鉆探工作具有環(huán)境復(fù)雜性與多變性的特點(diǎn)。
　　一直以來(lái)，我國(guó)存在鉆探設(shè)備陳舊、技術(shù)方法落后、鉆探效率低下等諸多問(wèn)題。因此，大力推進(jìn)鉆探技術(shù)與鉆探裝備的現(xiàn)代化化，研究開發(fā)先進(jìn)的鉆探技術(shù)與鉆探裝備，創(chuàng)新、應(yīng)用、推廣新技術(shù)和新設(shè)備，培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)人員，成為當(dāng)務(wù)之急。
　　隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)化與城鎮(zhèn)化建設(shè)的步伐也不斷加快，使得對(duì)地下礦產(chǎn)資源的需求量與消耗量也隨之上升，礦產(chǎn)資源逐漸成為了制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。作為發(fā)現(xiàn)和獲取地下礦產(chǎn)資源的主要手段，地質(zhì)勘查鉆探設(shè)備的重要性不斷上升，其設(shè)備的先進(jìn)性與技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)。
　　中國(guó)礦業(yè)報(bào)記者從國(guó)土資源部獲得的信息表明，經(jīng)過(guò)地質(zhì)科技工作者的努力，我國(guó)在一些關(guān)鍵的鉆探技術(shù)研究及鉆探設(shè)備的研發(fā)上，已經(jīng)趕超世界水平，逐步建立起了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并具有國(guó)際先進(jìn)水平的現(xiàn)代化深部鉆探技術(shù)體系、同位素?zé)崮甏鷮W(xué)技術(shù)體系，同位素地質(zhì)研究專用儀器的研發(fā)也取得重大進(jìn)展，進(jìn)一步拓寬了找礦空間。
　　深部鉆探技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展
　　鉆探技術(shù)是獲取地下實(shí)物地質(zhì)資料信息、建立地下觀測(cè)與開采通道、驗(yàn)證深部地質(zhì)推斷與解釋的唯一技術(shù)方法，廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)、能源礦產(chǎn)、地質(zhì)環(huán)境等的調(diào)查以及地球科學(xué)研究、災(zāi)害防治和資源開發(fā)利用等領(lǐng)域。
　　記者手頭掌握的資料顯示，在“十一五”初步建立2000米地質(zhì)鉆探體系基礎(chǔ)上，“十二五”期間，在國(guó)土資源部科技與國(guó)際合作司和中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的統(tǒng)籌組織下，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所等單位的科技工作者，充分利用國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)土資源公益性行業(yè)科研專項(xiàng)、地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)專項(xiàng)等項(xiàng)目的實(shí)施，系統(tǒng)地組織開展了鉆探裝備、技術(shù)及工藝方法的研究，全面提升了鉆探工程技術(shù)與裝備的能力、質(zhì)量和效率，降低施工成本，使得我國(guó)的鉆探技術(shù)與裝備取得長(zhǎng)足發(fā)展，整體技術(shù)水平與國(guó)際達(dá)到同步，部分達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，對(duì)我國(guó)的深部地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)起到了有力的支撐。
　　一是深化了新一代地質(zhì)鉆探裝備體系的研發(fā)與應(yīng)用。完成了3500米地質(zhì)巖心鉆機(jī)及 2500米車載水井鉆機(jī)、3000米電動(dòng)直驅(qū)頂驅(qū)鉆機(jī)、400米輕便鉆機(jī)、淺層取樣鉆機(jī)和600米反循環(huán)鉆機(jī)等的研發(fā)；開展了永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)化檢測(cè)與控制技術(shù)在鉆探設(shè)備中的應(yīng)用探索，新型泥漿固控離心設(shè)備在地質(zhì)鉆探中逐步得到推廣應(yīng)用，對(duì)國(guó)內(nèi)鉆探設(shè)備的現(xiàn)代化發(fā)展起到了積極的引導(dǎo)作用，加快了我國(guó)地質(zhì)鉆探裝備的更新?lián)Q代。
　　二是結(jié)合科學(xué)鉆探施工開發(fā)了鉆探裝備。圍繞汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探工程和松遼盆地資源與環(huán)境科學(xué)鉆探工程的實(shí)施，隨鉆開展了新技術(shù)與裝備的研究與應(yīng)用，開發(fā)了KZ3000型深孔取心鉆探設(shè)備、科學(xué)鉆探復(fù)雜地層高效取心鉆具、復(fù)雜地層鉆進(jìn)技術(shù)、大直徑薄壁取心技術(shù)、海洋鉆探取樣技術(shù)、鋁合金鉆桿技術(shù)等，推動(dòng)了我國(guó)深部科技鉆探技術(shù)體系的發(fā)展。
