南京石樵地球物理產業(yè)研究院簡介

1、 建立地球物理（方法技術、儀器裝備）建立地球物理（方法技術、儀器裝備）產業(yè)是我國幾代地球物理學家的夢想！產業(yè)是我國幾代地球物理學家的夢想！ 南京石樵地球物理產業(yè)研究院依托“劉光鼎地球物理科學基金會”及其相關的全國設有地球物理學科的13所大學的學科優(yōu)勢和創(chuàng)新資源，以國家安全、能源、資源的需求為切入點和導向，在實施科技成果產業(yè)化的過程中再創(chuàng)新，建成一個全國性的“地球物理產業(yè)中心”，帶動南京市一大批相關實體產業(yè)和服務產業(yè)的形成和發(fā)展。 地球物理學地球物理學是利用力、聲、電、磁、熱、光以及核變等物理方法探測認識地球及其內部復雜結構和運動的科學。它對于礦產資源的開發(fā)，自然災害的預測 預防、環(huán)境污染的監(jiān)測

2、和治理，以及軍事方面的應用都有重要意義。 地球物理涉及的應用領域有：遙感、氣象、地震、石油天然氣、煤炭、冶金、有色金屬、水利、巖土、工程建設、空間、海洋、鐵路、核工業(yè)、考古、國防等。 勘探地球物理學勘探地球物理學是運用地球物理理論和方法研究地球內部結構，進行區(qū)域地質調查、金屬與非金屬礦產、油氣資源勘查、水文地質與工程地質調查等方面工作。 雖然我國是世界公認的“物探大國”，但由于歷史原因，建國以來幾乎所有地球物理檢測、探測、測量儀器都是從國外進口的！ 雖然地球物理在國家經濟建設中具有重要地位，但由于地球物理“嵌入”各行各業(yè)的特性，60年來我國地球物理無論是方法技術還是儀器裝備，都沒有形成產業(yè)，更

3、沒有產業(yè)中心！ “劉光鼎地球物理科學基金會”在以劉光鼎為首的科學家團隊指導下，從20042004年年起聯(lián)合全國設有地球物理學科的13所大學開始籌建“地球物理勘查儀器研發(fā)中心”，至今成果豐碩。目 錄一一 組成單位情況組成單位情況二二 發(fā)展規(guī)劃發(fā)展規(guī)劃一 組成單位簡介 南京石樵地球物理產業(yè)研究院由南京石樵地球物理產業(yè)研究院由劉光鼎地球物理科劉光鼎地球物理科學基金會及相關學基金會及相關13所大學所大學建設。建設。1 劉光鼎院士劉光鼎院士 劉光鼎教授于1980年當選中科院學部委員，1993年成立第三世界科學院，當選為院士。劉院士是我國資深、泰斗級地球物理學家、海洋地質學家。 劉光鼎院士先后參與和創(chuàng)建了

4、北京地質學院（1952年）、地礦部海洋研究所（1964年）、上海海洋局（1973年）、廣州海洋局（1974年）、1975年東海平湖油氣獲得重大突破、同濟大學海洋學院（1978年），先后擔任了地礦部海洋司司長（1981年）、地礦部石油海洋局局長（1983年）、中國海洋學會理事長（1987年）、中科院地球物理研究所所長（1989年）、中國地球物理學會理事長（1993年）、聯(lián)合國大陸架界限專家委員會委員（1995年）、國務院重大專項評審委員會主任委員（2007年）、國務院重大專項督察組組長（2010年）、南京石樵地球物理產業(yè)研究院理事會理事長（2014年）。 60年來，劉光鼎院士為國家的地球物理、海

5、洋地質事業(yè)做出了巨大貢獻，加之個人的高尚品格，贏得了國內外地球物理科學界、海洋地質科學界崇高的聲譽。2 劉光鼎地球物理科學基金會劉光鼎地球物理科學基金會 劉光鼎地球物理科學基金會是公益性科技社團，宗旨是：促進我國促進我國地球物理科學發(fā)展及人才培養(yǎng)地球物理科學發(fā)展及人才培養(yǎng)。 根據(jù)辦會的宗旨，劉光鼎地球物理科學基金會日常工作主要有： a. a. 設立設立“劉光鼎地球物理獎學金劉光鼎地球物理獎學金” 我會已經在全國13所大學設立了“劉光鼎地球物理獎學金”； b. b. 建立助學機制和助學基金建立助學機制和助學基金 在設立“劉光鼎地球物理獎學金”的13所大學里建立了助學機制和助學資金，同時還對陜西、

6、甘肅、山東等省貧困學生（非地球物理專業(yè)的大、中、小學生）實施了最大可能的資助。 c. c. 設立設立“劉光鼎地球物理科學獎劉光鼎地球物理科學獎” “國家科學技術獎勵辦公室國家科學技術獎勵辦公室”根據(jù)國家科學技術獎勵條例批準“劉光鼎地球物理科學基金會”在全國范圍內設立“劉光鼎地球物理科學獎”獎勵活動?！皣铱萍吉剟钷k”批準（要求）：對在“天體、氣象、減災、天體、氣象、減災、各類勘探、水利、地質調查、工程建設、科研等領域的科學研究、技各類勘探、水利、地質調查、工程建設、科研等領域的科學研究、技術創(chuàng)新與開發(fā)、科研成果推廣與應用、實現(xiàn)高新技術產業(yè)化、科技普術創(chuàng)新與開發(fā)、科研成果推廣與應用、實現(xiàn)高新技術

