在齐鲁大地的群山深处,在泉城济南的地下脉络里,有一名用科技创新叩问大地的地质人。他穿梭于山野间寻找地下矿藏,用代码构建数字岩层,通过采样分析解码碳汇奥秘。15年寒来暑往,他把青春刻进岩层褶皱,用创新点亮地质征程——他就是中化地质矿山总局山东地质勘查院地质调查分院副院长兼主任工程师杨晨,一名在平凡岗位上书写不平凡的新时代地质人。
三维建模,在数字岩层中开凿新天地
在“地质+”战略背景下,杨晨专注于传统地质与互联网、大数据、人工智能等新一代信息化技术的有机融合,作为中化局山东院“多尺度三维地质联动建模及融合技术研究党员突击队”队长,带队开展了“透视山东—菏泽、济宁、泰安区域三维地质建模”“透视山东—大型矿产地三维模型建设及压覆矿产资源储量模块研发”等项目。
面对复杂的地质背景和建模难题,杨晨办公室的灯光常亮至深夜。三维坐标如繁星、钻孔数据似密码,在一次次灵光乍现与推倒重来中,他始终攻坚不辍,潜心与岩层和数据对话,最终创新性地提出了“基于构造单元的分割-拼接”建模思维。这一思维的核心在于将建模区化整为零,依据构造单元边界及钻孔分布布置三维地质剖面,把复杂区域划分为若干地质特征相对统一的单元格,使每个单元格的建模工作可独立开展并支持多人协作。这如同给地质工作者施了“分身术”,团队成员可各自攻坚再精密对接,不仅大幅提高了建模效率,还有效解决了传统建模在平面大尺度上的局限性,以及因区域地质条件变化导致的建模难度增加等实际问题。
通过这一创新方法,杨晨带领团队成功构建了菏泽、济宁、泰安区域三维地质模型和山东省大型矿产地三维地质模型,让隐秘的大地在数字世界中一目了然,为中化局山东院全面拓展“地质+”领域提供了宝贵的先行经验。
野外寻矿,在黑山峡谷里破解找矿难题
“国家需要铁矿,我们就要在黑山挖出希望!”杨晨紧抓新一轮找矿突破战略行动机遇,将研究重心聚焦于济南平阴黑山地区,在保障国家战略性矿产资源安全的征程中积极作为,破解铁矿找矿难题。
为突破找矿瓶颈,杨晨带领团队全面深化地质资料分析,系统开展鲁西地区铁矿成矿规律与找矿潜力综合研究,科学圈定了平阴黑山一带找矿靶区,并成功争取到市级财政资金支持。项目实施阶段,针对地面磁测干扰因素多、场地条件复杂,传统地面磁测频频“失灵”的挑战,杨晨创新引入无人机低空磁测技术替代传统地面磁测,精准获取地下隐伏磁性铁矿体引发的磁异常信号,为后续钻探工作提供了坚实可靠的数据支撑。项目基于对该磁异常的综合研究,精心优选钻探点位,有望进一步拓展该区找矿空间。
“城市地盾”,在地下空间编织安全网
近年来,杨晨围绕济南市城市地质安全发展需要,连续开展了两期专项城市地质调查,成功攻克高精度三维地质模型和地下空间设施三维模型快速构建技术,首次开展隐式建模,形成了省内领先的地下全空间一体化智慧管理技术体系、三维属性模型构建与应用技术方法。
杨晨结合研究区的地质结构特点,通过EVS建模平台,利用隐式建模方法,构建了研究区100米以浅的三维地质结构-属性模型。利用该模型,结合自主研发的基于地层-岩性耦合模型的地下空间开发潜力三维评价体系,对研究区100米以浅的地下空间开发潜力进行了评价。研发了具有自主知识产权的城市地下空间信息集成管理与服务平台,实现三维地质模型和地下设施模型一体化融合、专业评价、应用服务、辅助决策等功能,轻点鼠标即可查询任意区域的地质条件、开发潜力和风险预警,为城市地下空间规划、建设、运维提供了全方位、高效率的信息服务。
岩溶碳汇,助力“双碳”目标新征程
当“双碳”目标成为时代命题,杨晨又将目光投向地下岩溶系统的碳循环奥秘。在百脉泉、白泉、趵突泉等泉域,他带领团队开展了一场静默的“碳寻”之旅。
杨晨带领团队采用野外调查、监测、采样分析测试等多种技术方法,对岩溶流域范围内碳酸盐岩风化溶解产生的无机碳的动态过程进行了深入研究。通过碳酸盐岩溶蚀速率实验、同位素技术、生物鉴定等手段,进一步揭示了济南地区岩溶碳循环的机理,有力地证明了“岩溶碳汇稳定性”观点。
其间,杨晨和团队首次采用“CIC定年模式”“二元模式”及水化学径流法等先进方法,确保了数据的准确性和可靠性,让济南市岩溶碳汇通量有了较为精准的估算值。基于GIS平台,针对北方岩溶特点,他精心遴选出岩性、降水量、岩溶覆盖类型、土地利用方式和碳酸盐岩溶蚀速率作为评价因子,并运用层次分析法确定各自的权重,成功构建了济南地区岩溶碳汇潜力评价模型。利用该模型,团队对济南百脉泉泉域、白泉泉域、趵突泉泉域等岩溶流域碳汇潜力进行了全面、系统的分析评价,为济南市“双碳”目标提供了强有力的地质技术支持。
当创新成果一一呈现,那些在溶洞中采集的水样,在实验室熬红的双眼,都化作了支撑“双碳”目标的地质力量,让泉城济南的绿色发展之路更加坚实。
回首15年地质路,杨晨的足迹从齐鲁矿脉到泉城地下,让科技之光照进鲁西大地的岩层深处,将碳汇数据注入泉城绿色发展的血脉。他也先后斩获全国地质勘查行业地质调查优秀人才、中国非金属矿工业协会科学技术奖二等奖等多项荣誉。他的手掌布满老茧,那是数年来与岩石对话的印记;他的眼角刻着细纹,那是一次次熬夜攻关的勋章。这个新时代地质人正用坚守与创新书写着人与自然和谐共生的时代答卷。