中國國家專項(xiàng)《深部探測技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究》8個項(xiàng)目介紹

PAGEPAGE18中國國家專項(xiàng)《深部探測技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究》8個項(xiàng)目介紹中國國家專項(xiàng)《深部探測技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究》八個項(xiàng)目介紹胡經(jīng)國本文作者的話該文取材于中國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站最新專題欄目“走進(jìn)深部”中的國家專項(xiàng)《深部探測技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究》的有關(guān)圖文資料。在編輯中，對其基本內(nèi)容和結(jié)構(gòu)框架基本上未作變動，僅對文章段落格式做了部分改動，并在文字上作了一些修改。特此聲明。筆者編輯本文的目的在于讓更多的網(wǎng)友、博友和讀者了解中國國家專項(xiàng)《深部探測技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究》8大項(xiàng)目的內(nèi)容，，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在普及地球科學(xué)方面的作用，為普及地球科學(xué)、推動中國地質(zhì)事業(yè)的發(fā)展，貢獻(xiàn)筆者微薄的力量。本文目錄項(xiàng)目1大陸電磁參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目2深部探測技術(shù)實(shí)驗(yàn)與集成項(xiàng)目3深部礦產(chǎn)資源立體探測技術(shù)及試驗(yàn)研究項(xiàng)目4地殼全元素探測技術(shù)與試驗(yàn)示范項(xiàng)目5大陸科學(xué)鉆探選址與鉆探試驗(yàn)項(xiàng)目6地應(yīng)力測量與監(jiān)測技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目7巖石圈三維結(jié)構(gòu)與動力學(xué)數(shù)值模擬項(xiàng)目8深部探測綜合集成與數(shù)據(jù)管理下面是正文項(xiàng)目1大陸電磁參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)研究（Sinoprobe-01）承擔(dān)單位：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）負(fù)責(zé)人：楊文采魏文博目標(biāo)：解決大陸尺度、陣列式（Array）大地電磁參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)觀測計(jì)劃的關(guān)鍵技術(shù)問題；為系統(tǒng)開展中國大陸地殼電磁參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)建設(shè)和中國大陸地殼和上地幔三維物性結(jié)構(gòu)及構(gòu)造格架模型研究作必要的人才和技術(shù)準(zhǔn)備。探測原理：根據(jù)電磁波傳播理論，電磁波的穿透深度與頻率成反比，即隨著信號頻率降低，其探測深度增大。通過在地面上探測和研究大地對不同頻率交變天然電磁場的響應(yīng)，獲得地下不同深度介質(zhì)導(dǎo)電率的分布規(guī)律，據(jù)以推斷地下地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、地?zé)峤Y(jié)構(gòu)和物質(zhì)狀態(tài)等信息。項(xiàng)目工作部署：研究電磁參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)構(gòu)建方法；全國（4°×4°）陣列式大地電磁網(wǎng)“控制格架”；大華北和青藏地區(qū)（1°×1°）大地電磁網(wǎng)；4°×4°和1°×1°殼、幔電磁三維結(jié)構(gòu)模型；地球物理－地質(zhì)綜合建模研究。預(yù)期成果：提交“大地電磁陣列觀測方法技術(shù)規(guī)程（草案）”；中國大陸大地電磁標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)體；中國大陸殼、幔三維電磁參數(shù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模型格架數(shù)據(jù)體；國內(nèi)外發(fā)表20～30篇SCI論文和出版專著；人才培養(yǎng)。