「寻宝探金」背后的科技创新
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科技创新,永在「路」上
地质人虽然分工不同,但是却有着相同的目标——找矿。漫漫找矿路,只有敢创新、肯突破,才能在干事创业中做出成绩。
今年 2 月,「山东省招远市水旺庄矿区金矿勘探」项目入选中国地质学会 2021 年度「十大找矿成果」,助力招平断裂带成为继三山岛和焦家断裂带之后中国第三条千吨级控矿断裂带,胶东地区也因此成为世界第三大金矿区。与此同时,项目承担者山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队再次得到全国地学行业的瞩目。
从招远建队到探获国内首个特大型蚀变岩型金矿,再到率先实现国内「攻深找盲」战略突破……建队以来,第六地质大队立足山东省,深耕胶东,累计查明黄金资源量 2810 多吨,占胶东地区已探明储量的 1/2 以上。
这支「功勋卓着无私奉献的英雄地质队」,多年来始终把科技创新放在首位,一系列找矿技术和理论走在国际前沿,在实践中创立了「焦家式」金矿成矿模式和找矿理论,探获三山岛、焦家、寺庄、纱岭、水旺庄等 14 个特大型金矿。
胶东,自古以来就是中国重要的金矿区,但是以前的勘查一直是按照国际惯例,只围绕石英脉进行,探明黄金储量并不是很大。上世纪 70 年代,第六地质大队通过对焦家金矿进行深入勘探研究后,成功发现了一种金矿床的新类型——焦家式金矿,打破了国际认定的「大断裂带只导矿不储矿」理论,打开了金矿勘查的新大门。
「焦家式」找矿理论很快上升为全球找矿理论,这一理论成果荣获首届国家科技进步奖特等奖。凭借不断的技术创新,第六地质大队连续刷新全国深部钻探纪录。截至目前,「焦家式金矿」探明储量占山东金矿总产量的 69%。
传承发展「焦家式金矿」理论技术的同时,第六地质大队坚持科技攻关,依托工程实验室、博士后创新实践基地等省部级科技创新平台,发明深部阶梯式找矿方法,成功捕获 105 吨焦家深部、126 吨马塘深部两个超大「金娃娃」,参与提出并建立了新类型黄铁矿碳酸盐脉型金矿床式,走在国际前沿。
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作为第六地质大队深部找矿技术团队核心骨干成员的鲍中义,一直潜心科研,学术上有新见解。他提出「九曲断裂带是深部找矿的重点,为招平断裂带北段主干断裂」的创新性认识,并首次在 4000 米以浅预测圈定了优选靶区。「搞科研是很有乐趣的,尤其是带着实际勘查中的问题去开展研究工作,就会发现越难啃的骨头,其实是越香的,也越是有价值。」鲍中义说。
作为山东地质工作的主力军,山东省地质矿产勘查开发局不断创新突破深部找矿理论和方法,取得了一系列重大成果。莱州市三山岛北部海域金矿勘查成果、莱州市纱岭矿区金矿详查成果等取得了山东省金矿找矿的历史性突破,形成了以三山岛、焦家和玲珑为代表的 3 个千吨级金矿田,为保障全省能源资源安全作出了重要贡献。
深耕海洋,探秘深蓝
海洋是高质量发展的战略要地,海洋地质工作是海洋经济发展和海洋环境保护的基础性、先行性工作。近年来,山东省地质矿产勘查开发局充分发挥海洋地质工作主力军作用,精准对接海洋经济高质量发展需求,为海洋强省建设提供精准、高效、优质的地质技术服务支撑。
2016 年 9 月 13 日,中国南黄海,连云港以东 83 海里,一项新的世界科钻纪录浮出水面——由山东省第三地质矿产勘查院承担施工的「中国东部海区大陆架科学钻探工程」CSDP-2 井顺利竣工,终孔孔深 2843.18 米,创造了海洋地球科学钻探全取心孔深全球最高纪录,且在施工过程中首次证实了南黄海油气资源的存在。
山东省第三地质矿产勘查院,是山东省首家从事海洋地质的专业队伍。他们在胶东创造了金矿岩心钻探亚欧孔深新纪录,在莱州三山岛北部海域探获国内首个也是最大的海上金矿床,推动传统的矿产地质从陆地加快走向深蓝。
近年来,山东省第三地质矿产勘查院扎实推进关键技术攻关和科技成果集成创新,尤其在浅海地质钻探领域走出海上地质钻探全国第一步,编制的《山东半岛近海成矿区划》,首次将成矿区带划分由陆地延伸至近海海域;石墨矿、金矿、重点海湾、地热、岩溶、浅海钻探等 7 项成果被鉴定为国内领先水平,区域地质矿产调查、水工环技术研究等 3 项成果被鉴定为国内先进水平。
在搭建海洋研究平台、培养海洋工作人才方面,山东省第三地质矿产勘查院负责实施了省局「智慧地矿——海洋地质调查管理系统」模块的建设工作,再添 1 个局科技创新平台——山东省地矿局南黄海海上观测与实验台站。台站的建立将有利于开展持续性的海洋地质、海洋环境等多要素野外观测及实验测试工作,培育重大工程,加强合作交流,培养科技人才。
智能物化探,征服陆海空
有人说,「物化探院」是地质先行军的诗和远方。
在中国地质学界,有一个困扰无数专家 40 余年的未解之谜——济宁大异常。该异常规模大、幅值高、磁性和重力异常高度吻合,但就是未能找到产生它的真正原因。直到 2006 年,一个叫山东省物化探勘查院的地质队伍揭示了它的谜底,在地下 1800 多米的超深部发现了大型铁矿体,找到了资源潜力巨大的新类型铁矿,创造了中国地质找矿的多个第一。
作为省内唯一专业地球物理、地球化学综合勘查与科研队伍,山东省物化探勘查院是名副其实的找矿先锋、幕后英雄,几乎山东省所有的重要矿产资源的发现都离不开他们的辛勤付出。
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与此同时,山东省物化探勘查院在生态环保、水利、交通、农业、应急管理等领域,不断提供物化探特色解决方案和地质融合服务。他们擅长给「土壤解密」,日照莒县北部的名优特产区、长势喜人的莲藕池里都有物化探人的身影。他们被称为「坝道医院」,凭借专业的技术优势、先进的装备,为山东省内几十座水库大坝、河闸岸堤进行汛前检测,防患于未然;通过精湛的解译技术,为川藏线后期隧道选址提供了可靠的地质依据……
