布韦等多个非洲国家的30余名地学专家来华参加了技术培训。在此过程中,中非中心已经构建了稳定的学员招生、来华培训、交流互访的稳定渠道,并将其打造成为对外交流的名片,获得尼日利亚、摩洛哥、科特迪瓦等国的高度认可。

    作为中国政府奖学金的组成部分,中国政府海洋奖学金项目实施十年来,为非洲培养了近70名硕士或博士。中国自然资源部持续举办面向非洲国家的海洋管理和海洋科研专题培训班,如非洲海洋遥感和物理海洋应用技术培训班、海洋生态环境遥感应用高级培训班、海洋生态卫星遥感及剖面浮标监测技术培训班、海洋遥感和浮标观测技术培训班等,共计为非洲20个国家300余人次提供培训,厚植友华人脉、促进民心相通。

    2024年3月,中国自然资源部国土卫星中心和海洋卫星中心共同举办了中非卫星遥感应用与数据处理技术培训,来自非洲多国近170人参加培训。培训期间,埃塞俄比亚、尼日利亚、津巴布韦、埃及、卢旺达等国家介绍了利用我国共享卫星数据开展的土地利用、地物提取、农业、减灾等国家级应用案例。埃塞俄比亚地理空间和航天局组织了针对埃塞全国相关技术人员的研讨会,推广中国自然资源卫星数据和技术。

    通过一个个“小而美”“小而惠民”的项目,中非人民真诚友好的情谊在合作交流中走得更近,在互学互鉴中行稳致远。 

    加强中非合作始终是中国外交政策的基石。据悉,2024年中非合作论坛峰会将于9月4日至6日在北京举行,主题为“携手推进现代化,共筑高水平中非命运共同体”,这将是中非双方共叙友情、共商合作、共话未来的又一次盛会。

    峰会将发布有关宣言和行动计划,规划中非未来三年高质量合作实施路径。自然资源部也将站在合作新起点,打造自然资源领域合作新典范,开启务实合作新局面。

    务实合作向未来——中国自然资源系统推动构建高水平...

         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

     

    揭牌现场 朱夏 摄

     

    国土资源部海底矿产资源重点实验室近日通过专家现场验收。验收组组长、中国工程院院士陈毓川,中国地调局广海局局长温宁等为该实验室揭牌。

     

    据实验室主任杨胜雄介绍,海底矿产资源重点实验室是国土资源部建设的第三批46个重点实验室之一,紧紧围绕“海洋权益、资源开发、持续发展”等国家重大需求,已建设成为在国内外具有一定影响力的海底矿产资源创新研究平台和人才培养基地。

     

    该实验室依托中国地调局广海局的调查优势,开展了海域天然气水合物、深水油气和大洋矿产等海底矿产资源的成矿理论研究及海洋勘查高技术和前沿基础地质研究,并在海域天然气水合物基础研究理论、成矿预测技术和综合探测技术体系研究、富钴结壳资源评价研究、4500米级深海无人遥控潜水器“海马”号的研制等方面取得了一批创新性成果,承担了各类国家科技项目49项。

     

    此外,该实验室还注重人才培养,已形成专业和年龄结构合理、创新能力强、科研水平高的科技创新团队;注重对外开放交流,设置开放课题70项、研究经费370多万元,积极承办或参加国内外重要学术会议,开展了极具社会影响力的“太平洋-广州”海洋科普课堂等科普活动,有条件地开放及共享大型仪器设备;购买近百件科研仪器设备和升级软件,扩建岩芯样品库,建成了海洋地质业务网络和机房,技术装备楼已进入后期建设;在人员配置、日常运行经费投入、后勤保障等方面支撑到位,整体规章健全。

     

    验收会上,温宁表示,实验室正式运行后,广海局将在各方面继续给予大力支持,努力将其打造成为具有更高科研水平的创新研究平台和人才培养基地。

    海底矿产资源重点实验室揭牌

    在第34个全国“土地日”期间,中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心(以下简称“西宁中心”)开展“节约集约用地、严守耕地红线”耕地保护高原行主题宣传活动。

