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    近日,2024年中国地球物理学会工程技术创新成果奖评审结束,由中国地质调查局成都地质调查中心(以下简称“成都地调中心”)牵头申报的“上扬子西缘盆山结合带区域地球物理调查关键技术及应用”成果荣获银奖。

    该成果依托成都地调中心承担的“四川会理-盐源地区地球物理调查”二级项目以及“重力场定量校正方法研究”国家自然科学基金,针对西南地区典型代表性的盆山结合带地形复杂条件下导致地球物理场畸变和各向异性问题,研究开发了盆山带重磁资料精细处理技术、盆山带大地电磁数据处理技术,建立了盆山带区域地球物理方法探测技术体系,解决了利用传统的地球物理处理技术难以“干净”地恢复地下介质的真实情况的问题,提高了对地球深部结构解释的精度。该技术在西南地区资源能源地球物理勘查中广泛应用。其中,有效支撑云南大关县木杆区块页岩气钻井定位,经过近年来的勘探、压裂,该区探获页岩气储量32亿立方,直接经济价值60亿元,实现了理论创新和应用效益,为乌蒙山区脱贫攻坚提供了技术支撑。

    下一步,成都地调中心将持续开展勘查技术方法创新,将理论创新和应用创新相结合,在“新一轮找矿突破战略行动中”做好科技支撑,发挥更大更有效的作用,保障国家资源能源安全。

    获奖单位

    应用证明

    成都地调中心牵头完成项目获2024年中国地球物理学会...

    熊盛青准备上飞机执行珠峰高程航空重力和遥感综合测量任务

    熊盛青

    教授级高级工程师,博士研究生导师,现任中国自然资源航空物探遥感中心首席科学家,我国第三代航空地球物理探测技术体系策划和主要创建者。首批“国家高层次人才特殊支持计划”科技创新领军人才、全国杰出专业技术人才、“新世纪百千万人才工程”国家级人选,国家工程师奖、全国创新争先奖状、李四光地质科学奖、黄汲清青年地质科学技术奖获得者,享受国务院政府特殊津贴。主持和参加国家专项、国家863计划重大项目等30多项。获国家科技进步奖特等奖1项、二等奖2项,第一作者出版专著19部,发表论文100余篇。兼任中国地质大学(北京)、成都理工大学和长安大学特聘教授与博导,中国地球物理学会常务理事和航空航天专业委员会主任等学术职务。

     

    马克思曾说,社会的劳动生产力,首先是科学的力量。在我国加快建设现代化产业体系、推进中国制造向中国创造转变的过程中,有突出创新能力、可解决复杂难题的工程师队伍必不可少。首批“国家卓越工程师”称号获得者,自然资源部中国地质调查局中国自然资源航空物探遥感中心首席科学家熊盛青便是其中的典型代表。

    熊盛青是我国航空地球物理勘探技术领域的领军人物,我国第三代航空地球物理探测技术体系策划和主要创建者。在创新的道路上,他带领团队屡次突破,打破国外关键技术垄断,实现了我国航空物探技术装备从进口到国产的飞跃;填补了青藏高原航磁空白,建立了全地域、多尺度、高精度的航空地球物理综合勘查技术体系。

    熊盛青(中)与执行青藏高原航空重磁探测的技术团队

    “我很幸运,赶上了我国航空地球物理勘探事业飞速发展的黄金时期。”采访中,熊盛青多次提到“幸运”二字,记者的感受是,能够赢得幸运之神的眷顾,与他心无旁骛的持续耕耘不无关系。他做事严谨认真,思考问题视角宏阔,勇于突破,特别对专业怀有一种执着的追求,即只要符合国家的战略需求,他会毫不犹豫地坚定做下去。他顽强而执着地坚持自己的理想,在选择的十字路口,在现实利益面前,从未动摇方向。

    “搞地质工作苦”是外界普遍的看法,采访熊盛青之后,完全颠覆了记者的刻板印象。41年间他将毕生激情倾注于事业,在挑战与超越间乐此不疲,不断攀登一个又一个科技高峰并乐在其中。令他感到非常欣慰的是,团队的科研成果极大减轻了地质工作人员野外作业的艰辛,为“中国创造”汇聚了力量。

    年少展现 学习禀赋 

    很多人问熊盛青,为什么他可以通过重重考验,被组织委以重任,成为当时“地矿”系统最为年轻的总工,并且不负众望,不断创新突破,取得诸多令人瞩目的成果。“对事业的无尽热爱”是他孜孜以求的核心动力,然而,更多具体答案并非那么容易找到。不可否认,回望一个人成长的时代和环境,必定有助于增加对他的了解。

    记者想要说明的是,熊盛青小时候的经历虽然有其独特之处,但总体上是他所成长的时代和地域的一个缩影。我们今天看来可能会认为罕见的,恰恰是那个时代背景下人们生活的常态。

    1963年,熊盛青出生于湖南省益阳市桃江县的农村。他还不满五岁便上小学,由于年龄小,家人并未抱什么期待。没想到从入学起,熊盛青就表现出浓厚的学习兴趣,成绩始终名列前茅。放学后,懂事的熊盛青从小就开始帮家里分担各种家务,从打猪草到砍柴,水稻插秧,田地除草,几乎所有的农活他都干过。

    初中学校的位置离家较远,只有不到十岁的熊盛青,每天需要赤脚走二三十里山路往返。“平时我们一年四季都是光脚上学,把鞋背到学校,到老师那里洗洗脚穿上鞋,放学后再背回去。”要是赶上雨雪天气,山路更加难行。“像雨伞、雨鞋这些用品,普通家庭买不起,下雨时一般都是戴着斗笠,披着蓑衣。”熊盛青回忆道。学校没有食宿条件,尤其是天寒地冻的冬季,无法带饭加热,只能早饭后去上学,直至放学回到家才能再吃一顿饭。常常忍饥挨饿,上初中不到一年,小小年纪的熊盛青就得了胃病。即便在这种情况下,也并未影响他的学习成绩。初中毕业后,他在家劳动了一年,通过规律饮食和劳动锻炼,慢慢地把他的胃也养好了。上高中可以住校,熊盛青的温饱问题得以解决。

    当时有一句流行语是“学好数理化,走遍天下都不怕”。熊盛青的数理化成绩都非常突出。1979年全国高考的录取率为6%,位列“文革”后恢复高考录取率的倒数第二,那时的高考真可谓是“千军万马过独木桥”。“报志愿的时候,我爸说他不懂,请物理老师帮忙参考。”没想到熊盛青去报志愿时,物理老师不在。那时很难获得关于报考院校的信息,只有墙上贴了一些招生简报。“地质工作搞不好,一马挡路,万马不能前行!”成都地质学院(2001年更名为成都理工大学)招生海报上的这句话,吸引了熊盛青的注意力。而且那时地质跟师范、农林业一样,属于免收学费专业,可以给家里减轻经济负担,于是熊盛青毫不犹豫报考了成都地质学院。“后来,我的物理老师也鼓励我,他说和传统地质工作相比,航空物探找起矿来又快又好。”

    把孩子送到大学校园,是每个家长都期待的时刻。但在熊盛青成长的年代,这样简单的愿望也会显得奢侈。那时没有直达火车,要从湖南经贵州再到成都。在株洲火车站,家长帮熊盛青找到几个去成都地质学院上学的同伴,不再送他,这样就可以省些路费。“我爸给我送到车厢的连接处把箱子一放,然后我坐在箱子上面一直坐了20多小时,到了成都。”

    第一次离家,进入成都地质学院放射性物探专业就读的熊盛青,学习依然出类拔萃,一直是校三好学生。毕业时,他大学期间所学36门课程平均90分以上,在全专业59名学生中,他的总分排名在前列。作为优秀毕业生,他被学校分配到了北京,来到了中国自然资源航空物探遥感中心(简称航遥中心)。

    回忆起自己的求学过程,熊盛青感慨地说“小时候确实吃了不少苦,但也是我人生的一笔宝贵财富,遇到什么困难也就难不住我了。”正是小时候的这种磨炼,造就了他坚忍不拔、锐意进取的意志。

    熊盛青参加“国家工程师奖”表彰大会

    奋发有为 备受器重 

    该如何理解航空地球物理勘探(简称航空物探)?熊盛青介绍,就是把专用物理探测仪器装载在飞机上,从空中探测地球磁场、电磁场、重力场和放射性场等各种“场”的变化,研究地球的内部结构、寻找矿产资源等,具有宏观、快速、高效、经济、不受地面条件限制等特点。航空物探是地质勘探的重要方法之一,广泛用于各种金属、非金属矿产,石油天然气的勘探,以及区域构造和大地构造等方面的研究。

    “在航空物探和遥感手段出现之前,找矿主要靠地质队员的双腿,而航空物探就相当于地质调查领域的‘空军’,发挥着战略侦察的作用。只有我们尽力缩小找矿的范围,在地面开展工作的地质队员才能少跑腿、少打钻,少一些辛苦。”熊盛青讲解道,航空物探的探测效率是地面方法的10倍至100倍,成本则仅有十分之一左右。

    不积跬步,无以至千里。1983年进入航遥中心后,熊盛青跟着师父到野外去搞飞行测量,获取数据,然后进行数据处理。之后一步一个脚印,学习数据分析和地质解释。也许在老一辈专家眼中,熊盛青这位年轻后辈虽然性格内向,言辞不多,但是具有湖南人那种“吃得苦、耐得烦”的特质,不仅善于学习,尤其身上有股难得的坚韧劲,对待每一件事都非常认真、纯粹、笃定。前辈们都很愿意去教他。

    1991年,年仅28岁的熊盛青已经作为副负责人承担国家重点攻关项目了。作为项目负责人的师父为了给他“压担子”,平时较少插手具体研究工作,在这样的锻炼下,熊盛青成长很快。

    在负责科研工作中,熊盛青发现了自己的不足,意识到需要加强自己的知识更新和储备,于是报考了中国地质大学的博士研究生。熊盛青的成绩达到了统招分数线,但他选择了定向培养,单位对于熊盛青作出上学深造的决定给予了充分支持,他也成为航遥中心送培的我国航空物探领域的第一位博士。

    20世纪90年代初,正是全国下海经商潮如火如荼的时候,熊盛青却甘守寂寞,潜心“充电”。他幽默地说“大家都下海,我选择了上山。”攻读博士研究生的三年,是熊盛青最为充实忙碌、极大开阔专业视野的三年。其间,他在科研创新方面的能力也极大提升,所负责的国家攻关课题圆满完成,后来还获得了省部级奖励。1997年毕业时,他的博士学位论文也获得优秀博士论文奖。

    求学期间,熊盛青事业与学业齐头并进,亦取得了可圈可点的工作成果。1995年,熊盛青被单位提拔为总工助理,并交给他一项特别的任务,即为单位做一份人才工程规划。熊盛青用一年时间,制定出航遥中心关于人才引进、人才培养的具体方案,并且付诸实施。以该方案为蓝本,此后不断补充完善,在航遥中心发挥了重要作用。1996年,熊盛青又被破格提拔为主任助理、副总工。

    完全出乎熊盛青意料的是,1997年他刚刚完成博士学业重返岗位,1998年3月,上级组织就任命他为单位总工程师,成为“地矿”系统内最年轻的总工。在航遥中心这个汇聚了数百名专家的高科技单位,熊盛青德才兼修,以不折不扣的实干精神获得了大家的广泛认可。

    当时航遥中心与国外矿业和石油公司的合作开始增加后,跨国公司往往要求合作方有完整的质量管理标准。就任总工后,熊盛青马上着手建立符合ISO9001国际标准的质量管理体系,全面规范航空物探和遥感勘查工作,于1999年3月率先在全国地勘系统通过了质量管理体系认证,实现质量管理与国际接轨。

    熊盛青(右三)在北京人民大会堂国家科技奖奖励大会现场

    不负冀望 担当重任 

    作为现代化高科技手段,航空物探技术也是各国科技实力比拼的热点。“航空物探就相当于为地球做CT。搭载物探仪器的飞机飞越大地,地下数千米以内的地质结构和矿藏情况就能被‘透视’。”熊盛青比喻道。“把探测的数据生成图像后,专家们要据此判断一个区域成矿的可能性。不同矿产物理性质不同,我们利用这种区别来找到不同的矿藏。我们的目标是追求快速和精准,尽量缩小寻找的范围,那么获取数据的仪器设备的作用非常关键。”

    中国航空物探起步于20世纪50年代,通过前人的不懈努力,已经从中低精度测量发展到了高精度测量,但曾经,高分辨率综合测量核心技术和关键设备却被几个发达国家掌控,成为制约我国航空物探技术发展与应用的“卡脖子”问题。

    工作伊始,熊盛青第一次参加野外勘查,到柴达木盆地寻找钾盐矿藏,就感受到了仪器设备的关键作用。钾盐是农业种植中钾肥的主要原材料,是农业生产不可或缺的矿产资源,探明优质钾盐矿藏,具有重要的战略意义。“当时我们引进了一套国外的仪器,我刚好赶上了这套系统正式用于生产。”在学习数据采集,熟练仪器操作的过程中,熊盛青切身感受到,“我发现我们引进的设备实际上是国外快淘汰的,而先进的肯定是买不来的,所以必须靠自己做。”熊盛青和他同事们曾试图仿制国外仪器,结果发现内部都是“黑匣子”。这更加坚定了他走自主研发之路的决心。

    2006年,“发展航空地球物理勘查技术”被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,这对该领域发展意义深远。就在同一年,我国将“航空地球物理勘查技术系统”列为“十一五”国家高技术研究发展计划中的重大项目,这是当时原国土资源部国家科技项目中级别最高、经费最多、难度最大的一个科研项目。43岁的熊盛青担任了该项目的首席专家和总体专家组组长。

    “规划特别清晰”,在立项时该项目就给科技部评审组留下了深刻的印象。基于累积数年的思考,熊盛青牵头制定了航空物探装备研发详细的“路线图”。熊盛青回忆道,“当时我们确定的目标是,希望能够通过两到三个五年规划的时间,自行研制出相关的仪器设备和软件,实现航空物探装备国产化。”

    根据规划的“路线图”,一支跨学科跨行业的“航空地球物理与遥感地质创新团队”应运而生。在科技部与原国土资源部中国地质调查局的支持下,研究队伍由国内产—学—研25家单位、51个研究团队、近500名跨领域跨专业的科研人员组成。这支庞大的科研队伍为了共同的梦想,开始攻坚克难的征程。

    从基础原理到结构设计,再到仪器研制和系统集成,一个个难题不断被破解。让熊盛青印象最为深刻的一项突破,意外来自偶然的交流。一位从事其他领域研究的科研团队负责人,发愁于测量中总有消除不掉的噪声,但熊盛青却敏锐地发现,对方想要过滤的“噪声”,正是航空物探测量所需的重要信息。“我们迅速达成了合作意向,开展反向研究,把‘噪声’探测放大,就成了我们需要研制的仪器。”上机测试的结果令人惊喜,目前这台仪器与进口同类仪器的测量水平相当。

    随着自主研发的航空物探关键仪器陆续研制成功和投入应用,第三代高分辨率综合航空物探测量技术体系逐步建立。熊盛青负责的863重大项目荣获国家科技进步奖二等奖。

    从“十一五”的重大项目,到“十二五”的重点项目,再到“十三五”国家深地专项中7个项目组成的项目群,国家对航空地球物理技术研发越来越重视,资金投入力度也越来越大。

    通过连续3个“五年规划”的科技攻关,熊盛青带领团队系统性解决了航空地球物理探测理论、技术与工程难题,在国产化航空物探遥感仪器及软件研发和应用上取得了一系列重大创新成果,实现了关键仪器全系列自主研制,航空物探技术装备的工程化应用,填补了多项国内理论、技术和装备空白,打破了国外技术封锁和垄断,实现了我国航空物探技术装备从进口到国产的飞跃。国产的航空物探技术装备,已成为国家地质调查的重要装备,仪器性能指标整体达国际先进水平,大大推动了我国矿产勘查能力的综合化和现代化。

    多年来,熊盛青主持和参加国家863计划重大项目等30多项,先后获得国家科技进步奖特等奖1项、二等奖2项,省部级科技奖15项,第一作者出版专著19部,发表论文100余篇;先后荣获国家工程师奖、全国创新争先奖状、全国杰出专业技术人才、首批“国家高层次人才特殊支持计划”科技创新领军人才、李四光地质科学奖等诸多奖项和荣誉。

