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来源 : 中国矿业报
 日期 :2019-01-03目录

创新驱动,地质科技发展驶入快车道
——改革开放40年中的地质科技创新
朱立新 韦延光

编者按:改革开放的40年,是中国地质调查工作历史上浓墨重彩、成绩斐然的40年。

紧紧围绕党中央、国务院的各项决策部署,地质调查工作积极服务国家重大需求和自然资源中心工作,不断提高科技创新能力,在脱贫攻坚、信息化建设、海洋地质、区域调查等方面取得了一系列重要成果,为党和国家事业发展取得历史性成就、实现历史性变革做出了重要贡献。目前,我国已构建了公益性与商业性地质工作分体运行、中央与地方分工合作的地质工作体系,形成了以保障能源资源安全为核心,陆域与海洋统筹、境内与境外并举,服务各行各业的地质工作新格局。

“改革开放40年积累的宝贵经验是党和人民弥足珍贵的精神财富,对新时代坚持和发展中国特色社会主义有着极为重要的指导意义。”习近平总书记在庆祝改革开放40周年大会上如是说。在改革开放的伟大征程中,地质调查工作也形成了宝贵经验,这是我们推动今后工作的制胜法宝。本报从今日起开设“改革不停顿、开放不止步——改革开放40年的地质调查工作”专栏,在回顾成绩的同时展望未来,为新时代地质调查工作提供有益的经验和思想动力。敬请期待!


改革开放40年,我国取得了辉煌的成就。40年来,地质工作围绕经济社会发展的矿产资源需求、重大工程建设、重大发展战略实施、民生改善服务等重大需求,取得了重大成绩,做出了巨大贡献。

伴随着地质调查服务经济社会建设的不断深入,地质调查科技创新取得了重大成果,实现了跨越式发展,极大地促进了地质科技进步与发展。特别是2012年以来,贯彻落实党的十九大、十八大和全国科技创新大会精神,按照创新驱动发展战略的总体部署,地质调查强力推进重大理论、核心技术、关键装备的创新,取得了系列重大科技成果,使我国地质科技步入快速发展轨道,加快了建设世界地质科技强国的步伐。

四大成效

围绕国家重大需求,聚焦资源环境重大科技问题,加强科技创新工作,实现了重大原创性创新,支撑解决资源环境重大问题取得了显著成效。

(一)地质理论创新取得重大进展

一是能源资源成藏研究方面,提出了天然气水合物“两期三型”、“三相控制”等理论,为圈定水合物找矿靶区、制定试采方案提供科学指导;提出了南方复杂构造区“三位一体”的页岩气富集新认识,建立了5种页岩气成藏模式,支撑南方页岩气调查取得重大突破;提出了北方砂岩型铀矿主要赋存模式,拓展砂岩型铀矿找矿空间。

二是战略性新兴矿产资源成矿理论研究方面,创新提出了“多旋回深循环内外生一体化”成锂新认识,建立了“五层楼+地下室”勘查模型,总结了“多类型、多岩性,多时代、多层位,多因继承,多相复合,多模式、多标志”的三稀资源勘查模式,建立了碳酸岩型稀土矿等成矿新模型,揭示了伟晶岩型稀有金属矿床成矿规律;指导实现甲基卡等硬岩型稀有金属找矿突破。

三是大宗紧缺矿产资源成矿理论研究方面,提出了成矿系列概念,发展了区域成矿理论,为成矿区划和成矿规律研究奠定了重要理论基础;创建了碰撞造山带成矿理论,建立了碰撞型斑岩铜矿、褶冲系铅锌矿等成矿新模型,为青藏高原地质找矿提供了有效的理论指导;建立了玢岩铁矿成矿模式,指导长江中下游地区找矿取得突破;创新了中国东部板内燕山期大规模成矿动力学模型,建立了矿集区矿床模型,指导实现了铜多金属矿找矿的重大突破;创建深部找矿的 “三位一体”找矿模型,为深部找矿提供类比标准,支撑实现了深部找矿重大突破;建立了地球化学块体理论,为区域地质找矿提供科学依据。

