聚焦深部探測技術與實驗研究專項成果

2021-01-17 和訊網

  在中華民族實現偉大復興的徵程上,科技創新始終是座不滅的燈塔。

  新中國幾代科學家都在夢想著中國能夠重放「四大發明」的榮光。

  4月16日,在北京舉行的深部探測技術與實驗研究專項成果匯報交流會,即將完美收官的專項碩果纍纍,讓我們自豪地看到:地球深部探測,中國與世界同行。

  在地質春天裡,開啟中國深部探測新時代

  中國的深部探測項目,啟動於地質事業春風浩蕩的季節。

  2008年,為落實《國務院關於加強地質工作的決定》中「實施地殼探測工程,提高地球認知、資源勘查和災害預警水平」的戰略部署,在財政部、科技部支持下,國土資源部啟動了深部探測技術與實驗研究(SinoProbe)專項這個歷時5年,下設9個項目、49個課題、118個專題,總經費超過12億元的專項,是國際上規模最大、多學科聯合的地球深部探測計劃。

  事實上,深探專項的啟動,不過是中國「入地」計劃的「小荷才露尖尖角」。作為一項培育性啟動計劃,其最終目的,是要為未來更為恢弘的中國「地殼探測工程」儲備有關技術、裝備與人才。

  因此,專項啟動之初,即設定了明確的目標和任務:為「地殼探測工程」做好關鍵技術準備,研製深部探測關鍵儀器裝備,解決關鍵探測技術難點與核心技術集成,形成對固體地球深部層圈立體探測的技術體系;在不同景觀、複雜礦集區、含油氣盆地深層、重大地質災害區等關鍵地帶進行實驗、示範,形成若干深部探測實驗基地;解決急迫的重大地質科學難題熱點,部署實驗任務;實現深部數據融合與共享,建立深部數據管理系統;積聚優秀人才,形成若干技術體系的研究團隊;完善「地殼探測工程」設計方案,推動國家立項。

  一切工作,都圍繞上述核心任務展開。

  5年間,來自118個科研機構的近萬名研究人員、技術人員、施工人員,在青藏高原,在沙漠戈壁,在森林泥沼……歷盡艱難,百折不回。

  隨之而來的,是一連串的收穫:研究、實驗了地殼與地幔深部探測的一系列技術方法,積累了豐富經驗,大大加快了我國深部探測的進度,深反射地震剖面5年完成了比過去50年還要多的工作量,開創了深部探測領域的一個又一個第一。

  「第一」接踵而至,中國地學國際地位悄然變化

  「第一」,是個讓人心動的字眼;然而「第一」曾缺席中國地學科技界很久。今天,深部探測專項,讓中國地學科學家重新領略了一把世界「第一」的無限風光。

  深探專項使我國躋身世界深部探測大國行列。專項僅耗時5年就完成了6000公裡「穿透地殼」的深反射地震剖面,使我國深反射地震剖面總長達到1.1萬公裡。放眼全球,只有美、俄、英、意、德、加、澳等國,完成剖面總長超過1萬公裡,屈指可數。隨剖面而來的,是資源發現、環境監測、災害預警、地球認知等領域的一系列開創性成果。

  通過引進、消化、吸收、再創新,深探專項探索出了一條自主研發裝備技術的成功路徑,打破了國外技術壟斷。如深部探測地震、地面電磁、無人機航磁等關鍵儀器和萬米科學鑽機,性能指標與國外同類產品相當,甚至更勝一籌。5年間,專項獲得發明專利51項、實用新型專利18項、軟體著作權21項。

  深探專項第一次系統建立了適應我國大陸複雜地球結構的立體探測體系,探測能力與國際同步。對應我國大陸不同深度、不同結構、不同地質條件,專項成功實驗了不同物性參數和方法的探測技術流程,建立了陣列式、大陸電磁參數標準網高精度觀測方法和精細、規範化的數據處理及反演技術,實現了共震源深地震反射和寬角反射與折射地震同時接收的聯合採集,並得到了國際同行認同。

  專項第一次建立了4°×4°覆蓋全國大陸範圍的大地電磁標準網,獲得了海量全國物性基礎數據。不僅如此,專項還建成了目前世界上密度最大、精度最高的大地電磁陣列華北和青藏高原1°×1°大地電磁觀測網。

  專項第一次按照國際標準,建立了覆蓋全國大陸的地球化學基準網,分析測試水平世界領先,獲得一批高質量的全國地球化學基礎數據。專項還首次建立了化學地球的數字表達。

  專項第一次系統建立了大型礦集區立體探測技術方法體系和示範區,使礦集區「透明化」技術日臻完善;建立了南嶺於都—贛縣、廬江—樅陽、銅陵礦集區立體探測示範區,揭示了大型礦集區三維精細結構和成礦動力學過程。這些得到了鑽探驗證的成果,為開闢「第二找礦空間」、實現地質找礦突破提供了有力技術支撐。

