为持续推进地球物理装备现代化建设，提高找矿勘探中中浅层（3000米以浅）地球物理探测分辨能力，助力新一轮找矿突破战略行动，8月25日至8月29日，中国地质调查局成都地质调查中心勘查室联合装备处在甘肃省陇南市某已知矿区对时频电磁系统进行了首次应用试验。

此次交付的时频电磁系统是近些年来电磁法的创新性成果，填补了中浅层（0~3000米）电磁探测的空白。与传统的天然场源电磁法相比，时频电磁法采用人工地面布设大功率场源，利用变频方波电流激发深部地质体，在地面进行电场、磁场分量观测，同时获得时间域和频率域电阻率。此外，还可以利用Cole-Cole模型并参数机器学习计算得到频率域极化率，二者相互约束，能够获得更加准确的地下地质结构，近些年在油气资源勘探、固体矿产勘查中该方法发挥了重要作用，尤其对硫化物矿床勘查有较好的应用效果。

本次应用培训试验选择已知矿床，从野外工作流程、仪器操作、野外数据处理等方面进行了全方位启用培训。同时，操作人员对比已知矿床，就反演结果与厂家开展了交流研讨并一致认为时频电磁法抗干扰能力强，在保证探测深度的同时大大提高了纵向分辨率，纵向探测分辨率能够基本达到米级，误差达到μV级，无论从定性还是定量方面都有较大的提升。

下一步，该系统会尽快投入到“上扬子西缘成矿带战略性矿产调查”“西南三江成矿带战略性矿产调查”等中心重点工作中，最大限度地发挥其探测深度大、分辨率高、抗干扰能力强的优势，努力让地球物理勘查在“新一轮找矿突破战略行动”发挥更大更有效的作用。

野外采集

野外培训

电阻率、极化率反演效果

“梦想”号行驶在海面上。

奚晓谦摄（人民视觉）

广东广州市南沙区珠江口，一艘巨轮静靠在码头边，上半白色、下半橙红色，船上的钻井架高高耸立，整艘船在晴空下分外耀眼。

这是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号。这艘国内最大吨位的科考船去年底试航成功，现已进入调试和内装阶段，预计今年内全面建成。

登上“梦想”号，走进实验室内装现场，一块块泛着银光的坡莫合金正铺设到墙上。“梦想”号监造组业务分组实验室工程技术主管何清音，忙着用磁强计对屏蔽层仔细检查。3000多块共1200平方米的坡莫合金，相当于3个篮球场大小，何清音要确保坡莫合金板之间的空隙不超过1毫米，且每一片坡莫合金板要完全贴合墙面，以免影响磁屏蔽效果。

“安装好磁屏蔽室很关键。大洋钻探取得样品后，要在屏蔽磁场干扰的实验室环境中进行磁学实验，从而确定地质矿产储层的年代、探究地球动力学及地质演化过程等。”何清音介绍，“实验室创新使用了全国产、达到国际领先水平的坡莫合金屏蔽层，对外部磁信号的屏蔽率达到99.8%，能够保证科研实验环境。”

作为全球面积最大的海上移动实验室，“梦想”号的船载实验室装配各种精密实验仪器超过150台（套），目前已完成水、电、气、风等十二大系统的安装工作，即将进行实验仪器的安装。

“钻探，是‘梦想’号最重要的能力。”中国地质调查局“梦想”号指挥部主要负责人周昶介绍，“钻探的目的是钻获地球内部的岩心，并获取其中蕴含的地质信息，进而解开地球深部的奥秘。”

钻探科学领域有这样一句话：“一万米钻深的难度堪比登月。”在技术创新和设备集成的支撑下，“梦想”号具备海域1.1万米的钻探能力。“这艘船致力于实现钻透地壳、进入地幔层的目标，这也是命名为‘梦想’号的原因。”周昶说。

“1.1万米的压力，对设备、水、电、液、材料都是一个挑战。”“梦想”号监造组组长殷宪峰介绍，全船涉及主要设备303项、生产图纸8300份、建造工序上万道，共集结了150多家科研单位参与建设，突破10余项关键技术。

行走船上，创新之处让人应接不暇。依托自主研发的船载岩心智能储运系统，岩心在船上就能实现自动转运和存储，如同“虾从海里捞起后马上放到冰柜里”，保证了样品的“新鲜”程度；应用蓄能技术和闭环电网，满载180名船员的情况下，可连续在海上工作120天，续航里程达1.5万海里；120万米的电缆铺设，全面覆盖信息化技术，实现了船岸智能协同。

