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    编者按 

    “是那山谷的风,吹动了我们的红旗……我们满怀无限的希望,为祖国寻找着富饶的矿藏。”

    新一轮找矿突破战略行动启动以来,广大地质工作者大力弘扬爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗的优良传统,把智慧、汗水洒遍山川大地,为地质找矿事业书写崭新的时代篇章。《中国自然资源报》开设“地质足迹印山川”栏目,通过系列报道展示地质人物和团队的感人事迹,推动新一轮找矿突破战略行动取得更大成果。

     

    “要想立足国内实现资源自给,资源勘查必须往深走。”这是第十八次李四光地质科学奖获得者吕庆田一贯的观点。

    地层深处高温高压,遍布坚硬的岩石。“入地”之旅怎么走?如何才能“入地”更深?20多年来,中国地质科学院地球深部探测中心研究员吕庆田带领团队在陆内成矿理论和深部找矿预测新方法研究、深部勘探仪器设备研发等方面取得系列成果,给出了答案。

    吕庆田2017年参加在美国阿拉斯加举行的 EarthScope会议。

    加强地球深部探测

    破解资源环境及灾害问题

    1981年,17岁的吕庆田在老师建议下,顺利考入长春地质学院应用地球物理专业。1988年硕士毕业后,他被分配到中国地质科学院矿床地质研究所(现中国地质科学院矿产资源研究所),从一名实习研究员干起。之后,他一直在各个项目区通过地球物理的手段研究岩石圈结构等地球科学问题。

    2000年,国土资源部“十五”专项研究计划“大型矿集区深部精细结构探测研究”启动,吕庆田参与其中。自此,他的学术方向开始了明确的变化——执着于探向地球深部。

    为什么要探测深部、认识深部?“两大因素使然。”吕庆田说。

    一是当时全球的矿产勘查都在向深部500米以下进军,我国起步已晚,必须加速赶上。

    二是深部因素对成矿的控制作用逐渐被认识到,如幔源岩浆、新生地壳熔融、拆沉与底侵和深大断裂对成矿金属类型和矿床分布的一级控制等。

    但深部地质结构、物质性质不清,控矿要素不明确等原因,让勘查深度难以突破,拓展深部资源遇到严峻挑战。为此,吕庆田带领团队先后承担了“十三五”重点研发计划项目“华南陆内成矿系统的深部过程与物质响应”、深部探测专项第3项目等20余项深部金属矿勘查技术和应用研究工作。

    2016年5月30日,习近平总书记在“科技三会”上指出,“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。同年,我国酝酿启动深地国家科技重大专项,瞄准国际地球科学前沿进行布局。吕庆田积极参与其立项和申报工作,并负责相关内容的编写。

    此后近十年,吕庆田带领团队,以我国东部长江中下游成矿带和西部东准噶尔成矿带为探测对象,在成矿系统理论框架下开展了多尺度地球物理综合探测和研究,在陆内成矿系统的三维结构、深部找矿思路和找矿发现等方面取得重大进展。

    选择我国东部长江中下游成矿带和南岭成矿带,以及铜陵、庐枞、于都—赣县等典型矿集区,吕庆田带领团队在成矿带岩石圈层次、矿集区地壳结构层次、矿床(田)精细探测层次,部署开展了三个层次的“入地”探测研究工作。

    三个层次的探测研究工作,在揭示区域成藏成矿控制因素、开辟找矿新空间的同时,把握地壳活动脉搏,为提升区域地质灾害监测预警能力提供技术支撑。吕庆田说:“加强地球深部探测,对我国资源能源安全和减灾防灾意义重大。”

    发展陆内成矿理论

    解开地球深部成矿奥秘

    岩石圈结构、物质和深部过程对成矿系统具有关键控制作用,但存在诸多认知“盲区”。

    对此,综合20多年开展的综合探测研究,吕庆田带领团队创新性开创了以多尺度探测为特色的成矿系统研究新领域,提出陆内成矿系统受岩石圈拆沉、地壳属性和块体边界控制的新认识,发展了陆内成矿理论。相关成果在“十三五”国家重点研发计划深部探测专项中被充分吸纳。

    “比如,以往认为成矿作用大都发生在板块边缘,与板块边缘造山作用密不可分,如洋—陆俯冲造山、陆—陆碰撞造山,而对于大陆板块内部的成矿作用及深部动力学机制却鲜有了解。”吕庆田说,他带领深部探测专项第3项目组在长江中下游成矿带经过4年努力,解开了大陆板块内部成矿的“深部奥秘”。

    他们在长江中下游成矿带发现了岩石圈增厚、拆沉和软流圈隆起的关键证据,建立了陆内成矿的深部动力学模型。更为重要的是,他们获取了陆内下地壳和岩石圈地幔俯冲的清晰图像。

    “这些发现诠释了为什么在长江中下游这个狭窄的带内,形成了数百个金属矿床。”吕庆田进一步解释说:“与板块边缘成矿类似,大陆内部在远程应力的作用下,也可以发生大陆俯冲,俯冲导致壳幔强烈相互作用,最终沿俯冲带形成大陆内部的巨型成矿带。”

    前期扎实的探测研究工作,为钻探验证奠定了良好的基础。庐枞矿集区深部异常验证钻孔取得了深部重大找矿线索,发现了高强度的铀矿化,深部铀矿化为交代碱性岩复合型铀矿的新认识据此被提出。这一发现对庐枞深部找铀具有重大的理论和实际意义,并被推广到华南陆内造山等成矿系统的研究中。

    创新深部探测技术

    让矿集区结构“透明化”

    知道深部有矿,怎么找?当时,国内外都没有多少经验可以借鉴。“

    对深部矿产勘查来说,不仅需要突破精度、灵敏度更高的各种传感器技术,提升野外测量设备的稳定性,还要发展新的数据解释技术,把观测的数据转换为‘透视’地下的图像。”吕庆田说。

    这一目标,在他带领深部探测专项第3项目组开展长江中下游成矿带深部探测试验时实现了。他们形成了一套针对大型成矿带岩石圈结构探测的技术解决方案,发展了多种地球物理数据处理与解释技术。

    通过骨干剖面的反射地震探测和重磁数据的全三维反演,项目组揭示了庐枞、铜陵矿集区的地壳结构框架,发现了一批新的断裂,建立了该地区的三维地质模型,初步实现了矿集区的“透明化”,为认识成矿作用和助力深部找矿起到了关键作用。

    “希望我们在长江中下游成矿带、矿集区到矿田的探测模式和技术思路可以推广到其他成矿带去。”吕庆田这样表示。为此,他带领团队经过长期实践探索,提出了稀疏地震剖面、地表地质约束的三维重、磁交互反演地质建模方法,并以此为物性反演初始模型,采用求取置信区间确定物性变化、通过逻辑拓扑实现岩性识别,完善了岩性填图技术,为矿集区结构“透明化”提供了技术手段。

    在以上成果基础上,他带着团队经过进一步研究,形成“三维结构+成矿模式+综合信息”相融合的深部找矿“三元”预测方法——通过提取已知矿床地质属性特征,通过三维证据权方法、专家系统、机器学习算法,实现深部成矿预测的自动化和定量化。

    利用该方法,他带领团队在安徽庐枞矿集区井边—巴家滩预测区深1500米~1740米之间,发现累计厚97米的高品位铀矿化体;在新疆伊吾县戈壁滩,发现拉伊克勒克大型隐伏斑岩—矽卡岩铜铁矿床,获得333+334铜资源量118.8万吨。矿集区“透明化”探测和“三元”成矿预测方法的有效性得到验证。

    目前,“三元”成矿预测方法已推广应用到安徽、新疆、江西、山东等地区,取得了良好深部找矿效果。

    研发系列勘探设备

    推动我国勘探技术进步

    多年的深部探测实践,让吕庆田越来越深刻意识到,突破“卡脖子”核心技术,降低对外依赖,对保障国家资源安全意义重大。强烈的使命感、责任感使吕庆田和他带领的研发团队担起了“十二五”国家863计划“深部矿产资源勘探技术”研发任务。

    作为该计划重大项目首席专家,吕庆田带领团队先后突破了高精度微重力传感器技术、铯光泵磁力仪传感器技术、宽带感应式电磁传感器技术等10项关键核心技术。其中,微重力传感器的突破使我国成为国际上为数不多的可以自主生产高精度重力仪的国家。

    在重磁、电磁、地震、井中勘探仪器和钻探设备方面,他们研制出高精度地面数字重力仪、大功率多功能电磁探测系统、4000米地质岩心钻探成套技术装备等18套急需的勘探地球物理仪器设备,形成了从地面到地下的系列仪器装备。

    在地球物理方法数据处理和解释方面,他们完善了直流电阻率与极化率三维反演方法、重磁三维约束反演方法等20多项地球物理数据处理解释方法,研制出多参量地球物理数据处理与反演软件系统、金属矿地震处理解释新技术与软件系统2套大型软件系统,形成了多功能三维电磁正反演与可视化交互解释软件系统、金属矿地下物探数据处理解释系统等8个专用软件系统。

    “这一轮的技术研发,使我国在地球物理勘查技术领域极大地缩小了与国外的差距,大幅度降低对国外勘查设备和解释软件系统的依赖,一定程度上打破了国外在此领域的仪器设备垄断,大幅提高了我国深部资源勘查技术自主研发能力和国际竞争力。”吕庆田说。

    他带领的团队因此荣获2022年自然资源科学技术奖特等奖,获得发明专利授权66项、实用新型专利授权45项、软件著作权105项。现在,相关成果广泛应用到矿产勘查、国防、科研和工程等领域,替代国外进口,解决国家重大需求,极大促进了我国金属矿勘探技术的系统提升、整体跨越和进步。

    收获“深地”成果

    一路艰辛成为美好回忆

    系列重大成果的取得并不是一帆风顺的。

    “我带着深部探测专项第3项目组在庐枞、铜陵矿集区开展三维立体探测施工的时候困难重重。在野外,我们遇到的最大困难是各种看不见的电磁和振动干扰,这些干扰来自各种电线、工厂、高速路和居民生活区。”吕庆田苦笑着说,因为反射地震的数据采集要记录地下几十千米反射上来的信号,需要绝对的安静。

