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  技术研究
中国地质学会2023年度地质科技重要进展
日期:2024.04.02 资讯来源:中国矿业报 浏览人次:780


  地质科技重要进展(排名不分先后)

  晚更新世以来中国北方沙漠环境演变过程及干旱区人地关系

  浙江大学杨小平等联合国内9家单位依托科技基础资源调查专项,从地质记录和人类活动两方面对中国北方沙漠进行了多学科、多尺度的考察与研究,在以下方面取得了重要进展:论证了我国北方沙漠、沙地在地质尺度上存在多个较湿润时期,主要以河流纵深沙漠腹地形成河流-静水沉积、古大湖发育形成高湖面、沙丘固定形成土壤为标志;提出我国沙漠保存了与周边山体等地球表层系统联动的环境信号,其景观动态均是对全球或区域气候变化的直接地表响应;系统梳理了我国沙漠及其毗邻地区在史前及历史时期存在的大量人类活动遗迹,并刻画了沙区人地关系特征,论证了我国沙漠在东西方文明交流互鉴、民族融合过程中的过滤和缓冲作用。围绕项目任务,项目组通过发表系列学术论文、专著和建立开放共享的数据集,构建了我国沙漠环境演变和干旱区人地关系的全局图景,并为制定沙区可持续发展策略提供了科学支撑。

  我国三个重稀土矿物的发现与意义

  重稀土是极具战略意义的矿产资源,但重稀土成矿类型单一,主要为离子吸附型,且其开采过程(原地浸矿)中环境问题突出,因此寻找新类型重稀土矿床是一项重要的科学探索。由西北大学地质学系刘鹏副教授领衔的团队在重稀土矿物与成矿方面取得了重要进展:一是在自然界首次发现了含钒与重稀土的硅酸盐矿物族,发现的三种重稀土新矿物,不仅实现了我国重稀土新矿物发现零的突破,还对晶体结构学具有特殊意义;同时,首次在华南地区识别出三叠纪(223Ma)重稀土矿化,确立了一种重稀土成矿新类型,并揭示了重稀土超常富集与加里东期S型花岗岩关联的新机制,提出了重稀土找矿新方向。

  山东省地质信息集成与综合利用取得重大突破

  由山东省地质调查院牵头完成的“透视山东”建设取得了山东省地质信息集成与综合利用重大突破。一是建立了省级地质资料信息化技术标准体系,打造了“数据+模型+平台”为引擎的地质数字赋能模式;二是首次建立了山东省地质大数据库,实现了馆藏8.7万份地质资料、8.5万个地质钻孔及多项专题数据成果的“一张图”管理;三是率先构建了省域尺度岩性级三维地质模型,构建了中心城区、成矿带、矿产地等满足不同维度需求的三维地质模型,形成了全省“1+16+N”多尺度三维地质模型库;四是基于“大平台、一体化、场景式”的建设模式,首次搭建了基于三维数据底座的省级地质信息综合利用管理平台,实现了TB级多维地质大数据的高效存储管理与在线应用服务,大规模三维地质模型分析效率提升至秒级,创立了地质信息服务新模式,为政府有关部门决策提供了高效便捷的地质科技支撑。

  青藏高原大型地震断裂带的变形机制

  聚焦青藏高原龙门山和鲜水河大型发震断裂,深入开展地震断裂带变形机制方面的研究,取得了如下创新性认识:(1)首次发现大地震可在地壳浅部含水断层泥中发生熔融作用,补充完善了地震的传统认识;(2)确定了龙门山映秀-北川断裂带晚三叠世逆冲-左行走滑的大地震活动,提出断裂岩的高磁化率各向异性度值是大地震活动的新标志;(3)首次揭示了龙门山汶川-茂县断裂新生代的变形行为、大地震活动与孕震环境,为认识强震孕育背景提供了科学数据;(4)发现强震频发的鲜水河断裂带具有长期蠕滑变形行为,提出断裂强化过程与诱发地震的新机制,改变了传统观点。上述成果完善了断裂作用理论,提高了对青藏高原大型断裂带变形作用和强震发生机制的认识,为地震危险性评估提供了科学依据,服务支撑了国家重大工程建设。