  專項第一次系統建立了青藏高原東南緣和北京周邊首都圈現今深孔地應力監測區域網,自主研發了新型地應力監測裝備,取得了高質量深井地應力測試數據與原地應力隨深度變化規律;第一次建立了亞洲最大規模的地球動力學數值模擬平臺,實現全球、區域、局部尺度的三維地球模擬的跨越,為我國地殼活動性監測和地震預警提供了新的技術路線。

  在西藏、安徽、江西、甘肅,專項科學鑽探打下了一個又一個的「金柱子」,創造了多個區域深度第一的紀錄,實施了全國最大深度之一的金屬礦科學鑽探,實現了鑽探技術的多項原始創新。

  ……

  專項的科研成果,在迅速轉化為生產力:首次確認了含鉻鐵礦高壓蛇綠巖套新類型,為鉻鐵礦找礦突破提出新方向;證實了南嶺成礦帶「五層樓+地下室」的找礦模式並發現厚大礦體,戰略指導意義重大;在廬樅火山巖鐵硫礦集區發現深部正長巖鈾元素富集帶,為深部找鈾、重新認識火山巖型成礦體系和建立成礦模式提供重要線索;發現並圈出北方巨型的稀土元素地球化學異常塊體,指示了超大型礦床的突破空間位置;穿透大慶盆地在含油的白堊紀盆地之下發現殘存的沉積盆地,為「大慶之下找大慶」提供戰略依據……

  原始創新,解決懸而未決重大科學問題

  原始創新是衡量科研質量的關鍵指標。

  5年間,專項的許多創新,解決了我國大陸地殼與巖石圈構造長期懸而未決的一些重大科學問題讓全世界地球科學家著迷的問題。

  首次獲得的青藏高原莫霍反射界面,證實青藏高原腹地的地殼厚度為60~65 公裡,比原來估計的厚度要淺;而揭示出的東北巖石圈東部古太平洋(601099,股吧)板塊向西、西部鄂霍茨克洋向東的雙向相對俯衝的結構,則首次為松遼盆地大地構造背景和演化,提供了全新的深部科學依據。

  四川盆地發現的揚子克拉通內部的古俯衝帶,將現今地殼結構時間記錄延伸到元古代;而華南雪峰山中地殼發現的連續強弧形反射層,可能揭示了更古老的隱伏造山帶。

  西秦嶺造山帶下地殼和莫霍面疊置的縮短結構,挑戰了青藏高原東北緣物質逃逸的「下地殼隧道流」模式;而華北深地震反射剖面,則揭露了板塊匯聚、大陸地殼增生的深部過程。

  大地電磁觀測發現鄂爾多斯(600295,股吧)巖石圈異常導電性結構,為研究正在破壞的華北克拉通演化機理提供了重要依據。而首次發現我國楚雄-蘭坪盆地白堊紀/古新紀界面銥異常,則可能提供小行星撞擊證據。

  根據大陸科學鑽探發現的深部地幔物質,提出了金剛石成因分類的第三種類型蛇綠巖型金剛石;而流動體系高溫高壓流體與巖石反應動力學實驗,則揭示了中地殼出現高導—低速層的可能成因……

  這些地球科學的重大發現和重要認識,凝結成了500多篇見諸眾多重要期刊的論文。這其中,包括150多篇SCI論文和30多篇EI論文。

  嚴管與開放並舉,地殼探測工程只待東風

  如果缺乏有效的管理,很難想像專項這個容納了近萬人的「龐然大物」能夠有條不紊地運作。

  毫無疑問,「大科學計劃」管理運行模式,是深探專項貢獻給中國科技界的又一筆寶貴財富。

  據介紹,專項以國家目標為先,按「頂層設計、高端綜合」的原則部署分項目,目標落實自上而下、逐層分解,採取技術先導、多學科合作的技術途徑,實現了多部門合作、分級管理,做到了科學探測與科學普及並行,集中探測、數據共享。