    为了获得高信噪比的数据,项目组不得不在夜深人静的时候采集数据。有时,他们还需要设置警戒,或与周边的工厂协调暂时停工。这需要他们和当地相关部门和百姓反复沟通。

    “技术上的难题、施工上的困难、与当地相关部门协调等,多年下来,大家都成了多面手。”吕庆田笑着说。

    20多年在深地探测领域的不懈努力和学术积累,让吕庆田及其团队先后获得国家科技进步奖一等奖、二等奖各一项;国土资源科学技术奖一等奖3项,二等奖1项。他本人于2009年入选国家“新世纪百千万人才工程”国家级人选,2019年入选自然资源部高层次科技创新人才第二梯队人才和科技创新团队(负责人),2023年获得第十八次李四光地质科学奖(科研奖)。他先后为国家培养了18位硕士、20多位博士和10多位博士后,带领的深部资源探测研究团队于2018年入选自然资源部高层次科技创新团队。

    “与6000多千米的地球半径相比,我们的研究还仅仅停留在地球的表皮。”吕庆田说,“我毕生奋斗的方向就是带领团队拓展深部空间,认识地球深部运行规律,发现更多的资源。为了在这个方向走得更远,我们比以往任何时候都更加需要弘扬李四光等老一辈科学家的精神,坚持真理、严谨求实、锐意创新,以李四光先生的崇高精神为标杆,主动服务国家发展战略需求,积极投身地球科技创新前沿,努力为建设科技强国贡献力量!”

     
    中国自然资源报:“入地”之旅怎么走?他给出了答案

    2017年7月中旬至8月初,地调局航空物探遥感中心组织项目组成员对航空高光谱油气资源调查工作区开展了前期野外踏勘工作,定观测点31处,取土壤波谱样与岩石化学分析样品共计56件,行程路线达到240余公里,圆满完成了既定任务。

    盛夏的北疆准噶尔盆地北缘广袤的戈壁滩地上,骄阳似火,项目组头顶烈日脚踏荒漠戈壁,对工作区外围已知的黑油山及油砂山进行了实地踏勘并取样,实地观察了利用多光谱数据解译的区域构造,并对古近系和新近系固结、半固结地层,第四系覆盖的戈壁滩地,以及区内唯一孤立隆起的德伦山裸露的不同年代的烃源岩类地层等进行了取样。

    航空高光谱油气资源调查区位于准噶尔盆地北部的乌伦古坳陷带内,是西北地区“一带一路”建设沿线的重要油气资源远景储集区。项目组通过野外实地踏勘,获取了工作区内微地貌类型变化特点、古河道变迁、沟谷水系及植被发育状况及第四系覆盖物质成分等综合信息,踏勘成果将为下一步野外查证航空高光谱油气微渗露蚀变异常奠定了基础,也为航空高光谱数据处理及油气异常信息提取提供详实依据。

     

    项目组采集沥青样品

    准噶尔盆地东北缘航空高光谱油气资源调查项目完成20...

     

     

    ■基本情况

     

    庐山世界地质公园位于江西省北部,北临长江,东临鄱阳湖。公园面积500平方千米, 山顶平均海拔1200米。1996年被列入世界遗产名录,是中国第一个“世界文化景观”,2004年成为首批世界地质公园网络成员之一。

     

    庐山以典型的中国大陆东部山地第四纪冰川遗迹、地垒式断块山构造和变质核杂岩构造遗迹所构成的多成因复合地貌景观著称,其地貌与植物、文化、历史紧密相连。这里风景秀丽,森林茂密,飞流、峡谷、山峰、瀑泉齐备,风格迥异的异国别墅比比皆是,不同宗教和睦共处。从未间断的历史承载和丰厚的中西文化底蕴使它被誉为“人文圣山”。

     

    庐山的砂岩形成于8亿年前的海洋环境,那时候的庐山地区还是浅海。海沙经历沉积、胶结作用,再经过数亿年的地质作用,形成了巨厚、坚硬的砂岩。距今2亿年的时候,地球变得活跃起来,在平静的海湾下面,从地壳深处涌来一股强大的热流——岩浆,这股热岩浆一心想涌出地面,想把庐山地区这片美丽的海湾变成恐怖的火山。然而,厚实而又坚硬的砂岩把热岩浆压住了,不让它钻出地面,保护了美丽的地表环境。热岩浆虽然没能钻到地表,却把厚厚的砂岩地层顶得高高的,形成了巍峨的庐山。直到2000万年前,这股热岩浆才停止了疯狂的举动,不再往上涌了,静静地停下来、冷却,变成了花岗岩。

     

    距今300万年的时候,地球变得寒冷起来,进入了第四纪冰期时代。在高高隆起的庐山上,积满了厚厚的冰雪。在重力作用下,山顶上的冰雪开始向山脚下滑动起来,形成了冰川。冰川象河流一样,慢慢流向庐山四周,巨大的冰流在运动过程中,对庐山产生了剥蚀作用,冰川流经的路径形成了冰谷——U型谷,冰川的源头形成了许多冰斗、悬谷、角峰等特殊地貌。

     

    ■特色景观

     

    芦林湖

     

    芦林湖位于海拔1040米的东谷芦林盆地,四周群山环抱,苍松翠柏,景致优美。此处原是芦草丛生、野兽出没的芦林谷地,介于玉屏、星洲两峰之间。1954年在二峰间筑坝蓄水,次年建成。大坝高32米,长120米,宽12米,全湖面积约9万平方米,蓄水120万立方米。芦林湖所蓄之水为庐山牯岭镇1.3万居民的主要水源。

     

    五老峰

     

    五老峰地处庐山东南,因山的绝顶被垭口所断,分成并列的五个山峰,仰望俨若席地而坐的五位老翁,故此,人们把这原出一山的五个山峰称为“五老峰”。它根连鄱阳湖,峰尖触天,海拔1358米。五老峰陡峭挺拔,其东南面绝壁千仞,陡不可攀,而西北坡地势较缓,游人可循小道爬坡登山。唐朝大诗人李白曾在这里留下一首千古绝唱:庐山东南五老峰,青天削出金芙蓉。九江秀色可揽结,吾将此地巢云松。

     

    西谷冰川U形谷

     

    庐山上保存较好的冰川U形谷主要有王家坡U谷、大校场U谷、东谷U谷、西谷U谷、七里冲U谷、石门涧U谷、长垅涧U谷等。王家坡U谷位于庐山南侧,长达4000多米,宽约700米,横断面呈U字形,纵断面略呈阶梯状,上段相对较窄,下段相对加宽。U形谷内发现有较为典型的冰川条痕石,冰川条痕石的漂砾直径大于5米,略成五角形,由坚硬致密的石英砂岩构成,其上共发现有5条冰川条痕。

     

    大校场U谷位于女儿城刃脊与长埂刃脊之间,末端接芦林冰窖,有冰川堆碛物,底部发现有冰川作用挤压和碾磨而成的岩粉。1986年,国际第四纪联合会秘书长施鲁克特博士在此发现有炮弹状和熨斗状的砾石及冰川条痕石,认为这里与阿尔卑斯地区的冰川沉积的特征是完全一致的。

     

    岩溶洞穴

     

    区域内已发现的主要岩溶洞穴有6处。彭泽的龙宫洞与庐山的猴洞为一类,系由5.6亿年前的寒武纪泥质条带石灰岩被溶蚀而成。已开发的龙宫洞规模巨大,钟乳石内涵丰富多彩,洞长2.7千米,是一条别具特色的地下艺术长廊。猴洞正在开发,洞长近千米,其旅游价值远不如龙宫洞。九江县已开发的狮子洞与龙洞及瑞昌新发现的横港洞为一类,系由2.5亿年前的早二叠纪厚层石灰岩被后期地下水溶蚀而成。狮子洞分三层,钟乳石较发育,构成了40多个主要景点。龙洞位于湖口大桥西端,尚未开发。横港洞规模巨大,有一定的开发远景。九江县已开发的涌泉洞,由中下三叠纪白云质石灰岩被地下水溶解而成,洞体有三层,石笋、石柱、石幔、石帘样样齐全,构成了32个主要景点。

     

    ■经验推广

     

    2005年,庐山完成了世界地质公园数据库建设,网站通过国际地质科学联合会北京地质遗产办公室官方网站进行发布。2006年,庐山世界地质公园与中国地质科学院地质力学研究所合作,开展了一系列的科学研究。2011年7月,中国地质科学院科研基地在庐山挂牌,将长期在庐山进行有关科研教学活动。

     

    自2004年以来,庐山世界地质公园每年暑期都举办一期青少年地学夏令营活动,普及地学知识。2011年,举办了“两岸三地大学生科技文化夏令营”。

     

    庐山世界地质公园是中国地质大学(武汉)的学生实习基地,每年的暑假,大量来自中国地质大学(武汉)不同专业的学生到庐山实习。

    走进庐山世界地质公园
      12月3日这一天,江苏宝应七里村人头攒动,数千民众将直径三米多的金色池子围得水泄不通。团团白雾从金色池中蒸腾而上,犹如瑶池仙境。池中水花四溅,1580枚鸡蛋刚从翻滚的沸水中捞出,村民们便争相品尝。七里村的乡亲父老激动地说:“93度地热水煮出来的鸡蛋就是好吃!真没想到我们扬州也有温度这么高的地热!”。

      著名地热学家、中科院院士汪集旸兴奋地说:“扬州地区93℃地热井可以说是中国东南沿海温度最高的地热井,应大力推进地热资源的开发利用,发电、供暖、工业用热等,优化开发利用模式,实行梯级开发,建立地下、地面一条龙产业,实现能源利用效率的最大化。”
    专家会诊加密解译