7、產業(yè)化、科技普及等方面做出突出貢獻的地球物理科技工作者及等方面做出突出貢獻的地球物理科技工作者”進行獎勵。 “劉光鼎地球物理科學獎”每四年評獎一次，每次評出1-2名獲獎人員，獎金20萬元。 d. d. 設立設立“劉光鼎地球物理青年科技獎劉光鼎地球物理青年科技獎” “國家科學技術獎勵辦公室國家科學技術獎勵辦公室”根據(jù)國家科學技術獎勵條例批準“劉光鼎地球物理科學基金會”在全國范圍內設立“劉光鼎地球物理青年科技獎”獎勵活動?！皣铱萍吉剟钷k”批準（要求）：對在“天體、氣象、減災、天體、氣象、減災、各類勘探、水利、地質調查、工程建設、科研等領域的科學研究、技術各類勘探、水利、地質調查、工程建設、科研等

8、領域的科學研究、技術創(chuàng)新與開發(fā)、科研成果推廣與應用、實現(xiàn)高新技術產業(yè)化、科技普及等創(chuàng)新與開發(fā)、科研成果推廣與應用、實現(xiàn)高新技術產業(yè)化、科技普及等方面做出突出貢獻的地球物理青年（方面做出突出貢獻的地球物理青年（4545歲以下）科技工作者歲以下）科技工作者”進行獎勵。 “劉光鼎地球物理青年科技獎”每年評獎一次，每次評出5-8名獲獎人員，獎金1萬元。 e. e. 資助地球物理科研項目和開發(fā)項目資助地球物理科研項目和開發(fā)項目 10年來“劉光鼎地球物理科學基金會”先后在6所院校、科研院所資助具有創(chuàng)新性、實用性的地球物理科研項目19個，資金近600萬元，其中大部分資助給年輕的地球物理科技工作者，在取得了一

9、批科研成果的同時贏得了業(yè)界好評?；饡ぷ鳈C構總部（北京）總部（北京）秘書處秘書處劉光鼎劉光鼎地球物理地球物理科學獎勵科學獎勵工作辦公室工作辦公室劉光鼎劉光鼎地球物理地球物理獎學金（含獎學金（含資助）工作資助）工作辦公室辦公室基金會基金會院士工作站院士工作站辦公室辦公室地球物理地球物理科學技術研科學技術研究開發(fā)繼續(xù)究開發(fā)繼續(xù)教育中心教育中心（北京）（北京）尾礦利用尾礦利用技術研究技術研究開發(fā)中心開發(fā)中心（南京）（南京）金屬礦金屬礦深部勘探深部勘探地球物理地球物理方法技術方法技術研究中心研究中心（南京）（南京）青年科技獎青年科技獎評選委員會評選委員會（成都）（成都）地球物理科地球物理科學獎評選委

10、學獎評選委員會（北京）員會（北京）北京大學北京大學中國科大中國科大吉林大學吉林大學北京地大北京地大武漢地大武漢地大中國礦大中國礦大同濟大學同濟大學石油大學石油大學成都理工成都理工云南大學云南大學長江大學長江大學長安大學長安大學東華理工東華理工南京院士工作站南京院士工作站銀川院士工作站銀川院士工作站霞浦物探儀器生產基地霞浦物探儀器生產基地南京物探儀器生產基地南京物探儀器生產基地劉光鼎院士談地球物理學科產業(yè)化 -把南京作為產業(yè)化轉軌的“試驗田”（南京日報） 作為行業(yè)泰斗級人物，85歲高齡的劉光鼎院士為何要率隊在南京推動地球物理從基礎研究轉向產業(yè)化轉軌？邊緣學科，首次迎來產業(yè)化機遇邊緣學科，首次迎來

11、產業(yè)化機遇 地球物理學是一門重要學科，它能推動中國更科學地探測地球資源，而除了找礦、勘探找礦、勘探之外，地球物理學還有很重要的軍事意義軍事意義。在歐美，地球物理學一直為海軍、空軍服務，例如在導彈發(fā)射準度上起關鍵作用，目前中國在這方面的運用還幾乎是盲點。 這么多年來，地球物理在中國被邊緣化了，僅停留在學術研究層面，從來沒有作為產業(yè)發(fā)展過。現(xiàn)在國家提出發(fā)現(xiàn)在國家提出發(fā)展海洋戰(zhàn)略，推動地球物理產業(yè)化，學科迎來產業(yè)化機遇。展海洋戰(zhàn)略，推動地球物理產業(yè)化，學科迎來產業(yè)化機遇。眼下地球物理設備國產化率極低眼下地球物理設備國產化率極低 幾十年前，劉院士曾和石油部領導去美國購買一款地震勘探儀，96萬美元一臺，

12、地礦部需100臺，石油部需200臺，這筆訂單硬是把美國一家快要倒閉的企業(yè)救活了。而現(xiàn)在，國外地震勘測儀已經做到了“30萬道”，一道開價1500美元，中國企業(yè)都“買不起了”，中石油、中石化各買了半套。 改革開放前地礦部、石油部也曾設了儀器廠去研究地震勘探及電發(fā)、磁法等勘探儀器，但始終跟不上國際水平始終跟不上國際水平。說到底，是沒有真正市場化沒有真正市場化。市場化的意義在于，產品得不斷根據(jù)市場需求更新產品得不斷根據(jù)市場需求更新升級?，F(xiàn)在，我們的升級。現(xiàn)在，我們的野外隊、野外隊、實驗室卻是實驗室卻是“一個牌子用到底一個牌子用到底”。 為了鼓勵人才創(chuàng)新，劉光鼎基金會對全國13個有地球物理專業(yè)的院校進行

