——记中国科学院地质与地球物理研究所副研究员周楠楠

　　□　李 刚

　　习近平总书记曾说过：“青年是标志时代的最灵敏的晴雨表，时代的责任赋予青年，时代的光荣属于青年。”青年科技工作者，是我国未来科技创新的重要力量。他们就像一颗颗破土而出的种子，以青春之我、奋斗之我，在科研世界里不断驰骋，释放青春激情、追逐青春理想。
　　　　
　　

　　随着我国国民经济快速发展，对化石能源的需求日益增大。由于瞬变电磁法易于加大勘探深度，具有分辨能力强、工作效率高、受地形影响小等特点，近几年越来越受到人们的重视，被广泛用于矿产资源、油气、地热、煤炭以及地下水勘查等领域。它可以借助被探测地质体所产生的瞬态响应来划分地层结构、确定地质构造的位置、查明基岩面的起伏形态及判断地下水的赋存状况。
　　在中国科学院地质与地球物理研究所，就有这样一位青年科研人，他多年来脚踏实地前行在瞬变电磁勘探理论、方法和技术研究中，围绕国家资源战略以及其他领域需求，不断前行，用初心与热爱，实现着自己的人生价值。他就是周楠楠。
　　

笃行
——最好的年华与科研为伴

　　求知无涯。在地球物理研究中，有许多未知的奥秘等待人们去探索、挖掘。从接触瞬变电磁勘探理论、方法和技术研究以来，这一领域就在深深地吸引着周楠楠，引领他深入其中不断开拓。而这一切还要从他的求学经历开始说起。
　　1986年，周楠楠出生于山东茌平。从小品学兼优的他，在高考时成功考取了中国海洋大学勘查技术与工程专业，在大学阶段，他主要学习与地震有关的专业知识，并在这一方面打下了坚实的基础。本科毕业后，为了能在更大的平台积累更多的科研经验，周楠楠考取了中国科学院地质与地球物理研究所固体地球物理学专业的研究生，并在此期间接触到了瞬变电磁勘探理论、方法和技术研究，深入其中之后，他发现，这一方向的研究更加复杂，有挑战性，并对此萌生了极大的兴趣。虽然这一研究方法是20世纪70年代从国外流入中国的，但是，随着时间的发展与科技的进步，它已逐渐趋于成熟，并应用在工程勘察，油气、矿产、水、地热勘探等领域。
　　如何通过这一方法对矿产、油气等进行勘探呢？在周楠楠的介绍下，记者了解到：因为瞬变电磁法对诸如水之类的低阻体特别敏感，但是油气属于高阻体，如想对其进行精确勘探，就必须要通过一些方法来改变它的装置，实现对低阻和高阻的精细探测与解释。而这也正是他一直在致力于的研究内容。多年来，埋头耕耘其中，周楠楠及其所在团队最大的心愿就是能通过对这一技术的研究，解决实际问题。以此作为研究使命，他一直在不断探索前行着。
　　2014年，周楠楠顺利毕业于中国科学院地质与地球物理研究所固体地球物理学专业，获博士学位。2014—2016年，他又继续在这一平台开展博士后研究。并在这一期间，获得了中国博士后科学基金第九批特别资助和中国博士后科学基金面上资助。
　　多年来，他与瞬变电磁勘探理论、方法和技术研究为伴，越来越明晰自己未来的方向，在青春最光亮的日子里，他决心与科研为伴，并将此作为自己的人生方向，投身其中，永不止步！
　　

