强化第二深度空间金属矿产资源探查,加速发展地球物理勘探新技术与仪器设备的研制及产业化

中国正处在快速工业化和经济腾飞的前夜,必须有大量各类金属矿产资源的支撵,当今国内却供给不足.供需矛盾日益尖锐,导致了对外依存度的不断增长.本文从这一前提和解决的途径出发,分析了金属矿产资源形成与聚集的深层过程和动力学响应、地壳深处金属矿产资源探查的科学依据与例证、地球物理方法和技术支撑.据此提出:(1)当今国家所公布的资源量系指第一深度空间(0～500m)找矿、勘探和开发的资源量,尚不能完全表征全国金属矿产资源量的全部;(2)实施第二深度空间(500～2000m)金属矿产资源的找矿、勘探和开发已迫不及待;(3)在深部金属矿产资源的探查和开发中,必须依靠新的认识和新的理念,采用先进的、高精度的地球物理探测方法和技术,并建立起有自主特色的深部矿产资源探查理论、方法和技术体系.(4)引进技术不等于引进创新思维,更不等于引进创新能力;(5)加速发展和研究地球物理勘探新技术与仪器设备,并逐步产业化.     

岩石圈内部第二深度空间金属矿产资源形成与集聚的深层动力学响应

中国的快速工业化发展和经济腾飞必须有大量金属矿产资源的支撑,在共享世界资源的同时,其根本出路在于立足本土．因此提出第二深度空间（500～2000 m）金属矿产资源的找矿勘探新理念．通过对国内外金属矿产资源地球物理勘探发展的概况分析和研究提出：①金属矿产资源的集聚和分布受控于地壳内部物质与能量的交换和其深层动力过程;②在地壳内部第二深度空间存在着丰富的矿产资源,包括大型和超大型矿床;③必须充分发挥高精度地球物理探测方法的效能,并进行综合技术集成．     

地球物理学及地球动力学研究与计算数学

地球物理学是20世纪,特别是在其中叶以后迅速发展起来的一门边缘科学.它以物理学、数学和信息科学为依托,并与地质学、地球化学密切结合;以研究和探索地球内部介质的属性、结构变异和深部物质与能量的交换、深层过程和动力学响应.这在促进社会与经济的发展和科学与技术的进步中占有重要地位,因为大量资源的需求和自然灾害的防范在人类生活和生存空间以及可持续发展中乃核心所在.在研究和探索这一系列的地球科学问题的进程中,首先必须通过地表进行高精度的地球物理探测、观测和高分辨率的数据采集,进而利用不同的数学方法反演计算地球内部介质的精细结构和其物理—力学过程与动力学响应.基于此,本文主要讨论了：1）地球物理学和地球动力学的发展趋势及特点;2）地球物理学的发展对计算数学的需求;3）地球动力学和数值模拟与计算地球物理学.最后对这些问题和基本导向进行了讨论.     

深部金属矿产资源地球物理勘查与应用

随着找矿勘探工作程度的不断深入,许多露天的和近地表的金属矿产资源已基本上被查明,在地表浅部(第一深度空间:0~500 m深度)找到大型或超大型金属矿床的难度将必越来越大,而金属矿产资源的短缺已在日益加剧.为了缓解当今的资源危机,必须进行深部找矿勘探(第二深度空间:500~2000 m深度).这是因为在地壳深部具有良好的成矿环境和找矿潜力,地球物理勘探技术的发展与成效已使得深部找矿成为可能.本文通过分析和讨论国内外典型金属矿产资源找矿过程的实践表明:地球物理勘探方法发挥着重要作用,因为它具有大探测深度、高精度和高分辨率的特点,可为深部金属矿勘查提供有效信息,是第二深度空间找矿勘探的有力手段.近年来,国内外的实践表明,深部矿产资源的地球物理勘探取得了尚在不断取得重要成效.     

中国主体能源——煤炭的第二深度空间勘探、开发和高效利用

化石能源包括石油、天然气和煤炭,它们是一次性不可再生能源.我国与世界发达国家相比在能源结构上存在很大差异,在全球范围内化石能源结构中多以石油为主体,而我国基于本土的优势资源和特点则以煤炭为主体.随着我国工业化的进程和经济的腾飞对化石能源的需求日益大幅度的增加,使得煤炭资源的深层勘探,即第二深度空间(500～2000 m)的勘探与开采必须迅速提上日程.当然在开采过程中的难度亦必随之增大,特别是深层复杂构造与岩石的物理-力学属性;机械化的适宜采掘技术;高浓度的大量瓦斯溢出;介质与结构的高应力状态;地下温度的升高和大量涌水等灾害.因此必须引入当代高、新技术,强化高精度探测与数据采集和对介质破裂过程的高分辨动态监测与防范.同时必须提高煤炭的高效和多元化综合利用;特别是煤炭液化和发展洁净煤技术,以达在我国能源结构中的主体能源--煤炭能发挥更大的效能并造福于人类!     