13、獎勵，優(yōu)秀學生每年發(fā)放獎勵1萬元，鼓勵創(chuàng)新，對貧困學生給予補助，推動中國年輕的地球物理學家成長起來。江寧將成為學科產業(yè)化江寧將成為學科產業(yè)化“試驗田試驗田” 地球物理產業(yè)化需要大量經費，錢從哪兒來？劉院士的設想是，從從尾礦利用產業(yè)尾礦利用產業(yè)“破題破題”。 比如最近某地發(fā)現(xiàn)的金礦，一噸礦石里有3克黃金，剩下的是尾礦。目前，中國像這樣的大型礦山有800個，大量礦石遺留在地表，堆成災害。實際上，這些“尾礦”可以再開發(fā)，做成地磚、微晶材料等數(shù)百種產品?！拔驳V”利用上獲取了資金，可以去支撐儀器設備的產業(yè)化。 南京的研究院就像一塊南京的研究院就像一塊“試驗田試驗田”，為國內外頂尖人才敞開大門，為國內外頂

14、尖人才敞開大門。過去，大家在各自的學校、機構中，是被割裂的！而現(xiàn)在，固有的機制打破，大家可以帶著技術、產品到這里，最終形成統(tǒng)一意見，進行產業(yè)化。院士的院士的“南京情節(jié)南京情節(jié)” 全國這么多城市中，研究院為什么選在南京？ 劉院士說，一方面是因為南京是鄭和探索海洋的起點，是人才薈萃一方面是因為南京是鄭和探索海洋的起點，是人才薈萃的地方。另一個方面，他和他的團隊和南京有淵源。的地方。另一個方面，他和他的團隊和南京有淵源?！拔?964年4月28日來到南京，之后在中山門內一待就是十年。那個時候，我們幾個經過討論，把全國第一個海洋地質研究所設在了南京。數(shù)十年之后，我們重回南京，咱們現(xiàn)在的研究院團隊里的核心

15、成員，有的是南京人，有的在南京上過學，對南京很有感情?！眲⒐舛φf。南京石樵地球物理產業(yè)研究院有限公司已經落實如下科技成果，并正在進行產業(yè)化開發(fā)：1 高精度放射性檢測儀高精度放射性檢測儀 食品安全監(jiān)測，國內領先2 分布式災后音頻生命探測儀分布式災后音頻生命探測儀 坍塌類災害、事故人員救助，國內創(chuàng)新3礦山災害預警與輔助救助系統(tǒng)礦山災害預警與輔助救助系統(tǒng) 礦山、地下工程事故預警及人員救助，國內領先4移動式探測與定位系統(tǒng)移動式探測與定位系統(tǒng) 人員、裝備定位和監(jiān)控，還可用于產品防偽5地質聚合物膠凝材料的制備地質聚合物膠凝材料的制備 新型材料，國內首創(chuàng)，能拉動產業(yè)6 金屬礦地震成像系統(tǒng)金屬礦地震成像系統(tǒng)

16、深部固體礦勘探，國際首創(chuàng)，能拉動產業(yè)7 無機微晶材料的制備無機微晶材料的制備 新型材料（礦山固體廢棄物利用），國際首創(chuàng)，能拉動產業(yè)8 地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng) 國際首創(chuàng)，航空電磁法勘探，能拉動產業(yè)9 中低溫地熱發(fā)電中低溫地熱發(fā)電 清潔可再生新能源，能拉動產業(yè) 共建單位具有省部級以上共建單位具有省部級以上“重點實驗室重點實驗室” 6個，加上相關輔助的省部級個，加上相關輔助的省部級“重點實驗室重點實驗室”共共10個以上。個以上。二 發(fā)展規(guī)劃1 基本情況 南京石樵地球物理產業(yè)研究院以地球物理勘探方法研究以地球物理勘探方法研究與創(chuàng)新為重點，涵蓋石油、天然氣、頁巖氣、

17、金屬礦、煤田與創(chuàng)新為重點，涵蓋石油、天然氣、頁巖氣、金屬礦、煤田勘探等方面。同時圍繞以尾礦利用為中心的新材料產業(yè)建造勘探等方面。同時圍繞以尾礦利用為中心的新材料產業(yè)建造一個礦山資源循環(huán)利用的高科技示范樣版。一個礦山資源循環(huán)利用的高科技示范樣版。2 建設地點和投資規(guī)劃建設地點 南京石樵地球物理產業(yè)研究院初期建設依托于江寧經濟技術開發(fā)區(qū)內世界之窗創(chuàng)新園。目前南京石樵地球物理產業(yè)研究院擁有1200平方米的辦公研發(fā)場地；中期公司場地預計擴展到3500平方米；待企業(yè)發(fā)展到一定規(guī)模，將向開發(fā)區(qū)政府申請科研用地，預計申請科研用地20畝。投資規(guī)劃 南京石樵地球物理產業(yè)研究院將以劉光鼎院士的科學家團隊為核心，在

