中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所

2024-05-06 23:30

1. 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所

中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(简称物化探所)作为国家现代地质勘查工程技术研究中心的依托单位,担负着我国地学领域中勘查地球物理(物探)与勘查地球化学(化探)两大学科的研究开发及推动相关技术进步的任务,形成了拥有电磁场精细勘查、弹性波场勘查、位场勘查、地下物探、航空物探、物探数据处理、应用地球化学、地球化学填图、生态环境地球化学、深穿透地球化学、地球化学分析测试技术、地球化学标准物质研制、油气物化探理论与方法、矿产资源勘查研究等物化探技术方法的国家级科研技术创新基地。
2009年承担各类科研地调项目99项,年度经费共计9774万元。其中:国家科技及专项项目(课题)27项,经费2794万元;地质调查项目38项,经费3704万元;省级财政专项5项,经费2826万元;所长基金29项,经费450万。

所长兼党委书记韩子夜(中)、副所长徐刚峰(右二)、副所长胡平(左二)、副所长徐龙强(右一)、副所长史长义(左一)

2009年重要科技进展及科研成果
航空电法测量技术应用及新技术研发均取得重要进展:“863”重大计划课题“时间域航空电磁勘查系统研制”成功实现了磁矩达到50万A·m2的航空地球物理勘查发射机研制,高灵敏度宽带三分量感应线圈传感器、实时宽带高精度数据采集收录等关键技术的研究和试验取得了实质性的阶段成果。以国产Y12IV型飞机作为时间域固定翼航空电磁系统的运载平台的飞机改装方案通过风洞试验。
采用频率域航电仪与航磁、航空放射性测量仪集成的航空物探综合站首次完成了省部合作项目“内蒙古二连浩特—东乌旗地区1:5万航空物探综合站勘查”项目,实现了24万km2大面积、区域性地球物理测量,查明了测区电磁场、磁场和放射性地球物理场的基本特征。研究了区内主要地质体、地质现象的电磁识别技术,进行了航空视电阻率岩性构造填图,为该区进一步普查提供了可靠的基础地质资料。圈定了有明确找矿意义的179处基岩导体异常,重点解剖6处,取得了良好的找矿成果。

由3架Y1211型飞机组成的机队,搭载着物化探所航空物探室研制的HDY—402型三频航空物探(电磁放)综合站,在石家庄中核集团标准源上进行航空伽玛能谱仪静态及动态标定。

实现了瞬变电磁测量结果的动态可视化三维解释:在“863”计划探索导向类课题“复杂地电条件下瞬变电磁三维异常特征反演”项目的支持下,完成了复杂地电条件下瞬变电磁三维有限差分法正演数值模拟,解决了正演三维模型可视化输入输出、计算速度慢、边界效应影响大等关键技术;实现了瞬变电磁场与三维地质体相互作用的动态可视化,研制了动态可视化地下三维瞬变电磁场程序模块,为形象地描述地下瞬变电磁场不同衰减时间的空间分布形态,研究瞬变电磁法的机理及扩散过程,理解瞬变电磁法的基本原理提供了强有力的图示工具;实现了定源回线瞬变电磁三维异常特征反演,为瞬变电磁实测数据的三维处理和解释最终走向实用化提供了一套新的方法技术。
物化探技术在冻土区天然气水合物勘查中初见成效:青海木里地区物化探勘查实验研究表明,应用物化探综合技术可以圈定天然气水合物赋存的有利区带(块)。化探异常可以指示水合物物质来源,圈定天然气水合物分布范围,物探方法可以进一步圈定水合物有利赋存的有利构造部位。实验结果还表明,木里地区水合物除煤型气来源外,还有原油伴生气来源,因此木里地区既要关注天然气水合物,也要关注油气资源,应进行综合能源调查与评价。

青海木里工作照

“矿产可控源音频大地电磁法技术规程”完成了CSAMT法技术规程的起草:在广泛征求国内相关单位和专家意见,广泛收集研究地矿、石油、煤炭等行业现有相关规范的基础上,吸收了CSAMT法国内外最新发展与实用性成果,结合我国实际情况而确定了CSAMT法的作业流程、各项技术指标和质量检查与评价标准及相关附录。该规程内容齐全、层次清晰、格式规范、编制基础扎实、依据充分;各项指标合理、要求具体,具有较强的实用性和可操作性,对规范电性CSAMT法的地质勘查工作具有重要意义。

实施中蒙边界填图项目野外工作照

在中蒙跨界区域圈出大型矿靶区32处:“中蒙边界地区地球化学块体编图”项目制订了针对中蒙边界荒漠戈壁区和草原区的1:100万地球化学填图技术标准,为双方开展联合地球化学编图和对比研究奠定了基础。完成中蒙接壤地区31万km2的1:100万69种元素地球化学填图,结合1:20万区域化探数据编制了中蒙边界100万平方公里1:100万和1:20万地球化学图,建立了大型矿地球化学预测标志。预测银多金属大型矿靶区31处,斑岩型铜金矿靶区1处;首次制作出世界最大的白云鄂博稀土矿地球化学图,并新发现大规模稀土元素异常2处。

钻天山示范区靶区优选结果示意图

“隐伏斑岩型块状硫化物型铜多金属矿床地球化学环境异常结构和定位预测方法研究”项目成果:为在我国东部地质工作程度较高的地区开展地球化学勘查提供了方法技术,拓展了地球化学勘查方法技术研究的思路。对九—瑞成矿带斑岩型块状硫化物型Cu多金属矿的成矿远景进行了预测,在成矿远景区内优选出了找矿靶区。筛选出用于斑岩型块状硫化物型Cu多金属矿勘查的地球化学新指标,包括分散元素、稀土元素、常量化学组分等。兼顾矿化过程中富集和贫化作用两类元素地球化学信息的需要,建议土壤测量样品加工采用水筛方式,粒级确定为—20~+150目。总结归纳出斑岩型块状硫化物型Cu多金属矿矿致异常结构规律。在钻天山示范区I号异常地段同时出现富集和贫化两类元素异常,是有进一步工作意义的找矿靶区。以成矿地球化学环境及异常结构规律为基础,提出了隐伏斑岩型块状硫化物型Cu多金属矿预测定位方法技术。
“内蒙古自治区白乃庙巴彦呼舒高石山等地区铜铅锌多金属矿物化探新方法查证”成果:通过1:25000地质调查,了解了白乃庙、高吉高尔-海力敏、罕达盖林场工区地层、岩浆岩、构造、矿产分布特征,为物化探异常解释提供了依据。通过1:25000相位激电测量、岩屑测量,总结了工作区地球物理、地球化学特征,圈定视相位异常19处、化探多元素组合异常10处。优选重点物化探综合异常进行了1:10000地质简测、相位激电测量、岩屑测量,进一步了解了异常特征和地质成矿条件。提出找矿靶区5处(罕达盖林场工区3处、高吉高尔工区2处)。其中罕达盖林场工区东北部以Mo为主的多金属异常,有的样品Mo含量已达边界品位,钻探结果证实该异常是斑岩型钼多金属矿的显示。根据罕达盖林场工区ZK0002钻孔原生晕测量结果,对多种元素之间的相关关系进行了分析,指出除Fe、Cu外,该区Mo也是一种重要的成矿元素。提出了适用于半干旱草原区铜铅锌多金属矿勘查及定位预测的综合物化探方法技术组合。

