由自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所（以下简称“资源所”）李延河团队编著的《安徽凹山玢岩型铁矿床--宁芜矿集区玢岩型铁矿床成矿作用研究》近日出版。

本专著由自然资源部公益性行业科研专项经费资助。在对前人勘查、开采和研究过程中所获各类地、物、化、遥和矿产资料数据进行全方位收集、整理和综合分析的基础上，以宁芜矿集区凹山、姑山和梅山矿田玢岩型铁矿为研究对象，采用锆石微区U-Pb年代学和Hf-O同位素、硫氧碳稳定同位素、流体包裹体、岩石地球化学及矿物微区（LA-ICP-MS）元素地球化学等手段，探讨了玢岩型铁矿床成矿母岩的源区特征和成岩成矿时代，揭示了中下三叠统膏盐层与成矿的内在关系及成矿机理和铁矿浆和成矿热液的形成演化过程，建立了膏盐层-硫铁矿-玢岩铁矿三位一体成矿模式和成矿盆地双层成矿结构模型，明确提出在宁芜盆地南北两端的姑山和梅山矿田深部膏盐层与成矿岩体的接触带存在大冶式矿浆-矽卡岩型富铁矿。上述成果是对深化宁芜玢岩铁矿成矿规律的重要认识，对指导玢岩型-矽卡岩型铁矿床的找矿勘查工作具有重要意义。

“在矿床学家中，能够管理一个部门地勘队伍的不多；退休之后，仍然跑野外、布设钻孔的专家更少；80岁了还在爬山，下坑道，布设2000米、3000米深钻，并且都打到矿了，还有这样的老专家吗？有！陈毓川院士就是这样的老专家！”

这是一份颁奖词的开场白。在不久前召开的第十四届全国矿床会议上，中国地质学会矿床地质专业委员会颁发了首届终身成就奖，我国著名矿床地质学家、中国工程院院士陈毓川是两位获奖者之一。

在发表获奖感言时，陈毓川院士说：“我能取得今天的成绩，要感谢党、感谢国家、感谢人民、感谢团队。只要我还能出野外，就一定要到生产一线，继续发挥我的余热，为国家和人民的需求投入终身。”要知道，这位“八零后”院士今年已经84岁高龄了，但他依然活跃在矿床地质工作一线，无论是到野外开展矿产资源勘查研究，还是主持编撰《中国矿产地质志》，他无时无刻不在用自己兢兢业业的精神影响着身边的人。

作为一名长期从事矿床地质、地球化学、区域成矿规律、成矿预测研究及矿产勘查工作的专家，陈毓川院士多年来躬耕野外一线，取得了丰硕的研究成果。他深入研究广西大厂超大型锡多金属矿床，为指导找矿、总结成矿规律做出了重要的贡献；他系统地研究了宁芜、庐枞、南岭及全国区域成矿规律及找矿方向，提出了宁芜玢岩铁矿成矿模式，在国内开拓了区域矿床成矿模式研究领域；他总结了华南花岗岩有色、稀有矿床及陆相火山铁矿成矿规律，促进了全国火山岩区及花岗岩区地质找矿；与中国科学院院士程裕淇等研究提出了矿床的成矿系列概念，极大地丰富和发展了我国区域成矿理论。这些科研成果，被广泛应用于生产一线，并指导地质找矿实践，推动了找矿的重大突破。

更为难能可贵的是，陈毓川院士作为我国地质矿产事业发展的优秀领导者和组织者，曾长期在地矿部门担任领导职务，负责固体矿产勘查工作、全国金矿找矿工作、全国重要矿产潜力评价工作等，均取得突出成就。他始终心系地矿事业改革发展，多次向中央领导建言献策，提出加强地质找矿工作、发展我国矿业、科学有效地推进国有地勘队伍的体制改革、建设一流科研院所的对策和建议。特别是在国家地质工作处于低谷期间，于2003年联合37位院士向时任国务院总理温家宝提出了加强地质工作的具体建议，得到中央高度重视。《国务院关于加强地质工作的决定》的出台，对我国地质找矿事业的健康发展发挥了重要作用。

在第十四届全国矿床会议期间，《中国矿业报》记者对陈毓川院士进行了专访，请他就矿床学研究工作的发展趋势、矿业发展与环境保护、科学精神培养等方面的问题进行了深入解读。陈毓川院士提出的真知灼见，对业界去思考和探索矿床学科的发展有着很重要的参考意义。

陈毓川院士在第十四届全国矿床会议上作报告 张欣 摄

《中国矿业报》：作为一名老专家，您在矿床学研究方面取得了很多重要的成果，而且，您目前也仍然还在开展相关的研究工作。您对矿床学研究工作未来的发展趋势有何见解和判断？

陈毓川：矿床学的发展要从国家发展的需求和学科本身发展的需求两方面来考虑，这两者是完全可以结合的，因为矿床学研究是一个不断进行的过程，它是为国家不断发展服务的。矿床学本身并不是孤立存在的，它是地球科学领域众多分支学科中的重要组成部分，与其它分支学科是相关的。因此，从总的发展趋势来看，矿床学研究工作的视野要更加开阔，要与地球科学其它分支学科更为紧密地结合，开拓新的研究领域。我认为可以从三个方面予以考虑：