      江苏地调院在前期勘查时,根据地热资源分布规律和赋存特点,采用CSAMT探测深部断裂,结合微动测深探测地层结构,运用多种先进的地球物理勘查技术对工作区热储结构、热储埋深等地热地质条件进行了详细的探测和研究。依据实测井温、岩石热导率和大地热流等资料,进行了深部二维地温场模拟,预测了1000m、2000m、2500m深度地温分布。经反复论证,最终确定了本次钻井井位,钻井深度3028米。经抽水试验,井口出水温度93℃,出水量达1506立方米/日,是目前江苏地区温度最高的地热井,也是中国东部沿海地区罕见的优质中温地热井。经国土资源部南京矿产资源监督检测中心水质初步检测,地热水中含有丰富的对人类有益的矿物质和微量元素,属于富含偏硼酸的氟、硅优质理疗热矿水。其中,氟含量2.89毫克/升,偏硅酸含量88.6毫克/升,均达到了国家理疗热矿水命名浓度标准;偏硼酸含量2.67毫克/升,达到有医疗价值浓度标准。

      江苏地调院地热中心主任杜建国说:“地热勘查就像医生诊断,我们使用多种勘查方法对地下的地质构造和热储层进行解译,并经过多次反复论证,以提高地热井成功率。”目前,江苏地调院勘查的地热井成功率保持在90%以上,其中90℃以上的地热井就有两口。地热中心总工徐雪球介绍说:“本次钻探结果证实,建湖隆起与金湖凹陷交界部位广泛分布有古生代碳酸盐岩热储,岩溶裂隙发育,埋藏深度在2000-3000米不等,赋存有丰富的优质地热水资源,温度高,水量大,开发利用前景广阔。”

      金源地热井的成功出水是江苏又一颗地热明珠,而扬州是江苏省首个温泉城,开发利用好这一资源,将推动扬州温泉城建设上新的台阶,促进地热产业的健康快速发展。

      建湖隆起地热资源潜力巨大,为地方勘探指明方向

      宝应县经济开发区七里村的金源地热井,地质构造上处于金湖凹陷与建湖隆起交界部位。中国科学院和江苏地调院对建湖隆起区地热资源开展了研究,对地热资源潜力进行了评价,评价结果表明,建湖隆起是江苏地区岩溶裂隙型地热资源开发潜力最大的地区之一,3000米以浅地热总热储存量为3.147×1020焦耳,折合标煤107.5亿吨,地热水资源总储量为4.409×1010立方米,可采地热水资源总量为67470立方米/日,可采热能129兆瓦,为大型地热田。

      自2010年以来,该项目成果被广泛推广应用,已为盱眙、洪泽、宝应等地热勘查工作指明了方向,数口地热井成功出水,加快了研究区及周边地区开发地热资源的步伐,如盱眙地热井井口水温达53℃,单井最大出水量3615立方米/日。初步估算,仅盱眙一口地热井被开发利用,每年可产生的经济效益达5000万元以上,可节约标准煤逾4000吨。《苏北盆地建湖隆起岩溶裂隙型地热资源研究》这一成果也因此荣获2013年度江苏省国土资源科技创新一等奖第一名。
    中国温泉之城的崛起

      作为长三角地区首个“中国温泉之城”,扬州地区地热资源具有四大特点,即温度高、分布广、储量大、水质好。2003年以来,扬州市先后勘探成井的地热井有12口,目前已经开采的地热井有7口,回灌井1口,有6口井口温度超过70℃,主要用于供暖、医疗、洗浴和农业,将地热资源与旅游开发相结合,带动了温泉经济链产业的发展,使资源优势迅速转化成产业优势和经济优势。2011年以来,已开发利用的地热水资源总量约为114.481万立方米,约合节省燃煤总量约为6771吨,从而减少了排放二氧化碳16156吨,节能减排效益显著。

      ——变废为宝。2005年,江苏油田矿业开发总公司地热分公司将废弃油井——“真3” 和“真158”井,改造成地热井加以利用,建成了油田真武基地地热供暖工程,对油田8.3万平方米居住区、办公区进行供热供暖。供暖后原水通过“真92—2”井回灌,回灌率达到80%以上,实现了“地热供暖—地温空调—原水回灌”全程封闭运行,这也是我省第一个将地热资源作为能源利用的典型工程,具有较好的示范作用。另外,江苏油田还计划利用真武一带的10口废油井进行修复改造加以利用,满足居住区30万平方米的供热供暖,该项目建成后,每年可以减少煤耗11300吨,具有较好的经济效益。

      ——天人合一。2009年9月,依托瘦西湖“新热1井”地热资源,在蜀冈——瘦西湖国家5A级风景名胜区,建成了华东地区首屈一指的集沐浴、休闲、旅游、度假于一体的瘦西湖温泉度假村,犹如一幅妙趣横生的美景图。

      ——新农村建设温泉综合开发。宝应县射阳湖地热综合开发区位于建湖隆起的核心区域,是江苏地区地热资源条件最好的地区之一。依托该地区生态农业和以万亩荷花为主的农业观光特色,宝应将地热利用与新农村建设相结合进行整体开发,规划建设集休闲、度假、热能利用、现代农业、观光旅游为一体的地热综合开发利用示范区,使之成为地方经济发展的亮点。

      扬州市十分重视地热资源的开发利用和管理工作,把加快地热资源开发和建设“温泉名城”作为转变经济发展方式的着力点、调整产业结构的切入点、提升城市品质的新亮点。首先,建立地热开发扶持激励机制。其次,科学设置和严格管理矿权。科学把握矿权投放的数量和时序,促进地热开发空间布局的不断优化。第三,在资源条件好、出水温度高、发展前景广的区域,积极推进地热资源开发利用示范工程和示范区建设。同时,加强地热动态监测和综合利用。坚持贯彻“综合利用”、“梯级开发”的方针,提高综合利用水平。今后将在全市范围内逐步形成以地热富集区和城镇集中区为中心、以重要风景旅游区为节点、由中心向周边辐射的地热资源多元开发、综合利用基本格局。

      千古温泉流淌着绿杨城廓的神韵,万里长江高扬起催人奋进的风帆。传承古今温泉文化和富有地方特色的“温泉名城”——扬州,犹如一颗闪耀的明珠,散发出动人魅力。一座科学发展、转型发展、跨越发展的名城因地热而加速崛起!


    扬州钻出93℃地热 创东南沿海之最

    美国地调局


        2008年5月12日上午,美国地调局在第一时间里,通过CoreCast(一套直接向听众介绍有关自然灾害、气候变化、卫星图片与监测、水质、人类健康和野生动物疾病等科学观点的广播)报道了中国四川发生的地震。地震的有关情况,由美国地调局国家地震信息中心的负责人Harley博士与CoreCast做了连线报道,涉及内容有:其广播录音和脚本文件均可从美国地调局网站首页上下载(如图)。

        同时,美国地调局还在地震中心的网页上,公布有关中国四川地震的详细资料,包括地震的详细信息(Details)、基本情况(Summary)、图件(Maps)、科技和技术数据(Scientific & Technical)等。 

    Magnitude

    7.9

    Date-Time

    ·                                 Monday, May 12, 2008 at 06:28:01 UTC

    ·                                 Monday, May 12, 2008 at 02:28:01 PM at epicenter

    ·                                 Time of Earthquake in other Time Zones

    Location

    31.015°N, 103.365°E

    Depth

    19 km (11.8 miles) set by location program

    Region

    EASTERN SICHUAN, CHINA

    Distances

    75 km (50 miles) WNW of Chengdu, Sichuan, China
    145 km (90 miles) WSW of Mianyang, Sichuan, China
    345 km (215 miles) WNW of Chongqing, Chongqing, China
    1545 km (960 miles) SW of BEIJING, Beijing, China

    Location Uncertainty

    horizontal +/- 4.6 km (2.9 miles); depth fixed by location program

    Parameters

    NST=236, Nph=236, Dmin=592.4 km, Rmss=1.19 sec, Gp= 25°,
    M-type=moment magnitude (Mw), Version=A

    Source

    ·                                 USGS NEIC (WDCS-D)

    Event ID

    us2008ryan

        1989年曾发生过6.1级地震;1933年发生7.5级地震,9000人死亡。该区地震不算频繁,但没有预计。
    地震主要发生地震活动带上。大盆地的边缘,NE、EW向,在龙门断裂。

        2008年5月12日中国四川东部发生7.9级地震
        2008年5月12日发生的四川地震,是由于四川盆地西北边缘东南走向的逆向断层或逆掩断层运动造成的。地震震中及其震源机制与发生在龙门山断层或一条构造相关断层的运动一致。地震反映了地震应力的释放,这种能量源于地壳物质从青藏高原缓慢向西运移,与下伏的四川盆地和中国东南部的刚性地壳碰撞所产生。
    从大陆尺度来看,亚洲中东部的地震是由于印度板块以50mm/年的速度向亚欧板块的北向汇聚所造成。两大板块的汇聚伴随着广泛的亚洲高地隆升,以及地壳物质从隆起的青藏高原向东部运移。
        四川盆地西北边缘以前也曾经历过破坏性的地震。1933年8月25日7.5级地震造成9300多人丧生。

     英国地调局报道


       英国地调局在网站以“China hit by earthquake”为题进行快速报道(见图1)。

      

        详细报道如下:
    地震警报:2008年5月12日UTC(世界协调时)06:28分,中国四川东部发生7.8级地震
    日期:2008年5月12日
    发生时间:UTC 06:28分00秒
    经纬度:北纬31.104°/东经103.270°
    深度:10km
    震级:7.8级
    地点:中国四川东部(四川成都西北西方向90km;中国北京西南方向1545km)
        据最新报道,在中国西南的四川省发生的7.8级地震已造成12000多人丧生。地震发生在四川东部,成都西北方向92km处。远在1500km以外的北京也有强烈的震感。本次地震的规模足以造成巨大的生命财产损失。
        地震震中位于青藏高原东部边缘、四川盆地西北边缘的山区中。此次地震是由于盆地边缘的断层(striking thrust)向东北方向走滑运动所引起的。
        亚洲中部和东部的地震活动主要是由于印度板块每年以5cm的运动速度向东运动,与欧亚板块碰撞所引起。碰撞造成喜马拉雅和青藏高原隆升,并引发相关地震。这种变形挤压还造成高处的青藏高原地壳物质向四川盆地和中国东南部挤出。
        中国频繁遭受大型乃至灾难性的地震。1933年8月,此次地震东南方向90km处发生了7.5级地震,毁灭了叠溪镇及其周边的村庄,并引起大量的滑坡,阻断河流。那次地震造成了9000人丧生,尽管对成都的毁坏不大。

    四川地震在BGS台站上的记录

    青藏高原东部的断层与地震的关系图

    四川7.9级地震之后的余震分布图

    日本地调局


       日本地调局应对四川发生的地震专门组织“对应事务局”,设置在日本地调局情报中心的地质调查规划处。
       另外,专门建立一个网页,第一时间发布地震灾情。 

    图  中国四川省地震汶川周边地区地质构造和地震史


     

     

    美国地调局、英国地调局、日本地调局对四川汶川地震...

