探秘深蓝 经略海洋

毛燕玲

“大海沉睡的宫殿里，藏着多少珍宝。”没有人会怀疑海洋这个巨大宝藏的价值，但必须承认，人类对海洋，尤其是深海的了解很少。

于是，我们扬帆远航，潜入深海，不断挑战极限，只为把“几句话”带回海洋深处。探索深海是为了保护地球上的生命之源，以及海洋资源和权利。

中国声称拥有大约300万平方公里的海域。推进海洋资源有序开发利用是发展高质量海洋经济的重要举措，也是建设海洋强国的题中之义。

要建设海洋强国，就要更加重视、了解和管理海洋，而这一切都要从了解海洋开始。青岛海洋科学与技术国家试点实验室海洋矿产资源评价与勘探技术功能实验室(以下简称“功能实验室”)是为勘探海洋矿产资源而设计的。

以科学赋能，为祖国触碰“亲情”。他们的目标是以前沿科学技术为我国海洋矿产资源评价和勘探提供有效支撑，为扩大海洋矿产资源开发利用的可持续发展提供科学决策，为国家能源矿产资源安全和国家海洋权益维护提供有力保障。

生于海，梦深蓝。

海洋矿产资源评价与检测技术功能实验室于2015年正式启动。它是青岛海洋科学与技术国家实验室下属的八个功能实验室之一，专注于海洋矿产资源评价与检测技术研究。

功能实验室由自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所支持，中国海洋大学、中国科学院海洋研究所、中国石油大学(华东)第一海洋研究所、山东科技大学共建。是国内海洋科学优势单位聚集优势团队和资源的结晶。

高起点，大平台，优势力量的凝聚，决定了机能实验室的格局和自信。“国家队”层面的资源和实力，使其能够在国家海洋发展战略层面开展研究、部署和规划——根据建设海洋强国的总体部署，开展天然气水合物勘探开采、我国管辖的中深水域和国际海底区域矿产资源勘探开发等重大科学问题的研究和关键技术攻关；研发具有自主知识产权的先进海洋矿产资源勘查技术和装备，实现重点海域矿产资源评价预测重大突破，开辟海洋矿产资源新领域、新视野、新领域，为保障国家能源矿产资源安全、维护国家海洋权益提供科技支撑。

同时，多单位共建的组织结构也决定了其研究特点——“单位组合-资源共享-智力互动-整体优势-成果共享-共赢发展”。

根据主要研究内容和任务，功能实验室立足优势学科，注重多学科交叉，设置了海洋天然气水合物成藏、试采技术与环境效应、海洋油气资源成藏机理与分布规律、海洋固体矿产资源成矿与分布规律、海洋矿产资源勘探关键技术和区域地质构造与资源效应五个研究方向。

生于海，梦深蓝，这是它诞生的意义，也是它努力的目标。经过5年的运行，功能实验室在基础研究和工程应用方面取得了一系列成果，特别是在海洋天然气水合物资源勘探和试生产以及深海油气资源勘探方面。

深海求实，尝试开采可燃冰

2017年7月，中国首次在南海神狐海域试开采天然气水合物取得圆满成功。这是我国首次也是世界上首次成功实现泥质粉砂天然气水合物安全可控开采，这种天然气水合物占世界资源量的90%以上，也是最难开发的。意义重大。

天然气水合物是可燃冰，因其外观像冰，遇火燃烧而得名。随着全球能源问题日益严重，可燃冰作为一种潜力巨大的清洁能源，已经成为研究热点。今天的历史性突破耗费了无数研究人员近20年的时间和精力。其中，也有机能实验室研究团队的贡献。

多年来，该团队在吴能友研究员、陆海龙教授、刘长岭研究员的带领下，立足国家能源安全和建设海洋强国的战略需求，围绕我国天然气水合物能源研究领域的基础性、前沿性、应用性问题开展了一系列研究，涌现出了、、、陈等一批优秀青年科学家，取得了许多创新成果。

