近日，自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局物化探所（下文簡稱：物化探所）牽頭組織實施的國家重大科學儀器設備開發(fā)專項項目“大深度三維電磁探測技術工程化開發(fā)”通過了科技部組織的綜合驗收，提交了一整套擁有自主知識產(chǎn)權工程化的大深度三維電磁探測技術系統(tǒng)，將為我國“三深一土”戰(zhàn)略實施提供有力的方法技術支撐，可廣泛應用于深部資源勘查、城市地下空間探測、深部地質(zhì)結構探測和三維地質(zhì)填圖等領域，標志著我國電磁勘探技術成功實現(xiàn)由二維測量向三維測量的轉(zhuǎn)型升級和跨越式發(fā)展。
作為2011年中央財政設立國家重大科學儀器設備開發(fā)專項資金的首批項目，致力于研發(fā)工程化的大深度三維電磁探測系統(tǒng)，研究工作包括儀器開發(fā)與工程化、軟件開發(fā)與集成、系統(tǒng)試驗與應用三大方面，旨在形成具有我國自主知識產(chǎn)權的大深度三維電磁探測系統(tǒng)，支撐我國科學儀器設備科技創(chuàng)新，打破國外壟斷，填補地球物理電磁高精度測量設備國內(nèi)空白，更好地服務國家能源資源勘查工作。
據(jù)了解，目前，我國地球物理電磁探測方法技術研究主要聚焦于二維測量方法技術，包括儀器研制、測量方法研究、數(shù)據(jù)處理與正反演模擬，基本是圍繞二維測量方式開展工作，其二維觀測往往不能比較全面地獲得反映地下地質(zhì)體空間展布的探測數(shù)據(jù)，從而制約了電磁探測技術的應用效果。該項目成功研發(fā)的大深度三維電磁探測系統(tǒng)采用分布式陣列測量技術，多條測線、多個測點進行同步觀測，以獲取高質(zhì)量的三維觀測數(shù)據(jù)和較全面的地下地質(zhì)體信息，可為地下目標地質(zhì)體的精細解釋與推斷提供更多的地球物理依據(jù)。
該項目由物化探所牽頭組織實施，物化探所、重慶地質(zhì)儀器廠、成都理工大學、中國科學技術大學、吉林大學、自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心和南京地質(zhì)調(diào)查中心、安徽省勘查技術院等單位共同承擔。項目歷經(jīng)5年，攻克了一系列關鍵技術，在三維電磁探測方法研究、儀器開發(fā)與工程化、軟件開發(fā)與集成、系統(tǒng)試驗與應用示范等方面取得重要成果。
在三維電磁探測方法研究方面，根據(jù)天然電磁場和人工電磁場的傳播特點，結合地球物理電磁法儀器的發(fā)展和大深度精細勘查的需求，研究設計了5種電法的三維分布式探測方法技術，并通過場地試驗和應用檢驗，實現(xiàn)了多源發(fā)射，面積上多點、多方位同步測量的三維電磁探測工作方法。
在儀器開發(fā)與工程化方面，在項目已有研究基礎上，研究解決了儀器間的精確同步、儀器性能參數(shù)的自標定、儀器一致性、穩(wěn)定性與可靠性，以及超大功率場源系統(tǒng)的建立等系列技術難題，實現(xiàn)了大地電磁測深、可控源音頻大地電磁測深、時間域頻率域激電、磁性源瞬變電磁測深等方法的三維測量儀器工程化開發(fā)，生產(chǎn)出了160千瓦、30千瓦、5千瓦系列多功能電磁法發(fā)射機8臺套、分布式多功能電磁法接收機150部、頻率域感應式磁傳感器90部、10千瓦瞬變電磁發(fā)射機4臺套、瞬變電磁三分量接收機60部、三分量高溫超導磁強計10部、三分量時間域感應式磁傳感器60部、三分量磁通門磁場傳感器2部。