    柴达木盆地盐湖生态综合调查项目在青海省茫崖市花土沟镇学校、牧区。活动通过现场主题宣讲,结合悬挂科普横幅、播放视频影像、发放宣传册、互动答疑、倡议书签名、畅谈学习体会等多种形式,科学普及土地资源基本国情国策、土地管理法、土地节约集约利用、基本农田保护等相关法规政策,呼吁广大师生、牧区百姓增强耕地保护意识。科普人员结合实施3年来盐碱地生态调查工作纪实,针对柴达木盆地的土地合理利用、地质灾害防治、盐渍化区生态环境保护和土壤保护修复等热点问题进行了公开宣讲和答疑解惑,用通俗易懂的语言使大家理解了粮食安全和耕地保护的重要意义,呼吁大家从自身做起、从现在做起,自觉做一名保护耕地的“宣传者”“践行者”和“维护者”。

    柴达木盆地东部马海-南八仙盐湖钾盐资源调查评价项目联合大门口深层卤水资源调查评价项目,在青海省海西蒙古族藏族自治州大柴旦行政委员会马海学校,向广大师生介绍了盐湖钾盐资源的分布、形成过程及其在国民经济中的重要地位。科普人员用通俗易懂的语言和形象的图片、图表,深入浅出地讲解了盐湖钾盐资源与土地利用之间的紧密联系,让师生们深刻认识到合理开发和保护资源对于土地可持续利用的重要性。宣传活动还展示了钾盐资源调查的最新成果和科技创新手段,让师生们直观感受到我国在地质调查和资源评价领域的不断进步;同时,也强调了地质工作者在保障国家资源安全、推动经济发展和保护生态环境方面所做出的不懈努力。

    西宁中心结合项目实施,已经在青海省西宁、格尔木、茫崖、海西州等地区连续多年开展了全国“土地日”耕地保护高原行主题科普宣传,直接受众超5万人次,有效扩大了科普范围,在高原地区积极传播了耕地保护的自然资源之声。

     

     
    “节约集约用地,严守耕地红线” 

    近日,由中国地质调查局沈阳地质调查中心(以下简称“沈阳地调中心”)组织开展的松辽流域2024年度地下水位统测工作全面圆满完成。截至5月3日,沈阳地调中心地下水位统测团队(以下简称“统测团队”)在松嫩平原、辽河中上游平原实测2540点次地下水位数据,搜集下辽河平原433点次地下水位数据,累计实现2973条水资源信息数据更新。

    地下水位统测是落实自然资源部水资源调查管理职能的一项基础性工作,目的是查明并更新全国重点流域水资源国情数据,旨在为地下水位合理管控与水资源保护规划提供数据支撑。野外工作期间,统测团队克服了低温、狂风、雨雪等恶劣天气影响,坚持开展地下水位测量工作,用实际行动践行新时代地质文化,诠释李四光精神和“三光荣”传统。此外,统测团队还与各地居民积极沟通,倾听群众对饮水安全的需求和关切,用通俗易懂的语言向他们普及“节约用水、保护水源”的知识,统测工作得到群众的普遍好评与大力支持。

    通过本期统测,统测团队初步掌握了松辽流域主要平原区地下水位情况,为2024年度地下水储变量计算、地下水资源评价等提供了基础数据。

    下一步,统测团队将对比分析重点地区地下水位变幅和动态变化趋势,全力做好地下水位统测监测数据库建设和《松辽流域2024年度地下水位统测成果图集》编制工作,持续加强成果质量和转化应用。 

     

    松辽流域地下水位统测工作圆满完成

    谢桂青(左)在野外勘查

    1975年出生的谢桂青,1994年考入长春地质学院,从大学学习地质学专业,在中国科学院地球化学研究所攻读矿物学、岩石学、矿床学专业研究生,直到2003年博士毕业进入中国地质科学院矿产资源研究所工作,地质似乎是他命中注定的一份事业。

    脚踏实地,努力实现找矿突破

    自参加工作以来,谢桂青承担了10多项科技部、国家自然科学基金委和地质大调查项目,迅速成长为科技骨干。

    铜矿是我国紧缺矿种之一,斑岩—矽卡岩型铜矿是我国主攻的找矿类型。针对制约找矿的科学问题,在前辈指导下,谢桂青开展了不同维度下的斑岩—矽卡岩型铜矿矿床模型与预测的调查研究。

    2003年~2007年,谢桂青依托中美矿产资源评价等项目,开展了全球和中国斑岩铜矿的成矿规律的调查研究,收集了全球1886个铜矿床的地质资料,并将全球分为14条重要铜矿成矿带,建立起不同类型矿床的描述性矿床模型,为我国矿业“走出去”提供了重要信息和技术支撑。

    秦岭是全球最大的钼矿成矿带,但铜矿找矿一直未取得重要突破。2009年~2011年,谢桂青带领团队与西北有色地质勘查局的地质队合作,厘定了陕西省山阳县池沟为南秦岭首例斑岩铜矿床,推动了南秦岭铜钼矿的找矿突破。