18、實現(xiàn)科技成果產業(yè)化的同時，培養(yǎng)出我國在地球物理勘探方面的創(chuàng)新領軍人才及其創(chuàng)新團隊，快速形成我國地球物理勘探方面人才、科技、資金、資質、品牌等優(yōu)質資源集聚地，建成一流的“地球物理（方法技術、儀器裝備）產業(yè)基地”，顯著提升中國勘探儀器設備、勘探高端服務、尾礦新材料等產業(yè)創(chuàng)新能力和核心競爭力。3 研發(fā)建設內容、技術研發(fā)方向中低溫地熱發(fā)電中低溫地熱發(fā)電 2013年1月10日，由國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設部共同發(fā)文“關于促進地熱能開發(fā)利用的意見”，國新能201348號中提出“至2015年，地熱發(fā)電裝置容量達到10萬千瓦”，“按照可再生能源電價附加政策要求，對地熱發(fā)電商業(yè)化運行項目給予

19、電價補貼政策”。 2013年下半年我們組織了石油地質專家、水文地質專家、發(fā)電方面專家6人小組對江蘇地區(qū)地熱（中低溫）發(fā)電的可能性進行調研，調研結果是：1 1、江蘇省內有豐富的中低溫（、江蘇省內有豐富的中低溫（65650C-90-900C）地熱資源；）地熱資源；2 2、現(xiàn)有國產中低溫地熱發(fā)電裝置是可靠的?，F(xiàn)有國產中低溫地熱發(fā)電裝置是可靠的。目前正在對中低溫地熱發(fā)電的可行性進行進一步細化論證。江蘇省地熱異常分布地熱異常地熱異常分布： 1、東海；2、洪澤；3、寶應；4、鹽城；5、東臺；6、大豐；7、興化；8、姜堰；9、泰州；10、揚州；11、江都；12、海安；13、如東；14、南京；15、溧陽；16

20、、無錫；17、張家港。地熱地熱異常帶異常帶分布： 1、東海-沭陽-泗陽-泗洪異常帶； 2、連云港-淮安-洪澤異常帶； 3、鹽城-建湖-寶應-金湖異常帶； 4、大豐-東臺-泰州-揚州異常帶； 5、南京-鎮(zhèn)江-常州異常帶江蘇處于中國東部沿海高熱流地熱異常帶，其特殊構造位置造就了江蘇豐富的地熱資源，屬于全國范圍內地熱資源開發(fā)利用最有遠景的地區(qū)。江蘇地熱資源類型較多，成因復雜，各類型地熱資源皆具有各自的分布規(guī)律與發(fā)育特點。按成因成因分類（1）對流型；（2）傳導型：孔隙型、構造裂隙型、巖溶型。按深度深度分類 （1）地表出露的溫泉：連云港東海溫泉、南京江浦溫泉連云港東海溫泉、南京江浦溫泉 、南京湯山溫泉、

21、南京湯山溫泉； （2）深度小于200m的淺層地溫能：沿海平原、里下河平原、長江三角洲平原區(qū)、太湖沿海平原、里下河平原、長江三角洲平原區(qū)、太湖平原；平原； （3）深度為200-3000m的中淺層地熱水：中淺層對流型地熱資源老子山地熱、寶應地老子山地熱、寶應地熱、小洋口地熱熱、小洋口地熱；中淺層孔隙型地熱資源寶應、鹽城、江都、揚州、泰州等地；寶應、鹽城、江都、揚州、泰州等地；構造裂隙型地熱資源蘇北盆地南北兩側、寧鎮(zhèn)構造隆起區(qū)、揚州地區(qū)、泰州地區(qū)蘇北盆地南北兩側、寧鎮(zhèn)構造隆起區(qū)、揚州地區(qū)、泰州地區(qū)；古構造面巖溶型地熱資源泰州地區(qū)泰州地區(qū)； （4）3500-5000m的深成干熱巖：寶應、鹽城、大豐、揚

22、州、泰州等地寶應、鹽城、大豐、揚州、泰州等地。 目前，在江蘇省內，以南京湯山為代表的溫泉已成為江蘇的一個品牌；淺層地溫能正在掀起研究與開發(fā)利用熱潮；中淺層地熱水是目前地熱資源勘查利用的主流；深層干熱巖型地熱資源雖尚未開發(fā)，但開發(fā)利用前景廣闊。美國地熱發(fā)電現(xiàn)狀美國地熱發(fā)電現(xiàn)狀起步早起步早：美國自1960年加利福尼亞州北部的蓋瑟爾斯地區(qū)的地熱發(fā)電1號機開始運行，一直積極推動地熱發(fā)電。地熱資源豐富地熱資源豐富：美國地處太平洋火山帶上，地熱資源極其豐富，著名的地熱田主要有蓋瑟斯、長谷、羅斯福等。地熱發(fā)電廠主要分布在加利福尼亞州。 蓋瑟斯地熱田是目前所知世界最大的地熱田，位于美國加州舊金山北面約120公

