戰略背景與目標任務
壹、基礎地質與成礦理論創新研究
1.戰略背景
經過60年的發展,我國已成為壹個世界地質大國。主要表現在:地質科學的學科門類比較齊全,高等教育體系比較完備,有壹支相當規模的科研隊伍,依靠自己的力量基本上可以解決國家經濟建設和社會發展中所面臨的資源環境問題。中國的地殼結構復雜而獨特,構造演化歷史漫長而復雜,是研究地殼形成與演化的最理想場所,具備為世界地球科學發展做出重要貢獻的優良條件。但中國目前還不是壹個地質強國,主要表現在各學科的發展很不平衡,地質科技自主研發與創新能力不足,僅部分領域處於國際先進和領先水平。
2.戰略目標
“十二五”期間:基本查明青藏高原大陸碰撞造山帶、天山—興蒙增生造山帶和中央復合造山帶的主要結構特征和演化,特別是制約成礦的地質背景。重塑中國典型克拉通早前寒武紀重大轉折期地質演化過程及探討轉折期特殊環境對礦產資源形成的制約。在巖石、地層、構造和重要生物群落的起源與環境演化方面取得重要研究進展,解決壹批制約找礦的重大地質問題,為實現找礦突破奠定基礎。初步建立資源預測與評價方法及技術體系、典型礦床的三維礦化數字模型和成礦構造體系新模式。初步建立不同覆蓋區深部找礦的勘查理論、方法和信息技術體系。
“十三五”期間:基本查明中國及亞洲大陸聚散過程及構造格架;總結我國主要碰撞造山帶、增生造山帶、復合型造山帶的基本特征、形成演化以及成礦背景特征,建立中國大陸成礦理論體系,解決壹批制約地質找礦的重大基礎地質問題。深入開展地球科學前沿研究,推動地球系統科學理論體系建設,提升我國地質理論研究的國際水平。建立系統的資源預測與評價方法及技術體系、典型礦床的三維礦化數字模型和成礦構造體系新模式;建立不同覆蓋區深部找礦的勘查理論、方法和信息技術體系。
3.戰略任務
基礎地質與成礦理論創新研究是基礎性支撐工作,要圍繞解決制約資源能源找礦突破的重要基礎地質問題開展研究,為地質找礦工作提供基礎地質和理論支撐。
以全國礦產資源潛力評價資料為基礎,以鐵、銅、鋁、金等我國緊缺礦種為主攻礦種,收集多元地學信息,在重要資源潛力區開展大比例尺綜合信息成礦預測。
圍繞重要成礦域重大地質問題,在我國主要造山帶開展綜合性基礎地質研究。
圍繞重要成礦帶及重大找礦工作,優先在成礦潛力大的興蒙造山帶、西南“三江”造山帶、青藏高原、中央造山帶和欽杭結合帶開展綜合性基礎地質解剖研究。
針對重要、緊缺的礦產資源、油氣資源以及環境問題,開展相關學科的系統研究。
為解決能源資源前景問題,開展前沿性科學研究。
為保障基礎科研的高效繼續,探討產學研的結合新模式,形成基礎科研的新機制。
二、地殼探測
1.戰略背景
探測地球深部不僅是地球科學本身發展的趨勢,更是人類為了尋找更多資源、減輕災害、保護環境的迫切需要。自20世紀70年代以來,很多發達國家陸續啟動了深部探測計劃,通過“揭開”地表覆蓋層,把視線延伸到地殼深部,獲得了許多重大成果。發現了造山帶山根,提出巖石圈拆沈模式和大陸深俯沖理論,極大地推動了地球科學的發展;美國在造山帶下找到了大型油田,澳大利亞在覆蓋層下發現奧林匹克壩超大型礦床,拓展了人類索取資源的空間。為緩解我國資源短缺、災害頻發和環境惡化的多重壓力,《國務院關於加強地質工作的決定》(2006)明確提出“實施地殼探測工程”,提高地球認知、資源勘查和災害預警水平。
