中國地質調查局、中國地質科學院2014年度地質科技十大進展新鮮出爐

中國地質科學院

2015年 1月 15—16日, 中國地質調查局、中國地質科學院在北京召開了 2014年度科技成果匯報交流暨地質科技十大進展評選會。經來自國土資源部、科技部、教育部、中國科學院、國家自然科學基金委員會等多家單位的34位院士、專家投票,新思路引領松遼外圍突泉盆地火山巖覆蓋區鉆獲輕質原油等10項成果脫穎而出, 入選2014年度地質科技十大進展。

本次評選的“地質科技十大進展”集中代表了2014年度全國地質調查和地學研究重要進展, 充分體現了地質調查工作在科技創新、成果應用與轉化方面的能力與水平。部分成果發表在國際知名刊物,產生了重要的學術影響; 技術方法和儀器裝備填補了我國相關領域空白, 提高了地質調查評價技術裝備水平; 成果集中體現了科技支撐引領找礦突破、服務生態文明建設的作用, 對社會各界了解我國地質行業為國民經濟發展所作的貢獻、對提高地質行業的社會認知度起到積極作用。

中國地質調查局、中國地質科學院 2014年度地質科技十大進展排名及成果點評如下:

1 新思路引領松遼外圍突泉盆地火山巖覆蓋區鉆獲輕質原油(With new thought,light crude was extracted in the volcanic rock covered area in Tuquan Basin on the periphery of the Song-Liao basin)

中國地質調查局油氣資源調查中心周新桂研究員團隊與沈陽地質調查中心陳樹旺研究員團隊在地質調查項目資助下, 通過重、磁、電、震綜合探測、聯合解譯及綜合研究, 在松遼盆地外圍大面積火山巖覆蓋區圈定油氣遠景區——突泉盆地; 優選目標部署實施突參 1井, 在中下侏羅統鉆獲烴源巖及含油巖心, 經過試油壓裂獲得輕質原油, 實現了火山巖覆蓋區油氣資源調查重大突破, 引領帶動了石油公司對新區新層系進行勘探投入, 對松遼盆地外圍油氣勘探開發起到了重要的促進作用。

圖1 突參1井鉆獲輕質原油Fig.1 Light crude extracted in well Tucan 1

2 4500米級深海無人遙控潛水器“海馬號”海試成功(4500 m-level deepwater ROV Seahorse passes the sea acceptance trial successfully)

中國地質調查局廣州海洋地質調查局陶軍教授級高級工程師團隊在國家“863”計劃重點項目資助下, 聯合上海交通大學和浙江大學等單位, 經過6年的艱苦攻關, 突破了深海無人遙控潛水器的相關核心技術, 成功研發了迄今為止我國系統規模最大、下潛深度最深、國產化率最高的無人遙控潛水器——“海馬號”。2014年“海馬號”3次下潛到南海中央海盆 4500 m的海底, 圓滿完成各項海試作業任務, 可靠性、穩定性、適應性達到國外同類無人遙控潛水器技術水平, 成為我國深海技術裝備領域新的標志性成果。

圖2 海馬號ROV圖解Fig.2 Diagram of ROV Seahorse

3 構造巖相帶新認識指導西藏羅布莎鉻鐵礦找礦實現重大突破(With new understanding of tectonic-lithofacies zone, prospecting in Luobusha chromite ore deposit,Tibet, makes a major breakthrough)

西藏自治區地質礦產勘查開發局第二地質大隊張能軍高級工程師團隊在地質調查項目資助下,研究羅布莎鉻鐵礦區含礦構造巖相帶與礦體空間分布規律, 配合重磁電綜合解釋, 圈定深部找礦勘查區, 經鉆探驗證發現重大隱伏礦體, 實現鉻鐵礦找礦重大突破。在羅布莎礦區發現和評價Cr-80等多個鉻鐵礦盲礦體, 控制礦體長達160 m, 斜深300余米, 礦體品位40%～55%, 礦石類型主要為冶金級致密塊狀鉻鐵礦; 引領企業跟進勘探, 提交鉻鐵礦資源量 201.77萬噸。在香卡山礦區發現 Cr-166等6個鉻鐵礦體, 估算鉻鐵礦石資源量25.36萬噸, 預測了深部找礦靶區及資源潛力, 使陷入困境的礦山企業重現曙光。