第一，矿床学研究必须要有时间、空间的三维概念，要点面结合。任何一个矿床都不是孤立存在的，是与周围的矿床有关系的，其联系点就是地质构造环境及相关的地质成矿作用。因此，搞矿床学研究的人不能简单地在某一个矿床内观察研究、取点样品，然后回室内测测成份、测测品位、测测年龄，必须要把矿床形成的地质构造环境和区域地质构造环境及其相关的地质成矿作用结合起来考虑，探讨矿床之间的空间及成因联系，以及空间里时间演化与矿床演变的关系。

第二，矿床学研究必须要跟经济结合起来，脱离了经济评价，研究成果无法应用。从事矿床学研究的根本目标就是要为国家和社会发展提供物质基础。因此，研究成果既要讨论矿床的成因、形成过程、规律等，又要考虑这个矿在经济方面——规模上、品位上、应用的范围上，是否也适合国家的需求，这是非常关键的一点。

陈毓川院士在野外开展工作

第三，矿床学研究必须考虑环境问题。目前，国家将环境保护工作放在非常重要的位置，因此搞矿床学研究的人必须考虑矿产资源初期勘查、勘查完毕矿山建设、开发完毕治理恢复等三个阶段的环境问题。将矿床研究和矿山环境结合起来，这与社会的发展阶段息息相关，每一个不同的社会发展阶段对于环境保护的要求是不一样的。因此，在新时代，找矿的、采矿的、研究矿的人都要共同考虑环境问题，要做到绿色勘查、绿色开发、绿色恢复。以目前科学技术水平来看，通过努力实现矿业与环保双赢是可以做到的。

这三大方面是矿床学可以有所创新的方向。第一方面的创新是科学性的，通过探索研究会不断有新的东西出来，指导新的找矿突破；第二方面的经济评价是矿床学科必须积极主张的；第三方面的环境问题符合目前国家生态文明建设的发展方向。

《中国矿业报》：您对目前我国矿床学人才的培养有哪些建议？

陈毓川：矿床学的发展，最重要的基础就是人才。矿床学人才培养是一个连续的过程，涉及到多个环节，必须要通盘考虑。

第一个环节是学校的培养，这是人才培养的起步阶段，必须要与野外实践紧密结合起来，目前有些高校忽略了这一点。青年学生的主要任务就是把基础知识学扎实，包括书本知识和野外实践知识。但是，现在很多大学生、研究生毕业后到了野外一线干不了活儿，这就是课内的实践做得不够造成的。因此，地学类的高校有必要增加学生的野外实习时间，而且要把宏观和微观相结合、书本和实践相结合提升到一定的高度。

第二个环节是生产单位的培养，无论是科研单位、勘查单位，还是矿山单位，都是矿床人才培养的“第二所大学”。对于刚从学校毕业的学生来说，无论到任何单位，都要结合所在单位的实践开展工作。从单位层面来说，不管是搞基础研究还是找矿勘查，都要结合具体的项目，给新同志设定目标，而且不要随意变化这个目标，要给人才成长创造一个相对稳定的环境。

第三个环节也是对生产单位提出的要求，组织领导要合理。各个单位要善于在实践中发现人才，要给予这些人才适当的条件，保障其发展成长。对于优秀的、出众的人才，一定要重点培养，除了创造相对稳定的成长环境，还要在待遇上充分考虑，要为他们配备合适的团队，帮助他们寻找稳定的合作者，还要给他们“出难题”，把真正难解决的问题交给他们，给他们创新和探索的机会。

《中国矿业报》：您认为如何培养地球科学研究的科学精神？

陈毓川：以我从事矿床学研究工作几十年的经验来说，有三点体会：

第一，必须要树立目标。目标分为国家、人民、家庭和个人四个层面，都很重要。从事科学研究工作，必须把国家和人民的需求放在第一位，这是我们工作的方向和取得进步的最大动力。人的一生是很曲折的，但不能因为挫折就低沉下去，仍然要坚持自己的目标不放弃。具体到工作上，我们必须要给自己设定长期目标和短期目标。科技工作者必须要明确地知道自己每个阶段需要干什么、应该干什么、正在干什么，这样才有前进的动力。

第二，必须要探索创新。这是科学精神的核心，尤其是对于地质学来说，未知的东西太多，特别需要探索创新的精神。科研工作的核心是实事求是，一定要到一线去学习调查研究，与地质对象直接接触，进行可靠的论证，注重探索的过程，真理一定是一线地质工作者总结出来的。科学探索是没有止境的，地球系统的复杂性也决定了地学研究的成果是阶段性的，因此一定要充分学习和尊重前人的研究成果，即使是自身取得了成绩也不能沾沾自喜、止步不前，必须要有不断探索创新的精神。

陈毓川院士在野外探勘

第三，必须要团队合作。个人的能力是有限的，科学精神的培养必须要依靠集体，如果没有团队成员间的通力合作，创新的难度会增大很多。地球科学是一门复杂的科学，这也决定了要取得创新的成果就必须依靠团队的力量，只有整个团队同心同德、相互关心、取长补短，才能共同前进。