　　三是地質(zhì)巖心鉆探深孔鉆探技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。先后開發(fā)了XJY-850、XJY-950高鋼級(jí)鉆探管材及繩索取心鉆桿，薄壁繩索取心鉆桿最大應(yīng)用深度超過(guò)2700米，繩索取心液動(dòng)潛孔錘技術(shù)得以普遍應(yīng)用（最大深度達(dá)到了 4006.17米），深孔鉆進(jìn)用小直徑渦輪鉆具等研究取得了突破，深孔鉆進(jìn)用金剛石鉆頭的工作壽命和效率明顯提高，深孔用高溫磁中靶技術(shù)在近 3000 米深孔成功應(yīng)用，新型孔內(nèi)事故處理工具的推廣應(yīng)用提升了地質(zhì)巖心鉆探事故處理的能力和水平，極大地推動(dòng)了我國(guó)深孔地質(zhì)鉆探的水平。
　　四是復(fù)雜地層鉆進(jìn)能力明顯提高。通過(guò)深入的理論研究和試驗(yàn)應(yīng)用，開發(fā)多種地質(zhì)鉆探用新型泥漿體系，大大降低了復(fù)雜地質(zhì)條件下的孔壁坍塌、漏失、縮徑問(wèn)題，提高了復(fù)雜條件下的鉆探施工能力；同時(shí)開展的小直徑膨脹套管技術(shù)（實(shí)體、波紋及有縫管）在國(guó)內(nèi)深孔復(fù)雜地層中成功應(yīng)用，提供了一種新的復(fù)雜體層護(hù)壁手段，在國(guó)內(nèi)外處于領(lǐng)先地位。
　　五是鉆探工程信息化水平不斷提升。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，為鉆探工程的信息化提供了良好的基礎(chǔ)。“十二五”期間建立了探礦工程（巖土鉆掘工程）技術(shù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，建成的數(shù)據(jù)庫(kù)包括從業(yè)機(jī)構(gòu)、裝備制造、行業(yè)詞匯、行業(yè)論文等數(shù)據(jù)庫(kù)，為開展更深層次的探礦工程信息化和社會(huì)化服務(wù)提供了基礎(chǔ)條件。開展了鉆探參數(shù)采集與傳輸技術(shù)的研究，初步實(shí)現(xiàn)了將鉆探施工的各類信息實(shí)時(shí)記錄在統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)中，為管理、統(tǒng)計(jì)分析及生產(chǎn)和科研工作提供數(shù)據(jù)服務(wù)，對(duì)提高鉆探工程的管理水平和施工技術(shù)優(yōu)化、促進(jìn)鉆探技術(shù)學(xué)科進(jìn)步等具有重要意義。
　　記者了解到，“十二五”期間，上述鉆探技術(shù)成果在地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，覆蓋了地質(zhì)調(diào)查、地球科學(xué)研究、深部礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)等領(lǐng)域，解決了深部及復(fù)雜地質(zhì)條件下的鉆探技術(shù)難題。
　　此外，上述鉆探成果在汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探工程、松遼盆地資源與環(huán)境深部鉆探工程、中國(guó)巖金勘查第一深鉆、廬樅及銅陵礦集區(qū)深部礦產(chǎn)資源勘查及各類地質(zhì)鉆探工程中均發(fā)揮了關(guān)鍵作用。部分鉆探新裝備與技術(shù)與我國(guó)地勘單位走出國(guó)門，全液壓地質(zhì)巖心鉆機(jī)由進(jìn)口轉(zhuǎn)向了對(duì)外出口。
　　專家稱，這些成果對(duì)提高鉆探施工能力和效率，降低工程風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，提升地質(zhì)勘查工程管理水平與效益發(fā)揮了重要作用，意味著已成功建立起了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并具有國(guó)際先進(jìn)水平的現(xiàn)代化深部鉆探技術(shù)體系。
　　據(jù)了解，相關(guān)技術(shù)成果獲得國(guó)土資源科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，河北省科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)，通過(guò)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)初評(píng)1項(xiàng)。研發(fā)的鉆探新裝備與新工藝技術(shù)得到使用單位的高度評(píng)價(jià)，大幅度提升了我國(guó)深部鉆探技術(shù)能力和水平，并為相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　同位素?zé)崮甏鷮W(xué)為找礦新技術(shù)支撐
