中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技十大进展新鲜出炉

中国地质科学院

2015年 1月 15—16日, 中国地质调查局、中国地质科学院在北京召开了 2014年度科技成果汇报交流暨地质科技十大进展评选会。经来自国土资源部、科技部、教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会等多家单位的34位院士、专家投票,新思路引领松辽外围突泉盆地火山岩覆盖区钻获轻质原油等10项成果脱颖而出, 入选2014年度地质科技十大进展。

本次评选的“地质科技十大进展”集中代表了2014年度全国地质调查和地学研究重要进展, 充分体现了地质调查工作在科技创新、成果应用与转化方面的能力与水平。部分成果发表在国际知名刊物,产生了重要的学术影响; 技术方法和仪器装备填补了我国相关领域空白, 提高了地质调查评价技术装备水平; 成果集中体现了科技支撑引领找矿突破、服务生态文明建设的作用, 对社会各界了解我国地质行业为国民经济发展所作的贡献、对提高地质行业的社会认知度起到积极作用。

中国地质调查局、中国地质科学院 2014年度地质科技十大进展排名及成果点评如下:

1 新思路引领松辽外围突泉盆地火山岩覆盖区钻获轻质原油(With new thought,light crude was extracted in the volcanic rock covered area in Tuquan Basin on the periphery of the Song-Liao basin)

中国地质调查局油气资源调查中心周新桂研究员团队与沈阳地质调查中心陈树旺研究员团队在地质调查项目资助下, 通过重、磁、电、震综合探测、联合解译及综合研究, 在松辽盆地外围大面积火山岩覆盖区圈定油气远景区——突泉盆地; 优选目标部署实施突参 1井, 在中下侏罗统钻获烃源岩及含油岩心, 经过试油压裂获得轻质原油, 实现了火山岩覆盖区油气资源调查重大突破, 引领带动了石油公司对新区新层系进行勘探投入, 对松辽盆地外围油气勘探开发起到了重要的促进作用。

图1 突参1井钻获轻质原油Fig.1 Light crude extracted in well Tucan 1

2 4500米级深海无人遥控潜水器“海马号”海试成功(4500 m-level deepwater ROV Seahorse passes the sea acceptance trial successfully)

中国地质调查局广州海洋地质调查局陶军教授级高级工程师团队在国家“863”计划重点项目资助下, 联合上海交通大学和浙江大学等单位, 经过6年的艰苦攻关, 突破了深海无人遥控潜水器的相关核心技术, 成功研发了迄今为止我国系统规模最大、下潜深度最深、国产化率最高的无人遥控潜水器——“海马号”。2014年“海马号”3次下潜到南海中央海盆 4500 m的海底, 圆满完成各项海试作业任务, 可靠性、稳定性、适应性达到国外同类无人遥控潜水器技术水平, 成为我国深海技术装备领域新的标志性成果。

图2 海马号ROV图解Fig.2 Diagram of ROV Seahorse

3 构造岩相带新认识指导西藏罗布莎铬铁矿找矿实现重大突破(With new understanding of tectonic-lithofacies zone, prospecting in Luobusha chromite ore deposit,Tibet, makes a major breakthrough)

西藏自治区地质矿产勘查开发局第二地质大队张能军高级工程师团队在地质调查项目资助下,研究罗布莎铬铁矿区含矿构造岩相带与矿体空间分布规律, 配合重磁电综合解释, 圈定深部找矿勘查区, 经钻探验证发现重大隐伏矿体, 实现铬铁矿找矿重大突破。在罗布莎矿区发现和评价Cr-80等多个铬铁矿盲矿体, 控制矿体长达160 m, 斜深300余米, 矿体品位40%～55%, 矿石类型主要为冶金级致密块状铬铁矿; 引领企业跟进勘探, 提交铬铁矿资源量 201.77万吨。在香卡山矿区发现 Cr-166等6个铬铁矿体, 估算铬铁矿石资源量25.36万吨, 预测了深部找矿靶区及资源潜力, 使陷入困境的矿山企业重现曙光。

图3 铼-锇同位素分析测试Fig.3 Re-Os isotopic analysis

4 科技引领钾盐找矿突破取得重要进展(Science and technology leads important progresses in potash exploration)

中国地质科学院矿产资源研究所郑绵平院士盐湖团队在地质调查项目和国家自然科学基金重点项目联合资助下, 联合青海省柴达木综合地质矿产勘查院等单位, 在柴达木盆地西部阿尔金山前第四纪早期地层发现新型砂砾富钾卤水层, 根据钻探资料推算资源量 3.5亿吨, 有望成为钾盐后备基地。在塔里木库车凹陷发现厚达百米的古近纪含钾盐矿层, 氯化钾达工业品位盐层厚度为41 m; 在四川盆地发现三叠系杂卤石, 既是深层富钾卤水钾重要来源, 更是宝贵的缓释钾肥; 对上扬子盆地13个储卤构造富钾卤水矿进行评估, 估算氯化钾资源量4917万吨; 在滇西南勐野井建立钾盐二层楼成矿模式, 大幅度缩小陕北奥陶系盐盆找钾靶区, 海相钾盐找矿突破崭露曙光。

图4 勐野井“二层楼成钾模式”Fig.4 “Two-storey potash-forming model”of well Mengyejing

5 我国地下水污染调查建立全流程现代化取样分析技术体系(Full flow modernized sampling technology utilized in China’s investigation of groundwater pollution)