《中国矿业报》：与先进的矿业国家相比，您认为我国的优势和差距存在于哪些方面？

陈毓川：很多发达国家从300年前就开始工业化进程，从那时起矿业也受到前所未有的重视。我国的现代矿业基本从新中国成立时才开始起步，在短短几十年时间内发展到现在的水平，是非常不容易的。与国外相比，我们有优势也有劣势。

目前来看，在局部领域，例如航空重力、某些钻探工具、岩矿测试等方面，我们还存在一定的差距，一些先进的设备仍然依赖从国外引进。在矿业市场建设与管理方面，我国尚有较大的差距，但在找矿勘查领域，可以说我国大部分的技术都较为先进。因为社会主义制度的优越性，国家高度重视和大力支持，并成立了专职的队伍、专职的机构开展地质勘查工作。例如，石油勘查技术，我认为我国是远远超过国外的；再例如，铜矿、铁矿、钨矿以及其它一些优势矿产资源的找矿勘查技术，我们的技术力量也是处于领跑地位的。

我国的地球科学发展具有自身明显的特色：一方面，在国家的大力支持下，我们可以快速引进国外的先进技术；另一方面，我国的科技工作者又能结合国家的实际情况进行新的创新，而且这种创新越来越多。例如，我国科学家提出来的陆相成油理论、焦家式金矿成矿模型等，都是根据我国的地质环境实际情况提出来的新东西，并且在全国范围内得到了很好的推广应用。再例如，在上世纪六十年代提出的钨矿“五层楼”找矿模式，到现在为止还在指导找矿；上世纪七十年代提出的宁芜地区玢岩铁矿成矿模式，是我国乃至世界首个完整的区域性成矿模式，这些研究成果对于指导找矿是非常有帮助的。

在区域成矿规律的研究方面，我国也有自己的优势，有很多创新的理念。例如，成矿系列的概念。这个理论强调要将区域内所有矿床作为一个整体来研究，考虑时间、空间、成因等三个因素，研究对象是在同一个时代、同一个地质构造环境、同一个成矿作用三位一体条件下形成的有成因联系的矿床组合。目前来看，这是矿床学研究未来的一个发展方向，这对于研究矿床的发展演化是很有意义的，能够更好地总结成矿规律，反过来又能更好地研究解释地球演化过程中物质变化和成矿物质变化的过程。

《中国矿业报》：目前，环境保护已是我国矿业界普遍关注的一个重要问题，您认为如何协调好矿业开发和环境保护之间的关系？

陈毓川：从我国目前的科学技术水平来看，环境保护和矿业开发是完全可以实现双赢的。前面已经讲到，对于环保的要求必须适应我国社会的发展阶段，因此千万不能搞“一刀切”。但从目前的情况来看，过于严苛的环保要求已经对我国矿业的健康发展造成了影响，甚至说已经影响到国家的资源能源安全。例如，据我了解，今年我国黄金产量较去年很可能要下降，因为划定在保护区内的很多金矿已经停产了。

当前，国际形势动荡不定，我国很多大宗矿产品的对外依存度也越来越高，在这样的背景下我们更应该加强自身的资源储备和自主供应能力，这是保障国家资源能源安全和经济安全的根本。因此，在矿产资源问题上，我认为国家不能减少人才物力的投入，应该将矿产勘查工作放在一个相对重要的位置上，保持一定强度的勘查工作，在鼓励市场资本进入的同时，政府也要主导必要的投入，靠“两条腿走路”。同时，在充分利用好国外矿产资源的情况下，保证国内一定的生产水平和资源储量增加的水平。

在环保问题上，我们要坚持“绿水青山就是金山银山”的理念，但也要根据我国经济社会发展的实际情况，摒弃那些不切实际的做法。对此，我提几点建议：第一，从实际情况出发，由国家按照统一的标准划定各类保护区，不宜再由各个部门按照各自不同的标准来划定，保护区的范围也不宜太大；第二，要对划定的保护区进行分级，要分出次序、区别对待；第三，在大部分的保护区内要允许进行基础的地质调查和矿产调查，因为地质调查是摸清地质情况的基础工作，而使用现在先进的物探化探方法开展矿产调查，对保护区的环境也几乎是没有影响的；第四，通过调查工作，如果在保护区内发现重要的矿产资源，要允许在一定范围内进行必要的勘查工作，如果勘查确认是国家亟需且具备开采价值的矿产资源，要允许严格按照绿色矿山的标准进行建设和开发，对于非紧缺矿产资源，作为资源储备进行登记备案。

其实，在环境保护方面，地质工作是大有可为的。例如，地质调查工作可以将全国的地质环境情况摸清楚，这是开展环保工作的基础；水工环地质工作可以对各个地区的水文地质环境有一个全面的了解，调查结果对开展工程地质、地质灾害防治等有重要意义；城市地质工作，对于城市地下空间的合理利用、城市环境的改善等都非常有用。地质工作对于保持好国家的地质环境、自然环境都具有重要的作用，自然资源部、自然资源部中国地质调查局等已经开展了大量的工作。国家也应该把地质工作放在一个重要的位置，因为这对于资源能源、环境保护、基础建设等方面都有着很重要的基础性作用。

“我要做的，就是从国家和人民的需要出发、从国家和地质工作的发展出发，促进地质行业最需要的改革发展和科技创新建设。”

