战略引导地质调查科技创新

发布时间:[2017-04-21 13:00]  查看次数:
  深地探测是“三深一土”科技创新战略的重要部分。为推进深地探测顺利实施,中国地质调查局在中国地质科学院成立了地球深部探测中心(简称“深地中心”)。
 
  而鲜为人知的是,针对地壳探测,国土资源部自2008年起就启动实施了“深部探测技术与实验研究专项”,建立了适合我国岩石圈结构的深部探测技术体系,成功研发了深部探测关键技术与装备,获得了系列重大科学发现,在深部能源资源领域取得了战略性的线索和勘查远景,在自然灾害机制领域取得了新进展。
 
  细数“深部探测技术与实验研究专项”取得的一系列成果,不由让人心生敬畏。
 
  专项开展了从地表到岩石圈深部的地质、地球物理、地球化学探测、钻探和实验研究,取得一系列科技创新。一是深部探测技术实验取得重大进展,系统构建适应我国深部特征的探测技术体系。二是自主研发多项技术,解决了深部探测的部分难题。例如,我国首台具有数字化控制、自动化操作、变流变频无级调速、大功率绞车、高速大扭矩液压顶驱、五级固控系统等突出特点的万米大陆科学钻探钻机“地壳一号”,为开展超深科学钻探提供第一手资料,其参与的“松科二井”科学钻探工程(6400米)是世界上正在实施的最深取芯科学钻;大功率电磁探测(SEP)系统取得了磁传感器与大功率发射机等核心技术重大突破;固定翼无人机航磁探测系统在低磁无人机制作、高可靠性自驾导航仪、氦光泵航空磁力仪与超导航空磁力仪研制及配套的数据预处理开发方面取得了突破;无缆自定位地震探测系统在高精度数据采集、GPS定位、整机小型化、低功耗、低频检波器和出力1万牛顿电磁可控震源等方面取得了显著进展;以三维地质目标模型为中心、地球物理综合研究与一体化集成分析的移动平台综合数据处理与集成系统初步建成,加速了跟进国外地球物理处理软件发展的步伐;深孔应力测量和监测系统等达到国际先进水平;基于深穿透地球化学原理的纳米微粒探测技术,探测深度可达500~1000米,加快了隐伏矿产的发现步伐。这些技术的研发与应用,极大促进了地球深部探测仪器装备自主研发与国产化的产业化进程。三是获取海量的高质量地球深部多种参数与数据,为揭示深部结构和组成提供崭新资料和证据,数据实现共享。四是取得一批重要地质发现,将改变传统的地质认识和学术模型。五是发现一批具有战略意义的找矿远景,为实现找矿突破战略行动提供了有力支撑;在能源和紧缺矿产资源领域均发现一批重大的、战略性找矿勘查远景区,对国家找矿突破战略行动具有指导意义和现实价值。
 
