探秘深蓝 经略海洋

毛艳玲

“在那海水酣睡的宫殿里，铺满了多少奇珍异宝。”没人会怀疑海洋这座巨大宝藏的价值，但却必须承认，人类对海洋特别是深海知之甚少。

于是，我们远航、深潜，不断挑战极限，只为带回海洋深处的“只言片语”。探索深海，为守护地球生命之源，也为守护海洋资源与权益。

我国拥有约300萬平方公里的主张管辖海域。推动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，更是建设海洋强国的题中之义。

建设海洋强国，要进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋，而这一切，都要从了解海洋开始。青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室（以下简称“功能实验室”），就是专为探秘海洋矿产资源而生。

以科学赋能，为祖国摸“家底”。他们的目标，是用前沿科技为我国海洋矿产资源评价与探测提供有效支撑，为拓展海洋矿产资源开发利用可持续发展空间提供科学决策，为国家能源与矿产资源安全及国家海洋权益维护提供有力保障。

向海而生，逐梦深蓝

海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室于2015年正式启动，是青岛海洋科学与技术试点国家实验室下属八个功能实验室之一，主攻海洋矿产资源评价与探测技术研究。

功能实验室以自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所为依托单位，由中国海洋大学、中国科学院海洋研究所、自然资源部第一海洋研究所、中国石油大学（华东）、山东科技大学共同建设，是国内海洋科学领域优势单位聚集优势团队、优势资源的结晶。

高起点、大平台、优势力量凝聚，决定了功能实验室的格局与底气。“国家队”级别的资源与力量，使它能够站在国家海洋发展战略层面进行研究部署与规划——按照建设海洋强国的总体部署，开展天然气水合物勘查与开采、我国管辖海域深层和深水区以及国际海底区域矿产资源探查与开发等重大科学问题研究与关键技术攻关;研发先进的、具有自主知识产权的海洋矿产资源探测技术与装备，实现对重点海域矿产资源评价预测的重大突破，开拓海洋矿产资源新区域、新层位和新领域，为保障国家能源与矿产资源安全，维护国家海洋权益提供科技支撑。

同时，多单位合建共建的组织架构，也决定了它的研究特色——“单位联合—资源共用—智力互动—整体优势—成果共享—发展共赢”。

根据主要研究内容和研究任务，功能实验室立足优势学科，注重多学科交叉，设置“海洋天然气水合物成藏、试采技术方法与环境效应”“海洋油气资源成藏机理及分布规律”“海洋固体矿产资源成矿作用与分布规律”“海洋矿产资源探测关键技术”和“区域地质构造与资源效应”五大研究方向。

向海而生，逐梦深蓝，这是它诞生的意义，也是它奋进的目标。运行5年，功能实验室已经取得一系列基础研究与工程应用成绩，特别是在海洋天然气水合物资源勘查与试采、深海油气资源探测方面成果卓著。

深海求真，试采可燃冰

2017年7月，我国首次海域天然气水合物试采在南海神狐海域取得圆满成功。这是我国首次、也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采，意义重大。

天然气水合物即可燃冰，因外观像冰且遇火即燃得名。因全球能源问题日趋严峻，可燃冰作为一种潜力巨大的清洁能源早已成为研究热点。取得如今的历史性突破，花费了无数科研人员近20年的时间与精力。这其中，也有功能实验室研究团队的贡献。

多年来，该团队在吴能友研究员、卢海龙教授、刘昌岭研究员带领下，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，涌现出胡高伟、刘乐乐、李彦龙、陈江欣等一批卓越的青年科学家，取得了诸多创新成果。

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的空白，构建了水合物模拟实验技术体系，研制了包括水合物钻采一体化中试模拟实验装置在内的多学科与多功能实验装置30余套，相关模拟实验与测试成果为水合物成藏机制研究和试采方法建立提供了科学依据。采用多种实验手段完成了大量含水合物沉积物样品微观结构的实验测试工作，形成了水合物有效孔隙分形理论，实现了微孔结构演化过程的量化表征，发展了微观结构到宏观物性的跨尺度关联方法，不断深化了我国南海多赋存类型水合物资源勘查与试采过程中储层动态响应机制的认识，为水合物资源高效勘探开发提供了坚实的理论支撑。

他们针对南海神狐海域水合物勘探和试采目标，结合该海域粘土质粉砂水合物储层特点，提出了针对性的海域水合物试采技术方案，提出了以防止大规模破坏性出砂从而延长试采周期为目标的“小步慢跑”降压规程设计思路，并在2017年首次海域试采工程中应用。试采工程最终获得了累计产气30.9万立方米、持续60天的重大突破，创造了持续时间最长、产气总量最大的水合物试采世界纪录，得到党中央、国务院贺电的肯定。

他们研发形成了一套适合重点海域、精准高效、完善成熟的勘查技术体系，并初步摸清重点海域浅表层天然气水合物资源分布状况，圈定出5个重点远景区;建立了高热流背景下浅表层天然气水合物成藏模式，以此指导发现了两个浅表层天然气水合物富集矿体，并在其中钻获I型结构纯甲烷水合物，实现我国重点海域水合物资源勘查里程碑式突破;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，在我国重点海域发现220个海底冷泉泄漏点，并对其中8个大型冷泉进行了可视化观察、精确取样和后期监测，后续航次中更通过在冷泉喷口开展原位合成与原位测试获得系列翔实参数，实现天然气水合物资源勘查和环境效应精细探测的重大突破。