金属矿地震勘探进展与展望

随着浅部金属矿产资源逐渐开发殆尽,向第二深度空间(500～2000 m)找矿是未来必然的趋势.在深部找矿中,常规重、磁、电法的探地信号急速衰弱,无法满足勘探要求,而地震信号具有很好的穿透性及深层分辨率,非常适合于深部探矿.因此,地震方法在金属矿勘探领域的潜力被国内外很多专家学者看好,并做了许多相关的研究工作.本文首先通...     

当代地球物理学研究的核心科学问题和发展导向

地球物理学在20世纪的百年中取得了辉煌的成就,也提出了一系列有待研究和探索的科学问题.基于国家战略需求和自主创新的方针,基于国家在金属矿产资源、油气能源、地震与火山灾害和军事与国防的需求和防范,则必须深化研究和认识地球本体.为此,地球内部物质与能量的交换、深层过程和动力学响应已成为21世纪地球科学研究和发展的核心,地球物理学必须造福于人类.     

青海省资源地质与地球物理勘查概述与展望

青海省成矿条件优越,矿产资源丰富,金属矿产资源以及煤、石油和天然气等资源能源储量位于全国前列,特别是盐湖锂资源在全国的占比超过80％.但近地表矿找矿空间缩小,深部矿产资源勘查遇到诸多困难.总结青海资源勘查开发现状和存在的不足对于更好地开展资源后续勘查具有重要意义.本文从青海地质资源概况、区域性勘查工作、地球物理勘查工作...     

中国地球深部物理学和动力学研究16大重要论点、论据与科学导向

中国地球深部物理学与动力学的研究始于20世纪50年代,半个多世纪以来这一创新性工作取得了重大进展.基于我国大陆陆缘和邻近海域壳、幔结构的分区特征和不均匀性展布,特别是在印度洋板块、太平洋板块和欧亚板块的相互作用下形成了一个破碎镶嵌的块体组合.因为资源、能源、灾害的形成和动力机制均为地球内部物质与能量的交换所致.为此表明:地球内部结构和深层动力过程的研究与探索在成山、成盆、成岩、成矿和成灾过程中有着极为重要的作用.半个多世纪以来我国在该领域中,不论是理论、方法和探测技术诸多方面已有着较丰富的积累,并首先提出了16大论点与论据,它们是重要的科学导向.这不仅促进了我国在20世纪百年里地球科学的发展,而更为重要的是提出了一系列的有待研究和探索的科学问题.在21世纪的进程中,地球物理学必须牢牢地把握国家战略需求和自主创新,方能有所发现和突破.为此我们必须深化对地球本体的认识.     

地震波传播理论与地震“孕育”、发生和发展的深部介质和构造环境

地震灾害是人类生存、社会与经济发展所面临的重大自然灾害之一,由于地震震源和其周边介质在力源作用下可产生微破裂并逐渐形成"破裂链",而震源区介质的质点震动则以地震波动和辐射为"载体",且向四周传播.为此,可通过研究地震波传播波场的运动学和动力学响应探索地震"孕育"、发生和发展中的深部介质和构造环境,地震波动的轨迹和其发生的力源机制以及强烈地震活动的深层过程和动力成因,此乃是探索防震减灾和地震预测的核心所在,因此,研究地震波在复杂介质中的传播和响应,地球内部物质与能量的交换和其深层动力过程将必制约着地震的活动和"孕育"空间,这是防震减灾和地震预测中必须深化研究的重要领域.     

电磁法在深部找矿中的应用现状及展望

地球物理勘探方法(尤其是电磁法)在发现金属矿产资源中取得了很大的成功.一般认为离地表500米以内的金属矿床已基本上被发现和勘探利用,并且正在迅速枯竭.由于在新的采矿区安装新的采矿设施非常昂贵,因此当前面临的挑战是在老矿区内及其周围寻找适合开采的深部矿体(0.5km～2km).寻找深部矿体需要大尺度的地球物理方法支撑,本文用有限篇幅介绍了电磁法在深部找矿中的应用现状、电磁法数据处理和解释研究进展及仪器设备研制进展,以典型案例说明了它们在深部找矿中的应用效果,对电磁法技术在深部找矿中的应用前景作出了展望.     

