中國地質科學院2011年度十大科技進展揭曉

2012年1月5—6日,中國地質科學院在北京組織召開了 2011年度科技成果匯報交流暨十大科技進展評選會。來自科技部、國土資源部、教育部、中國科學院、國家自然科學基金委員會、中國地震局、中國石油化工集團公司等部門 15位院士、39位專家組成的評選委員會,經過認真、嚴謹的評審和投票,評選出中國地質科學院2011年度十大科技進展。

在十大科技進展點評會上,中國地質科學院副院長董樹文介紹,今年的十大科技進展是從1000個項目中推薦出來的。其中,勘查技術項目的入選,是本次評選的一大亮點。技術研發一直是中國地質科學院的弱項,在歷年十大科技進展中,很難尋覓到這類項目的身影,而今年則有兩個技術方法項目入選,其中時間域固定翼航空電磁勘查系統研發還榮獲第一名。此外,一批中青年骨干科研成果在評選中脫穎而出,也是這次大科技進展評選活動的一大亮點。

中國地質科學院 2011年度十大科技進展排名及成果點評如下:

試飛前進行樣機調試

1、填補我國時間域固定翼航空電磁勘查系統自主研發空白。地球物理地球化學勘查研究所胡平、李文杰研究員團隊在國家高技術研究發展計劃(863)項目資助下,成功研發具有完全自主知識產權、基于國產 Y12IV型專用飛機的大勘探深度時間域固定翼航空電磁勘查系統。攻克了大磁矩發射關鍵技術難題,研制了 500,000 Am2大磁矩發射機,最大可實現峰值發射電流、峰值磁矩優于設計指標;攻克了感應線圈傳感器氣流擾動下的避振技術難題,解決了接收吊艙氣動、避振設計關鍵技術,研制了三軸動穩避振系統、輕量化幾何對稱三分量正交感應線圈傳感器及接收機;解決了海量數據實時采集、存儲關鍵技術,研制了全波形數據收錄系統,實現了高分辨率實時數據采集,數據采集與存儲速率超過4.0 GB/h。系統空中樣機成功完成了半航空試驗試飛,整體性能達到了國際先進水平。已申請國家發明專利6項,登記軟件著作權3項。

雪峰山地區沅麻盆地晚侏羅紀-早白堊紀擠壓構造

2、確認華南晚中生代擠壓構造向伸展構造轉換的時間節點。中國地質科學院董樹文和地質力學研究所張岳橋研究員團隊在國家深部探測專項第八項目(SinoProbe-08-01)資助下,系統分析了湖南泥盆系-中三疊系海相地層的斷裂滑動矢量,建立了三疊紀碰撞造山、晚侏羅紀-早白堊紀陸內造山兩期構造事件與變形作用;首次全面分析雪峰山區沅麻盆地侏羅紀以來 5期應力狀態及轉化歷史,深入研究了衡山變質核雜巖西側拆離斷層的結構和運動學特征,獲得拆離斷層鋯石U-Pb年齡為137 Ma,限定了華南晚中生代從縮短構造體向伸展體制的轉化時代,限定了白堊紀紅層盆地的底界年代。厘定東南沿海地區長樂-南澳構造帶的兩期構造巖漿事件,包括145～135 Ma造山縮短期巖漿事件及132～115 Ma造山后伸展期巖漿活動,為華南大陸中生代陸緣造山的縮短與伸展演化提供了重要依據。

鄭綿平院士在陜北考察鉀鹽井

3、成礦規律研究引領我國海相鉀鹽找礦取得突破。礦產資源研究所鄭綿平院士研究團隊在地質調查項目和國家自然科學基金委——云南聯合基金資助下,組織國內優勢科技力量,對比分析了國內外成鉀規律,系統研究我國不同時代成鉀地質構造和鉀鹽找礦方向,厘定了 3個鹽類成礦域和1個成礦帶,提出了我國找鉀策略——以海相蒸發鹽盆地為主攻方向、兼探陸相鹽湖及含鉀地下鹵水,編制了全國油鉀兼探總體實施方案,有效指導了鉀鹽找礦實踐。在陜北奧陶紀鹽盆地發現厚度較大的鉀礦化層,明確了找鉀主攻方向;引領查明塔里木盆地庫車凹陷古近系鹽層厚度和分布范圍,發現深部鹽巖巖屑有厚層鉀鹽顯示;系統調查評價西藏特種鹽湖鉀鋰硼巨大礦產遠景,發現多格錯仁大型富鋰鉀硼鹽湖;提出滇西南鉀鹽層來自深部中生代含鹽巖系,正在勐野井外圍開展找鉀鉆探驗證。相關研究對我國鉀鹽找礦突破具有重要意義。