23、里處，面積超過140平方公里，儲集層蒸汽溫度最高達280。1988年，該地熱田電廠的總裝機容量達到204.3萬千瓦，真正稱得上世界第一。成本低成本低：美國地熱發(fā)電一度電成本只有2.4美分/千瓦時（相當于人民幣0.15元），因為美國自動化程度較高，10萬千瓦的地熱發(fā)電廠，只需要2個工人。發(fā)電總量大發(fā)電總量大：美國目前的地熱發(fā)電量已經超過了2800MW，可為國家、學校提供600MW的供熱能力。每年地熱能產品的貿易額已經超過了16億美元，實現(xiàn)利稅4千萬美元。美國加州地熱發(fā)電站美國加州地熱發(fā)電站菲律賓地熱發(fā)電菲律賓地熱發(fā)電地理優(yōu)勢地理優(yōu)勢：菲律賓處在環(huán)太平洋火山帶，火山遍布全國，對于一個缺乏自產能源的

24、國家來說是因禍得福。后起之秀后起之秀：1973年之后菲律賓開始著手開發(fā)地熱資源，1977年開始大規(guī)模建造地熱發(fā)電廠，到1980年菲律賓的地熱發(fā)電裝機容量已高達446MW，超過意大利，僅次于美國。比重大比重大：1999年菲律賓的地熱發(fā)電容量增加到1909MW，約占全國發(fā)電裝機量的21%，2000年的地熱發(fā)電量占全國能源總量的12.94%.冰島地熱發(fā)電冰島地熱發(fā)電 冰島地熱資源極其豐富，全國共有250個地熱區(qū)，被公認為地熱能開發(fā)利用最好的國家。地熱發(fā)電廠除了初期建設的庫拉弗拉發(fā)電廠以外，現(xiàn)今主要集中在人口集中的首都雷克雅未克近郊。2010年初，冰島的地熱發(fā)電總裝機容量575.5MW，地熱發(fā)電量45

25、53.1GWh，占總發(fā)電量16835.3GWh的27%。冰島1998年提出了“到2050年將所有的化石燃料全部用氫替代，國內溫室氣體實現(xiàn)零排放，為世界應對氣候變化做貢獻”的宣言。政府自提出該宣言之后，地熱發(fā)電項目在21世紀初期急劇發(fā)展。冰島赫麗舍地鎮(zhèn)地熱電站冰島赫麗舍地鎮(zhèn)地熱電站日本東北部日本東北部tohokutohoku地區(qū)修建地區(qū)修建740MW740MW的發(fā)電站的發(fā)電站印度尼西亞利用火山資源印度尼西亞利用火山資源航空地球物理勘探（探測）航空地球物理勘探（探測） 地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)是國家“自然科學基金”項目科研成果，完全自主創(chuàng)新完全自主創(chuàng)新的方法技術和裝備（含硬件、軟件）系統(tǒng)。

26、該項目是國家863重點項目由國土資源部領銜，連續(xù)兩個五年計劃獲得科技部支持，且有可能推動實現(xiàn)地質找礦突破的國家級項目-“十二五”國家863計劃主題項目“航空地球物理勘探技術與裝備”于2013年7月26號正式啟動。 我們的我們的地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)從理論到實踐已經完從理論到實踐已經完全可以進入產業(yè)化階段，比國家全可以進入產業(yè)化階段，比國家“十二五十二五”863863主題項目提前主題項目提前4 4年進入產年進入產業(yè)化階段業(yè)化階段。該項目的產業(yè)化由“南京石樵地球物理產業(yè)研究院”全資投入，生產1-2臺樣機，租用航空器，預計2015年上半年投入實驗性勘探。Comp

27、any Logo地空系統(tǒng)：地空系統(tǒng)： 地空地空瞬變電磁系統(tǒng)瞬變電磁系統(tǒng)-結結合了航空電磁法工作效率高合了航空電磁法工作效率高和地面電磁法采集信號信噪和地面電磁法采集信號信噪比高的優(yōu)點，且工作方式靈比高的優(yōu)點，且工作方式靈活多變，是一種極具潛力的活多變，是一種極具潛力的電法勘探新方法。電法勘探新方法。適合在山適合在山區(qū)、區(qū)、無人區(qū)無人區(qū)、沼澤等地區(qū)沼澤等地區(qū)進進行行詳細地質調查工作詳細地質調查工作。1、地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)是破解深部找礦的重要手段。地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)是破解深部找礦的重要手段。該系統(tǒng)是在地面采用電偶源或回線源發(fā)射大功率瞬變電磁場，在空中用飛艇或無人機載探頭進行

28、多分量測量，信息采集采用全域、高密度、掃面性三維測量方式，這種觀測方式，與航空TEM比較，由于發(fā)射源在地面，發(fā)射功率大，具有勘探深度大的優(yōu)勢，更適合深部找礦的需要；2、與地面TEM方法比較，由于測量是在空中，工作效率成倍提高工作效率成倍提高，特別適合沼澤、森林地面難以到達地區(qū)以及地面工作難以展開的山區(qū)；與傳統(tǒng)的工作方法比較，由于采用全域（是指時間和距離同時全域）觀測方式，信息采集量更大，更適合擬地震處理。3、在數(shù)據(jù)處理中，由于采樣點密集，采用逆合成孔徑處理技術可以大大提高被測目標的分辨率。解釋方法采用虛擬波場三維擬地震偏移成像方法實現(xiàn)三維高分辨探測，使有效探測深度達有效探測深度達1-2公里公里