罕达盖林场工区Mo异常

“矿产勘查中地球化学异常评价新指标及其应用研究”入选中国地质学会2009年十大地质科技进展:同位素、硫(碲)、稀土元素等指标为地球化学异常评价提供了更加系统全面的信息。发生贫化的元素与发生富集的元素在地球化学勘查中具有同等重要的作用,综合利用元素的富集和贫化规律构建异常结构模型,是实现地球化学异常评价指标定量化的基础。这项研究成果不仅为大兴安岭中北段异常成矿前景评价提供了切实可行的方法技术,更重要的是丰富了地球化学勘查指标和方法技术应用的基础理论,对促进学科领域的进步和发展将产生深远的影响,为地球化学异常评价方法技术研究指明了方向。
多目标区域地球化学调查系列标准物质研制成果:多目标区域地球化学调查系列标准物质包括15个水系沉积物、12个土壤、10个生物样品,共计37种。这些标准物质从我国地质调查的需求出发,研制了为广大地质分析实验室广泛接受的水系沉积物标准物质GSD1-8,补充了中国西部干旱荒漠区,中国东北森林沼泽区、滩涂等不同景观、不同性质的水系沉积物和土壤样品,基本涵盖了中国主要景观区和主要土壤类型。研制的10个生物样品使物化探所的生物标准物质数量达到35种,涵盖了中国主要大宗农产品与主要生物类型。水系沉积物与土壤样品定值元素达72种,生物样品定值元素达59种,定值元素多、定值精度高,能满足矿产勘查、地球化学调查与评价、动植物检疫、农业与环境调查等领域的需求。

标准物质候选物采样点位示意图

“覆盖区深穿透地球化学方法技术完善与标准建立”成果:提出细粒级样品是在干旱荒漠戈壁覆盖区进行深穿透地球化学调查的有效采样介质。初步建立了荒漠戈壁覆盖区准平原化过程中元素的分散模型,了解了深部含矿信息在地表的富集层位、富集粒度和赋存状态,发现深部含矿信息富集在垂直剖面顶部的弱胶结层细粒级粘土和铁锰氧化物膜中,剖面底部靠近矿体的风化层。研制了针对荒漠戈壁覆盖区4个金属活动态分析的内部标准样,初步给出了50余种元素的全量、一步提取和四步提取的内部参考值。在干旱荒漠戈壁区进行了浅钻取样试验研究,初步提出了浅覆盖区浅钻化探取样的可行性。编写了《干旱荒漠戈壁覆盖区穿透性地球化学技术操作规范(草案)》。在黄土覆盖区、冲积物覆盖区进行了地气捕集剂实验的空白控制、不同类型和不同浓度捕集剂的地气实验以及地气元素组分特征方面的研究,发现地气中成矿元素Cu、Pb、Zn、Ni等元素含量最高,地气方法最适合用于覆盖区寻找多金属矿床。

干旱荒漠区野外采样工作照


干旱荒漠戈壁覆盖区浅钻地球化学取样工作照

“吉林省农田生态系统区域地球化学评价”项目研究成果简介:“吉林省农田生态系统区域地球化学评价”系吉林省人民政府与国土资源部中国地质调查局合作实施的“吉林省农业地质调查——吉林省区域生态地球化学评价”项目的子项目。经过4年工作,全面完成了各项研究任务,获得了以下主要成果:对吉林省农田区有毒有害与有益营养元素的自然来源与人为来源进行了追踪,建立起元素生物有效量与影响因素间的定量关系模型;通过定量关系模型,利用多目标区域地球化学调查数据对研究区表层土壤环境质量进行了整体评价。吉林省农田区有毒有害与有益营养元素的生态效应研究结果显示:研究区生产的玉米、水稻等大宗农产品全部是安全食品,且多为绿色食品。但蔬菜中重金属元素含量超标现象普遍。农作物中重金属来源甄别研究结果显示:农作物中有相当一部分重金属并不是来自于土壤,而可能主要是来自大气。吉林省农田生态系统安全性预测结果显示:研究区目前整体环境质量良好,但研究区中东部土壤酸化严重,有32%面积的土壤已基本丧失酸缓冲能力,有34%面积的土壤酸缓冲能力已较弱,迫切需要防止土壤酸化加剧。

研究区大气干湿沉降物中As含量分布图

中国区域土壤地球化学评价标准研究:“中国区域土壤地球化学评价标准研究”是“中国农业生态地球化学评价标准体系研究与成果集成”项目的工作内容之一。本项目查清了以山西、江苏、湖南/浙江、黑龙江/吉林为代表的4个研究区内17项元素指标的累积程度和累积途径,并针对元素的存在形态特点确定了用于多种元素活性组分研究的提取剂AB-DTPA。通过对根系土元素含量与农作物籽实中元素含量间相关性的研究,确定了当农作物中出现元素含量超过食品卫生标准时,土壤中元素全量和有效量的临界值,构建了各研究区土壤元素生态效应评价的定量标准体系及安全和预警指标,为其他景观区生态地球化学评价标准体系的研制提供了可借鉴的案例。

研究区土壤中有效氮与全氮含量关系图

珠江水系生态地球化学评价成果:项目通过珠江水系北江、东江、流溪河、潭江及西江(广东省境内河段)干流及其重要支流河水悬浮物,河水、底泥、沉积柱、流域内主要地层岩体等样品地系统采集与分析,查明了元素在底泥—悬浮物—河水中的分布与分配特征,以及丰水期、枯水期的季节性变化规律;区域地球化学元素分布、元素组合、稀土配分等特征显示,水系中重金属等元素含量与汇水域地球化学背景、矿床分布及矿产开发等人类活动污染有关;沉积柱、重矿物组合、铅同位素组成特征显示,河流中重金属等元素主要为自然成因,但已叠加有人为污染;结合径流量资料,计算了珠江水系主要河流每年输送进入珠江三角洲平原区的元素通量,以及珠江水系输送入海中的元素通量。该项成果为珠江三角洲平原区土壤中重金属异常元素的成因来源研究、珠江口近岸浅海生态地球化学评价提供了基础资料。

珠江水系丰水期悬浮物态Cd浓度分布


珠江水系丰水期水溶态Cd浓度分布

中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所

2. 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所

截至2014年底,全所在职职工378人,其中专业技术人员271人,包括中国科学院院士1人,正高级职称73人,副高级职称57人,具有博士学位的38人,硕士学位的127人。内设6个职能处室,5个服务部门,11个专业研究室,有1个所属企业;在建联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心;建有国家现代地质勘查工程技术研究中心,1个部级检测中心、2个部级重点实验室、1个局业务中心、1个院级重点实验室;有中国地质学会勘查地球化学专业委员会、中国地质学会勘探地球物理专业委员会、中国地质学会桩基检测专业委员会、全国国土资源标准化技术委员会地质勘查技术方法分技术委员会等挂靠机构,拥有地球探测与信息技术硕士学位授予权。
承担各类科技项目123项,年度总经费17972万元,其中国家科技项目16项,国土资源公益性行业专项项目10项,地质调查项目45项,基本科研业务费项目43项。获批专利和著作权16项,发表各类论文129篇(其中,SCI和EI检索论文22篇),出版专著1部。获得国土资源科学技术一等奖1项,二等奖2项(参加)。
领导班子由4人组成:所长、党委副书记韩子夜,党委书记、副所长甘行平,副所长史长义、吕庆田。

