“十三五” 时期我国地质勘查行业发展成就——地质科技创新

发布时间:2022-05-27     来源:中国矿业网     审核:ags     浏览:8696次
  一、地质科技创新
  十三五”时期,我国地质勘查行业积极统筹进“五位一体”总体布局,协调推进“四个全面”战略布局,坚持新发展理念,坚持以供给侧结构性改革为主线,深入实施创新驱动发展战略,地质科技创新体系逐渐形成,科技创新能力不断增强。
  一、构建我国地质科技规划体系
  “十三五”时期,我国地质科技创新瞄准国际地学前沿,加快发展,从“三深一土”逐步完善形成以“一核两深三系”为主体的自然资源重大科技创新战略。地质勘查行业不断实现重大理论、核心技术与关键装备突破,全面提升我国地质科技创新水平,解决我国地质勘查领域“卡脖子”的重大科技难题。
  首先,按照向地球深部进军的总要求,初步建立了“三深一土”的科技战略。在2016年的全国科技创新大会上,习近平总书记提出了“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”,为我国地质工作指明了发展方向,同时为我国地质科技创新提供了基本遵循。2016年国土资源部发布的《国土资源“十三五”规划纲要》提出,要突破3000米深地资源勘查技术,实现5000米钻探技术能力,发展深部找矿立体综合勘查体系。为此开展深地勘探、西部难进入地区勘查、地质复杂区找矿、深海区探测等重大核心技术装备研发。同年,国土资源部又发布了《国土资源“十三五”科技创新发展规划》,进一步提出了国土资源“三深一土”科技创新战略。明确提出“十三五”时期国土资源科技创新发展总体目标是:深地探测、深海探测、深空对地观测战略,科技领域创新能力跻身先进国家行列,土地科技水平显著提升。地质科技创新“三深”战略正式形成。
  其次,逐步完善形成以“一核两深三系”为主体的自然资源重大科技创新战略。为对接国家“深空、深海、深地、深蓝”科技创新战略,适应自然资源管理体制机制改革新形势,在“三深一土”科技创新战略的基础上,2018年自然资源部发布了《自然资源科技创新发展规划纲要》(以下简称《纲要》),提出实施以“一核两深三系”为主体的自然资源重大科技创新战略。《纲要》提出了构建地球系统科学核心理论支撑(“一核”),引领深地探测、深海探测国际科学前沿(“两深”),建立自然资源调查监测、国土空间优化管控、生态保护修复技术体系(“三系”);以及2020年、2025年、2035年的阶段性发展目标;并制定12项重大科技工程,以及包括4个平台建设体系和4项人才培养创新能力建设,明确了优先支持的科技方向、重大科技成果培育计划、技术转化推进计划、科技创新平台建设计划、高端科技创新人才培养计划。
  第三,为推进“一核两深三系”科技创新战略落地实施,自然资源部党组印发了《关于深化科技体制改革提升科技创新效能的实施意见》(自然资党发〔2018〕31号)(以下简称《意见》),确立了面向2030年的自然资源创新战略。一是夯实地球系统科学理论基础。以地球系统科学观,认知山水林田湖草生命共同体,加强自然科学与社会科学交叉融合,拓展自然资源科学理论支撑。二是突破深地、深海科学前沿。采用集中攻关机制,突破“卡脖子”技术,构建2000米到1万米多层次资源能源探测技术体系、深海能源矿产开发共性核心技术装备及试采技术体系,创新水平跻身先进国家行列,部分优势领域实现并跑、领跑。三是发展调查、保护、利用技术体系。应用发展遥感、互联网、物联网、人工智能等现代高新技术,构建自然资源立体调查监测技术体系;集成创新国土生态保护与系统修复方法技术,构建生态保护修复技术体系;发展创建国土空间规划与集约利用理论方法,建立国土空间优化管控方法技术体系。《意见》还提出了大力推进科研管理改革、集聚资源创建国家级平台、改革人才激励机制、营造良好创新环境等四方面内容。