29、。優(yōu)勢與特點優(yōu)勢與特點 地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)是破解深部找礦的是破解深部找礦的重要手段（探深重要手段（探深1-21-2千米），信息采集量大，被測目標分辨千米），信息采集量大，被測目標分辨率高。該系統(tǒng)由三部分組成：率高。該系統(tǒng)由三部分組成：地面激發(fā)系統(tǒng)；地面激發(fā)系統(tǒng)；空中接收系統(tǒng)（無人機）；空中接收系統(tǒng)（無人機）；勘探（探測）資料處理成像系統(tǒng)（軟件）?？碧剑ㄌ綔y）資料處理成像系統(tǒng)（軟件）。核心科學問題（1）全域視電阻率定義式的建立）全域視電阻率定義式的建立（2）整合瞬變電磁最新擬地震成像成果，構建地空逆）整合瞬變電磁最新擬地震成像成果，構建地空逆合成孔徑三維

30、高分辨瞬變電磁成像方法。合成孔徑三維高分辨瞬變電磁成像方法。（3）地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)裝備研發(fā)與空）地空逆合成孔徑瞬變電磁探測系統(tǒng)裝備研發(fā)與空中信息采集平臺建設。中信息采集平臺建設。（4）地空逆合成孔徑瞬變電磁探測工作方法技術系列）地空逆合成孔徑瞬變電磁探測工作方法技術系列與技術規(guī)范標準。與技術規(guī)范標準。 已取得的研究成果：已取得的研究成果：（1 1）全域視電阻率定義）全域視電阻率定義（2 2）從瞬變場到虛擬波場的全域優(yōu)化算法。）從瞬變場到虛擬波場的全域優(yōu)化算法。（3 3）克?；舴蚯嫜油爻上穹椒讼；舴蚯嫜油爻上穹椒ā＃? 4）逆合成孔徑成像方法。）逆合成孔徑成像方法。野外實驗野

31、外實驗新材料新材料 將尾礦（礦山固體廢棄物）作為資源加以利用，變廢為寶，早就得到國家的重視，發(fā)改委、工信部等五部早年間聯(lián)合發(fā)文、并列入“十二五”規(guī)劃。 礦產地質界共識：21世紀是非金屬材料工業(yè)大發(fā)展的“新石器時代”。 非金屬礦產被加工成具有特殊性能材料的資源：一種是提純加工成“精料”，一種是與其他組分合成復合材料的“配料”；前者必然留下“不純”的復合材料，依靠科技進步，也可以成為復合材料的配料。如何提高非金屬如何提高非金屬材料資源的價值和用途，就成為發(fā)展非金屬材料工業(yè)的關鍵材料資源的價值和用途，就成為發(fā)展非金屬材料工業(yè)的關鍵。要按照21世界的科技、經濟發(fā)展需求重新選定其基礎產業(yè)，既是材料工業(yè)可

32、持續(xù)既是材料工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向也是礦產資源開發(fā)可持續(xù)發(fā)展的方向。發(fā)展的方向也是礦產資源開發(fā)可持續(xù)發(fā)展的方向。無機微晶材料將是非金屬材料工業(yè)的基礎產業(yè)無機微晶材料將是非金屬材料工業(yè)的基礎產業(yè) 我國不僅有5000余處非金屬礦產地和查明的1162億噸建材用非金屬礦資源儲量，還有800多個國有礦山和11萬個非國有礦山（年開采礦石量約50億噸以上）堆存的礦山固體廢棄物200多億噸，僅金屬礦山堆存的尾礦就在70億噸以上，且每年以新增8-9億噸尾礦的速度增加，這些尾礦基本上是非金屬礦資源。 以非金屬礦為主要原材料生產的建筑材料有20多個不同類別的產品。非金屬礦產資源開發(fā)為建筑材料工業(yè)提供了大量原材料。 但

33、是，至今我國的非金屬礦業(yè)經濟還屬數(shù)量上的擴張型增長，多年粗放擴張，使非金屬礦產和環(huán)境狀況制約著自身發(fā)展，也影響建材工業(yè)經濟增長質量。 無機微晶新材料的研發(fā)合乎期望，可望成為新的基礎產業(yè)。無機微晶新材料的研發(fā)合乎期望，可望成為新的基礎產業(yè)。利用尾礦生產的無機微晶新材料的優(yōu)點和發(fā)展前景利用尾礦生產的無機微晶新材料的優(yōu)點和發(fā)展前景 中國在世界上首創(chuàng)用礦山固體廢棄物作為主要原料生產微晶材料，與現(xiàn)今國際上廣用工業(yè)純料生產工業(yè)純料生產以及俄羅斯等東歐國家首創(chuàng)用爐渣生產微用爐渣生產微晶玻璃晶玻璃并列成為三個系列。 1 定義及機理定義及機理 它是有特定組成的硅酸鹽、鋁硅酸鹽、氟硅酸鹽、磷酸鹽、硫系等基礎玻璃，

34、在加熱過程中通過控制晶化制的含有大量微晶相(0.1- 0.5m大小雛晶)及殘余玻璃相組成的多晶固體復相材料多晶固體復相材料。 其工藝技術機理其工藝技術機理：物理上物理上充分利用玻璃非晶態(tài)固體熱力學上亞穩(wěn)定、比晶態(tài)具較高內能、在一定條件下可轉變?yōu)榻Y晶態(tài)的特點；玻璃熔體在冷卻過程中，粘度快速增加時在動力學上抑制了晶核的形成和長大，得以控制其微晶程度（雛晶）和數(shù)量，從而使其物理過程平衡而成為新材料，具備新性能；在化學上化學上，玻璃組成可以是二元系統(tǒng)，三元系統(tǒng)、四元系統(tǒng)至更多元系統(tǒng)，組分含量允許較大波動范圍，晶相可是單晶相至多晶相，剩余玻璃量范圍也較寬。礦山固體廢料中的微量金屬組成則成為晶核劑，礦化劑