求索
——在科研世界里散发能量

　　周楠楠的人生选择一直与科学研究有着千丝万缕的联系。以此作为自己毕生前行的方向，2017年，他正式留在中国科学院地质与地球物理研究所担任副研究员，加入了固体矿产资源研究室，造山带与成矿作用学科组，开启了自己科研人生新的征程。
　　作为一名青年研究人员，周楠楠对自己肩负的职责有着深刻的认知。他明白自己今后仍需要在科学研究中不断积累前行，以此来形成深厚的科研积淀，才能为国家以及社会的需要做出更多突出的科研成果。留所1年多以来，周楠楠参与了多项国家级科研项目，在项目研究中散发着自己的科研能量，不断打磨成长。
　　2017年，其参与了国家重点研发计划项目“北方增生造山成矿系统的深部结构与成矿过程”。北方增生造山带是我国西部矿产资源战略基地之一，孕育大型成矿系统，构成我国资源安全体系举足轻重的一翼，关系到我国的经济发展、国家安全和在“一带一路”国际格局中的核心利益。然而，造山带深部结构、物质成分缺乏精细制约，对各类成矿系统及成矿过程的控制机理不明；典型矿床勘探深度仅达1000米以浅，急需研究增生成矿系统深部结构与成矿过程。因此，这一项目就将解决的关键科学问题放在北方西部增生成矿系统的深部制约研究，以此展开一系列科研探索。
　　在项目研究中，周楠楠主要参与到了“幔源岩浆型成矿系统三维结构与矿体定位机制”课题的研究，他与课题组成员以新疆北部幔源岩浆有关的岩浆型矿床成矿系统（以下简称“幔源岩浆成矿系统”）为研究对象，研究岩浆作用过程中成矿物质的迁移和聚集机制，查明幔源岩浆成矿系统重要矿床类型的三维地质结构，提取成矿作用特征标志参数，结合地球物理和地球化学资料，构建综合信息找矿预测地质模型。通过对喀拉通克矿集区开展立体探测和地—物—化信息三维联合正反演，实现矿集区3000米“透明化”，选择有利地段开展深部矿体定位预测，产—学—研结合实现找矿突破。
　　如今，有了以往的研究基础以及研究经验作为铺垫，周楠楠开始作为项目的负责人或主要参与人员开展一系列研究工作。其研究项目“电性源超短偏移距瞬变电磁浅层探测与反演成像”还在2018年获得了北京市自然科学基金面上项目的资助。
　　在相关领域研究中，收发距与探测深度比在0～0.7之间的区域被定义为电源性的超短偏移距区域。通过对电源性超短偏移距瞬变电磁多分量响应、数据采集技术、数据处理方法、视电阻率定义及反演方法的研究，经不同地质与地球物理模型探测示范，形成了较完整的VOTEM探测方法和技术体系，实现了对工程的高效、精细探查。
　　在这一研究中，周楠楠将以时变点电荷基本微元代替传统偶极子微元，推导适用于电性源超短偏移距顺便电磁响应的解析表达式。将长偏移距、短偏移距接地导线源TEM（LOTEM、SOTEM）拓展至超短偏移距的VOTEM，形成VOTEM探测的理论体系；构建包括多分量同步观测、地形校正、噪声去除、纯异常提取、视电阻率计算及反演成像等内容的VOTEM数据观测和数据处理方法；结合模型及示范区试验，实现对地下目标体的电性源超短偏移距顺便电磁多分量同步探测，最终形成一套信息提取和资料解释的VOTEM观测解释技术，突破电性源瞬变电磁法全域高效、精细探测的瓶颈。
　　