中国地质科学院水文地质环境地质研究所孙继朝、刘景涛研究员团队在地质调查项目资助下,成功研制系列取样器并解决痕量组分采集技术难题,发展高效实用的现场调查技术及离线萃取技术, 快速准确地查明了重点地区地下水污染状况; 通过高分辨率遥感解译调查土地利用类型与污染源分布;构建了有机分析实验平台, 对全国 33个实验室实现网络远程质量监控; 获国家发明专利2项、实用新型专利 20项, 显著提高了我国地下水污染调查评价技术水平。

图5 自主研发的现场固相萃取装置Fig.5 Solid phase extraction device developed independently by Chinese experts

6 发现世界最大幻龙头骨及水下觅食足迹(Discovery of Nothosaurs’ largest skull and foraging tracks)

中国地质调查局成都地质调查中心张启跃、胡世学研究员团队在地质调查项目资助下, 首次在云南罗平县发现数百枚保存完好的海生爬行类足迹,证明为中生代幻龙水下觅食留下的遗迹, 成为幻龙类海洋生物水下运动模式的直接化石证据。同时发现世界最大的幻龙头骨, 说明幻龙类属三叠纪海洋大型顶级捕食者, 表明中三叠世全球海洋生态系统全面复苏。相关成果在国际核心期刊《自然—通讯》、《科学—报道》公开发表, 产生了重要的学术影响。

图6 世界最大幻龙捕食复原图Fig.6 Restored foraging picture of the world’s largest Nothosaur

7 华夏地块龙泉地区发现亚洲最古老锆石(Discovery of the oldest zircons in Asia at the Longquan area of the Cathaysia Block)

中国地质调查局南京地质调查中心邢光福研究员团队在地质调查项目与国家自然科学基金项目联合资助下, 在华夏地块龙泉岩群云母石英片岩首次发现两颗冥古宙碎屑锆石。通过高精度测年研究,表明其中一颗为亚洲最古老的锆石, 年龄为41.27亿年; 另外一颗锆石记录了地球最早变质事件, 年龄为 40.70亿年。两颗锆石均具有极高的结晶温度和异常高的氧逸度, 明显不同于世界其它地区同时代锆石, 证明冥古宙地壳性质和构造环境存在多样性, 为认识地球早期大陆演化提供了新的重要信息。研究成果在国际核心期刊《科学—报道》公开发表, 受到广泛关注。

图7 华夏地块冥古宙锆石的CL图像Fig.7 CL images of Hadean zircons in the Cathaysia Block

8 揭示华北古老大陆地壳结构及演化过程(Revelation of the structure and evolution of the ancient continental crust,North China)

中国地质科学院地质研究所万渝生研究员团队在地质调查项目与国家自然科学基金项目联合资助下, 通过精度测年和综合研究, 在冀东地区发现大量38～35亿年形成的碎屑锆石, 在鞍山地区发现38～31亿年多期岩浆活动, 证明鄂尔多斯地块强烈卷入古元古代晚期构造热事件, 首次在华北克拉通划分出三个年龄大于 26亿年的古陆块, 深化了华北克拉通早期地壳演化、壳幔相互作用及沉积变质铁矿的认识。相关成果在《前寒武纪研究》、《冈瓦纳研究》、《美国科学》等国际学术期刊发表, 受到国内外专家好评。

图8 华北克拉通太古宙早期(2.6 Ga)古陆块分布图Fig.8 Distribution of the paleo-landmass in Early Archean (2.6 Ga), North China craton

9 采用高精度综合探测技术, 首次实现我国管辖海域 1:100万海洋区域地质调查全覆盖(With high precision comprehensive detection technology, 1:1000000 regional geological survey is for the first time realized in waters under China’s jurisdiction)

中国地质调查局广州海洋地质调查局和青岛海洋地质研究所采用最先进的多波束、侧扫声纳、浅地层剖面、单道地震、多道地震、深海地质取样等高精度综合探测技术和统一的技术标准, 完成1:100万海洋区域地质调查16个图幅, 首次实现我国管辖海域区域地质调查全覆盖。查明了海底地形、地貌、第四纪沉积、区域构造、矿产资源、磁力场、重力场等综合地质要素并编制相关图件, 整体成果质量达到国际先进水平。首次发现并命名了一批新的海底地理实体, 宣示了国家海洋主权; 发现我国海域存在大量的中—古生界海相沉积地层, 指出了海域油气勘探新区域、新层位, 圈定了一批油气资源远景区, 引领和带动了我国海洋油气勘探和开发工作; 利用水深、地质、热流等最新调查数据, 全面预测了我国海域天然气水合物资源的有利赋存区,推动了海域天然气水合物资源勘查工作; 获取的最新综合调查资料和成果, 对快速提升我国海洋地质研究水平具有重要价值。

图9 1:100万南通幅构造地质图Fig.9 1:1000000 tectonic geological map of Nantong

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

中国地质科学院地质研究所李海兵研究员团队在科技部项目、国家自然科学基金项目、地质调查项目联合资助下, 联合中国地质科学院地质力学研究所等单位, 详细研究汶川地震破裂带性质、破裂过程、地震断裂带结构、大地震的断裂弱化机制与强化作用, 揭示了龙门山断裂带的地震断裂、蠕变断裂及变形机制, 分析了石墨层与大地震的关系,测出世界上最低的断层摩擦系数, 首次记录到大地震后断裂快速愈合过程信息, 完善了地震断裂理论,对深化认识汶川地震机理具有重要意义。主要成果在《科学》、《地质学》、《构造物理》等国际核心期刊发表, 产生了重要的学术影响。

图10 汶川科学钻探工程1号孔(WFSD-1)岩心中主滑移带特征Fig.10 Features of the main slid-zone in the rock core of drill hole WFSD-1

图11 中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技成果交流暨十大进展评选会照片集锦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