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　　9月24日下午4時，2016中國國際礦業(yè)大會依然如火如荼地舉行著，地質科技創(chuàng)新論壇如期舉行。
　　“今年地質科技創(chuàng)新是非常重要的時間點，是我國‘十三五’國民經濟發(fā)展規(guī)劃第一個開局之年，中國科技界發(fā)生了很多大事情。習近平總書記在今年5月30日召開的全國科技創(chuàng)新大會上，對全面創(chuàng)新工作進行了總體部署，對我們‘深地’做了分析，指出向地球深部進軍是我們急需解決的戰(zhàn)略問題，吹響了向深地進軍的號角。”論壇主持人、國土資源部科技與國際合作司副司長高平的一席話，給關注深地探測與開發(fā)的專家學者和業(yè)內外帶來了極大的信心。
　　高平在致詞中表示：“今天請到了4位報告嘉賓圍繞深地科學問題，圍繞深地資源的勘測，也圍繞著深地資源怎么樣獲取，給大家作精彩的報告。我們老說‘上天入地下海’，現(xiàn)在可以說，上天中航天界捷報頻傳，下海中也有科學院組織的深海探測。比起上天下海來說，入地最難。腳下的地球對人類來說還有很多未知。我們不要光看深空多么熱鬧，深海有怎樣的篇章，深地也要掀開新的一頁，同時使地質大國走向國際地質大國前列的重要開端。”
　　開啟中國入地夢
　　“山脈如何形成，盆地如何形成，巖漿如何從地幔上升到地表，基地物質又是如何出露的，大陸本身又是怎樣變形的，礦產是如何形成的？我們對腳下大陸結構物質組成中還有很多未知的東西。”來自中國地質科學院地球物理地球化學研究所的呂慶田研究員，日前被任命為中國地質科學院深地探測中心常務副主任，他多年主持“863”地質礦產勘查方面重大的科技研發(fā)項目，是國家萬人計劃專家，是深地探測國家級重大項目中的核心成員。
　　呂慶田研究員首先對國際地球深部探測進行了分析：20世紀70年代，美國開始了COCORP計劃，開創(chuàng)了地球深部研究的先河，他們用反射地震技術對大陸地殼結構進行系統(tǒng)探測。北美、加拿大、俄羅斯、德國、英國等相繼啟動大規(guī)模地球探測計劃。20世紀90年代，中美德合作的計劃。這個世紀初，我們國家啟動地球探測計劃。加拿大的LITHOPROBE計劃以及澳大利亞MT探測計劃，都是和能源探測結合在一起。美國的COCORP計劃，在山脈下面發(fā)現(xiàn)了構造，并且在下面發(fā)現(xiàn)了大型油田，這是開創(chuàng)性認識。加拿大的探測增加了人們對大陸地殼本身結構、物質組成和演化過程中的認識。
　　“從全球來看，各國正在進行不同層次的探討，希望通過探測建立對地球深部的結構模型、物質模型，以及通過長期監(jiān)測地球狀態(tài)增強人類對地球深部的認知。”呂慶田說。
　　“中國從2008年開始實施Sinoprbe計劃，通過幾年的工作開展，取得了一些新的發(fā)現(xiàn)，顛覆了一些傳統(tǒng)的思想。”呂慶田介紹，從基礎地質的角度來看，過去人們對青藏高原研究提出了很多模型，現(xiàn)在在反射地震做完后，提出了一個新模式，在俯沖印度板塊的地殼部分發(fā)生了一些構造的疊置作用，這種疊置作用相當于在俯沖過程中把地殼一部分疊置增厚，這是完全不同的觀點。另外一個顛覆性的發(fā)現(xiàn)是，四川盆地過去一直認為是鐵板一塊，最近發(fā)現(xiàn)西部到下地殼有非常清楚的反射，這個反射被解釋為當時揚子克拉通西北緣新元古代俯沖的遺跡，這個重要發(fā)現(xiàn)解釋了揚子克拉通演化的過程。另外，華南大部分地區(qū)過去認為揚子和華下拼合帶在新元古代，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)有一條更古老的造山帶，顛覆了我們對華南整個演化過程的認識。在長江中下游成礦帶，發(fā)現(xiàn)有強烈的相互作用，過去認為鱷魚嘴構造只是在板塊邊緣，當兩個板塊碰撞一起會出現(xiàn)?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)塊體之間存在強力擠壓作用，長江中下游帶是完完整整的陸內俯沖帶，解釋了為什么在這個地方形成很多礦床的原因。
　　一系列的顛覆性發(fā)展，讓我們改變了一些傳統(tǒng)的認識。“在資源和能源方面，取得了一些新的發(fā)現(xiàn)。”呂慶田介紹，在大慶盆地之下，在白堊紀之下發(fā)現(xiàn)更老的盆地，對深層油氣研究有更深刻的意義。在四川盆地下面,也發(fā)現(xiàn)了可能是遠古列陷的盆地，都在萬米以內，給我們尋找超深層油氣提供了非常好的前景。在南嶺鉆探正式提出了鎢礦五層樓的模式，在巖體上將近1000米時發(fā)現(xiàn)了很多高品位的礦段，擴大了我們對深部成礦的認識。