  科研成果能否实现为社会发展所用,是检验其科学价值最直接的依据。毋庸置疑,“深部探测技术与实验研究专项”成果在地质工作中得以充分应用。
 
  一是采集海量高质量科学探测数据并实现共享,有力支撑国家需求、资源勘查和科学研究。完成青藏高原、华南-中央造山带、华北和东北等多条超长深地震反射与宽角反射剖面联合探测、天然地震与大地电磁剖面观测;完成全国4°×4°和华北、青藏高原1°×1°(网度为世界最大)大地电磁标准网,取得全国尺度岩石圈物性结构的新认识;建立全国地球化学基准网,首次获得全国78种地壳元素分布情况,制作世界第一张“化学地球”图;在国家紧缺资源、地质灾害以及地质科学研究的关键部位实施12口科学钻探孔,累计完成科学钻探进尺23905.44米,获得宝贵的深部样品和实物资料。据统计,相关探测数据已达到10TB,在专项内部实现共享,并分批向社会公布、共享,产生了良好反响。二是指导能源资源勘查,为深部能源和紧缺金属资源勘查突破提供科学依据。在大庆油田发现的白垩纪盆地之下的深部盆地(时代不详),中国地质调查局已经部署6400米的科学钻探进行验证,目前已经钻进到5200米。在四川盆地深层发现的新元古代隐伏大型盆地,国家“十三五”重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项将其列为重点研究对象,探索超深层新层系油气资源评价技术,设立了集中在塔里木、四川、华北盆地的“中新元古界大陆重建与原型盆地分布预测”、“中新元古界生物圈、烃源岩分布”、“超深层及中新元古界有效储层机制”等5个重点项目,可望在“十三五”末取得突破。江西于都县深部发现的“地下室”钨矿已经转交地方矿业公司设计开采,证实了第二找矿空间的理念。三是推进深地探测仪器和装备产业化,改变关键探测技术与装备受制于人的被动局面。深部探测专项实施之初,几乎全部使用国外仪器和装备,特别是宽频带地震仪(Reftek、Q330等)、大功率电磁仪(V8)、数字反射地震仪(Sercel-428)等。专项设立了仪器装备研制项目(投资约3亿元),成功研制了大功率电磁仪(SEP)、无缆自定位地震仪、无人机航空电磁系统和万米科学钻机等。目前,万米科学钻已经部署在“松科二井”,即亚洲最深的科学钻探工程(6400米);大功率电磁仪(SEP)已经完成定型化,正在准备批量生产,逐步取代加拿大凤凰公司的仪器(V8);无缆地震仪完成了比对实验,技术指标达到国外同类水准;无人机航空电磁测量系统开始接受规模生产性任务。这些关键探测仪器和装备大大改变了我国在深部探测领域技术受制于人的局面。四是更新国家深部地质、地球物理调查资料,深化国土资源调查程度。深部反射地震探测所完成的任务和工作量,超过了前50年总和,大大提升了对我国地球深部结构的认知程度,使我国步入世界深部探测大国行列。中国地调局部署了“深部地质调查工程”,利用深部探测专项的成熟技术与方法,对重大地质界限、边界和地质体开展深部地质调查,对重点关键地区开展三维地质调查,从而极大地深化了国土资源调查程度,推进我国地质调查逐步从二维走向三维,从传统走向现代。五是发现了一批具有战略意义的重大找矿线索,为实现找矿突破战略行动提供有力支撑。大庆盆地之下发现残存的古沉积盆地,四川盆地深部发现新元古代裂陷盆地,地球化学基准调查发现一批金属铀大范围异常,庐枞矿集区发现深部正长岩中上百米厚铀元素富集带等等,为我国能源勘查和资源突破提供了科学依据和战略方向;在西藏罗布莎确定了一种高压型蛇绿岩铬铁矿,并证实雅鲁藏布江沿线2000千米长的蛇绿岩带亦具有找矿条件,拓展了我国铬铁矿勘查突破的战略方向;在南岭深部发现了含矿岩体,证实了“五层楼+地下室”的成矿模式,预示了南岭深部找矿的巨大远景;新发现大范围的稀土地球化学异常,预示了极好的找矿远景和潜力。这些新发现的资料陆续被中石油、中石化、中国地调局、安徽省、西藏自治区、江西省等应用。六是探测技术与装备已量产应用。七是探测技术系列得到全国性推广应用。矿集区三维探测技术体系已经全面推广开来,中国地调局从2010年起先后举办了3期全国深部找矿技术方法培训班、10期省级培训班,共有近1000人参加了培训,取得了积极效果,包括:发现安徽省长江中下游的泥河铁矿、小包庄铁矿等大型矿床。
 
  用深地中心相关负责人的话说,“深部探测技术与实验研究专项”是成功实验了地壳与地幔深部探测的一系列技术方法,取得了一系列丰硕成果,加快了我国深部探测的进度,使我国跻身世界深部探测大国行列。专项成果具有原创性、科学性、实践性,丰富和发展了我国地球深部探测与深地科学研究的理论、技术和方法,经济与社会效益突出,为全面实施向地球深部进军做好了技术准备,在我国固体地球科学发展中起到了重要的推动作用。
 
  据悉,凭借一系列在地球科学领域影响深远的科研成果,深部专项被两院院士评为“2011年度中国十大科技进展”。业内人士评价认为,“深部探测技术与实验研究专项”成果总体处于国际领先水平。
 