  「國內平臺、國際合作」開放的模式,推動著深探專項走向國際舞臺。

  通過在美國地球物理學會年會、國際地質大會、歐洲地球科學聯盟大會等國際平臺的交流,通過與國際主要地球探測計劃和機構合作,深探專項已經成為目前世界上規模最大的地球深部多學科聯合探測的科學活動之一,多名國際頂級科學家擔任專項的科學顧問。聯合國教科文組織、國際地科聯、國際巖石圈計劃、國際地學計劃、國際大陸科學鑽探計劃、美國科學基金委、美國地震學聯合會、美國地球探測計劃、美國地質學會等國際組織的負責人先後專訪深部專項。2011年11月,深探專項發起的國際巖石圈深部探測研討會在北京成功召開,發達國家國際深部探測計劃的首席科學家悉數出席,充分展示著,在深部探測研究領域,中國「與世界同行」。

(責任編輯: HN666)

相關焦點

  • 我國深部探測技術與實驗研究與國際同步—新聞—科學網
    專項被認為是我國由地質大國向地質強國轉變的標誌性重大地學計劃,在世界地球科學領域具有很強的影響力,具有經濟社會意義巨大創新價值,在大科學計劃組織實施方面做了有益的探索,為實施「地殼探測工程」重大科技專項奠定了堅實基礎。專項被兩院院士評為「2011年度中國十大科技進展」。「深部探測技術與實驗研究專項與國際同步」,獲得中國地質科學院2012年度十大科技進展的特別進展。
  • 我國成立地球深部探測中心 致力於發展深部探測技術
    【每日科技網】   中國地質調查局、中國地質科學院地球深部探測中心29日成立。該中心將致力於發展深部探測技術,創新地球科學理論;開展深部地質調查,拓展能源、資源和國土資源利用空間;搭建深部探測平臺,培養人才,促進國際交流。
  • ...阿爾泰增生造山帶大宗礦產資源基地深部探測技術示範」項目啟動
    2018年10月16日,由新疆自然資源與生態環境研究中心牽頭承擔的國家重點研發計劃「深地資源勘查開採」重點專項(簡稱「深地專項」)「天山-阿爾泰增生造山帶大宗礦產資源基地深部探測技術示範」(2018YFC0604000
  • 深地探測:探索大地蘊藏的奧秘(圖)
    科技部部長萬鋼在1月19日舉行的全國科技工作會議上表示,2013年將力攻深空、深海、深地等領域的重大關鍵技術,不斷拓展中國發展的戰略空間。「深地」概念逐漸走入公眾視野。2008年開始,我國「深部探測技術與實驗研究」專項啟動,揭開了中國挺進地心的序幕。
  • 到地球深部找答案(關注·探秘「三深」·②深地)
    董樹文是中國地質科學院副院長,他現在一個更引人注意的身份,是我國「深部探測技術與實驗研究」(以下簡稱「深部探測」)專項首席科學家。深部探測,這項中國地學史上最大的科學項目,代表著當前我國地球深部研究的最高水平。
  • 探測地球深部:看如何給地球做「CT」
    探測地球深部:看如何給地球做「CT」 人類有一個「毛病」,總想窺視物體內部的結構。用大刀切開一個西瓜,綠皮紅囊黑子的排布就一目了然了。人體不是西瓜,不可隨意切開,因為碰一碰肉體中的神經,也常常令人痛苦難堪。
  • 地球深部探測 了解地球內部奧秘
    19世紀,儒勒·凡爾納的科幻小說《地心遊記》描寫了人類到地球深部進行探險的故事,與《地心遊記》中對地心熔巖、火焰等新奇想像相比,人類對地球內部的真實了解還遠不夠豐富。科學家們是如何了解地球內部結構的?利用深地震反射技術如何得到地球深部的結構圖像?
  • 南科大景志成團隊在地球深部碳循環研究領域取得重要進展
    近日,南方科技大學地球與空間科學系副教授景志成團隊及合作者在地球深部碳循環研究領域取得重要進展,相關研究成果在國際頂級學術期刊《美國科學院院刊》(PNAS) 上在線發表。碳是構成地球生物和化學能源的基本元素,亦是影響全球氣候變化的主要因素。
  • BCEIA2017重大科學儀器專項階段成果「集體閱兵」
    各專項以需求為牽引,以應用為導向,立足重大科學儀器設備產品開發和產業化應用推廣,通過系統集成、工程技術研究和應用開發,已形成部分質量穩定可靠、功能豐富的產品。  此次BCEIA期間,僅對部分儀器專項項目取得的階段性成果進行統一展示。共展出來自41家科研院所、高校企業承擔的44個項目所開發的質譜、光譜、色譜等儀器以及光柵、質量分析器、檢測器等關鍵部件共計126臺( 套/ 件)。