  湖南省锂铌钽等稀有金属资源高效勘查与开发

  由湖南省地质调查所牵头,黄建中为首席专家的科研团队,通过持续攻关研究,建立了伟晶岩矿床“大岩体成大矿” 的成矿新模式,揭示了湘东北地区稀有金属伟晶岩具Be→Be-Nb-Ta→Li-Nb-Ta分带演化规律;完善了高分异演化花岗岩型稀有金属矿成矿模式;建立了伟晶岩型稀有金属矿“空-天-地-深”的物-化-遥-气综合探测技术及快速评价方法,创新了视电阻率扫面物探和去植被高光谱遥感新技术,获得国家发明专利;研发了钽、铌、锂和云母、石英、长石等高值化综合利用的成套技术,创新了无尾、无废选矿新工艺,对绿色矿山开发具有重大意义。项目预测了湖南省锂矿资源潜力超过400万吨,成功引进企业来湘投资勘查锂矿资源,实现了找矿突破,对推动稀有金属找矿具有引领示范作用。

  松辽盆地砂岩型铀矿理论技术创新及应用

  由核工业北京地质研究院秦明宽研究员率领的研究团队,聚焦松辽盆地砂岩型铀矿找矿面临的重大基础地质和关键技术难题,创新思路和技术手段,在重点地区首次厘定出青山口组的空间分布,开辟了找矿新层位;构建了“多源多阶段”成矿模式和“多要素叠合”找矿模型,形成了中国特色的“六位一体多因耦合”板状铀成矿理论;开发了定量岩心高光谱信息解译、可控震源浅层三维地震等新技术方法,实现了深部控矿要素和弱矿化信息的有效识别;集成构建了大型裂谷盆地砂岩型铀矿综合预测评价技术体系,定量预测全盆铀潜力为31万余吨。预测的一级远景区经钻探查证,落实万吨级大型铀矿产地1处,并在其他多个远景区发现了工业铀矿化,推动了该盆地找矿新突破。

  四川盆地筇竹寺组超深层页岩气勘探获得重大突破

  以西南油气田公司总经理雍锐为代表的专家团队,通过创新提出“槽-隆”联合控富的新模式锁定有利目标区,并采用地质工程一体化攻关超深层页岩气开采技术,在四川德阳-安岳裂陷槽寒武系筇竹寺组页岩取得重大商业突破。资201井(垂深4600米,测试日产量73.88万立方米,EUR超1.7亿立方米)是中国首次在超深层获得具有商业价值的工业气井,随后威页1H井控压排采累产气超2000万立方米,EUR1.4亿立方米。两口井的连续突破,标志着5000米以浅筇竹寺组页岩已具备商业开发的技术和装备能力,基本落实有利区地质资源量2万亿立方米,开辟了四川盆地页岩气万亿级规模增储的新阵地,有望建成全球最古老且具有商业开发价值的超深层页岩气田。

  琼东南盆地宝岛凹陷探获我国首个深水深层大型气田

  琼东南盆地宝岛凹陷历经多年勘探实践,深水深层领域一直未能获得规模油气发现。通过产学研用协同攻关,创新建立了“构造变形位移-深部地幔热隆”双动力控制下的“间歇式封闭环境、双源互补式”成烃机理,提出了被动陆缘盆地“低位长期活动断裂控运-高位弱活动断裂控聚-相对稳定构造转换带富集”的天然气规模成藏模式,研发了陡陆坡深水深层地球物理探测和深水深层产能测试流动安全保障技术体系。琼东南盆地宝岛凹陷发现了我国首个深水深层大型天然气田——宝岛21-1,提交国家天然气探明地质储量518亿立方米,落实了宝岛凹陷北坡深水深层天然气富集区,标志着南海西部深水深层勘探取得重要突破,为南海深水深层油气勘探奠定了理论和技术基础,推动我国深海深地探测取得重要进展,对保障国家能源安全具有重大意义。