山东省物化探勘查院坚守创新求突破,思变开拓谋发展,在保持陆地物探专业优势的同时,大力发展海洋物探、航空物探。该院引进两台国际先进的 INO 海底重力仪,开展海底高精度重力测量研究;在山东北部海域开展海底重力应用示范 16000 余平方公里,相关研究成果获得国土资源科学技术奖二等奖、中国地球物理学会工程奖等科技奖项;拥有国内唯一一套 SARAH 无人机航空瞬变电磁测量系统,目前正在开展矿产资源勘查、地下水探测、海水入侵调查等方面的技术试验研究工作,取得了良好的地质效果。
此外,受国家文物局委托,山东省物化探勘查院参与上海某海域明代古沉船文物考古工作,并成功探明古沉船遗迹位置及分布形态;响应海洋强省战略,在长岛海洋牧场经济示范区开展海底地球化学调查等工作,为更好地服务于经济发展提供了有力的技术支撑。
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S & T Innovation behind “Search for Gold”
Under the support and guidance of S & T innovation, Shandong’s geological undertakings are brimming with vitality. Numerous achievements show the strong impetus of Shandong’s S & T innovation on geological exploration.
The Sixth Geological Brigade of the Shandong Provincial Bureau of Geology & Mineral Resources has been giving top priority to S & T innovation for many years, ranked at the forefront of the world in terms of prospecting technologies and theories, presented the metallogenic model and prospecting theory of“Jiaojia-style” gold deposits in practice, and explored 14 super-large gold mines concerning Sanshandao(Sanshan Island), Jiaojia, Sizhuang, Shaling and Shuiwangzhuang.
The Shandong Third Institute of Geology and Mineral Explora- tion is Shandong’s first team specializing in marine geology. They set a new Eurasian record for core drilling depth of gold deposits in Jiaodong, and explored China’s first and largest offshore gold deposit in the northern sea area of Sanshan Island, Laizhou, thereby promoting the shift of traditional mineral geology from the land to the ocean. In recent years, the third institute has solidly advanced the breakthroughs in key technologies and the integrated innovation on S & T achievements, and in particular taken the nation’s first step towards offshore geo-drilling in the field of shallow sea geo-drilling. Moreover, their compiled work Offshore Metallogenic Zone Division of the Shandong Peninsula first extended the division of metallogenic zones from land to offshore waters.
As Shandong’s first team specializing in comprehensive geochemical & geophysical exploration and scientific research, the members of the Shandong Institute of Geophysical & Geochemical Exploration are veritable prospecting pioneers and unsung heroes. Almost all important mineral resources of Shandong are inseparable from their efforts. In the fields of ecological and environmental protection, water conservancy, traffic, agriculture, and emergency management, they have been continuing to provide characteristic solutions to geophysical & geochemical exploration and geological fusion services, and vigorously developing marine and airborne geophysical exploration while maintaining professional advantages in terrestrial geophysical exploration.
作者 飞扬