我国海洋地质分析测试技术

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:朱先凯 林凡生 张超
[导读] 摘要:随着时代的快速发展,对资源的需求不断增长,丰富的海洋资源已成为所有国家在资源勘探方面的首选,因此,海洋地质学及其分析测试技术的快速发展,符合我国资源开发的战略需求,为海洋资源的勘探和开发奠定技术基础。
        中国冶金地质总局青岛地质勘查院  山东青岛  266109
        摘要:随着时代的快速发展,对资源的需求不断增长,丰富的海洋资源已成为所有国家在资源勘探方面的首选,因此,海洋地质学及其分析测试技术的快速发展,符合我国资源开发的战略需求,为海洋资源的勘探和开发奠定技术基础。本文主要介绍了改进发展我国海洋地质分析试验技术的重要性,审查我们在海洋地质分析领域的试验技术和对各种试验方法的综合分析。
        关键词:海洋地质;分析测试;技术手段
        前 言:地质试验是地质调查和研究的重要技术手段之一。这些测试数据是进行地质科学研究、矿产资源和地质环境评估的重要基础,同时也是发展地质勘探工作和地质资源开发的重要技术依据。现代地球科学研究的快速发展令现代地球科学研究地质试验的需求不断增加,同时促进地质试验技术的不断创新和发展。
        1 改进发展我国海洋地质分析测试技术的重要性
        首先,从对资源的需求的角度来看,我国是一个人口大国,对各种资源的需求量巨大,特别是某些稀缺资源。同时,在陆地资源日益枯竭的情况下,海洋资源的开发和利用越来越受到重视,海洋拥有丰富的生物以及海底油气、矿物资源,是人类生存和发展所必需的重要资源,对海洋地质学试验测试方法的研究有助于海洋资源的开发和利用,以满足人民的生活需要,解决我国资源短缺的实际问题。第二,在目前情况下,国家间的海洋争端正在加剧。一系列海洋地质研究成果是海洋权属划分的重要依据,因此完善发展海洋地质分析测试技术有助于保护我国的海洋主权,维护我国领水的完整性。海洋地质研究在维护我国海洋权益和开发我国海洋资源等方面存在无可替代的作用,因此海洋地质测试技术的不断发展和完善是海洋地质学科发展的迫切需要也是国家发展的战略需求。
        2 我国地质分析测试技术现状。
        (1)无机物测试分析技术。目前无机元素分析方法不断发展,特别是先进测试仪器的引进和传播大大促进了无机物测试新技术的发展和应用。根据不同的地质研究和分析目的,结合已有技术研究结果,采用新的技术方法和新的元素组合进行测试,已经取得重大进展。国内的技术人员在实际项目研究中扩大了元素测量的范围,提高了分析的准确性和准确性,对工作流程进行简化,效率得到提高。另外无机物测试分析技术为目前正在全国各省和城市开展的多用途生态地球化学研究提供了实质性技术支持,同时也促进了我国无机元素测试分析技术的应用与发展。(2)元素形态分析测试技术。元素的化学形态分析是研究元素循环、转化和迁移并扩大元素分析领域的基础,这是一个新兴的现代化学分析研究领域。我国地质实验化学成分和化学形态分析研究和应用的主要方向之一是改进土壤样本Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Cr、Cd、As、Sb、Hg、S等元素的连续提取和相位分析技术方法,并取得了一定成果。我们进行化学形态分析工作的另一个方面是研究判别元素的有机态和无机态。根据元素的有机态和无机态的研究,进而探究元素在不同形态下的物理化学性质和生物活性。另外元素形态的测试为元素形态分布、转移和转化研究提供技术支撑,并为土壤污染等环境治理提供依据。
        (3)有机地球化学测试技术。最近几年有机地球化学测试技术发展的一个重要特点就是向无机和有机结合方向进行发展,并在生物有机地球化学领域和能源有机地球化学领域都取得了显著成果。
        (4)同位素分析技术。同位素分析法的应用主要侧重于同位素测年和稳定同位素地球化学应用研究。在地质研究中的主要的同位素测试方法有::同位素稀释法、同位素标记法、极低或高丰度分析、极微样品分析等。此外,还出现了新的方法和技术,以改进一些关键的同位素试验。二次离子探针质谱仪的出现使微量同位素测量进入了新的水平,提高了我国的同位素检测水平,促进我国地质调查的进一步发展。
