规划问道

痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川

痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川
痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川
痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川

编者按

痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川


“是那山谷的风,吹动了我们的红旗……我们满怀无限的希望,为祖国寻找着富饶的矿藏。”

新一轮找矿突破战略行动启动以来,广大地质工作者大力弘扬爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗的优良传统,把智慧、汗水洒遍山川大地,为地质找矿事业书写崭新的时代篇章。《中国自然资源报》开设“地质足迹印山川”栏目,通过系列报道展示地质人物和团队的感人事迹,推动新一轮找矿突破战略行动取得更大成果。



湘江北去,岳麓垂荫。1979年,柳建新以优异的成绩考入位于长沙的中南矿冶学院(中南大学前身之一),从此踏上了地球物理勘探的学习和探索之旅。如今,当年那个胸怀壮志、意气风发的青葱少年,在几十年如一日的辛勤耕耘中成长为这所国家“双一流”大学的学科带头人之一和全国地球物理行业的知名学者,并荣获第十八次李四光地质科学奖教师奖。
痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川
柳建新(左一)率科研团队在四川攀枝花进行镍矿调查
痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川

幸得名师引路

痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川

柳建新是中国工程院首批院士何继善的学生。柳建新始终认为,何继善老师是自己科研路上的引路人,更是他最重要的人生导师。

最早与何老师深入接触,是在柳建新大学四年级时,何继善是他毕业论文的指导教师之一。其间,何老师不仅给予了诸多指导,而且对论文中的创新思维大为赞赏——激电法中的电磁感应耦合干扰一般需要去除,但柳建新却变换视角反其道而行之,利用这种干扰去强化激电异常,使之更便于解释。何老师强调,地球物理理论、方法技术和仪器的研发与应用,关键就在于不断实践、不断改进、不断突破。从此,“创新”二字被柳建新牢牢记在心里,成为其人生的座右铭。

1983年,柳建新大学毕业,先是被分配到隶属于原冶金工业部的湖南冶金地质勘探公司,很快又从长沙下派到位于郴州桂阳县的238地质队,短暂入职教育后被派到位于黄沙坪铅锌矿的物探分队,最后进入驻扎在汝城县一个10余人的物探小组,在郴州市宜章县里田镇界牌岭地区寻找铅锌矿和萤石矿。

到了野外,地质队用的还是何继善老师发明的双频激电仪。柳建新大学课堂上学的许多专业知识同实际工作结合后,立刻变得生动、立体,一些问题迎刃而解,但另一些新问题又冒了出来。1984年秋,柳建新回学校参加了何老师主办的双频激电培训班。何继善对这个毕业不久、思维活跃的小伙子印象深刻,并鼓励他报考硕士研究生。

1986年,柳建新如愿考入母校(1985年更名为中南工业大学)应用地球物理专业硕士研究生,师从何继善。其间,柳建新做得最多的,就是协助何老师引入并开发美国Zonge公司的GDP-12多功能地球物理系统,对可控源音频大地电磁法(CSAMT)开展推广应用,为地矿、有色、冶金、石油、煤炭、核工业等部门相关技术人员作专门的培训。

那时的培训,是对整个生产流程的全面辅导。柳建新天天守在野外勘探现场,教大家选点布线、设置参数、采集数据、处理数据、地质解释、报告编写、成果汇报、经费回笼……持续不断地完成了30多个生产应用项目。

1990年,柳建新硕士研究生毕业后,调入中南工业大学地质系,走上教学科研岗位。后来,他又继续跟随导师何继善学习深造,获得了中南大学地球探测与信息技术博士学位。1996年,他成为中南工业大学(中南大学)信息物理工程学院地球物理勘察新技术研究所副所长;2002年后,又相继担任中南大学信息物理工程学院副院长、院长,地球科学与信息物理学院副院长,中南大学地质调查研究院院长等职务。

痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川

以创新解难题

痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川
受导师的影响,柳建新与何继善的一个共同特点就是对科研全身心投入、对创新超级痴迷。柳建新的创新与发明,大多是以问题为导向的。
在应用中,柳建新与其团队成员都发现,CSAMT具有设备笨重、观测精度低、抗干扰能力差等“本质不足”。于是,在何老师的带领下,柳建新等人针对上述问题开展了核心技术的研发与应用示范,最终形成了一套拥有完全自主知识产权的“均匀广谱伪随机电磁勘探”技术体系。
2003年,这一技术体系成功实现产业化,其设备和技术在国内50多家单位、80多个矿区得到推广应用,有效缓解了许多老矿山的资源危机。2018年,以此为技术支撑的“大深度高精度广域电磁勘探技术与装备”获得国家技术发明奖一等奖。目前,伪随机电磁法已成为国内外频率域电磁法的主流,而且广域电磁法也在深部资源勘探中得到了广泛应用,是自然资源部推荐的主要测深方法之一。
柳建新热爱探矿,许多奇思妙想、创新发现就是在崇山峻岭中被激活的。由何继善命名的“近矿激电法”,便是其中一例。
1999年,柳建新等人受邀来到湖南永州市的江永银铅锌矿,为这一资源危机矿山开展深边部找矿工作。
经勘查,这里的银铅锌矿产于下石炭统石瞪子组的岩溶之中,正在开采的矿体呈陡倾斜哑铃状,且矿体下部赋存一厚度近10米的缓倾斜黄铁矿化地层。此外,矿区地形起伏较大、人文干扰严重,传统的地面激电工作方式所观测的信号已不能客观地反映地下矿体的存在。柳建新决定使用新研制的大功率伪随机多频激电仪和近矿激电法。
很快,技术人员便通过新方法的解译结果,发现了矿区深部矿体的延伸方向和边部盲矿体。经验证,探获高品位铅锌矿石资源量70万吨左右,可延长矿山服务年限12~15年。
然而,柳建新发现,在许多以探测深部矿体为主要目标且地形起伏大的老矿山,传统的电法工作手段效果并不理想。于是,他别出心裁地提出,将一个供电电极置于坑道或井中揭露的矿体附近,增加对矿体的有效激发电流,另一个供电电极则置于地表合适的位置,增大对矿体激发的有效体积范围,测量电极则在地表沿着剖面测量,以避免坑道的束缚,将传统激电法的有效探测深度从300米左右提高到500~600米。
痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川

打造探矿“利器”

痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川
柳建新始终认为,国家的需求就是个人奋斗的目标。
1999年,当时的国土资源部决定开展新一轮国土资源大调查,其中一个重点就是应用各种有效的技术手段,推进西部高山、高海拔等特殊地貌地区的矿产资源调查评价。
2000年,柳建新携带不断改进后的双频激电仪来到北京延庆石槽铜矿,参加中国地质调查局组织的找矿方法对比实验,与多个科研院所和相关高校研制的十多种仪器“同台比武”。实验结果表明,双频激电法发现的异常不但与地下情况对应很好,而且在速度、精度等方面均具优势。随后,中国地质调查局将双频激电法作为有效的找矿方法之一,并针对西部复杂地貌及高海拔地区进行了示范实验。
从2000年到2002年,在中国地质调查局的支持下,柳建新带领团队携带仪器奔走在全国多个矿区,进行多矿种、大埋深、高海拔、高寒区等多种条件下的激电法方法示范研究。果然,一些问题很快暴露出来:装备不够轻便、电池持续能力弱、温差大时仪器精度降低……
实验、改进,再实验、再改进……历时3年,柳建新带领团队通过新型材料的应用及优化仪器的结构设计,研制出了适应西部特殊地貌景观区的轻便、防震、稳定的新型双频激电仪,开发了“激电法数据处理解释软件系统”,创新性地总结出一整套适合西部特殊地貌景观的激电法方法技术体系,满足了该仪器在高山高海拔高覆盖区快速普查的物探需求。如今,这项研究成果已在国内300多个单位得到推广应用。
为了继续向下拓展找矿空间,柳建新带领创新团队针对深部隐伏矿埋藏深度大、干扰因素多、矿致信息弱等关键问题,开展有色金属矿山隐伏矿定位预测理论与实践研究,使有效找矿深度从传统的300~1000米提高到1000~2000米。2020年,“深部有色金属矿定位预测关键技术”获教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)科技进步奖一等奖。
有了这个深部探矿“利器”,柳建新率创新团队活跃在各个省市、各个成矿区带的有色金属矿山。广西泗顶铅锌矿等几个难度极大的项目“攻”下来后,柳建新的名气越来越大。
近十多年来,他和创新团队已经在100多个矿区开展深部资源勘探工作并获重大成果,直接推动了大批生产矿山深边部地质地球物理综合找矿突破,探明铜、铅锌、锡、锑、银、金、铟等金属资源量潜在经济价值达2400多亿元。
2021年,他们又将相关技术应用到深部非金属矿产勘探,在贵州开阳县永温镇大坪磷矿勘探出1.46亿吨品位高达33.14%的富磷矿,经济价值超1000亿元。
痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川