　　同位素?zé)崮甏鷮W(xué)是一門集同位素年代學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、巖石礦物學(xué)、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)等為一體的綜合性學(xué)科。據(jù)了解，同位素?zé)崮甏鷮W(xué)方法不僅能夠提供地質(zhì)事件年齡值等時(shí)間信息，而且能提供所測(cè)定礦物、巖石形成的溫度、經(jīng)歷的構(gòu)造作用以及可能的形成深度等深層次的地質(zhì)信息，已經(jīng)成為國(guó)際地學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)之一，近年來(lái)在國(guó)際上得到了快速發(fā)展。
　　“十二五”期間，中國(guó)地調(diào)局中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所同位素?zé)崮甏鷮W(xué)研究團(tuán)隊(duì)在中-低溫?zé)崮甏鷮W(xué)技術(shù)方法研發(fā)和示范應(yīng)用兩方面開展工作，完善和新開發(fā)了多種同位素?zé)崮甏鷮W(xué)分析技術(shù)，初步構(gòu)建了中-低溫同位素?zé)崮甏鷮W(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系，并在東天山成礦帶、南天山造山帶、庫(kù)車含油氣盆地等地開展示范性應(yīng)用研究，取得了一系列創(chuàng)新性研究成果。
　　專家表示，這些成果不僅為我國(guó)的同位素?zé)崮甏鷮W(xué)研究提供了分析測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)條件，而且揭示出同位素?zé)崮甏鷮W(xué)理論和技術(shù)在造山帶造山歷史研究、沉積盆地?zé)釟v史研究、金屬礦床成礦作用過(guò)程和抬升剝露過(guò)程研究等方面具有巨大的應(yīng)用潛力，為我國(guó)的地質(zhì)科研和礦產(chǎn)資源勘查工作提供了新的技術(shù)支撐。
　　一是建成了我國(guó)第一家（U-Th）/He 同位素定年實(shí)驗(yàn)室，為我國(guó)的低溫?zé)崮甏鷮W(xué)研究提供了分析實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)條件。
　　二是研制出新生代Ar-Ar同位素定年標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，解決了我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)缺少新生代氬同位素定年分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的問(wèn)題，為新生代地質(zhì)樣品精確定年分析提供了技術(shù)保障。
　　三是揭示了天山東段地區(qū)晚古生代以來(lái)構(gòu)造熱演化歷史及金屬礦床成礦和抬升揭頂過(guò)程。
　　四是精細(xì)刻畫出南天山造山帶中段構(gòu)造熱演化歷史與隆升過(guò)程，重建了南天山中段晚古生代以來(lái)的構(gòu)造熱演化歷史及隆升剝蝕歷史。
　　五是庫(kù)車盆地構(gòu)造熱演化及天然氣成藏史研究取得重要進(jìn)展。
　　記者了解到，以Ar-Ar法和（U-Th）/He法定年技術(shù)為主構(gòu)建的中-低溫同位素?zé)崮甏鷮W(xué)技術(shù)平臺(tái)，已經(jīng)成為我國(guó)最主要的熱年代學(xué)分析測(cè)試實(shí)驗(yàn)基地。所研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為國(guó)內(nèi)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室共享，其量可供我國(guó)所有的Ar-Ar法同位素定年實(shí)驗(yàn)室使用數(shù)10年。
　　專家稱，同位素?zé)崮甏鷮W(xué)在我國(guó)是一門新興的學(xué)科，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所同位素?zé)崮甏鷮W(xué)研究團(tuán)隊(duì)開展示范應(yīng)用研究取得的一系列創(chuàng)新性研究成果，不僅深化了對(duì)天山乃至中亞造山帶地質(zhì)演化過(guò)程的認(rèn)識(shí)，為了解天山地區(qū)金屬礦床成礦規(guī)律、進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)及實(shí)現(xiàn)區(qū)域找礦突破等提供了新的科學(xué)依據(jù)，對(duì)指導(dǎo)庫(kù)車盆地油氣勘探具有重要的實(shí)用價(jià)值，同時(shí)充分顯示同位素?zé)崮甏鷮W(xué)理論和技術(shù)在造山帶造山歷史研究、沉積盆地?zé)釟v史研究、金屬礦床成礦作用過(guò)程和抬升揭頂過(guò)程研究等方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
　　同位素地質(zhì)研究專用儀器成功研發(fā)
　　我國(guó)大型高端質(zhì)譜儀器一直以引進(jìn)為主，受國(guó)外技術(shù)封鎖，一些用于高精度同位素分析和核科學(xué)研究的質(zhì)譜儀器引進(jìn)十分困難，且價(jià)格高昂。