  2016年,一个新名词横空出世,上了国土资源领域名词热搜榜。
 
  这个词叫“三深一土”。
 
  追溯其生之源头,可谓石破天惊。
 
  2016年5月30日,全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会召开。这是一次深化科技体制改革、加快国家创新体系建设的动员大会,被业界解读为“吹响了建设世界科技强国的号角”。“从理论上讲,地球内部可利用的成矿空间分布在从地表到地下1万米,目前世界先进水平勘探开采深度已达2500米至4000米,而我国大多小于500米,向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏,但要得到这些宝藏,就必须在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术。空间技术深刻改变了人类对宇宙的认知,为人类社会进步提供了重要动力,同时浩瀚的空天还有许多未知的奥秘有待探索,必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展。”在这次会上,国家主席习近平在讲话中提及地球科学研究的相关领域,并明确提出“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”的重要论断。
 
  在紧随其后召开的全国国土资源系统科技创新大会上,国土资源部部长姜大明着重强调,实现国土资源科技创新的新跨越,必须强化战略科技引领作用,“向地球深部进军”更关系国家科技发展大局。习主席的重要论断明确了地质、海洋、测绘地信、土地领域科技创新的战略导向,是向新时期国土资源科技创新发出的动员令,是谋划国土资源“十三五”时期科技创新的总依据。我们必须紧紧抓住这个战略科技问题,紧盯世界科技前沿,面向国家重大需求,注重原创性、颠覆性理论创新,着力攻克关键核心技术,带动国土资源科技创新全面跃升,形成有效服务国家经济社会发展的科技创新总体布局。
 
  2016年12月,国土资源部印发的《国土资源“十三五”科技创新发展规划》明确提出,国土资源部在未来五年科技创新发展的主要方向,并提出了一个全新的名词——“三深一土”。
 
  在2017年全国地质调查工作会议上,姜大明特别批示:新的一年,要以建设世界一流的新型地质调查局为目标,以实施“三深一土”国土资源科技创新战略为主线,加快地质调查结构调整,拓展地质调查服务领域,全力打赢五大地质科技攻坚战,着力深化地质科技体制机制改革,大力培养优秀地质科技人才,切实肩负起“向地球深部进军”的历史使命,以优异的成绩迎接党的十九大胜利召开。
 
  到底何为“三深一土”
 
  《国土资源“十三五”科技创新发展规划》制定了以向地球深部进军为统领,全面实施深地探测、深海探测、深空对地观测和土地工程科技“四位一体”的科技创新战略,确立了“三深”战略领域跻身世界先进行列、土地科技水平显著提升的总体目标。
 
  开展地球深部探测,既是解决地学重大基础理论问题的需要,也是国家保证能源资源安全、扩展经济社会发展空间的重大需求。实施深地探测战略的目标是,到2020年形成至2000米矿产资源开采、3000米矿产资源勘探成套技术能力,储备一批5000米以深资源勘查前沿技术,显著提升6500~10000米油气勘查技术能力,争取2030年成为世界地球深部探测领域的“领跑者”,在优势方向进入“无人区”;要加强基础理论研究,形成一批高水平的理论创新成果,加强先进技术和装备研发,提高深部资源探测能力,有效拓展第二找矿空间和地下发展空间,为人类认识和利用地球提供“中国范本”;重要任务是落实国家安全战略,确保国家能源资源安全,要通过深地探测,开展以储备为目的的战略性矿产勘查,搞清资源家底,建立完善国家能源和矿产资源战略储备体系,做到“手握储量、心里不慌”。
 
  “挺进深海”是实施海洋强国战略和“一带一路”战略的迫切需求,是时代赋予地质科技工作者的重要使命。地球上海洋接近90%的面积是水深超过1000米的深海,蕴藏着丰富的油气、矿产、生物等战略资源。专家估计,全球未来油气总储量的40%将来自深海,未来替代能源“可燃冰”也主要来自深海。深海更是研究解决生命起源、地球演化、气候变化等重大科学问题的前沿领域。实施深海探测战略的目标是,到2020年攻克海域天然气水合物试采关键技术和装备,并实施试采,研制成功全海深(≤11000米)潜水器、1000~7000米级潜水器通用配套技术和深远海核动力浮动平台技术;重点是围绕“进入深海-认知深海-探查深海-开发深海”这一主线,突破制约深海探测能力的核心关键技术,进军深海科学和技术制高点,当前的重点是加快整合科研力量,形成集团作战优势。
 