20世紀80年代以來,我國雖然也開始壹些深部地殼剖面研究,但總體來說,剖面數量和長度遠遠不及歐洲國家和美國、加拿大等水平,采集數據精度較低,綜合研究水平不高。
2.戰略目標
圍繞資源與環境問題,探測深部地質結構與組成,探討大陸形成演化動力學過程及其淺層資源、環境響應,揭示成礦、成藏過程及災害發生機理,開拓油氣與重要礦產資源深部“第二找礦空間”,解決深部地質和礦產資源的科技瓶頸問題。
“十二五”期間:解決關鍵探測技術與集成技術問題,初步建立固體地球層圈立體探測技術體系;形成典型礦集區、含油氣盆地、重大地質災害區的深部探測實驗基地,解決8~10個急迫的重大科學問題;完成10口科學淺鉆,5口科學深鉆;建立深部探測數據管理、融合與***享系統。
“十三五”期間:在10個關鍵地質單元全面實施深部探測,完成30口科學淺鉆、10口科學深鉆,解決我國主要造山帶形成演化過程的重大學科問題;確定深層油氣和“第二找礦空間”的主要層位,塔裏木—華北陸塊、青藏高原西部地區76種元素時空分布,10條地質走廊帶的深穿透地球化學測量;完成首都圈、青藏高原東南緣應力應變綜合監測網。
3.戰略任務
針對地球深部探測,解決關鍵探測技術難點與核心技術集成,形成對固體地球深部層圈立體探測的技術體系;在不同自然景觀、復雜礦集區、含油氣盆地深層、重大地質災害區等關鍵地帶進行試驗示範,形成若幹深部探測實驗基地;實現深部數據融合與***享,建立深部數據管理系統;積聚、培養優秀人才,形成若幹技術體系的研究團隊。
(1)開展大陸巖石圈結構探測
選擇板塊邊界、造山帶等我國大陸重要構造單元,探測其巖石圈、地殼和地表淺層不同層次精細結構,反演中國大陸形成演化的動力學過程。部署穿越我國主要造山帶和地塊的“三橫四縱”超長斷面探測網,揭示能源與重要礦產資源成藏成礦過程和地質災害成災機理的深部構造背景,創新大陸動力學理論體系。
(2)開展大陸地殼物質探測
發展地殼深部物質信息識別技術,探測中國大陸地殼千米深度的物質組成和時空分布;開展重要板塊邊界、地質走廊帶的地殼物質聯合探測試驗與示範研究,建立深部物質探測技術體系;揭示化學元素時空分布與大地構造單元和成礦省的關系以及對資源總量的制約作用。
(3)開展重要礦集區立體探測與科學群鉆
選擇我國重點成礦區帶,按照礦集區深部結構框架探測、礦集區淺部三維結構精細探測和科學淺鉆三個層次開展探測工作,揭示重要礦集區地殼結構、殼幔相互作用和深部動力學過程對礦集區形成、演化的制約作用,加大資源勘查深度,提出深部找礦方向和找礦靶區。
(4)開展大陸科學鉆探和超深鉆
圍繞重要含油氣盆地的深部資源問題,實施30口萬米深的科學超深井,揭示深層烴源巖、儲集層、蓋層和運移通道的分布及規模,揭示盆地上地幔精細結構及其對油氣資源的制約,完善深層油氣藏形成演化理論;在大型走滑斷裂帶、地震活動帶和重大地質問題區,實施科學鉆探,直接獲取深部物質、結構信息,研究重大地質現象的本質及形成機理。
(5)開展全國地應力測量網與技術
部署跨越主要大地構造單元的超長地應力測量剖面,摸清東亞大陸動力學背景和我國現今地殼應力場;在關鍵地震帶、地質災害群發區、重大工程區和核心城市群部署地應力實時監測網,全面提高地質災害預警預報能力。建立全國地應力觀測站網,提高我國大陸內動力作用的監測能力,完善我國地質災害監測體系。
(6)開展地殼探測數據平臺及技術支撐基地建設