十年地矿勘查重大成果实录

众所周知,矿产资源是社会生存和发展的所必不可少的物质基础。据有关媒体统计,世界上工业制成品的原料70%来自于矿产资源,能源有90%来自矿产资源。在我国,工业制成品的原料的80%和能源的95%来自矿产资源,有近2000万人从事矿业的生产工作。由此可见对矿产资源的勘查与开发对我国的经济建设具有十分重要的意义。然而,进入新世纪以来,经济的不断发展以及世界各国对于资源的争夺日趋激烈,使得我国的资源形势变得日趋紧张,对此,我国政府先后采     

南海深部过程及与含油气盆地耦合关系研究进展

作为西太平洋最大的边缘海,南海是地质科学研究和资源勘探开发的热点.本文整理和分析了近年来南海深部过程、洋盆扩张、形成动力学机制及其与含油气盆地耦合关系等研究成果.结果表明,洋盆扩张作为南海形成演化的核心问题,扩张模式与年代、动力学机制以及深部过程均存在较大争议.但普遍认为南海是在伸展作用下,伴随着大规模的岩石圈减薄而形成的.南海含油气盆地广泛发育,均认为其形成演化主要受南海深部动力过程作用的控制,但关于南海深部过程对盆地和油气分布规律的控制作用等基础问题,目前的研究结果尚不能准确回答它们之间的耦合关系.基于前人研究工作,结合本文开展的南海深部构造界面反演,初步建立了南海深部过程及与沉积盆地耦合模型.在此基础之上,建议开展更为细致深入的综合地球物理研究,确定南海深部结构及构造,构建南海深部演变过程,结合南海周缘含油气盆地分布及性质,明确南海深部过程对含油气盆地的控制作用,对比分析南海盆地的油气资源分布特征,从而阐明油气资源与深部构造及过程的关系,以期更好的理解南海深部过程及其对含油气盆地的控制作用.     

我国煤炭需求、探查潜力与高效利用分析

能源结构中全球大多数国家的主体能源是石油,而我国以富煤、贫油、少气为本土资源特点,煤炭是主体能源.目前随着我国改革开放的不断深入,社会经济快速发展,能源的需求大幅度增加.这使得对煤炭资源的勘探与开采必须不断深入,进入到第二深度空间日益紧迫.在开采过程中的难度随之增大,故必须引入当代高、新技术,防范灾害并提高煤炭综合利用效率.基于对我国主体能源-煤炭存储与需求的分析,本文将研讨以下几个问题:1)我国面临的能源形势与国策;2)当今对化石能源的需求、煤炭资源的生产和消费特点;3)全球和我国煤炭资源的生产、利用、需求、潜能和存在的问题;4)煤炭深部勘探、开采和高新技术的应用;5)我国煤炭的高效利用与其在能源结构中的不可替代;6)我国在发展进程中第二深度空间的煤炭需求乃必然轨迹.     

当今中国岩石圈物理学研究中的几个重要问题与思考

我国多年来在岩石圈物理学研究中已取得了一系列的重要成果,并促进了我国地球科学的发展.然而在这21世纪之际,基于国家战略需求和自主创新的方针对岩石圏物理学是挑战,也是机遇.为此,必须厘定其今后的发展导向,并凝炼出前瞻性、并具有带动性的创新性核心科学问题.本文在这样的思维前提下对岩石圈物理学的科学内涵和发展导向进行了较全面的分析、研究和思考,并明确指出当今在这一学科领域应该做些什么,核心问题是什么,又存在哪些关键性的科学问题.研究结果提出,高精度的地球物理场观测与岩石圏内壳、幔精细结构(2维和3维)的刻划;在地球内部力系作用下,深部物质和能量的交换;深部物质运移的物理—力学—化学作用过程及深层动力学响应乃是深化对地球本体的认识和揭示成山、成盆、成岩、成矿和成灾的根本机理所在.为此,在本世纪的上、中叶,在地球科学领域中地球物理学研究必为先导!本文最后对岩石圈物理研究中尚存在的一些问题及困惑进行了分析和讨论,并提出了有关统一规划和观测仪器与设备的自主研发以及有序进行国际合作等方面的意见.     

21世纪地球物理学的机遇与挑战

21世纪的地球物理学(主要指固体地球物理学)面临着机遇,同时也面临着挑战,其研究的核心领域应为地球深部物质与能量的交换,圈层耦合和其深层动力过程．本文将对以下问题进行探讨：(1)地球物理学的发展和深化与现代科学技术进步的制约．(2)地球物理学必须向高层次的综合研究方向发展．(3)地球物理学面临的机遇与挑战．(4)地球内部圈层结构与大陆动力学研究的思考和内涵．     