— —中国工程院院士、著名矿床地质学家

陈毓川

从苏联求学的

潜心苦读

到大厂五载的

寂寞风雨

1980年 陈毓川，于广西桂东南（大厂）

从年轻的铁矿研究队队长

到提出和发展

成矿系列理论的矿床学家

1988年9月 陈毓川在新疆阿舍勒铜矿

从壮年

组织号令全国地勘工作

到晚年

开展矿产资源战略研究

1995年5月 陈毓川在甘肃省地矿局三大队大水金矿考察

他将自己

毕生心血

投入到中国地质事业中

为矿产勘查

成矿预测

区域成矿理论研究

作出了突出贡献

1997年10月 陈毓川在海南抱伦金矿

在他的日历上

没有周末和假日

只有排得满满的工作

2019年10月底 陈毓川在新疆玛尔坎苏锰矿野外照片

如今

86岁的他

只要有时间

就会走出京城

走向祖国各地的深山矿区

探索地质科学奥秘

他说

“我这辈子最大的愿望就是找矿”

“为国家发展服务是我一生的使命”

他是中国工程院院士

著名矿床地质学家

陈毓川

愿为地质找矿奉献一生

——记中国工程院院士、著名矿床地质学家陈毓川

他是我国著名的矿床地质学家，提出并发展成矿系列理论，为矿产勘查、成矿预测、区域成矿理论研究作出突出贡献；他曾任原地质矿产部总工和中国地质科学院院长，领导了一个时期的全国地质找矿工作。今天，已经86岁的他，仍然奋战在地质矿产科学研究的前沿，主持《中国矿产地质志》研编这一规模宏大、泽被后世的科学文化工程。他，就是中国工程院院士陈毓川。

踏遍青山，为国找矿矢志不渝

陈毓川是少年立志。受新中国成立前投身革命的长兄长姐影响，他在中学担任团支部书记时，就确立了为国为民奉献一切的共产主义信仰。

1952年，陈毓川考入南京大学地理系，第二年被选送去苏联留学。1959年，以优异成绩毕业于顿涅茨克工业学院地质勘探专业的陈毓川，第一次来到了中国地质科学院。从那时起，走遍祖国大江南北、为国家找矿就成了他最大的心愿。

青年时代的他，在广西大厂锡矿区，沉下心用5年时间深入解剖典型矿床；在江西东乡枫林铜矿，带队在国内外首次提出并验证了钨在硫化矿床氧化带中的地球化学行为，破解了“含钨铁帽之谜”；在长江中下游地区，致力于火山岩成矿研究，建立了宁芜玢岩铁矿成矿理想模式。

中年时期，他肩负重任，在原地质矿产部总工和地矿司司长、地调局局长、中国地质科学院院长等领导岗位上，全力组织推动新一轮全国普查工作、主持全国找金大会战、开展第二轮成矿区划，成为一个时代地矿工作的倡导者和引领者。

步入晚年，他仍然激情满怀，全情投入地质科学事业，在中国工程院战略研究等舞台上，殚精竭虑为国家矿产资源安全、矿业健康发展鼓与呼。

在陈毓川的头脑里，是没有休息日的概念的。直至今日，他每天早上都会骑着自行车来到办公室，一头扎进学术研究的海洋里，直到夜色阑珊。只要有机会，他一定要到野外矿区去，多走、多看、钻研、思考……

“能看到普通人难以看到的风光，能更深刻地领略自然的韵味，是地质工作给予我的一份奖励。”于是，便有了他无法忘记的大厂星空和浓郁花香，有了攀登高山、俯瞰深谷的畅快淋漓。至于下坑道时遭遇爆破、考察加多岭铁矿后连人带车滚下山崖、在西藏美多锑矿区发生严重高原反应的经历，则成了他口中的“野外趣事”。

更加令他难以忘怀的是1974年参加国庆招待会见到周总理时的情形。他说，对于周总理，自己所敬仰效仿的不仅仅是面对各种复杂局势时的大智慧，更是“在任何艰难困苦的情况下，都要以誓死不变的精神为共产主义奋斗到底”的坚定信念。

“国家需求是我的终身目标！”陈毓川是这样说，更是这样做的。

当前，陈毓川还在主持推动一个极其浩大的工程——《中国矿产地质志》研编，对全国所有的矿产、矿产地和成矿规律进行全面的总结。他在同龄人安度晚年的时候，选择这种高强度的方式工作，就是希望为世界地质科学、为中国的地质事业留下更多、更有价值的东西。

探索科学，孕育矿床经典理论

上世纪70年代末，中国科学院院士程裕淇与陈毓川等人在国际上首次提出了“矿床的成矿系列”概念，之后，这一理论作为我国区域成矿分析的主要理论基础，为国家矿产资源勘探提供了重要科学依据。

全球及各地区的地质演化历史是具有一定规律的，同时具有相似性和相对的继承性。因此，陈毓川等认为，矿化与矿床是地质环境中的一个组成部分，矿床成矿系列是由有成因联系的矿床所组成的自然体，因此矿床成矿系列亦可以说是在一个历史阶段中一个相对独立的成矿系统的最终矿床产物。