　　為了推動(dòng)我國(guó)高端質(zhì)譜儀器的自主研發(fā)，針對(duì)目前宇宙樣品及地球化學(xué)珍貴樣品穩(wěn)定同位素、稀土元素微區(qū)原位分析的難題，國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)設(shè)立“同位素地質(zhì)學(xué)專用 TOF-SIMS（飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜）科學(xué)儀器”項(xiàng)目，由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)北京離子探針中心牽頭實(shí)施。
　　據(jù)了解，根據(jù)記者掌握的情況，項(xiàng)目研制的兩臺(tái)分別用于穩(wěn)定同位素分析和稀土元素分析的TOF-SIMS-SI和TOF-SIMS-REE儀器，將為巖石成因?qū)W、礦床成因?qū)W、地球環(huán)境、氣候變化、月球及行星演化等熱點(diǎn)研究領(lǐng)域提供最先進(jìn)的技術(shù)支撐。
　　專家稱，用于高精度同位素豐度分析的 TOF-SIMS 是一項(xiàng)全新的技術(shù)，它的成功研制，將是質(zhì)譜學(xué)技術(shù)劃時(shí)代的里程碑，同時(shí)將進(jìn)一步推動(dòng)地球化學(xué)和宇宙化學(xué)向更微的空間發(fā)展。像 SHRIMP 的誕生一樣，這項(xiàng)新技術(shù)的誕生將帶來(lái)一系列重要的科學(xué)成果，特別是將直接為我國(guó)探月工程在獲得月球樣品后的分析研究工作奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
　　據(jù)介紹，經(jīng)過(guò)近4年的技術(shù)攻關(guān)，北京離子探針中心聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所和吉林大學(xué)等單位完成了兩臺(tái) TOF-SIMS儀器的整體設(shè)計(jì)，對(duì)一次離子源等關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)加工和單獨(dú)調(diào)試，并完成了TOF-SIMS專用系統(tǒng)控制軟件和數(shù)據(jù)處理軟件的開發(fā)和優(yōu)化。
　　自2014年8月起，項(xiàng)目組開始對(duì)兩臺(tái)TOF-SIMS整機(jī)進(jìn)行總裝配和總調(diào)試工作。2015年6月，TOF-SIMS整機(jī)的質(zhì)量分辨率可達(dá)12000（m=106）。截至2015 年初，項(xiàng)目共取得新裝置 12套、核心部件20個(gè)；新申請(qǐng)專利 33項(xiàng)，獲專利授權(quán)8項(xiàng)（其中發(fā)明專利2項(xiàng)）；登記軟件著作權(quán)3項(xiàng)；發(fā)表論文24篇，取得了重要的階段性成果。
　　一是首次將飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜（TOF-SIMS）技術(shù)應(yīng)用于精密同位素分析和元素豐度測(cè)定。近年來(lái)，隨著離子接收系統(tǒng)在技術(shù)上取得突破性進(jìn)展，北京離子探針中心和相關(guān)合作單位在國(guó)內(nèi)率先嘗試將 TOF技術(shù)應(yīng)用于高精度同位素分析儀器的研發(fā)。
　　二是開發(fā)了一套適用于珍貴地質(zhì)樣品（如月巖、宇宙顆粒等）高靈敏度、高分辨率同位素分析的小束斑氧離子一次源和離子光學(xué)系統(tǒng)。
　　三是開發(fā)了提高地學(xué)樣品分析靈敏度的二次中性粒子激光后電離技術(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在優(yōu)化條件下，飛秒后電離技術(shù)可使信號(hào)提高60 倍。
　　四是研發(fā)了高分辨TOF質(zhì)量分析器。有效解決了雙聚焦SIMS質(zhì)譜的低離子通過(guò)率、體積龐大、成本高昂的不足。
　　五是開發(fā)了一套滿足超高真空環(huán)境下高精度同位素分析要求的創(chuàng)新型三維樣品臺(tái)及樣品傳送系統(tǒng)。
　　項(xiàng)目組專家表示，該科研項(xiàng)目盡管取得了一定的成效，但該儀器目前尚處于研發(fā)階段，待目標(biāo)儀器的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到任務(wù)書的設(shè)計(jì)要求后，項(xiàng)目組將啟動(dòng)以下兩項(xiàng)應(yīng)用示范研究工作：一是應(yīng)用TOF-SIMS-SI儀器分析金屬硫化物（黃鐵礦、閃鋅礦等）的硫同位素，探討典型銅礦床銅的富集和礦床形成機(jī)理；二是應(yīng)用TOF-SIMS-REE儀器對(duì)月巖和月球隕石樣品中鋯石的稀土含量和配分模式進(jìn)行分析，以探討月巖中鋯石的成因；測(cè)定月巖樣品和月球隕石中鋯石的Ti元素含量，估算其結(jié)晶時(shí)的溫度，從而推算撞擊事件的溫度。
　　據(jù)中國(guó)礦業(yè)報(bào)記者了解到，2015年8月，項(xiàng)目組已將TOF-SIMS-REE儀器應(yīng)用于純金屬樣品銅和銀的同位素豐度分析，分析精度可達(dá) 1%。