    熊盛青(右)与仪器专家段树岭教授研讨相关问题

    中国创造 走向世界 

    实现航空地球物理技术的国产化,不仅需要性能先进的硬件,设备的高效运转同样离不开软件技术的支撑。熊盛青带领团队进行数据处理、信息提取方法的研究和软件开发,最终打造出支持二次开发的GeoProbe Mager地球物理软件平台。

    “我们把航空物探应用的整个流程,从数据输入、数据管理,到数据处理、信息提取,以及到最后成图,全部搭建在这个平台上。不仅打破国外软件的技术垄断,实现了航空磁力、重力、电磁和伽马能谱数据及地面重磁电数据的同平台处理与综合解译,而且支持用户自行开发插件,形成模块插入原软件系统,与平台原有的其他功能同步应用,从而形成符合多样化需求的改进优化和定制服务。”熊盛青介绍,该软件目前已经升级到4.0版本,推广了1800多套。

    熊盛青带领团队打破国外软件技术垄断,自主研制的GeoProbe Mager 4.0 软件系统

    GeoProbe软件优异的专业功能和高度的实用性引起了许多国外同行的关注。尽管目前只有中文版本,但在国外同行的要求下,已经有多个国家的专业人士获得了软件使用权并参加了相应的培训。熊盛青团队正在筹划制作国际版本的软件,让中国人的原创成果更好地融入全球航空物探遥感工作,让中国科技更多地服务世界。

    “扫面”探测 透视地球 

    走进熊盛青的办公室,除了满屋的书籍和资料,最引人注目的就是一幅挂在墙上的特殊“地图”,这就是全国航磁图。“红色区域代表磁场比较强,越向蓝色演变,说明磁场越弱。”熊盛青讲解道,“这片‘红得发紫’的区域就是鞍山铁矿,青藏高原雅鲁藏布江这条带是板块碰撞区域,磁场也明显更强。”

    这是由熊盛青主编出版的《中国及毗邻海区航磁系列图》中的一种,是我国首次陆海统编、种类最多、精度最高的全国航磁系列图之一,已居于国际领先地位。该系列图是国家“十四五”规划的重点出版物,是我国航空物探领域数十年调查和科研成果的集成,也是他主编的第三版全国航磁图。通过对全国航磁资料的研究和地质解释,他和团队编制出版了《中国陆域磁性基底深度图》《中国陆域断裂及岩浆岩分布图》《中国陆域区域构造图》《中国陆域磁性铁矿资源潜力预测图》等系列航磁地质解释图件,为找矿勘查部署、透视地球内部结构、研究“成矿、成藏、孕灾”等地质规律提供了重要的区域地球物理基础资料和地球科学研究成果。

    这套航磁系列图的绘就完成,是我国几代地质工作者共同努力的结果。20世纪末,我国几乎实现了陆域航磁勘查全覆盖,但青藏高原中西部的110多万平方千米,由于层峦叠嶂、高寒低压,航空探测存在飞机作业难、精准定位难、航磁仪器正常运行难等障碍,仍是未知的处女地。

    初生牛犊不怕虎。当时,仅30多岁的熊盛青针对特殊复杂环境提出有效解决方案,带领团队克服重重困难实施野外作业。最终,解决了长期制约高原航空地球物理勘查的关键技术难题,突破飞行“禁区”,获取了青藏高原中西部高精度航磁数据,填补了我国陆域航磁最后一块空白区,实现了我国陆域航磁全覆盖,并获得青藏高原地质构造方面的许多新发现和新认识。其中,青藏高原中西部油气、金属矿产和地热资源远景评价成果,有力地支持了青藏高原的找矿勘查部署和找矿突破,并荣获国家科技进步奖二等奖。

    自主研制的国内首套航磁矢量勘查系统

    自主研制的国内首套航磁全轴梯度勘查系统

    聚焦找矿 勇当先锋 

    “科技创新必须‘落地’。”技术研发中,熊盛青追求先进性与实用性的平衡统一,“就像木桶效应讲的,单一技术指标就算是国际领先,如果整体技术指标不上去,不能转化应用,实际意义也不大。”

    熊盛青介绍,“以需求和实用为导向,对于新技术新方法开发,我们采取边研发、边应用、边完善的模式。”近20年来,高分辨率综合航空地球物理勘查技术与装备的研发和推广应用取得了显著的找矿效果,有力支撑了上一轮全国找矿突破战略行动的实施。

    “大冶铁矿深部富矿体、山东齐河富铁矿、新疆东天山铜镍矿、秦岭华阳川地区铀矿……”谈起航空物探技术助力找矿突破的案例,熊盛青如数家珍。几十年来,我国发现了数万处的航空物探异常,依据航空物探异常支撑发现了数以千计的矿床。熊盛青带领团队完成的基于全国磁测资料的矿产资源潜力评价摸清了全国铁矿资源“家底”,为找矿勘查部署和找矿勘查实践发挥了重要作用。

    国家“十四五”规划和2035年远景目标对战略性矿产找矿提出了新要求,明确要“实施新一轮找矿突破战略行动”。根据国家战略,熊盛青针对面临的新问题和新要求,在大量研究和实践基础上,提出了航空地球物理支撑战略性矿产找矿突破的思路。沿着这个思路,熊盛青领衔制定了中国地质调查局“星空地海井探测观测监测技术体系建设方案”,作为自然资源部专家指导组副组长、中国地质调查局勘查技术方法组组长,指导新一轮找矿突破战略行动。

    自主研制的航空重力系统应用于2020珠峰高程测量

    躬行践履 协作共进 

    透过舷窗,俯瞰世界最高峰珠穆朗玛峰的巍峨壮美,回忆起当时的景象,熊盛青至今记忆犹新。“我参加了珠峰航空重力测量5个架次中的首飞,围着珠峰飞了6个半小时。”曾经有强烈晕车晕机反应的熊盛青,经过常年的锻炼,已经对野外作业安之若素。

    2020年5月,熊盛青登上了中国地质调查局航空物探遥感综合调查飞机“航空地质一号”。机上装载的是包括我国自主研制的航空重力仪等国产化设备在内的先进装备。这一次,他的任务是参与珠穆朗玛峰高程测量,提供重力测量等关键数据。

    此次飞行,为珠峰高程测量历史写下了浓墨重彩的一笔。首先是海拔高,飞行高度为9800米~10250米,接近调查飞机10500米的极限高度。其次,飞行难度大。在珠峰地区,不仅山峰高耸、地形起伏,而且天气变化剧烈,因此要万分警惕来自众多风口的巨大侧向风。此次飞行首次获取了珠峰地区高精度航空重力、航空摄影和激光雷达数据,创新形成了适合高寒高海拔复杂地区要求的航空物探遥感综合测量方法技术体系,填补了国内空白,并达到国际领先水平,标志着我国具备了全球全地域航空探测能力。

    熊盛青回忆起第一次执行飞行任务的情景,“航空物探需要低空飞行,因为距离探测目标越近,可探测到的地下空间范围就越大,得到的数据就越精确。” “飞行高度六七十米,正好是大气层中气流运动最强烈的区域,机身颠簸得特别厉害。飞了还不到1小时,我就吐得七荤八素,整个航程4小时飞下来,感觉自己把苦胆都吐出来了。”再次试飞,情况依然如此。“师父本来想培养我专门搞仪器研发,那么必须在勘探过程中实际操作仪器。”如果当初没有强烈的晕机反应,熊盛青可能会踏上不同的专业主攻方向。

    担任航遥中心总工程师20多载,熊盛青自觉与时代发展同频共振,将自己的科学追求融入服务国家经济社会发展中,带领团队在航空地球物理勘查和遥感领域取得系统性、创造性和实用性成果。回首往昔,熊盛青总结道,做科研首先且最重要的是瞄准国家需求,这样才能准确把握专业的发展方向;其次,要善于合作,能够团结各方力量,取长补短形成合力;第三,要有激情、有热情、有恒心。

    作为团队的负责人,熊盛青不但自身技术过硬,统筹把握专业发展方向,还极为擅长发现问题、解决问题。每当各个小组的技术难题汇集给他,他总能精准抓住问题的关键,提出解决问题的思路。

    创新之道,唯在得人。熊盛青强调,每项成果的取得,都离不开庞大团队的高效协作。如何调动团队的积极性,把每个人的专长和优势与团队的发展结合起来,让每个人都能在合适的位置上发挥最大的作用,需要知人善任和巧妙的管理智慧。他明白,要协调一个多学科、多专业、不同年龄结构组成的团队并不容易。技术出身的他拿出科研攻关中那股务实的劲头,“做事先做人,什么事都先带头做起来。”

    熊盛青十分重视年轻人的成长,不断压担子、交任务,使他们在实际工作中锻炼成长,增强团队的战斗力和竞争力。在熊盛青的带领下,“航空地球物理与遥感地质创新团队”入选首批国家重点领域科技创新团队。该团队有1人入选“国家高层次人才特殊支持计划”领军人才,15人先后入选自然资源部、中国地质调查局等省部级人才工程。

    “科研对我来说既是一个艰辛,也是一个享受的过程,特别是当一个个难题被攻克时,那种喜悦感便油然而生。”作为航遥中心首席科学家,熊盛青求索的脚步无暇停歇,他正以服务新一轮找矿突破战略行动为目标,致力于推动中国地质调查局地球系统“三测”技术体系的建立。

    《中华英才》半月刊:熊盛青:科研探索之路其乐无穷

    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

    “What?给地球作CT?”没错,就是给地球“作CT”,让自然资源部中国地质调查局成都地质调查中心的博士团们来教教我们。

    为迎接第50个地球日的到来,2019年4月期间成都地质调查中心开展了科普走进校园系列活动。4月26日,中心3位地球物理专家走进了四川省成都市第八中学校,为学生们开展了一场生动有趣的科普宣讲活动。

    成都地调中心齐先茂副主任用通俗易懂的语言,借助生活中与地质调查相关的话题开启了这场有趣的宣讲会。

    宣讲会一开始,专家们就用“隔空探物”这个小游戏牢牢的抓住了同学们的眼球。同学们通过磁力仪探测三个不同的小箱子所显示的读数来判断箱子里的物品。有趣的科学实验点燃了同学们的热情。

    随后,专家们又为同学们介绍了什么是地球CT,如何给地球做CT,做CT有哪些工具,并通过一段科普视频介绍了地球物理如何像一双眼睛一样透视地球深部结构,看得同学们惊呼不已。

    深入浅出的讲解使得同学们大致了解了地质过程和我国资源现状:火山等岩浆活动使得地球深部物质运移到地表,板块俯冲运动使得地球浅表物质运移到深部,从而实现地球各圈层物质的循环、交代、组合。实现各种等金属元素的迁移,进而形成宝贵的矿产资源。我国虽是矿产资源大国,门类比较丰富,部分矿种储量居世界前位,但人均占有量仅为世界人均占有量的58%,居世界第53位。

    此外,我们还有很多看不见的“手”影响着地球,诸如重力场、地磁场、天然地震、太阳风、雷电等等。哇,地球的奥秘还真多!

    如何给地球做“CT”呢?那我们就要研究和观测各种地球物理场的变化,探测地下深处的内部结构,从而为祖国寻找宝贵资源。这就是地球物理勘探。地球物理工作者就是给地球做“CT”的人啦。

    通过互动游戏,宣讲和视频,同学们对地球的磁力、重力有了基本认识,对地球深部矿产和油气资源的勘探有了初步了解。

    本次活动由成都地调中心、四川省成都市第八中学、成都市金牛区城隍庙社区共同主办。

    多年来,成都地调中心和成都市第八中学在城隍庙社区的指导下,持续合作举办了多场地球日活动、科普宣讲活动,形成了社区特色文化事业建设的品牌效应,在公众中具有一定的影响力。

     

        

     

                                                                                                    

     

      

     

     

     
     
     
     
    成都地调中心在成都市第八中学校举办科普宣讲活动

    编者按:在服务资源、环境及生态等复杂问题的解决过程中,地质科学本身也将向前发展,形成新的学科或体系。近年来,国际上形成了两种不同的发展思路,一种是以美国等为代表的将复杂性问题置于环境或生态系统中加以研究,研究对象涵盖生态系统的生命和非生命成分;另一种是以俄罗斯为代表的将环境或生态问题置于地质范畴内探讨,突出生命组分影响下的地质客体变化等。本报今天刊俄罗斯学者V. T. 特罗费莫夫阐述生态地质学理论及其应用的文章,以飨读者。需要指出的是,尽管该文发表在多年前,但仍对思考生态文明建设下的地质工作具有重要借鉴意义。

    地质学拟解决四类问题:一是为人类提供矿产资源;二是为人类的工程活动作地质论证;三是为人类的教育、文化和美学需求提供地质知识;四是为生态系统的稳定运行作地质论证。前三类问题已被地质学家接受,并已取得了满足人类社会发展需求的成果。第四类问题的意义和开创性,在20~25年前已被地质学家察觉。解决第四类问题的发展过程,引发了地质学一个新分支的形成,称之为“生态地质学”。

    生态地质学及其对象和主题

      

      图1 岩石圈生态作用的分类

    生态地质学是地质学的新分支,致力于岩石圈上层(包括地下水和气体)的勘查,并将它看作是生态系统的主要非生物组元之一,在生态系统的组织层级(从生物群落直到生态圈)中属高层级组元。用地质学家更为熟悉的术语来说,可把生态地质学的内涵定义为地质科学的一个分支,研究的是岩石圈的生态功能,这些功能的形成规律,以及在自然及人为动因影响下这些功能发生空间和时间变化的规律,它们与生物体、首先是人类的生存和活动息息相关。

    必须指出的是,术语“生态地质学”(ecological geology)不同于“地质生态学”(geoecology)。两者存在原则性区别。无论从哪种意义上说,“地质生态学”都是一门复合性科学,研究的是地球的所有非生物壳层(圈层),也研究生物体。“地质生态学”包容“生态地质学”,后者仅触及岩石圈一个组成部分,在相同层级上的还有“生态地理学”和“生态土壤学”等,它们也是地质生态学的组成部分。

    另一方面,“生态地质学”的概念内涵由“岩石圈生态功能(属性)”的概念确定。这个概念于1994年提出,是地质学中一个原理新颖的概念。它的内涵详细解释如下:

    生态地质学的研究对象是地质科学的常规客体:从理论上说,是岩石圈及其所有组成部分;特定地说,是岩石圈的近地表部分,主要是受人为影响的地带。它可被描述为一个多组元的动态系统,包括对生物(biota)的存在和发展产生影响的岩石、地下水和气体。

    生态地质学研究的是:“岩石圈—生物”系统,“受到人为影响的岩石圈—生物区”系统或“岩石圈—工程建设—生物区”系统;生物子系统与非生物子系统之间的直接和间接联系;最终是,“死”物质对“活”物质的影响,或广义地说,是岩石圈与生物之间的相互作用。这样的系统构成,意味着通过考虑岩石圈的人为改变,也把人为影响源纳入了系统之中。

    根据其内涵,所有发生过转换的系统都是生态地质系统。这两种系统之间的主要区别,在于其中存在的是有生命组分还是非生命组分。生物区存在并活动于岩石圈中,或者就在岩石圈表面。据此便可形成“生态地质系统”的定义。生态地质系统是岩石圈的特定部分,是在其内和其上容纳着所有生物区的环境的地质组元。生态地质系统由三个子系统组成:岩石圈(无生命的)、生物区(有生命的)和天然及人为影响源。

    生态地质学的研究主题是有关岩石圈生态功能(属性)的知识(数据系统)。因此,要考虑“岩石圈—生物区”系统中的功能关系,或“岩石工艺系统—生物区”之间的功能关系。

    岩石圈的生态功能

    岩石圈的生态功能多种多样,决定和反映着岩石圈(包括产于其中的地下水、油、气、地球物理场和地质作用)对生物区,主要是对人类的重要价值。人类的独特性在于人类活动对环境的影响比所有其他生物的影响都大。研究岩石圈不能采用生物生态学、生态地理学和生态土壤学研究框架内的那类途径。