  深空探测是未来国际科技竞争的主战场,深空对地观测是深空探测的重要组成部分。我国已经初步形成深空对地观测业务体系,实现在陆地资源调查及监管、地理要素观测、海域及环境监测等领域的应用,极大地提升了国家对陆海资源、气候、灾害的掌控和预测预警能力。但也存在卫星应用体系建设相对滞后、卫星数据应用效率不高、共享机制不够完善等问题,特别是空天地一体化大数据集成融合技术、国土资源全要素遥感提取技术等关键技术还有待突破。实施深空探测战略的目标是,到2020年国土资源领域发射21颗业务卫星、6颗科研卫星,整装建成技术先进、功能互补、协同作业的国土资源业务卫星观测体系;健全国土资源卫星业务应用系统,实现卫星数据即时推送、处理和业务应用,推动深空对地观测在国土资源、海洋管理、测绘地信、防灾减灾领域进入世界前列;重点任务是适应社会经济发展对遥感技术日益增长的需求,实施对地观测卫星重大工程,发展深空对地观测技术,加强卫星遥感应用关键技术的开发和应用,不断提高国土资源监测监管能力,更好地支撑生态国土和智慧国土建设。
 
  土地科技创新战略是加强生态文明建设的一部分。党的十八大以来,生态文明建设被提升到重要高度。中央提出,实施山水田林湖生态保护和修复工程,实施藏粮于地、藏粮于技战略,实施耕地轮作休耕试点;实行耕地数量、质量、生态三位一体保护势在必行,核心在推进土地综合整治,突破口在于土地工程技术创新。当前,土地科技创新比较薄弱,特别是土地工程技术发展滞后,与保障国家粮食安全、生态安全的战略需要明显不相适应。我们守住了18亿亩耕地红线,但重视数量、轻视质量、忽视生态的倾向还很突出——一些地方地力严重透支,土壤退化,面源污染严重;一些地方耕地开发强度过大,水土流失加剧,地下水严重超采,天然湿地被开垦破坏,与山青水秀的生态环境有巨大差距。近年来,国家实施土地综合整治示范工程,积累了一定的土地工程技术方法和实践经验,锻炼了一批具有一定科研能力的人才,初步具备了土地科技跨越发展的能力。土地科技创新战略的目标是,争取用10年的时间改变目前的跟踪模仿状况,进入世界第一方阵;重点工作是,以土地工程技术为重点,着力研发耕地质量提升、退化土地治理、荒废土地利用、土地生态修复等技术,强化土地整治的工程化、生态化技术应用;加强山水田林湖生命共同体和生产、生活、生态空间优化基础理论研究,全面发展土地调查评价、建设工程节地、土地立体开发等技术。
 
  地质调查为“三深一土”做了什么
 
  当前,“三深一土”国土资源科技创新战略已经成为国土资源科技创新及地质调查科技创新工作的重要遵循。
 
  从2016年开始,中国地调局将“三深一土”科技创新战略逐一分解,从具体实施层面积极推进:科学编制深地探测、深海探测、深空对地观测创新总体方案,分别设立了地质调查工程,予以支撑;引进一批高层次人才,进一步建实建强地球深部探测中心,并积极推进地球深部探测国家重大科技项目申报工作;联合中国地质大学(北京)、中国地质大学(武汉)、西藏地调院、福建地调院和冶金地质总局等数十家单位,成功申报8个国家重点研发计划项目,项目经费4亿元;启动了光学卫星星座建设项目,初步建成国产卫星国土资源数据保障系统、卫星-航空-地面一体化遥感技术体系,有力地推进了国土资源卫星中心建设;编制我国土壤和地下水污染场地调查情况报告、全国地下水水质评价报告,及时送国务院有关部门参阅;完成全国国土资源环境承载力宏观评价,为生态文明绩效评价和责任考核制度建设提供科学依据;利用遥感技术,联合四川地调院、湖南环境监测总站、煤炭地质总局等30多家单位,完成全国矿产资源开发现状调查,对全国12.1万个矿业权进行了监测,圈定疑似违法图斑1万多处,有效支撑了矿政执法;推进土地质量地球化学调查,初步查明了东部15个省25年来土地环境质量变化特征,有力支撑了国土资源“数量、质量、生态”三位一体综合管理。此外,浙江、广西、湖北、福建等省区加大1∶5万土地质量地球化学调查力度。
 