圖3 錸-鋨同位素分析測試Fig.3 Re-Os isotopic analysis

4 科技引領鉀鹽找礦突破取得重要進展(Science and technology leads important progresses in potash exploration)

中國地質科學院礦產資源研究所鄭綿平院士鹽湖團隊在地質調查項目和國家自然科學基金重點項目聯合資助下, 聯合青海省柴達木綜合地質礦產勘查院等單位, 在柴達木盆地西部阿爾金山前第四紀早期地層發現新型砂礫富鉀鹵水層, 根據鉆探資料推算資源量 3.5億噸, 有望成為鉀鹽后備基地。在塔里木庫車凹陷發現厚達百米的古近紀含鉀鹽礦層, 氯化鉀達工業品位鹽層厚度為41 m; 在四川盆地發現三疊系雜鹵石, 既是深層富鉀鹵水鉀重要來源, 更是寶貴的緩釋鉀肥; 對上揚子盆地13個儲鹵構造富鉀鹵水礦進行評估, 估算氯化鉀資源量4917萬噸; 在滇西南勐野井建立鉀鹽二層樓成礦模式, 大幅度縮小陜北奧陶系鹽盆找鉀靶區, 海相鉀鹽找礦突破嶄露曙光。

圖4 勐野井“二層樓成鉀模式”Fig.4 “Two-storey potash-forming model”of well Mengyejing

5 我國地下水污染調查建立全流程現代化取樣分析技術體系(Full flow modernized sampling technology utilized in China’s investigation of groundwater pollution)

中國地質科學院水文地質環境地質研究所孫繼朝、劉景濤研究員團隊在地質調查項目資助下,成功研制系列取樣器并解決痕量組分采集技術難題,發展高效實用的現場調查技術及離線萃取技術, 快速準確地查明了重點地區地下水污染狀況; 通過高分辨率遙感解譯調查土地利用類型與污染源分布;構建了有機分析實驗平臺, 對全國 33個實驗室實現網絡遠程質量監控; 獲國家發明專利2項、實用新型專利 20項, 顯著提高了我國地下水污染調查評價技術水平。

圖5 自主研發的現場固相萃取裝置Fig.5 Solid phase extraction device developed independently by Chinese experts

6 發現世界最大幻龍頭骨及水下覓食足跡(Discovery of Nothosaurs’ largest skull and foraging tracks)

中國地質調查局成都地質調查中心張啟躍、胡世學研究員團隊在地質調查項目資助下, 首次在云南羅平縣發現數百枚保存完好的海生爬行類足跡,證明為中生代幻龍水下覓食留下的遺跡, 成為幻龍類海洋生物水下運動模式的直接化石證據。同時發現世界最大的幻龍頭骨, 說明幻龍類屬三疊紀海洋大型頂級捕食者, 表明中三疊世全球海洋生態系統全面復蘇。相關成果在國際核心期刊《自然—通訊》、《科學—報道》公開發表, 產生了重要的學術影響。

圖6 世界最大幻龍捕食復原圖Fig.6 Restored foraging picture of the world’s largest Nothosaur

7 華夏地塊龍泉地區發現亞洲最古老鋯石(Discovery of the oldest zircons in Asia at the Longquan area of the Cathaysia Block)

中國地質調查局南京地質調查中心邢光福研究員團隊在地質調查項目與國家自然科學基金項目聯合資助下, 在華夏地塊龍泉巖群云母石英片巖首次發現兩顆冥古宙碎屑鋯石。通過高精度測年研究,表明其中一顆為亞洲最古老的鋯石, 年齡為41.27億年; 另外一顆鋯石記錄了地球最早變質事件, 年齡為 40.70億年。兩顆鋯石均具有極高的結晶溫度和異常高的氧逸度, 明顯不同于世界其它地區同時代鋯石, 證明冥古宙地殼性質和構造環境存在多樣性, 為認識地球早期大陸演化提供了新的重要信息。研究成果在國際核心期刊《科學—報道》公開發表, 受到廣泛關注。

