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国外地学动态跟踪新进展

2017-8-31 16:34:07 来源:中国矿业报社 作者:李万伦

国外地学动态跟踪是中国地调局地学文献中心情报研究重要任务之一。2017年上半年,该中心分别对基础地质、矿产资源、水工环与技术方法等方面展开了跟踪与研究。

水工环动态

随着由需求所驱动的地球科学的发展,国内外地勘行业对水工环地质的动态都十分重视。2017年,地学文献中心对城市地质与医学地质两个主题开展的情报跟踪,受到行业相关部门的赞扬,取得了较好的效果。其中,医学地质文章《人体中的金属稳定同位素:地球化学送给医学的礼物》,受到地科院测试中心的研究人员所关注。城市地质论文集,则主要报道北美、欧洲发达国家所开展的城市地质工作及其发挥的作用。后者不仅受到了赵鹏大院士的表扬,认为该中心能“与时俱进,及时报导人类社会发展对地球科学和地质工作新需求的国外动态,值得称赞”;而且也收到上海地质调查研究院的回信,认为该文集“关于城市地质与地下空间的内容非常及时有用”。

基础地质动态

近年来,国际上地球科学在基础学科方面取得了一些新进展。一是在新涌现的一些交叉学科或相关领域取得了比较明显的进展,例如地球微生物学和微生物地球化学(GMG)及城市地球科学等;二是地球科学研究的区域扩大,有不少国家向地球南北两极进军,比如对北极圈地球科学中的新问题进行了探讨;三是酸性岩浆活动与火山作用、深成作用之间的联系方面的研究取得了一定进展。

物探方法动态

世界顶级的地球物理刊物《The Leading Edge》、《Interpretation》是由美国勘探地球物理学家协会(SEG)主办的,近年来为了突出反映勘探地球物理领域的前沿、热点和取得的新进展,两种刊物都以专刊的形式对主要专题进行重点报道。其中包括全波形反演(FWI)、四维(4D)地震、速度模型的不确定性、利用多次波与面波进行地下特征描述、近地表模拟与成像、断层封闭与顶部封闭以及盐下层成像等等。

例如:一是FWI充分利用地震波所含有的丰富的运动学和动力学信息,以重建地下速度结构,被认为具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力。自在上个世纪80年代被提出以后,国内外石油公司都十分注重对该技术的实验和研究,在地震技术领域中发展迅速。尤其是近年来,石油行业利用全波形反演,已经有效地解决了复杂成像所带来的一部分挑战。FWI成为物探与油气行业十分热门的话题,在几乎所有的学术会议上都被讨论。二是4D地震也称时延地震,它最早出现于上个世纪90年代初,一开始受到怀疑和批评,经过20年来的迅速发展,它已经站在了地球物理学领域的最前沿。该技术从测试阶段到成熟的部署与应用已经发生了巨大的飞跃。不仅仅4D监测的理念获得了行业的认可,而且石油公司及相关服务公司也同意对各种4D地震监测系统和处理流程进行投资。因为许多案例表明,从4D地震数据解释出的信息所含有的价值大大超过了其成本。这些价值主要来自于更好的开发决策,因为它可以降低钻井成本并提高采收率(Nasser等,2016)。三是在传统的地球物理勘探工作中,都要对这种无效的干扰波(如面波、多次波等)进行压制,且已经有了比较成熟的算法。但实际上这些波中可能也含有一些有用的信息。经过长期的研究与实践,多次波与面波在城市地下空间探测,尤其是工程地质领域中,已经取得了较明显的成效,从而为城市地质学的发展提供了一定的技术保障和支撑。

认识

根据上述进展和动态,进一步肯定了国内学者早已提出,但并未受到重视的一些认识。

一是基础地质出现跨学科或领域的研究,进一步拓宽研究范围,已经是必然的发展趋势。传统的学科分类在面对实际应用需求,尤其是需要解决实际问题时,显得十分无力,因而通过发展新的交叉学科,既能顺应时代发展的需要,反过来也能促进地质学本身的发展。

二是当前国际地球科学已经从以往的资源环境并重转向以环境为主的研究。我国一直十分重视地质矿产资源勘查与分析评价工作,尽管本世纪初有些专家提出了资源与环境并重的观点,然而受近年来国内经济快速发展的需求驱动,迫使环境方面的工作退居矿产资源后面。然而,从当前国内外形势来看,重视生态环境保护,建设宜居城市和健康地球家园,这种新需求已经给地球科学提出了新的挑战,如果不及时改革和改变我国传统地质工作的思路和研究方向,必将落后于全世界地球科学的发展趋势。当前,我国最突出的城市化问题对地质学提出的新的需求,包括地下空间开发与城市地质环境调查、评价和监测等许多方面。

三是必须对传统的地质勘查技术方法进行改进,从设备到技术流程都需要发展和完善。环境领域可以借鉴以往以矿产勘查为主的技术方法和经验,但实践证明,由于调查深度、范围不同,所取得的数据的可靠性与精度跟实际需要之间还存在较大差别。传统的区域地质勘探方法,由于采样间距大,填图比例尺较小,数据质量尚难满足城市规划、建设与环境管理的各种需求。而现代工程物探与环境物探工作,往往局限于具体工程或局部区域,而无法兼顾更大区域,从而造成资料与数据分散,利用率不高等问题。这些需求对现代地质勘查技术方法提出了很大挑战。□

网站编辑:宫莉

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