  在2017年全国地质调查工作的部署中,“三深一土”科技创新战略更是重中之重。中国地调局提出,要编制深地探测科技创新工程方案,精心组织申报实施“深地资源勘查开采”国家重点研发专项,全力推进地球深部探测国家重大科技项目立项;编制深海探测科技创新工程方案,积极推进海域天然气水合物成藏理论、探测技术和试开采技术等国家科技项目立项;编制深空对地观测科技创新工程方案,推进航空地球物理探测技术领域在国家科技项目中立项。同时,要深化与伊朗、柬埔寨、利比里亚、赞比亚等国家合作,加强境外区域地质、地球化学、地球物理调查,推进全球重要成矿带成矿规律研究与资源潜力评价;着力推进地球深部探测与能源资源安全国家实验室筹建,参与共建青岛海洋科学与技术国家实验室,建精建强海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室;要加大卫星遥感技术和无人机技术的研发与应用,运用卫星航空遥感等新技术手段,支撑国土资源监测监管和卫片执法检查;要完成1∶25万调查面积19万平方千米,开展全国耕地环境质量变化趋势研究;完善土地质量地球化学调查评价监测行业规范与标准;建设有益元素富集土地资源地球化学公共服务平台,服务优质特色土地资源开发;做好全国土壤污染详细调查的技术支撑服务;加快实施“化学地球”国际大科学计划,建立全球1/4陆地地球化学基准,绘制全球已实测地区76种元素地球化学图谱;建实建强全球尺度地球化学研究中心。
 
  (二)解开地球基因密码的“侦探”
 
  党的十八大以来,生态文明建设被提升到重要高度。中央提出实施山水田林湖生态保护和修复工程。尤其针对土壤污染防治,提出一系列相关措施。
 
  近些年,全国土壤环境状况总体不乐观,土壤重金属污染已经危及人们的健康。
 
  2014年4月由环境保护部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,全国总体点位超标率16.1%,耕地点位超标率高达19.4%,主要重金属污染物有镉、汞、砷、铜、铬、锌、镍等。
 
  镉是一种银白色有光泽的重金属,化学符号Cd,原子序数48。它原本以化合物形式存在,与人类生活并不交会。工业革命释放了这个魔鬼,国外有研究推算,全球每年有2.2万吨镉进入土壤,而水稻是对镉吸收最强的大宗谷类作物。近几十年间,类似镉米“有毒”的故事,在中国为数众多的村庄上演。对于65%以上人口以水稻为主食的中国来说,这样的故事无法让人感到轻松。对健康而言,镉并不是人体必需元素,而且是一种环境污染物。一般情况下,过度摄入镉可导致人发生镉中毒。世界卫生组织将镉列为重点研究的食品污染物。
 
  汞元素符号Hg,元素周期表第80位,俗称水银。汞是惟一具有固态、液态、气态的有毒重金属,也是一种参与全球循环的重金属污染物,已引起各国政府的高度关注。汞循环是重金属在生态系统中循环的典型,汞以元素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化。大量化石燃料的燃烧灰尘进入地表土壤,是地表土壤Hg的重要来源之一。在微生物的作用下,金属汞和二价离子汞等无机汞会转化成甲基汞和二甲基汞,这种转化称为汞的生物甲基化作用。汞排入水中后,通过食物链,受汞污染的水中的鱼体内甲基汞浓度可比水中高上万倍。慢性中毒可引起水俣病。甲基汞易被人体吸收,排出慢,而且毒性大。甲基汞易溶于脂类之中,其分子结构碳-汞键不易切断,使其在体内不易分解,是高神经毒剂,多在脑部积累。
 