    在地质找矿过程中,人们较多地关注成矿带和典型矿床的调查研究,但对矿集区的成矿模型研究较少。自2003年起,谢桂青团队就一直以我国矽卡岩铜铁矿床最集中的地区——湖北大冶矿集区为研究对象,最终建立起大冶矿集区的成矿模型,拓宽了铜矿的找矿方向。

    近20年来,谢桂青带领团队跑遍了50多处大大小小的老矿山。他早已记不清有多少个节假日是在井下度过的,让他印象最深的是2008年的端午节,当时,谢桂青正在湖北省大冶鸡冠咀金铜矿地下470米深处开展剖面测量和采样。突然,停电了,漆黑的巷道让人心生恐惧,手电筒因进水也无法正常使用。他和矿山工程师背着样品,摸黑走了近2公里,硬是从掌子面走出了巷道。回想当初的情景,谢桂青感慨地说:“见到亮光时,心里突然有一种重见天日的喜悦,这让我更加深刻体会到了地质人的‘三光荣’精神。”

    披荆斩棘,勇攀地质科学高峰

    矽卡岩矿床,又称接触交代矿床,是在中酸性侵入体和碳酸盐岩类等岩石的接触带及其附近,由含矿热液交代作用形成的高温热液矿床。

    我国碳酸盐岩地层特别发育,是全球矽卡岩矿床规模最大和数量最多的国家之一。矽卡岩矿床以品位高为主要特征,是经济价值较大的矿床类型。前人对矽卡岩矿床的成矿机制开展了大量研究,但斑岩—矽卡岩矿床与低温矿床之间是否有成因联系,是一个未解决的关键科学问题。

    工作10多年来,谢桂青主要开展高温矽卡岩矿床调查研究,从未接触过低温金锑矿床。直到2014年,他主持了又一个国家重点基础研究发展计划(973)项目之子课题“低温成矿与深部作用的关系”。

    地质工作是个良心活。除了脚踏实地的科学研究,没有任何捷径可走。接到任务后,谢桂青带领项目组和研究生迅速开展了湖南中部低温金锑矿床的野外踏勘,并研读了大量国内外资料,提出了工作模型,计划在低温矿集区寻找高温矽卡岩矿床。

    虽然面临较大的困难,但谢桂青团队没有退缩。经过近5年的努力,他们找到了大量证据,并提出湘中低温矿集区有高温远端矽卡岩钨矿床,建立起与壳源岩浆有关的矽卡岩钨矿床﹢低温金锑矿床组合模型。

    2018年底,以中国工程院院士陈毓川为组长的课题评审专家组认为,“低温成矿与深部作用的关系”课题在低温金锑矿床与岩浆热液钨矿床具有成因联系的矿床组合模型等方面取得了创新性成果,并将该课题成果评为“优秀”。

    受此成果的启发,谢桂青带领团队还开展了长江中下游成矿带矽卡岩铜金矿外围的低温金矿床调查研究,查明矽卡岩铜金矿床外围的低温金矿床是远接触带低温金矿床,是长江中下游成矿带新的矿床类型,与矽卡岩铜金矿床属于同一成矿系统,并建立了与壳幔混源氧化性岩浆有关的幔源矽卡岩铜金矿床﹢远接触带低温金铊矿床组合新模型,指引在矽卡岩成矿系统中发现红铊矿和铊矿化。

    孜孜以求,瞄准矿床模型前沿

    选择了地质事业,就意味着担负起国家的重托。为了更好地完成项目任务,谢桂青经常深入一线开展地质调查,少的十几天,多则几个月。面对亲人和家庭时,他只有深深的愧疚和自责。

    谢桂青没有辜负家人的理解和支持。2012年,谢桂青成为中国地质科学院资源研究所最年轻的博士生导师。从此,谢桂青肩上更多了作为园丁的重任。“我希望自己是个合格的领路人。”

    除了做好自己的科研,谢桂青的另外一件大事就是把研究生培养成地质科学复合型人才,根据每位学生的特点,扬长避短,力争让每名研究生都能取得一些创新性成果。谢桂青每年都会带着研究生开展野外考察,亲自教他们做野外路线调查、岩心编录和系统采样,带领他们真正把“论文写在祖国大地上”。