实践证明，成矿系列是研究矿床的区域成矿规律的关键性环节，也是基础性的研究工作。

在他的领导下，一大批地质科学工作者深入开展重点地质构造地区的矿床成矿系列及其时空成矿物质演化规律研究，从成矿区（带）、各省（区）至全国建立矿床成矿系列，总结区域和全国的成矿规律，并进一步应用成矿系列概念及研究成果进行成矿远景区域规划和不同比例尺的成矿预测，大大促进了我国的矿床勘查工作。

40多年来，这一矿床研究领域的经典理论还在不断地丰富发展，并通过“中国成矿体系及区域成矿评价”“全国矿产资源潜力评价”“中国矿产地质志”等项目，全面推动了中国成矿体系和区域成矿规律的研究。而最初在业内产生巨大影响的《初论矿床的成矿系列问题》，也逐步延伸为“再论”“三论”“四论”，直至目前正在修改中的“七论”。

对于陈毓川而言，地质科学的世界是那样色彩斑斓、充满魅力。从那里，他看得到自己的梦想，听得到自己的期待，收获了满满的幸福感。

科学道路悠远漫长，科学探索无穷无尽。他不止一次地强调，科学研究是有时代局限的，地球太复杂，我们今天对地球对矿产资源的认识、对自然法则的认识，只是阶段性的，很有可能在未来人类科技更加发达的条件下被修正甚至被推翻，所以科学工作者千万不能自以为是，更不能自得意满，一定要有不断探索、不断创新的精神。

战略研究，推动矿业健康发展

“陈毓川是一位矿业领域的战略家。”许多矿业界的同仁如此评价。

追寻陈毓川的人生轨迹，梳理他在地质事业上留下的闪光足迹，一个重大事件不可或缺。那就是由他与36位院士联名提交给国务院一封题为《对地质工作情况的反映及建议》的信，促成了2006年1月28日《国务院关于加强地质工作的决定》的正式发布。而这一纲领性的文件，引领了21世纪初期中国地质工作尤其是地质找矿工作最辉煌的10年。

从2000年至今，他连续组织实施了8个中国工程院组织的矿产资源战略咨询研究项目，参加参与的项目数量更为可观。通过这些具有宏观性、战略性、综合性、前瞻性的咨询研究工作，他的站位越来越高，思考也越来越深邃。

他对中央机构改革将各类自然资源统一管理、成立自然资源部的决策非常支持，认为此举有利于国家发展，可以更好地管理自然资源。他多次给部领导进言，内容涉及矿业政策、绿色勘查、科技创新、地勘队伍改革等。

他认为，要依靠改革应对变局、开拓新局，要坚持目标引领和问题导向。“山水林田湖草”还要加上海洋、矿产，构建涵盖“山水林田湖草海矿”的自然系统观。“它们既是资源又是生态环境的重要组成部分，既要综合考虑自然资源的调查评价和科学管理，又要考虑其作为生态环境要素的可持续利用问题。就矿业而言，绿色勘查和绿色开发完全可以实现矿业与自然生态的协调，在有些荒漠地区甚至可以改善环境。”

当然，陈毓川最为关注和忧虑的还是地质矿产事业的发展。他认为，矿产资源是人类经济社会进步的物质基础，当前国际形势很复杂，矿产资源的安全问题也很严峻，有些矿业政策需要很好地研究和调整，使其更加有利于推动矿产资源的勘查、储备与开发。他建议国家对风险较大的初级勘查和一些矿种的勘探予以扶持，从而调动各方面的积极性，国家应有计划地参与矿产勘查工作，使矿业稳定地发展下去。

另外，他感到在国家对科技创新如此看重的当下，中国地质科学院要更充分地发挥科技专业研究所的创新专长，更好地承担国家深地专项任务。只有集中力量进行科技创新，推动地质科技发展，地科院才能真正成为国内国际地质领域一流的科学研究单位。

陈毓川还特地谈到了地质工作队伍的改革：“改革既要积势蓄势谋势，又要识变求变应变，重点在于扭住关键、突出实效。通过改革让地勘队伍保存精干力量，更好地为国家服务，并过上幸福生活，是我很大的愿望。”

“我现在没有任何行政职务，我要做的，就是从国家和人民的需要出发、从国家和地质事业的发展出发，促进地质行业最需要的改革发展和科技创新建设。”陈毓川说。

野外试验现场

工欲善其事，必先利其器。向地球深部进军，急需探向地球深部、揭开深部奥秘的“武器”。地球物理探测技术装备就是其中之一。

地球物理探测，即通过观测和研究各种地球物理场及其变化来探测地层岩性、地质构造等，是“透视”地球内部的重要手段。长期以来，我国大型地球物理探测装备和核心软件几乎全部依赖进口。自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所（以下简称“物化探所”）牵头实施的国家重大科学仪器设备开发专项《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目，通过5年努力，提交了一整套工程化的大深度三维电磁探测技术系统，不仅使我国地球物理探测实现了由二维测量向三维测量的跨越，而且推动了我国大深度电磁探测设备的自主化、实用化和产业化进程。

打破国外技术装备垄断，研发具有自主知识产权的国产化仪器

三维电磁探测系统的研发和应用，不仅在我国基本为空白，在国外同样也处于起步阶段。针对我国电磁法勘查技术在探测深度、抗干扰能力和测量精度等方面落后的现状，同时也为适应复杂地质条件下地下目标体大深度、多参数、三维精细探测的需求，以物化探所为牵头单位，联合重庆地质仪器厂、成都理工大学、中国科学技术大学、吉林大学，中国地质调查局西安地调中心、南京地调中心，安徽省勘查技术院等单位，实施了《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目，旨在打破国外垄断，实现装备国产化，更好地服务国家能源资源勘查工作。

