国家科技进步二等奖：叩开地球深部的“探宝”技术

01月

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近日，由中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院电子学研究所、北京工业大学等共同研发完成的《深部资源电磁探测理论技术突破与应用》项目获得2019年国家科技进步二等奖。

“深部资源电磁探测理论技术突破与应用”项目领奖合影

技术封锁 需求难达

我国矿产、油气资源短缺，探矿深度一般500米以浅，铁、铜、铝、钾盐等对外依存度高达 55%-80%，开展“攻深探盲”是构建国家资源安全体系的重要途径。电磁法是矿产资源探查的主体手段，但我国地质条件复杂，现有电磁探测理论与方法不能满足深部资源勘探需求。

长期以来，我国大型地球物理探测装备几乎全部依赖进口，关键核心技术受到严重封锁，亟需深部资源探测理论和方法的自主创新与探测技术的突破。

多年攻关技术爆发

为此，项目组历经十几年的理论研究、科技攻关和应用实践，取得了一系列重大创新成果：

1、研究了电磁波响应计算新方法。把传统的半空间岩石层电磁波传播模式理论改进成“电离层-大气层-岩石层”全空间传播模式新理论，得到适合慢衰减、远距离（3000公里）传播的“天波”远场响应特征；采用点电荷微元代替经典意义下的偶极子微元，直接在时间域推导出电磁场扩散方程解，突破了传统勘探电磁学理论。

2、自主研发了人工源电磁探测新技术。提出了“天波”电磁探测新方法，利用长度大于百公里、功率达兆瓦级的发射天线，有效作业范围由常规数公里拓展到数千公里，将人工源电磁探测深度从百米级拓展到10公里；基于近区探测精度高、速度快的优点，提出短偏移瞬变电磁法，将只能在3000米以外观测改为500米观测的模式，减小了电磁勘探的盲区，提高了电磁探测分辨率。

3、攻克了高性能电磁装备核心技术。通过对传感器材料机理、制备工艺、极低频甚微弱信号低噪声放大与检测、低功耗采集与高频电磁干扰抑制等关键核心技术的攻关，突破了高性能、高灵敏度磁场传感器、新一代电场传感器的技术瓶颈，自主研制出了地面电磁探测（SEP）系统，系统整体性能与国际高端仪器水平相当，为成功获取“天波”感应信号提供了技术支撑。

三位一体 获誉颇多

与此同时，项目成果形成了“理论创新、技术研发、应用推广”三位一体创新链，在重点矿集区开展示范应用，实现了深部矿产资源勘查突破。创新技术体系在秦岭成矿带等20多个矿区深部资源勘查应用效果显著，同时创新技术拓展到深层油气、重大地质工程等领域。