距离船只建造现场不远处，与“梦想”号配套的钻探保障船、全球最大的海洋地质岩心库、我国首座深水科考码头等均已建成，将为“梦想”号运营提供强大岸基支持。

向海图强，需要科考利器。我国深海探测将以“梦想”号为重要平台，构建深海地质地球物理探测和钻探技术装备体系，为人类认识、保护、开发海洋作出新的更大贡献。

7月25日，中国地质调查局海口海洋地质调查中心（以下简称“海口中心”）“海洋地质二十六号”调查船在琼州海峡完成了列装后的首次“船装”结合海试工作，为形成海岛礁综合地质调查能力迈出了坚实一步。

等待海试的“海洋地质二十六号”调查船

根据计划安排，此次海试任务区域为琼州海峡，内容包括多波束、海洋磁力、单道地震、船舶动力系动等多项关键试验，旨在获取重要的试验数据，为下阶段开展海洋、海岛礁调查作业提供强有力的技术支持。

投放海试设备

多波束测量作为其中的一项重要技术，通过广角度发射和多信道定向接收技术，能够获取水下高密度条幅式海底地形数据，相比传统单波束测深技术，极大地提高了海底地形勘测的精度、分辨率和工作效率。在测量过程中，技术人员需进行严格的参数校正和对各项外部影响因素的改正，以确保测量结果的准确性。多波束测量技术在海底地形地貌测量、海洋工程以及海底管道和电缆探测等调查中发挥着关键作用。

海洋磁力测量是海洋地球物理调查的重要方法之一。它利用海底岩层的磁性差异，在海上进行地球磁场测定，在测量过程中广泛使用质子旋进磁力仪、光泵磁力仪等高精度测量仪器，但测量结果需要进行正常场校正、船磁校正和日变校正等处理，以消除各种干扰因素。海洋磁力测量在研究海洋地质构造、矿产预测等方面具有重要价值，尤其在大陆架区含油气盆地普查、海底扩张和板块构造研究中发挥着不可替代的作用。

单道地震测量也是此次海试的重点之一。它通过地震波的传播和反射来探测海底地层结构，具有能量适中、兼具地层穿透能力和地层分辨能力的特点，可获取海底以下 100-200米泥沙地层结构信息。在海洋工程地质勘查和地质灾害预测等方面得到广泛应用，可为了解地层形成过程、海底埋藏地质体识别等提供数据支持。

随着“海洋地质二十六号”调查船海试工作的顺利完成，船舶配备的装备和调查人员的核心技术能力将得到全面的检验和优化，为进一步探索海洋、开发海洋、保护海洋提供更加精确和可靠的支撑。

此次海试的成功，不仅进一步完善和优化了海口中心海洋与海岛礁调查装备体系，使装备实力与技术能力迈上了新台阶，还充分锻炼了船舶运维队伍与调查队伍的协作能力，为即将开展的海洋地质调查作业奠定了坚实基础。

江西赣州是一片壮怀激烈、神奇光荣的红土地，这里的每一寸土地都闪耀着历史与传统的光辉。

时代翻到了2020年这一页。此前，由于经济底子薄、基础条件差、贫困人口多、贫困范围广、贫困程度深，赣州成为全国较大的集中连片特殊困难地区、江西省脱贫攻坚主战场。今年4月26日，江西省政府举行新闻发布会，宣布于都等7个县（区）退出贫困县序列。至此，赣州市11个贫困县全部退出，赣南革命老区实现整体脱贫摘帽。

在这场史无前例的脱贫攻坚战中，一支奇兵——自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所出现在深壕坚堡前，从专业入手，从技术切入，干起了别人不善干的大事来：脱贫要治贫，治贫要助贫，穷根不除，还要返贫。

发展实体经济，把赣州建设成为全国稀有金属产业基地和先进制造业基地，是脱贫治穷的关键一招。但是，赣州又不能走传统的老路子，村村办矿，家家炼石，把资源优势折腾成生态劣势。经过深入地县情、乡情、村情调查，郑州综合利用所决定用创新思维从六方面持续发力：

