国土资源科技,以优势特色服务社会
——2008年国家科技进步奖国土资源部三项目综述
来源:地勘导报
作者:水木
发布时间:2009-01-19
在1月9日国家科学技术奖励大会上,国土资源部“中国大陆科学深钻的科技集成与创新”、“南岭地区钨锡多金属矿床研究与勘查评价”和“三峡库区重大地质灾害防治与监测关键技术”等三个项目获得了2008年国家科技进步二等奖。这三个项目凝聚了多家科学研究院所科学家们集体的智慧和创造力,在国家科学工程、矿产资源评价、地质灾害防治与监测等领域发挥了重要的作用。国土资源科技事业以其优势特色为国民经济发展和社会进步作出了越来越多的贡献。
中国大陆科钻一井终孔深度达5158米
中国大陆科学钻探工程于2001年6月25日开钻,在中国地质调查局、中国地质科学院地质研究所、中国地质科学院勘探技术研究所、中国地质大学(武汉)、北京探矿工程研究所、国家地质测试中心、中国石油化工股份有限公司等单位协作努力下,经过许志琴、王达、杨文采、张伟、杨经绥、金振民、张晓西、刘福来、杨甘生、张泽民等多位主要科技人员1353天的拼博奋斗,2005年3月8日,科钻一井终孔深度达到5158米,超额完成了既定的钻进目标。该工程在科学研究领域取得了许多创新性成果及重大发现,受到国内外地学界的高度重视。
中国大陆科钻工程主要有以下科研成果:第一,揭示了50种类型的岩石,在1600~2000米深度新发现400米厚的新的金红石矿层。首次在世界上超高压变质岩区建立深入地下5000米精细的由岩性、地球化学、氧同位素、构造变形、矿化、岩石物性、测井、地震VSP剖面和地下流体等系列剖面组成的金柱子。第二,证明苏鲁地区曾发生大陆地壳三维空间巨量物质深俯冲至100公里以下地幔中壮观地质事件。第三,提出大陆板块穿时性及多层性俯冲与折返的新模式。第四,提供了精细地震和地质构造解释结果及波速模型;在国内首次利用科学钻探验证了结晶岩区地震强反射层与韧性剪切带和岩性界面有关。第五,在中国第一井中,记录到了2004年12月26日4100公里之遥的印尼苏门答腊9.3级特大地震引起的深部地下流体异常,为世界上唯一记录这场地震远程效应的深井。第六,与国外科学家合作,在不同深度不同岩性中发现大量极端条件下形成的微生物新家族,在地质微生物研究领域取得重大进展。第七,在中国大陆科学钻探工程主孔的石榴石橄榄岩矿物样品中,发现具有奇特球形外貌来自深地幔的合金和金属氧化物。
多技术集成应用与勘查一体,先后探明了17个(超)大型矿床
“南岭地区钨锡多金属矿床研究与勘查评价”项目由中国地质科学院矿产资源研究所、湖南省地质矿产勘查开发局、江西省地质矿产勘查开发局、湖南省地质调查院、江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队、宜昌地质矿产研究所、湖南省湘南地质勘查院等多家单位合力完成。主要负责人员有毛景文、贾宝华、陈祥云、黄革非、许建祥、潘仲芳、李金冬、李红艳、徐贻赣、许以明。
该项目提出了华南中生代大陆板块内岩石圈多阶段伸展与大规模成矿的新认识。提出由于Izanagi板块向NW俯冲在侏罗纪活动大陆边缘弧后发育一组NNE向岩石圈伸展断裂带,该伸展断裂带与一组EW向古深大断裂的相交部位爆发式地出现与壳源花岗岩有关的大规模钨锡多金属矿床。135Ma之后,由于板块向NNE方向走滑,引致白垩纪岩石圈的大伸展,发育断陷盆地和拆离构造带及其伴随大规模锡多金属成矿。结合物化遥资料,以侏罗纪NNE向和EW向断裂交互部位和白垩纪盆地作为目标圈定了4个找矿远景区。
研究提出了侏罗纪和白垩纪矿集区尺度的矿床组合模式及花岗岩演化与成矿模式。结合土壤—水系地球化学+含矿花岗岩的判别+ETM遥感蚀变信息提取,在找矿远景区内圈定出7个找矿靶区。通过在靶区内进一步评价,不断获得新突破。
在找矿靶区内针对已有矿山尤其是危机矿山深部和外围开展研究,提出了典型矿床模式并结合地质和物探工作,发现了一批新矿床或矿体,如利用蚀变分带和高精度重力测量在柿竹园超大型矿外围发现和探明了金船塘大型锡铋矿;运用矿田构造+矿化蚀变+重力定位岩凸位置方法组合在淘锡坑钨矿深部探明了大型矿脉群,使储量翻五番,危机矿山死而复生。
此项工作集理论创新、多技术集成应用和勘查于一体,不仅发展了成矿理论,也大幅度地提高了矿产资源的勘查水平,先后探明了17个(超)大型矿床。
开展并推广三峡库区地质灾害防治和监测关键技术研究
三峡库区是我国地质灾害高发区。国家重大工程三峡水库建成后,水位抬升100多米,每年水库调度还有30米水位涨落。巨大水体活动和斜坡大挖大填的叠加,扰动了库区地质环境,如何确保库区120万移民新址的地质安全,维护库区社会经济可持续发展,成为全球同行高度关注的科学技术难题。
在科技部、国务院三峡工程建设委员会和国土资源部连续10多年的支持下,中国地质环境监测院、中国地质大学(武汉)、中国科学院地质与地球物理所、长江水利委员会长江科学院、中国地质调查局水文地质工程地质技术方法所积极合作下,“三峡库区重大地质灾害防治与监测关键技术”项目取得了多项成果。
殷跃平、唐辉明、李晓、盛谦、胡瑞林等人完成的这一项目,其主要成果包括:第一,创新集成复杂地质灾害体综合地球物理勘查技术;建立大型地质灾害堆积体物理力学性质试验技术方法,研制的三项配套仪器设备获国家授权发明专利,获取工程地质力学参数,揭示了大型复杂地质灾害体形成演化机理;解决了三峡地区30多座新址由于地质体结构不明、成因复杂而不能按期建设的难题。第二,将蓄水水流、泥沙运移与冲刷塌岸分析相结合,针对全库区十四类岸坡不同变形破坏机理,提出在库水和渗透力作用下滑坡防治新型支挡技术设计理论和方法;建立了适于库区深切沟谷回填增地的超高加筋挡墙设计方法技术。第三,成功探索了确保安全和可持续发展的地灾治理新模式,建立了以预应力主动防护技术为主体的滑坡体防治与结合移民工程建设的综合开发利用工程技术体系,以示范工程和技术标准相结合的方式在库区全面推广;制定了三峡库区首部滑坡防治技术规程。第四,研制地质灾害专用监测设备,建立了实时监测示范区,在库区全面推广,并为全国地质灾害监测预警系统提供了技术支撑。
该项目的主要技术创新点是研发大型地质灾害堆积体物理力学性质测试技术设备,发展了滑坡防治工程设计理论与方法,研制了库水波动条件下地质灾害实时监测预警技术,建立了地质灾害综合防治和综合开发利用技术体系。