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地表地下连起来 地质人才强起来 ——东华理工大学新工科建设探索纪实
2020年08月25日 09:58 来源:中国教育报 作者:徐光明 陈晶晶 字号

内容摘要:“简直太神奇了!亮丽多彩的色调、透明动态化的立体显示……地质体由表及里的构造一目了然。不仅如此,模型可以被任意切割地质体和地质现象具有复杂性和多变性,无形中增加了授课难度。东华理工大学开发的三维地质模型展示平台,将科研成果搬上了讲台,因其实用性强、操作简单,到学校师生广泛欢迎。

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  “简直太神奇了!亮丽多彩的色调、透明动态化的立体显示……地质体由表及里的构造一目了然。不仅如此,模型可以被任意切割,也可以动态漫游,真正达到了‘随时看、随处看、随意看’的效果。”东华理工大学资源勘查工程专业大三学生邓达振对老师首次在课堂上展示相山三维地质模型的场景至今记忆犹新。

  地质体和地质现象具有复杂性和多变性,无形中增加了授课难度。东华理工大学开发的三维地质模型展示平台,将科研成果搬上了讲台,因其实用性强、操作简单,受到学校师生广泛欢迎。

  近年来,东华理工大学相继获批全国首批“新工科”研究与实践项目和全国首个旅游地学与规划工程新工科专业,自此新工科建设在东华理工轰轰烈烈展开。“我们要始终高举核、地两杆大旗,充分发挥该新工科专业‘头雁’效应,扎扎实实推进新工科建设,为服务国防建设和江西发展提供人才与科技的强大‘核动力’。”东华理工大学党委书记柳和生表示。

   向“地球深部”进军

  上个世纪末,“玻璃地球”计划开始在澳大利亚实施,目的是应用地质、物探和三维可视化信息技术,使大陆表层“像玻璃一样透明”,以便研究地球深部构造及演化、探明矿产资源储存及对地质灾害预警等,各国随之掀起了新一轮深部探测的热潮。

  作为老牌地质院校,东华理工大学也吹响了“向地球深部进军”的号角。该校探索出三维地质调查与建模技术剖析地下地质结构与铀矿勘查,在其精度和应用效果方面走在了国际前沿。

  “它具有二维平面图无法比拟的优势,其立体可视化表达方式使我们对地质深部构造一览无余。”江西省核工业地质局261大队能源矿产院副院长姚亦安说到三维地质模型时异常兴奋,与此项技术结缘是在2013年,该队在开展找矿项目时遇到了技术难题,因为探测至基底界面时,发现含矿条件并不好,他们曾一度失去了信心。

  此时,东华理工三维地质调查与建模科技创新团队为他们带来转机。依据地球物理探测数据和大队多年钻孔资料,该团队利用三维地质调查与建模技术建立了三维地质模型。他们惊奇地发现:在基底更深处,构造交汇部位矿化比较集中,甚至会成群成组出现,且矿化品位比较好。同时,更为精准的矿化预测有效降低了“盲目”钻探而产生的巨额成本。

  依据该铀矿勘查线索,该队仅在二十一号矿带的铀矿开采量就从原来的100多吨飙升至10倍,经济价值达数亿元。这项技术还相继被中国地质调查局发展研究中心、武警黄金部队10支队等20多家单位应用。2018年,在中国地质学会组织的成果鉴定会上,“相山火山盆地三维地质调查”项目成果被评价为“总体上达到国际先进水平,三维地质调查与建模技术等方面达到国际领先水平”。

   发扬“地质人”精神攻坚克难

  “上山背馒头,下山背‘石头’”,这是每一位地质人野外工作的“标配”。其间艰苦不仅仅是靠双脚去记录和丈量每一寸山川,也是对毅力的考验。“山路崎岖陡峭,丛林危险重重,能布置好探测仪器、采集到典型岩石样品便是一件令人欣喜若狂的事。”该团队野外调查负责人周万蓬副教授感慨道。

  为高效完成项目,克服学科之间交叉融合的难度,林子瑜教授硬是跨地质专业啃下了物探信息解译这块硬骨头,融合多学科知识与物探人员一起对深部地质构造做出合理判断。吴志春博士为熟练应用三维地质建模软件,自学掌握计算机相关领域知识,如今30岁出头的他已是一名响当当的三维地质建模专家了。

  当时的本科生邓福理现已是内蒙古核工业243大队的骨干,当年无论是肩抗重物、包揽重活,还是通宵达旦整理数据,他始终乐此不疲。像这样的团队成员还有很多很多……

  正是他们一步一个脚印、一批接续一批的攻克难关,为最终的项目成果奠定了坚实之基。团队成员中有的已成长为江西省赣鄱英才555工程领军人才、“双千计划”人才、青年井冈学者。

  推动学科交叉融合和跨界整合

  东华理工大学将科研成果搬上讲台的同时,还将其运用到了区域地质调查实习,首创了三维地质调查与建模实践教学模式。这不仅让学生掌握了先进技术和方法,还培养了其实践能力、综合运用知识的能力和创新能力。

  虽然教学效果显著,但新问题随之而来。学校在实习之前未开设三维地质建模相关课程,学生缺乏多学科融合的综合知识,且对建模软件熟悉程度不够,学生的实习难度和工作量大大增加。

  此外,地壳中的地质体是从地表连续延伸到地下的,但由于目前的地质类专业分得过细,地面地质调查与深部地质结构解译由不同专业人员各管一段,给地质体整体结构探索带来困难,因此人才培养模式改革势在必行。

  为此,学校决定采用“4+3”本硕连读培养方式,融合“地质学+地球物理勘探+信息技术”,构建新的教育模式,在资源勘查工程专业之下设立“三维地质调查与建模”新工科方向的同时,改造升级地球信息科学与技术专业,从而培养多学科交叉融合的新型深部地质调查和找矿勘探人才。

  “学校要把新工科建设作为综合改革的‘催化剂’,主动布局战略性新兴产业相关专业,推动学科交叉融合和跨界整合,培育新的交叉学科增长点,以实现学校人才培养和服务经济社会发展的同频共振。”东华理工大学校长孙占学说。

 

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姓名:徐光明 陈晶晶 工作单位:

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