    塔北隆起作为塔里木盆地油气最富集的构造单元,其构造演化研究备受关注。由于盆地内地层埋深大、剥蚀程度高、钻井资料少,对塔北隆起形成时间存在古生代加里东运动中晚期-海西运动早期(康玉柱,1985;谢晓安,1986;徐国强等,2005;邬光辉等,2009;何碧竹等,2015;刘长磊,2018;Lin et al., 2012;Li et al., 2015;刘长磊等,2018)、震旦纪-寒武纪之交的泛非运动(邬光辉等,2012)、新元古代(汤良杰等,1999;汪新文和陈发景,1997)等不同的认识,对深层油气勘探带来了巨大的阻碍。此外,塔北隆起可能记录了古元古代、新元古代一系列区域构造和盆地沉积充填事件(Wu et al., 2016, 2018)。

    地质力学研究所能源研究室吴林、冯兴强研究团队聚焦塔北隆起的起源问题,系统梳理了隆起及周缘碎屑岩年龄数据(5件最新样品、54件已发表样品),从沉积盆地源汇关系的角度分析锆石年龄数据的时间、空间分布,结合深部地震剖面精细解析,厘定物源供给关系,明确了塔北隆起的起源及元古代盆山格局。此项研究成果不但可以为超大陆重建提供盆地响应证据,对指导超深层古老层系油气勘探具有重要的理论和现实意义。

    图1 塔里木盆地及周缘构造地质纲要图

     图2 塔里木北部超深层楔形地质结构

     图3  塔里木北部新元古代盆山演化格局

    主要研究成果包括:

    (1)首次在塔里木北部温宿地区、尉犁地区发现新元古代沉积序列。

    (2)发现塔北隆起及周缘碎屑岩锆石年龄在时空分布上呈规律性迁移:在同一时期(如拉伸纪、成冰纪和埃迪卡拉纪),从周缘到古隆起核部,新元古代锆石比例减少,而新太古代-古元古代锆石比例增加;在同一位置,从拉伸纪到埃迪卡拉纪,新元古代锆石比例减少,而新太古代-古元古代锆石比例增加。深部地震剖面同时解析,古隆起周缘发育新元古代楔形地层、超覆结构。因此锆石年代学和地层结构一致指示,塔北隆起长期存在,且为周缘提供碎屑物源。

    (3)提出了塔里木北部存在两期元古代造山事件。古元古代造山带始于约1.9–1.8 Ga,终止于约1.8 Ga。新元古代造山带始于约900–740 Ma,终止于约600 Ma,新元古代盆山格局受控于罗迪尼亚超大陆边缘裂解过程。两期造山带继承演化为现今的塔北隆起。

    本研究受国家自然科学基金(41902158)和中石油“十四五”科技专项(2021DJ05)的联合资助。研究成果得到了赵国春院士和审稿专家一致认可,发表于国际知名期刊Precambrian Research。

    Lin Wu, Xingqiang Feng, Shuwei Guan, Guangyou Zhu Haijun Yang. 2022. Proterozoic basin–orogen framework in the northern Tarim Craton, China. Precambrian Research 373, 106627. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2022.106627.

     
    地质力学研究所在塔里木盆地塔北隆起起源方面取得新...

    近日,约翰威立(Wiley)出版集团旗下的地球科学领域期刊《Geological Journal》(地质期刊)以“Geologically controlled intermittent gas eruption and its impact on bottom water temperature and chemosynthetic communities—A case study in the “HaiMa” cold seeps, South China Sea”(构造地质对“海马冷泉”区间断性甲烷渗漏及海底温度和化能自养微生物的控制作用)为题发表了中国地质调查局广州海洋地质调查局尉建功博士等人关于“海马冷泉”活动规律及其影响的最新研究成果。

    2018年广州海洋局、中科院深海所和同济大学研究人员搭乘“探索一号”科考船,利用“深海勇士”载人潜器在我国南海北部陆坡西部海域“海马冷泉”实施联合作业,获得大量调查数据。本文以海底观测数据为基础,结合多波束水体数据和地震剖面,对“海马冷泉”进行了系统研究,以了解流体迁移、积累和喷发及其对生态系统的影响。2016年和2018年获得的多波束水体数据中观察到的气体羽状流的位置是不同的,表明冷泉流体渗漏活动在年尺度上的时空变化。海底观察显示,HM-1和HM-5中存在大量碳酸盐,指示两个长期存在的冷泉渗漏点(图1)。贻贝覆盖了HM-2大部分区域,HM-3和HM-6表现为年轻活跃的冷泉渗漏。在多个区域遇到了海底断裂、泥锥、粘土堆和突然增加的海底水浊度和温度,推断与浅层气体聚集和喷发有关。HM-2浅层沉积物顶空气体的甲烷含量高于99.5%,δ13C-CH4为-71.5~72.3‰,表明生物成因气体来源。据推断,气体来自储层~1280 mbsf,其特征是地震剖面中的低频特征。气体沿着斜坡从储层迁移到构造隆起的顶部。高角度断层在800至240 mbsf之间广泛发育,促进了气体从构造隆起顶部向浅层沉积物中迁移。大多数断层没有到达海底,因此,气体在浅层积聚并在地震剖面中出现亮点。当孔隙水压力克服上覆盖层静水压力时,将产生有利于气体运移的通道,气体排放提供了压力释放机制。因此,地震剖面显示大多数裂缝没有到达海底(图2)。推测随着天然气水合物和自生碳酸盐的生长,气体渗漏将停止,这会不断降低原始裂缝的渗透率。随后将建立新的压力体系并产生新的裂缝,从而形成新的流体渗漏。推断这种机制导致冷泉渗透活动的时空变化,并影响冷泉生态系统的发育。

    图1 “海马冷泉”海底影响资料与潜器轨迹

      

    图2 “海马冷泉”地震剖面与冷泉系统发育

    论文第一作者为广州海洋局高级工程师尉建功,通讯作者为广州海洋局高级工程师张伟、吴婷婷,合作作者为李季伟、李江涛、王吉亮、陶军、陈宗恒、吴自军、陈万利、程思海、曹珺等。该项研究由科技部国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委项目和中国地质调查局项目联合资助。

    《Geological Journal》位于汤森路透JCR三区,中科院地球科学四区,影响因子为1.595,CiteScore为3.10。论文相关信息如下:

    Wei, J., Li, J., Wu, T., Zhang, W., Li, J., Wang, J., Tao, J., Chen, Z., Wu, Z., and Chen, W., 2020a, Geologically controlled intermittent gas eruption and its impact on bottom water temperature and chemosynthetic communities—A case study in the “HaiMa” cold seeps, South China Sea: Geological Journal, v. 55, no. 9, p. 6066-6078.

    广州海洋局发表“海马冷泉”研究成果

    地质灾害监测员某色拉洛日常巡检

    昭觉县阿土列尔村勒尔社航拍图

    搬运地灾监测设备安装材料

    早上六点,一层云雾停留在狮子山腰。云雾之下,一群羊在吃草。青花椒树上,一团一团的花椒,散发着诱人的香味。

    悬崖上的村庄——四川昭觉县阿土列尔的清晨,安详美好。

    担任地质灾害监测员的彝族小伙某色拉洛伸了个懒腰,从床上爬起来。按照他这天的工作安排,要去自己负责的隐患点巡查一次。早饭后,走过一片苞谷地,先巡查一下地灾隐患点并作了巡查记录,又来到地质灾害自动化监测仪器面前查看。虽然不懂这些仪器,但他知道这是用来监测滑坡变形,是用来保护村民和牛羊安全的,他有保护的责任。自从5月底成都的研究所为村里装上了这些地灾自动化监测仪器,某色拉洛感觉轻松多了,过去无论天晴还是下雨,他每天都要巡查一次,一到雨季更是寝食难安,现在如果不遇上特大暴雨,他一周甚至十天半个月才会去查看一次。淳朴的某色拉洛笑着说:“领导和专家在我村子边的地质灾害隐患点装上了高级的监测仪器,天上有卫星看着,地上有报警器,家里有电视监控器,专家还给我的手机里装上了APP。我现在随时随地可以看到我看管的滑坡,再也不用像过去那样提心吊胆了。”

    1 当地村民:每次下雨都很担心,睡不着觉

    阿土列尔村位于四川省凉山彝族自治州昭觉县支尓莫乡,坐落在海拔1400~1600米的山顶上,过去村民们要走出大山买个油盐、农具,或是娃娃上学,都要攀爬近1000米高差用树枝绑扎的简易梯子,行走在悬崖峭壁之间。2016年,新京报以《悬崖上的村庄》为题,报道了这里状况,引起了广泛关注。

    凉山州地处四川西南部横断山脉东缘高山峡谷区,是全国14个集中连片贫困地区之一,也是全国最大的彝族聚居区。“十二五”期间,剩下的38万贫困人口大都居住在山高路远、自然条件恶劣的地方,是脱贫攻坚最难啃的“硬骨头”。悬崖村就是其中之一。