  天然气水合物钻采船(大洋钻探船)首次试航获得圆满成功

  天然气水合物钻采船(大洋钻探船)在广州南沙完成主体建设,完成首次航行试验,标志着我国深海探测能力建设和装备现代化建设迈出关键一步。

  “梦想”号总吨约33000吨,总长179.8米、型宽32.8米,续航力15000海里,具有国际领先的大洋科学钻探能力,承载着全体中华儿女加快建设海洋强国的共同梦想,承载着全球科学家“打穿莫霍面、进入上地幔”发展地球系统科学的共同梦想,承载着全人类开发地球深部资源的共同梦想。该船预计于2024年全面建成,将为天然气水合物勘查开采产业化提供重要装备保障,进一步提高我国能源自主保障能力,有力支撑我国实施大洋钻探国际大科学计划,提升“深海进入、深海探测、深海开发”能力。

  我国黏土型锂资源高效富集和精准分离提取技术取得突破

  系统查明黏土锂的赋存状态,创新选冶技术联动机制,突破了黏土型锂资源从原矿到电池级碳酸锂产品的全链条工艺技术。攻克低品位黏土型锂资源无尾化选矿技术瓶颈。创新开发出“梯级机械除杂-定向浮选富集”技术,首次实现铝质岩型锂资源无尾化利用,锂富集比大于1.8,铝精矿铝硅比大于10。首创“低能耗精准活化-靶向深度分离”和“预调-缓释-终点微区控制”技术,对高铝铁复杂锂浸出液除杂率大于99.5%,同时锂回收率大于82%,制备出符合YS/T582标准的电池级碳酸锂。率先完成黏土型锂资源的全链条选冶中试,工艺成本小于10万元/吨碳酸锂,建成国内首个黏土锂盈亏平衡动态评价体系,有望支撑我国西南地区百万吨级黏土型锂资源开发利用。

  地质找矿重大成果(排名不分先后)

  山东省莱州市探获国内最大单体金矿床

  山东省莱州市三山岛矿区西岭金矿勘探成果是山东黄金地勘团队经过多年探索完成的地质找矿重大成果。2023年8月,该成果提交备案金金属量592.186吨,平均品位4.02克/吨,是我国迄今为止规模最大的单体金矿床,预估潜在经济价值超2000亿元。西岭金矿是我国岩金矿深部找矿突破的典型代表,其资源量主要分布于-1000米到-2500米标高范围内,矿体走向最大长度2085米,斜深最大2057米,如按矿山生产规模330万吨/年排产,可服务矿山40余年。西岭金矿的探获,具有重大的科研价值和经济价值,它不仅丰富和完善了胶东区域金成矿理论,为我国深部找矿工作及已有金矿富集区资源拓展提供了参考和借鉴的范本。

  西藏昂仁县朱诺矿集区铜矿勘查取得重大找矿突破

  针对国家对铜矿资源的重大战略需求,项目团队综合利用高光谱、物探、化探等技术方法在朱诺矿集区实现重大找矿突破,累计查明铜资源量349.92万吨,其中朱诺铜矿勘探新增铜资源量73.56万吨,新发现的北姆朗和次玛班硕铜矿分别探获铜资源量49.72万吨和6.34万吨,累计新增铜资源量129.62万吨,极大地保障了我国战略性矿产铜矿资源安全。朱诺矿床及外围的找矿突破将有力支撑国家新一轮找矿突破战略行动,助推我国又一新的1000万吨级铜资源基地的形成,拉动地方财政及商业勘查资金持续投入,促使找矿成果快速转化,对于藏西地区的经济发展和社会稳定具有重要的示范意义。