所长、党委副书记韩子夜(左二),党委书记、副所长甘行平(右二),副所长史长义(左一)、吕庆田(右一)

年度重要科研成果
固定翼时间域航空电磁测量系统实用化与示范。与哈飞飞机设计所、哈飞航修公司、中国飞龙通用航空有限公司和试飞机组合作,解决了十余项试飞技术难题,执飞13架次,分三个阶段完成了32个调整试飞科目,采集原始数据2.3GB。全状态集成调试试飞取得成功。
大深度三维电磁探测技术工程化开发。该项目是国家重大科学仪器设备开发专项。成功研制出三维电磁探测系统样机,所研制的三维多功能电磁样机系统、瞬变电磁样机系统和感应式传感器经场地测试表明,仪器间测量参数一致性良好、性能可靠,接收机能持续稳定工作,发射机实现了最高电压达1500V的供电。同时,利用开发的样机系统在矿区开展了多种方法与装置的三维观测试验和应用,对获取的测量信息与矿区已有勘探成果的对比表明,三维测量成果反映出了矿床的三维空间展布特征,初步实现了立体地球物理探测。
区域地球物理调查成果集成与方法技术研究、成矿带区域地球化学调查。研制了区域物探工作中急需的方法技术,已完成区域地球物理调查面积13.2万多平方千米,1∶5万地球物理调查面积5千多平方千米,使全国陆域1∶25万区域重力调查工作程度由49.6%提高到51.0%。编制了重点成矿区带基础地球物理图件,完成了相关重点成矿区带区域地球物理综合研究,如西南三江综合研究,利用最新区域重力资料划分了构造单元及断裂构造。研制了区域化探工作中急需的方法技术,共完成全国陆域区域化探工作90.15%。
熔融制样-LA-HR-ICP-MS法测定稀有稀散元素的研究。针对LA-HR-ICP-MS的进样载气组成对信号灵敏度有直接影响的特点,对载气系统加装了He气进样装置,利用He气和Ar气的混合气作为载气进行样品测定,对混合气的流量进行了优化。在最优混合气条件下,对射频功率、辅助气流量和采样深度分别进行了优化,得到HR-ICPMS的最优仪器条件。

时间域专用飞机B-3855号首飞成功


三维多功能电磁接收机及传感器


三分量瞬变电磁接收机与传感器

完成中国大陆81项指标(含76个元素)地球化学基准值建立工作。研发了地壳全元素精确分析系统,包括76个元素和5个地球化学指标,所有分析指标均达国际领先水平;首次制作了81个指标的全国土壤地球化学基准图,地层出露面积加权的岩石地球化学基准图和岩浆岩76个元素地球化学图;新发现一批铀、稀土、铜、金等新的找矿远景区,特别是填补了过去区域化探扫面未覆盖的盆地砂岩型铀矿和未分析的稀土元素矿床远景区;建立了全国镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌8个重金属元素和放射性元素铀、钍、钾的地球化学基准。
全球地球化学信息化平台——Chemical Earth初步建立。建立了“化学地球”数据库和地球化学图形化显示模型,实现了针对多尺度海量地球化学数据与图形的管理,能对不同尺度地球化学图进行显示,具有图形与数据交互查询、采样信息查询等功能。研制具有完全自主知识产权“化学地球”软件(简称:Chemical Earth)V1.0;建立了全国地壳全元素探测数据库。收集了欧洲、美洲部分地球化学填图数据,并成功将这些数据应用于“化学地球”。

全球地球化学信息化平台——Chemical Earth

3. 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所

中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所是全国地质勘查行业勘查地球物理(物探)和勘查地球化学(化探)科研创新基地,担负着我国地学领域中勘查地球物理与勘查地球化学两大学科的研究开发及推动相关技术进步的任务,承担国家基础性、公益性和战略性地质调查工作,是我国物探与化探两大学科应用基础理论和新方法、新技术、新仪器的研究开发、成果转化的集散地和辐射源。
在职职工374人,其中专业技术人员273人、辅助人员101人。专业技术人员中,中国科学院院士1人,具有高级工程师以上任职资格129人、中级人员72人、初级人员72人,具有博士学历35人、硕士研究生学历52人、具有大学本科学历的120名。科研人才中,入选国家级人才计划1人,部级人才计划7人,省级人才计划1人,享受国务院政府特殊津贴5人。
优势研究领域包括弹性波场探测、电(磁)场精细快速探测、位场探测、地下物探、多元信息集成与可视化、深穿透地球化学与地球化学块体理论与方法、生态环境地球化学与多目标多尺度地球化学填图、应用基础地球化学与分析测试、油气物化探理论与方法技术。

副所长徐刚峰研究员


副所长胡平研究员


副所长徐龙强高级工程师


所长、党委书记韩子夜研究员

地球物理地球化学勘查研究所是国家现代地质勘查工程技术研究中心、中国地质学会勘查地球化学专业委员会、中国地质学会勘探地球物理专业委员会挂靠单位,是国土资源部地球物理电磁法探测技术重点实验室、国土资源部地球化学勘查监督检测中心、中国地质科学院应用地球化学重点开放实验室依托单位,也是全国拥有地球化学专业硕士学位授予权单位。
2008年,地球物理地球化学勘查研究所共承担(参加)各类科研、地调项目58项,项目经费总计0.96亿元。其中国家科技项目(课题)30项,经费4815万元;地质调查项目22项,经费3088万元;省级财政专项6项,经费1667万元。
全年有8项科研成果通过了专家评审验收,其中5项成果被评为优秀,3项成果通过验收(不评定等级)。
2008年度重要研究成果
辽宁丹东—大连地区航空电磁法测量:属地调工作项目,主要完成人员:孟庆敏、李文杰、李军峰、高卫东、陈晓东、赵毅等。项目获得了高质量磁测数据,编制了航磁、航电剖面平面图、△T等值线平面图;提供了局部异常解释推断一览表、推断区域地质构造侵入岩分布略图和找矿靶区预测图;编制了三种频率的航电视电阻率平面图,并据此圈定了海侵界线,对测区内构造模式提出了新认识。为丹东—大连地区的区域地质调查、矿产资源勘查和环境地质评价工作提供了区域地球物理调查资料。

Y12航空物探综合站

大勘探深度时间域航空电磁系统研制方案预研究:属地调工作项目,主要完成人员:李文杰、李军峰、孟庆敏、高卫东、丁志强、吕国印等。项目对国外双极性正弦波脉冲类型及方波类型的固定翼时间域航空电磁系统的研制和发展的经验和趋势做出了较全面的技术评述,对国内早期的时间域航空电磁方法技术研究进行了归纳,为我国今后研制固定翼时间域航空电磁系统提供了重要依据和基础资料;对我国今后开展固定翼时间域航空电磁系统研制的方案,提出了具体建议,为国家高新技术重大计划(“863”)固定翼时间域航空电磁系统研制课题的设立和设计提供了重要参照。
广东省珠江三角洲经济区农业地质与生态地球化学调查土壤样品分析测试:属省部招标项目,主要完成人员:张勤、马更田、樊守忠、孙晓玲、范辉、胡瑞莲、张芳、李淑娟、胡外英、张雪梅等。项目制定了71种分析指标的16种分析方法的配套分析方案。首次实现了多目标地球化学样品71种元素的高效率、高质量、低成本分析,首次取得了整个珠江三角洲地区丰富、高质量的地球化学资料等4项创新性成果。

