学以致用 研以推新——记第十八次李四光地质科学奖获得者柳建新(上)

湘江北去,岳麓垂荫。1979年,柳建新以优异的成绩考入位于长沙的中南矿冶学院(中南大学前身之一),从此踏上了地球物理勘探的学习和探索之旅。如今,当年那个胸怀壮志、意气风发的青葱少年,在几十年如一日的辛勤耕耘中成长为这所国家“双一流”大学的学科带头人之一和全国地球物理行业的知名学者,并荣获第十八次李四光地质科学奖教师奖。

幸得名师引路

柳建新是中国工程院首批院士何继善的学生。柳建新始终认为,何继善老师是自己科研上的引路人,更是他最重要的人生导师。

最早与何老师深入接触,是在柳建新大学四年级时,何继善是他毕业论文的指导教师之一。其间,何老师不仅给予了诸多指导,而且对论文中的创新思维大为赞赏——激电法中的电磁感应耦合干扰一般需要去除,但柳建新却变换视角反其道而行之,利用这种干扰去强化激电异常,使之更便于解释。何老师强调,地球物理理论、方法技术和仪器的研发与应用,关键就在于不断实践、不断改进、不断突破。从此,“创新”二字被柳建新牢牢记在心里,成为其人生的座右铭。

1983年,柳建新大学毕业,先是被分配到隶属于原冶金工业部的湖南冶金地质勘探公司,很快又从长沙下派到位于郴州桂阳县的238地质队,短暂入职教育后被派到位于黄沙坪铅锌矿的物探分队,最后进入驻扎在汝城县一个10余人的物探小组,在郴州市宜章县里田镇界牌岭地区寻找铅锌矿和萤石矿。

到了野外,地质队用的还是何继善老师发明的双频激电仪。柳建新大学课堂上学的许多专业知识同实际工作结合后,立刻变得生动、立体,一些问题迎刃而解,但另一些新问题又冒了出来。1984年秋,柳建新回学校参加了何老师主办的双频激电培训班。何继善对这个毕业不久、思维活跃的小伙子印象深刻,并鼓励他报考硕士研究生。

1986年,柳建新如愿考入母校(1985年更名为中南工业大学)应用地球物理专业硕士研究生,师从何继善。其间,柳建新做得最多的,就是协助何老师引入并开发美国Zonge公司的GDP-12多功能地球物理系统,对可控源音频大地电磁法(CSAMT)开展推广应用,为地矿、有色、冶金、石油、煤炭、核工业等部门相关技术人员作专门的培训。

那时的培训,是对整个生产流程的全面辅导。柳建新天天守在野外勘探现场,教大家选点布线、设置参数、采集数据、处理数据、地质解释、报告编写、成果汇报、经费回笼……持续不断地完成了30多个生产应用项目。

1990年,柳建新硕士研究生毕业后,调入中南工业大学地质系,走上教学科研岗位。后来,他又继续跟随导师何继善学习深造,获得了中南大学地球探测与信息技术博士学位。1996年,他成为中南工业大学(中南大学)信息物理工程学院地球物理勘察新技术研究所副所长;2002年后,又相继担任中南大学信息物理工程学院副院长、院长,地球科学与信息物理学院副院长,中南大学地质调查研究院院长等职务。

以创新解难题

受导师的影响,柳建新与何继善的一个共同特点就是对科研全身心投入、对创新超级痴迷。柳建新的创新与发明,大多是以问题为导向的。

在应用中,柳建新与其团队成员都发现,CSAMT具有设备笨重、观测精度低、抗干扰能力差等“本质不足”。于是,在何老师的带领下,柳建新等人针对上述问题开展了核心技术的研发与应用示范,最终形成了一套拥有完全自主知识产权的“均匀广谱伪随机电磁勘探”技术体系。

2003年,这一技术体系成功实现产业化,其设备和技术在国内50多家单位、80多个矿区得到推广应用,有效缓解了许多老矿山的资源危机。2018年,以此为技术支撑的“大深度高精度广域电磁勘探技术与装备”获得国家技术发明奖一等奖。目前,伪随机电磁法已成为国内外频率域电磁法的主流,而且广域电磁法也在深部资源勘探中得到了广泛应用,是自然资源部推荐的主要测深方法之一。

柳建新热爱探矿,许多奇思妙想、创新发现就是在崇山峻岭中被激活的。由何继善命名的“近矿激电法”,便是其中一例。

1999年,柳建新等人受邀来到湖南永州市的江永银铅锌矿,为这一资源危机矿山开展深边部找矿工作。

经勘查,这里的银铅锌矿产于下石炭统石瞪子组的岩溶之中,正在开采的矿体呈陡倾斜哑铃状,且矿体下部赋存一厚度近10米的缓倾斜黄铁矿化地层。此外,矿区地形起伏较大、人文干扰严重,传统的地面激电工作方式所观测的信号已不能客观地反映地下矿体的存在。柳建新决定使用新研制的大功率伪随机多频激电仪和近矿激电法。

很快,技术人员便通过新方法的解译结果,发现了矿区深部矿体的延伸方向和边部盲矿体。经验证,探获高品位铅锌矿石资源量70万吨左右,可延长矿山服务年限12~15年。

然而,柳建新发现,在许多以探测深部矿体为主要目标且地形起伏大的老矿山,传统的电法工作手段效果并不理想。于是,他别出心裁地提出,将一个供电电极置于坑道或井中揭露的矿体附近,增加对矿体的有效激发电流,另一个供电电极则置于地表合适的位置,增大对矿体激发的有效体积范围,测量电极则在地表沿着剖面测量,以避免坑道的束缚,将传统激电法的有效探测深度从300米左右提高到500~600米。

原标题:学以致用 研以推新——记第十八次李四光地质科学奖获得者柳建新(上)