  山东省济南市莱芜区张家洼Ⅰ、Ⅱ矿床再次探获大型规模优质富铁矿

  山东省济南市莱芜区张家洼矿区Ⅰ、Ⅱ矿床深部铁矿勘探项目共投入钻探工程22460.60米/20孔,18孔见矿,最大见矿厚度153米,共提交铁矿石资源量12418.2万吨,增储6667.9万吨,这是继2016年张家洼矿区探获大型优质富铁矿床之后,再获新突破。查明的资源量促进张家洼Ⅱ矿床产能扩大20倍,延长矿山服务年限为17.5年,预计上缴增值税46.7亿元,企业税后利润138.2亿元。张家洼矿床累计查明资源储量超过3.7亿吨,成为国内规模最大的矽卡岩型优质富铁矿床,有效缓解我国铁矿对外依存度,是新一轮找矿突破战略行动增储上产的生动实践。

  川西木绒超大型锂矿床找矿技术方法创新与找矿突破

  项目于2018年-2023年实施,主要实物工作量:1∶2000地质测量0.56平方千米;1∶5000水文地质、工程地质、环境地质测绘各4平方千米;槽探98.9立方米/23条,坑道175.36米;共施工钻孔93个,总进尺42246.73米。

  采用“遥感、构造研究、地电化学测量和地球物理(AMT)”多元信息综合找矿技术,成功探获超大型伟晶岩型锂矿床,提交Li2O金属量 988612吨,平均品位1.62%;伴生Nb2O5 5895吨,平均品位0.010%;Ta2O5 3038吨,平均品位0.005%。其中Ⅰ号矿体Li2O金属量960434吨,平均品位1.63%,为我国乃至亚洲单体规模最大,矿石品位为世界第二的锂矿体。为打造“川西国家级锂资源基地” 提供了资源保障。

  该勘探项目解决了高原深切割区隐伏巨型单脉伟晶岩型锂矿找矿关键技术难题,创立了隐伏巨型单脉锂矿找矿模型,被自然资源部部长王广华誉为“为我国实现找锂突破,起到了示范作用”。

  甘肃北山地区钒矿成矿规律研究及找矿突破

  近年来,以甘肃省地质勘查基金为依托,甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院在北山地区开展了钒矿成矿规律研究和找矿工作,累计投入勘查经费达1.6亿元,总结了成矿规律,建立了钒矿区域找矿预测模型和勘查技术方法组合。北山钒矿均赋存于寒武系黑色岩系中,为沉积型矿床。先后发现了敦煌市五一山钒矿等10处中小型钒矿床,累计提交钒氧化物资源量117万吨,V2O5平均品位0.821%~0.99%,潜在经济价值达2000亿元,实现了找矿突破。五一山钒矿成果转化出让,价格为18119万元,已取得采矿许可证,具备开发条件。大型钒电池储能设备在清洁能源领域的应用,给钒产业带来了广阔的应用前景,北山钒矿的资源扩大将为我国储能产业健康发展提供资源保障。

  贵州省瓮安县营上磷矿详查

  贵州省瓮安县营上磷矿详查是“贵州省2022年新一轮找矿突破战略行动”项目,由贵州省地质矿产勘查开发局一一五地质大队选区、实施。贵州省自然资源厅、贵州省土地矿产资源储备局多次组织专家现场指导。项目在传统技术手段的基础上,采用新理论、新方法、新思路完成。

  营上磷矿是贵州省瓮福地区新发现的第三座超大型磷矿床,矿区内赋存a、b两层矿,单工程平均厚度近30米,全区P2O5平均含量达26.67%,矿石类型主要以Ⅰ、Ⅱ级品为主,Ⅰ级品占36.8%。矿体具有厚度大且稳定、矿石品位高等特点,矿区构造简单、利于开发,矿石选冶性能佳。这一瓮福地区深部找矿取得的突破性成果,也使贵州省超前、超额完成了国家下达贵州磷矿找矿目标任务。