    岩石圈生态功能的科学理念,意味着对岩石圈的作用要有多方面的考虑,将之视为一个存在着有机生命(各体生物、植物群、动物群和人类)的环境。从生态观点看,岩石圈主要是给生物体提供资源和能量,并通过它的资源及其地质动力学、地球化学和地球物理功能来实现(图1)。这里不考虑人与自然相互作用功能中的社会-经济、道德和审美方面,因为它们超出了专业地质知识的范畴,事实上它们构成了一个社会生态学的关切。

    在天然及被人为改变的岩石圈与有群体结构的生物物种生物区之间,有着多种多样的关系,可把它们归结成4种功能:一是岩石圈的资源生态功能,它对生物体生存和活动所需的矿物质、有机质、有机-矿物质资源有重要意义;二是岩石圈的地球动力学生态功能,它通过自然和人为的过程和现象,决定着岩石圈对生物区状态和人类生活条件的影响;三是岩石圈的地球化学生态功能,它反映着岩石圈的自然和人为地球化学场(不均一性)对整个生物体(包括人类在内)状况的影响;四是岩石圈的地球物理生态功能,它反映着岩石圈的自然和人为地球物理场(不均一性)对生物体(包括人类在内)状况的影响。

    每种功能的内涵、它们的评价标准、信息获取方法和表述方法另有专文论述。

    岩石圈的生态属性

    岩石圈的生态功能靠具体的生态属性来实现。就“岩石圈的生态属性”这一术语而言,指的是岩石圈的特征属性,即具有特定生态重要性的属性。它取决于其物质成分、地球动力学、地球化学和地球物理学的特性,且与生物体存活的供养、生物体生存和进化条件有机关联。

    有关岩石圈生态属性的问题,是一个新问题。这里力图在岩石圈的资源及其地球动力学、地球化学和地球物理的生态功能框架内,给这些属性命名(表1)。它可能不是完整的清单,但堪作举例材料。

      表1 岩石圈的生态功能与属性

      

    生态地质情势及其状态

    用术语“生态地质情势(环境)”来表达岩石圈具体生态属性(功能)的组合,反映作为栖息地的一定岩石圈体积内生物体生存条件的现状或古状态。在一个地块或一个区域范围内,生态地质情势(situation)或许会或许不会因地而变。而且,生态地质情势也会随时间而变,在这种情况下,该情势会随时间从一种状态(state)变换成另一种状态。由于人为工艺因素和灾变性自然过程的发展,这种变换可能进行得很快,从历史观点看,有时就在瞬间。

    必须强调的是,生态地质环境(conditions)或许既取决于所有生态功能同时起作用,也会仅取决于一种生态功能,比如地球动力学功能,它会在瞬间对生物区产生较强烈的影响。在后一种情况下,这种生态地质情势应该说成是“依靠岩石圈地球动力学特征形成的特色生态地质环境”。当地球化学功能在生态地质状况形成中扮演最重要角色的情况下,就说它是依靠岩石圈块段的地球化学特色形成的特色生态地质环境。

    “生态地球动力学环境”、“生态地球化学环境”和“生态地球物理环境”等术语,在地质文献中也常常使用。这些术语是对上段文字特指含义的省略表达。另外,当只分析一种生态功能对生物群或人类的影响时,使用这些术语也是对的。

    正如已经指出的那样,生态地质环境的变化或许是足够快的。人们必须把所研究对象(生态地质系统)的阶段特色称为生态地质情势(环境)的状态(state),地质学家则往往将它称为岩石圈的生态状态。可以把“生态地质情势(环境)的状态”的实质定义为某种暂时状态,并根据当时岩石圈的一种生态属性特征,或者几种生态属性(功能)的组合把这种状态估计出来。这些生态属性决定着生物体生存的有利度(水平)和或然率。

    生态地质情势的状态要根据岩石圈某些属性的暂时状态评估出来,也要描述出这些属性对活体生物产生影响的特征。根据这种定义,当对岩石圈的生态状态做评价时,就不得不一方面评价岩石圈对活体生物的资源和能源影响,另一方面评价有关活体生物响应这些影响时的特定相互作用信息。在所有的生态系统组织层级上,此类评价准则对生物体都是适用的。

    如上所述,生态地质环境的状态可以取决于岩石圈的一种属性(功能)或几种属性(功能)的组合。在地球物理功能强烈影响生物群的特殊情况下,可以说:“生态地质环境的状态取决于地球物理功能(属性)”。地质学家常常用术语“岩石圈的生态地球物理状态”来代替上面的表述。而“岩石圈的生态资源状态”、“岩石圈的生态地球化学状态”之类的术语,常被作为同义语使用。

    生态地质学的基本科学问题和实践问题

    生态地质学有5项主要任务:(1)研究岩石圈的生态功能,它们的形成规律,及其在自然和人为作用影响下发展的动力学;(2)从岩石圈生态功能变化的观点出发,针对人为成因的影响,开发评价岩石圈近地表部分稳定性的理论和方法;(3)针对岩石圈近地表地层环境与属性的控制问题,精心研制理论和方法,以保护和改善它们的生态功能;(4)研制工业废弃物利用和选择其最佳(就地质环境而论)埋置地区和层位的理论、方法和途径,以使对区域生态属性的负面影响最小化;(5)针对国土、目标客体和大型建筑的工程保护问题,精心研制进行地质论证的理论和方法,以免发生削弱其生态功能的自然和人为地质作用。

    总的来说,生态地质学的应用性问题可以通过下述途径形成:(1)论证生态系统正常运转前提下岩石圈资源的合理利用;(2)确定岩石圈近地表部的人为污染对生物群的影响;(3)针对一些生态系统或整体生态系统生物群的管理,为制定和调整解决方案进行地质论证。

    这种一般性生态-地质课题清单,通过参考早先开列的岩石圈生态功能,还可以更详细地提出来。

    生态地质学的逻辑结构

    根据生态地质学是地质学的一个科学分支,而不是一门独立学科,它的逻辑结构应该包括地质科学逻辑结构中用于解决生态问题的既定要素,以及“它自己的逻辑基础”。两者的同化不是机械式的,要遵循相当明确的关系,即生态学方法途径的逻辑。“它自己的逻辑基础”是一种逻辑支点,也能够在其它科学的理论、思想和定律中使用。

       

      图2 生态地质学逻辑结构的全域示意图

      A-生态地质学逻辑结构的逻辑基础;B-被生态地质学利用的地质学科的逻辑结构(B1-工程地质学;B2-冰川学;B3-水文地质学;B4-地球化学;B5-地球物理学;B6-矿山地质学;B7-新构造学;B8-地震大地构造学;B9-地貌学;B10-地史学与古生物学;B11-火成岩石学与沉积岩石学;B12-矿物学);C-生态地质学逻辑结构全域的轮廓线)

     

    对此问题的处理如图2所示。该图说明了生态地质学逻辑结构的镶嵌特性,就致力于解决生态问题的地质科学,以及这些地质科学对生态地质学逻辑结构的贡献,给出了概念图。不难看出,工程地质学、水文地质学、冰川学、地球化学、地球物理学和矿山地质学提供着主要的信息量,以及可用于生态地质学的大部分研究方法。在我们看来,其它地质学科及其逻辑结构可用的较少。以上结论基于一个事实,有关岩石圈生态功能的知识才是生态地质学的基础。

    基于对岩石圈生态功能的上述认识,可以对生态地质学逻辑结构的最重要要素划分出以下几个方面:(1)原理-岩石圈近地表部的结构、空间关系、属性和生态功能,是其地质特征的历史发展及其与自然环境和人为作用圈相互作用的结果;(2)原理-岩石圈的动力学状况(运动速率和特性)和生态功能的组元与变化,皆归因于它们的自然属性,归因于它们与环境(包括人为的工艺成因环境)相互作用的模式和强度;(3)生物体与环境相互作用的一致性定律;(4)社会发展特征与环境状况间的一致性定律(基本生态定律)。

    正是这些原理和定律形成了生态学的支点,把其它地质学科的基础整合起来,构成了生态地质学自身的那部分逻辑基础。

    生态地质学的科学分支及其在地质理论知识体系中的位置

    在生态地质学的结构中,有几个旨在分析所确定的岩石生态功能的科学分支。它们是资源生态科学、生态地球动力学、生态地球化学和生态地球物理学(图3)。

    资源生态科学是生态地质学的科学分支,涉及与维持生物区存续有关的全部问题,按资源利用的观点,其中首要的是通过提供岩石圈的矿产资源和地质空间资源维持人类社会存续,在科学技术活跃发展的新时代满足人类的需求。研究的焦点不是矿产资源的勘查和储量计算,而是评价其目前消费水平与合理使用的一致性。实质上,岩石圈矿产资源消费的管理问题,应该通过关注高层级生态系统的保护和正常运行来解决。地质空间资源也要用生态学的观点来评价。很明显,一些地质科学的方法,主要是矿山地质学、水文地质学的方法(对矿产资源),工程地质学和冰川学的方法(对地质空间资源),应该适用于这些研究和调查。另外,这些研究应该由社会来定向,就是说应该与社会经济学紧密关联,在实践中,生态地质学家应该与经济学家、社会学家及管理机构和设计院所的代表接触。生态地质学这一分支的主要课题是:考虑目前文明发展需要的矿产资源评价,对矿产资源消费的管理建议进行地质论证。

    生态地球动力学是一个大领域,包括所有涉及自然和人为地质过程对生物区影响的课题,以及评估生物群栖息地可能灾变和舒适度的课题。后一点仅关切人类社会。这些研究一直采用工程地质学、冰川学、水文地质学和构造地质学的方法来执行,与项目规划者和设计者联系。在该分支框架内执行的主要任务有:针对在工艺活动影响下的地球动力学参数变更,开发评价岩石圈近表部稳定性的方法;为保护生物区和人类社会免受影响其生存及舒适度的(天然和人为)不利和灾变地质过程的危害,对相应工程保护项目进行生态地质论证。

    生态地球化学是生态地质学的科学分支,研究天然和人为成因地球化学场对生物区的影响。在生物区内有岩石地球化学、气体地球化学和水地球化学异常。调查课题是:岩石圈的物质(矿物)成分,活动态化合物的迁移问题,元素的非正常浓度及其对生物区的影响性质问题。地球化学、矿物学、岩石学和水文地质学的方法被用来解决这些问题,生物区环境的生物医学评估资料具广泛的适用性。实际上,这类研究意味着生态地质学家要与医学专业人员和卫生服务机构建立密切联系,因为这些异常要用医学-卫生的观点来评价。

    生态地球物理学也是生态地质学的科学分支,研究重力、磁、电磁、热和放射性等天然和人为地球物理场对生物区的影响。这些场与背景值的偏差及其对生物区的影响,要借助地球物理学、大地构造学、地震构造学的方法和生物医学的学科资料来研究。与生态地球化学一样,这些问题的解决必须与医疗-卫生服务机构密切联系。要在该分支框架内完成的总体任务有:天然和人为源地球物理场的分析,研制评价其医学-卫生危险的方法和准则(对生物区的影响强度,评价岩石圈对工艺性污染的稳定性)。

    图3示出了生态地质在理论地质知识中的位置。在地质学的结构中包括前5个科学分支已得到承认,无需再予证明。但是,对于后两个分支,即“关于岩石圈生态功能的科学”和“关于地球的工程地质环境的科学”,其纳入地质学的合理性尚存争辩。主要争辩依据是,在科学技术活跃发展的新时代,对于涉及地球和岩石圈问题,需要强调生态理论研究的作用。目前,人为工艺因素对岩石圈外壳的影响程度,已经提高了生态地质学说在地质学中的地位,已经使这个学说可以划分为地学中的独立科学分支,已经把上面所述的后两个分支提升到了与前5个分支相同的水平。

       

      图3 生态地质学的科学分支及其在地质科学体系中的位置

    生态地质学的实用性分支

    图4说明,可以在生态地质学的构成中列出几个实用性子分支。它们是城市、矿床和复垦影响区的生态地质学,以及线状工程、热电站和核电站等影响带的生态地质学。值得特别强调的是,各类经济活动不仅在项目建设中,而且在其运营和维护时期,都应该提供对岩石圈和生物区生态影响的评估。因此,应调查的面积要比官方土地使用许可的范围更宽更广,只要在其内确定了或造成了工程客体对岩石圈生态属性的影响。

    各种经济活动在对岩石圈影响的强度、深度和性质上是各不相同的。这涉及到岩石圈的矿产资源,地质作用的活跃程度,以及自然和人为成因的地球化学和地球物理致病区的发展。

      

      图4 供人类社会正常发展和运作的生态地质学的实用分支学科

    很明显,大的城市群、采矿工程(矿山、露天矿场等)、集中在数个盆地和油气田带中的油气产业,都会对岩石圈及其生态功能产生重大的影响。对城市群而言,这种影响取决于特定的高密度城市人口;居住区,交通-通讯,大型工业、燃料和能源企业及联合企业的自营交通,均规模巨大;还取决于城市地下的支撑工程。因此,会观测到以下现象:土壤、岩石圈近地表部和水圈被活性有毒化合物强烈污染;由于热、重、电磁和地震声波等地球物理场变化,发育起致病的地球物理异常;车辆废气导致大片土地的高度重金属污染;地下水动力学和水化学机制改变;地下水储量耗竭。矿场附近岩石圈的生态性变化与下述后果关联:矿产资源枯竭,重力场变化,产生异常的地层压力,地下水动力学参数彻底转变,出现密集的人为污染区,地质环境资源减少。对线性工程而言,不利的生态后果与负面的地质作用活跃有关,与线性的人为污染晕和诱发的异常地球物理场有关。

    在不同种类经济活动影响下发生的岩石圈生态环境特性改变的清单还可能扩展,但上述这些已足以支撑得出结论。每种经济活动都与岩石圈生态属性改变的特定复杂性关联,因此要对它们进行分析,就需要运用地质科学的各类理论和方法。城市群影响着岩石圈的所有生态功能,所以要动用地质科学的整套方法,特别要涵盖图2所示的所有学科的方法。对线性建筑而言,要运用的地质科学和方法清单将取决于研究需要,首先是岩石圈地球动力学、地球化学和地球物理学功能的研究。在矿床开采方面,研究重点要集中到岩石圈资源功能的所有方面,地球物理和地球化学异常,以及一组地质作用。 

    生态地质学的任务及其应用

    游击队、侦察兵、开路先锋?没错!新中国的缔造者是这样形容建设时期的地质工作者的。随着科学水平的不断发展,如今我们已不再满足于在地面打游击,而是以上帝的视角鸟瞰大地,在空中做侦察;不仅侦察地表的地貌地物,还会用“穿山镜”窥视地下的金银珠宝。不同于现在许多人使用的航拍无人机,地质工作中的无人机航空物探配备的并不是司空见惯的照相机,其中大有学问。

    听说过“隔墙有耳”么?这是因为声波的振动,是一种物理场。物理场还有许多,如磁场、电场、引力场等。科学家就用这些“场”作“穿山镜”的镜片,来窥视隔着墙呢喃地诉说秘密的“人”。这类“穿山镜”就是通常所说的物理仪器。

    在新疆克拉玛依试验区的无人机磁放综合测量系统

    无人机航空物探航迹规划测网示意图

    在利比里亚执行无人机航空物探任务

    人背着仪器,跑到墙边去“偷听”,存在着伤亡的危险。因此,我们就想办法不用人亲自背仪器,而让机器背着,避免了人员伤亡。被选中的机器正是飞行器。飞机是飞行器中的一种,能行动自如,能快速飞翔,能抵达靠人的双脚、车的四轮不能抵达的地方。在早期,靠物理仪器的飞机还不能独立使用“穿山镜”,需要人的同行,靠人来驾驶飞机、操作仪器——此时,称“有人机航空物探”。而有人在机上,在现场工作,总是存在危险的。例如,2011年3月29日,在新疆执行航空物探任务的“B-7026”飞机失事,驾龄高达36年的特级飞行员与年仅24岁的仪器操作员均献出了宝贵的生命。多年来,中国地调局物化探所一直在研究能够背负“穿山镜”去执行航空物探任务的无人机。

    当我们真正操纵无人机在黑龙江省嫩江多宝山铜矿区上空望眼穿山时,已是2013年6月。但这并不是无人机第一次背起“穿山镜”去执行勘查任务。作为军用转民用的高科技产品,早在2003年,英国人就把“穿山镜”装载在了无人机上;2009年,我国也让无人机带着“穿山镜”翱翔在了蓝天下。不过,无人机与无人机不同,“穿山镜”与“穿山镜”也不相同。早先使用的无人机,如航模无人机,尺寸小、动力弱、载荷小,飞不了多远的距离。这次,我们在中国地质调查局的支持下,研究的是中型至大型的无人机,要求飞行时间长、能装载多样的“穿山镜”,以保障开展大面积的地质与环境的综合调查。在多宝山铜矿区的试验中,工作人员只在白天飞了3架次、在夜深人静时飞了4架次,每架次飞行7小时至10小时,在5天内总共不到70个小时,就完成了2980测线公里的任务。这个工作量,若靠人在多宝山密林中做测量,至少也需要2000多人天!