  铅元素符号Pb,元素周期表第82位,是原子量最大的非放射性元素。由于铅在环境中的长期持久性,又对许多生命组织有较强的潜在性毒性,所以铅一直被列入强污染物范围。随着工业市场的迅速发展,铅被广泛应用到各行各业,铅对环境的污染越来越重,对人体的健康危害也越来越大。目前,铅主要是通过食物、饮用水、空气等方式影响人体健康。
 
  近些年,相关科研机构对中国大米污染区域分布进行了不完全统计。那么,土壤中的重金属从何而来?研究表明有以下途径:一是自然地质背景。典型的是西南地区,重金属高度富集受自然地质背景控制,是自然成土过程长期演化的结果。二是矿业活动。工矿地区土壤重金属的影响主要由采矿和冶炼中的废水、废渣及降尘所造成。三是污水灌溉。生产实践中大部分污水未经处理就被直接利用,我国污水灌溉面积约占总灌溉面积的9.3%。四是大气降尘。大气污染源主要来自工业生产,如燃煤、有色金属的冶炼、煅烧,矿石的烧结等。五是工业固体废弃物如果处置不当,会产生一系列的金属污染问题。另外,农药和化肥的施用也是造成土壤重金属污染的重要原因。
 
  2016年,国土资源部的“三深一土”科技创新战略中,土地工程科技创新就明确提出要强化土地整治工程化,全面发展土地调查评价。土地质量地球化学调查工程是土地调查评价的具体依托。其目的就是为了“掘地三尺查元凶”。
 
  土地质量地球化学调查技术采用双层网络采样模式,主要采样介质为土壤、湖泊沉积物、近岸海域沉积物。中国耕地地球化学调查报告显示,我国耕地中-终度污染的比例占2.5%,覆盖面积3488万亩。强化土地工程科技创新、推进土地质量地球化学调查,就是为进一步实行耕地数量、质量、生态三位一体保护,尽早实现藏粮于地,藏粮于技。
 
  事实上,地球化学是研究化学元素及其化合物在地球上的组成、含量、分布和变化等的一门科学。其针对地球科学的全部意义并不止于土地质量调查。地球化学与衣食住行都有着密不可分的关系。
 
  生物圈中所有的化学元素,都是地球化学可以的范围。而地球化学更为重要的意义在于,可以借助对地球深部化学元素的迁移轨迹分析推动地球深部资源的勘探开采。
 
  据悉,国家重点研发专项项目“穿透性地球化学勘查技术”野外工作日前正式拉开序幕。“穿透性地球化学勘查技术”是国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项首批立项项目之一,于2016年10月正式启动。不久前,项目课题组骨干人员实地考察了山东三山岛和焦家两大金矿区,对该区野外工作方案进行了现场确认和踏勘。该项目的研究成果将培育我国在地球化学勘查领域新技术新方法的生长点,致力于地球化学探测能力提高到2000~3000米深度,服务于我国东部寻找深部矿和西部大面积覆盖区地球化学勘查工作,为“三深一土”科技创新战略实施做出贡献提供支撑。
 
  当前,地球科学进入了新的发展阶段,地质科学工作者需要从大范围、大尺度、大数据来更好地认知地球,解决资源环境重大问题。
 
  “化学地球”概念应运而生。它是指将元素周期表上所有化学元素的含量和分布绘制在地球上,持续记录全球化学元素的含量与分布、基准与变化等科学数据,通过基于互联网的“化学地球”平台,实现对全球地球化学大数据管理、展示和查询,支撑全球自然资源与环境可持续发展,为政府决策提供科学依据,为社会提供公共服务。
 
  2016年5月,联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心(ICGG)成立,这是经联合国教育、科学及文化组织和中国政府批准建立的研究机构。该中心依托“化学地球”国际大科学计划,致力于提供岩石圈、土壤圈、水圈、大气圈和生物圈的权威性全球地球化学观测数据,服务全球自然资源与环境的可持续发展。
 
  (三)地质调查的“空中侦察兵”
 