建設多源信息主體數據庫,建立深部探測數據平臺,解決多源數據的融合和集成;開展相關探測數據空間管理、數據綜合解釋建模、3D動態顯示、海量探測數據存儲和***享等專題研究;建設具有國際先進水平的地殼探測技術支撐系統及基地。
三、礦產資源勘查技術與裝備研發
資源勘查技術是運用現代多種科技手段,實現多尺度、多平臺、多方法找礦勘查的技術。全面提升我國地質勘查技術水平,發展從衛星到航空、從地面到深部、從野外到室內的適合不同景觀區和地質條件的物探、化探、遙感、鉆探和地質實驗測試技術,並通過集成形成立體綜合勘查技術體系。
1.戰略背景
經過多年技術攻關,我國初步建立了星載對地觀測技術、航空探測技術、地面探測技術、地下探測技術和地質分析測試技術等技術體系,使我國綜合找礦能力大為增強。
我國地質勘查技術及裝備主要依靠進口,當前突出的特點是“先進與落後並存”。具體表現在:壹是在研發上落後,在擁有上先進;二是在探測儀器上先進,在數據解釋軟件落後;三是科研單位儀器裝備先進,承擔調查或勘查任務的單位儀器裝備落後。地質勘查技術研發投入嚴重不足,人才匱乏。未能形成適合我國地質環境條件的、行之有效的勘查技術體系。儀器裝備的有效載荷指標設置不能完全滿足地質調查的需求,相關軟件的商品化方面仍有較大差距。
2.戰略目標
“十二五”期間:星載對地觀測技術:針對能源資源探測需求,發射高光譜遙感衛星,初步形成全波段、多類型遙感數據獲取能力;研制能滿足能源資源多種需求的可見近紅外、短波紅外、熱紅外星載多光譜、高光譜等有效載荷,建立我國面向能源資源勘探的室內遙感超級實驗場,構建能源資源勘探遙感的仿真實驗平臺。
航空探測技術:研究航磁三軸梯度和矢量測量技術、航空重力測量技術研究、航空放射性和航空電磁方法技術研究;研發低空無人機載荷技術和數據傳輸技術;研制適於地質找礦和地質填圖的機載高光譜傳感器。
地面探測技術:研發1000~1500米內的深部資源電磁勘查技術、500~1000米深部礦體精確空間定位綜合物探技術、第四系或戈壁鹽堿覆蓋區金屬礦勘查綜合物探技術、2000米覆蓋區金屬礦地震精細探測技術;研制具有自主知識產權的地球物理儀器傳感器及適合深部地質找礦和西部快速地質調查的高精度重力儀、磁力儀和抗幹擾電法儀等常規地球物理儀器,並實現產品化;開展表生地球化學特征研究,研發新的化探掃面技術,使1:25萬化探掃面可掃面積從占國土面積的67%提高到87%;開展重要成礦帶區域找礦潛力地球化學定量評價技術研究和示範、30米以內覆蓋區深穿透性地球化學探測技術研究和示範,研發油氣化探掃面技術及相關標準等。
地下探測技術:3000米以內新型全液壓動力頭巖心鉆機及配套設備形成完整系列;完成2000米以內全液壓車裝水資源鉆機系列及配套設備研制,開發高效的深孔鉆進工藝方法;完成先進、實用、高效的淺層取樣鉆機系列,技術水平接近國際先進水平;開展井中高精度磁測、井中電法、井中CT、綜合測井等綜合地下物探方法技術研究,提高我國地下物探勘查技術水平。
地質分析測試技術:針對地質調查和礦產勘查的需求,建立以現代多元素分析測試技術為主要手段的重要金屬、非金屬礦石、礦物中主、次、痕量化學組分和同位素實驗測試技術方法體系;開展油氣實驗測試技術方法研究;建立海洋區域地質調查分析測試技術方法體系;開展生態地球化學、生物地球化學與界面過程關鍵實驗測試技術、重要有機汙染物和金屬有機化合物分析測試技術與方法研究;進行地質實驗測試緊缺標準物質的研制和地質實驗測試標準方法的制(修)訂;實現實驗室及現場小型分析測試儀器實用化、產品化,為地質調查提供高效的現場分析測試手段。