    谢桂青说,矿床学的目的就是要发现在现代经济技术条件下可以开发利用的石头。地质学科既要加强基础研究推动理论创新,也要面向国家重大需求。因此,地矿科技工作者必须投身到野外一线,围绕找矿勘查开展调查研究。

    20多年来,为了唤醒深埋在地下的宝贵矿藏,谢桂青带领团队跋涉于崇山峻岭,攻坚克难,赢得了一项项荣誉:国家自然科学二等奖,省部级科技成果一等奖、二等奖,2019年获得国家杰出青年基金资助……

    上天不易,入地更难。面对目前的矿产资源形势,寻找深部富且大的矿体已成为我国未来矿产勘查的重要方向。“随着地质工作程度不断加深,找矿难度日益增大,我们急需加强矽卡岩矿床的立体成矿模型研究。”谢桂青说。

    如今,谢桂青的下一个科研目标已经锁定——以斑岩—矽卡岩矿床为研究对象,向矿床组合模型研究这一世界科技前沿发起进攻,提出深部矿体有效找矿标志,实现紧缺矿产的找矿突破。

    科技创新人物 谢桂青:把脉大地 寻矿探宝

    不久前,中国地质调查局“2023年度地质调查十大进展、地质科技十大进展”公布,其中由中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心负责的“胶西北地区发现特大型金矿”成果榜上有名。据报告内容披露:“在胶东深部发现隐伏矿体,招远滕家金矿推断金资源量超过50吨,达到特大型规模;胶莱盆地东北缘前垂柳矿区推断金资源量27.5吨,达到大型规模。”这是自新一轮找矿突破战略行动以来,胶西北地区金矿找矿又一重要发现。

    巩固金矿资源基地建设

    初春的“世界黄金之都”山东招远玲珑镇一片沃野,连绵起伏的山丘之间,几架身披绿色外衣的钻塔巍峨挺拔,在层峦叠嶂之间略显孤独。机台之上钻机轰鸣,一队着“红色”工装的钻探人员,正看着钻杆一点点地钻向地球深部探进。这是中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心地质找矿团队在这里开展胶西北地区金矿资源勘查项目。

    对于这片“金色”大地,该中心团队并不陌生。近年来烟台中心高擎为国寻金的信念大旗,聚焦“家门口”的金矿资源,着眼地球深部,采用全新找矿技术,坚持创新引领、“攻深找盲”,围绕招远市滕家矿区和牟平区前垂柳矿区,扎实开展岩金勘查工作。

    胶东地区被誉为全球第三大金矿区。据最新勘查数据显示,目前金矿勘查资源量近5800吨,约占全国三分之一。为了能让金色花朵盛开得更加艳丽,烟台中心成立了由段留安博士为首的矿产创新团队。

    在此次找矿工作中,该团队创新提出胶莱盆地东北缘“东西向构造”控矿模式和“三层结构”找矿模式;精细解剖招平断裂带北段构造活动及控矿特征,突破前人招平带滕家段为无矿段传统观点,提出滕家西南段及其以东地区深部具有巨大找矿潜力新认识,两个金矿的新发现,为区域金矿勘查提供了新思路和案例,提高了隐伏矿勘查水平,圈定金找矿靶区4处,提交6处勘查区块建议,成功引领了烟台市财政380万元和中国黄金鑫泰公司2000余万元的商业勘查,进一步巩固了胶西北一带金矿资源基地。

    另辟蹊径,寻找新突破

    项目成果的取得不是偶然,其中有着诸多的必然因素。对于新的找矿突破,项目负责人段留安一语中的,他表示:“成功没有偶然,机会是给有准备的人留的,我们要善于站在前人肩膀上,发掘制约找矿的关键科学问题。”

    如他所言,早在20世纪60年代至21世纪初,我国地质勘查部门就开始了胶东地区金矿勘查工作,现如今超过百吨的三山岛、新城、台上、焦家金矿等驰名中外的金矿床均是那时的勘查成果。此次发布的成果中,招远滕家矿区和牟平前垂柳矿区分别位于胶西北、胶莱盆地东北缘成矿带,目前在胶莱盆地东北缘已发现辽上、蓬家夼、西涝口等大-特大型金矿床,累计探明金资源量达200吨。位于胶西北招平成矿带上的滕家矿区已探明东风、水旺庄、台上等多个超大型金矿。如何能够在这片区域发现更多的资源,进一步巩固胶东金矿资源基地建设是项目团队此次工作的初衷。