系列成果的取得，不仅为我国海洋天然气水合物勘查与试采提供了坚实的科技支撑，更将我国的水合物测试模拟实验和试采工艺与机理研究带到世界领先水平。

创新技术，探测海域深部油气

全球约30%多的石油和天然气资源赋存于海底，在我国，海洋油气资源约占全国的1/4。海域深部油气资源探测，一直是世界性难题，强反射界面地震能量屏蔽条件下的深部地层油气探测，则是“难上之难”。

功能实验室在海洋油气资源成藏机理及分布规律方向深耕多年，所取得的最具代表性成果，就是在强反射界面地震能量屏蔽条件下的深部地层油气探测中实现了突破，在世界性难题的解决上贡献了“中国方案”。

长期以来，由于南黄海盆地海相中-古生界具有埋藏深、时代老、浅部存在强反射界面能量屏蔽、内部存在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，严重制约了区内的油气勘探。

功能实验室海洋油气调查和研究团队在陈建文研究员的带领下，通过深入的理论计算、精细的室内模拟以及长期的海上试验等地震探测技术攻关，形成了“高富强”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的地震资料采集和处理难题，应用后可获得海域深部“高信噪比、富低频信息、强反射能量”的高品质地震反射资料，清晰揭示埋深超过15000米的海相古生代内部地层结构，填补了国内海域深层海相中-古生界油气资源探测技术空白，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，获得了深部清晰、高信噪比的海相中-古生界有效地震反射信息，在原来深部地层没有有效反射的崂山隆起揭示出清晰的中-古生代地层层序和结构，确认突破了深部探测的技术瓶颈。

针对调查获得的二维、三维地震资料，在精细处理、解释和综合研究基础上，结合海陆对比，团队提出了南黄海海相中-古生界油气多源多期成藏模式，为南黄海海域新层系的油气发现和突破奠定了基础。

如今，功能实验室海洋油气调查和研究团队在南黄海中-古生界残留盆地研究方面已形成特色，处于国内领先地位。

同样取得不俗成果的还有基础地质研究。多年来，以李三忠、张勇两位研究员为核心，功能实验室在区域地質构造研究领域也有颇多建树。

张勇研究员团队在东亚大陆边缘多圈层动力系统的框架内，对中国海域及邻区的地质构造进行了总结，形成了以“一个边缘、两次消减、三期伸展、分层控制”为核心的“东亚洋陆汇聚边缘多圈层相互作用”理论模式，以全新视角诠释了中-新生代以来在西太平洋俯冲汇聚系统下，东亚大陆发生的多期次地质构造事件的深部板块动力学过程。首次形成了基于我国管辖海域1：100万海洋区域地质调查全覆盖实测数据“一图一库一报告”，编制海洋地质系列图件计3类27张，建立758个数据集的海洋地质空间数据库，撰写1套“志书”性成果报告。

李三忠教授团队建立了西太平洋洋陆过渡带的中-新生代深浅部耦合新机制、俯冲新模式，从全球视野揭示了微板块演化机制，推动发展了新理论，对地球乏味期的全球洋陆格局进行了恢复，动态揭示了大板块、超大陆裂解新模式;同时揭示了印度洋洋中脊的构造-岩浆过程、动力学及其对成矿过程的制约。相关研究成果在领域内顶级刊物上发表，出版专著11部，授权专利10项。

开放融合，向海而兴

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

2016-2020年，功能实验室在巴基斯坦海域共组织实施了两个中巴联合调查航次，总行程达50000千米，在马克兰海域发现了大面积的BSR和游离气分布区，首次获得了冷泉活体生物及碳酸岩结壳样品。此外，中巴双方科研人员已进行了多次互访，功能实验室的境外调查团队主导了该项合作。

在巴基斯坦海域开展海洋地质调查，对于进一步提升我国基础地学研究水平，实施以我国为主的国际大科学计划奠定了基础。

开放融合，是功能实验室初创时就确立的理念。建设运行以来，功能实验室邀请国内外专家来室访学百余次，还多次开展实质性国际合作和国际航次。除巴基斯坦之外，功能实验室还同越南、菲律宾、马来西亚、柬埔寨、缅甸、孟加拉、印度等国科学家开展地学合作;多位科学家参与多个IODP航次;执行开放基金多批次，大幅提升了我国海洋科学研究的国际影响力。

与此同时，功能实验室的研究实力也在不断增强。建设运行以来，功能实验室积极承担国家任务，主持科研项目300余项，累计发表论文780余篇，授权专利250余项，主办学术会议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米级声学深拖系统、海底水合物泄漏监测工作站、海底冷泉拖曳式快速成像装备等10余台套，全部完成海试和实际应用;研发完成具有自主知识产权的偶级横波远探测技术、随钻变径隔声技术、地震数据处理软件平台等，推广应用实现经济效益过亿元。

人才方面，功能实验室围绕5大研究方向，形成了以吴能友、卢海龙、郝芳、陈建文、孙卫东、曾志刚、王修田、栾锡武、张训华、李三忠、李春峰、张勇等为学术带头人的五大研究团队，结构合理，特色鲜明，学术水平高，创新能力强，有实力开展海洋地质、地球物理、地球化学、力学、油藏工程、数学等多学科交叉，微观、介观、宏观等多尺度融合的创新研究。

开放融合的研究理念、先进的研究平台、精干的研究团队，共同凝练出了功能实验室的核心竞争力，支撑着他们向海而兴。

建设海洋强国，是国家和人民的殷殷期望，也是海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室科研人员的前进方向。未来，他们将继续以科技铸舰，以信念扬帆，乘风破浪，挺进深蓝。