  2016年,全国国土资源科技创新大会上提出,深空探测是未来国际科技竞争的主战场,深空对地观测是深空探测的重要组成部分。
 
  对于地质调查工作,乃至整个国土资源工作来说,航空物探遥感就是隐身于空中的“侦查兵”。
 
  航空物探遥感的业务领域函盖能源资源调查、基础地质调查、国土空间遥感监测、防灾减灾、科技创新研发,以不断提高航空物探遥感、卫星遥感新技术的应用水平为首要任务,全力促成航空物探遥感技术在多个不同领域的应用,尽力满足国家和社会各方面对航空物探和遥感的应用需求。
 
  据中国国土资源航空物探遥感中心负责人介绍,经过多年的探索积累,我国的航空物探遥感领域创新成果也收获颇丰。
 
  在能源资源调查方面,利用航空物探资料率先发现全国陆域140多个盆地(坳陷),起到了“探边摸底”的先导作用,促成大庆、胜利、辽河等24个工业油气田的发现;获取渤海等海域高精度航空重力和磁力数据,圈定海域16个盆地、55个坳陷、108个凸起、197个油气远景区带,支撑海洋油气资源调查突破;提出了塔里木盆地前寒武系发育“裂-坳沉积体系”烃源岩的新认识,为塔里木盆地深层烃源岩的落实评价提供重要的研究方向和理论依据,勘探成果有效支撑了新疆油气勘探体制改革试点工作;利用航磁资料分析了银额-河西走廊盆地群坳陷的含油气性,在盆地内确定出最有利的含油气坳陷14个、有利的含油气坳陷17个、较有利的含油气坳陷30个,圈定了与局部构造有关的局部构造异常242处,为区域油气勘探和战略选区提供指导信息;先后发现46000多个矿产资源航空物探异常,其中有找矿意义的10500多个,高分辨率航空物探用于深部找矿,在大冶720多米深处找到富铁矿,拓展了找矿空间,航磁异常先后在辽宁、山东、新疆等地区发现了多金属矿、大型富铁矿;在全国多个重要成矿带利用航空遥感、卫星遥感数据进行解译,并开展了地面踏勘和验证工作,发现了大量矿化点,为找矿突破做出了重要贡献;编制完成了《全国油气盆地航磁调查成果图集》、《中国陆域地球物理系列图(1∶500万~1∶25万)》等系列图集,为我国陆域、海洋油气资源的调查和矿产资源取得重大突破,发挥了积极作用。
 
  在基础地质调查方面,先后完成了不同比例尺、不同测量参数的近2000万测线千米的航空物探调查工作,有效飞行覆盖1160万平方千米。利用航空物探资料,开展了全国大地构造、断裂、隐伏岩浆岩等基础地学研究,取得了一系列有影响力的重要成果,率先发现了郯庐断裂带和雅鲁藏布江双缝合带;采用获得的最新航磁资料和先进的编图方法技术,编制、出版了全国航磁-地质构造-矿产预测系列图件;利用代国土资源部管理的1颗自主卫星和2颗主用户卫星数据,实现卫星数据全球有效覆盖10021万平方千米,采用高光谱及遥感数据综合解译技术进行矿物填图,为我国基础地质调查提供支撑;首次完成全球地质矿产与资源环境卫星遥感“一张图”工程,为全球重大地学问题研究和多家单位提供了重要成果和遥感解译服务。
 
  在水工环地质调查方面,利用先进的勘查技术系统获得高精度数据,开创了遥感城市综合调查先河,对城市现代化建设发挥了重要作用。支撑港珠澳大桥、二滩水电站等70%的国家重点工程建设,形成了国内领先的工程地质选线选址遥感调查方法与技术体系;为上海浦东新区、大亚湾核电站、三峡大坝等重大工程建设区提供航空物探地壳稳定性评价成果,为宁夏、内蒙古地下煤层自燃探测区提供了煤层火的范围、深度,成果用于防灾、减灾;在重要经济区提供环境放射性本底成果,避开高放射性本底对重大工程和人口密集规划区的影响;利用时间域航空电磁法开展水文地质勘查工作,相关成果得到了用户的高度认可。
 