“十三五”期間:星載對地觀測技術:建立高光譜衛星測控和地面運行系統;研制全波段的地面光譜測量設備;建立多個數據獲取平臺,配備多套全波段、多類型傳感器;研發適於地質探測的雷達衛星,開展海域油氣探測技術集成研究。
航空探測技術:實現航磁三軸梯度和矢量化測量系統、航空放射性測量系統、時間域航空電磁系統國產化,全面投入勘查生產;航空重力測量系統部分國產化;研發低空無人機遙感數據精準定位技術;研制機載高光譜數據快速處理技術。
地面勘查探測技術:開展特殊景觀條件下(如戈壁沙漠、倒石堆、森林沼澤、永久凍土等)500~1000米電磁勘查技術的試驗應用,500~1000米主要類型礦床綜合勘查技術;開展2000米覆蓋區金屬礦多波列地震方法技術、油氣遠景區帶三維物化探調查及評價技術研究,形成能夠用於調查、勘查的技術。
研究新的化探掃面技術:使1:25萬化探技術可掃面面積達國土面積90%以上,1:5萬化探技術使西部重要成礦帶可調查面積達到50%,完成油氣化探推斷解釋及異常查證技術研究,開展8個成礦帶區域找礦潛力地球化學定量評價技術研究和示範、中高溫熱液礦床深部資源地球化學定量預測及定位技術、100~300米覆蓋區深穿透性地球化學探測技術、稀有金屬元素礦床勘查方法技術和全國尾礦資源利用評價技術研究。
地下探測技術:開發4000米以內新型全液壓動力頭巖心鉆機及配套設備,開發3000米全液壓車裝水資源鉆機;自動化巖心鉆機達到實用階段;新型全液壓鉆機實現產業化,形成基本系列,普及率達到40%左右;通過開展深部和隱伏礦勘查、危機礦山接替資源勘查的地下物探應用研究與示範,進行方法技術推廣,提高行業勘查技術水平。
地質分析測試技術:建立起較為完善的現代礦產資源調查實驗測試、標準物質和標準方法及同位素分析體系;建立並完善野外與海洋現場實驗測試技術;建立鈾礦、煤炭、鹽湖等資源調查、勘查實驗測試技術體系;探索建立針對全球氣候變化研究的有機標記化合物和同位素示蹤技術方法體系;研究建立生物地球化學與界面過程關鍵實驗測試技術體系。加強地質行業實驗測試信息化和實驗測試隊伍的建設。
3.戰略任務
通過理論和技術創新研發,實現探測儀器的功能和性能的突破。按照層次清晰、大小結合、功能多樣的原則研發適用於不同找礦目標的探測儀器。星載探測儀器以高光譜遙感衛星為主,通過組群組網實現大面積快速對地觀測。航空勘查技術註意遙感與物探技術同步發展,以儀器研發為主,實現探測儀器的多方法集成。地面和地下探測技術實現電磁技術和深部鉆探技術同步發展。分析測試儀器註重快速分析儀器的研發和精準探測結合。從註重單項探測技術的研究出發,向加強以重大資源環境問題為導向的勘查技術集成創新轉變,實現關鍵技術的突破和創新。形成高精度、可靠、快速、實用勘查技術與方法技術體系。研發滿足不同需求和適用不同地質景觀條件的勘查技術儀器裝備。
四、國際合作
在立足國內,大力挖潛的同時,積極開展國際合作,提高我國地質科技與國際影響能力,加大境外資源潛力調查與投資環境、戰略的研究力度,獲取境外資源勘查開發可靠信息,搭建有效防範、規避境外礦產資源勘查開發投資風險的信息服務平臺,參與全球資源配置,對於維護我國的資源安全、經濟安全意義重大。