坚持
——团队携手砥砺前行

　　科研之路漫长，其中也会遇到很多困难与挫折，这个时候良师益友的相伴与支持就显得尤为重要。对于周楠楠来说，一直以来给予自己源源不断的支撑力量的就是自己的团队。团队的向心力与凝聚力给了他极大的感染，这也为他们在科学研究中向着前沿追赶起到了至关重要的作用。“团队承上启下的衔接一直做得比较好，最顶层的科研领路人在制订战略，团队科研骨干人员完成战术，进而引领学生完成一些需要完成的科研任务，这样整个团队就会运行得更加顺利。”周楠楠说。
　　团队成员之间相互交流、促进，周楠楠在科研方面也有了长足的收获。在逐渐成熟的专业积累下，周楠楠还作为主要参与者，编纂了《瞬变电磁场点微元响应问题》一书。这本书以提高瞬变电磁法对地探测的精度为目标，介绍了经典勘探电磁学中的偶极子微元解析响应问题、偶极子假设条件下的误差分析、时变点电荷响应解析式推导、大尺度源瞬变电磁点电荷载流微元响应解析问题等。它不仅可作为勘探电磁场精细测量方面的应用研究的指导依据，还可供大中专院校固体地球物理、地球探测与信息技术、工程勘查技术等专业师生、科研单位研究人员以及生产单位工程技术人员参考使用。
　　为了拓宽自己的科研视野，增强研究的竞争力，周楠楠还时常参与一些国际性研究会议，与国外的同行进行交流探讨，了解瞬变电磁勘探理论、方法和技术研究的国际发展趋势。最初接触到这一领域研究时，周楠楠在公式推导以及理论分析中经常会遇到一些困难，那时候国内鲜少有人从事这一领域的研究，很多时候，他都是以自我为中心开展研究工作，缺乏和横向学科以及多学科的交流，导致自己的研究进展缓慢，并且使自己变得有些心浮气躁，很难再继续做下去。而后来通过和其他学科研究者的交流与合作，周楠楠逐渐拓展了自己的研究思路，他说：“有时候我们用传统的英雄色彩来定义科学研究，想要一个人完成所有事情，这实际上是很难实现的，而通过团队之间的相互协作以及学科团体之间的互相交流，往往会取得更多优秀的科研成果。”因此，他希望今后自己的学生也能更多地走向国际，培养自己的国际研究视野，使自己的研究思路更加开阔。
　　前行在路上，周楠楠的科研征程始终不曾停歇。2018年，他还成功申请了国家自然科学基金面上项目“多线源瞬变电磁横磁极化场探测方法及应用”。在这一研究中，周楠楠将和团队成员将针对传统磁性源和电性源瞬变电磁法主要观测横电极化场，横电极化场仅对良导目标敏感，对高阻目标的分辨能力有限；横磁极化场对高阻目标具有较强的分辨能力，但未得到有效利用的现状，通过多线源瞬变电磁法实现对横磁极化场的有效探测，提升瞬变电磁法对高阻目标的分辨能力。在项目研究中，他们将开展以横磁极化场观测为主的多线源瞬变电磁探测方法的研究。通过面向目标自适应有限元三维正演模拟，分析典型地电模型的响应特性、记录规则、附加效应等问题；基于正则化算法实现多线源瞬变电磁多数据体的联合反演；建立施工方法与技术规范，并在多种金属矿富集的辽东地区进行野外测试验证和技术集成。这一项目的研究对完善瞬变电磁横磁极化场探测理论，实现瞬变电磁法对高阻目标的精细探测具有重要的推动意义。
　　初心不移，笃定前行。未来，周楠楠还会在电磁探测学术带头人底青云研究员指导下，瞬变电磁学科组薛国强研究员带领下与团队成员一起围绕国家开展深部探测的战略目标，完善自己的研究方向，做出更多对国家对社会有用的科学研究成果。“做科研我们最大的梦想就是希望能够实现产学研用。”周楠楠说，以此为指引，他和团队未来的前行方向也愈加明晰，前行的动力也更加充足了。
　　路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。怀抱着对于科学研究的初心，以理想为马、兴趣为伴，周楠楠的科研征途从不孤单。在这条科研路上，他仍在不懈求索、前行，以此来诠释青春的意义、人生的价值。
　　
　　
专家简介：
　　
　　周楠楠，中国科学院地质与地球物理研究所副研究员。2008年毕业于中国海洋大学勘查技术与工程专业，获学士学位，2014年毕业于中国科学院地质与地球物理研究所固体地球物理学专业，获博士学位。2014年5月—2016年12月，在中国科学院地质与地球物理研究所从事博士后研究。
　　主要从事瞬变电磁勘探理论、方法和技术的研究工作。从事科研多年来，已发表学术论文30余篇，SCI论文10余篇。曾获国家自然科学基金面上项目、北京市自然科学基金面上项目、中国博士后科学基金面上和特别资助，2013年“华北型煤田深部复杂含水体瞬变电磁精细探测新技术”获中国地球物理学会科学技术奖科技进步奖；2015年“深部资源探测理论技术突破与应用研究”获中国科学院杰出科技成就奖。