  大力推进科研管理改革。一是深化科技领域“放管服”改革。实施“放管服”责任清单机制,赋予科研人员更大的人财物自主支配权;简化科研活动过程管理,针对关键节点实行“里程碑”式管理;精简优化“帽子”“牌子”,只保留自然资源部高层次科技创新人才培养工程一种科技人才“帽子”和重点实验室、工程技术创新中心、野外科学观测研究基地“一套牌子”;突出创新质量和贡献评价导向,清理简单量化的“唯论文、唯职称、唯学历”做法。二是推进现代科研院所制度改革。推进实行章程管理,落实法人自主权,建立首席专家(首席科学家)机制。三是改革创新绩效考核机制。建立鼓励法人担当负责的考核激励机制,建立领导班子创新考核制度,探索中长期绩效评价制度。
  集聚资源创建国家级平台。改革科技平台创建模式,依据国家实验室、国家重点实验室、国家技术创新中心等条件要求,优选自然资源领域若干具有竞争优势的创新团队,建立创建国家科技平台梯队序列。积极谋划助推国家实验室,建强海洋领域现有3个功能实验室,助推建成海洋国家实验室;谋划创建地球深部探测领域国家实验室。加快创建优势领域国家重点实验室,稳定支持现有国家重点实验室建设,在卫星海洋环境动力学、林木遗传育种等部分领域形成国际领跑格局;凝练重大创新方向和创新目标,积极打造深地资源、深地动力学、岩溶动力学等国家科技创新基地,在深海深空深地探测、森林生态系统等前沿方向创建国家重点实验室。
  改革人才激励机制。用好高层次创新人才,建立高层次科技创新人才梯队,建立直聘和破格竞聘制度,对列入梯队的人员实行“一人一策”保障机制。强化高层次创新人才绩效激励,实行“一项一策”清单式管理、年薪制、协议工资等薪酬激励,加大科技成果转化激励。合理引进急需紧缺高层次创新人才,简化程序精准引才,可设置一定比例的流动岗位外聘高层次创新人才。拓宽青年人才成长空间,放手使用优秀青年人才,重大工程中吸纳不少于10%的35岁以下的青年人才担任工程技术副总师、首席专家助理等职务;拓宽破格竞聘通道,建立国际合作优先通道,增加参与重大科技活动机会,为青年人才成才铺路搭桥。
  营造良好创新环境。弘扬科学报国崇尚创新传统,广大科研人员要把个人理想融入国家自然资源事业发展中,在重大科技领域不断取得突破。强化创新人才精神激励,建立专家联系机制,加强支持和服务保障,加强科技创新优秀人物、创新成果宣传,鼓励学术民主和自由探索。重奖科技创新突出贡献者,部设立科技奖励专项资金,对获国家科学技术奖一等奖排名第一的创新团队,一次性奖励100万元,其他等别参照此标准授奖。构建信用管理制度,建立自然资源科技创新信用评价体系和科研诚信平台,全面实行科研人员信用管理,对严重违背科研诚信的行为,依法依规终身追责,打造诚实守信、风清气正的科研环境。
  中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标的建议》和《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出,强化国家战略科技力量,瞄准空天科技、深地深海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。实施新一轮找矿突破战略行动。这些都为地质勘查行业在“十三五”时期以及未来一段时期,围绕深地深海等前沿领域、地质找矿以自然资源综合调查监测、生态保护和修复等服务支撑自然资源“两统一”职责及国家重大发展战略,提供了科技创新环境和发展前景。
  二、地质科技创新取得进展
  “十三五”时期,我国地勘行业重点围绕向地球深部进军的需求,不断实现重大理论、核心技术与关键装备突破,解决我国基础地质和成矿理论重大科技难题。
  1. 新的化石和矿物的重大发现,帮助人类完善认知