他们建立了水合物实验测试技术体系，填补了国内水合物样品实验测试技术空白，构建了水合物实验模拟技术体系，研制了30多套多学科多功能实验装置，包括水合物钻采一体化中试模拟装置。相关模拟实验和测试结果为水合物成藏机理研究和试生产方法的建立提供了科学依据。许多实验方法被用来测试大量含水合物沉积物样品的微观结构。形成了水合物有效孔隙的分形理论，实现了微孔结构演化过程的定量表征，发展了从微观结构到宏观物性的跨尺度对比方法，在南海多产状水合物资源勘探和试生产中不断深化了对储层动态响应机制的认识，为水合物资源的高效勘探开发提供了坚实的理论支撑。

针对南海神狐海域水合物勘探试采目标，他们提出了有针对性的海域水合物试采技术方案，结合该海域粘土质粉砂水合物油藏特点，提出了以防止大规模破坏性出砂、延长试采周期为目标的“小步慢跑”降压调节设计思路，并在2017年第一个试采项目中得到应用。最终，试生产项目实现了累计产气量30.9万立方米的突破，历时60天，创造了持续时间最长、总产气量最大的水合物试生产世界纪录，受到了党中央、国务院的贺电肯定。

他们开发形成了一套适用于重点海域、准确高效、完善成熟的勘探技术体系，初步摸清了重点海域浅层天然气水合物资源分布情况，圈定了5个重点远景区；建立了高热流背景下的浅层天然气水合物成藏模式，并在该模式指导下发现了两个浅层天然气水合物富集矿体，钻探出I型结构的纯甲烷水合物，实现了我国重点海域水合物资源勘探的里程碑式突破。自主研发形成了一整套高效实用的深海冷泉探测技术体系。我国重点海域已发现220处冷泉渗漏点，对8处大型冷泉进行了目视观测、精确采样和后期监测。在随后的航次中，通过在冷泉喷口进行原位合成和原位测试，获得了一系列详细参数，实现了天然气水合物资源勘探和环境效应精细探测的重大突破。

该系列成果不仅为我国海洋天然气水合物勘探和试生产提供了坚实的科技支撑，也使我国水合物测试模拟实验和试生产技术及机理研究达到世界领先水平。

海地区探测深层油气的创新技术。

全球约30%的油气资源存在于海底。在中国，海上油气资源约占全国的1/4。海地区深层油气资源勘探一直是世界性难题，强反射界面地震能量屏蔽条件下的深层油气勘探更是一项“艰巨任务”。

功能实验室多年来深入研究海上油气资源成藏机理和分布规律，取得的最具代表性的成果是在强反射界面地震能量屏蔽条件下实现了深层油气勘探的突破，为解决世界性难题贡献了“中国计划”。

长期以来，由于南黄海盆地海相-古生界埋藏深、年龄大、浅部反射界面能量屏蔽强、内部速度反转等特殊地震地质条件，地震反射资料能量弱、连续性差、信噪比低，严重制约了该区油气勘探。

在陈建文研究员的带领下，实验室的功能性海上油气调查研究团队经过深入的理论计算、精细的室内模拟和长期的海上试验，形成了“高强度高”的地震探测技术。

该技术创新性地解决了强反射界面地震能量屏蔽条件下地震数据采集和处理的难题。应用后，可获得深海区“信噪比高、低频信息丰富、反射能量强”的高质量地震反射资料，清晰揭示了埋深15000米以上的海相古生界内部地层结构，填补了国内海域深海-古生界油气资源勘探技术空空白，总体达到国际领先水平。

2015-2017年，团队应用该技术在南黄海盆地中部崂山隆起开展地震调查，获得了高信噪比的深海相-古生界有效地震反射信息。崂山隆起在原始深层没有有效反映的地方揭示了清晰的中、古生界地层层序和构造，证实了深层勘探技术瓶颈的突破。

基于调查获得的2D和三维地震资料，在精细处理、解释和综合研究的基础上，结合海陆对比，提出了南黄海中-古生界多源多期油气成藏模式，为南黄海新地层油气发现和突破奠定了基础。