项目组科研人员在讨论问题


项目组人员在机舱内作业


中心实验室分析测试大楼


X射线荧光光谱仪

青藏高原非地震油气勘探方法技术综合研究:属国家油气专项,主要完成人员:胡平、钟清、方慧、孙忠军、刘畅往、李晓昌、卢景奇、高宝屯、肖都、郭友钊等。项目系统总结了羌塘、措勤等主要含油气盆地沉积地层、基底及火成岩体的物性特征,分析了盆地内可能存在的主要密度界面、磁性体及低阻标志层。提出在青藏高原应用非震物探技术开展油气勘探工作具有一定的地球物理前提,以重、磁、电为主的综合非震物探技术可以对新生界、中生界和古生界地层为主体的三个构造层,以及火成岩体进行半定量、定量描述;开展了方法试验;全面分析总结了重、磁、电及油气化探等非震勘探方法技术解决不同地质目标体的有效性及局限性。初步总结了适于青藏高原油气勘探工作的非震技术有效组合方案。
阵列式轻便电磁方法应用试验:属地调工作项目,主要完成人员:林品荣、徐宝利、郭鹏、郑采君、石福升、李勇、李建华等。项目历时4年,采用地球物理地球化学勘查研究所研究开发的阵列多频相位激电、阵列音频大地电磁测深(AMT)、时间域激电中梯等物探方法技术,分别在西藏、内蒙、福建、北京、海南、云南、湖北和广西等8省(区、市)的15个矿区开展了试验应用工作。除在已知矿体上获得明显的物探异常外,还在未知区发现了多个物探异常,后经钻探及工程验证,为矿致异常引起,为矿区的进一步勘查工作提供了依据。

野外住地


羌塘盆地野外测量工作照


某铅锌矿区阵列相位激电(90m深度)与地质综合成果图

铁矿石和铬铁矿石标准物质研制:属地调工作项目,主要完成人员:程志中、顾铁新、黄宏库、刘妹、鄢卫东、张勤、樊守忠等。项目完成9个铁矿石中14个元素和4个铬铁矿石中18个元素,共两个系列13个标准物质的研制工作,填补了我国尚无这两种矿石低含量标物的空白。
富钴结壳铂族元素标准物质研制:属大洋矿产资源研究项目课题,主要完成人员:顾铁新、王毅民、高玉淑、王晓红、鄢明才、史长义等。项目按国家一级标准物质技术规范要求,研制了两个具有超细粒度的富钴结壳铂族元素标准物质MCPt-1和MCPt-2。测试项目达68个,确定了Pt、Ru和Os两个铂族元素的保证值,3个铂族元素的参考值和其他主、次及痕量共62个元素的信息值。本批标准物质将成为世界上首批大洋矿产资源的PGE标准物质系列。

标准物质样品及生产许可证


外国专家参观标准物质展室

中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所

4. 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所

《岩石矿物分析》(第四版)获2013年度国土资源科学技术二等奖


青藏高原油气资源战略选区调查与评价获2013年度国土资源科学技术二等奖

截至2013年底,全所在职职工376人,其中专业技术人员294人,包括中科院院士1人,正高级职称72人,副高级职称51人;有博士学位研究人员38人,硕士学位研究人员113人。有6个职能处室,5个服务部门,11个专业研究室,1个所属企业;联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心(在建)、国家现代地质勘查工程技术研究中心、1个部级地球化学勘查监督检测中心、2个部级重点实验室、1个中国地质调查局业务中心、1个院级重点实验室依托物化探所建立;中国地质学会所属勘查地球化学专业委员会、勘探地球物理专业委员会和桩基检测专业委员会、全国国土资源标准化技术委员会地质勘查技术方法分技术委员会挂靠在物化探所。
2013年,承担各类科技项目112项,总经费16459万元。其中国家科技项目7项,公益性行业专项项目13项,地质调查项目54项,基本科研业务费项目38项。获专利和著作权19项,发表各类科技论文125篇(其中,SCI和EI检索论文12篇),出版专著4部。参与获得国土资源科学技术二等奖2项,获中国地质调查成果一等奖2项、二等奖1项;分别入选2013年度中国地质调查十大进展1项、中国地质科学院2013年度十大科技进展1项、中国地质学会2013年度十大地质科技进展1项。

所长、党委副书记韩子夜(中),党委书记、副所长甘行平(右一),副所长史长义(左一)

领导班子由3人组成,所长、党委副书记韩子夜,党委书记、副所长甘行平,副所长史长义。
年度重要科研成果
云南省保山西邑铅锌隐伏矿成矿理论及物化探找矿技术研究与应用、大功率多功能电法与阵列多频相位激电系统应用与推广。在成矿地质背景、地形条件复杂并伴有人文电磁和炭质干扰的云南保山西邑铅锌矿区,利用国产多功能电法测量系统,通过采样合理的工作布置、大功率的供电,获得了清晰的激电异常和CSAMT异常,指示深部有良好的找矿前景,对该矿区进一步找矿有重要的指导意义。在多宝山铜矿区获得的可控源音频大地电磁测量成果,不仅很好地反映了1300米深处的已知铜矿体特征,还发现了已知矿旁侧及深部新的找矿目标。

黑龙江多宝山铜矿电法测量综合解释图

基于无人机的航空物探(电、磁、放)系统测量技术研发与应用示范。研发了国内外首套无人机航空物探(磁/放)综合测量系统样机,成功开展了应用试验,样机的稳定性、可靠性和适应性得到了全面验证,整体性能达到国际领先水平,填补了国内空白。
高精度重磁仪器研制与高温超导技术的推广应用。在突破石英弹簧灵敏元件等测量系统关键技术基础上,研制了高精度重力仪样机,填补了国内空白;完成了幅相仪推广任务,为新技术推广作出了贡献。

重力仪样机

高精度井中三分量磁力仪研制。成功研制了高精度井中三分量磁力仪,使仪器的测井深度达到2000米,其测量精度比国内现有的同类仪器有明显提高,可以用于深部强、中弱磁性矿体的勘探工作,可以进行商品化推广应用、装备我国地质勘探队伍,提高我国物探技术水平。

高精度井中三分量磁力仪及探头


阵列激发极化仪

小口径深井多参数测井系统研究及井中阵列激发极化观测系统研制。提出阵列井中激发极化方法技术思路,研发了24道阵列激发极化接收设备,形成了井地、地井阵列激发极化观测系统;通过研究井—地激发极化三维正反演技术,开发了适合于井—地激发极化法的三维数据处理解释软件。

九瑞试验区立体地质结构图

长江中下游重点成矿带综合地球物理立体地质填图示范。填绘了九瑞与宁芜两个试验区1500米深度范围内的标志地层、岩体和构造等地质现象的立体地质图,取得了适合于长江中下游成矿带综合地球物理立体地质填图工作方法技术,研发了基于Mapgis K9 平台的综合地球物理立体地质填图三维图示系统。特别是在九瑞地区,明确勾画出的对深部找矿起关键作用的隐伏侵入岩体和五通组顶界面分布结构形态,具有推广意义,由此圈定的5处深部找矿有利部位,对今后九瑞地区寻找深部隐伏矿具有重要参考价值。
区域地球物理调查成果集成与方法技术研究、成矿带区域地球化学调查。研制了区域物探工作中急需的方法技术,组织、参与了全国成矿带区域地球物理调查计划、区域化探全国扫面计划,编制了重点成矿区带基础地球物理图件。
东天山成矿带浅覆盖区机动浅钻区域化探示范研究。解决了不同景观条件下不同类型浅覆盖区化探采样目的层的判别、有效化探样品识别与采集等技术难题,建立了浅覆盖区调查、普查和详查等不同勘查尺度的浅钻化探方法技术体系。在新疆、甘肃、安徽等地不同类型浅覆盖区发现了与基岩或矿床有关的多金属或铁族元素地球化学异常,应用效果显著,为解决我国150多万平方千米浅覆盖区矿产资源地球化学勘查与评价问题提供了技术支撑。