——将钨、稀土、萤石等特色优势矿产资源进行深度研发利用；

——将矿山固体废弃物进行广泛综合利用；

——推动金属矿、非金属矿新技术研发；

——对矿山环境进行综合调查，经过治理后形成“绿色产出”；

——进行固废资源综合调查评价，力争变废为宝，产生效益；

——编制矿业产业规划和绿色矿山标准，使区域经济健康、绿色地向前发展，不走弯路。

由此可见，郑州综合利用所对扶贫工作就像经营自己的“责任田”那样充满深情，“谋矿已非从前样，春风化雨焕容光”。

于都润鹏矿业经改造后的生产现场图

科技薪火燃一片

赣州于都润鹏铅锌矿是一复杂共伴生的多金属矿。长期以来，由于矿床共伴生组分多、分离难度大，导致主要有价组分回收率偏低，精矿产品也因品位低，经济效益大打折扣。

找到症结后，郑州综合利用所决定利用技术研发优势帮助矿山解决“心头之患”。他们夜以继日地进行技术攻关，先后研发了铅锌优化分离技术、尾矿重选收硫技术、铅锌混合浮选技术、铅锌混浮精矿压力浸出短流程技术等多项技术。其中，铅锌优化分离技术通过药剂配制创新和工艺条件优化，可使铅回收率提高6.72个百分点，达83.45%，银回收率提高10个百分点以上，达64.84%，增加年直接经济效益523.74万元。

在尾矿重选收硫技术方面，该所提出采用重选回收替代浮选回收硫系统，使硫精矿品位保持在45%以上，硫的回收率增加20个百分点，年直接经济效益达90万元；运用铅锌多金属矿混合浮选工艺技术，使混合精矿各主要组分回收率大幅提高，铜达到93.69%，铅达93.55%，锌达91.94%，金达91.81%，银达97.66%，硫达93.19%，整体技术经济效果明显提升；运用浮铅尾矿锌硫混合浮选-分离技术，将流程改为先选铜铅，再锌硫混选，再进行锌硫分离，使锌回收率提高了0.63个百分点，电机功率下降150千瓦，吨原矿节约成本4.43元，实施后每天多产生效益1万余元，年增经济效益近330万元。经过多项技术改造，润鹏铅锌矿终于“滋羽鹏飞”。

接着，郑州综合利用所又把目光瞄向了宁都县河源锂辉石矿。该矿生产的是电动汽车电池的原料，市场前景广阔，但由于矿山锂元素回收率不高，经济效益并不理想。

通过研究，郑州综合利用所的专家们发现，造成锂回收率不高的原因是矿泥影响了药剂功能的发挥。为此，他们开展攻关，反复对比药剂，试图找到对锂辉石更为敏感的“高效捕收剂”。终于，功夫不负有心人，他们成功研发了一种名为“EL”的高效捕收剂，使浮选精矿氧化锂回收率提高11.3%。经测算，矿山通过选矿工艺的革新，不仅节约了资源，还可年增利润1200万元，抱上了一个大金娃娃。

江西铁山垅钨矿细泥中钨的回收一直是矿山亟待解决的技术难题。一般情况下，钨选厂细泥产率约为7%~9%，钨在矿泥中的损失率达20%。郑州综合利用所根据钨细泥尾矿矿物特性，结合离心机选矿机、悬振锥面选矿机等设备优缺点，开发出了“筛分-离心机预选-悬振锥面选矿机精选”的全重选工艺流程。该工艺可再次回收废弃矿泥中的残矿，最后得到WO3品位为23.43%、回收率达到41.62%的黑钨精矿。

在扶贫过程中，又一个难题横亘在郑州综合利用所面前：赣州会昌锡矿储量即将消耗完毕，需要尽快研发技术从锡尾矿中回收锡等有价组分。该所知难而进，通过设备组合优化、工艺条件控制和药剂创新，开发出了“锡石尾矿尼尔森重选抛尾——粗精矿浮选富集工艺技术”。这组工艺技术设计新颖，连接顺畅，要件闭环，最终抛尾量达到76.67%，大幅减少了进入浮选作业矿石量，重选抛尾也降低了细泥对浮选的影响，减少了浮选药剂用量，获得锡石精矿品位达9.73%，作业回收率47.88%，相当于提高现场锡石回收率的9%~10%。