項(xiàng)目2深部探測技術(shù)實(shí)驗(yàn)與集成（Sinoprobe-02）承擔(dān)單位：中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所負(fù)責(zé)人：高銳李廷棟主要參加單位：中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，中國地震局地球物理研究所，中國科學(xué)院青藏高原研究所，中國地質(zhì)大學(xué)（北京），南京大學(xué)，中國科技大學(xué)，吉林大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)，中國地震局地球物理勘探中心，中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)所，國土資源部地質(zhì)實(shí)物資料中心，中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源所，中國石油勘探開發(fā)研究院，中國石油化工股份有限公司華東分公司等。依托實(shí)驗(yàn)室：中國地質(zhì)科學(xué)院深部探測與地球動力學(xué)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，巖石圈演化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，“地下信息探測技術(shù)與儀器”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。目標(biāo)：針對中國大陸復(fù)雜地質(zhì)條件和深部探測對象，實(shí)驗(yàn)區(qū)域地球物理深部精細(xì)探測高新技術(shù)，建立并集成可行的方法技術(shù)組合；通過探測，精細(xì)了解中國大陸及海域典型地域的三維結(jié)構(gòu)、格架與圖像，揭示巖石圈與軟流圈等層圈與更深部地幔之間的相互作用。建立自地表到深部中國大陸及其邊緣海域結(jié)構(gòu)框架與地球動力學(xué)時空過程，為資源勘查、減輕災(zāi)害和保護(hù)環(huán)境提供新的預(yù)測與評價理論。項(xiàng)目工作部署：1、主動源探測技術(shù)實(shí)驗(yàn)與集成，包括“深地震反射剖面法”和“寬角反射與折射地震剖面法”等探測技術(shù)。2、被動源探測技術(shù)實(shí)驗(yàn)與集成，包括“寬頻帶數(shù)字地震移動臺站法”和“大地電磁側(cè)深法”。3、多尺度區(qū)域成像技術(shù)實(shí)驗(yàn)與集成，包括多尺度區(qū)域“速度成像”與“重力成像技術(shù)”。多尺度區(qū)域速度、重力成像技術(shù)研究范圍覆蓋中亞、東亞及其北部地區(qū)。4、探測技術(shù)集成與斷面構(gòu)造地球物理綜合解釋技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究。探測工作部署4條剖面：1、青藏高原腹地剖面；2、青藏高原東北緣－華南剖面；3、華北剖面；4、東北剖面。附圖：深部探測剖面分布示意圖。圖中：紅線：實(shí)線為擬實(shí)施探測剖面；虛線為擬合作實(shí)測剖面。黑線：已經(jīng)完成的反射地震剖面。彩色條帶：為已經(jīng)完成的地學(xué)剖面。預(yù)期成果：1、五大類深部探測技術(shù)體系與成果報告集成。2、實(shí)驗(yàn)探測剖面的數(shù)據(jù)集成。3、實(shí)驗(yàn)探測剖面的重大成果集成。4、基礎(chǔ)研究學(xué)術(shù)成果集成。5、深部探測研究隊(duì)伍集成。6、實(shí)驗(yàn)探測技術(shù)規(guī)定系列集成。7、方便公眾理解的深部探測技術(shù)方法科普報告與事例視頻科普集成。項(xiàng)目3深部礦產(chǎn)資源立體探測技術(shù)及試驗(yàn)研究（Sinoprobe-03）承擔(dān)單位：中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所負(fù)責(zé)人：呂慶田常印佛技術(shù)指導(dǎo)：陳毓川滕古文董樹文目標(biāo)：選擇中國南嶺、長江中下游成礦帶及典型礦集區(qū)，銅陵、廬樅、于都－贛縣，開展三個層次（40-50km、5km和2km）的立體探測和淺表2km的參數(shù)鉆探，達(dá)到以下目標(biāo)：1、揭示成礦帶形成的深部構(gòu)造背景、動力學(xué)過程及其對成礦系統(tǒng)形成和演化的制約；2、闡明礦集區(qū)5km結(jié)構(gòu)框架物質(zhì)組成，追蹤主要容礦、控礦構(gòu)造、含礦巖體的深部延伸，拓展深部找礦的“第二找礦空間”；3、建立典型礦床的地質(zhì)－地球物理模型、成礦－找礦模型，闡明深部成礦規(guī)律和成礦過程，預(yù)測深部資源潛力；4、實(shí)施2000米參數(shù)鉆探，直接驗(yàn)證重要異常和成礦靶區(qū)，揭示地殼淺層金屬垂向變化規(guī)律，建立深部勘查地球物理解釋“尺度”，提高對深部成礦規(guī)律的認(rèn)識。