    在多宝山铜矿区的试验,只是我们研究无人机航空物探的起步,属牛刀小试。但对无人机能否在任何复杂的地形环境中使用,大家心中都没底。2014年,我们转移了试验场,选择了新疆的克拉玛依中-低山区,旨在解决复杂山区中超低空飞行测量的技术瓶颈。这里的海拔最低仅400米、最高达1500米,落差大,且地形切割较剧烈。无人机能否仅挨着地面(距离地面不得超过120米)安全飞行?为此,我们研发了基于高精度地形高程数据(DEM)的三维航迹规划模块,载入无人机控制系统中,只要预先告诉无人机怎么飞,它就怎么飞。经过不断磨练,我们终于掌握了复杂地形条件下的飞行控制技术,让无人机可以在任何地方携带“穿山镜”工作。在地形复杂克拉玛依试验区,我们只飞了13架次,完成了11600测线公里的测量任务,获得了2500平方千米的高精度探测数据。

    从黑龙江多宝山的铜矿区转移至新疆克拉玛依的油矿区,我们使用的“穿山镜”与国内外使用的“穿山镜”有了些不同。以往的无人机航空物探,多是通过测量磁场来开展地质与环境调查。虽然全球大约90%的铁矿由磁场测量发现,但矿产中不止有铁矿,还有铜矿、金矿、铀矿,不仅需要金属的铀矿也需要化石的油矿,不仅需要探查宝藏也需要调查或者监测我们的家园所处环境的变化,因此就需要各种各样的“穿山镜”。在克拉玛依的油矿区,我们给无人机带上了另一种“穿山镜”,其镜片是特殊的晶体,能够测量放射性,不仅可用于探测铀矿和油矿,也能调查地质环境质量。2015年开始,我们在执行中国地质调查局“西北地区重要盆地和成矿带无人机航空物探资源调查”中,就同时使用磁场测量与放射性测量两种“穿山镜”。当然,这两种“穿山镜”还不够,科研人员们正在研究将测量大地电场、重力场等的“穿山镜”给无人机戴上呢!

    目前,我国的无人机航空物探技术已挤身世界先进国家的行列,其应用不仅在国内,也走向了国外。我们的队伍已经在赞比亚、利比里亚执行无人机航空物探工作,仅与这两个国家的合同工作量就达到了20测线千米。可以说,我们对无人机航空物探在地质环境调查、矿产资源勘探中的应用信心满满。

    (作者单位:中国地调局物化探所)

    无人机航空物探是怎样炼成的

    近日,中国地质调查局天津地质调查中心研发的“改进后的柱状地质体重力勘探模拟系统V1.0” 获得由国家版权局认证的计算机软件著作权,著作权登记号为:2021SR1761836。

    重力场模拟在重力勘探及重力异常解释中具有重要意义,它反映重力场源与场分布特征之间的联系,是地质解释的基础。柱状地质体是位场正演计算中最为常用的三度体模型,研究柱状地质体重力场正演计算是一项基础性工作,在深部找矿具有重要的理论和实际意义。软件著作权人原创性推导出柱状地质体理论公式,得到国内外同行业专家的认可,该科研成果已在国外SCI期刊《Journal of Applied Geophysics》发表。通过编写软件实现了正演计算,该模拟计算允许柱状地质体在空间任意旋转和倾斜,测线可以布设到地表的任何位置,实用性强,计算速度快。

     

    证书

    天津地调中心“改进后的柱状地质体重力勘探模拟系统...

    7月23日12时41分,我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器,迈出了我国行星探测第一步。

    那么,地质学家对我国即将开启的火星探测有着怎样的期待?记者采访了中国工程院院士、中国地质科学院赵文津研究员及其科研团队——

    火星探测窗口期 多国发布“追星”计划 

    “地质学是与开展深空探测关系最为密切的基础性学科之一。”早在2005年,赵文津便与多位同事从行星地质的角度关注深空探测、思考研究月球与火星的相关地质问题。在他的倡议下,自然资源部中国地质调查局组织开展了月球遥感地质、月球重力场、月球编图、月球与火星实验场选址研究、微型钻机研究等工作,取得了重要进展。

    他认为,一系列重要地质问题既是火星探测的基础科学问题,也是探测的目标,而更加广泛的行星地质研究,则是人类更多地了解地球自身演化以及与邻近星球相互关系的钥匙。“研究火星等类地行星,有助于思考地球有关的环境、资源及灾难等重大科学问题。”

    赵文津科研团队成员杨宏伟博士告诉记者,人类对于火星的探测始于1960年,到目前为止,人类实施的火星探测活动已达50次,其中,21次成功进入火星轨道、15次成功登陆火星,而成功开展实地调查的仅为10次,最近的一次是2018年5月5日发射、11月27日着陆的美国“洞察号”。

    基于数十年的探测数据和影像,人们已对火星的基本地形地貌、地质构造、表面及次表面岩石矿物、磁场、重力场、大气成分及变化等有了初步的了解。

    比如,火星地貌最突出的特点是南北半球的强烈对比:北方是被熔岩填平的低矮平原,南方则是充满陨石坑的古老高地,最大的撞击盆地为海拉斯坑,直径达2300千米;赤道附近有萨希斯盾形火山区、水手大峡谷、艾丽斯米火山群;南北极有以干冰和水冰组成并呈旋扭形状结构的极冠;整个星球表面由沙丘地貌、侵蚀沉积地貌和流体冲刷与沉积地貌组成。

     

    从火星北极上空看Borealis盆地的影像

    再比如,火星的火山和地球上的不太一样,除了重力较小使盾形火山能长得很高不易崩塌之外,因缺乏明显的板块运动,火星内部的热量只能集中从以热点分布的火山释放,熔岩的不断堆积也使火山越来越高。海拔约22千米的火星最高峰——奥林帕斯盾形火山就是由于大量熔岩喷发层叠堆积而形成的。

    火星最高山峰与地球上最高山峰对比

    然而,这颗红色星球的更多奥秘还并不为人所知。

    “在今年7月下半月开始的短短几周时间内,是发射火星探测器的窗口期。此时,地球与火星之间的距离最短,如果发射探测器,大约7个月之后就可抵达火星。”赵文津告诉记者,“这一窗口时间相隔26个月。如果错过这次机会,就要等2022年的下一个窗口期。”

    也正因为如此,今年的火星探测尤为热闹,美国、中国、阿联酋等多个国家都公布了火星探测器发射计划。

    按照之前美国宇航局公布的计划,美国新一代火星探测车“毅力号”(Perseverance)将于7月30日发射,并预计在2021年2月降落在杰泽罗陨石坑的着陆点。“毅力号”将搭载X射线荧光谱仪、紫外拉曼光谱仪、测地雷达、钻头等一系列先进科学仪器,重点搜索古代生命存在的迹象,在岩石和土壤中钻取样本,测试从火星大气层中提取氧气的实验装置,并释放人类首架火星直升机——“机智号”小型自动旋翼飞行器,测试火星大气层能否支持飞行。

    阿联酋的“希望号”火星探测器已经于7月20日发射升空,预计2021年第一季度抵达火星轨道。其主要任务是研究火星大气和环境,以及火星液态水消失的原因。

    我国的火星探测器由长征五号运载火箭发射升空,2021年到达火星后一次性完成“绕、落、巡”三大任务,即探测器先围绕火星运行探测火星的整体概况,然后释放登陆器在预定着陆点降落,之后登陆器释放火星巡视车,对火星表面重点地区进行巡视勘查。

    选择最佳着陆点 瞄准火星关键地质问题 

    在多国掌握发射、测控、入轨、登陆火星能力的情况下,获得新的科学发现和新的认知是国家综合实力最有显示度的内容和标志。

    据介绍,长期以来,人们最为关注的是火星上是否存在生命。因为,火星与地球的相似性高,使之被认为是太阳系中除地球外最可能存在生命的星体。但是,到目前为止,仍没有确切证据证明生命曾出现在火星地质历史中。所以,重新审视生命存在的条件以及火星历史上是否可能存在生命存在的条件,成为当前火星生命探测的另一种思路。

    赵文津认为,选择好着陆点有着至关重要的意义。“一方面是考虑降落条件,确保登陆的成功几率;另一方面则与火星探测行动的科学目标密切关联。”

    据杨宏伟介绍,在已成功登陆的火星探测器中,“凤凰号”降落在靠近北极的地方,并首先在北极的次表层发现水冰;“海盗2号”选择在北纬50°附近着陆,在火星表面直接开展土壤、岩石样品分析,不仅发现火星上存在大量的玄武岩和硫酸盐类矿物,还发现火星历史上曾存在大量水;“好奇号”和“洞察号”的着陆点都在艾丽斯米火山省南部的赤道附近,“好奇号”发现了硫、氮、氧、磷、碳等生命必要元素,火星大气中甲烷周期性增加的规律,以及古代河流的证据;“洞察号”重点了解了更深层地震波速度变化、陨石撞击频度,以及火星内部活动情况;另外,包括2台火星车在内的5台探测器则集中在水手大峡谷等多个峡谷谷口的大型冲积扇地带。

    好奇号着陆点地面显示的成层岩层

    赵文津表示,许多有重大科学意义的地区都可以在未来的探测行动中着重考虑,如西部萨希斯大火山岩省、年代最新的奥林帕斯火山区、亚马逊大平原、水手大峡谷、南半球的大型海拉斯盆地,以及从未探测过的南北过渡带深部和南极地区。

    在一份建议中,赵文津和杨宏伟分析提出了未来任务5个可供参考的着陆点及其科学目标:

    ——乌托邦平原区及四周,着重推动地下水冰探测。

    ——萨希斯大火山岩省南部布格负异常区,着重了解喷出的火山岩岩性和年龄及火山喷出残留气体等。

    ——水手大峡谷附近,了解岩石岩性剖面与裂谷张裂的机理,探讨深部岩浆活动、岩性和年龄。

    ——海拉斯盆地,以盆地为中心进行探测。

    ——奥林帕斯山等年轻火山区的河口地带,转换思路探寻生命存在的遗迹。

    火星探测与地球上的探测手段相同,均为重点地区探测研究与区域性的综合调查相结合。“我们地质科学工作者应重点研发适用于火星自然条件下的地质调查技术,同时加强对深空探测数据的科学研究。”赵文津强调。

    火星地质调查 六大科学热点有待深化 

    道阻且长,行则将至。

    赵文津认为,火星地质有6大科学研究热点有待深化和扩展:

    一是水的问题。

    水,作为生命之源,始终是各国火星探测和研究的重要对象之一。那么,火星水是否存在?如果存在,其经历了怎样的演化历史?

    火星极区水冰的存在、盐类矿物的分布、冲击地貌、沉积环境,以及在非高纬度地区的地下发现的大量液态水,都说明了火星表面曾经有大量水覆盖地表。一要就已发现水冰存在的地区进一步证实其为水冰或是其他地质因素引起的现象;二要研究火星的水去了哪里?为什么会消失?地球上的水未来是否也会消失?三要着手研究极区的冰帽,了解其发生、发展、变化情况。

    二是火星的大气。包括大气成分和结构特征、火星的气候变化等。

    火星大气结构特征、循环机制等仍是主要科学问题。火星大气的挥发过程、二氧化碳的来源及演化过程、甲烷的来源等,都是目前关注的热点。

    三是火星生命。也就是过去和现在是否有生命存在的可能性,以及火星环境的宜居性研究。

    从地球生命角度来说,火星地表温度与昼夜温差变化为生命的存在提供了可能。然而,至今火星的探测者们只发现了碳的有机分子、水存在的痕迹和地表黏土等现象,没有直接证据证明火星上曾经存在生命。而大气甲烷、历史上的温暖气候、太阳风的辐射作用,以及一些地段出现的高氯酸盐类强烈氧化剂等,都对生命的产生和存在不利。目前,美国正着力在几个古老的火山岩区的大型峡谷口大面积冲积扇地区进一步探寻生命存在。

    四是火星的地表成分、岩性特征和地质地貌特征。

    美国地质调查局依据多次火星探测的资料编制了一张小比例尺的火星地质图,但是重点地区需要有更多了解。“如在地表以玄武质火山岩为主的地区,发现了辉石、橄榄石等矿物,盐类矿物的大面积分布也很突出,这也是我国建立青海大浪滩火星实验场的缘由。下一步,可以重点探究奥林匹斯山、水手大峡谷侧壁出露岩层、海拉斯坑底部等的岩性和年代,并加强对火星壳岩性、年代、热状态的探测,以便深化认识,并向深部推演。”

    全火星地质及岩性特征图(2014年美国地质调查局)

    五是火星壳及内部结构特征。

    通过火星布格重力场可以了解火星内部结构特征,但是还需要有其他数据对重力分层和深度的控制,所以很需要有地震探测数据和各大区域的典型地质断面的建立。美国已在月球上安设了6个地震台,取得了十分可贵的深部分层数据,而2018年发射的“洞察号”火星探测器也承担了地震探测的任务——安装了一台地震仪和一台热流计,开始了对火星深部结构的探测。如果火星深部存在分层现象,说明火星的演化的程度已进了一步,那火星壳、幔、核的结构和成分特征如何?这些都需要进一步探究。此外,还需要对火星磁场特征和产生原因进行研究解译,因为地球磁场的来源反映了地球地质历史中内核的形成和进行的运动。

    六是火星火山特征及热状态和演化历史、陨石撞击频率及其影响。

    根据已有数据,火星表面温度在最大照度下赤道为17℃,极区降至-43℃,一个点上昼夜温差可达到51℃,比月球的温差要小。而火星三大火山岩省分布的众多火山口,可能存在深部物质,加强相关探测和研究,很有可能由此揭开“火星体温”的秘密,了解火星现在热状态及其热演化历史。

    赵文津认为,作为我国迈向火星乃至更加遥远太空的第一步,这对了解行星具有更加重大的意义。“我们希望在各种技术越来越成熟的背景下,天问系列能帮助人类获得更多来自火星的第一手资料,真正开启火星地质调查和深化认识的新阶段。但任何科学目标都不可能一蹴而就,就像‘天问’之名,表达的便是一种坚韧执着的科学精神——对自然和宇宙的探索征途漫漫、永无止境。”

    院士赵文津详解:火星地质调查六大科学热点

    4月30日,由自然资源部中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心承担的“合肥盆地及周缘航空重磁测量”完成首架次飞行,标志着该地区的高精度油气航空物探综合调查全面展开。

    从进入测区以来,项目组与机组合理分工、紧密配合,克服人手紧张的困难,在江淮地区多雨潮湿的不利气候条件下迅速完成野外飞行前的全部准备工作。“五一”劳动节期间高效飞行,单日最高飞行5个架次,完成1600千米测量飞行,假期累计完成4000测线千米工作量。

    合肥盆地位于安徽省中部,夹持于长江与淮河两大水系之间,是扬子板块和华北板块相互碰撞作用下形成的中、新生代山前陆相残留沉积盆地,具有较好的油气远景。该项目本年度计划完成1:5万高精度航空重磁测量22000测线千米,通过对合肥盆地及周缘开展高精度航空物探综合调查与评价,查明区域重力场和磁场特征,从而推断区域地质构造、基底起伏、隐伏断裂、岩浆岩分布及局部构造特征等油气成藏相关信息,圈出新的油气有利勘探区,为长江下游页岩气调查提供基础数据和技术支撑。

     

    合肥盆地高精度油气航空物探综合调查全面展开

    从镇巴县城到圈子崖天坑的水泥公路还剩下最后的两三千米就修通了,这八九十千米的山路,即使是越野车,也得行驶近三个小时。

    记者随同科考队从镇巴县城出发,过了三元镇,沿途都是在悬崖绝壁上忙于修路的山民。尽管已经铺上了水泥路面,但路牙子和栏杆还没有配起来。车在路上行驶,记者往窗外一看,脚下就是悬崖,没有在这样的路上跑过的人,还是会心生恐惧的。

    正在修路的山民们对于我们一行的匆匆驶过很友善,从他们喜形于色的脸上,可以看出他们对天坑开发的某种期待。

    科考人员在天坑底部考察天坑构造

    近年来,陕西汉中天坑群的发现让天坑这种奇特的地质现象为世人所瞩目,也惊动了国际地学界。今年4月28日~5月9日,中国地质调查局岩溶地质研究所、陕西省地质调查院与捷克洞穴学会、英国洞穴协会联合对汉中天坑群进行了第四次国际科考。

    天坑群成了继“两汉三国”汉文化之后汉中的又一张靓丽名片。汉中天坑群调查研究成果显示,汉中地区5019平方千米面积内,共发现天坑54个,占全球已发现天坑的1/4,此外,洞穴、峡谷、地缝、石芽、石林、湖泊等岩溶地貌景观超过400处,这也让汉中天坑群成了当之无愧的世界级天坑博物馆。

    显然,作为罕见的地质遗迹,汉中天坑群的发现无疑会引发一股旅游开发热潮。但是,在旅游开发的同时,也必然会引来一些反对的声音,到底是重开发还是重保护,这就要考验当地政府的智慧了。

    什么是天坑?