对电磁探测技术的研发，物化探所有着多年的技术积累与成果基础。《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目负责人、物化探所教授级高级工程师林品荣介绍，物化探所在1995年实现了音频大地电磁测深的分布式测量，在国际上率先实现了天然电磁场的多点同步阵列式观测。步入新世纪，将阵列式的天然电磁场大深度探测技术与人工场的激电技术相结合，优势互补，从而形成混场源的电磁法探测技术，以实现多参量大深度探测。该系统于2005年研制成功，填补了我国资源探测大功率（70KW）发射与接收研制的空白，为我国开发具有自主知识产权的国产多功能电法仪器提供了技术保障和经验积累。

在国内没有先例可借鉴的情况下，从2006年起，在地质调查项目和国家863重点项目的支持下，物化探所启动了国产大功率多功能电法系统的研制。经过科技人员的持续攻关，在多频同步供电波形合成、密集频点供电、大功率逆变与保护、宽带大动态范围接收、无线数据通讯、数据处理与解释等技术方面取得突破，研制出了具有可控源音频大地电磁测深（CSAMT）、激发极化法（IP）供电功能的70KW大功率电磁法发射系统，以及具有音频大地电磁测深（AMT）、可控源音频大地电磁测深（CSAMT）、激发极化法（IP）测量功能的接收系统，并于2010年生产出了样机，2011年实现了这一技术的实用化及推广应用。

为适应深部找矿、三维立体填图和深部结构探测的需求，2011年，《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目获批为国家重大科学仪器设备开发专项首批支持的项目，总体目标是实现大地电磁测深（AMT/MT）、可控源音频大地电磁测深（CSAMT）、时间域频率域激电（TDIP/FDIP）、磁性源瞬变电磁测深（TEM）等二维/三维测量技术及三维测量仪器的工程化开发。同时，开展野外工作应用试验及三维电磁探测技术应用示范，促进我国三维电磁探测技术的发展。

由二维测量向三维测量转变，由样机研制迈向工程化研发

要实现三维电磁探测，需要将传统的一维、二维的电磁测量方法发展为三维测量方法。“简单讲，就是由原来的单点或单线测量，革新为多点、多测线的面积性同步测量，从而获取高质量的三维观测数据和地下地质体更为全面的信息。”林品荣说。

为此，项目组根据天然电磁场和人工电磁场的传播特点，结合地球物理电磁法仪器发展和大深度精细勘查的需求，研究设计了5种电法的三维分布式探测方法技术，包括大地电磁测深（AMT/MT）、可控音频大地电磁测深（CSAMT）、时间域激电（TDIP）、频谱激电（SIP）、磁性源瞬变电磁测深（TEM）。同时，采用高精度GPS和恒温晶体的混合同步技术，实现了多测站、多分量、全天候的阵列式同步测量。

在样机的开发过程中，物化探所创新研发思路和发展模式，邀请负责样机工程化的中地装重庆地质仪器有限公司技术人员提前介入，按实用化要求，配合科研人员对三维电磁探测仪器进行设计开发，形成了大深度三维电磁探测仪器的加工工艺、生产流程、检测方法等。

样机研发出来了，但要实现仪器的工程化开发，仍有大量工作要做。负责分布式接收机开发的物化探所教授级高级工程师郑采君介绍说，样机是工程化研发的第一步，关键是实现探测功能，主要体现“能用”；而工程化研发，要在样机的基础上不仅实现技术指标，而且还要注重仪器的稳定性、可靠性及实用性，让仪器不仅“能用”，而且要“好用”“实用”“耐用”，还要操作便捷、外观美观。比如：由于各地的射频干扰不尽相同，就需要不断对仪器的射频抑制电路进行调整、试验，再调整、再试验，直到仪器在不同地区都比较适用。再比如：稳定性方面，三维探测要求多台站同步测量，往往是几十台甚至上百台仪器同时启动开始工作。而仪器数量的增加，工作时间的拉长，都使得仪器的故障率成几何级数增长。因此，每一台仪器的稳定性和可靠性都至关重要。

研发团队研究解决了仪器间的精确同步，仪器性能参数的自标定，仪器的一致性、稳定性与可靠性，以及超大功率场源系统的建立等一系列技术难题，实现了大地电磁测深（AMT/MT）、可控音频大地电磁测深（CSAMT）、时间域频率域激电（TDIP/FDIP）、磁性源瞬变电磁测深（TEM）等方法的三维测量仪器的工程化开发，生产出160kW、30kW、5kW系列多功能电磁法（CSAMT、TDIP/FDIP）发射机、分布式多功能电磁法(AMT/MT、CSAMT、TDIP/FDIP)接收机、频率域感应式磁传感器、10kW瞬变电磁发射机、瞬变电磁三分量接收机、三分量高温超导磁强计、三分量时间域感应式磁传感器等。