地壳内部第二深度空间(5000～10000m)石油与天然气地球物理勘探:化石能源发展的必由之路

任何国家要快速工业化和经济腾飞均必须依赖于大量能源的供给和消耗,当今中国正处在快速发展之际,现已成为世界上化石能源消耗的第二大国,预测在2012年前后在一次性化石能源消耗中将会超过美国,而成为世界上第一能源消耗大国.面临这种必然的格局,我国必须不失时机地、多元化地利用世界能源,同时又必须坚定的立足于本土,建立起安全、可靠和能保证持续供给的能源战略后备基地.对国内外油、气发展势态的综合研究表明：(1)在中国油气的生、储构造和岩性极为复杂、油田整装性差的条件下,一定要正确、认识和厘定双相（陆相+海相）沉积盆地、古老结晶基底和双基混合成因（有机+无机）的理念,以拓展勘探和开发空间;(2)科学理解中国油、气储量和产量的潜力,强化第二深度空间（5000～10000 m）油、气能源的勘探和开发乃本世纪能源发展的必由之路;(3)加强地球物理勘探高、新科学与技术,即新理论、方法和新技术的研究和应用乃是发现深层大型、超大型油气田和提高油田采收率的根本保证.     

2008汶川Ms8.0地震发生的深层过程和动力学响应

汶川M_s8.0强烈地震发生在一条现今并不活动的龙门山构造带上,造成了以汶川、映秀为中心及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡.然而强烈震发生前却未见有可能的确切征兆或浅表层异常活动,即浅层过程与地震发生的深层过程并不匹配.为此对这次强烈地震“孕育”、发生和发展的深层过程进行了分析和探讨,初步研究表明：①在印度洋板块与欧亚板块陆—陆碰撞、挤压作用下,喜马拉雅造山带东构造结向NNE方向顶挤、楔入青藏高原东北缘,迫使高原深部物质向东流展,在受到以龙门山为西北边界的四川盆地阻隔下,一部分物质则转而向东南侧向运移;②龙门山地带在地形上差达3500±500 m左右,而地壳厚度在龙门山西北部为60±5 km左右,四川盆地为40±2 km左右,而龙门山地带与其东、西两侧相比则为地壳厚度变化幅度达15~20 km的突变地域,即为应力作用的耦合地带;③中、下地壳和地幔盖层物质以地壳低速层、低阻层（深20~25 km）为第一滑移面,以上地幔软流层顶面为第二滑移面,且在四川盆地深部“刚性”物质阻 隔下,深部壳、幔物质以高角度在龙门山构造带和四川盆地的耦合地带向上运移（或称逆冲）,且在龙门山地表三条断裂构成的断裂系向下延伸到20 km左右深处汇聚,二者强烈碰撞、挤压、震源介质破裂;在物质与能量的强烈交换下,应力得到释放,故形成了这次M_s.0强烈地震.为此从深部初步揭示了这次强烈地震“孕育”、发生和发展的深层动力过程.     

矿产资源信息系统(MRIS)的设计原理与关键技术

矿产资源数字化管理是地学信息工程的重要组成部分.矿产资源信息系统是以区域矿产资源空间数据集成与应用为目标的行业计算机系统.本文研究的内容是在作者参加MRIS系统研制过程中就系统的设计原理与结构优化方案进行探讨,主要包括资源空间数据库、空间数据多方式查询与量算、空间数据互操作及可逆转换等开发技术中的关键问题,提出并设计了...     

2008汶川Ms8.0地震发生的深层过程和动力学响应

汶川Ms8.0强烈地震发生在一条现今并不活动的龙门山构造带上,造成了以汶川、映秀为中心及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡.然而强烈震发生前却未见有可能的确切征兆或浅表层异常活动,即浅层过程与地震发生的深层过程并不匹配.为此对这次强烈地震"孕育"、发生和发展的深层过程进行了分析和探讨,初步研究表明:①在印度洋板块与欧亚板块陆—陆碰撞、挤压作用下,喜马拉雅造山带东构造结向NNE方向顶挤、楔入青藏高原东北缘,迫使高原深部物质向东流展,在受到以龙门山为西北边界的四川盆地阻隔下,一部分物质则转而向东南侧向运移;②龙门山地带在地形上差达3500±500m左右,而地壳厚度在龙门山西北部为60±5km左右,四川盆地为40±2km左右,而龙门山地带与其东、西两侧相比则为地壳厚度变化幅度达15～20km的突变地域,即为应力作用的耦合地带;③中、下地壳和地幔盖层物质以地壳低速层、低阻层(深20～25km)为第一滑移面,以上地幔软流层顶面为第二滑移面,且在四川盆地深部"刚性"物质阻隔下,深部壳、幔物质以高角度在龙门山构造带和四川盆地的耦合地带向上运移(或称逆冲),且在龙门山地表三条断裂构成的断裂系向下延伸到20km左右深处汇聚,二者强烈碰撞、挤压、震源介质破裂;在物质与能量的强烈交换下,应力得到释放,故形成了这次Ms8.0强烈地震.为此从深部初步揭示了这次强烈地震"孕育"、发生和发展的深层动力过程.