如今，功能实验室的海洋油气调查研究团队在南黄海中-古生界残留盆地研究方面形成了自己的特色，在国内处于领先地位。

基础地质研究也取得了不错的成绩。多年来，以李三忠和张勇两位研究员为核心，功能实验室在区域地质构造研究领域也取得了许多成果。

张勇团队在东亚大陆边缘多层动力系统框架内总结了中国海域及其邻区的地质结构，形成了以“一缘二减三延分层控制”为核心的“东亚洋陆汇聚边缘多层相互作用”理论模式，从一个新的角度解释了中新生代以来西太平洋俯冲汇聚体系下东亚大陆诸多地质构造事件的深板块动力过程。首次形成基于我国管辖海域1100万海洋区域地质调查实测数据的“一图一库一报告”。编制了海洋地质系列图，包括3大类27幅图，建立了758个数据集的海洋地质空数据库，编写了一套“方志”成果报告。

李三忠教授团队在西太平洋洋陆过渡带建立了新的中新生代深浅耦合机制和新的俯冲模式，从全球视角揭示了微板块演化机制，推动了新理论的发展，恢复了地球无聊期的全球洋陆格局，动态揭示了大板块和超大陆裂解的新模式；同时，揭示了印度洋中脊的构造-岩浆过程和动力学及其对成矿过程的制约。相关研究成果已在该领域顶级期刊发表，出版专著11部，授予专利10项。

开放，繁荣的海洋。

2019年11月至2020年3月，“海洋地质九号”首次在巴基斯坦海域执行中巴联合调查航次，取得了丰硕的调查成果，深化了对西北印度洋油气和水合物成藏规律的认识，取得了重要发现，受到了中巴双方的高度评价。

2016年至2020年，功能实验室在巴基斯坦海域组织实施了两次中巴联合调查航次，总行程5万公里。在马克兰海域发现了大面积的BSR和游离气分布，首次获得了冷泉中的生物活体和碳酸盐结壳样品。此外，中巴两国科研人员多次互访，由功能实验室海外考察组牵头合作。

在巴基斯坦海域开展海洋地质调查，为进一步提高我国基础地学研究水平，实施以我国为主体的国际重大科学计划奠定了基础。

开放是机能实验室成立之初就确立的理念。机能实验室自成立以来，邀请国内外专家参观实验室百余次，也多次开展实质性的国际合作和国际航行。除巴基斯坦外，该功能实验室还与越南、菲律宾、马来西亚、柬埔寨、缅甸、孟加拉国、印度和其他国家的科学家进行地球科学合作。几位科学家参加了几次IODP航行；多批开放式基金的实施，大大提升了中国海洋科学研究的国际影响力。

与此同时，机能实验室的研究力量也在不断增强。功能实验室自成立以来，积极承担国家任务，主持科研项目300余项，发表论文780余篇，授权专利250余项，主持学术会议60余次。

硬件方面，功能实验室研发完成深水大功率电磁探测系统、3000米声学深拖系统、海底水合物泄漏监测工作站、海底冷泉拖曳式快速成像设备等10余套，均已完成海试和实际应用；完成水平横波远探测技术、随钻变径隔声技术、地震数据处理软件平台等研发。拥有自主知识产权，并推广应用，实现经济效益上亿元。

人才方面，功能实验室形成了以吴能友、卢海龙、方浩、陈建文、孙卫东、曾志刚、王秀田、栾喜武、张训华、李三忠、李、张勇为学术带头人的五个研究团队，结构合理、特色鲜明、学术水平高、创新能力强，具备开展海洋地质、地球物理和地球化学研究的实力。

开放的研究理念、先进的研究平台和精干的研究团队共同凝聚了功能实验室的核心竞争力，支撑着它们走向海洋。

建设海洋强国是国家和人民的殷切期望，也是海洋矿产资源评价与勘探技术功能实验室研究人员的努力方向。未来，他们将继续用科技造船，用信仰扬帆，乘风破浪，挺进深蓝。