浅覆盖区浅钻化探采样现场 

5. 中国地质科学院地质研究所的介绍

中国地质科学院地质研究所成立于1956年,时称“地质部地质矿产研究所”,前身最早是中央地质调查所。中国地质科学院地质研究所是国家科技创新体系的组成部分,主要从事基础性、公益性、战略性和前沿性的基础地质调查和基础地质研究工作,同时承担地质学、地球物理学和地球化学专业研究人才的教育和培养。1截至2014年底,全所共有在职职工249人,其中管理人员30人、专业技术人员215人、工勤人员4人;内设5个职能处室、9个专业研究室、1个国家重点实验室、1个国家级科技基础条件平台、3个部级重点实验室。

中国地质科学院地质研究所的介绍

6. 中国地质科学院的简介

中国地质科学院是中华人民共和国国土资源部中国地质调查局直接领导的中国地质科学技术综合研究与支撑机构。其前身是1956年成立的中华人民共和国地质部的几个研究所。1959年成立,称地质部地质科学研究院,1975年改称现名。首任院长是著名古生物学家许杰,第2任院长邹家尤,第3任到第7任院长分别为著名区域地质学家李廷栋院士、著名矿床学家陈毓川院士、和赵逊、张彦英、孟宪来等,我国著名构造地质学家黄汲清先生曾任名誉院长。现任领导:党委书记兼副院长王小烈、副院长朱立新、董树文、王瑞江。中国地质科学院主要从事基础地质、矿产地质、水文地质、工程地质、环境地质、岩溶地质、勘查地球物理、勘查地球化学、岩矿测试技术、勘查技术、矿产综合利用技术的科学调查研究及有关开发研究工作。中国地质科学院下属7个研究所和几十个技术先进的实验室,拥有各类仪器设备万余台。现有职工2300多人,其中各类专业人员1400余人。其中,包括中国科学院院士、中国工程院院士17人,研究员201人,副研究员739人,博士180人,硕士192人。中国地质科学院建院以来,已完成数千项科研任务,提交了一大批具有高科技水平、明显社会效益的重要科技成果,获得了为数可观的国家级及省部级奖项。中国地质科学院与40多个国家和地区的有关机构建立了交流与合作关系,实施了数百项合作项目。在科技体制改革中,中国地质科学院被国家确定为 进入国家科技创新体系的社会公益类科研机构。

7. 中国地质科学院矿产资源研究所

中国地质科学院矿产资源研究所作为中国地质调查局直属的事业单位,既是国家科技创新体系的重要组成部分,又是中央公益性地质调查队伍的主体力量和重要技术支撑。主要开展矿床地质、地球化学、地球物理、成矿规律、成矿预测、矿产勘查新理论新方法、矿产资源调查评价、矿产资源战略和可持续发展研究,以及重大矿产资源科学问题研究等。中国地质学会矿床地质专业委员会、矿物专业委员会挂靠在所,主办学术刊物《矿床地质》。

王瑞江所长在典型示范成果技术委员会验收会上做报告


国内知名专家、院士评估潜力评价典型示范成果


王瑞江所长(中)、张佳文副所长(右二)、毛景文副所长(左二)、王宗起副所长(右一)、邢树文副所长(左一)

2009年矿产资源研究所承担项目200余项,其中国家科技支撑课题12项、国家863课题4项、国家973课题5项、国家自然科学基金项目20项、地质大调查项目38项、深部计划专项项目1项、部危机矿山项目11项、部公益性行业专项项目3项、部百人计划项目3项、各省局地勘项目3项、公司等委托项目28余项等,以及所基本业务费项目和院实验室项目若干项。获国土资源科学技术奖一等奖1项、二等奖2项;发表论文153篇,其中SCI收录23篇,ISTP论文3篇,EI检索2篇,国外一般13篇,国内核心期刊99篇,国内一般13篇,出版专著9部。

全国矿产资源潜力评价新一轮技术培训研讨会


国土资源部地勘司和地调局有关领导亲临验收会

2009年度重要科研成果
全国矿产资源潜力评价:属国土资源大调查重点计划项目,2009年整体工作有序推进,省级工作全面展开并取得实质性进展,基本完成除新疆、西藏、青海、内蒙古、黑龙江5省(区)外的全国各省(区、市)铁矿和铝土矿单矿种资源潜力评价工作(包括与铁、铝潜力评价相关的成矿地质背景、成矿规律、物探、化探、遥感、自然重砂、矿产预测、数据库建设等项工作),及省级基础编图工作(包括1:25万实际材料图和建造构造图、全省/区/市重力、磁测、化探、遥感、自然重砂等基础编图)。煤炭、铜、铅、锌、钨、锑、稀土、金、钾、磷等单矿种资源潜力评价工作正按计划有序推进;全面完成全国典型示范工作,成效显著并及时应用于矿产勘查年度工作安排和“十二五”规划部署研究中;完成技术要求的最后审定和编制,交付正式出版;成功举办全国新一轮技术培训;成功召开了2009年度全国工作会议,进一步加强和推进了项目组织管理和工作进度;开展了自2006年以来省级项目工作进度统计分析,按月及时、全面地掌握了工作进展情况;以开通专门网站和签订宣传合作协议的方式,加强了项目成果的宣传。

全国矿产资源潜力评价2009年度工作会议现场


全国铁、铝单矿种潜力评价成果示范验收会


全国矿产资源利用现状调查项目技术要求培训会

全国矿产资源利用现状调查:该项目是国土资源部开展的矿情三项调查任务之一。项目由中国地质科学院矿产资源研究所承担,全国31个省(区、市)和相关行业部门参加,项目办公室设在矿产资源研究所。本项工作于2007年启动,计划2010年底基本完成任务。
经过两年的努力,本项工作已在全国全面展开。2009年主要进展如下:①按六大区片系统组织了全国技术培训,另应安徽、广东、广西、河南、山西等十多个省(区、市)的要求,有针对性地开展了省级培训,共计培训技术人员5000人次,为本次核查工作奠定了坚实基础;②全面展开了全国矿产资源储量动态监督管理支持系统建设,包括煤炭矿区三维可视化系统开发、矿区资源概略技术经济评价软件开发及试点等;③省级试点及调研工作全面推进。为了发现和解决实际工作中的问题,全国项目组开展了黑龙江鹤岗煤炭矿区储量核查试点、煤炭三维可视化系统试点、湖北及北京单矿种汇总试点、北京评审验收办法细则试点等一系列试点工作,并组织了山西、黑龙江的省级调研,这些工作均取得了良好的指导示范效应;④矿区资源储量核查工作取得阶段性成果。全国计划核查矿区为22589个(含各省自选矿种),已完成核查4838个,完成比例为21%;部规定核查的大中型矿区5175个,已完成核查1196个,完成比例23%。