    2017年3月8日,习近平在参加十二届全国人大五次会议四川代表团审议时说,曾在电视上看到有关凉山州“悬崖村”的报道,特别是看着村民们的出行状态,感到很揪心。了解到当地建了新的铁梯,心里稍稍松了口气。当前脱贫工作,关键要精准发力,向基层聚焦聚力,有的需要下一番“绣花”功。

    “其实,在悬崖村不仅仅是行路难,地质灾害也时常威胁着村民们的安全。由于地质构造复杂,山高坡陡,这里是地质灾害的高易发区。地质灾害隐患也成为了制约当地群众生产生活改善和经济发展极为不利的因素。”村支书莫色吉日说。

    在特土社村民吉克伟且的记忆里,印象最深的是2015年的那场崩塌。“好吓人哦,直径两米多的大石头直接砸进了房里,还好人及时跑出去了,否则后果真不堪设想。”整个特土社,在这次崩塌中共有3户的房子被砸毁。“从那以后,每次下大雨,大家伙都会特别担心,睡不着觉。”村民吉克九里有着同吉克伟且同样的感受。

    出行难又有地质灾害,那为什么不搬迁呢?凉山州相关负责人给出了答案,“昭觉县山高沟深,特别是彝族聚居区,几乎没有水田,可用来耕作的坡地也实在太少,而阿土列尔村周边的坡地算是块肥地,这里的土豆亩产能达到三四千斤,比全州平均水平高出一倍,而且这个村的气候(环境)与境内其他地方相比算不上差。”据了解,凉山州有40%多的村子的海拔都在阿土列尔村之上。“像这类地质灾害频发的区域,随时可能威胁到老百姓的生命安全,也要优先考虑搬迁,但目前并不是最急迫的。

    2 自然资源管理部门:主动出击,寻求科学防灾接地气的方法手段

    2016年5月25日,与阿土列尔村勒尔社紧邻的特土社发生崩塌、滑坡,由于提前预警,启动防灾预案及时,临灾处置得当,提前疏散转移危险区群众56户228人,做到了“零伤亡”,成功避险。州、县原国土资源部门立即组织开展灾情调查、核查、信息报送和周边地质灾害隐患排查,委托专业地勘队伍携带三维激光扫描仪、精密测绘仪器、无人机等装备入驻现场,对“悬崖村”区域地质灾害发育情况进行全面调查、勘查,查明了“悬崖村”及相邻的说主村共分布有8处地质灾害隐患,威胁148户720人的生命财产安全。州原国土资源局经组织综合分析论证和工程治理可行性研究,从技术、经济、安全等因素综合对比,认为实施工程治理的难度大、投入高、不能根治,且在机具上山、材料运送和施工等环节存在重大安全风险,及时向州、县党委政府提出了加强监测、加强宣传培训、实施避让搬迁的建议意见。

    “悬崖村”被广泛关注后,旅游开发项目、农业产业化项目等相继入驻,加之该区域土地相对肥沃,出产丰富,避险搬迁措施不能全部实施。那么,对于地质灾害威险区的群众,暂时不整体搬迁是不是就没有出路了呢?在凉山州自然资源局、凉山州地质环境监测站的相关领导和技术人员看来,最好的方法是观测、把它监控起来,掌控这些地质灾害隐患点的发展变化情况,为应急防灾避险留出第一时间。

    自然资源部、四川省和凉山州政府都十分关注“悬崖村”的地质灾害,牵挂村民的安危,凉山州自然资源局党组也多次专题研究“悬崖村”地质灾害隐患点的防控问题。根据州地质环境监测站的建议,2019年3月15日,凉山州自然资源局向中国地质调查局探矿工艺研究所发去专函,请求支持在阿土列尔村建立地质灾害专业监测系统,通过使用该所的监测技术和成功经验,提高科技防灾能力,达到科技防灾的目的。

    3 地调局探矿工艺所:立即行动,组织力量建设自动化实时监测系统

    自然资源部中国地质调查局探矿工艺所收到函件后,所党委十分重视,急政府所急,想村民所想,多次召开专题会议,听取汇报,与技术人员研究监测方案,3月18日即派出技术人员奔赴“悬崖村”现场,进行详细踏勘和走访。经现场查证确认:阿土列尔村村勒尔社发育1处崩塌、1处滑坡、2处不稳定斜坡共4处地质灾害;特土社发育1处崩塌、1处滑坡、2处危岩共4处地质灾害。

    所地灾监测专家带领技术人员在对“悬崖村”8处地质灾害进行充分评估的基础上,确定先对4处地灾隐患点进行专业监测。专家团队迅速编制了《昭觉县支尔莫乡阿土列尔村(悬崖村)勒尔社及特土社地质灾害专业监测方案》,设计确定采用13套自动化实时GNSS、1台自动化雨量站、2台长视距激光视频监测系统,分别在勒尔社及特土社中间隆起的平台上建自动降雨量观测点;选取视角广、观测范围大的区域建设两个视频点;在勒尔社威胁较大、居民集中的位于天梯尽头的2号不稳定斜坡和特土社威胁较大、居民集中的不稳定斜坡建地表位移进行实时监测,此外还有一套实时联动的声光报警装置。

    在此基础上结合工作区地质环境条件,人员、交通、材料组织等施工条件编制了《施工组织设计》,所学术委员会组织专家对两个方案进行评审并报送凉山州自然资源局、州地环站认可后,立即开始了仪器设备、材料采购和人员组织等工作,并派出技术过硬、现场管理经验丰富的技术人员王佃明进驻现场蹲守指导设备安装建设和调试。

    据该所地灾监测专家介绍,勒尔社后山崩塌位于住户集中区后山半坡,历史上曾经发生多次大规模的崩塌。像2016年5月25日发生的崩塌规模达到了5000立方米。现在在集中居住区还可以看到大大小小的巨石,一般的直径有3~5米,个别大的有8米多。在这种情况下,加强地质灾害自动监测非常必要。

    4 现场施工人员:道路交通是工程建设的最大阻力

    顺着倾斜的钢梯,四五位健壮汉子肩膀上背负着专业监测仪器设备,正艰难地往上攀登。他们黝黑的皮肤上,硕大汗珠闪着晶莹的光芒。他们的衣服也已经完全浸透在汗水中……照片真实地记录了项目建设的艰辛。

    垂直高差近千米,2600多级钢梯台阶,往返一次需要五六个小时,负责项目建设的中国地质调查局探矿工艺研究所高级工程师王佃明如数家珍。“最难的就是安装材料的搬运,因为没有路可以抵达,所有的材料都必须靠人工搬运。为了方便人力搬运,我们还做过一些改进,比如安装GNSS的钢管,一般都有5到6米长,我们就想办法把它改成为两段,搬上山后再用法兰连接,但长度也有2到3米。还有一些设备比较重,得几个人一起接力才能抬到山上去,上‘天梯’就非常辛苦,也很不安全。像工程建设中最常见的袋装水泥,购买一袋的价格也到不了50元,可是把它搬上山,光搬运费就高达400元,即使是生活在阿土列尔村两个壮劳力一天也只能靠接力才能扛一袋上山。以往实施的工程中,运输费用都不到工程总费用的5%,在这个项目中却是这个比例的好几倍甚至十几倍。”

    根据设计的工作量和施工区的特点,整个项目总投资超过200万元,全部由工艺所垫资建设。在缺少经费的情况下,在开展主题教育的今天,探矿工艺所党委把“悬崖村”地灾监测项目提高到“不忘初心、牢记使命”,助力乌蒙山彝族地区人民脱贫攻坚谋幸福的高度来认识,特事特办,先组织资金按采购程序采购监测仪器设备,支付材料和人工费并组织施工。

    五月是大凉山最热情似火的季节,阳光温暖而又明亮。经过近两个月紧张、有序、安全、艰辛而又高强度的施工,项目设计的仪器设备野外安装圆满完成;成功部署地表位移(GNSS)监测点13处、视频监测点2处、自动降雨量观测点1处,预警广播系统1处,实现了一次调试上线,监测数据接入“凉山州地质灾害监测预警信息平台”,同时也接入了四川省级地质灾害监测预警信息平台,实现了互联互通。在项目的实施期间,还得到了上海华测导航和成都新橙北斗科技的支持。

    目前,项目通过了现场初步验收,已进入试运行阶段。

    5 专业监测系统投入使用:高科技手段密切监视地灾隐患点

    在中国地质调查局探矿工艺研究所负责信息系统管理的工程师黄磊博的办公室的电脑里,他为记者打开了为“悬崖村”项目定制的专业监测信息系统,并演示了这套设备。点开的电脑页面上的“地质灾害专业监测”的系统,显示着灾害点名称和基本信息、降雨量、表面变形值和多种表达形式的时间位移曲线、降雨直方图,预警方法、预警阈值等多个数据。黄磊博说,前端所有设备采集到的数据,都会传输到后端的系统,系统再利用数字模型对这些数据进行分析。若结果超过临界值,就将自动向现场和管理部门及专职人员发布预警信息。报警时,不仅会发出警报声,现场红灯会不停的闪烁提醒着险情有可能到来。同时,设备还会自动地给州、县、乡、村监测员发送监测预警信息。

    探矿工艺所的地灾监测专家说,从5月31日到现在,尽管自动化监测设备还没有实质性地发出过预警,但通过持续的监测,对大量监测数据进行统计分析,再开展该区域的专业监测预警研究,可以不断修正并步步逼近该区域内诱发地灾的降雨临界值或位移的临界值,也就是人们常说的“阈值”,有效提高风险预警的精准度,对近区域防灾也具有重要指导作用。

    地灾监测员某色拉洛表示:“有了自动化监测设备并不等于‘高枕无忧’。现在是主汛期,降水会逐渐增多,发生地灾的风险也会增大,我们必须利用好‘上天入地’的设备,密切监测。”