系统软件的开发与集成，则涉及了数据处理方法研究、数据管理、可视化等多个方面。物化探所教授级高级工程师吴文鹂介绍说，物化探所数据处理研究团队联合吉林大学、成都理工大学、中国科学技术大学等相关科研人员，开展了正确快速计算、压制地形影响、获取可靠三维电性参数、构建基于三维电磁数据的三维地质解释和地质模型等一系列研究。由于采集的数据来源于多种探测方法，如何从中提取有用信号，如何进行处理，最终如何形成可视化的三维地质模型，其中涉及大量、复杂的计算过程和方法。各研发小组分任务从单方法入手，从一维反演、二维反演再到三维反演，最后再进行多方法的集成，最终形成了集5种电法方法数据管理、人机交互建模、数据成图、数据预处理与正反演为一体的三维电磁探测软件系统。该系统不仅可方便快捷地浏览数据与输出测深曲线、剖面曲线、平剖图、三维切片等图形图像，而且实现了在windows操作系统和linux操作系统间的跨平台运行。

接受野外勘查实践检验，与国外同类商品化产品探测能力相当

仪器生产出来后，是否真正具备三维探测的能力，各项技术指标能否达到预期要求，都需要接受野外勘查实践的检验。为此，物化探所联合西安地质调查中心、南京地质调查中心、安徽省勘查技术院等单位开展了大深度三维电磁探测系统的试验应用研究。

试验测试包括对软硬件的性能测试和与国外主流的先进仪器进行对比。据负责这项工作的物化探所教授级高级工程师杨亚斌介绍，对仪器性能指标的测试，不仅针对多种电磁探测技术方法和软件系统，而且还涉及仪器装备的按钮、电池、重量、结构、数据显示等诸多小指标。为了测试仪器的适应温度，测试工作组分别在新疆哈密零下20多摄氏度和新疆克拉玛依地面温度高于50摄氏度的条件下对仪器进行了测试。此外，工作组还选择甘肃极干旱地区、内蒙古东部草原和南方阴雨潮湿地区进行了探测环境测试；在甘肃柳园特别颠簸的地段开展了震动测试；从河北到内蒙古、甘肃、新疆进行了上万公里的运输测试，最终提出了上百条改进意见。

通过野外场地功能试验，并与国外商品化仪器的对比试验，三维电磁探测工作方法得以进一步完善，仪器与软件性能得以进一步提升。利用完善后的探测仪器，项目组分别开展了矿产勘查、三维立体地质填图及深部结构探测3个层次的应用示范。在甘肃柳园、安徽庐江、江苏宁芜、新疆哈密的4个矿区进行的矿产勘查示范，取得了良好的勘查效果，其中在甘肃柳园圈定了3处找矿靶区，在安徽庐江黄屯硫铁矿区发现240米厚的铜金矿体。在新疆克拉玛依和甘肃柳园开展的三维立体地质填图示范，结果显示，方法技术系统对深大断裂和重要的隐伏岩体均有较准确的反应。在内蒙古扎鲁特盆地开展的深部探测试验，利用取得的电性参数，结合已有的钻孔资料，详细刻画了油气目的层及盆地基底的形态。试验结果同时显示，激电探测和瞬变电磁探测深度都达到近800米，可控源电磁法探测深度超过1500米，在雄安新区的探测深度达到了3000米。

一系列的试验示范应用结果表明，自主开发的大深度三维电磁探测技术方法、仪器软件完全可以胜任野外勘查研究，而且与国外同类商品化产品相比，探测能力相当，并有部分指标优于国外同类商品化产品。有了这套探测系统，我国真正实现了电法勘探由二维测量向三维测量的跨越，同时推动了我国大深度电磁探测装备的自主化。与国外同类设备相比，国产化设备价格仅是国外的50%~60%，而且销售方还可以在方法培训和设备维护、软件升级等方面提供便捷服务。

科技发展永无止境。目前，我国的三维电磁探测技术研究与国外相比仍处于跟跑或并跑阶段，在三维电磁探测仪器轻便化、网络化，电磁干扰识别和数据处理智能化，三维电磁多参数联合精细反演等多个方面都亟待进一步探索和研究。同时，急需对工程化样机进行产品化开发，并实现产品化仪器的推广应用。

可喜的是，物化探所目前已得到国家重点研发计划项目课题的资助，在解决大功率精细电流采样等关键技术基础上，将着手开展产品标定、试验、批量生产线等产业化条件建设，加快批量生产和推广应用，从而为深地探测提供先进、实用的国产化地面电磁探测利器。

9月17日，自然资源部中国地质调查局物化探所（下文简称：物化探所）牵头组织实施的国家重大科学仪器设备开发专项项目“大深度三维电磁探测技术工程化开发”通过了科技部组织的综合验收，提交了一整套拥有自主知识产权工程化的大深度三维电磁探测技术系统，将为我国“三深一土”战略实施提供有力的方法技术支撑，可广泛应用于深部资源勘查、城市地下空间探测、深部地质结构探测和三维地质填图等领域，标志着我国电磁勘探技术成功实现由二维测量向三维测量的转型升级和跨越式发展。

项目验收现场

作为2011年中央财政设立国家重大科学仪器设备开发专项资金的首批项目，致力于研发工程化的大深度三维电磁探测系统，研究工作包括仪器开发与工程化、软件开发与集成、系统试验与应用三大方面，旨在形成具有我国自主知识产权的大深度三维电磁探测系统，支撑我国科学仪器设备科技创新，打破国外垄断，填补地球物理电磁高精度测量设备国内空白，更好地服务国家能源资源勘查工作。