王瑞江所长(左二)、王登红研究员(右一)在西藏新嘎果铅锌矿区考察

中国成矿体系综合研究:属国土资源大调查项目,项目负责单位为中国地质科学院矿产资源研究所,参加单位有天津地质矿产研究所、长安大学等。主要完成人员:陈毓川、王登红、徐志刚、沈保丰、汤中立、陈郑辉等。该项目在“中国成矿体系与区域成矿评价”项目的基础上,通过对成矿作用和成矿系列的深入研究,充实了成矿系列内容,提升了中国成矿体系和成矿规律的认识;根据新资料,重新划分了全国范围的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级3个层次的成矿区带,增加了海域成矿区带的划分,首次实现了国土面积的全覆盖;从唯物辩证法的角度提出了“全位成矿—缺位找矿”的必然性和偶然性、一般性和特殊性、现实性与可能性,以揭示成矿规律,指导地质找矿,体现了根据“现实”来预测“可能”的基本思路,对拓展找矿思路具有重要意义;在深入研究各主要地质历史时期成矿体系的地质构造环境等重大成矿基础地质问题的基础上,进一步确立了中国前寒武纪以陆核构造为主的成矿体系、古生代的板块构造成矿体系和中、新生代的大陆成矿体系,充分体现了我国四大成矿体系各自的本质和特点;探索并已初步构建了数字化和系统化的中国成矿体系专家系统,为地质矿产资源勘查和矿产地质基础研究等提供了便捷的查询服务。2010年1月,该项目通过中国地质地调局成果报告评审委员会验收,成绩为优秀。
青藏高原火山沉积硼矿成矿条件与找矿标志研究:属国土资源大调查工作项目,项目主要成员有:郑绵平、齐文、李金锁、陈文西、袁鹤然、刘建华、曹建科、郑元、刘丹阳、李道明等。该项目通过多年深入研究区调查,取得下述主要成果。
发现和确认在青藏高原存在富硼二元结构火山沉积岩系,经K-Ar和SHRIMP测定年龄为21~16Ma。其成矿时代与土耳其安纳托利亚主成硼带相同;首次发现该火山沉积二元结构硼、锂、铯、铷以及砷正异常,且与安纳托利亚火山沉积岩系硼、锂、铯、铷相当,并在火山沉积岩层中发现钠硼解石和硼砂矿物,局部硼矿层已达工业品位;遥感、水化学、岩石矿物等多学科研究充分揭示卡湖地区有广泛的硼、锂(铷铯)地球化学高丰度显示,其正异常面积约近10000km2。通过区域地质和岩石学研究,查明色卡执早中新世火山沉积岩形成地质构造背景。该区与安纳托利亚同处于板块边缘附近,卡湖富硼超钾质火山沉积岩系是在印度板块与欧亚大陆陆陆碰撞期后、地壳东西向伸展背景下的封闭断陷盆地中形成的,硼(锂)物质可能是代表来自深部岩石圈和地幔部分熔融的产物。调查发现现代卡湖产硼砂和钠硼解石的厚度达1m多,发现10个现代盐湖和咸水湖湖水硼或锂达到工业品位,初步估算的B2O3和LiCl资源量分别为830万吨和4.6万吨;指出青藏高原同属中新世早期沉积(五道梁群和查保马组)的可可西里至青藏铁路中段等地,值得进行火山沉积硼矿探索。调查结果表明,西藏卡湖地区火山沉积硼矿化区具备火山沉积硼矿床构造地质、岩石矿物和地球化学的找矿先决条件,具有寻找超大型火山沉积硼矿的潜力。该成果为我国突破超大型火山沉积硼矿的先导性成果,为在青藏高原寻找该类型矿床提供了重要的科学依据。
我国战略性矿产勘查工作运行机制研究:属中国地质调查局地质调查工作项目,主要完成人员有:王瑞江、崔艳合、王文、罗晓玲、孙艳、张新安、李建武、颜世强、刘树臣。项目以科学发展观为指导,深入分析了我国矿产勘查面临的国内外环境和形势;详细阐述了战略性矿产勘查工作的基本内涵、性质定位、主要任务和部署原则等;系统剖析了我国矿产勘查工作管理体制的变迁与特点,对计划经济和社会主义市场经济两个时期我国地质工作体制和运行机制取得的成绩和存在问题等进行了评价;全面收集了世界主要以市场经济体制为主体国家的矿产勘查工作管理制度、运行机制等基本资料,结合我国实际特点,从产业管理体制、矿产勘查投资、矿产勘查主体、矿业权运作等方面进行了对比分析研究,提出构建适合我国社会主义市场经济体制的矿产勘查运行机制的基本要素和下一步改革建议;对我国战略性矿产勘查的市场准入及退出、工作部署、找矿激励、科技引领、主体互动、风险勘查、投资融资、质量监控、勘查利益调配、矿产战略储备、资料公共服务等各环节的运行机制进行了细致地阐述分析;深入探讨了我国战略性矿产勘查中有关公益性地质队伍建设、国家公益性地质工作对商业性矿产勘查的引导和拉动作用,以及“走出去”等若干重大问题。提出的这些认识和建议对推动我国战略性矿产勘查工作具有重要参考意义。
“玢岩”型铁、硫矿床及控矿构造的反射地震探测研究:高分辨率反射地震在探测深度和分辨率方面具有其他方法无法比拟的优势。为试验该方法在探测深部“层状”矿床和控矿构造方面的有效性,吕庆田研究团队在国家危机矿山专项计划项目的支持下,于2008年在安徽庐枞(庐江—枞阳)矿集区的罗河—泥河—大包庄矿区采集了两条10km的高分辨率反射地震剖面。尽管矿区构造十分复杂,但叠加剖面仍然发现了很多反射:白垩纪沉积红盆清楚的反射特征,揭示出红盆具有3层结构,厚度约1200m。从沉积韵律分析,白垩纪以来该地区在伸展构造背景之下伸展速度和沉积环境存在阶段性变化;火山岩层大致呈现3层结构,火山沉积岩层(双庙组、砖桥组)的厚度约800~1000m。火山沉积岩之下有明显的“穹隆形”反射,推断可能存在“鼻状”隆起的侵入体。对照精细建立的地质剖面,罗河矿体、泥河矿体上方存在清晰的反射,与矿体位置基本对应,初步证实利用高分辨率反射地震可以直接探测到矿体;同时也发现,当矿体陡倾,或结构形态复杂、或空间尺寸较小时,对应矿体无反射或呈零乱弱反射。试验结果表明,高分辨率反射地震可以用于探测深部控矿构造,在条件合适情况下,可以探测层状矿体。

罗河、泥河、大包庄矿床地质简图及反射地震剖面位置(S1、S2)