1.戰略背景
近年來,國際合作與境外礦產勘查工作成效初顯。國際合作網絡體系初具規模,多層次交流平臺和渠道不斷完善,在國際組織中影響力逐步提高。科技合作成果顯著,境外地質礦產調查與研究取得實質進展,初步建立了全球礦產資源信息系統,並對境外地質礦產調查勘查新模式與新機制開展了有益探索。
國際合作與境外礦產資源調查存在的問題主要表現在:①國內外地質礦產對比研究力度不夠;②境外實地礦產資源調查評價工作投入不足;③缺乏有效的境外地質勘查開發信息與服務體系;④缺乏國際型地學人才和隊伍;⑤缺乏實施境外勘查穩定的國際合作網絡;⑥缺乏具有國際影響力、以我為主的國際大科學研究計劃。
2.戰略目標
擴大國際合作國家和地區範圍,引進、消化和吸收國際先進地學理論與方法技術,建立國際合作科研基地,培養和推動我國中青年地學專家參加國際地學組織,倡導並主導國際地學研究計劃。開展境外地礦技術與管理人員培訓,在境外推廣我國先進的調查技術與設備。
“十二五”期間:完成全球主要資源型國家礦業政策和法律法規研究,與我國周邊、非洲和拉丁美洲等20個資源豐富國家建立合作關系。
重點在地質調查與礦產勘查開發技術、全球氣候變化研究、地質災害調查監測與防治、儀器研發方面開展國際合作。培養和推動我國中青年地學專家參加國際地學組織,倡導並主導國際地學計劃1~3項。培訓境外地礦技術與管理人員,並在境外推廣我國先進的調查技術與設備。
“十三五”期間:繼續跟蹤並更新全球主要資源型國家礦業政策和投資法律法規變化情況;在全球與資源豐富的國家建立合作機制。
在資源與環境領域全面開展國際合作,積極培養我國中青年國際性復合地質人才,倡導並主導國際地學大計劃。在境外國家推廣我國先進的調查技術並培訓境外地礦技術與管理人員。
3.戰略任務
立足國內,以國家需求為導向,國際合作遵循雙邊與多邊、“走出去”與“引進來”相結合的原則,與科技先進發達國家開展國際合作,引進先進理論和方法技術,並推廣我國領先的方法技術和設備,培訓境外地礦官員與技術人員。
資源與環境領域理論與技術方面的國際合作。與美國、歐洲等發達國家在行星地球基礎研究,環境領域調查評估、監測和預防、治理,全球氣候變化,能源資源調查、評價與開發、綜合利用方法技術,地質災害調查評價與監測治理等領域開展合作;培養中青年科學家並扶持參加國際地學組織並在其中發揮作用;建立穩定人才培訓科研基地。
以我國先進的方法技術開展國際合作,擴大國際影響。在境外推廣我國數字地質填圖、地球化學填圖等具有優勢的調查技術;積極參與國際重大基礎研究,舉辦國際地學會議,在巖溶研究、青藏高原研究、新構造運動等為題設立並主導國際地學大計劃。培訓境外地礦官員與技術人員工作。
五、地質調查技術標準研制修訂與升級
1.戰略背景
50多年來,經過幾代地質工作者的艱苦努力和不斷探索,地質勘查標準化取得了重要進展,具備了良好的工作基礎。地質勘查技術標準已經形成了較為完整的專業體系,區域地質、海洋地質、礦產地質、水文、工程、環境地質、物化探、遙感、探礦工程、地質測繪、信息資料、地質實驗測試等各專業都程度不同地制定了相應的通用標準、專業通用標準、專業門類標準和壹系列操作規程。根據地質勘查工作需要,先後按階段發布了壹些急需的國家標準、地礦行業標準和中國地質調查局工作標準,為各類地質勘查工作內容和方法的統壹、工作精度的保證、質量的衡量、成果的驗收提供了標準依據。促進了地質勘查和水工環地質調查等地質新理論、新技術和新方法在實際工作中的應用。為全面提高地質調查工作程度,實現新的找礦重大突破,增強地質環境調查監測能力,服務國民經濟和社會發展需求提供強有力的標準支撐。