在工程化和產(chǎn)品化過程中，物化探所創(chuàng)新研發(fā)思路和發(fā)展模式，與中地裝（重慶）地質(zhì)儀器有限公司緊密結合，在樣機開發(fā)過程中，產(chǎn)業(yè)化單位技術人員提前介入，配合科研人員按產(chǎn)品化要求對三維電磁探測儀器進行設計開發(fā)，形成了大深度三維電磁探測儀器的加工工藝、生產(chǎn)流程、檢測方法以及儀器操作維護手冊，完成了企業(yè)技術標準備案文件，提升了產(chǎn)品化樣機的穩(wěn)定性、可靠性和實用性，促進了市場推廣和應用。
在軟件開發(fā)與集成方面，實現(xiàn)了正確快速計算、壓制地形影響、獲取可靠三維電性參數(shù)及構建三維電磁數(shù)據(jù)的三維地質(zhì)解釋和地質(zhì)模型的成果表達，開發(fā)集成了5種電法方法集數(shù)據(jù)管理、人機交互建模、數(shù)據(jù)成圖、數(shù)據(jù)預處理與正反演為一體的三維電磁探測軟件系統(tǒng)，可方便快捷地瀏覽數(shù)據(jù)與輸出圖形圖像。
在系統(tǒng)試驗應用方面，通過野外場地功能試驗以及與國外商品化儀器的對比試驗，完善了三維電磁探測工作方法，檢驗了儀器與軟件性能；利用開發(fā)的方法技術系統(tǒng)在河北文安野外試驗場、北京市大興野外試驗場、甘肅柳園花牛山鉛鋅礦區(qū)、甘肅柳園花牛山金礦區(qū)、新疆哈密拉伊克勒克斑巖銅礦區(qū)、內(nèi)蒙古扎魯特含油氣盆地、新疆克拉瑪依市達爾布特試驗區(qū)、安徽廬江黃屯硫鐵礦區(qū)、甘肅北山營毛沱-玉石山、江蘇寧蕪等試驗區(qū)開展了試驗研究和應用示范。根據(jù)取得的電性參數(shù)，建立了各試驗區(qū)的地質(zhì)-電性模型，圈定了7處找礦靶區(qū)，其中在安徽廬江黃屯硫鐵礦試驗區(qū)發(fā)現(xiàn)的電性異常經(jīng)鉆探驗證，在深部310米以下見到銅金礦體。
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集成研發(fā)的系統(tǒng)可全面實現(xiàn)時間域激電法、頻率域激電法、可控源音頻大地電磁測深法、音頻大地電磁測深法、大地電磁測深法、瞬變電磁測深法等多種電磁探測技術方法的三維測量工作，因采用高精度GPS與恒溫晶體的混合同步技術，實現(xiàn)了多測站、多分量全天候的陣列式同步測量，可以獲取更高分辨率的電磁三維測量數(shù)據(jù)。
專家組一致認為，項目提交驗收的資料齊全，圓滿完成了各項目標任務，達到了考核指標要求；在三維電磁探測方法研究、儀器硬件研制、軟件開發(fā)和集成、儀器工程化開發(fā)和方法技術示范應用等方面取得了系列成果，同意項目通過驗收。項目的成功實施，使我國電法勘探技術實現(xiàn)了由二維測量向三維測量的跨越式發(fā)展，推動了我國大深度電磁探測設備的自主化、實用化和產(chǎn)業(yè)化進程。同時，作為項目牽頭單位，物化探所創(chuàng)新發(fā)展思路，聯(lián)合高等院校和地勘單位，創(chuàng)新形成了一條產(chǎn)、學、研、用緊密結合的發(fā)展道路，培養(yǎng)了一批我國地球物理電磁方法技術研究與儀器研發(fā)的高級人才，形成了相對穩(wěn)定的研發(fā)團隊，提升了物化探所和國家現(xiàn)代地質(zhì)勘查工程技術研究中心、部地球物理電磁法探測技術重點實驗室的持續(xù)創(chuàng)新能力。
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