附圖：長江中下游成礦帶、南嶺成礦帶位置及地質(zhì)簡圖預(yù)期成果：通過示范研究，攻克若干技術(shù)難題，形成三個層次深部資源探測的技術(shù)解決方案，建立研究基地，培養(yǎng)研究團(tuán)隊(duì)，取得樣板性成果，為“地殼探測工程”的順利實(shí)施奠定技術(shù)基礎(chǔ)，并積累組織管理經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目4地殼全元素探測技術(shù)與試驗(yàn)示范（Sinoprobe-04）承擔(dān)單位：中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所負(fù)責(zé)人：王學(xué)求目標(biāo)：按照全球地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng)格，建立中國出露地殼76種元素的基準(zhǔn)值，制作化學(xué)元素時空分布基準(zhǔn)地球化學(xué)圖，研究化學(xué)元素時空演化歷史；發(fā)展穿透性地球化學(xué)技術(shù)和深部物質(zhì)識別技術(shù)，為深部找礦提供有效手段；通過4條地球化學(xué)走廊帶的試驗(yàn)與示范，構(gòu)建地殼地球化學(xué)模型，揭示區(qū)域成礦作用的物質(zhì)背景。知識背景：自1869年門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期表以來，人類經(jīng)歷了一個半世紀(jì)的努力，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了元素周期表上110種元素中的90種元素在地殼中的存在，但人類迄今對這90種元素在地球中的分布和演化知之甚少?；瘜W(xué)元素是地球物質(zhì)組成的最基本單位，被稱為地球的基因。因此，對元素周期表上所有天然元素在地殼中的精確含量和分布的探測，對解決人類所面臨的資源和環(huán)境問題具有重大意義。附圖：元素周期表項(xiàng)目5大陸科學(xué)鉆探選址與鉆探試驗(yàn)（Sinoprobe-05）承擔(dān)單位：中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所負(fù)責(zé)人：楊經(jīng)綏目標(biāo)：對具有全球科學(xué)意義的關(guān)鍵部位實(shí)施科學(xué)鉆探，直接觀測地球內(nèi)部的物質(zhì)組成、行為、動態(tài)演化及驅(qū)動力；對板塊匯聚邊界的深部動力學(xué)，重要礦產(chǎn)資源集聚區(qū)的成礦背景、成礦條件和成礦前景，盆山結(jié)合帶對油氣資源的制約以及火山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防等方面，開展地質(zhì)－地球物理研究，進(jìn)行大比例尺地質(zhì)調(diào)查填圖和科學(xué)選址。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用不同技術(shù)方案在條件成熟的選區(qū)實(shí)施6～7口先導(dǎo)孔的科學(xué)鉆探。附圖：地球內(nèi)部圈層示意圖探測原理：通過數(shù)千米至上萬米的大陸科學(xué)鉆探，揭示大陸地殼的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)構(gòu)造，校正地球物理方法對地球深部的探測結(jié)果，探索地球深部流體系統(tǒng)、地?zé)峤Y(jié)構(gòu)，監(jiān)測地震活動，揭示地震發(fā)生規(guī)律，研究全球氣候變化及環(huán)境變遷，探索地下微生物的分布及發(fā)育條件，預(yù)防環(huán)境及地下水污染，有效處理核廢料，長期觀察地球變化等等，解決一系列重大科學(xué)基礎(chǔ)問題。項(xiàng)目工作部署：科學(xué)鉆探選址的構(gòu)造部位→科學(xué)鉆探選址→板塊邊界科學(xué)鉆探和板塊內(nèi)部科學(xué)鉆探☆板塊邊界科學(xué)鉆探→印度－亞洲板塊邊界和南－北中國板塊邊界印度－亞洲板塊邊界→西藏羅布莎鉻鐵礦和云南騰沖構(gòu)造帶南－北中國板塊邊界→萊陽盆地☆板塊內(nèi)部科學(xué)鉆探→阿拉善板塊和揚(yáng)子－華南板塊阿拉善板塊→金川鎳銅鉑礦揚(yáng)子－華南板塊→廬樅多金屬成礦區(qū)、銅陵多金屬成礦區(qū)和于都－贛縣多金屬成礦區(qū)附圖：大陸科學(xué)鉆探選址：鉆孔位置圖預(yù)期成果：1、完成7口深度2000～2500米的先導(dǎo)孔鉆探，提交金川礦集區(qū)、羅布莎鉻鐵礦區(qū)、騰沖地區(qū)、萊陽盆地和東部三個礦區(qū)的地球物理探測和先導(dǎo)孔選址報告，并分別論證區(qū)內(nèi)開展超深鉆探的必要性和可行性。