我國巖溶類型分區及面積計算

4、我國現代碳收支平衡中巖溶碳匯總量獲得新數據。巖溶地質研究所蔣忠誠研究員團隊在地質調查項目資助下,研究中國巖溶碳匯潛力并取得重要進展。穩步推進典型巖溶流域碳匯調查,建立了巖溶碳匯觀測網站,首次發現巖溶流域外源水對巖溶碳匯有重要貢獻,與國際同步開展水生生物光合作用產生碳匯定量研究,論證了巖溶碳匯的穩定性,發現人工干預增加巖溶碳匯的途徑,深化了對巖溶碳匯過程和機理的認識。將我國巖溶區劃分為南方巖溶區、北方巖溶區、青藏高原巖溶區和埋藏巖溶區4種不同類型,利用GIS技術計算分析了不同類型區域的巖溶面積和巖溶碳匯量,估算了我國年度巖溶碳匯總量為3699萬噸CO2,為我國參與國際減排談判、應對全球氣候變化、科學部署節能減排提供了科學數據和重要依據。國際著名學術期刊《SCIENCE》撰文報導了項目巖溶碳匯研究進展,并給予了高度評價。

5、原位輕同位素分析技術定量研究古氣候環境變化有新招。地質研究所劉敦一研究員團隊在科技部項目資助下,引進、吸收和運用多接收二次離子質譜(SHRIMP Ⅱe-MC)氧同位素微區原位分析技術,對沉積過程中形成的微體化石進行原位微區輕同位素分析,定量揭示了古氣候環境變化過程。選擇西藏文布當桑剖面二疊系與三疊系分界線附近49個層位200多枚牙形石化石,開展了原位氧同位素測試分析,高精度測定氧同位素比值數據;發現二疊紀-三疊紀之交事件地層學界線牙形石氧同位素比值從20.9‰突然降低為19.03‰,對應于二疊紀最末期地球上發生的重大全球氣候變暖事件;指示古海水表層平均溫度發生過劇烈變化,當時處于中高緯度的特提斯古海洋表面海水溫度突然上升約 8.2℃,為認識顯生宙最大生物集群絕滅事件的成因提供了重要依據。相關研究對定量分析古氣候環境變化具有重要的示范作用。

牙形石氧同位素SHRIMP Iie-MC原位微區分析表明二疊紀末期發生了全球氣候

攀援始祖獸正型標本及復原圖

6、古生物研究喜獲豐收。地質研究所古生物研究室 2011年在中生代與元古代生物演化研究領域取得重要進展,相關研究成果先后在國際著名學術期刊《自然》、《科學》、《演化與發育》公開發表。季強、呂君昌、唐烽三個團隊在科技部973項目、地質調查項目及國家自然科學基金等聯合資助下,發現中侏羅紀中華侏羅獸(新屬、新種),填補了早期哺乳動物演化的化石記錄間隔,化石時代與 DNA研究結果吻合,為哺乳動物演化歷史建立了以化石為標準點的新里程碑。和蛋保存在一起的一具雌性達爾文翼龍化石,為判別這些早已絕滅的飛行爬行動物的性別提供了直接證據,解決了翼龍性別鑒定這個關鍵問題,同時還提供了翼龍生殖與埋藏學方面的信息。在中國貴州發現伊迪卡拉/震旦紀的宏體化石——八臂仙母蟲,確定屬于原始類群的櫛水母動物,為追溯早期多細胞生物的起源提供了化石依據。