  地球中国地质调查局天津地质调查中心朱士兴研究员带领前寒武纪研究团队,在华北燕山地区高于庄组中首次发现大量分米级的碳质宏观化石(距今大约15.6亿年),把多细胞生物在地球上出现的时间提前了近10亿年。中国科学院广州地球化学研究所朱照宇及古脊椎动物与古人类研究所黄慰文联合国内外科研人员在陕西蓝田地区发现了秦岭山前黄土侵蚀面,将公王岭直立人头盖骨年代推前到距今163万年;在上陈一带发现了新的连续黄土-古土壤序列剖面,并在早更新世层段发现了17层旧石器埋藏文化层,年代为距今126万~212万年,使蓝田地区成为世界上非洲以外最早的古人类活动遗迹地点之一。中国科学院南京地质古生物研究所袁训来团队在湖北三峡地区约5.5亿年前的“石板滩生物群”中发现并研究了新的动物化石—夷陵虫及其遗迹,将具分节两侧对称动物出现的时间提前了至少1000万年。南京大学、中国科学院南京地质古生物研究所樊隽轩、沈树忠团队联合国内外专家通过建设国际大型数据库、自主研发人工智能算法等,获得了全球第一条高精度的古生代3亿多年的海洋生物多样性变化曲线,揭示了当时生物多样性变化与大气CO2含量以及全球性气候剧变的协同关系。中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员“寒武纪大爆发”研究团队在云南约5.18亿前的澄江动物群中,发现了解答“节肢动物起源之谜”的关键过渡型化石—“麒麟虾”,填补了节肢动物起源过程中的核心缺失环节。
  2. 科技创新取得新突破,支撑能源资源勘探开发取得重大进展
  天然气水合物:广州海洋地质调查局叶建良牵头组织实施的海域天然气水合物试采突破了从“垂直井”到“水平井”开采核心关键技术,实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越,创造了“产气总量86.14万立方米,日均产气量2.87万立方米”两项新的世界纪录,取得了迈向产业化进程的重大标志性成果。
  页岩油气:中国石油勘探开发研究院张水昌研究团队取得古老油气系统源灶多途径成烃机理与成藏研究新进展,研究成果有效指导深层油气勘探,为四川盆地震旦—寒武系新增天然气探明储量2200亿立方米、控制储量2038亿立方米。武汉地质调查中心陈孝红研究团队在宜昌黄陵隆起周缘实现下古生界页岩气调查重大突破,填补了中扬子页岩气勘查的空白,实现了我国页岩气勘查从长江上游向长江中游的战略拓展。中国石油新疆油田分公司牵头准噶尔盆地陆相咸化湖盆页岩油富集理论、关键技术与勘探取得重大进展,创立了陆相咸化湖盆云质岩页岩油富集理论,指导了吉木萨尔凹陷页岩油预探评价产能一体化快速推进,落实井控储量10亿余吨。中国石化西南油气分公司针对埋深大于3500米的深层页岩气,首次提出了海相深层页岩气“优质相带、适宜演化、良好保存”的“三元”富集理论等,支撑了威荣气田提交探明储量1247亿立方米;另外该公司在元坝超高深含硫生物礁大气田高产稳产技术取得重要进展,建成了世界上第一个埋深近7000米的高含硫生物礁大气田。大庆油田通过系统建立我国陆相淡水湖盆纯页岩型页岩油气富集理论,创新形成纯页岩型储层大规模体积复合压裂技术体系,在松辽盆地北部古龙页岩油勘探取得重大发现,定产试采表现出稳定的高产能力,轻质油带具有较好的产油能力,轻质油带页岩油气资源量达到几十亿吨。陕西延长石油(集团)有限责任公司王香增团队取得延安气田复杂致密气藏开发关键技术创新,对保障国家能源安全、缓解天然气供需矛盾、保护陕北地区的绿水青山,具有重大的现实意义。中国石化西北油田分公司云露、漆立新团队,实现了顺北超深断溶体气藏富集理论与关键技术的重大进展,支撑了10亿吨级的顺北油气田勘探开发持续扩大,该成果丰富了中国海相油气成藏理论,实现了我国海相油气勘探类型新突破,总体达到国际领先水平。