35、，著色劑，適合本類原料對資源的要求。性能產品比重g/cm3莫氏硬度吸水率 %抗壓強度 MPa抗折強度MPa耐酸性耐堿性花巖建筑板材（205-92國家標準）2.5-1.0 60.08.0-尾礦微玻巖（尾礦中心）2.4-2.76-70-0.0393-63043-60無-0.09無-0.06礦渣微晶玻璃（日本玻璃手冊2.6-2.755.6 0500-65080-13099.2-99.9（96%H2SO4）73.8（3.5%NaOH）玲瓏箱（日本電氣硝子株式會社）2.76.5 0.00120-560510.080.05微晶玻璃板（天津標準國際建材公司）2.61-5.35.3-70.01-0.08227

36、.5-243.535.1-49.70.080.05玉晶石（微晶玻璃）（廣東中辰集團有限公司） 2.65-2.7650.02-0.154940-600.080.05天然花崗巖2.75-70.358914.7 1.01.0天然大理石2.73-50.308812.7-16.710.30.310%鹽酸25浸650小時重量損失 % 3%氫氧化鈉25浸650小時重量損失 %尾礦微晶類瓷與其他石材理化性能對比表（板材） 2 性能及應用領域性能及應用領域無機微晶材料具有如下性能優(yōu)點性能優(yōu)點：機械強度高，硬度大，耐磨性好，通過材料的增韌補強，可以超過金屬材料而比金屬輕；優(yōu)良的穩(wěn)定性，耐高溫，耐熱沖擊，適應惡劣使

37、用環(huán)境；熱膨脹系數(shù)可在大范圍內調整，直至零膨脹和負膨脹；軟化溫度高而可調，在高溫下也能保持較高機械強度；具有形狀記憶功能；電絕緣性能優(yōu)良，介電損耗小，介電常數(shù)穩(wěn)定；與相同力學性能的金屬材料相比，密度小，質地細密，不透氣不透水高度化學穩(wěn)定性，耐磨蝕，有抗氧化性；比陶瓷亮度高，比玻璃韌性強同時，無機微晶材料還可通過組成設計和工藝調整獲得特殊的光學、電同時，無機微晶材料還可通過組成設計和工藝調整獲得特殊的光學、電學、磁學、熱學和生物學功能，制成各種技術材料、結構材料、功能材學、磁學、熱學和生物學功能，制成各種技術材料、結構材料、功能材料，開辟一個沒有待用材料可以滿足其技術要求的全新領域。料，開辟一個

38、沒有待用材料可以滿足其技術要求的全新領域。 無機微晶材料有以下無機微晶材料有以下實際和潛在用途：實際和潛在用途：玻璃、陶瓷換代產品。如日用灶具（電磁爐、燃氣灶、微波爐、壁爐、烤箱）臺面、高級建筑材料等；礦山、選廠、冶煉廠、水利、石油、化工部門耐磨、耐腐蝕、耐高溫材料，水下結構及深水容器材料；化學工業(yè)及食品加工工業(yè)大型金屬器皿內襯；輸送泥漿的泵、閥門、管道、熱液輸送管道；1100溫度以下長期使用熱交換器材料、耐火材料和耐火磚接縫密封劑；特殊用途軸承；可焊接到銅、鎳、低碳鋼上，與金屬焊接成電子微電子、真空管組件；微電子技術用基片；微晶玻璃印刷電路；高電容率微晶玻璃電容器和電光材料；燈泡，望遠鏡坯，

39、激光元件，透紅外線微晶玻璃；飛機及宇宙飛船熱保護層，宇宙飛行器、原子反應堆控制材料、反應堆用密封劑；醫(yī)學用人造骨、人造牙等。研究院開發(fā)的尾礦微晶材料技術應用領域地質聚合物凝膠材料 地質聚合物：以天然礦物或固體廢棄物制備成的以硅氧四面體與：以天然礦物或固體廢棄物制備成的以硅氧四面體與鋁氧四面體聚合而成的具有非晶態(tài)和準晶態(tài)特征的網絡凝膠體鋁氧四面體聚合而成的具有非晶態(tài)和準晶態(tài)特征的網絡凝膠體礦物高分子礦物高分子20-20020-200堿性激發(fā)劑堿性激發(fā)劑具有三維網狀結構無定形到半晶態(tài)無機交聯(lián)高分子偏高嶺土/粉煤灰/礦渣激發(fā)劑增強成分混合注模養(yǎng)護脫模靜置地質聚合物材料性能分析及微結構測試地質聚合物制

40、備的工藝流程地質聚合物制備的工藝流程優(yōu)優(yōu)異異性性能能耐高溫性能：耐高溫性能：1000-1200力學性能：抗壓、抗拉、抗彎、粘接性力學性能：抗壓、抗拉、抗彎、粘接性耐腐蝕性：耐酸、堿、鹽耐腐蝕性：耐酸、堿、鹽滲透性低，滲透性低，穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好 組成組成：鋁硅酸鹽產物，具有礦物的特點鋁硅酸鹽產物，具有礦物的特點； 結構：結構：SiO4和和AlO4鏈接形成網絡狀，類似鏈接形成網絡狀，類似高分子聚合物高分子聚合物具有礦物和聚合物單一物質均無法達到的優(yōu)異性能。具有礦物和聚合物單一物質均無法達到的優(yōu)異性能。地質聚合物與幾種常見工程材料的性能比較材料名稱密度（g/cm3）彈性模量（GPa）抗拉強度（MPa