全國礦產資源利用現狀調查座談會

7、全國礦產資源利用現狀調查為礦產資源管理構建了重要支撐平臺。礦產資源研究所王瑞江、王安建、李厚民研究員團隊在財政專項支持下,在國土資源部領導下,組織協調全國各省約 2萬人,系統調查石油、天然氣、煤層氣、鈾、鉀鹽、鋁土礦、稀土、磷、鐵、鎢、銻、銅、鉛、鋅、金、煤炭、錳、鉻、鎳、鉬、銀、錫、鋰、硫鐵礦、螢石、重晶石、菱鎂礦、硼28礦種21600個礦區的資源儲量,編制 30省(區市)24礦種省級單礦種匯總成果,摸清了資源家底,建立了核查礦區的空間數據庫;建立了 28礦種不同尺度的品位-噸位模型,開發了煤炭技術經濟評價軟件,提出了“可回收資源量”新概念并建立不同類型礦區的計算公式。搭建了以礦區二維半空間圖形數據庫為基礎的 28礦種儲量管理平臺,建立了全國礦產資源儲量動態管理系統,為國土資源礦政管理提供了重要技術支撐。

野外鉆井現場

8、新疆拜城縣波孜果爾鈮鉭礦科技找礦取得突破。礦產資源研究所鄒天人、徐海明研究員團隊在新疆子棲礦業有限公司和新疆 305項目資助下,于2007—2011年對鄒天人等 1998年發現的新疆拜城縣波孜果爾鈮鉭礦床進行勘查評價,證實波孜果爾堿性花崗巖株從頂部,向下巖相依次為霓石似偉晶巖→霓石鈉長花崗巖→鈉閃石-霓石花崗巖,巖漿結晶分異形成鈮鉭銣礦床,鈮鉭和銣元素分別賦存于燒綠石和星葉石,屬于鈮鉭銣礦床新類型。經新疆儲量評估中心評審并經新疆國土資源廳備案批準,波孜果爾鈮鉭礦為超大型礦床。選礦和冶煉試驗表明,選礦效果較好,濕法冶煉可冶煉出鈮、鉭、銣金屬,波孜果爾鈮鉭礦具有重要的經濟價值。該項成果是科技找礦突破的一個成功范例。

柴達木盆地石炭系殘余厚度圖

9、柴達木盆地石炭系油氣資源潛力評價取得重要成果。地質力學研究所馬寅生研究員團隊在地質調查項目資助下,開展柴達木盆地石炭系油氣資源潛力調查評價,取得重要進展。在柴達木盆地石炭系發現多處厚層油砂,油源對比顯示油砂來源于石炭系烴源巖,證明石炭系曾經發生油氣運聚過程,石炭系具有較好的生烴能力。利用重、磁、電、震等深部資料綜合解釋,分析了石炭系烴源巖的空間分布和沉積厚度;研究了油氣運移和保存等成藏條件,認為石炭系變形主要發生在新近紀末,有利于石炭系油氣保存;系統編制盆地及周邊地區石炭系各巖組地層剖面,估算了盆地石炭系油氣資源量,提出了柴達木盆地石炭系油氣勘探的有利目標區。相關成果對柴達木盆地油氣勘探部署具有指導意義。

浙江江山寒武系江山階層型剖面

10、中國主要斷代地層建階研究成果豐碩。中國地質科學院王澤九、姚建新、黃枝高研究員團隊在地質調查項目資助下,組織國內地層古生物研究力量,歷經15年致力于中國主要斷代地層建階研究,推動我國全球界線層型候選剖面取得連續突破。系統研究了中國區域年代地層表102個階中的59個階,有9個全球界線層型剖面和點位(GSSP-金釘子)獲國際地層委員會和國際地科聯批準,使我國成為目前世界上擁有“金釘子”最多的國家;對 16個階級單位深入研究,使其基本達到建階要求,還有2個系級單位33個階級單位研究程度得到明顯提高。先后在國內外學術刊物發表論文121篇,提交了60份高質量的研究報告,鑄就了我國地層建階的立典型研究工程。相關成果大大提高了我國地層工作與地層學研究的整體水平,擴大我國地層學研究的國際學術影響。

1 中國地質科學院2011年度科技成果匯報交流暨十大科技進展評選會會場;2 中國地質科學院王小烈書記在開幕式上講話;3 中國地質科學院董樹文副院長主持開幕式;4 國土資源部鐘自然總工程師在開幕式上講話;5 國務院參事、國土資源部原總工程師張洪濤參加會議;6、7 參加會議的院士、專家;8 評選委員會召開評審會議現場。