据了解，目前，我国地球物理电磁探测方法技术研究主要聚焦于二维测量方法技术，包括仪器研制、测量方法研究、数据处理与正反演模拟，基本是围绕二维测量方式开展工作，其二维观测往往不能比较全面地获得反映地下地质体空间展布的探测数据，从而制约了电磁探测技术的应用效果。该项目成功研发的大深度三维电磁探测系统采用分布式阵列测量技术，多条测线、多个测点进行同步观测，以获取高质量的三维观测数据和较全面的地下地质体信息，可为地下目标地质体的精细解释与推断提供更多的地球物理依据。

该项目由物化探所牵头组织实施，物化探所、重庆地质仪器厂、成都理工大学、中国科学技术大学、吉林大学、自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心和南京地质调查中心、安徽省勘查技术院等单位共同承担。项目历经5年，攻克了一系列关键技术，在三维电磁探测方法研究、仪器开发与工程化、软件开发与集成、系统试验与应用示范等方面取得重要成果。

在三维电磁探测方法研究方面，根据天然电磁场和人工电磁场的传播特点，结合地球物理电磁法仪器的发展和大深度精细勘查的需求，研究设计了5种电法的三维分布式探测方法技术，并通过场地试验和应用检验，实现了多源发射，面积上多点、多方位同步测量的三维电磁探测工作方法。

在仪器开发与工程化方面，在项目已有研究基础上，研究解决了仪器间的精确同步、仪器性能参数的自标定、仪器一致性、稳定性与可靠性，以及超大功率场源系统的建立等系列技术难题，实现了大地电磁测深、可控源音频大地电磁测深、时间域频率域激电、磁性源瞬变电磁测深等方法的三维测量仪器工程化开发，生产出了160千瓦、30千瓦、5千瓦系列多功能电磁法发射机8台套、分布式多功能电磁法接收机150部、频率域感应式磁传感器90部、10千瓦瞬变电磁发射机4台套、瞬变电磁三分量接收机60部、三分量高温超导磁强计10部、三分量时间域感应式磁传感器60部、三分量磁通门磁场传感器2部。

在工程化和产品化过程中，物化探所创新研发思路和发展模式，与中地装（重庆）地质仪器有限公司紧密结合，在样机开发过程中，产业化单位技术人员提前介入，配合科研人员按产品化要求对三维电磁探测仪器进行设计开发，形成了大深度三维电磁探测仪器的加工工艺、生产流程、检测方法以及仪器操作维护手册，完成了企业技术标准备案文件，提升了产品化样机的稳定性、可靠性和实用性，促进了市场推广和应用。

在软件开发与集成方面，实现了正确快速计算、压制地形影响、获取可靠三维电性参数及构建三维电磁数据的三维地质解释和地质模型的成果表达，开发集成了5种电法方法集数据管理、人机交互建模、数据成图、数据预处理与正反演为一体的三维电磁探测软件系统，可方便快捷地浏览数据与输出图形图像。

在系统试验应用方面，通过野外场地功能试验以及与国外商品化仪器的对比试验，完善了三维电磁探测工作方法，检验了仪器与软件性能；利用开发的方法技术系统在河北文安野外试验场、北京市大兴野外试验场、甘肃柳园花牛山铅锌矿区、甘肃柳园花牛山金矿区、新疆哈密拉伊克勒克斑岩铜矿区、内蒙古扎鲁特含油气盆地、新疆克拉玛依市达尔布特试验区、安徽庐江黄屯硫铁矿区、甘肃北山营毛沱-玉石山、江苏宁芜等试验区开展了试验研究和应用示范。根据取得的电性参数，建立了各试验区的地质-电性模型，圈定了7处找矿靶区，其中在安徽庐江黄屯硫铁矿试验区发现的电性异常经钻探验证，在深部310米以下见到铜金矿体。

集成研发的系统可全面实现时间域激电法、频率域激电法、可控源音频大地电磁测深法、音频大地电磁测深法、大地电磁测深法、瞬变电磁测深法等多种电磁探测技术方法的三维测量工作，因采用高精度GPS与恒温晶体的混合同步技术，实现了多测站、多分量全天候的阵列式同步测量，可以获取更高分辨率的电磁三维测量数据。

专家组一致认为，项目提交验收的资料齐全，圆满完成了各项目标任务，达到了考核指标要求；在三维电磁探测方法研究、仪器硬件研制、软件开发和集成、仪器工程化开发和方法技术示范应用等方面取得了系列成果，同意项目通过验收。项目的成功实施，使我国电法勘探技术实现了由二维测量向三维测量的跨越式发展，推动了我国大深度电磁探测设备的自主化、实用化和产业化进程。同时，作为项目牵头单位，物化探所创新发展思路，联合高等院校和地勘单位，创新形成了一条产、学、研、用紧密结合的发展道路，培养了一批我国地球物理电磁方法技术研究与仪器研发的高级人才，形成了相对稳定的研发团队，提升了物化探所和国家现代地质勘查工程技术研究中心、部地球物理电磁法探测技术重点实验室的持续创新能力。