2、提供不同地質(zhì)條件下（包括礦集區(qū)、高熱異常區(qū)等）地球物理探測資料解釋的標(biāo)尺。3、完成一套完整的12000米以上超深孔鉆探技術(shù)方案設(shè)計(jì)。項(xiàng)目6地應(yīng)力測量與監(jiān)測技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究（Sinoprobe-06）承擔(dān)單位：中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所、中國地震局地殼應(yīng)力研究所負(fù)責(zé)人：陳群策、李宏目標(biāo)：項(xiàng)目的總體目標(biāo)是：通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和野外現(xiàn)場測量和監(jiān)測，對現(xiàn)有各種主要的地應(yīng)力測試技術(shù)的適用性和可靠性進(jìn)行總體評價和研究，針對存在的技術(shù)問題開展相關(guān)測試系統(tǒng)的創(chuàng)新性研發(fā)，從總體上提升中國地應(yīng)力測量與監(jiān)測領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)水平；在北京地區(qū)和青藏高原東南緣，建立深井地應(yīng)力綜合觀測實(shí)驗(yàn)站以及應(yīng)力應(yīng)變觀測網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而將其打造成具有國際影響力的地球動力學(xué)野外試驗(yàn)基地。項(xiàng)目工作部署：1、原地應(yīng)力測試技術(shù)方法試驗(yàn)研究；2、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測技術(shù)方法試驗(yàn)研究；3、重要區(qū)帶現(xiàn)場應(yīng)力測量與監(jiān)測及構(gòu)造應(yīng)力場綜合分析研究；4、地應(yīng)力專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)與構(gòu)造應(yīng)力分析方法研究。探測原理：以地殼應(yīng)力應(yīng)變觀測技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)問題為重點(diǎn)，開展系統(tǒng)的室內(nèi)和野外現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)以及測試系統(tǒng)的研發(fā)和升級。研制和開發(fā)適用于深孔的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測探頭，研發(fā)在深井實(shí)現(xiàn)水平應(yīng)變、鉆孔傾斜、水溫、孔隙壓力等多種測項(xiàng)自由組合觀測的深井綜合觀測系統(tǒng)。選擇北京地區(qū)和青藏高原東南緣作為本課題的主要研究區(qū)域。利用先進(jìn)、成熟和可靠的地應(yīng)力測量與監(jiān)測技術(shù)，開展系統(tǒng)的地應(yīng)力測量與監(jiān)測工作。建立北京地區(qū)深孔地應(yīng)力綜合觀測試驗(yàn)站，獲得該區(qū)域千米深度范圍內(nèi)現(xiàn)今地應(yīng)力的分布規(guī)律，并實(shí)現(xiàn)對其動態(tài)變化的實(shí)時監(jiān)測，顯著提高首都地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警水平；構(gòu)建青藏高原東南緣現(xiàn)今地應(yīng)力監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，獲得該區(qū)域主要構(gòu)造單元地應(yīng)力的分布特征及其動態(tài)變化規(guī)律。同時，吸引國內(nèi)外的有關(guān)專家來此開展科學(xué)研究，逐步將其打造成具有國際影響力的地球動力學(xué)野外試驗(yàn)基地。附圖1說明：在北京地區(qū)選擇理想的實(shí)驗(yàn)場區(qū)，按照人工控制的方式，對現(xiàn)有應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測儀器進(jìn)行現(xiàn)場對比實(shí)驗(yàn)研究，對各類儀器的靈敏度、分辨率以及穩(wěn)定性進(jìn)行現(xiàn)場校驗(yàn)與核定。