  在国土空间遥感监测方面,首次建立了自然资源分类体系和监测技术体系,全面完成了全国省级国土资源和生态环境遥感综合调查等工作,调查整合自然资源要素58种,编制了《中国自然资源图集》,该图集得到中央领导的批示;持续在全国开展矿产资源开发状况、矿产资源规划执行情况与矿山环境遥感监测,实现了每年1次覆盖全国矿山的矿产资源开发环境全要素调查和每年4次的动态变化监测;按照全国和省级行政区分别制作了1∶400万、1∶50~1∶150万矿山地质环境恢复治理现状遥感监测图、矿山复绿行动进展状况遥感监测图等系列成果图件,出版了《中国矿山遥感监测》等书籍,为国家矿政管理提供决策依据。
 
  在防灾减灾工作方面,首次实现全国地面沉降InSAR监测,获取全国75万平方千米36个沉降区数据,完成2015年以来全国地面沉降区成果集成处理,编制了全国地面沉降分布现状图;完成京沪高铁全线地面沉降InSAR调查与重点区段精细监测,编制了《京津冀协同发展区地面沉降InSAR监测成果图集》和《长江三角洲地面沉降InSAR监测成果图集》,为京津冀、长江经济带等主要城市群发展和重大工程保护提供了基础数据;建立了星空地一体化灾害应急监测体系,先后开展了云南鲁甸地震、四川康定县地震、重庆奉节滑坡、尼泊尔-西藏8.1级地震、陕西山阳滑坡、新疆公格尔九别峰冰川移动监测等应急调查工作,快速开展灾情灾害遥感解译,为相关单位开展灾情调查、隐患点排查及安置选址工作提供了重要技术支撑。
 
  在国土资源卫星业务应用方面,自2011年起,建立起一套国土资源调查监测业务运行系统(LARSS),目前已建立了自动化程度较高的数据采集归档、任务管理、专题产品生产及数据服务流程,有效支撑了资源一号02C、高分一号、高分二号卫星在国土资源领域的业务应用;5年间,实现了卫星遥感数据应用从“小作坊”式的分散采购、处理和应用到逐步建成能够满足资源一号02C、高分一号、高分二号三颗卫星的业务应用系统,向国家有关部委、全国省级和行业地勘单位、高校和科研院所及社会公众提供了大量的航空物探遥感资料数据和解释成果服务。
 
  据了解,目前,我国在航空物探、国土资源遥感、卫星应用研究等领域拥有先进的设备和技术,其中自主研发航空磁/电磁/伽马能谱综合勘查系统等18台(套)、具有国际先进的航磁全轴梯度勘查系统等航空物探勘查系统25台(套)、机载高光谱仪等遥感调查装备系统3台(套);还代国土资源部管理3颗在轨运行卫星。
 
  未来,航空物探遥感工作将紧密围绕“十三五”国家科技创新规划和创新驱动发展战略纲要,依托四大业务中心创新平台,领军“深空”,聚焦“深地、深海”,服务“一土”。在航空物探领域,瞄准油气、海洋、基础地质和矿产、水工环、境外和极地等重点服务领域,加强技术攻关,培养创新领军人才;实现航空物探方法理论、仪器研制、数据处理解释技术与综合应用整体国际领先,努力建成“航空地球物理国际研究中心”;在能源、海洋、基础地质和矿产、水工环等应用领域,取得一批重大成果,全面满足国家需求,支撑我国成为世界航空物探地质科技强国;在国土遥感领域,以形成国际一流的“遥感应用研究中心”为目标,依托国土遥感业务运行平台,重点完善全天候、全要素遥感综合调查监测和国土空间应急监测技术体系,提升高光谱矿物填图、矿山遥感监测、区域性地面沉降INSAR调查监测技术,开展浅海水深反演、北斗导航境外地质应用等研究,力争土壤有机质含量高光谱监测、油气微渗漏高光谱探测、深空探测、矿产资源地下开采遥感监测、全球极地信息提取等一批关键技术达到国际先进、国际领先水平;在卫星应用研究领域,积极推进《空基规划》、《陆海规划》实施,主持两型四星建设,参与科研卫星研制,通过建设高效的国土遥感业务运行平台,最终实现一流的数据采集能力、一流的产品生产能力、一流的科技研发能力、一流的共享服务能力。
 
  同时,加快体制机制改革,加强装备建设和人才培养,全面提升科技创新能力,为建设世界一流新型地质调查局发挥支柱作用。

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