    天坑是在地球表面自然形成的平均宽度与深度均超过100米的独特的大型喀斯特地貌。站在坑口直接向下观望,让人有一种深不见底的恐惧。在伯牛坑探秘期间,记者怀着好奇,糊里糊涂地跟着科考队顺着绳子往坑里滑,刚刚下到一半,就感到了莫名的恐惧。记者硬着头皮下到坑底,溶洞般的巨大洞厅令记者惊叹,随处可见坍塌的碎石,川流不息的地下暗河不知流向了何方。

    据专家介绍,地下河水的强大侵蚀动力是天坑形成的主要原因之一。随着河水的不断冲刷,洞穴面积不断扩大,形成了我们看到的这种大厅。再经过数万年的冲刷和崩塌,大厅顶部完全塌陷,最终形成天坑。

    对于天坑的概念,陕西省地质调查中心主任罗乾周用比较通俗易懂的语言给出了自己的答案,天坑是指四周陡壁具有一定规模、发育在碳酸岩岩区的一种地貌,是在地下河强烈溶蚀和侵蚀作用下,石灰岩不断溶解,导致岩层不断崩塌,并贯通地表所形成的。

    2001年之前,天坑只是对重庆奉节县小寨天坑这种景观的特称,类似的地貌在各地有不同的名称,如“龙缸”、“石院”、“石围”、“岩湾”、“天盆”等。2001年,天坑作为一个专门的喀斯特术语被我国专家提出。

    作为一种地质奇观,天坑虽然已经在地球上存在了漫长的岁月,但直到2005年,中国地质调查局岩溶地质研究所研究员朱学稳与其所在研究集体提出的喀斯特天坑理论体系和“天坑(karst tiankeng)”的名称,才正式被国际喀斯特学术界认可。这是继峰林(fenglin)和峰丛(fengcong)之后,第三个由中国人定义并用汉语和拼音命名的喀斯特地貌术语。

    在朱学稳和英国诺丁汉特伦特大学Tony Waltham教授联合署名的论文《天坑释义》中,他们是这样定义天坑的:具有巨大的容积,陡峭而圈闭的岩壁,深陷的井状或桶状轮廓等非凡的空间与形态特征,发育在连续沉积厚度及其含水层包气带厚度均特别巨大(地下水位深埋)的可溶性岩层(以碳酸盐岩为主)中,从地下通向地面,平面宽度与深度从大于100米至几百米以上,底部与地下河相连接(或有证据证明地下河道已迁移)的一种特大型喀斯特负地形。

    此外,在观赏方面是否具有稀有、壮观、险峻、生境独特和生物多样性等综合属性,也应该被认为是鉴别天坑与一般漏斗、洼地或竖井的重要标志。失去地下河行迹或周壁的完整性遭受严重破坏的天坑,可称为退化(剥蚀)天坑。

    “据推断,汉中天坑群的天坑形成时间在18万年到12万年前,最古老的可追溯到68万年前,通过研究天坑我们可以研究古地理环境、气候等,可以帮助我们更好地了解过去。”罗乾周称,独特的地形、负地形下特殊的生态环境是人类了解地质、气候变化的最佳场所。

    汉中天坑群的一大特点是,这些天坑都处于原始森林之中。我国的喀斯特地貌以“中国南方喀斯特”世界自然遗产最为著名,那些分布于云南、贵州、广西、重庆等地的石林、峰丛、溶洞、天生桥以及天坑等,没有一处有着汉中天坑群这样丰美茂盛的原始森林。

    关于汉中天坑群的形成,陕西省地质调查中心总工程师李新林告诉记者,天坑群的形成是一个很复杂的过程,它不是简单的地质塌陷的结果,地下水流的侵蚀和微生物(细菌)的侵蚀也是天坑形成的诱因。当然微生物的侵蚀必须具备一个条件,就是上部有适合菌体繁育的土和植物。

    天坑是一种自然景观,由喀斯特作用形成,因此人为作用形成的巨型坑不能叫天坑,比如矿坑就不能算天坑。此外陨石撞击地球形成的陨石坑也不能叫天坑,因为它不是喀斯特作用所形成的。

    北纬30度以北

    北纬30度主要是指北纬30度上下波动5度所覆盖的范围。在这一个纬度发生着许许多多让人捉摸不透的未解之谜和神秘事件,四大文明古国全部集中在神秘的北纬30度附近。

    据研究发现,在北纬30度附近发生的地震都十分严重,其实不仅仅是地震,海难、火山和空难在北纬30度发生的概率也非常高。

    在北纬30度,既有着许多奇妙的自然景观,又存在着许多神秘现象以及未解之谜。北纬30度发生的一系列现象都有着一定的必然联系,其被人们称为地球的脐带,该纬度的磁场、电场、重力场等都对地球环境产生了很大的影响,北纬30度未解之谜等着人们去探索。

    北纬30度既是地球山脉的最高峰所在地,又是海底最深处的藏身之所,世界著名的几条大河都在这一纬度进入海洋。在这里,不仅有着神秘的古埃及金字塔群,还有神秘的火神火种壁画,死海、空中花园、百慕大三角州、玛雅文明遗址等都在这一纬度存在着,甚至人们猜想的亚特兰蒂斯似乎也存在于北纬30度附近。

    在北纬30度存在的神秘现象以及未解之谜数不胜数,这一纬度也一直被人们称之为神秘的北纬30度。地球在46亿年的历史变迁过程中,形成了今天独特的地质和地貌特征。关于北纬30度的奇异现象,尽管地球物理学家发现了由地表至地心分布着地壳、地幔和地核,以及三者不同尺度的三维横向不均匀性,但有些奇怪的自然现象还无法弄清,很多问题仍需进一步进行研究。

    天坑是一种罕见的地质现象,一般形成期在50万年左右。目前,全世界发现并被确认的天坑共有130个,其中90多个在中国。那么,为什么说这次发现的汉中天坑群十分罕见?原来,汉中天坑群发现之前,全世界发现并被确认的天坑均位于北纬24度~31度之间和南、北纬20度以内,而在汉中发现的天坑群沿着大巴山脉,分布在北纬32度~33度范围内,是在我国北纬32度湿润热带-亚热带岩溶地貌区最北界首次发现的岩溶地质景观。

    据了解,汉中天坑群是首次在北纬32度~33度范围内被发现的全球纬度最高的天坑群,填补了世界岩溶地质研究的空白。汉中天坑群共有54处,主要分布在汉中市宁强县禅家岩镇、南郑县小南海镇、西乡县骆家坝镇、镇巴县三元镇4个区域,其中超级天坑2个、大型天坑7个、常规天坑45个、其他地质遗迹473处。

    中科院院士袁道先在进行实地考察后认为,汉中天坑群将我国湿润热带-亚热带岩溶地貌区界限显著北移,具有重要的科学价值,合理保护与开发利用天坑群地质遗迹资源,对于地方经济发展具有重要的推动作用。

    汉中发现罕见天坑群的重要价值在于,不仅极大地丰富了我国乃至世界地质遗迹旅游资源,更填补了世界岩溶地质研究空白,增加了生物研究原始样本,对研究我国南北方乃至全球古地理环境及气候变化具有重要科学价值,其被专家誉为改写地质历史的世界级“自然博物馆”。

    由联合国教科文组织选出的地质公园是以其地质科学意义、珍奇秀丽和独特的地质景观为主,融合自然景观与人文景观的自然公园。联合国教科文组织的目标是选出超过500个值得保存的地质景观加强保护。目前,我国已有35处地质公园进入联合国教科文组织世界地质公园网络名录。无论是地质公园还是世界自然遗产都是全球自然景观中的佼佼者,其科学意义和旅游观赏意义不言而喻。记者从不同渠道了解到,针对汉中天坑群这一独特的地质遗迹,目前各方正在积极筹备世界地质公园和自然遗产申报。

    中国地质调查局高级工程师毛晓长认为,汉中天坑群与南方天坑有着不同的形成机理,生物多样方面也很独特,因此从稀有性、科学性、美学性、可保护性等方面而言,汉中天坑群具备成为世界级地质遗迹的条件。

    专家认定,汉中天坑成群分布,规模巨大的洞穴廊道、地缝、峡谷、石林及湖泊等岩溶景观类型齐全,组成了完整的岩溶地貌系统。岩溶洞穴中保留有丰富的古地下河冲积物、次生化学沉积物及重力崩塌堆积物,为研究地下河演化和秦岭南部古环境变化提供了素材。

    记者了解到,中国地质调查局岩溶地质研究所与陕西省地质调查院已达成共识,拟共同推进汉中天坑群国家及世界地质公园申报工作,初步确定以汉中黎坪地质公园为基础,联合南郑小南海、宁强禅家岩天坑群,争取申报世界地质公园。

    开发之惑

    天坑是一种独特的自然奇观,为喀斯特条件下所特有。它在自然景观中,具有稀少、奇特、险峻、恢弘、壮丽、秀美、生态环境独特等一系列特殊的旅游观赏价值与感官属性。同时,天坑总是与洞穴、地下河、奇峰怪石等其他旅游资源共存于一体,因而无疑是一种特殊的超级旅游资源。

    据了解,重庆小寨天坑已于1999年向游人开放,广西乐业大石围天坑群正在旅游开发规划之中。未来,喀斯特天坑风景名胜区将为世界旅游业增添一个璀璨夺目的亮点。

    汉中天坑群一般分布在人迹罕至的大山顶上,居住在这里的村民大多因为交通问题而在贫困线上挣扎着。在南郑县小南海镇考察伯牛坑时,正在地里干活的一位老农民悄悄地向记者打听,这里真的能开发吗?几天后,在央视对镇巴县三元镇天悬天坑进行直播的当天,一群前往围观的当地村民又问了同样的问题,其中一个年轻人告诉记者,他自己花钱修通了一条从家到公路的水泥路,准备开一个农家乐。

    记者注意到,每个天坑附近的百姓都对天坑的开发充满了期待。面对这一世界级的旅游资源,当地政府又岂能错过?对于经济欠发达的汉中来说,有开发利用的冲动也在情理之中。但是天坑资源属于不可再生的自然遗迹资源,一旦开发不当将会带来不可挽回的损失。

    在本次科考期间,中国地质环境监测院地质环境评估室主任、全国重要地质遗迹项目负责人董颖对天坑一味地搞大规模开发提出了反对意见,她说:“地质遗迹开发要谨慎,应以保护为主,即使要开发,也应该以维持天坑的原貌为基点,不要对其原有的风貌进行破坏,否则就失去了意义。”

    因此,对于经济实力不强、脱贫攻坚压力较大的汉中来说,如何利用天坑群资源,推动区域经济发展、促进当地群众致富增收成了主政者面临的主要问题。

    “汉中天坑群基本上为原始状态,未受人为破坏,保存程度极好。”李新林介绍,汉中天坑群地质遗迹呈现地面与洞内景观相结合的多层次的游览空间,可以与人文、生态及红色旅游资源相结合,形成完整的旅游资源配置格局,具备观光游览、度假休闲、探险科考、科学研究、科普教学等多种功能。

    据了解,由于自然条件限制,天坑周边交通十分不便,当地群众的生活也十分贫困。周边群众期待天坑群的发现能够带动基础设施建设,依靠生态旅游促进自然资源开发和农副产品销售,为当地脱贫攻坚提供机遇。

    实际上,由于汉中天坑群还处于科考阶段,旅游还尚未开始,加之天坑所在之处地形都较为险峻,保障措施还不完备,为了游客的安全,暂时没有对外开放。不过,在科考队进入圈子崖天坑和天悬天坑期间,记者发现,还是有不少重庆、四川、湖北等外省市的游客慕名前来参观旅游。

    据了解,当地已着手编制下一步调查、保护和开发利用方案。陕西省计划对其余岩溶遗迹区继续开展深入地质勘查,并启动地质遗迹保护管理办法的起草工作。

    “通过考察,我们发现,汉中天坑群还存在许多未解之谜,需要我们在今后若干年开展多学科、多方面的深入调查。”陕西省地质调查院副院长黄建军说。

    斯洛文尼亚科学院岩溶所的安德烈·米哈维奇博士在不久前考察汉中天坑群后表示,汉中天坑群非常壮观,具有很高的科学价值和旅游价值。

    斯洛文尼亚最著名的波斯托伊纳洞已有约200年的开发历史,它经历了一个不断纠正错误和调整旅游战略的发展过程,以求在遗迹保护和开发旅游之间实现平衡。安德烈·米哈维奇说:“我建议对汉中天坑群的保护利用进行综合评估,三思而后行,避免破坏和犯错。”

    汉中天坑群如何做到在保护中开发,相信当地政府部门会有一套完善的规划。记者意识到,要想更好地开发,把汉中天坑群当作一个地学科普基地,还需要我们的地质学家更好地讲好地球的故事。

    开发与保护,汉中天坑群之惑

    “十二五”时期,国土资源系统广大科研工作者始终坚持面向世界科技前沿、国家经济主战场和国家重大需求,紧紧围绕国土资源事业发展,积极承担国家重大、重点科研任务,锐意创新,攻坚克难,推动国土资源科技创新工作在国家科研活动中的地位进一步提升,取得显著成效。同时,涌现出一批优秀青年科技人才,他们常年奋战在青藏高原、茫茫大海、田间地头、戈壁荒漠,把国土资源科技创新成果写在了祖国大地上。

    土地科技水平不断提高。应用卫星遥感技术实施了第二次全国土地调查和全国土地变更调查监测与核查工程,开发了“天、空、地”一体化土地调查监测车载系统,拓展了土地综合承载力评价技术,创新了“多规合一”编制方法。围绕耕地保护与节约集约用地开展科技攻关,北京土地管理公共服务、黑龙江商品粮基地建设、皖江承接产业转移用地、长株潭“两型”社会建设用地、重庆内陆开发区用地、海南土地生态文明建设等研究取得重要成果。加快发展土地综合整治工程技术,研发土地整治新技术和新装备,实施土地综合整治示范工程,并在山东滨海盐碱地暗管改碱排盐、江苏徐州矿区土地生态修复、陕西南泥湾拦蓄排结合治沟造地、云南低丘缓坡地生态开发、广东“三旧”改造等关键技术上取得重大突破,拓展了资源利用空间。持续推进资源环境承载力与国土空间优化开发技术研究,有效支撑了土地管理制度和自然资源管理体制改革,促进了区域协调发展、新型城镇化和生态文明建设战略的实施。