  贵州省毕节-黔西南饰面石材矿

  贵州省毕节-黔西南饰面石材矿是2022年度贵州省重点矿产资源大精查项目,项目工作区域包括贵州省黔西南州安龙县坡歪、戍西、高坡和毕节市金沙县木孔4个勘查区,通过勘查工作,基本查明勘查区地质构造、石材禀赋、沉积环境和沉积相、花色品种等特征;建立了不同类型石材与地层岩性、沉积微相的一一对应关系;基本查明4个勘查区饰面石材总(控制+推断)资源量为27361万立方米。其中维纳灰石材2398万立方米,木纹石材5937万立方米,莫尼卡灰、豆粒灰石材10225万立方米,晶墨玉石材6818万立方米,残雪石材1983万立方米。项目的顺利实施,为贵州省经济社会高质量发展提供了有力地质依据,对促进贵州省经济发展具有十分重要的社会意义。

  内蒙古自治区东胜煤田呼吉尔特矿区巴彦淖井田煤炭勘探

  内蒙古煤炭地质勘查(集团)一五一公司在东胜煤田呼吉尔特矿区巴彦淖井田煤炭资源勘探中取得重大突破,查明煤炭资源量191113.2万吨。巴彦淖井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内,行政区划隶属伊金霍洛旗及乌审旗管辖,勘查工作采用地形图修测、水工环地质调查、地面物探、钻探、测井及采样测试等多种手段进行。井田构造简单,煤层较稳定,煤炭资源量丰厚,煤质优良,开采技术条件中等。查明煤炭资源量191113.2万吨,其中探明资源量51384.7万吨,控制资源量71686.2万吨,推断资源量68042.3万吨。本次勘查手段选择得当,各项工程配置合理,重点突出,取得的各项资料完备,勘查成果显著,其成果可作为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质依据,井田保有资源储量和潜在经济价值巨大,对实现煤炭行业高质量发展具有重大意义。

  渤海海域隐蔽型潜山油藏形成机理与渤中26-6油田重大发现

  渤中26-6潜山历经40年多轮勘探,仅在西高点发现小型凝析气田且已揭示油水界面,能否实现商业油气发现是勘探的关键。通过多年持续攻关,创新建立隐蔽潜山油藏勘探新理论和新技术,提出糜棱岩侧封“一山多圈”发育模式、“地貌控存、溶缝增效”储层形成机制和“多源强注,超压封盖”油气富集机理,建立隐蔽潜山“阶梯式”富集模式,形成潜山高精度地震成像及储层预测一体化技术,提升了地震资料品质与储层预测的精度。

  在隐蔽潜山油藏勘探理论技术指导下,发现了太古界变质岩潜山大型整装油田—渤中26-6油田,也是目前全球最大的太古界变质岩潜山油田,探明地质储量超2亿立方米。项目成果丰富了基岩潜山成藏理论,拓展了潜山勘探空间,拉开了渤海隐蔽潜山勘探序幕。

  鄂西地区二叠系新层系页岩气勘探取得重大突破

  中国石化江汉油田历经十余年攻关,在鄂西地区首次实现了国内二叠系吴家坪组、茅口组新层系页岩气勘探重大突破,吴家坪组先后提交预测储量1051.03亿立方米、控制储量620.91亿立方米,茅口组提交预测储量1082.64亿立方米。基于二叠系页岩厚度薄、岩性复杂、构造复杂、地形复杂的“一薄三复杂”特点,攻关团队建立了“斜坡-陆棚相”优质页岩发育新模式,提出了富碳页岩四端元岩相划分方案,创新了复杂构造带薄层高灰页岩地质评价、甜点预测和钻完井配套技术。二叠系页岩气的勘探突破,开辟了我国继志留系之后又一个新层系超万亿立方米页岩气勘探开发阵地,对于中国南方新层系新类型页岩气勘探开发具有引领作用,对于保障国家能源安全、推动地方经济社会发展具有重要意义。


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