    经过前期工作,他们发现自20世纪60年代以来,多支找矿队伍在此先后开展了大量地质物化探工作,圈定了物化探异常靶区和部分蚀变带,然而始终没有见金矿(化)体。项目团队陷入了深思当中,“如果继续沿用前人的思维,不开创性地提出新的找矿思路,就可能还会步前人的后尘。”段留安回忆起那段历史说。

    但他凭借多年的找矿经验和理论认为,前垂柳矿区位于辽上和西涝口金矿之间,成矿条件好,应该有较大找矿潜力。为了验证自己的判断,他与项目组成员一连数月,埋头沉浸在以往大量历史资料中,一张一张查看原始编录,终于查清辽上深部金矿和西涝口金矿为什么不对应,与西井口金矿体为什么不对应等问题,果断提出“抓大放小”思路,即辽上(深部矿体)、西涝口、西井口等金矿体应该都是受同一“东西走向向南缓倾”的构造带控制,属于构造蚀变岩金矿的理念。

    随后通过国家重点研发计划、新一轮找矿突破战略行动专项及地调项目,项目团队联合中国地质大学(北京)等科研单位,开展了广域电磁、CSAMT、重力、岩石地球化学剖面、典型钻孔岩心的三维蚀变编录及采样等工作,建立找矿预测工作模型,多措并举优化了适合本区金矿评价的方法组合。

    该团队在烟台中心党委的支持下,在前垂柳矿区果断打破常规,施工了多个中深孔全部见矿,预期见到了隐伏的厚大破碎带和多层金矿体,为后来取得突破奠定了坚实基础。

    让人才在项目中获得成长

    俗语曰:“火车跑得快,全靠车头带”。作为项目团队负责人,段留安具有丰富的野外实践经验和理论素养。研究生期间他先后在长江中下游成矿带池州矿集区抛刀岭矿区、建立了斑岩型成矿体系,探获池州抛刀岭大型金矿床;在铜陵矿集区发现首个蚀变岩型金矿床,探获杨冲里金矿达中型规模;在内蒙古狼山成矿带东段乌拉特中旗提出在渣尔泰群中寻找晶质石墨矿,探获大红山超大型晶质石墨矿。他先后发表论文60余篇,主持科研和生产项目20余项。

    此次项目中,他发挥榜样引领作用。在工作中,一方面树立“为国找大矿的远大理想”,时常向团队成员提及一个优秀的地质找矿工作者要摒弃把找矿当做谋生工具的念头,要全心全意、千方百计为国家找大矿、找富矿;另一方面在工作中培养队员们的找矿兴趣,开展科普趣味活动和知识讲座,不断发掘队员们的主观能动性。在榜样的力量感染下,技术人员团结一致干劲十足,对实现找到大矿报效国家充满了信心,同时也为实现新一轮找矿突破战略行动打下了良好基础。

    项目培养人才,人才反哺浇筑新成果。团队通过几年的发展,形成了人才与项目互促进良好机制。在这次找矿成果中,除了他本人撰写提出的“辽上(深部矿体)、西涝口、西井口等金矿体应该是受‘东西走向向南缓倾’同一构造带控制”这一理论获得在国家重要期刊刊登之外,同时培养项目负责人4人,培养正高级工程师1人,高级工程师4人,其他业务骨干50余人。段留安本人2020年获中国地质学会金罗盘奖,2023年被评为自然资源部高层次人才工程(地质找矿方向)科技领军人才。

    除了人才得以锻炼之外,一批科研成果也在这个项目中呼之而出。项目团队创新提出适合胶西北深部找矿的“CSAMT+广域电磁+重力+构造地球化学+钻探验证”绿色勘查技术方法组合,实践应用取得良好效果,对该区深部隐伏矿床勘查具有重要推广价值。近三年,团队发表论文20余篇,授权专利10项,形成了4支矿产地质调查、绿色勘查和资源评价相结合的综合勘查业务团队,为今后地质找矿业务发展打下坚实基础。

    回望转型之路,无不镌刻着成长、蜕变、化蝶的印记,无不闪耀着变革图强、拼搏进取的追梦精神。下一步,项目团队将不断总结成矿规律和找矿方向,在胶东地区重点成矿带,开展以金为主的战略性矿产资源勘查,支撑战略性矿产资源供应安全;在胶莱盆地周边、江南古陆和长江中下游等成矿带、近浅海重点地区,开展金多金属、锆铪、稀土等“三稀”金属、晶质石墨等战略性矿产调查评价,继续吹响支撑新一轮找矿突破战略行动的冲锋号!

    胶西北特大型金矿发现记

    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科研奖获...
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