四是基础地质前沿研究方面,在青藏高原大陆动力学、前寒武纪地质、造山带地质、生命起源演化、有氧生物起源、鸟类起源与演化、中生代恐龙演化及其古环境、中生代海相爬行类生物群演化、全球界线层型剖面、陆相地层建阶及地层系统完善,岩溶动力学、地下水循环、海岸带地质演化等基础研究领域,取得了一批原创性成果,提升了我国的国际影响力。编制的代表最新研究水平的1∶500万国际亚洲地质图等一批小比例尺基础地质图件和全国地质志、矿产地质志,获得地学界高度评价。

(二)关键技术创新取得重大突破

一是建立了海域天然气水合物勘查技术体系。实现了天然气水合物防砂、储层改造、环境监测等六大技术体系20项关键技术自主创新,其中6项关键技术国际领跑优势明显,有效支撑了我国南海神狐海域天然气水合物勘查重大突破和成功试采。

二是研发了航磁三分量数字补偿技术、航空重力双轴稳定平台技术等18项航空物探核心技术,总体达到国际先进水平,有效支撑了国土资源调查与评价。

三是研发了抗高温高压的固井技术、超深井长钻程取芯技术等,创造深部取芯长度的3项世界纪录,支撑了国际大陆科学钻探计划实施的最深钻井——“松科二井”顺利完钻。

四是研发纳米地球化学观测技术,发展了深部地球化学找矿技术,为深部矿产资源调查评价提供重要技术保障。

五是创新了海量地质数据融合技术,“地质云2.0”上线服务,实现了160多个国家级核心地质数据库的上云共享;建立了数字地质调查技术体系,支撑了地质调查工作现代化。

(三)装备研发取得实质性进展

一是实现天然气水合物勘查试采关键装备自主创新,研制出“海马号”无人遥控探测潜水器作业系统、保压取样器等装备,技术参数处于国际先进水平。

二是研发系列全液压地质岩芯钻机,钻进深度从300米至3500米,适用于金刚石绳索取芯、反循环钻进等多种钻探工艺方法,打破国内多项小口径钻探记录,实现我国全液压岩芯钻机由跟跑到并跑。

三是研制了基于直升机和固定翼不同飞行平台的时间域航空电磁测量、无人机航磁航放测量等9套航空物探测量系统,促进我国航空物探装备跨越式发展。

四是研发了同位素地质学高精度离子质谱仪,提升了高精度稳定同位素测试与稀土元素微区原位分析水平,为岩石成因学、矿床成因学、地球环境、气候变化、月球及行星演化等热点研究领域提供先进的技术装备支撑;研制了车载移动地质勘查实验室,集成能量色散X射线荧光光谱仪等多种分析仪器,具备多介质、多元素野外现场分析能力,在国内处于领先地位。

(四)地质科技创新产生了重大影响

一是一批重大成果获得国家科技奖励。1999年以来,先后获国家科技进步奖特等奖1项、一等奖2项、二等奖19项,国家技术发明奖二等奖1项,国家自然科学奖二等奖3项;与自然资源部中国地质调查局合作的3位外国专家获得国际科学技术合作奖。

二是促进了高层次科技人才培养和创新队伍建设。两院院士申报取得重要进展,继2015年地质所高锐研究员当选中国科学院院士之后,2017年地质所侯增谦研究员、杨经绥研究员新当选中国科学院院士,资源所毛景文研究员新当选中国工程院院士,成为建局以来增选院士最多的一年。先后有3人入选国家“万人计划”,19人入选国家“百千万人才工程”,5人入选国家青年千人计划、国家杰出基金获得者;107人(团队)入选国土资源高层次创新型人才培养计划。

三是遴选出15位“李四光学者”、44位杰出地质人才和88位优秀地质人才。

经验与启示

一是支撑解决资源环境重大问题和地球系统科学问题是实现持续创新的不竭动力。地质调查就是一个探索地球、认识地球的过程。地质科技创新的本质,落脚在认识实践的辩证法之上,就是立足国家重大需求,从经济高速增长的巨量资源消耗阶段到高质量发展的能源资源安全保障与生态文明建设阶段,为地质工作报效国家、服务社会、利好民生提供有效引领和支撑。把论文写在祖国大地上是科技创新发展的不竭动力,地质科技创新必须回归初心,支撑解决资源环境重大问题和地球系统科学问题。