“冶炼”更多人才

痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川
执教34年的柳建新,与地球物理打了一辈子交道,也与地质教育打了一辈子交道。他是中南大学从组建到发展的见证者,亲历了数十年来中国矿业高等教育改革发展。而这30多年,他在地质专业教育教学领域主要干了两件事。
一是学科建设。作为国家重点学科“地球探测与信息技术”带头人,中南大学一级学科“地质资源与地质工程”和“地质资源与地质工程”学位点建设负责人,柳建新领衔创办了中南大学“地球物理学”本科专业,该专业获批2020年度国家级一流本科专业;主持建设了多个地球物理教学实验基地,为本科生提供了良好的实验教学平台;组建了包括21位中青年骨干教师的“矿产资源与灾害探查”科研创新团队,2008年入选首批湖南省高校科技创新团队。
二是人才培育。柳建新最大的教学特点就是科教融合,他坚信好的人才都是像钢铁的冶炼那样,需要正确的引导,也需要烈火的锻造。正如当年何继善老师用心培养他那样。
他以身立教,带领学生通过一个个科研生产项目,全身心投身理论研究和方法验证,在艰苦的野外工作和严谨的实验中摸爬滚打。这些年,他以厚重的学术成果闻名,获授权的发明专利42项,发表论文362篇(SCI/EI收录194篇),出版专著25部。他的学生也奋楫争先,4人获得湖南省和全国学会优秀博士学位论文、1人获得湖南省优秀硕士论文、15人获得省级和校级优秀毕业生、2人入选教育部“青年长江学者”。
他甘为人梯,花费大量时间指导学生完成高水平论文,有时亲自修改文章直到深夜;他推荐担保优秀学生出国深造,鼓励他们探索国际前沿、开拓学术视野。令人欣慰的是,由他送出去的学生学成后全部选择回国效力。
他为人师表,在担任湖南省政协委员会委员和常务委员时,针对人才培养、学生就业、科技发展、民生和社会建设等方面问题,通过30余件提案直言相谏。今年,他被聘任为湖南省政府参事。
教育,要授业解惑,更要传承精神。柳建新钦佩李四光先生当年冲破重重阻力毅然回国的果敢,敬慕他为新中国建设、地质事业发展殚精竭虑的赤诚,推崇他作为战略科学家的胸襟和视野。他说,这样的地学楷模,对学生立德铸魂极为重要。
在柳建新的办公桌上,第十八次李四光地质科学奖获奖者的合影十分醒目。他珍惜这份荣誉,也谨记这一鞭策。他认为,科学家精神是代代相传的炬火,能够为每一位科技工作者点亮理想的灯塔,当代大学生尤其应该继承发扬李四光等地质先辈爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗的优良传统,这样才能推动学科高质量健康发展,使国家、行业拥有更多一流地质类人才。

转载请注明来源

来源:《中国自然资源报》

作者周飞飞

文字编辑:王瑜

新媒体编辑:刘川

痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川
痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川
痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川
痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川

i自然全媒体

转载请在醒目位置标注来源:i自然全媒体

i自然投稿邮箱:mnrnews@163.com  

电话:010-68047618

点赞,关注 !👇

原文始发于微信公众号(i自然全媒体):痴迷科研,他奇思妙想“攻”下多个探矿难题 | 地质足迹印山川

赞(0)