2017年6月19日，由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所牽頭承擔(dān)的國家重大科研裝備研制項目“深部資源探測核心裝備研發(fā)”順利通過驗收，評審專家對項目取得的成果給予了充分肯定，認為項目中各系統(tǒng)實測指標(biāo)達到了設(shè)計要求，一致同意項目通過驗收。

8套地球物理深部探測裝備的自主研制，不但提升了我國深部地球物理探測能力與技術(shù)水平，更為我國實施“攻深探盲”提供了核心裝備，支撐了“向地球深部進軍”的國家戰(zhàn)略。

向地下要發(fā)展空間

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源需求急劇增大，后備探明儲量嚴重不足，我國鐵、銅、鋁、鉀鹽等大宗礦產(chǎn)嚴重短缺，對國際市場的依賴性越來越強，對外依存度已高達50%～80%，遠超出40%的國家經(jīng)濟安全警戒線，已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重大瓶頸。

為保障資源和能源的可持續(xù)發(fā)展，國家明確提出實施“立足國內(nèi)，找礦增儲”的資源保障戰(zhàn)略，向地下深部要資源是國內(nèi)外最主要的戰(zhàn)略選擇之一。

“解決礦產(chǎn)資源緊缺的重要途徑是實施‘攻深探盲’。”中科院地質(zhì)地球所研究員底青云說，所謂“攻深”是指勘探埋深500~4000米的礦產(chǎn)資源；“探盲”則是指尋找沙漠、戈壁、植被等覆蓋區(qū)地下礦產(chǎn)資源。

鑒于地球物理場固有的穿透能力，地球物理探測技術(shù)是“透視和照明”地球內(nèi)部的主體手段，是“攻深探盲”的關(guān)鍵所在。

然而，做地球物理的都知道，給地球“CT”絕非易事。長期以來，我國大型地球物理探測裝備和核心軟件幾乎全部依賴進口，國際上大型探測裝備的研發(fā)和生產(chǎn)處于少數(shù)大公司掌控之中，形成了市場壟斷，價格昂貴，并已開始對我國實施高端產(chǎn)品技術(shù)封鎖。

“上世紀五六十年代，我國地球物理裝備其實是比較強的，后來受到‘造船不如租船’思想的影響，慢慢落后于人。”對中科院院士、中科院地質(zhì)地球所所長吳福元坦言，“如果再不重視，我們的整個事業(yè)都會受到牽制。“

被動挨打的落后局面，讓中國地質(zhì)人感到了行動的緊迫性。

“用別人的裝備勘探中國，我們不能忍受”

“中國的論文數(shù)量已居世界前列，但為何原創(chuàng)性的重大創(chuàng)新成果還顯欠缺？我認為，這很大程度上是因為我們還沒有真正把科學(xué)和技術(shù)統(tǒng)一起來。重論文發(fā)表、輕裝備研制的落后觀念必須要做出改變。”

中科院院士朱日祥的這番感概，源自他自己的親身經(jīng)歷。他雖然是從事基礎(chǔ)研究工作的，但用國外的裝備來看自己國家的地下，讓他覺得“難以忍受”，“中國不能永遠受制于人，一定要做出自己的儀器裝備”。

2013年，在中科院和財政部的策劃協(xié)調(diào)下，中科院地質(zhì)地球所獲得國家重大科研裝備研制項目“深部資源探測核心裝備研發(fā)”的支持，組織優(yōu)勢力量，開始了長達4年的自主裝備研發(fā)。

項目依據(jù)礦產(chǎn)資源“攻深探盲”勘探流程的技術(shù)急需程度，遴選了衛(wèi)星磁測載荷、航空超導(dǎo)全張量磁梯度測量裝置、航空瞬變電磁勘探儀、探礦重力儀、多通道大功率電法勘探儀、金屬礦地震探測系統(tǒng)、深部礦床測井系統(tǒng)、組合式海底地震探測裝備8套深部資源探測裝備的研制任務(wù)，目標(biāo)是自主研發(fā)深部資源探測核心裝備技術(shù)，為我國“地下4000米地球透明計劃”奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

經(jīng)過4年艱苦攻關(guān)，八套裝備的研制皆已完成，其中部分裝備技術(shù)指標(biāo)達到了國際先進水平，打破了國外壟斷，多項關(guān)鍵技術(shù)填補了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)空白。

自主創(chuàng)新的甜頭

讓朱日祥意想不到的是，一些裝備研制所達到的技術(shù)水平，已經(jīng)遠遠超出了4年前設(shè)定的目標(biāo)。一些核心部件和裝備的應(yīng)用推廣速度，也超出預(yù)期。

例如，衛(wèi)星磁測載荷系統(tǒng)自主研制了磁通門磁強計工程樣機、質(zhì)子旋進磁強計工程樣機、磁檢測標(biāo)定系統(tǒng)和數(shù)據(jù)解算軟件。第三方測試表明，部分技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)，達到國際先進水平。整項技術(shù)支撐了火星磁場探測任務(wù)的立項，在我國首次火星探測工程有效載荷單機項目研制優(yōu)選中勝出。

此外，航空超導(dǎo)全張量磁梯度測量裝置樣機已參與資源探測、工程考古和國防領(lǐng)域應(yīng)用；航空瞬變電磁勘探儀已為武警黃金部隊在山東、內(nèi)蒙古等地開展了金屬礦勘查工作；組合式海底地震探測裝備已獲得中海油、福建省地震局應(yīng)用。

對吳福元來說，項目除了提升了我國地球物理裝備水平外，還培養(yǎng)起一支技術(shù)團隊，讓地質(zhì)地球所成長為一個從理論研究到技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化全鏈條覆蓋的研究所。而為了盡可能保護這支技術(shù)隊伍，研究所基本上取消了原有的考核體系，倡導(dǎo)所有科研人員圍繞世界科技前沿、國家重大需求開展工作，“在我們這里，沒有文章，也能當(dāng)研究員；允許失敗，但必須要做事”。

4年的項目實施，突破了深部探測裝備傳感器等核心技術(shù)，為實現(xiàn)我國4000米深度礦產(chǎn)資源的高分辨率探測奠定了重要基礎(chǔ)，為國家資源能源安全保障體系提供了強有力的技術(shù)支撐。

如今，朱日祥口中的“裝備研發(fā)萬里長征”已邁出了第一步，但團隊并未停下腳步。目前團隊以項目為技術(shù)基礎(chǔ)，積極參與了《地球深部探測重大科技項目》國家專項中深地探測裝備任務(wù)的立項相關(guān)工作，將通過10~15年的持續(xù)攻關(guān)，推進深部探測裝備的實用化與產(chǎn)業(yè)化，打破國外壟斷。

“日本的照相機好用，是因為他們多少年來一直在不停地創(chuàng)新。”吳福元說，“今天項目通過了驗收，但它并不是一種結(jié)束，我們更希望，它能成為一個開始。”