    “悬崖村”被外界关注后,游客纷至沓来,很多村民都开起了农家乐。由“悬崖村”网红效应而吸引投资的旅游项目也被国家定位为文旅+产业扶贫示范基地。地质灾害监测工作,也相当于为当地村民的生产生活,上悬崖村旅游的游客上了一道保险,悬崖村的地质灾害隐患不再“悬”,村民们悬着心也可落地了。

    这些年,政府扶贫攻坚高歌猛进,阿土列尔村这个曾经的孤岛,也有了长足的发展:用上了太阳能发电,可以收看十几个频道,有了4G通讯,手机通讯无卡顿,建立了种养殖合作社……如今又有了地质灾害监测系统的监控,村民们的幸福感更强了,今后还会更有获得感。支尔莫乡党委书记阿吾木牛说:“我们一定在当地政府的领导和各界的支持下,好好干,打好脱贫攻坚翻身仗,让村民的日子一年比一年好。未来的‘悬崖村’将有泥土芬芳的‘土味’、乡村野趣的‘野味’、民俗风情的‘俗味’、古香古色的‘古味’、富有风韵的‘韵味’。欢迎大家到悬崖村做客,观原汁原味的彝区风景。”

    悬崖村的地灾隐患不再“悬”

    肖序常

    肖序常,1929年10月出生,贵州安顺人。中国著名的构造地质学家。

    1952年毕业于北京大学地质系。同年赴甘肃白银厂641地质队工作。

    20世纪50年代后期,肖序常师从黄汲清。在黄汲清的指导下,参与《中国大地构造图》及《中国大地构造基本特征》一书的编著。60年代,在铬铁矿全国大会战的背景下,肖序常参加国家急需矿产铬铁矿的科研项目。70年代,板块构造学说由李春昱等引进中国,肖序常师从李春昱研究板块构造。与此同时,作为中法合作青藏高原科学考察的中方队长,引领了青藏高原地质学研究。80年代开始,肖序常先后任中国地质科学院地质研究所副所长、所长等职,进行多项国际合作交流,并先后赴法国南特大学及美国斯坦福大学地学系做短期访问学者及学术交流,获得国际地学界认同,曾任国际岩石圈委员会喜玛拉雅地区委员会(CC-1)副主席。

    1991年,肖序常当选为中国科学院学部委员(院士)。

    目前肖序常仍坚持在科研一线工作,并承担着国家重大科研项目的组织领导和业务指导。挂在肖序常心上的是对中国西部等地区短缺矿产——铬铁矿前景的评价及油气能源成藏地质背景,以及生油机理的研究,而这也是广大地质工作者的共同关注的问题。

    肖序常到过最高的海拔高度是6400米,这是他颇为自豪的一次野外经历。肖序常强调地质工作野外实际调查的重要性,按他的话“中国地质学家‘得地独厚’,应珍惜中国广袤、结构复杂多样的大地这一最好的天然实验室”,他也总是说,“做地质的,不跑野外,怎么行呢?深入野外是做地质的基本功,虽然很苦,但是苦中有乐。”60多年来,肖序常足迹踏遍了我国东南西北,直到耄耋之年,仍赴青藏高原。

    回顾肖序常的学术生涯,毕业之初,新成立的中国百废待兴,需要地质队员作为业务尖兵,奔向偏僻的角落为国家找矿,这个过程中,他与这个国家一起完成了成长。最重要的是,他始终能够站在更前沿的角度,接受世界地质学的信息和反馈,也让一个时代的世界地质学通过他来看中国地质学的发展。他的学生评价他说,有时他就像是一座桥,连接此岸和彼岸。

    少年出贵州

    也许只有时间才能告诉你事物的本来样子。就像1929年出生的肖序常、1919年出生的大姐肖序容、1928年出生的三姐肖序仪三位老人坐在你面前,你会发现,他们的容貌、说话神态,甚至他们的老年病,几乎都有共性。时间在这三位老人面前画了一个圈。

    1929年10月,肖序常出生于贵州省贵阳市南明区。出世前的11天,父亲肖灿牺牲于北伐战争中的湖南战场。母亲黄伯芬带着肖序常及其大姐肖序容、二哥肖序刚、三姐肖序仪回到距离贵阳100公里左右的家乡安顺。

    肖家在安顺当地曾经是一个大家族,肖家的入黔始祖于明末时期由湖南到贵州作为将军镇守边关,当地现有“将军坟”,每年清明等重大节日,肖家子孙会前往拜祭。而曾经的“将军邸”为了配合旧城改造,正被拆除,那处三进院子有着70多个房间,是肖序常度过了童年以及少年时光的地方。曾经这个大家族也其乐融融,现在离散于各地。

    肖家没落始于肖序常的祖父辈,肖序常父亲的英年离场,对那个家来说更是雪上加霜。

    好在母亲黄伯芬出生的家族也是安顺当地的大家族。其父黄志丞也就是肖序常的外公,是清末的举人,正当赴京考进士之际,清政府崩溃,举人制度瓦解,遂留在家乡。其伯父黄尧丞,也是肖序常的大外公,民国初在北京当议员,后返回贵州参与讨袁(世凯)、讨曹(锟)运动,并成为黔江中学落户安顺的推动者之一,这所学校也是肖序常后来就读的学校。其家族中还有一位有影响的重要人物,即“四八”烈士黄齐生,同为“四八”烈士的王若飞为其侄儿,他们分别是肖序常的远房外公和远房舅舅。

    这样的家族背景,让母亲黄伯芬作为女性可以去读书,并且顺利地读完了师范专业。这样的背景也让肖序常的童年与少年时光受益颇深。新、旧时代交替的年月里,黄伯芬当老师抚养子女。黄伯芬信奉“万般皆下品,唯有读书高”,回首往事,关于母亲黄伯芬给予的教诲,肖序常说:“母亲说过,可以不做大官,但一定要做大事。”

    长肖序常9岁的哥哥肖序刚如父般的引导和影响,让肖序常时刻希望能考进“名牌的进步大学”,先在贵州大学地质系读了一年书以后,1950年随大哥肖序刚从贵州到北京,并转考入北京大学地质系。

    自那以后,肖序常很少再回家乡。一共两次回家乡,第一次距离当初的离开有50年的跨度,第二次是2003年。用97岁大姐肖序容的话说,“走的时候,他还是学生,再回家乡,就是个科学家了”。

    风雨飘摇的年代里,姐弟四人的人生自分别后,逐渐分叉,每个人在随后的岁月里逐渐成长为独立的枝干。几十年过后往回望,个人际遇也自成系统,别有况味。

    肖序仪说:“我的弟弟老老实实,除了去野外爬山找矿作研究,就是天天在办公室,白天在办公室,晚上还在办公室,看书,读外国书、看中国书,研究他的地质,这是他的一辈子。”

    走出家乡的肖序常像那个年代的很多人一样,与新中国一起成长。通过地质与这个世界对话,产生联结,完成作为个人与国家、时代以及地质学的人生交代与使命。尽力满足国家建设与发展刚性需求的同时,与世界地质学保持了同步,在中国当代地质学史上留下了痕迹,完善了中国地质学的理论,也滋养了后人。

    为国家找矿

    今天看来,20世纪的中国对矿产资源的需求出现过两次高潮:第一次是在30年代,抗战前国民政府为建立自己的工业体系开展了矿产资源勘查工作;第二次是新中国成立后,由于西方国家的封锁,为建立新中国的工业体系,开展了大规模的矿产资源勘查开发工作。新中国工业体系初创时期的20世纪50年代到70年代,是中国矿产资源工业的黄金时代。

    肖序常于这个黄金时代里走出了自己的黄金时代。

    1952年8月,从重工业部中分设出来的地质部正式成立。也是这一年的8月,从北京大学地质系毕业的肖序常到达地质部直属的641地质队工作(甘肃白银厂),正式参加野外勘查工作。某种意义来讲,这是他职业生涯中的处女地。

    肖序常满腔热情地投入到新中国的找矿勘探工作中去。

    那时的大西北一片荒芜,各方面条件都极为艰苦,蔬菜、肉食极为匮乏,经常食用干菜或者咸菜,新鲜菜、肉很少见到;缺乏饮用水,饮水要从40~50公里以外的黄河运来,有一辆敞篷的大解放车资助地质队,因为所处的地方是大型硫化矿床,所以,矿区水硫酸根含量很高,饮后容易让人产生腹泻,长期饮用,则致使头发脱落;住宿不但没有像样的宿舍,还十分拥挤,地质、物探和测量等人员挤在60~70平方米的旧老君庙里。

    宋叔和等老同志的家都在南京,入冬年关,肖序常就对他们说,我们留下来,你们回家过年吧。但是后来年轻的地质人中,最终也就肖序常一个人留下来了。肖序常就带着两个工人在那儿填图,因为第二年要上钻,而没有大比例尺地质图就不能打钻,肖序常说:“所以要赶着把1:2000和1:5000的地质图填出来。只有打钻,才能搞清这个地方究竟有多少矿。”而那时候填图,也没有现在这些现代化的工具,肖序常他们就看望远镜测量。

    因为肖序常的坚持,在短时间内完成了矿区大比例尺地质填图,所以第二年初在矿区建立了小型岩矿鉴定分析室,短短数月内进行了岩矿鉴定、分析测试和综合研究等基础性研究工作,为1953~1954年白银厂含铜黄铁矿型大型铜矿床的顺利勘探,乃至尔后的开发,提供了确切的、有用的实际资料。

    肖序常和两名工人,三个年轻人守在一起过春节。快过年了,肖序常对两位工人说:“我们去县城把头发剪一剪吧。”

    坐在车里走了好长时间,终于到了距离白银100多公里的兰州市,坐在理发店里。一批两批三批,排在他们后面的人都剪完头发走了,还没给他们剪。肖序常就问那个老板怎么回事?老板说:“你们忙什么?你们不是刚放出来的吗?”

    理发店老板认为肖序常等三人是劳改队的。这让肖序常和工友们很生气。生气以后,也带来思考,反思自己的形象到底是哪里出了问题。但是自然环境那么恶劣,怎样去注意自己的形象?