  干热岩:中国地质调查局水文地质环境地质部、水文地质环境地质调查中心牵头组织实施的青海共和干热岩试采规模化压裂造储和定向钻探成功实施,将为我国高温地热发电提供新的契机。一是成功实现我国首例干热岩规模化储层建造,二是实施两眼多靶点干热岩定向深井,创国内首例,三是系统建立干热岩储层描述与裂隙预测,以及多重改造体积定量界定方法,四是自主探索形成干热岩压裂复杂缝网构建与控制、高效控震、储层成像等规模化储层建造技术,五是探索形成了一套高温硬岩高效定向钻进技术。中国地质调查局勘探技术研究所王稳石团队松辽盆地大陆深部科学钻探工程(松科二井)完井并实现重大地质科技创新,钻探完成的松科二井深7018米,是亚洲国家最深的大陆科学钻井;研发的超深井大口径取心技术体系,攻克了超高温钻井技术等地球深部探测重大技术难题,发现了松辽盆地深部页岩气和盆地型干热岩等两种具有良好勘探开发前景的清洁能源。
  煤炭、煤层气:新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队在阜康市白杨河矿区完成新疆首个煤层气开发利用先导性示范工程,形成的“丛式井钻井、复合压裂液压裂、五段双控排采、排采自动化系统”等关键技术系列对新疆煤层气的开发意义重大。中国煤炭地质总局勘查研究总院宁树正研究团队厘定了液化、气化等煤制油气用煤资源评价指标,建立了地质调查、采样测试与煤岩煤质分析相结合的调查技术要求和评价方法,建设了全国煤质基础数据库,摸清了我国煤制油气用煤资源家底,为保障特殊时期国家能源战略安全提供了科学依据。
  3. 理论方法和技术革新,助力地质找矿取得重大进展
  热液型铀矿成矿理论引领地质找铀取得新突破。核工业北京地质研究院围绕我国铀矿大基地及外围地区开展科技攻关,完善发展了伊犁盆地南缘、二连盆地中部、鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿和相山矿田、诸广南部地区热液型铀矿成矿理论,成果及时推广应用于我国地区热液型铀矿、砂岩型铀矿找矿勘查工作中,已取得显著找矿成果。该院李子颖研究团队相山铀矿田三维地质“玻璃体”调查和成矿预测取得新进展,建立了火山岩型铀矿深部有利成矿空间探测的地质、地球物理、地球化学三维立体勘查技术体系,首次实现了相山矿田2500米深度范围立体探测,对我国热液型铀矿找矿勘查具有重要的示范作用。同时,该团队还建立热液型铀矿深部地质结构三维探测技术和预测评价模型,遴选广东诸广南实施长江1号(GUSD-1)科学深钻,在诸广地区1550米深度发现最深工业铀矿,将我国热液铀矿找矿深度向深部推进了500余米,进一步验证了热点深源铀成矿理论。另外,该院秦明宽研究团队首次将基底属性及其演化纳入大型叠合盆地产铀潜力评价体系,从盆地发展演化的“根”上判识其成矿有利度引领,推动了准噶尔大型盆地砂岩型铀矿找矿取得重大突破,定量预测研究区铀资源潜力达19万余吨。
  成矿理论方法创新助力地质找矿取得新突破。山东省地质矿产、勘查开发局宋明春研究团队研发以“阶梯式成矿模式+精细地球物理模型”为核心的深部金矿阶梯式找矿方法,将胶东主要金矿区的探测深度延伸到超过2000米,新方法为胶东深部找矿提供了关键技术支撑,助推探明了三山岛、焦家和玲珑3个千吨级金矿田。中国地质科学院矿产资源研究所、西藏华泰龙矿业开发有限公司等单位组成的科研团队创建斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型,丰富和完善了碰撞造山成矿理论,并在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻,累计揭示584.36米铜钼(金、银)矿体,对国内外深地资源勘查和探测技术集成具有引领示范作用。中国地质科学院矿产资源研究所王登红科研团队组织提出了“多旋回深循环内外生一体化”的锂矿成矿机制新认识,指导了川西甲基卡、可尔因、九龙等地以锂为主的硬岩型稀有金属地质找矿工作并取得突破;该团队还首次搭建了“三稀调查成果数据库”大数据平台,深化了离子吸附型稀土成矿理论,构建了稀土矿区水环境质量评价指标体系,完成了我国“三稀”资源战略调查与评价。