圖7 華夏地塊冥古宙鋯石的CL圖像Fig.7 CL images of Hadean zircons in the Cathaysia Block

8 揭示華北古老大陸地殼結構及演化過程(Revelation of the structure and evolution of the ancient continental crust,North China)

中國地質科學院地質研究所萬渝生研究員團隊在地質調查項目與國家自然科學基金項目聯合資助下, 通過精度測年和綜合研究, 在冀東地區發現大量38～35億年形成的碎屑鋯石, 在鞍山地區發現38～31億年多期巖漿活動, 證明鄂爾多斯地塊強烈卷入古元古代晚期構造熱事件, 首次在華北克拉通劃分出三個年齡大于 26億年的古陸塊, 深化了華北克拉通早期地殼演化、殼幔相互作用及沉積變質鐵礦的認識。相關成果在《前寒武紀研究》、《岡瓦納研究》、《美國科學》等國際學術期刊發表, 受到國內外專家好評。

圖8 華北克拉通太古宙早期(2.6 Ga)古陸塊分布圖Fig.8 Distribution of the paleo-landmass in Early Archean (2.6 Ga), North China craton

9 采用高精度綜合探測技術, 首次實現我國管轄海域 1:100萬海洋區域地質調查全覆蓋(With high precision comprehensive detection technology, 1:1000000 regional geological survey is for the first time realized in waters under China’s jurisdiction)

中國地質調查局廣州海洋地質調查局和青島海洋地質研究所采用最先進的多波束、側掃聲納、淺地層剖面、單道地震、多道地震、深海地質取樣等高精度綜合探測技術和統一的技術標準, 完成1:100萬海洋區域地質調查16個圖幅, 首次實現我國管轄海域區域地質調查全覆蓋。查明了海底地形、地貌、第四紀沉積、區域構造、礦產資源、磁力場、重力場等綜合地質要素并編制相關圖件, 整體成果質量達到國際先進水平。首次發現并命名了一批新的海底地理實體, 宣示了國家海洋主權; 發現我國海域存在大量的中—古生界海相沉積地層, 指出了海域油氣勘探新區域、新層位, 圈定了一批油氣資源遠景區, 引領和帶動了我國海洋油氣勘探和開發工作; 利用水深、地質、熱流等最新調查數據, 全面預測了我國海域天然氣水合物資源的有利賦存區,推動了海域天然氣水合物資源勘查工作; 獲取的最新綜合調查資料和成果, 對快速提升我國海洋地質研究水平具有重要價值。

圖9 1:100萬南通幅構造地質圖Fig.9 1:1000000 tectonic geological map of Nantong

10 汶川地震斷裂作用研究取得重要成果(Research on the Wenchuan Earthquake fault makes important progresses)

中國地質科學院地質研究所李海兵研究員團隊在科技部項目、國家自然科學基金項目、地質調查項目聯合資助下, 聯合中國地質科學院地質力學研究所等單位, 詳細研究汶川地震破裂帶性質、破裂過程、地震斷裂帶結構、大地震的斷裂弱化機制與強化作用, 揭示了龍門山斷裂帶的地震斷裂、蠕變斷裂及變形機制, 分析了石墨層與大地震的關系,測出世界上最低的斷層摩擦系數, 首次記錄到大地震后斷裂快速愈合過程信息, 完善了地震斷裂理論,對深化認識汶川地震機理具有重要意義。主要成果在《科學》、《地質學》、《構造物理》等國際核心期刊發表, 產生了重要的學術影響。

圖10 汶川科學鉆探工程1號孔(WFSD-1)巖心中主滑移帶特征Fig.10 Features of the main slid-zone in the rock core of drill hole WFSD-1

圖11 中國地質調查局、中國地質科學院2014年度地質科技成果交流暨十大進展評選會照片集錦Fig.11 Photo gallery of 2014 annual report and exchange on geological sci-tech achievements ＆ Top Ten Geological Sci-tech Progresses Appraisal and Selection of China Geological Survey and Chinese Academy of Geological Sciences