图中蓝色、红色和粉色方框分别代表泥河、罗河和大包庄矿区范围;黑色、蓝色和绿色圆点分别代表泥河、罗河和大包庄矿床钻孔分布

S2偏移剖面的地质构造解释结果

K1sh—双庙组火山岩;Jzh—砖桥组火山岩;Q—第四系沉积;J—推断为早中侏罗碎屑岩沉积(罗岭组或磨山组);T—推断为三叠系灰岩;Ky1、Ky2、Ky3分别代表红盆的三层结构;粗实线为断裂,细虚线为岩性界面;ZK64—剖面经过的钻孔位置、编号及柱状图,钻孔岩性图例如下:
 第四系; 杨湾组红层沉积; 凝灰岩、粉砂岩; (黑云母、辉石)粗安岩; 次生石英岩; 高岭石岩; 正长岩; 碱性长石岩;  粗面岩;  磁铁矿、黄铁矿体;  (绿泥石化、碱性长石化)膏辉岩; (方沸石)透辉石岩;
加拿大萨斯喀彻温省找钾勘查:属于社会项目,主要完成人有:齐文、郑绵平、闫长明、孙伟、罗晓峰、黄适等。矿产资源研究所与中川国际矿业控股有限公司开展战略合作,在加拿大萨斯喀彻温省钾盐成矿带周缘进行找钾勘查,通过大量地震物探、钻探取心、测试分析和综合地质研究,在KP488区块找到了大型优质钾石盐矿床。该钾矿层赋存于中泥盆统顶部,共有3个钾矿层,埋深1229~1308m,矿层平均厚度19.25m。钻孔控制矿体面积37km2。矿石类型为氯化钾矿,KCl平均品位32.8%。KCl资源量巨大,达50255.85万吨,其中:控制的内蕴经济资源量(332)KCl3330.84万吨,推断内蕴经济资源量(333)KC146925.01万吨。勘查表明,这是一个具有良好开发前景的大型优质钾石盐矿床。

郑绵平院士带队在加拿大考察钻孔岩心


刚从钻孔中取出的钾盐岩心

新疆准噶尔盆地周边斑岩铜矿成矿条件研究:属中国地质调查局地质调查工作项目,报告完成人有:杨富全、闫升好、刘玉琳、周刚、刘德权、王义天、杨建民、宋会侠。该报告将新疆准噶尔斑岩铜矿床成矿时代分为4期,即晚志留世—早泥盆世(427~411Ma),主要分布在东准噶尔琼河坝地区;中泥盆世(378~376Ma),主要分布在准噶尔北缘的卡拉先格尔一带;石炭纪(327~296Ma),主要分布在准噶尔北缘的希勒库都克和西准噶尔的包古图一带;三叠纪,主要见于希勒克特哈腊苏铜矿,叠加在中泥盆世成矿作用中。新疆准噶尔斑岩成矿带体现出从东到西成矿时代逐渐变新的规律,从427~418Ma(铜华岭铜矿)→411Ma(蒙西铜钼矿)→374~378Ma(希勒特克哈腊苏铜矿和玉勒肯哈腊苏铜矿)→327Ma(希勒库都克钼铜矿)→310~296Ma(包古图铜矿)。境外的东西两段均发现了许多大型、超大型矿床,因此,处于中段过渡带的准噶尔也有形成大型、超大型矿床的条件。对包古图大型斑岩铜矿进行了系统研究,建立了包古图斑岩铜矿成岩成矿年代学谱系,探讨了成矿作用。测定了哈腊苏斑岩铜矿成矿时代,对成矿流体性质和来源进行了研究,建立了矿床模型,提出早期成矿作用发生在中泥盆世,与斑岩有关,晚期叠加成矿作用发生在中晚三叠世,与构造—岩浆—热液活动有关。

哈腊苏中型斑岩铜矿区景观


包古图大型斑岩铜矿区景观

岩矿和化石标本标准化整理、整合及共享试点:属科技部、财政部自然科技资源共享平台项目中的子课题,主要完成人员有:张德全、崔艳合、佘宏全、唐绍华、李进文、丰成友、张作衡、白鸽、杨郧城等。项目采集或收集整理了湖北大冶铁矿、江西德兴斑岩铜矿、云南个旧锡矿、山东焦家、新城金矿等43个大中型金属矿床标本共2882件,编写完成了所有43个矿床和2882件岩矿石标本的描述和信息记录工作。标本全部保存于资源所专业展览馆内,每一个岩矿石均建立了相关信息数据资料。可以通过网络查阅了解矿床的位置、用途、资源编号、规模大小、矿床特征、矿石和矿体特征、品位、主要地质图件、分析数据等51项信息内容;同时提供单个岩矿石标本的结构构造特征、矿石照片、提供标本的联系方式等29项具体信息。主要应用网络服务面向社会和地质专业部门提供浏览性服务,为地质科学院研究生教育提供试验教育服务。

2006~2008年岩矿石标本标准化整理矿床分布图

中国地质科学院矿产资源研究所

8. 中国地质科学院岩溶地质研究所

中国地质科学院岩溶地质研究所主要承担岩溶地质的基础研究、区域调查评价、开发应用和科学实验工作,形成了岩溶动力学与全球变化、岩溶资源评价与开发利用、岩溶生态系统与石漠化治理、岩溶地质灾害防治与环境保护、岩溶景观旅游资源评价、岩溶探测与测试等优势研究领域,设置有岩溶动力学重点实验室、岩溶资源与环境调查研究院、岩溶生态与石漠化治理研究中心、岩溶地质灾害研究中心、岩溶景观与洞穴研究中心、环境地球化学研究测试中心等二级科研机构。岩溶动力学重点实验室为国土资源部、广西壮族自治区重点实验室,岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室为中国地质科学院重点实验室。
2009年,全所在研项目115项,其中,纵向科研项目40项、地质调查项目5项、社会服务项目43项、基本科研业务费项目27项,预算总经费7193万元。发表论文79篇,其中SCI检索期刊2篇,核心期刊42篇、出版专著2部。

所长兼党委书记姜玉池(左二),副所长、党委副书记兼纪委书记刘雯(右二),副所长黄庆达(左一),副所长蒋忠诚(右一)

2009年度重要科技成果
岩溶动力系统中土壤有机碳的动态及碳汇机制研究:地质调查工作项目“岩溶动力系统与碳循环”。项目通过对岩溶区与非岩溶区典型土壤剖面的调查,揭示了岩溶区土壤的富钙偏碱性。岩溶区土壤的pH值和有机碳空间分布受到岩性、土地利用方式影响,石灰土的有机碳是地带性红壤的1.96倍。动态监测的结果显示岩溶区土壤溶解有机碳仅为非岩溶区红壤的1/6,而土壤呼吸排放量低于非岩溶区红壤。通过土壤有机碳矿化培养试验,利用三库一级动力学方程拟合出岩溶区土壤活性、缓效、惰性碳库的库容大小及周转周期。

桂林毛村土壤水溶性有机碳DOC随时间的变化,及石灰土与红壤的对比

中国西南50万年来石笋记录的气候事件与全球变化的响应:属国家自然科学基金项目。项目对洞穴石笋进行精确U-230Th定年及高分辨的碳、氧同位素分析,初步建立中国西南35万年及2万年以来石笋记录的标准时标序列,揭示了一系列轨道尺度、短时间尺度的季风气候突变事件。利用贵州荔波董哥洞D10、D8、D6-2及D3、D4的ICP-MS—230Th测年数据及氧同位素记录集成了一个完整的24万年时标序列。
利用D4、J1和荔波衙门洞Y1石笋的230Th测年和碳、氧同位素数据,综合集成了2万年来的时标序列,不仅揭示了H1、OldestDryas、OlderDryas、Younger Dryas和8200年等突然变冷事件,而且还揭示在末次冰盛期的17.5~19kaB.P.间,存在的季风降雨增加事件,表明末次冰盛期为冷湿组合的气候环境。