西安地质调查中心滕家欣团队提出盆地边缘褶皱逆冲+构造流体+后期交代铅锌成矿系统认识,建立“火烧云式”热液-交代非硫化物成矿模式等理论创新,引领了南疆地区取得重大找矿突破,新发现一批大型-超大型矿床。江西省地勘基金研究团队建立了“朱溪式”钨矿床成矿模式和“石竹山式”硅灰石成矿模式,引领江西取得重大找矿突破,探获了大型规模以上矿床9处、具有开发利用价值地热田35处,改变了世界钨、硅灰石矿分布格局。中国冶金地质总局中南局李朗田研究团队总结了成矿前基底浅层平移断裂和同沉积断裂“行”“列”交汇的控盆、控相、控矿特点,提出了“凹中凹”或“盆中盆”控制锰矿沉积的新认识,探获一批稀土、磷、钒矿资源量,为扬子陆块及周缘锰矿勘查提供了新的思路和方向。
  创新评价技术方法支撑全国煤中金属矿产资源评价取得新进展。中国煤炭地质总局宁树正研究团队总结了煤中金属元素矿产研究方法,确定了煤中金属元素矿产综合评价指标,初步摸清了全国煤中金属元素矿产资源家底,对指导煤系矿产资源综合勘查和开发利用具有重要意义。
  4. 地质监测系统研发取得进展,不断完善监测手段
  地质灾害综合防灾减灾方法技术取得新进展。中国地质环境监测院殷跃平团队联合中国地质科学院等9家单位开发基于GPU高性能计算技术的高速远程滑坡风险评估分析软件系统,构建山洪灾害判别标准与防治区划等级系统和地震—地灾链评估指标体系及信息发布平台,发明高寒浓雾山区地灾可视化监测预警、光纤监测传感器以及特大型滑坡应急治理系列关键技术,及时指导了灾区地灾应急处置和灾后重建,推动了防灾理论和技术方法的发展和地灾减灾防灾标准化体系的建设。
  地下水、煤矿安全监测技术系统研发取得重要进展。中国地质环境监测院李文鹏研究团队首次在全国范围内开展地下水监测网的建设,建设完成国家地下水监测工程并运行。国家煤矿水害防治工程技术研究中心武强团队研发了井下超前探放水和水害监测关键技术系统,解决了矿井突水的水源、水量以及突水通道三者联合监测的难题,提出了利用弹性波的传输时间测量钻孔深度的技术方法。中国煤炭地质总局水文地质局研究团队揭示了采空区的宏观规律,确立了老窑采空区精细探测框架体系,成功攻克了制约老窑采空区探测技术应用的关键技术瓶颈,该成果对国内煤矿老窑采空区范围及积水情况探查具有引领示范作用。
  地质科技助力城市规范建设。中国地质调查局水文地质环境地质部郝爱兵为首席专家牵头组织实施的多要素多技术城市地质调查项目有力地支撑了雄安新区总体规划编制,为城市地质调查提供了示范。浙江省地质调查院褚先尧团队组织实施的嘉兴市土地质量地质调查工作,制定了符合浙江省实际的调查、建档省级技术规范,结合嘉兴市土地质量地质调查“四化”提升行动,在成果服务于“县、乡、村”三级土地利用规划、特色土地保护利用等方面的试点成功应用,成果为全面落实美丽浙江建设和全国同类工作的开展提供了依据。
  地质信息服务平台投入使用,自然资源图、志研制完成。中国地质调查局发展研究中心研究团队组织实施的国家地质大数据共享服务平台—地质云2.0,实现了160多个国家级核心地质数据库的上云共享。中国地质调查局水文地质环境地质部郝爱兵牵头编制完成我国首套《中国自然资源图系》,图系分全国卷、省(自治区、直辖市)卷和专题卷3个系列,涵盖水、土、矿、林、草、湿地、海洋等8个类别,2316张图件。中国地质调查局地质研究所李廷栋院士和丁孝忠研究员组织实施的新一轮省级区域地质志编撰完成,新地质志全面、系统总结了我国近30多年来海量区域地质、地球物理、地球化学、遥感地质等调查新成果和新资料。广州海洋地质调查局研究团队创新编制了《南海地质地球物理图系(1:200万)》,创新性编制了三维地形图和晕渲地形图,系统命名了245个海底地理实体等。(方敏 王春芳 等)