二是人才是地质科技创新发展的根本保证。地质调查事业从无到有并不断发展,无不靠人才。地质科技创新实质就是人才驱动,人才是地质科技创新的第一资源。建设地质科技强国,关键是需要一支有规模、结构合理、素质优良的创新人才队伍。

三是开放合作是实现地质科技创新的重要前提。地质科学研究的对象即是地球。地质科技创新要站在全球的角度,甚至以宇宙的视野开展研究,这是地球科学发展的内在要求。地质调查科技创新必须融入国际地学创新体系,发挥各方优势,合作共进。改革开放40年来的地质科技创新重大成果,均有合作研究的要素,是合作研究的成果,其中地学INDEPTH项目更被视为我国科技合作的典范。

四是地质科技需要适应新时代新要求,在继承中创新发展。地质科技创新重心需要由资源科技问题为核心向资源科技问题与环境科技问题并重转变——在改革开放初期至经济高速增长阶段,资源等要素驱动是发展的关键,地质科技工作围绕能源资源供给开展攻关研究,成矿规律、找矿模型、勘查技术、资源评价预测等矿产资源研究是地学研究的重点;随着经济发展到了新的历史阶段,环境问题越来越受到关注,地质科技创新的重点需要由资源科技问题逐渐转为资源环境并重的重大科技问题。地质调查研究指导理论从以单一学科为基础转向了地球系统科学——随着科学技术的不断发展,传统学科不断拓展完善,新的交叉学科不断涌现,解决资源环境的重大问题,开展自然资源综合调查,需要突破学科一般性概念,打破传统学科壁垒,多学科参与、跨学科融合,实现科技创新对地质调查的改造、支撑与引领。地质科学研究需要由浅部走向深部——越来越多的证据表明,地球表层看到的现象,根子在深部,缺乏对深部的了解,就无法理解地球系统,越是大范围、长尺度,越是如此;深部物质与能量交换的地球动力学过程,引起了地球表面的地貌变化、剥蚀和沉积作用,以及地震、滑坡等自然灾害,控制了化石能源或地热等自然资源的分布,是理解成山、成盆、成岩、成矿和成灾等过程成因的核心,地质科学研究由浅部走向了深部,揭示各种地质现象的深层次形成机制。

展望未来

未来的地质科技创新,要面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求,紧紧围绕“两个百年”奋斗目标,坚持“双轮驱动”,进一步完善创新机制,建立起适应新时代要求的地质科技创新体系,创新活力迸发,创新能力得到全面提升。加大应用基础研究力度,强化向地球深部进军,加强深海进入、深海探测、深海开发,实现重大理论、核心技术与关键装备的突破,全面提升我国地质科技创新水平,解决我国资源环境领域中“卡脖子”的重大科技问题,为保障国家能源资源安全、建设生态文明提供有力支撑。

在保障能源资源安全方面,实现天然气水合物成藏、定位探测及开发环境监测技术、大型盆地与复杂构造区页岩油气富集规律、深部热能综合评价与利用、北方石炭-二叠新层系油气成藏机制、深部油气高精度探测技术、不整合面关联型铀矿成矿作用、战略性新兴矿产成矿作用与分布规律及综合利用技术、全覆盖区大宗紧缺矿产资源潜力评价技术方法等方面的重大创新,指导找矿取得重大突破。

在服务生态文明建设方面,实现岩溶作用与碳循环、地下空间多相多场复杂系统扰动再平衡评价与抗干扰地球物理精细探测、特大型地质灾害早期识别与高速远程滑坡减灾、自然资源快速评价与监测、水土污染评价与高效修复、深部含水层探测,以及基于互联网、大数据、云计算和人工智能的地质调查数据实时采集传输分析处理和共享服务信息技术等关键技术的突破,有效支撑找水、地质灾害防治、地下污染治理等工作。

在促进地球科学发展方面,取得圈层相互作用动力学、陆块聚散过程、表层作用系统等原创性成果,丰富地球系统科学理论,抢占地球科学发展的制高点。

 

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