岩溶动力系统CO2-H2O-CaCO3碳循环过程及与有机碳循环的示意图


贵州荔波董哥洞24万年时标序列的综合集成

岩溶石漠化区水土资源高效利用技术研究:国家科技支撑计划、广西科技攻关课题。通过小流域水土流失监测,进一步论证了岩溶石山区坡面土壤主要由地下漏失,研究出水土保持的主要技术方法;针对不同的土地类型,研发出不同的土地整理、种植和灌溉技术,形成了2项专利技术。研究建立了典型岩溶区生态土地分类系统方案、生态土地优化配置评价指标体系和评价模型,构建了岩溶流域系统生态土地优化配置模式。建立完善了广西平果果化、马山弄拉、环江古周示范区,总面积2000多公顷。4个示范区的水土资源得到了充分合理高效利用,生态环境进一步改善,实现了生态土地优化配置,构建了岩溶区特色的土地整理和水土保持技术模式,形成了生态产业。农民收入迅速增加,石漠化得到治理,生态经济社会向良性循环方向发展。

水土流失与水土保持、土地整理


岩溶区种植火龙果


耐旱树种筛选和引进树种适应性研究——忍冬

喀斯特山地石漠化区植被恢复技术研究与示范:国家科技支撑计划课题。针对重庆地区岩溶山地森林植被退化、石漠化加剧和旱灾严重等生态问题,开展岩溶山地退化生态系统综合治理的关键技术研究,建立适合岩溶山地生态产业发展的模式,提出生态环境恢复与重建的对策,进行试验示范。生态重建试验一年之后证实,华南忍冬能够增加土地覆盖程度,改善水热变化条件。

娘子关泉域桃河流域图

中国北方岩溶区地下水环境问题成因机制与保护对策研究:国土资源部公益性行业科研专项经费项目。全面总结、归纳了我国北方岩溶泉域地下水环境问题及特征;选择典型泉域进行深入研究,揭示了北方岩溶泉域水文地质环境问题成因及其演化驱动机制;提出岩溶水保护区划分方案和保护措施。初步划分边界明确的岩溶地下水系统(子系统)116个,对其系统边界水文地质性质进行了界定根据岩溶水系统地质结构与循环条件,将岩溶水系统划分为单斜顺置式、单斜逆置式、平行置式、盆地型、其他式5种主要北方岩溶水系统模式,对其系统结构、资源要素及转化关系、岩溶水文地质环境问题的差异性进行了归纳总结。针对不同的环境地质问题对个典型泉域(娘子关泉域、河南九里山泉域、山东枣庄十里河泉域开展了专题研究。
碳酸盐岩缝洞系统模式及成因研究:“973”计划项目第一课题。通过典型岩溶露头区与井下缝洞系统的精细描述和对比研究,建立了古岩溶地貌成因的组合识别方法,掌握了塔里木盆地油气藏奥陶系不同地貌单元古岩溶缝洞系统的发育特征,划分了岩溶台地、岩溶缓坡、岩溶陡坡和岩溶山间盆地4种二级地貌类型。对塔河油田试验区碳酸盐岩缝洞系统进行了地质识别,建立了塔河油田4种地貌单元古岩溶垂向结构模式;分析了塔河油田试验区不同古岩溶地貌单元油气富集特征,建立了六大类10种古岩溶缝洞系统发育模式,建立了古岩溶地球物理识别方法,掌握了塔里木盆地油气田奥陶系古岩溶缝洞系统地球物理响应特征。开展了塔河油田试验区构造应力场模拟,从构造裂缝形成的动力机制出发,运用脆性岩石破裂准则,预测研究区构造裂缝的发育状况,为建立塔河油田试验区裂缝预测模型提供了理论支持。

丘峰洼地类型古岩溶垂向结构模式


多期次、多旋回裸露风化古岩溶演化模式

贵广铁路雄村—贺州段岩溶地质与线路比选咨询研究:结合铁路工程的特点和需要,深入分析了研究区基础地质条件、岩溶发育特点、岩溶层组及含水岩组划分、岩溶塌陷机理、潜在危险性分区、列车动荷载作用下诱发岩溶地面塌陷效应、岩溶地球物理勘探的有效性、三大线路方案岩溶地质特征、线路岩溶地质条件比选原则和评判方法、最终的线路方案比选综合评判等重点问题。将地理信息系统技术运用到铁路工程地质病害调查所获得的多源空间数据的处理和危险性综合评价中,实现了数据管理的可视化、自动化,提高了评价结果的科学性和可靠性,取得了较好效果。

岩溶发育程度对塌陷的影响分区专题图

洞穴环境远程监测及承载力定量评价:开展了我国不同气候地貌区代表性洞穴调查与空气环境自动监测工作。在广西桂林芦笛岩、广西河池水晶宫、海南儋州石花水洞、重庆武隆芙蓉洞、河北兴隆陶家台溶洞建立了洞穴空气环境远程自动监测系统,对洞穴空气环境的温度、湿度、CO2、O2等因子进行高频度远程自动监测,掌握了洞穴空气环境的变化规律,探索了旅游洞穴环境因子变化对洞穴沉积物景观的影响,建立了洞穴环境承载力评价指标体系,定量评价了洞穴环境承载力,为制定洞穴开发保护政策措施提供了技术支撑。

监测和传输系统


实时监测与显示

西南岩溶石山地下水及环境地质调查:地质大调查计划项目。从1999年起,组织西南8省(区、市)地调院以及航遥中心、水环中心、中国地质大学等单位,联合实施“西南岩溶石山地下水及环境地质调查”计划项目。完成1:25万水文地质编测66万km2、1:5万水文地质和环境地质综合调查12.32万km2、水文地质钻探25500m、地下洞穴探测长度60km、综合地球物理探测55000物理点、建立岩溶地下水自动化监测站7处。
西南岩溶石漠化分布图
掌握了西南岩溶区水资源量及其开发利用潜力,为地下水开发利用提供了技术支撑;查清了岩溶石漠化的分布状况及其发展趋势,掌握了岩溶石漠化形成的主要机制,提出了不同岩溶环境地质类型石漠化治理措施,为正在开展的石漠化治理提供了依据。查清了典型流域岩溶水文地质条件和环境地质问题,制定了流域内岩溶水开发工程方案和地质环境综合整治区划,成果已被多个部门应用于调查区开发治理工作中。针对不同类型区开发条件,因地制宜,采取堵洞蓄水、暗河截流、大泉壅水、钻井、大口井、斜井等多种方式,开展了岩溶地下水开发利用与生态环境综合治理示范,解决了40多万人饮用水、30多万亩耕地的灌溉用水问题,取得了明显的社会效应与经济效益。建立了西南岩溶石山区地下水与环境地质信息系统,实现了地质调查成果的信息化。地调与科研相结合,开展了综合性的研究工作,实现了地质调查工作的科技创新。

中国地质科学院年报.2009


地下河及溶洼堵洞成库

选择不同类型岩溶地下水系统进行地下水监测,研究了水质、水量动态与岩溶动力系统的相互关系;揭示了典型地下河流域水质水量20年来的变化及与土地利用变化的关系,掌握了地下水系统、土壤和植被对岩溶自然环境和人类活动变化的敏感性,建立了环境脆弱性评价指标体系及模型。

广西平果县果化表层岩溶水开发与生态恢复示范

最新文章
热门文章
推荐阅读