雖然現有的各類標準基本上滿足了當前地質勘查工作的急需,但與目前地質勘查工作、技術方法和經濟社會發展的需要還有壹定的距離。首先,在海洋地質調查、環境地質調查、遙感、資料管理、實驗測試等專業領域還有壹大批新標準需要研制,區調工作尚沒有制定出完整的覆蓋區和城市區的區域地質調查規範、礦產勘查缺少綜合整理等操作層面的技術規程,信息化方面缺少通用類標準,對專業信息化工作缺乏指導作用等。其次,原有國2標、行標中的壹批物化遙、測試技術方法標準隨著新技術的發展,標準已不適應,工作內容和精度要求等需要調整。第三,現行標準之間存在重復交叉現象,許多標準需要整合、拆分和調整。第四,新技術標準還需要及時、全面的推廣應用。
2.戰略目標
“十二五”期間:研制基巖區、覆蓋區和城市區區域地質調查標準,海洋區域地質調查、環境調查與監測和海洋能源資源調查標準,大比例尺礦產勘查和礦產綜合利用標準,地下水水質、汙染、動態評價、環境、災害等調查標準,物探、化探、遙感、鉆探方法技術應用標準,地質實驗測試領域分析方法和管理標準,地質信息和資料管理標準等壹批新標準;修訂壹批不適應當前技術發展需要,而在地質調查工作中需要使用的行業標準和國家標準;升級壹批技術上成熟且有廣泛應用基礎的局標為行業標準或國家標準。推廣壹批對地質勘查工作有重大影響的技術標準,使地質勘查工作的規範化程度明顯提高。
“十三五”期間:研制、修訂和完善重點成礦區帶、重要工程區、重要經濟區區域地質調查標準和基礎圖件編圖規範,海洋地質調查與監測、海洋礦產勘查、礦產勘查、礦產綜合利用、勘查技術方法,地下水調查評價、淺層地熱、災害監測和防治,地質實驗分析測試、地質信息技術和資料管理標準等;搞好標準升級、推廣;開展地質勘查標準體系和相關管理標準研究,全面提升地質勘查工作的標準化程度。
3.戰略任務
開展急需地質調查專業領域的技術標準研制。重點研制1:5萬基巖區、覆蓋區和城市區區域地質調查標準、不同巖類區區域地質調查方法指南,1:5萬~1:25萬海洋區域地質調查、濱海濕地綜合地質調查標準、海洋地質圖編圖規範、海洋地球物理勘查技術規程,固體礦產資源儲量計算技術要求、陸地石油天然氣調查規範和礦產綜合利用標準,地質災害災情統計標準,井中磁測等物探標準,航空遙感攝影技術、多光譜遙感數據處理等遙感標準,地下水汙染調查評價樣品分析、土壤有機汙染物標準方法等地質實驗測試標準等。
修訂壹批不適應當前技術發展且標齡超過年限的行標和國標。修訂巖石分類和命名方案、地質數據建設指南、地質信息元數據標準,固體礦產勘查總則、固體礦產勘查規範,礦區水文地質工程地質勘查規範、大洋金屬結構礦產勘查規程,水文、工程、環境災害地質術語,時間域激發極化、重力測量技術、地面高精度磁測技術規程,土壤地球化學測量規範,遙感解譯指南、遙感地質調查技術規定,1:25萬地質圖地理底圖編繪規範等標準。
以多媒體教學片、標準匯編和單行本,培訓班、網絡版等多種形式推廣新技術標準。主要包括區調、海洋地質、礦產、水工環、物化探、遙感等技術標準和方法。