　　“我們國家也開展了一些深部探測的國際合作，與10多個國家建立了各種聯(lián)系，同時參加了AGU、EGU各種會議。地球深部探測確實事關每個人，事關經濟、社會、發(fā)展，從淺到深，從地下空間到地熱，到地下的礦產資源，包括能源，包括地質災害。‘十三五’開始，我國啟動了‘深地資源勘查開采’研發(fā)計劃，我們也啟動了‘深地調查工程’，組織發(fā)起國際大科學計劃，正在積極申報國家的重大科技專項。” 呂慶田說。入地大幕剛剛拉開，我國向深地進軍即將全面啟動。
　　“我們每向前走一步，科學技術進步一步，就會發(fā)現(xiàn)我們有很多未知。面向‘十三五’,我們還會涌現(xiàn)很多深地探測高科技的進展，還會創(chuàng)造很多人類探測技術的新手段。”高平副司長給予了精彩的點評。
　　發(fā)展智能化鉆探設備
　　“孫友宏教授是吉林大學的副校長，在深部鉆探方面有很多業(yè)界的積累，特別是對于復雜的鉆探技術條件的研究有獨特的科研成就?，F(xiàn)在我們正在鉆進的‘中國第一深’大慶松科二井萬米鉆機研制者就是孫友宏教授，希望他在深部鉆探方面給予我們很好的報告。”
　　“鉆探是驗證地球物理勘探的信息和獲取地下實物樣品的惟一手段，應用領域非常廣泛，主要包括固體礦產鉆探、石油天然氣鉆探、科學鉆探、工程施工鉆探、地熱鉆探。由于鉆探目的不同，其鉆探深度也不同，世界上超過萬米的鉆孔井有一口，超深科學鉆探井是入地的‘望遠鏡’，實施一口萬米的科學鉆探井，其技術難度不亞于建造一艘小型航母，代表一個國家的綜合實力和科技水平。”孫友宏教授對于深部鉆探給出了形象的比喻。
　　孫友宏介紹，深部鉆探的難度，大于2000米才有挑戰(zhàn)，而現(xiàn)在遇到的問題就是鉆頭、鉆桿等。今天在展會上看到很多鉆頭，無外乎分為軟-中硬底層，中硬、硬巖層以及硬-堅硬打華巖層。但是，深部比淺部復雜程度高，深孔硬、脆、碎層很多。目前我們國家鉆頭一般平均壽命50米左右，相對國外來說有一定的差距。如果鉆頭想要取得突破，應該把當今的高新技術引進來，比如石墨硒技術、仿生技術、3D打印技術等。
　　對于未來的發(fā)展，孫教授提出了幾個設想：第一，發(fā)展不取芯隨鉆測量技術。取芯是地質勘探中非常重要的工具。最早是提鉆，鉆桿倒出來很慢，后來發(fā)展除伸縮繩索取芯，后來是反循環(huán)取芯，到隨鉆測量。我思考能不能連芯都不取，隨鉆就出來了。第二，發(fā)展無鉆桿鉆進系統(tǒng)?，F(xiàn)在在勘探的時候，我們離不開鉆桿。石油行業(yè)用的就是連續(xù)管，應該把這個技術引進，這樣效率能大幅提升。南極科鉆就是用這個技術。我在思考以后能不能什么都不用，利用核動力就把下面信號提上來，這是未來的夢想和設想。第三，智能化鉆探設備。鉆探設備由傳統(tǒng)的機械傳動、液壓傳動、極點液集成自動化，向自動化操作鉆井參數(shù)智能化控制鉆機方向發(fā)展。
　　給地球做一個透明拉鏈
　　“資源在那么深的地方怎么拿出來，成本有多高，下面有請中國礦業(yè)大學國家實驗室常務副主任鞠楊教授。鞠楊教授是長江學者計劃特聘教授，國家百千萬人才和有突出貢獻中青年專家，享受國務院政府特殊津貼。鞠楊教授將為我們介紹深地資源如何開發(fā)出來。”在論壇進行到17時10分的時候，高平副司長請上最后一位演講嘉賓。
　　“前面幾位專家講了深地資源的探測，那么怎樣把資源開采出來，采的過程中面臨哪些挑戰(zhàn)和棘手的問題。我們圍繞這個問題做了很多思考。”
　　鞠楊教授介紹，第一，向地球深部進軍我們有三個思考：開采時面臨很多問題，怎么把深地結構看清楚，相當于給地球做一個拉鏈，把拉鏈拉開。另外，開采過程會引起地緣結構的變化，存在著的行為和規(guī)律是否可以進行透明化。第二，如果能把資源儲存結構看清楚，因為在地下深處要進行鉆探和掘進，常規(guī)的科學認識和規(guī)律可能會發(fā)生變化。對于這種情況，我們可以通過建立深地實驗室做相應的研究，弄清楚開采過程中深部規(guī)律的變化。第三，是否可以利用深地生命倉和空間艙，在轉換艙中直接轉換，這樣不用出地面就可以在下面解決采、充填、發(fā)電、氣化等問題。
　　對于如何解決這些問題，鞠教授提出，運用可視化技術，預先對深部資源開采進行透明推演，直觀顯示整個采礦過程中礦體破碎、應力與能量轉移、災害形式、位置、時間、量級，達到預判、預警、預解的目標，實現(xiàn)智能化、無人化的開采方案。對于地下儲油出氣壓力的研究，用高壓序列的方法，讓底層開裂，使產氣產油量大幅度提高。還有進行深地空間建設，比如構建深地生態(tài)圈等等。
　　“我們提出了一些顛覆性的技術，包括深地肥料無害化處理、轉化利用及永久性處置技術，構建地下生態(tài)城市。我們可以把地面設施通過地下空間開發(fā)利用移到地下，這樣可以形成更好的宜居環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，從而打造更適合人居的環(huán)境。我們需要利用開發(fā)深地，通過建地下儲油庫、糧倉等等實現(xiàn)這個設想。”鞠楊表示。