    地质勘查技术实现突破。青藏高原地质和成矿理论研究揭示了青藏高原区域成矿规律,新发现驱龙、甲玛等7个超大型和冲江、朱诺等25个大型矿床,确定了重要巨型金属成矿带。建立勘查区“三位一体”找矿预测理论与方法体系,在危机矿山接替资源找矿、整装勘查区、老矿山深部和外围找矿中发挥了重要作用。建立富铁矿成矿新理论和铜矿成矿规律新格架,形成富铁矿和铜矿成矿新认识。“煤铀兼探”技术方法在大营铀矿得到成功实践,初步建立起北方陆相盆地砂岩型铀矿成矿理论。开展天然气水合物基础地质和勘查理论研究,南海陆坡天然气水合物勘查实现重大突破。中国陆块海相成钾规律及预测研究项目取得重要进展,建立罗布泊钾盐聚集模型,提出滇西南成钾时代新认识。页岩气勘查加快推进,形成涪陵、长宁、威远、昭通4个页岩气田,安页1井通过理论创新、技术攻关,在南方复杂构造区海相古生界等新区、新层系的常规油气和页岩油气勘查取得突破。深部勘查与探测技术取得重要进展,成功研制航空地球物理勘查系统和2000米地质岩芯钻探关键技术装备并投入找矿一线。自主研制的4500米级深海作业系统投入大洋资源调查应用。相继实施汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)、中国白垩纪大陆科学钻探项目,带动了深部探测相关学科和技术的发展。成功实施深部探测技术与实验研究专项,形成针对不同层次、不同尺度、不同精度深部地质问题探测技术方法体系。自主研发了多套深部探测仪器设备,首台万米科学钻机已在松辽盆地科学钻探中应用,达到国际先进水平。完成煤炭、铁、铝土矿等25个矿种资源潜力预测和评价,开展石油、天然气、煤炭、煤层气、铁、锰、铬、铜等28个矿种(类)资源调查、核查和综合研究,建成全国矿产资源储量数据库和动态监督管理支持系统。实施全国油气资源动态评价,全面掌握了我国油气资源潜力最新变化。

    地质环境保护成效明显。农业地质、地热资源、城市地质环境等调查评价成果有力支撑了土地污染防治、节能减排、新型城镇化和生态环境保护,脆弱岩溶生态系统研究、深部咸水层二氧化碳地质储存技术研究为应对全球气候变化提供了技术储备,现代地下水勘查技术体系基本建立,对大型平原盆地地下水循环机制、生态效应和科学调控的认识进一步深化,地下找水为870万缺水群众解决了饮用水源。汶川地震灾区、舟曲特大型泥石流区和三峡库区地质灾害防治研究取得重要进展,建立了重大滑坡灾害减灾防灾技术体系。地裂缝监测和减灾关键技术研究取得原创性成果。地面沉降防治技术研究取得重要突破,带动了全国地面沉降监测站网建设和防控模式创新。开发了矿山地质环境调查信息系统,建成全国矿山地质环境数据库。研制了矿山地质环境相关技术标准,为我国矿山地质环境影响评价和综合治理区划提供了重要支撑。

    遥感信息技术广泛应用。国土资源卫星遥感数据应用体系初步建立,资源一号02C卫星成功发射,国土资源部门成为高分一号、二号和三号卫星牵头主用户,加上资源三号01星、02星和海洋二号A星,已有7颗国产卫星稳定运行,获取的遥感数据在土地利用动态监测和变更调查、矿山开发现状监测、地质灾害与地质环境调查监测、境外矿产资源调查等方面发挥了重要作用。信息技术应用有力支撑了国土资源调查与监管,建立覆盖全国、贯穿四级国土资源管理全过程的数据采集监测体系,实现业务空间信息数据实时网络化采集。研发面向海量、多源、多比例尺、异构数据集中管理和网络共享服务的高性能数据管理平台,建立集发现、预警、处置功能于一体的业务数据分析应用体系,国土资源从指标管理向空间监管推进。形成以制度为保障、以3S技术为支撑的国土资源监管新模式,基本建成以国土资源“一张图”和三大平台为主体的信息化框架体系,保障了网上办公、审批、监管、服务和交易。构建以“一库”“两网”“三系统”为主要内容的在线土地督察系统,实现例行督察、审核督察、专项督察等工作的流程化和自动化。

    国际科技合作更加活跃。国际科技合作项目取得丰硕成果,牵头或参与了国际地球科学计划(IGCP)合作项目133项,中、美、德、加、日联合主持的青藏高原深剖面项目取得重大科学发现。参与国际大陆科学钻探计划(ICDP),组织实施松辽盆地大陆科学钻探等项目,技术水平显著提升。中、俄、蒙、哈、韩五国合作的1∶250万亚洲中部及邻区地质图系、1∶500万亚洲地质图编制工作取得重大进展,亚洲地下水系列图编制工作圆满完成。“走出去”成果显著,搭建了全球地质矿产研究信息服务平台,完成全球200多个国家卫星遥感地质矿产解译,编制了80多个国家或地区矿业投资指南,为320多家企业、地勘单位及研究机构提供了信息技术服务。国际组织地位和影响力进一步提升,先后有50余名专家担任国际组织职务,积极推动国际地质科学联合会秘书处、联合国教科文组织国际岩溶研究中心和全球尺度地球化学国际研究中心落户中国,助力我国从地质大国迈向地质强国。

    科技创新能力显著提升。基础研究取得突破,极地与探月研究不断深入,开展了南极普利兹湾—北查尔斯王子山基础地质研究,编制了第一幅南极板块高精度三维地壳和岩石圈结构图。开展了冰下地质研究,提出了东南极冰下山脉是泛非期碰撞缝合带的新认识。开辟探月研究新领域,开展了月球陨石定年研究,自主开发和研究了月球微型钻机。开展了月球重力场研究,建立了高精度月表元素、矿物分布特征,编制了首幅1∶250万月球地质图(虹湾幅)。古生物学系列重大成果丰富了地球生命起源和早期演化理论,先后在《自然》和《科学》杂志发表论文14篇,处于国际前列。地层学研究成果共获得9个全球界线层型剖面,占目前全球的1/7。获得国家科技奖14项,其中科技进步奖9项,自然科学奖2项,国际科技合作奖3项,“青藏高原地质理论创新与找矿”成果荣获国家科技进步特等奖。国土资源科学技术奖共评选出一等奖59项,二等奖283项,影响力进一步提高。

    科技成果推广与科学普及成效显著。建立了国土资源部科技成果共享平台,推荐土地、地质矿产、水工环、地质灾害防治科技成果777项,有力地促进了国土资源科技成果共享转化。开展了矿产资源综合利用技术推广应用,共发布了四批210项先进适用技术。完成了22个重要矿产“三率”调查评价,制定和发布了27个矿种“三率”指标要求。突破了低渗透油、页岩气、钒钛磁铁矿、固体钾盐和低品位胶磷矿等矿产资源综合利用产业化技术,综合利用示范基地建设取得了显著进展。建设了138个科普基地,世界地球日纪念活动扩展为主题宣传活动周,社会影响力更大,举办重大科普活动2000多场,受众1000多万人次,《中国矿物及产地》、《海洋地学科普丛书》等获全国优秀科普作品,科普工作提升了国土资源社会认知度。

    标准化成果支撑了国土资源依法行政和监管。发布实施了《农用地质量分等规程》、《农用地定级规程》、《农用地估价规程》、《高标准农田建设通则》、《矿产资源综合勘查评价规范》和《页岩气资源储量计算与评价技术规范》等一批重要国家标准和行业标准,为依法行政、公共服务和国土资源调查评价、科技成果转化提供了有效支撑。

    科技创新人才队伍建设取得显著进展。1个团队入选国家“重点领域创新团队”,2人入选国家“万人计划”,4人入选“国家杰青”。国土资源高层次创新型科技人才工程顺利实施,52人成为部科技创新领军人才,249人成为部杰出青年科技人才,37个团队成为部科技创新团队。

    ——国土资源部科技与国际合作司 姜建军

     

     

    侯增谦:创新理论支撑实现找矿突破 

     

    侯增谦在青藏高原野外

     

    侯增谦,现任中国地质科学院地质研究所所长,是我国地球科学领域的学科带头人之一,有国际影响力的矿床地质学家。20多年来,他积极投身科技体制改革,带领研究所快速发展。作为首席科学家,他领导国际科学计划IGCP-600项目1项,主持完成国家973项目2项,完成国家科技攻关课题、国家自然科学重点基金、杰青基金项目等多项。在大陆成矿理论、区域成矿规律和勘查评价方法三方面取得了创新性的系统成果。

    他组织实施了青藏高原综合研究,揭示了大陆碰撞过程与主要成矿系统内在关联,科学证明大陆碰撞可以成大矿,创新提出了大陆碰撞成矿理论框架,阐释了大陆碰撞如何成矿的理论问题,被国际同行专家认为“将传统观点认识提升到了全新的高度”,“是一项令人钦佩的具有国际影响力的成就”,为国际成矿学发展作出了重要贡献。基于上述理论框架,他创新采用Hf同位素填图新技术,系统揭示了青藏高原碰撞带岩石圈三维架构,在国际上率先阐明地壳组构和深部过程对成矿系统的控制机制;系统建立了碰撞型斑岩铜矿、盐穹控制铅锌矿和碳酸岩型稀土矿三类重要矿床的成矿新模型,丰富和发展了成矿理论。应用上述理论认识,他深入揭示了青藏高原及三江地区的成矿规律,研发了矿床勘查模型和定位预测方法,预测了4条潜在的成矿带,为西南三江和青藏高原矿产勘查工程提供了重要的部署依据,为重大找矿突破提供了重要的理论指导。上述理论和勘查应用成果,被科技部列为973计划的重大成果。其核心成果获得2011年度国家科技进步特等奖,相关成果获得2005年国家科技进步一等奖。此外,侯增谦还主编国际英文专著4部,出版中文专著4部,发表SCI论文142篇。2009年获得全国先进工作者和五一劳动奖章,2015年获李四光地质科学奖。

    侯增谦始终坚持将人才队伍建设作为研究所发展的重中之重,充分调动中青年科技人才的积极性和创新激情,使地质所各层次优秀人才不断涌现。目前地质所共有 7位中科院院士、5位“杰出青年基金”获得者、4位“国家有突出贡献中青年专家”、1个基金委创新研究群体,人才队伍竞争力和创新实力在国内地学机构和国土资源部系统均处于先进行列。

     

    熊盛青:追寻蓝天上的“中国梦” 

     

    熊盛青(右二)与中外专家研究航空物探仪器问题

     

    熊盛青,现任中国国土资源航空物探遥感中心副主任、总工程师,国土资源部航空地球物理与遥感地质重点实验室主任,教授级高级工程师,博士生导师。长期扎根第一线,从事航空地球物理遥感技术及应用研究与勘查实践工作,是我国航空地球物理勘查技术领域的学科带头人。他主持完成国家专项、国家863计划重大项目、重点项目和国家地质矿产调查评价项目等20多项,取得丰硕成果。他曾获得国家科技进步奖特等奖1项、二等奖2项,省部级科技奖13项,并出版专著 16部,发表论文100多篇,行业技术标准1项,获得国家专利6项。

    作为首席专家,他主持完成两期国家863计划重大项目和重点项目,打破国外技术封锁与垄断,自主研制出系列航空地球物理勘查技术系统,填补我国航空重力、时间域航空电磁、航空物探遥感综合勘查技术和装备等多项国内空白,解决了一批制约我国地质找矿突破的重大装备问题,促进了我国航空地球物理勘查技术的跨越式发展和装备的国产化,使我国跻身于世界航空地球物理强国。

    熊盛青主持航空地球物理勘查新技术、新方法研究,并实现大规模应用。开发出高分辨率航空物探技术,成功应用于大冶铁矿的深部直接找矿,为深部探测及开辟 “第二找矿空间”提供了技术支撑。他开创了我国航空重力勘查和航空物探遥感综合勘查方法与技术,及其在地质矿产勘查中的应用新领域,建立了相应的勘查技术体系,为油气和矿产资源高效勘查提供了新手段。同时,研发出先进实用的中高山区高精度航磁方法技术,有力支撑了“难进入”地区矿产资源快速勘查评价,引导能源和矿产勘查新发现,促进了我国地质找矿的重大突破。他主持实现了我国陆域和管辖海域高精度航磁基本覆盖,为能源、矿产勘查和地学研究提供了最为详实的地球物理资料,显著提高了我国地球物理调查工作程度,取得重大地质找矿和研究成果。在此基础上,他编制出版了全国航磁—地质构造—矿产预测系列图,基本摸清全国铁矿资源潜力和沉积盆地与坳陷分布,深化了全国大地构造研究。

    熊盛青长期担任单位总工程师,组建了一支创新能力强、实践经验丰富的勘探科研团队,已成为单位科技创新的骨干力量,培养博士后5人、博士生19人。他领衔的团队于2012年入选首批国家重点领域科技创新团队,2015年被评为国土资源部科技先进集体。

    熊盛青注重理论联系实际、学风严谨、勇于创新、为人正派、团结协作、甘于奉献,为推进我国航空物探与国土资源遥感技术发展和工程化应用作出重要贡献。荣获了国务院政府特殊津贴,全国杰出专业技术人才、国家“万人计划”第一批科技创新领军人才、李四光地质科学奖和黄汲清青年地质科学技术奖等荣誉。

     

    付修根:掀起羌塘盆地神秘面纱

     

    付修根在羌塘盆地进行野外调查

     

    2005年,付修根进入中国地质调查局成都地质调查中心,开始从事藏北羌塘盆地油气资源的调查与评价工作,他在最艰苦的无人区一干就是十余年。这里平均海拔5000米以上,被人们称为“人类生存的禁区”,自然条件极其恶劣。但艰苦的条件阻挡不了付修根对祖国地质事业的热爱,他用坚韧的步伐丈量着羌塘盆地的每一寸土地,为祖国寻找未知的宝藏。

    近年来,他先后主持项目24项,在国内外刊物上公开发表专业论文132篇。在羌塘盆地油气资源战略调查项目中,他针对复杂的地表地质条件,从岩性、冻土、地形、地质条件等多个影响因素进行评估,系统地提出了二维地震最优化的采集思路,羌塘盆地二维地震勘探方法技术取得重大突破,首次清晰地识别出了地腹构造,找到了高复杂地表地质条件下的高原地震勘探技术,解决了羌塘盆地油气勘探关键的科学技术问题,解决了该地区长达20余年未解决的地震攻关问题。通过地震解译,在羌塘盆地探获了多个大型圈闭构造,为羌塘盆地的油气勘探提供了最重要的靶区,大大推动青藏高原油气勘探的理论和方法进步。

    付修根在负责的羌塘油页岩勘探项目中,较早系统地论证了我国海相油页岩成矿的沉积古环境特征,提出了羌塘盆地海相油页岩的沉积模型。以此理论模型为指导,他带领的团队新调查发现了西藏长梁山油页岩、胜利河北油页岩和长蛇山油页岩,并证实为目前我国最大规模的海相油页岩矿床。他揭示的海相油页岩横向受岩相古地理控制的规律,以及纵向受古生产力影响的规律,填补了我国在该方面研究的空白,推动了我国油页岩勘探和理论的进步。

    付修根所在的羌塘油气团队先后被评为全国国土资源管理系统先进集体,国土资源部“十一五”科技工作先进集体,并获得多项省部级科学技术一等奖、二等奖。

     

    曾令森:揭示地壳深熔的奥秘 

     

    曾令森在喜马拉雅山野外

     

    曾令森,现任中国地质科学院地质研究所大陆动力学研究室副主任,构造地质学专业博士、二级研究员、博士生导师, 主要从事地壳深熔作用和造山带深部过程的研究,《Science Bulletin》编委和《岩石矿物学杂志》常务副主编。2014年获自然科学基金委国家杰出青年科学基金资助,曾入选万人特支计划、 黄汲清青年地质科学技术奖、中青年科技创新领军人才推进计划和国土资源部百人计划,曾获青藏高原青年科技奖、青藏高原地质理论创新与找矿重大突破先进个人、国土资源部优秀青年科技人才等荣誉称号。