    1954年3月,肖序常被地质部调回北京,4月在地质部地矿司有色金属处任职。

    1952年中旬至1954年3月,甘肃白银厂工作期间,肖序常工作认真、努力,升任工区组、外围填图组组长;与第一任夫人周天厚建立了恋爱关系。后,两人于北京结婚,育有两女。

    如今,白银厂早已是“白银市”,是新中国唯一一座以有色金属命名的地级市,因为找到了丰富的矿产,也被称为“铜城”,对于肖序常来说,那是他地质人生启航的地方。

    后来,肖序常又去了新疆、内蒙古、西藏等地方,每次出发与奔赴,都是因为国家的需要。

    他在这样的宏观背景里,不温不火地走着自己的道路,完成个人成长与国家使命之间的平衡。

    师承黄李

    也因为在白银厂时的表现和能力,1957年,28岁的肖序常迎来人生另一个大的转折,跟随黄汲清当学术助手。直到黄汲清年龄大了,肖序常当了接班人,再然后,肖序常也培养自己的学生。传帮带就这样走了下来。

    当黄汲清的助手,用肖序常的话说,某种意义上是转行了,因为他曾经是找矿的,而黄汲清是做地质(大地构造)的,但黄汲清的严谨治学精神对其有着深刻的影响。

    在黄汲清的指导下,肖序常参与了《中国大地构造图》及《中国大地构造基本特征》一书的编著。书中系统、详细地划分了中国大地构造的构造单元并论述了各构造单元的特征及其演化,总结了中国大地构造演化的旋回性,以及印支运动与燕山运动在中国大地构造演化过程中的重要性。对区域地质调查、普查找矿及某些重大基础地质问题的研究,均具有重要的指导意义。

    60年代,肖序常参加国家急需矿产铬铁矿的科研项目。在项目实施过程中,他结合中国实际情况,编著了《含铬基性、超基性岩地质构造特征》一书,从大地构造分析出发,对世界(国外为主)主要含铬基性、超基性岩的地质构造特征作了总结,对不同地质时期、不同大地构造阶段含铬基性、超基性岩产出特征、铬铁矿成因规律、赋存状态及找矿标志作了较详细的论述,铬铁矿一直是国家急缺矿产,此书是查阅了大量世界重要铬铁矿特征,并结合中国地质实际情况完成的著作,为铬铁矿战略部署及普查找矿等提供了较重要的科学依据。

    经历过“文化大革命”的人,都知道那不是一个能够安心工作的年代。也许肖序常自认为的“出身不好”恰恰成了能够保护他的原因。因为“出身不好”,所以他为人处事谨慎、小心、温顺,淡名薄利,很少有纷争,由此有了好人缘,让他在“文革”期间并没有受到太多冲击。

    十年里,虽然没有非常固定的任务,但是也有“抓革命,促生产”时需要进行的野外考察,业余时就多读书,此时因大哥肖序刚“一定要学好外语”的教诲而有的很好的英语基础,再次让肖序常的人生又有了新的机遇。中国很多学术因“文化大革命”而停滞不前,但是国际上在发展,他坚持听国际广播,看外文书,所以在那样的背景下,虽然行动上有所禁锢,但是思想领域,他一直与国际同步。

    20世纪70年代初,被誉为划时代地学革命的板块构造学说兴起,肖序常结合中国古造山带对板块构造“登陆”重要的依据——蛇绿岩、高压变质带及其大地构造意义以及有关成矿作用等,在《祁连山古蛇绿岩带的地质构造意义》(1978,地质学报),《藏南日喀则蛇绿岩及有关的大地构造问题》(1980,中法喜玛拉雅考察成果论文集),《喜玛拉雅岩石圈构造演化总论》(专著,1988)等论著中作了详细阐述。

    李春昱是国内较早接受并引入板块构造学说的地质学家,20世纪70年代肖序常开始跟随他从事中国板块构造的研究工作。这时候,板块构造学说引起了众多年轻人的兴趣,与此同时,高考制度恢复,70年代末期,肖序常开始带学生,那时候肖序常还没有招收研究生的资格,很多年轻人是奔着李春昱来的,李春昱年纪大了,肖序常就带学生一起跑野外。

    由此,肖序常挂在嘴边的有一个词:教学相长。他说,学生和老师一起成长,相互促进。肖序常带的第一批学生中的高延林,也认为与肖序常的关系“亦师亦友”。

    肖序常先后培养硕士生7名,博士生5名,如今他们已经在各自领域作出了成绩,成为佼佼者,其中高俊36岁就担任国家“973”计划项目首席科学家,2人获得国家杰出青年基金,1人获得国家优秀青年基金资助。

    学生就像肖序常的一面镜子。

    他们如同肖序常曾经的那样,常年奋斗在西藏、新疆。那是中国最荒凉、苍茫的地方,也是国际地学界关注的中国焦点。

    这支从黄汲清、李春昱传承走来的学术体系,在中国偌大的科研发展系统里,也算是行风稳健、作风清白。学生数量不多,科研成果却是显赫。

    1991年,肖序常被选为中国科学院学部委员。多年来,肖序常曾获全国科学大会奖,省、部级一等奖1项、二等奖2项,李四光地质科学奖,何梁何利奖等。

    总在前沿

    20世纪60年代后期到现在,肖序常一直参与青藏高原及新疆的野外地质工作。

    1979年的秋天,美国加利福尼亚理工学院地质地球物理系C·艾伦教授为团长、纽约州大学地质科学和环境研究系吴大铭教授为副团长的、由著名地质学家和地球物理学家组成的板块构造代表团一行十人抵达中国,他们的主要目的地是中国的西藏。

    因为肖序常的“三会”,即会英语、俄语、德语,肖序常作为中方代表人物带领与陪同。

    1980年年初,庆祝国际地质大会成立100周年暨第26届国际地质大会在巴黎召开,肖序常参与完成的《中国特提斯蛇绿岩及其构造意义》被选为中方三篇大会发言之一,当时正值中国科技界开放不久,论文宣读引起与会地质学家的高度关注。

    同样的时间里,中国地质界开始了大规模的中法合作,肖序常主持中法“喜马拉雅地质构造与岩石圈的形成和演化”合作研究项目,这是多学科喜马拉雅地学考察,历时三年,肖序常作为中方队长(法方负责人先后是Prost和C.J.Alleger教授等),多次深入青藏高原进行野外地质综合考察。

    此为新中国成立后中国地质向世界打开大门的标志性事件。肖序常由此迈进世界地学的大门,获得国际地学界的认同。

    20世纪80年代后期,肖序常先后在内蒙古、新疆以及青藏等地区进行地质科研工作,负责“305”项目中有关北疆地质构造演化项目(含中美北疆地质构造演化及油气地质背景研究)、IGCP-283项目及有关青藏高原构造演化等重大的国内、国际合作项目。

    20世纪90年代,正值中国地质行业发展的低谷期。1996年在北京召开的第30届国际地质大会,无疑是给中国地质工作者打了一剂强心针。时任中国国家主席的江泽民和时任国务院总理李鹏在会议期间接见了中外知名地质学家。肖序常为中国地质科学院代表团副团长,在大会上作了“青藏高原构造演化和隆升机制”的主题发言,大会共计4个主题发言,其中两个中方发言。

    “九五”期间,肖序常负责青藏高原西北缘岩石圈结构、构造演化多学科的探测研究项目,根据深地震反射探测和岩石学及地球化学等综合研究,对当前流行的青藏高原形成、隆升的“双俯冲”模式提出质疑:提出青藏高原西北缘后期(中、上新世后以来)的隆升是由于“岩石圈双向水平挤压”和“拆沉作用”引发的新认识和模式。并与同行一起首次在西昆仑康西瓦断裂带等地新生代火山岩中发现幔源包体和巨晶,为青藏高原西北缘岩石圈三堆结构、演化的研究提供了重要信息。

    目前挂在肖序常心上的是对西部等地区短缺矿——铬铁矿前景的评价及油气能源成藏地质背景,以及生油机理的深入研究……这也是广大地质工作者的共同关注的问题。

    用学生高延林的话说,“肖先生在学术上总是有很前沿的精神。他始终是一个弄潮儿”。对于地质的热爱,也让历经中国政治与经济浪潮的肖序常能够“任周边潮起潮落,我自岿然不动”。对于学生及后辈而言,这已成为一种精神的象征,“就像是一个平静的港湾”。

    因为肖序常所关注的恰都是世界地质学所关注的领域,比如青藏高原,比如无机生油机理,肖序常能很快地接收到这些前沿信息反馈出来的能量,并结合中国实际情况作出自己的评价和论证。这些再成为营养,滋养中国地质学人士,而他就像烟火的点燃者,烟火美丽芬芳自由燃放,他又去寻另一方向。

    这也许是众人称道他“淡泊名利、谦逊”的原因。某种意义上,似乎也回应了母亲当年的教诲:不一定要做官,但得做大事。

    1929年出生的肖序常,身体并不硬朗,2015年因为学生翟庆国的及时发现,他被送进医院,诊断为“脑血栓”。他的记忆力也出现了很大的衰退,他偶尔自嘲为“痴呆症”。

    但是这所有的一切,不影响他再去地质的海洋里抓捕跑在最前端的信息,如“无机生油”、石墨烯等,他说:“我们应该开辟新的方向,对传统的科学理论要有勇气和能力去质疑。”

    中国工程院院士多吉说:“80多岁的先生还这样关注前沿信息,并且尝试找出案例、提出论证,其实对于功成名就的人来说,这是有风险的。这件事情最大的益处是丰富科学认知,让后来的年轻人看到榜样、拥有平台。”

    也许只有如此,方能如肖序常所说,“科学才能进步”。

    (作者单位:中国地质调查局中国地质科学院地质研究所)

    ①上世纪60年代,肖序常(左一)与黄汲清一起讨论地质问题。

    ②1980年,肖序常(右一)与法国地质学家在西藏野外考察。

    ③1982年,肖序常(前排左一)与李春昱及研究生合影。

    ④2009年,肖序常(左三)在西藏野外考察。

     