  • 【走向深部】我國初步構建大陸地殼/巖石圈結構框架
  • 向地球深部進軍!中國鈾資源科學探測最深孔開鑽
    12月15日,我國鈾資源探測領域設計施工的最深孔——中國鈾礦3000米科學深鑽開鑽儀式在江西省撫州市樂安縣相山鈾礦田順利舉行。 「中國鈾礦3000米科學深鑽項目是核地質系統向深部找礦進軍的一大戰略舉措。」中核集團核工業北京地質研究院院長、項目總負責人李子穎在啟動儀式上表示,中國鈾礦3000米科學深鑽的實施對獲取深部地質結構和鈾多金屬成礦信息,全面提升核地質深部探測技術和鑽探工藝技術水平具有重要科學意義。 相山礦田作為我國最大的火山巖型鈾礦田,對我國鈾資源保障具有非常重要的作用。
  • 地球深部探測——深反射地震剖面揭露大陸地殼演化
    報告題目:地球深部探測——深反射地震剖面揭露大陸地殼演化報告人:高銳 院士時間:2017年4月6日 上午9:30地點:地質宮449主辦單位:地球探測科學與技術學院報告人簡介:地球物理學家。中國地質科學院地質研究所研究員、巖石圈研究中心主任。
  • 中國地科院將創建國家地球深部探測中心—新聞—科學網
    中國地質調查局黨組成員、總工程師,中國地質科學院黨委書記、副院長嚴光生在會上指出,「建設國家地球深部探測中心是貫徹落實黨的十九大精神,落實『向地球深部進軍』是我們必須解決的戰略科技問題總要求,是深入推進創新驅動發展戰略和國家創新體系建設的必然要求。」
  • 首顆龍蝦眼聚焦X射線技術衛星成功入軌工作:將深度探測暗物質信號
    該衛星將成為國際上首顆在軌工作的、應用了龍蝦眼聚焦X射線技術的空間探測衛星。據介紹,「龍蝦眼X射線探測衛星」由南京大學天文與空間科學學院領銜聯合香港大學太空研究實驗室、上海埃依斯航天科技有限公司等中國空間科學與空間探測領域的優秀團隊,歷時五年研製成功。
  • 火星探測、航班化航天運輸! 西電人聚焦航天科技前沿研究
    會上,西電航天人面向航天科技前沿研究做主旨報告、特邀報告,共同聚焦中國航天事業未來發展。首日5場主旨報告 西電校友2場引轟動9月18日, 2020年中國航天大會主論壇暨開幕式舉辦,航天界的領軍人士匯聚一堂,深入探討航天未來願景,廣泛推動航天領域合作。
  • 中國石油大學(北京)聚焦油氣智能鑽井變革性技術
    中國石油大學(北京)校長張來斌指出,該項目是學校第二個變革性技術關鍵科學問題專項項目,是學校科學研究「搭建大平臺、承擔大項目、凝聚大團隊、取得大成果、做出大貢獻」理念的體現,必將為學校學科建設和人才培養提供有力支撐。學校專門成立了人工智慧學院,支持國家油氣領域人工智慧領域的科學研究和人才培養。
  • 《自然》發表同濟大學深部生物圈合作研究成果,揭示海洋下洋殼巖石...
    《自然》發表同濟大學深部生物圈合作研究成果,揭示海洋下洋殼巖石中的深部微生物及其生存策略 來源:海洋與地球科學學院   時間:2020-03
  • 科技創新人物 | 呂慶田:探向地球深部
    在國家重大需求和科學探索雙重背景下,近20年來,呂慶田和他的團隊以我國東部長江中下遊成礦帶和西部東準噶爾成礦帶為探測對象,在成礦系統理論框架下開展了多尺度地球物理綜合探測和研究,在陸內成礦系統的三維結構、深部找礦思路和找礦發現等方面取得重大進展。
  • 中國鈾資源探測取得新成果,將摘掉「貧鈾國」帽子
    據媒體報導:近日,從中國核工業集團傳來消息,我國鈾資源探測領域設計施工的最深孔——中國鈾礦3000米科學深鑽(CUSD2-1)開鑽儀式日前在江西相山鈾礦田舉行。有專家表示,這是核地質系統向深部找礦進軍的一重大戰略舉措!
  • 黃大年科研團隊:吉林大學地球探測與信息技術科研團隊
    為宣傳「黃大年式科研團隊」的先進事跡,「不負習近平總書記在兩院院士大會上的提出的殷切期望,勇做新時代科技創新的排頭兵,用實際行動為建設世界科技強國貢獻力量」,展現吉林省在科技、人才方面厚重的愛國傳統、資源優勢和代表性人物,讓愛國精神、科學精神、奉獻精神深深植入吉林省幹部群眾的情感世界和精神血脈,吉網、吉刻APP推出「心有大我 至誠報國」系列報導,本期聚焦的是吉林大學地球探測與信息技術科研團隊