        (5)实地试验方法。

利用现代分析和试验技术进行实地分析和测试研究,获得实地测试数据,以支持地球科学研究和实地矿物勘探,这是地质试验技术发展的重要方向之一。近年来,现场分析技术有了很大的进步。目前正在执行的国家863项目 “多功能实地试验分析设备”,面向西部边远地区,将矿物勘探中的小型钻探和现场分析相结合,产生一种有效和经济的边远地区勘探方式。
        3 已存海洋地质勘探测试技术
        (1)海洋沉积物分析技术。海洋沉积物各种海洋沉积作用所形成的海底沉积物的总称,现有海洋沉积物试验方法可以通过分析海洋沉积物成分的结构来了解海洋沉积物的化学组成,这使我们一定程度上了解海洋的演变。海洋沉积物分析技术在获取海洋资源和保护海洋环境方面同样发挥重要作用。
        (2)结核和富钴结壳勘测技术。多金属结核又称锰结核,是由包围核心的铁、锰氢氧化物壳层组成的核形石。核心有时很小,有可能是生物碎屑,也可能是岩屑。。同样,富钴结壳是一种又称为钴结壳和铁锰结壳生长于海底岩石或岩屑表面的皮壳状铁锰氧化物和氢氧化物。这两种矿物都赋藏于深海海床,一般难以发现,更不用说开采和利用。若这两种资源得到工业开发和利用将大大改善资源短缺问题,并对经济可持续发展至关重要。目前,在我国,这两种资源主要是利用适合深水的多波束仪器以及深海潜水工具,如深水潜航器等对这两种矿产资源进行勘测。。此外,各国仍在积极发展相关技术,相信在不久的将来将出现新的相关探测工具。
        (3)天然气水合物分析试验技术。天然气水合物是基于低温高压环境而存在的化合物,当其赋存环境发生变化时极易分解为天然气和水,因此对天然气水合物的研究主要通过控制外界压力和温度进行,分析成分、结构等。天然气水合物分析测试技术的主要手段有,流体地球化学方法、多氯联苯的检测方法,这些方法都能通过一系列的分析探测中测出天然气的分布方向以及水合物的组成、结构等,也是海洋地质分析测试技术中最重要的技术之一。
        (4)有机污染物的分析和检测技术。持久性有机污染物的分析和测试方法主要应用于海洋污染。随着我国经济和工业的发展,消除我国生活和工业产生的海洋污染已经是一个亟待解决的问题。
        (5)制定海洋标准物质。与其他海洋地质试验方法不同,海洋标准物质的开发是一种标准,而不是一种技术工具,是一种化学测量单位,海洋地质学和矿物开采应以之为基础,其主要作用是核查勘探的质量和设备的校准,海洋标准物质的制定可以在海洋地质勘探和矿物勘探具有更好的质量保证。制定海洋标准物质是提高我国海洋研究能力的重要保证。
        (6)船舶船舶与原位化学探测技术。船舶船舶主要是指针对海洋探测的需要而专门建造的船,这种船可以进入深海,与其他船的不同之处在于抗风浪能力很强,可以承受海洋的各种恶劣环境,且可以进入深海中执行任务。原位化学探测技术主要针对的是海洋的五个主要探测项目而设计的,这五个项目是五项营养盐,即:无机磷、可溶性硅酸盐、硝酸盐、氨氮以及溶解氧含量。船舶与原位化学探测技术是海洋地质分析测试技术中的重要组成部分,对我国的海洋探测具有重要作用。
        从二十一世纪初开始,随着海洋地质研究的不断推进,我们的海洋地质学研究和测试技术得到了很大发展:建立了海洋沉积物样本快速有效分析系统;以结核和富钴结壳为例,可以利用大型分析仪器进行多要素分析;特别是,在异常检测技术和测试应用方面进行了一些创新研究;此外,在海洋沉积物中的有机污染物检测技术和海洋地质中的标准物质开发方面也取得了一系列成果。
        参考文献:
        [1]刘中民.国际海底先驱投资[J].海洋世界,2007,390:24 - 27.
        [2]寿嘉华.我国海洋地质工作发展战略[J].地质通报,2002,21(12):803 - 806.
        [3]2007 年地质调查十大进展[J].地 质 装 备,2008,9(2):6 - 7
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