    山高水远,你在路上

    即便已近90岁,医生叮嘱走路须持拐杖,但是肖序常依然每天都要去办公室。虽然家距离办公室并没有那么远,但是对于一个腿脚并不便利的老人来说,也需要走20分钟左右。

    肖序常的家在一幢老建筑楼的二层,没有电梯,好在到了中国地质科学院以后,可以坐上电梯,下了电梯,再走到自己在三楼的办公室。

    这个年龄,这样的身体,也许在办公室,并不一定有什么效率和产出,但是在不能去野外的情况下,在去办公室成为习惯的过程中,每天都在办公室里,也成为了一种寄托。就像他在办公室里总是会对学生或者其他晚辈说的那样:“做地质的,不去野外怎么行?”反映在此时的肖序常身上就是,怎么能不去办公室呢?那里有他多年地质工作的成果和痕迹:摊开的地质图、地质图上的放大镜,办公桌上那一摞摞的书等等。

    每次见,都像是第一次见。一样的事情再说一遍,就好像是按下了重说键。

    每次的情绪起伏点也一样,比如说哥哥肖序刚对其好以及不好的影响、去甘肃白银厂初涉为国找矿虽然艰苦但苦中有乐的自豪感、中法合作中美合作期间带队去国际地学界都关注的西藏时的见闻、铬铁矿寻找的担忧,以及蛇绿岩与无机生油之间关联论证的焦虑等等。如果说人的生命是一条直线,这些明显就是那条直线上隆起的各个部分。

    正是它们一起组成、构建了属于肖序常特有的一生。因为年龄,已有严重衰退或者受到严重损伤的记忆力里,它们就像是海洋里的石头,硬硬的,一直都在。

    肖序常会觉得他的学术生涯似乎是一个圆,因为到最后他的兴趣点又回到了他学术刚启程时的起点,都与油气有关。他实习是在玉门油田,历时5个月,还写了学术生涯中的第一篇论文,现在他最挂心的是蛇绿岩与石油之间的关联,他认为自然界中“费托效应”是存在的。

    使肖序常思想转变的是,上世纪90年代初在美国新墨西哥州召开的“国际大陆科学钻探”大会。会议期间,肖序常获悉前苏联乌克兰顿湟茨盆地前寒武纪结晶基地(深3000~4000米)花岗质岩石、角闪岩以及外喀尔巴阡山等火山岩中发现了较大油气田;对此,他与前苏联与会地学家就前寒武纪微体古生物及深部“排气作用(The Outgassing Function of the Earth)”以及非沉积地层(火成岩)成藏等进行了讨论,深受启发。

    鉴于油气需求量日益增长,肖序常认为应该尽快有权威论证出来。

    肖序常有一个手写的笔记本,它每天都摊开在他的办公桌上。肖序常说他希望能快点把相关的文章写出来,科学就要走出曾经成果的禁锢,勇于开拓新的方向。“最重要的是,天上飞的,地下跑的,以及水上航行的,没有油气怎么行?一个国家的发展没有油气,主要靠进口,怎么行?”

    2003年,肖序常获何梁何利基金会科学与技术进步奖之地球科学奖,奖金20万元。肖序常曾设想将所获奖金拿出来成立专项基金,以资助青年学子做科研,种种原因,设想未能实现。此为肖序常至今认为是遗憾的事情。

    类似想法在肖序常这里并不突兀。

    改革开放初期,因为“三会”,即会英语、俄语、德语,肖序常有各种去国外讲学、交流的机会。那时去国外的硬件,比如说大衣、皮箱等,都是单位暂借给他,但国外的讲学报酬,回国后他就捐了。

    女儿肖芹回忆说:“也许是钱的数额太大了,因为可以买一辆小汽车了。”时间进入21世纪,肖芹希望父亲能帮她凑一笔钱买一辆汽车,“发了工资就还”,虽然数目并不大,但是肖序常拿不出来。

    女婿张洪涛被肖序常认为“非常优秀,比我优秀”。一定意义上如同岳父对他的欣赏一样,张洪涛也一样敬重自己的岳父,“他是一个大科学家,大才子”,但是“他不是一个称职的父亲”。

    两个女儿的学习、工作等,肖序常没有很好地参与,更不要说扶助。张洪涛说:“可能对他来说,家庭生活可有可无。他这一辈子,就是做科学、做业务。”

    就像是一面鲜明的旗帜,爱国、爱人民曾经引导着老一辈人进行各种精神追求。要热爱、要奉献、要忍让、要吃亏、要大度等,也由此成为老一辈人的人生哲学。只是这样的旗帜,在互联网时代,在市场经济、消费主义盛行的今天,似乎正在被淡忘,而这样的精神追求和人生哲学,甚至被认为不合时宜。

    也或者说,在当下这个时代,人们并不知道怎样可以像肖序常那辈人那样,“即使遭遇种种,依然执着与热爱,且无怨无悔。”

    也如高延林参照老师一生的事迹,于某个夜晚思考时,问自己的一句话:“我做到了吗?谁做到了?”

    《中国科学报》 (2017-12-04 第8版 印刻)

    肖序常:山高水远路多花
      川藏铁路工程是我国正在规划建设的大型重点工程,该工程的规划建设采取分段建设的思路。进入21世纪后,随着青藏铁路的开工建设和运行,川藏铁路也开始进入正式规划设计阶段,成为新时期国家实施西部大开发综合交通运输体系的重要组成部分。目前该工程正在有计划地顺利进行:成都至雅安段城际铁路已开工建设、雅安至康定段完成定测、川西地区正在进行线路比选,拉萨至林芝段已完成初勘,昌都至林芝段作为长远规划设计。由于受青藏高原隆起的影响,该区地壳变形十分强烈、构造应力场复杂,地质环境非常脆弱、地质灾害频生,铁路工程建设在很大程度上受到新构造运动及内外动力地质作用产生的各类地质灾害的制约。

      为发挥地质调查工作以防灾减灾需求、服务国家重大工程建设的导向作用,在中国地质调查局的部署下,于2013年启动了“川藏铁路活动断裂调查与地质灾害效应评价”子项目,隶属“重要活动构造带地质灾害与区域地壳稳定性调查”工程。

      一、西藏林芝地应力台站建设概况

      地应力是深埋隧道、围岩变形等工程病害的控制因素,因此,地应力实测数据是重大工程规划和实施的基础资料。在川藏铁路工程建设的重要构造位置和区段开展地应力测量和监测工作是保障其安全建设的重要技术支撑。2014年8月初,地质力学研究所完成了川藏铁路林芝八一测点的地应力测量及实时监测站建设工作,获得了测点及其附近地应力赋存状态及分布规律。在此之前,该研究区内未开展过地应力实测工作,林芝八一地应力测量工作的开展不仅为川藏铁路工程建设提供了基础资料和重要依据,同时也填补了该区地应力实测数据的空白(图1)。


    图1  西藏林芝地应力孔位置

      地应力测量结果表明(图2,图3),该区最大水平主应力值为3.74~12.62MPa,最小水平主应力值为2.74~7.88MPa,总体来看,水平主应力占主导;林芝八一主应力随深度增加整体表现为逐渐增大,但相关性不高,显示应力值波动较大,主要受测点所处地形地貌及岩体结构的影响,造成局部应力集中或应力释放。主应力方向为NNE向,一定程度上反映出区域构造应力场特征,除受背景构造应力场环境的控制以外,主应力方向还受到局部地形地貌、地质构造条件的影响而在部分测段表现为应力方向偏转。利用库仑滑动准则讨论了断层摩擦滑动的可能,当断层摩擦系数弱化到一定值时,将达到断层失稳的条件,且测点邻近断裂很有可能成为理想滑动面。根据以上测量和分析结果,林芝八一测点地应力状态受地形地貌及断裂影响较大,在工程建设实施过程中,应充分结合地质构造等因素综合分析。
        


      在地应力测量的基础上,确定地应力实时监测的位置,进行了孔内地应力监测设备的安装,并完成台站建设(图4)。该点监测深度为94.10m,采用四分量压磁地应力监测探头。探头1、探头2、探头3和探头4之间夹角分别为45°,探头1位于NW290°,探头2位于NE20°(监测深度水平最大主应力方向),探头3位于NE65°,探头4位于NW335°。通过GPRS实时数据传输,对该区地应力相对变化进行实时监测,为工程建设及安全运营提供技术支持。
       


      二、西藏林芝地应力台站运营正常,并获取尼泊尔Ms8.1级强震远场应力变化特征

      2015年4月25日下午14:11尼泊尔发生Ms8.1级地震(北纬28.2°,东经84.7°),此次地震震中距离林芝地应力台站约1000km(图5)。根据台站地应力实时监测数据表明,地震发生后,四个监测方向应力值发生了明显降低变化(图6),反映在西藏林芝地区100米深度范围产生了同震应力松弛现象。2015年4月25日下午14:00-15:00,监测深度94.10m四个应力方向监测数据变化情况(小时值)为:NE20°方向地应力相对大小减小了约95kPa,NE65°方向地应力相对大小减小了约30kPa,NW290°方向地应力相对大小减小了约25kPa,NW335°方向地应力相对大小减小了约10kPa,目前该台站各方向地应力监测数据变化幅度较小,相对稳定。另外,地下水位在震后(整点)也发生了相对变化,震后1小时降低了4cm,震后10小时降低了16cm(图7)。


    图5  地应力监测台站与地震震中相对位置图



      目前西藏林芝地应力实时监测台站已进入正常监测运行阶段,为拉萨块体地应力变化的监测起到了重要的作用。项目组进一步分析该台站的地应力初测值、相对变化值,结合川藏铁路沿线及邻区活动断裂、地质灾害调查结果,开展区域构造应力场反演分析,评价铁路沿线及邻区地壳稳定性,深入剖析活动断裂的地质灾害效应及其控灾规律,为重大工程规划提供科学依据和相关地质资料。

    川藏铁路项目完成西藏林芝地应力台站建设并获取尼泊...