    曾令森立足国际地球科学前沿,以地壳深熔作用为方向,以喜马拉雅造山带和苏鲁超高压带等为野外基地,开展大陆动力学核心问题及其构造动力学效应的研究,连续获得国家自然基金、国家科技基础平台、国家地质调查专项等资助,开展地壳深熔作用及其构造动力学效应和大陆物质深俯冲与超高压变质等方面的研究。他揭示了地壳深熔作用产生的熔体具有明显的Nd同位素不平衡和较弱Sr同位素的不平衡;提出了符合地质事实、较为简洁的控制部分熔融反应类型和副矿物地球化学行为新理论模型;发现并厘定了喜马拉雅造山带始新世和早渐新世构造岩浆事件,填补了喜马拉雅造山带碰撞早期构造岩浆作用的空白,为理解大型碰撞造山带的早期构造演化过程中深部地壳的物理和化学响应,提供了重要的观测结果。同时,首次厘定了我国境内特提斯喜马拉雅带始新世高级变质作用的时限和性质,在榴辉岩中发现了多种类型的长英质多晶包裹体和钾长石超高压相—钾质钡铝沸石,为深俯冲大陆物质部分熔融的产物,并厘定了部分熔融的时限和条件。在国际重要学术期刊上,他已发表成果110多篇,第一作者40多篇。其中EPSL论文被评为2010年以来高引25篇论文之一,部分成果被最新的国外教科书引用,并多次应国内外学术会议或研究机构邀请作报告。

    上述成果揭示了鲜为人知的喜马拉雅造山带碰撞早期的重要构造岩浆事件、苏鲁超高压岩石部分熔融的事件和地壳深熔作用的强烈构造物理学效应, 激发了国内外同行的跟进实验和野外实测研究,有助于深化理解,并重构大型碰撞造山带的构造演化模型。

     

    刘福来:探索变质地质学前沿课题 

     

    刘福来在华北克拉通野外现场

     

    刘福来,中国地质科学院地质研究所研究员,长期致力于“变质地质学”、“前寒武纪地质学”和“造山带形成演化”的科学探索。重点开展华北克拉通高压麻粒岩和孔兹岩系成因及形成的构造背景、麻粒岩相变质作用与深熔作用成因关系高温高压实验,中国高压—超高压变质带的变质演化、年代格架及其形成的构造背景、中国不同类型造山带成因与变质演化等国际前沿课题的研究。

    他厘定华北克拉通古元古代重大变质事件群及年代格架,对全球哥伦比亚超大陆的复原作出重要贡献。连续发现华北克拉通三条古元古代构造带存在带状分布高压基性麻粒岩和高压泥质麻粒岩,限定变质演化P-T-t轨迹;进一步确定华北克拉通三条古元古代构造带为典型的陆—陆碰撞造山带;进一步准确厘定华北克拉通古元古代构造带巨量孔兹岩系延伸分布规律,发现多种成因类型的孔兹岩系,确定其成因机制及变质演化P-T-t轨迹,引领国际前沿。他在超高压变质作用研究中的创新成果引起国际的广泛关注:发现大别—苏鲁超高压变质带巨量陆壳物质深俯冲—超高压变质的确凿证据,引领国际超高压变质作用研究方法的不断完善;率先以全新的研究手段,限定超高压变质带中强退变质岩石不同阶段的P-T条件,促进变质作用理论的创新和研究方法的发展;以全新的综合研究手段准确限定大别 —苏鲁超高压变质带不同演化阶段的年代时限,建立强退变质岩石连续而完整的变质演化P-T-t轨迹及年代格架,引领年代学研究方法的创新与完善。以天然块状岩石为实验样品,通过系统的高温高压实验,发现孔兹岩系在麻粒岩相变质作用过程中,不仅存在固相 + 固相之间的反应,而且存在固相与熔体之间的反应,深化了矿物相转变过程的成因机理,揭示变质演化与深熔作用之间的成因关系,促进变质反应理论的发展。

    作为项目负责人,他承担国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点项目、中国地质大调查项目等20余项。在国内外主流期刊发表学术论文200余篇,其中在 SCI数据库中被收录130余篇,SCI总引用次数达到3600余次,2014年~2015年连续两年入围爱思唯尔公布的SCI高引用率的中国学者榜单。 2016年入选美国地质学会会士;2013年入选欧洲地球化学学会会士,并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。

     

    何高文:在深海大洋烙下“中国印”

     

    何高文在海上现场

     

    何高文,中国地质调查局广州海洋地质调查局副总工程师、教授级高级工程师,主要从事深海矿产资源调查与评价研究工作。他16次参加中国大洋科学考察,7次担任首席科学家,5次担任航次临时党委书记,带领科考团队为我国大洋事业作出突出贡献,为海洋强国建设发挥了重要的作用。

    2013年,我国在西太平洋国际海底区域获得第一块具有专属勘探权的富钴结壳矿区。他作为此项工作的亲历者和矿区申请书的主要编写人,参与了一系列历史性工作,并发挥了重要作用。他组织团队研究提出的矿区申请方案,为维护我国在国际海底区域权益提供了重要的科学支撑。以研究成果为依托,中国大洋协会代表我国政府,在富钴结壳勘探规章通过后的第一时间,向国际海底管理局提出了我国的矿区申请,并获得批准,使我国成为世界上第一个同时拥有三种资源(结核、硫化物、结壳)三块矿区的国家。

    作为第一作者,他集中团队优势,建立了富钴结壳矿址的面积模型,提出了我国关于矿区申请面积的主张,获得国际认可。

    作为第一完成人,他牵头主持的“太平洋富钴结壳资源评价与我国矿区申请方案研究”项目,被评为2015年度海洋工程科学技术奖特等奖。

    作为航次首席科学家,他组织完成了“蛟龙”号7000米试验区选址调查,持续组织开展深海稀土资源调查等工作,为拓展我国资源储备积极工作。

    何高文入选第一批国土资源科技领军人才开发和培养计划、第二批国家“万人计划”科技创新领军人才,被评为全国地质勘查行业“十佳最美地质队员”。

    何高文负责的“深海矿产资源团队”入选国土资源部第一批科技创新团队培养计划。近年来,团队成员主持的科研项目近20项,参加的课题数十项,发表论文数十篇。团队连续5年出色完成大洋科考任务,为履行中国大洋协会与国际海底管理局签订的勘探合同提供重要保障。

     

    唐菊兴:奋战青藏高原探获金属矿藏 

     

    唐菊兴(右四)和资源所研究人员进行钻孔现场编录

     

    唐菊兴,现任中国地质科学院矿产资源研究所区域成矿规律室主任、博士生导师、二级研究员,享受国务院政府特殊津贴,获得国家“有突出贡献中青年专家”称号。

    他常年坚持在海拔4500米以上的青藏高原生命禁区开展科学研究,获国家科技进步奖特等奖1次,部省一、二等奖5次,地调局地质科技奖一等奖2 次,2013年入选国土资源部第一批国土资源科技领军人才开发和培养计划、第一批国土资源科技创新团队培育计划。他公开发表论文200余篇,第一作者53 篇,合作出版著作4部,其中SCI收录12篇、EI收录23篇、CSCD收录174篇、CSCD他引893次,培养博、硕士研究生60余名。他先后被评为 “全国民族团结模范先进个人”、“中央国家机关优秀共产党员”等,荣获中央国家机关五一劳动奖章、全国先进工作者,2015年入选中国地质调查局首批李四光学者,“卓越地质人才”等荣誉称号。

    20多年来,唐菊兴及其研究团队致力于西藏岛弧型斑岩铜金矿、斑岩成矿系统的浅成低温热液铜(金)矿、世界级矽卡岩型铜多金属矿的勘查评价及科学问题的探索。2006年至今,他主持西藏甲玛超大型铜多金属矿的勘探评价,新发现3类矿体,建立推滑覆构造控岩控矿模型,探明并新增资源量铜资源量700万吨,钼资源量69万吨,铅锌矿资源量105万吨,伴生金资源量152吨,伴生银资源量9995吨,取得重大找矿突破。2010年7月该矿投产,年创造利税近3 亿,为数百名藏族同胞提供就业岗位。2003年至今,他主持雄村超大型铜金矿的勘查评价,提出冈底斯成矿带存在俯冲型铜金成矿作用和岛弧型斑岩铜金矿的新认识,截至2013年12月,探明并新增资源量铜资源量238万吨,伴生金资源量202.7吨,伴生银资源量1041.9吨。

    他为中铝资源铁格隆南的找矿突破提供技术支撑,厘定了我国最大的浅成低温热液—斑岩型铜(金)矿床类型,破解青藏高原未发现高硫化型浅成低温热液型矿床的难题。

     

    王静:土地科技领域的领军人 

     

    王静作学术报告

     

    王静,中国土地勘测规划院研究员。作为土地领域科技领军人才,她长期致力于土地资源遥感监测与生态管护的基础应用和战略研究,创建和发展了国土资源部土地领域第一个重点实验室—国土资源部土地利用重点实验室,带领团队取得了重要进展和丰富创新成果。

    她入选国家第二批“万人计划”,获国务院政府特殊津贴,获全国优秀科技工作者、国家“十一五”科技计划执行突出贡献奖、国土资源科技领军人才等荣誉。她负责的团队获全国专业技术人才先进集体、国家风沙源治理先进集体、首批国土资源科技创新团队、“十一五”科技工作先进集体等称号。她主持国家自然科学基金重点项目、国家科技支撑项目与课题,以及国土资源土地资源调查评价工程项目等多项;在国内外核心期刊发表论文以及出版论著多部;获国家科技进步二等奖2 次,获省部级科技进步奖多次。她带领团队首次完成了全国不同区域,涉及江苏、河南、重庆、内蒙古、甘肃和徐州6个省、市的土地生态状况调查与评估,形成了一套完整的技术标准、方法体系,不仅查清和评估了我国不同区域土地生态状况,而且培养了一批省级和地方土地科技领域青年人才,促进了土地科技产、学、研、用结合和集成创新。

    她领衔的国土资源部土地利用重点实验室及土地资源遥感监测与生态管护创新团队,已成长为我国土地科技领域的领军团队之一,是国内土地领域具有较大影响的科技创新基地。2010年,她负责的项目获国家科技进步二等奖,实现了土地科技领域近十年国家科技进步奖“零”的突破;2012年,同合作团队一起再次获国家科学技术进步二等奖,凸显了团队科研能力在国家科技领域的地位。她带领团队负责创建和发展了江苏金坛、河南新郑、内蒙古鄂尔多斯、甘肃榆中、江苏徐州、四川都江堰6个全国不同类型的土地领域野外观测科研基地,为搭建土地资源管理研究与实践应用交流平台奠定了坚实基础。团队的科技成果在土地资源遥感监测评价、土地生态管护、土地可持续利用与规划等方面取得了重大创新性进展,已应用于国土资源管理和土地资源调查评价工程,在支撑国土资源管理和引领行业发展中发挥着重要作用,为推动行业科技进步作出了重要贡献。

     

    李海兵:为了大地的安宁

     

    李海兵在进行野外地质测量

     

    李海兵,现任中国地质科学院地质研究所二级研究员、大陆动力学实验室主任、博士生导师。他在青藏高原大型断裂带的形成时代、变形作用、构造演化以及强地震复发行为等方面,取得了一系列重要研究成果,并对青藏高原北部形成和扩展等重大基础地质问题方面作出了贡献。

    通过对汶川地震的深入研究,他揭示和确定了判断地震与非地震断裂的特征标志,提出了石墨可作为“地震化石”的重要认识;确定了世界上最低的断层摩擦系数,第一次记录到大地震后断裂快速愈合信息,取得了地震机制和破裂过程等方面的重大创新性认识,初步解决了一直困扰在地震地质和地震物理学领域几十年的重大关键问题,完善了地震断裂理论,深化了对汶川地震机理、孕震机制和地震周期的认识,同时为地震的监测、预报和预警提供了重要的科学数据。

    李海兵是国家科技专项“汶川地震断裂带科学钻探计划”总地质师,主持国家自然科学基金重点项目和重大国际合作项目、国家科技支撑项目、地质调查和行业基金项目等20余项;获国家自然科学二等奖1项,国土资源部科技成果一等奖1项、二等奖1项,地质矿产科技成果二等奖2项;发表学术论文160余篇,SCI 论文88篇,论著6部。他获得国家有突出贡献的中青年专家、国务院政府特殊津贴专家、国土资源部科技领军人才、国土资源部国际合作先进个人、青藏高原青年科技奖等荣誉。他在国际、国内地学界具有较高的影响力,而且吸引了比利时籍活动构造专家慕名前来加入其研究团队,成为中国地质调查局系统第一位长期全职在我国工作的外国科学家。目前他已培养硕士、博士研究生及博士后共29人。李海兵领导的研究团队是唯一考察过青藏高原所有强地震的研究团队,为抗震救灾及防震减灾提供第一手资料,获得了对青藏高原主要大型断裂带地震活动性、活动规律和大陆动力学的新认识,在国内外刊物上发表了403 篇学术论文,其中SCI论文173篇,已成为国内外活动构造、断裂作用与大陆动力学研究的一支有影响力的重要力量。团队研究成果“汶川地震断裂作用”被评为2014年度中国地质调查局和中国地质科学院十大科技进展。

     

    吕庆田:拓展地球深部资源 

     

    吕庆田在矿山考察

     

    吕庆田,中国地质科学院矿产资源研究所研究员。他领导的深部资源探测团队,长期坚持战斗在野外一线,向地球深部进军,提高对成矿过程的认知,拓展地球深部资源,满足经济社会发展对资源的需求。

    他们从东部的长江中下游,到新疆的东天山,十多年如一日,坚持开展成矿带深部背景及矿集区3D结构探测、深部找矿预测等方面的研究和调查工作,在陆内成矿、矿集区“透明化”探测和深部找矿方面,取得了一系列重要进展。

    他们提出长江中下游成矿带是陆内俯冲带的新认识。陆内造山成矿的深部过程和机制是长期未解的重大科学问题。深部资源探测团队在多尺度综合地球物理探测的基础上,发现长江中下游成矿带具有独特的结构、构造特征,沿成矿带出现“鳄鱼嘴”构造、以长江为界的“对冲”构造、软流圈“隆起”和上地幔各项异性的“三明治”结构等,进而提出成矿带燕山期成矿动力学模型。该模型包括陆内俯冲岩石圈增厚、拆沉,软流圈上隆和基性岩浆底侵等深部过程,诠释了巨型陆内成矿带的成因。

    他们提出基于稀疏地震剖面约束的重磁3D建模技术和深部找矿预测方法。 三维地质建模是深部找矿的重要基础,团队在长期探索基础上,提出了基于稀疏地震剖面约束的重磁3D建模(透明化)技术,和“三维建模+区域成矿模式+深部找矿信息”三要素综合分析的深部找矿预测方法。通过在庐枞矿集区的综合示范,在深部1500米获得重大找矿异常,检验了方法的有效性。

    不仅如此,新技术促进沙漠戈壁深部找矿取得重要突破。深部勘查技术是实现找矿突破的首要“利器”。深部资源团队创新性地提出了从区域到靶区的勘查技术流程。经过数年的不懈努力,在新疆伊吾县拉伊克勒克戈壁滩发现了隐伏大型斑岩—矽卡岩矿床,获得333+334铜资源量101.5万吨,预测该矿床具有超大型铜矿远景。在新疆其他地区也发现了一系列重要深部找矿线索。

    中国地质科学院深部资源团队多年来以深部探测新技术为手段,大量野外实际探测数据为基础,不断取得创新性成果和找矿发现。在国内外先后出版高水平学术专辑4期,发表论文100余篇,培养了一批资源深部探测人才,为深部资源领域的研究和调查作出了贡献。

     

    殷跃平:地灾防治的科技尖兵

     

    殷跃平(左二)在地质灾害救援现场

     

    殷跃平,国土资源部地质灾害应急技术指导中心副主任,是我国地质灾害防灾减灾领域的领军人才,主持和指导了150多项地质灾害防治工程实施,主持了国家科技支撑计划等30余项研究任务,形成了地质灾害成灾机理研究与防控技术研发相结合的特色,为解决三峡工程库区和汶川地震灾后重建区两大世界级地质灾害防治难题作出了突出贡献。