41、）抗彎強度（MPa）斷裂功（Jcm-3）地聚合物材料 2.22.7503019040210501500普通水泥2.3201.63.351020玻璃2.570607010陶瓷3.0200100150200300鋁合金2.7703015040010000鋼7.9210300500100010000 地質聚合物材料的應用領域廣闊、潛在市場容量大，僅以水泥（2012年全球水泥用量約為54.6億噸，國內用量為21.84億噸）5的替代量計算，國際國內市場容量分別為2730萬噸和1092萬噸，上圖表明了地質聚合物的應用領域。圖1 20082014年國外應用研究領域 圖2 20082014年國內應用研究領域5

42、000年前年前中國秦安大地灣中國秦安大地灣人，最早的地質人，最早的地質聚合物路面聚合物路面.1981年年粉煤灰制備地質粉煤灰制備地質聚合物。聚合物。使用壽命使用壽命50-70年年1972年年1972年，法國人年，法國人申請了地質聚合申請了地質聚合物歷史上的第一物歷史上的第一項專利。項專利。4500年前年前埃及人利用埃及人利用火山灰和石火山灰和石灰建造了金灰建造了金字塔。字塔。2800年前年前古羅馬古羅馬建造的建造的斗獸場。斗獸場。1824年年英國人約瑟英國人約瑟夫夫阿斯譜丁，阿斯譜丁，發(fā)明了硅酸鹽水發(fā)明了硅酸鹽水泥。泥。從此進入了水泥從此進入了水泥時代。時代。1914年年美國人美國人Anon發(fā)

43、現(xiàn)發(fā)現(xiàn):粉煤灰粉煤灰具有火山灰具有火山灰活性?；钚?。聚合物水泥枕木聚合物水泥枕木 1988年鋪設并運營的圣彼得堡年鋪設并運營的圣彼得堡-莫斯科的鐵路莫斯科的鐵路地質聚合物早強混凝土用于機場跑道（1983年美國專利和1985年歐洲專利） 4小時內強度小時內強度20 MPa1 小時4 小時0小時6 小時1982年，法國Das-sault航空公司在制造空軍戰(zhàn)斗機中用地聚合物制備鋁加工模具。美國聯(lián)邦航空局( FAA)和RLyon啟動了合作研究項目來開發(fā)環(huán)保型耐火材料，用于飛機艙內復合材料面板，1983年秋天，美國及其他7國把PYRAMENT混凝土列為50多個工業(yè)設施和57個軍事工事及非軍用機場應用材料

44、。地質聚合物的發(fā)展歷程 地地質聚合物膠凝材料具有多方面優(yōu)異性能，是低成本，質聚合物膠凝材料具有多方面優(yōu)異性能，是低成本，高性能環(huán)保型材料：礦渣和煤渣等固體廢物均可作為原料；高性能環(huán)保型材料：礦渣和煤渣等固體廢物均可作為原料；低溫制備、工藝簡單；可替代陶瓷和水泥。其低成本，高性低溫制備、工藝簡單；可替代陶瓷和水泥。其低成本，高性能的雙重優(yōu)勢使其在水泥行業(yè)極具競爭力，且國內尚無其他能的雙重優(yōu)勢使其在水泥行業(yè)極具競爭力，且國內尚無其他成型的地質聚合物產品進行同類競爭，市場還處于空白期，成型的地質聚合物產品進行同類競爭，市場還處于空白期，是開拓地質聚合物市場，建立業(yè)務，占領市場份額的絕佳機是開拓地質聚

45、合物市場，建立業(yè)務，占領市場份額的絕佳機會。會。 目前地質聚合物形成產品的公司只有澳大利亞的目前地質聚合物形成產品的公司只有澳大利亞的兩家公司及美國的一家公司，本項目填補了國內在兩家公司及美國的一家公司，本項目填補了國內在該領域的空白，市場前景廣闊，潛力巨大。該領域的空白，市場前景廣闊，潛力巨大。深部金屬礦勘探深部金屬礦勘探 金屬礦地震成像系統(tǒng)，輕便儀器設備研發(fā)和整套處理機成像系列軟件的開發(fā)是劉光鼎院士團隊經過20多年的研究成果。 在劉院士的指導下，將地震層析成像地震系統(tǒng)的各功能模塊進行分解，如圖所示。在實際的研制過程中，各模塊之間將定期進行交流，不斷完善儀器的細節(jié)，以滿足地震層析成像系統(tǒng)的要求。小型可控震源GPSFlash存儲器單片機CPUA/D轉換（16或24位）放大、濾波三分量檢波器（動圈式）觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理異常解釋圖圖1 1 地震層析成像系統(tǒng)設計圖地震層析成像系統(tǒng)設計圖 地震層析成像系統(tǒng)的研究包括：可控震源的研發(fā)、三分量檢波器的研制、野外數(shù)據(jù)采集、資料處理和解釋。具體流程圖如下：小型可控震