附圖2說明：青藏高原東南緣現(xiàn)今構(gòu)造活動十分強(qiáng)烈，是開展地球動力學(xué)研究的理想實(shí)驗(yàn)場區(qū)。本屆項(xiàng)目選擇該構(gòu)造地域，實(shí)施系統(tǒng)的地應(yīng)力測量與監(jiān)測以及對比實(shí)驗(yàn)研究，計(jì)劃在本區(qū)開展總計(jì)22個鉆孔的原地應(yīng)力測量，其中包括2個千米深鉆孔。由此實(shí)現(xiàn)對該區(qū)域內(nèi)現(xiàn)今地應(yīng)力分布規(guī)律的總體把握以及局部精細(xì)探測；在原地應(yīng)力測量的基礎(chǔ)上，在上述每一個鉆孔內(nèi)安裝應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測儀器，并輔以水溫、水位以及孔隙壓力等監(jiān)測手段，對地應(yīng)力的變化實(shí)施連續(xù)監(jiān)測；依托CDMAGPRS北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對所有監(jiān)測臺站的遠(yuǎn)程遙控和無線數(shù)據(jù)傳輸，構(gòu)建青藏高原東南緣地應(yīng)力監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。項(xiàng)目7巖石圈三維結(jié)構(gòu)與動力學(xué)數(shù)值模擬（Sinoprobe-07）承擔(dān)單位：中國科學(xué)院、中國地質(zhì)科學(xué)院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：石耀霖、龍長興目標(biāo)：從地球系統(tǒng)科學(xué)的角度，高度集成地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)探測資料，運(yùn)用數(shù)理科學(xué)定量方法和高性能并行計(jì)算技術(shù)，對中國大陸深部地幔對流與巖石圈耦合演化過程的時空特征與機(jī)理進(jìn)行數(shù)值模擬；認(rèn)識中國大陸深部地幔對流與巖石圈耦合演化過程時地球內(nèi)部不同物理過程和不同圈層物質(zhì)的相互作用，提升對大陸形成與演化的認(rèn)識水平，為了解局部成礦基本機(jī)理與動力學(xué)演化關(guān)系、礦產(chǎn)資源形成、減輕地震災(zāi)害危害等提供參考意見。原理：野外資料————————————→巖石物性庫↓↓↓↓↓↓↓概念模型→→構(gòu)建定量模型←←←計(jì)算網(wǎng)格庫↓↓↓↓↓模擬計(jì)算結(jié)果←←←←計(jì)算程序庫↓↓比較計(jì)算和觀測結(jié)果，接受、拒絕或改進(jìn)模型預(yù)期成果：集成地質(zhì)、地球物理觀測資料，以及基于對中國主要構(gòu)造單元的主要典型巖石類型系統(tǒng)的巖石物理力學(xué)參數(shù)測試建立的巖石物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫，探索不同溫、壓條件下的巖石變形本構(gòu)關(guān)系，進(jìn)一步運(yùn)用數(shù)理科學(xué)定量方法和高性能并行計(jì)算技術(shù)，定量認(rèn)識地球內(nèi)部不同物理過程和不同圈層物質(zhì)的相互耦合作用，加深對中國大陸巖石圈演化過程的定量化認(rèn)知水平，為了解礦物資源形成、減輕地震災(zāi)害危害等重大實(shí)際問題提供參考。這是一項(xiàng)過去沒有做過的集成性的工作。項(xiàng)目8深部探測綜合集成與數(shù)據(jù)管理（Sinoprobe-08）承擔(dān)單位：中國地質(zhì)科學(xué)院負(fù)責(zé)人：董樹文技術(shù)指導(dǎo)：李廷棟目標(biāo)：縮小與發(fā)達(dá)國家對深部探測的差距，初步建立中國大陸地殼、巖石圈結(jié)構(gòu)，探討中國、東亞大陸形成、發(fā)展動力學(xué)過程；實(shí)現(xiàn)深部探測數(shù)據(jù)的科學(xué)管理，形成數(shù)據(jù)儲存、計(jì)算、挖掘融合、發(fā)布等流程服務(wù)，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和門戶網(wǎng)站，提供專項(xiàng)集成數(shù)據(jù)資源的共享與管理；引進(jìn)先進(jìn)探測技術(shù)，購置關(guān)鍵的深部探測儀器和IT設(shè)備，建設(shè)一流的深部探測技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究基地；承擔(dān)專項(xiàng)日常管理與協(xié)調(diào)工作，保證專項(xiàng)實(shí)施；完善《地殼探測計(jì)劃》實(shí)施方案與設(shè)計(jì)