    他荣获各类科学技术奖 16项,其中,以第一完成人获国家科技进步二等奖2项,部省级科技一等奖2项;荣获李四光地质科学奖、中华环境奖;发表学术论文180余篇,其中单篇论文 SCI被引达190余次,单篇论文CNKI被引达380余次,两篇被评为顶尖学术论文,是全国地球科学领域被引较高的论文作者之一。他获得国家授权发明专利11项,主编了2部国家规范和5部行业规范,推动了我国地质灾害防治科学化和标准化发展。

    他系统研究了特大灾难滑坡成灾机理,提出滑坡—碎屑流高速远程运动的边界层效应和强震区滑坡的竖向地震力失稳机理,发现了特大山体滑坡前缘溃决导致整体滑动的失稳规律,建立了关键块体防控理论。依据这一理论,研发防治设计支持系统,负责了三峡链子崖特大型不稳定山体的预应力锚固工程设计。

    他针对三峡库区集成创新了一套综合防治与利用技术,成功探索出确保山区城镇地质安全的滑坡体治理与综合利用模式,并推广到山区城镇规划建设中,推动了地质灾害防治由“避让防灾”阶段提升到“兴利防灾”阶段。2008年以来,他被国务院三峡工程建设委员会聘为三峡枢纽工程质量检查专家组成员,被中国工程院聘任为三峡工程建设第三方独立评估地质灾害课题副组长,为三峡库区地质灾害风险管控和水库科学调度作出了突出贡献。

    他是我国地质灾害应急著名专家,多次完成了国家重大突发地质灾害应急处置任务,2008年被国务院任命为汶川地震国家专家委员会成员,担任次生地质灾害组副组长,2015年被任命为国务院深圳“12·20”滑坡事故原因调查专家组组长。其中,桩梁坝等新型防治技术和高寒浓雾山区监测预警技术,解决了强震山区高位泥石流防治的难题,成功应用到甘肃舟曲、四川汶川、云南鲁甸等具有世界难度的地质灾害恢复重建中。

    把科技创新成果写在祖国大地上

    深部探测技术与实验研究专项部署图

     

    “十二五”以来,国土资源部紧紧围绕国土资源中心工作,实施了《国土资源“十二五”科学和技术发展规划》,牵头承担了国家重大重点项目38项,组织实施了国土资源公益性行业科研专项227项。“中国陆块海相成钾规律及预测研究”、“航空地球物理勘查技术与装备”、“村镇建设用地再开发关键技术研究与示范”、“大深度三维电磁探测技术工程化开发”、“深部探测技术与实验研究”等一批项目取得重大进展。

    (一)科技创新能力显著提升

    科技创新人才队伍建设、科研条件平台建设取得显著进展。中国地质科学院1000人进入国家非营利创新研究队伍。2人当选中国工程院院士,1个团队入选国家“重点领域创新团队”,2人入选国家“万人计划”,4人入选国家“杰青”。国土资源高层次创新型科技人才工程顺利实施。52人成为国土资源部科技创新领军人才,249人成为国土资源部杰出青年科技人才,37个团队成为国土资源部科技创新团队。建设了60个国土资源部重点实验室和84个野外科学观测研究基地,认定了49个监督检测中心。

    基础研究与科技奖励取得突破。古生物学系列重大成果丰富了地球生命起源和早期演化的理论,先后在《自然》和《科学》发表论文14篇,处于国际前列。地层学研究成果共获得9个全球界线层型剖面,占目前全球的七分之一。获得国家科技奖14项,其中科技进步奖9项,自然科学奖2项,国际科技合作奖3项, “青藏高原地质理论创新与找矿”成果荣获国家科技进步特等奖。国土资源科技技术奖共评选出一等奖59项,二等奖283项,影响力进一步提高。

    极地与探月研究不断深入。开展了南极普利兹湾-北查尔斯王子山基础地质研究,编制了第一幅南极板块高精度三维地壳和岩石圈结构图;开展了冰下地质研究,提出了东南极冰下山脉是泛非期碰撞缝合带的新认识。开辟探月研究新领域。开展了月球陨石定年研究,自主开发和研究了月球微型钻机;开展了月球重力场研究,建立了高精度月表元素、矿物分布特征,编制了首幅1∶250万月球地质图(虹湾幅)。

    科技成果推广与科学普及成效显著。建立了国土资源部科技成果共享平台,推荐土地、地质矿产、水工环、地质灾害防治科技成果777项,有力地促进了国土资源科技成果共享转化。开展了矿产资源综合利用技术推广应用,共发布了四批210项先进适用技术。完成了22个重要矿产“三率”调查评价,制定和发布了 27个矿种“三率”指标要求。突破了低渗透油、页岩气、钒钛磁铁矿、固体钾盐和低品位胶磷矿等矿产资源综合利用产业化技术,综合利用示范基地建设进展显著。科普工作提升了国土资源社会认知度。建设了138个科普基地。世界地球日纪念活动扩展为主题宣传活动周,社会影响力更大。举办重大科普活动2000多场,受众1000多万人次。《中国矿物及产地》、《海洋地学科普丛书》等获全国优秀科普作品。

    标准化成果支撑了国土资源依法行政和监管。现行有效标准达564项,其中国家标准164项,行业标准400项。研制国家标准物质614项。发布实施了《农用地质量分等规程》、《农用地定级规程》、《农用地估价规程》、《高标准农田建设通则》、《矿产资源综合勘查评价规范》和《页岩气资源/储量计算与评价技术规范》等一批重要国家标准和行业标准,为依法行政、公共服务和国土资源调查评价、科技成果转化提供了有效支撑。

    新型装备野外工作图

     

    (二)土地科技水平大幅提高

    土地资源调查、监测与规划技术体系基本形成。应用卫星遥感技术,支撑保障了第二次全国土地调查和全国土地变更调查监测与核查工程,开发了“天空地” 一体化土地调查监测车载系统。开展了土地资源与生态状况调查评估研究,发展了土地综合承载力评价技术方法。研发了“多规合一”技术和村庄土地规划技术。有效支撑了土地调查与规划工作。

    土地合理利用与调控技术取得了重要进展。围绕耕地保护与节约集约开展科技攻关。以转变政府职能为重点,在北京开展了土地管理公共服务研究;以加强宏观调控为重点,在重庆开展了内陆开发区用地研究;以黑土地保护为重点,在黑龙江开展了商品粮基地建设研究;以促进产业结构调整为重点,在皖江开展了承接产业转移用地研究;以促进资源节约和环境友好协调为重点,在长株潭开展了“两型”社会建设用地研究;以推进生态文明建设为重点,在海南开展了土地生态文明建设研究。开展了资源环境承载力与国土空间优化开发技术研究、促进城镇化发展的土地管理制度改革研究,有效支撑了自然资源管理改革。

    土地综合整治实现了工程技术突破。研发了土地整治新技术和新装备,实施了土地综合整治示范工程。山东滨海盐碱地暗管改碱排盐、江苏城乡统筹土地整治、江苏徐州矿区土地生态修复、陕西南泥湾拦蓄排结合治沟造地、陕北毛乌素沙地砒砂岩造地、云南低丘缓坡生态开发和广东三旧改造等关键技术取得重大突破,拓展了资源利用空间,提升了资源开发效益。

    (三)地矿勘查技术实现突破

    地质矿产勘查理论取得重大突破。青藏高原地质和成矿理论研究,揭示了青藏高原区域成矿规律,新发现了驱龙、甲玛等7个超大型和冲江、朱诺等25个大型矿床,确定了重要巨型金属成矿带,大幅增加了我国大宗矿产资源量。建立了勘查区“三位一体”找矿预测理论与方法体系,在胶东金矿、红透山铜矿、大厂铅锌矿、石禄铁矿等全国危机矿产接替资源找矿、整装勘查区、老矿山深部和外围找矿中起到直接作用。发展富铁矿成矿理论,提出了富铁矿形成的新认识。建立了我国铜矿成矿规律时空格架,提出了我国北部、东部和西南部斑岩型铜矿成矿规律新认识。“煤铀兼探”在大营铀矿得到成功实践,有力促进了北方砂岩型铀矿的调查评价和多矿种兼探,初步建立了北方陆相盆地砂岩型铀矿成矿理论。开展天然气水合物基础地质和勘查理论研究,南海陆坡天然气水合物勘查实现重大突破。完善了我国钾盐成矿理论,发展了海相盆地成钾理论,建立了罗布泊钾盐聚集模型,提出了滇西南成钾时代新认识。在柴达木西部发现新类型砂砾层含钾卤水,建立了新构造成钾机制。页岩气勘查取得突破,形成了涪陵、长宁、威远、昭通4个页岩气田。水平井钻完井多段压裂增产关键技术达到国际先进水平。安页1井通过理论创新、技术攻关,在南方复杂构造区海相古生界等新区、新层系的常规油气和页岩油气勘查取得突破。

    深部勘查与探测技术取得进展。勘查技术装备水平跻身世界先进行列,成功研制了航空地球物理勘查系统和2000米地质岩心钻探关键技术装备并投入找矿一线,应用高技术勘查装备支撑了重点成矿区带找矿快速突破。自主研制的4500米级深海作业系统投入大洋资源调查应用。中国大陆科学钻探工程(CCSD)之后,中国“入地”计划得到全球地学界的关注,先后实施了青海湖环境科学钻探、中国白垩纪大陆科学钻探、汶川地震断裂带科学钻探项目(WFSD),带动了深部探测相关学科和技术的重大发展。成功实施了深部探测技术与实验研究专项,实现了深部探测技术创新和深部资源能源探测,形成了针对不同层次、不同尺度、不同精度深部地质问题探测技术方法体系。自主研发了多套深部探测仪器设备,首台万米科学钻机已在松辽盆地科学钻探中应用,达到国际先进水平。

    四项矿情调查评价成果显著。通过理论方法创新,对我国煤炭、铀、铁、铝土矿等25个矿种进行了资源潜力预测和评价,摸清了矿产资源家底,圈定了找矿远景区和靶区,有力地支撑了资源勘查和开发规划。通过思路手段创新,实施了全国矿产资源利用现状调查专项,对全国石油、天然气、煤炭、煤层气、铀、铁、锰、铬、铜等28个矿种(类)资源调查、核查和综合研究,建立了全国矿产资源储量数据库和动态监督管理支持系统,为高效履行政府职能提供了技术支撑。标准和技术先行,实施了全国近15万个矿业权实地核查,系统建立了我国矿产地质测量的基准,首次构建了矿业权实地核查工作的技术框架,全面查清了矿业权现状,夯实了矿政管理数据库。实施了全国油气资源动态评价,通过开展石油、天然气、煤层气、页岩气、油页岩、油砂等油气资源潜力评价,全面反映了我国油气资源潜力最新变化,指导了油气资源勘查部署,为编制国民经济和社会发展规划、制定能源发展战略和油气资源监督管理发挥了重要作用。

     

    治理后效果图

     

    (四)地质环境保护成果显著

    环境地质调查与评价取得突破性成果。农业地质调查评价成果支撑服务了土地污染评估和治理,地热资源调查评价成果支撑服务了节能减排战略,城市地质和环境地质调查评价成果支撑服务了新型城镇化发展和生态环境保护。开展了脆弱岩溶生态系统研究、深部咸水层二氧化碳地质储存技术研究,取得创新性成果,为应对全球气候变化提供技术储备。现代地下水勘查技术体系基本建立,开展了典型地区地下水循环演化与合理利用研究,深化了对大型平原盆地地下水循环机制、生态效应和科学调控的认识。重大找水取得突破,为870万缺水群众解决了饮用水源。

    地质灾害防治技术取得重大进展。汶川地震灾区、舟曲特大型泥石流区和三峡库区地质灾害防治研究取得重要进展,建立了重大滑坡灾害减灾防灾技术体系,有力支撑了灾后重建和三峡工程安全运行。地裂缝监测和减灾关键技术研究取得原创性成果。地面沉降防治技术研究取得重要突破,带动促进了全国地面沉降监测站网建设和地面沉降防控模式创新。矿山地质环境调查评价成果显著,开发了矿山地质环境调查信息系统,建立了全国矿山地质环境数据库;研制了矿山地质环境相关技术标准,提出了评估方法和指标体系,为我国矿山地质环境影响评价和综合治理区划提供了技术支撑。

    (五)信息技术应用成果明显

    国土资源卫星遥感数据应用体系初步建立。资源一号02C卫星成功发射,成为高分一号、二号、三号卫星牵头用户部门。加上资源三号01星、02星,目前已有6颗卫星稳定运行。上述国产卫星获取的遥感数据在土地利用动态监测和变更调查、矿山开发现状监测、地质灾害与地质环境调查与监测、境外矿产资源调查等方面发挥了重要作用。

    信息技术应用支撑了国土资源调查与监管。建立了覆盖全国、贯穿四级国土资源管理全过程的数据采集监测体系,实现了业务空间信息数据实时网络化采集。构建了面向海量、多源、多比例尺、异构数据集中管理和网络共享服务的高性能数据管理平台。建立了集发现、预警、处置功能于一体的业务数据分析应用体系,将国土资源管理从指标式管理向空间监管推进。构建了国土资源综合监管体系,形成了以制度为保障、以3S技术为支撑的国土资源监管新模式,基本建成以国土资源 “一张图”和三大平台为主体的信息化框架体系,保障了网上办公、审批、监管、公开、服务和交易,促进实现国土资源的全域、全程、常态化监管和资源高效配置。构建以“一库”、“两网”、“三系统”为主要内容的在线土地督察系统,通过制度、监管手段、数据管理和技术四大创新,系统规范了土地督察工作程序,实现了例行督察、审核督察、专项督察等工作的流程化和自动化。

     

     资源一号02C卫星成功发射盛况

    (六)国际科技合作成果丰硕

    国际科技合作项目取得丰硕成果。牵头或参与了国际地球科学计划(IGCP)计划133项合作项目,取得了丰硕的合作成果。中美德加日联合主持的青藏高原深剖面项目取得重大科学发现。参与了国际大陆科学钻探计划(ICDP),组织实施了青海湖环境科学钻探、松辽盆地大陆科学钻探等项目,显著提升钻探、探测等领域技术水平。中俄蒙哈韩五国合作编制的1∶250万亚洲中部及邻区地质图系、1∶500万亚洲地质图取得重大进展。亚洲地下水系列图编制工作圆满完成,出版了《亚洲水文地质图》、《亚洲地下水资源图》和《亚洲地热图》。

    “走出去”成果显著,为实现矿产资源全球配置和我国经济可持续发展奠定了重要资源基础。搭建了全球地质矿产研究信息服务平台,完成了全球207个国家卫星遥感地质矿产解译,编制了82个国家或地区矿业投资指南,为320多家企业、地勘单位及研究机构提供了信息技术服务,全面提升“走出去”服务能力。探索研究了产品、产能、产地相互关联、相互影响、相互依存的矿产资源战略储备“三位一体”理论体系。

    构建了国际矿业合作平台。成功举办中国国际矿业大会、中国-东盟矿业合作论坛、中国(湖南)国际矿物宝石博览会、中俄博览会矿业论坛、中蒙博览会矿业论坛和东盟+3(中日韩)矿业高官磋商会,健全完善国际矿业合作平台,开展国际矿业务实交流合作。成功主办了第三届世界滑坡论坛、第14届国际矿床成因大会、第十二届国际盐湖学会等重要学术会议。与联合国区域发展中心共同举办了土地可持续利用、国土规划等方面的国际交流活动。积极开展世界地质公园网络办公室工作,我国已有27家地质公园列入世界地质公园名录。

    国际组织地位和影响力进一步提升。成功主办了亚太经合组织第五届矿业部长会议,与亚太经合组织、联合国教科文组织、世界银行、国际测量师协会、国际登记法中心、国际地质科学联合会、国际滑坡协会、东亚东南亚地学计划协调委员会等国际组织建立了友好合作关系。先后有50余名专家担任国际组织职务,发挥了重要组织协调作用。大力推进国际组织在华机构建设,国际地质科学联合会秘书处、联合国教科文组织国际岩溶研究中心和全球尺度地球化学国际研究中心落户中国。国际岩溶研究中心成为国家国际联合研究中心,中国-上海合作组织地学研究中心正式运行,助力我国从地质大国迈进地质强国。

    “海马”号系统作业示意图

    “十二五”国土资源科技成果丰硕