赣州兴国县高岭土矿是当地一宝，但由于产品含铁高，销售价格低，花了力气但不挣钱。郑州综合利用所通过分析发现，该矿的铁赋存在云母中，采用传统磁选工艺很难分离出来。于是，他们结合现有工艺，引入超导磁选技术，大幅提高了磁场强度，实现了含铁云母的分离，铁含量由1.25%降低到0.52%，白度由74.5提高至93.4，产品价格由240元/吨提升至1400元/吨，为矿产品升级换代带来希望。

赣南高岭土矿分选后尾矿量较大，长期堆积在矿山周围，对环境影响很大。郑州综合利用所认为，这些都是放错地方的“垃圾”，完全可以变废为宝。工艺矿物学和综合利用技术评价结果表明，高岭土尾矿中主要含有石英、长石、云母、高岭石等矿物，其中石英含量高、资源禀赋好，晶体通透。于是，他们研发了“高温煅烧-水淬-重选-磁选-浮选-酸浸”工艺，把尾矿中有益组分进行分选，获得二氧化硅品位达99.85%，回收率达到35%；又把二次剩余尾矿用来制备轻质高强陶粒，充当建筑材料，实现了“吃干榨尽”。

就这样，郑州综合利用所在扶贫3年中，攻克了一个个工矿企业的“老大难”问题，正所谓“科技薪火燃一片，青山远望小康家”。

浮锌尾矿重选回收硫技改实施现场

睿智英才盈彩笔

人无远虑，必有近忧。

赣州市及所辖县域矿产资源丰富，山脉纵横，历史上就是办矿要地，目前大中小矿山百余座，矿点千余处，稀土、钨等矿产在全国乃至世界具有重要地位。

要谋划全市经济社会发展战略，既要充分发挥本地区的资源优势，又要积极推进“五位一体”总体布局，使矿业和其他产业协调发展。根据地方政府的迫切需求，郑州综合利用所集中科技力量，编制了4份市县矿业产业发展专项规划和1项产业发展专题报告。

知宝在其一，用宝在其二，惜宝在其三。《赣州高岭土矿资源产业发展规划（2017~2021年）》总结了国内外高岭土矿资源开发利用及产业发展现状，针对赣州高岭土矿资源特点及产业发展实际，分析了赣州发展高岭土矿资源产业的优劣势，提出了规划期内高岭土矿资源产业的总体定位、发展目标及主要任务，重点发展高岭土精深加工和陶瓷产业，建议建设崇义高岭土产业园、兴国（泉州）五金卫浴产业园和寻乌陶瓷产业基地等3处高岭土矿产业聚集区。地方政府对该规划极为赞赏。

接着，《赣州硅石矿资源产业发展规划（2017~2021年）》也问世了。该规划总结了赣州市硅石矿资源开发利用及产业发展现状，分析了赣州发展硅石矿资源产业的前景，提出了规划期内硅石矿资源产业的总体定位、发展目标及主要任务，重点发展石英砂、石英玻璃、石英板材等产业，建设石城硅石产业园、信丰粉石英产学研基地、上犹玻纤生产基地等6处硅石矿产业聚集区。此规划一旦实施，可安排数千人就业。

《于都县矿业产业发展规划(2016~2020年)》是地域性的专项规划。郑州综合利用所在全面总结于都县优势矿产资源及开发利用现状、矿业产业发展现状和存在问题的基础上，分析了矿业产业发展的前景，提出了规划期内产业发展的目标任务、产业布局和十大重点工程，通过延伸钨、铅锌、萤石等重点矿种产业链和优化产业布局和结构，推动矿业及延伸产业快速发展。

《兴国县非金属矿产业发展规划(2016~2020年)》具有异曲同工之妙。郑州综合利用所在全面总结兴国县优势非金属矿产资源及开发利用现状、产业发展现状和存在问题的基础上，分析了非金属矿产业发展的前景，提出了规划期内非金属矿产业的总体定位、发展目标及主要任务，明确了萤石、高岭土等优势非金属矿的产业布局、产品方向和重点项目，构建以萤石氟化工产业为龙头，高岭土陶瓷产业、水泥建材产业等为重点的非金属矿产业集群。

接着，郑州综合利用所又完成了《兴国县矿泉水地热产业发展前景分析报告》，通过调研兴国矿泉水、地热资源现状及现有2家矿泉水企业开发利用现状，分析了产业发展的前景，提出了产业发展的主要工作和建议，为兴国县矿泉水、地热产业开发指明了发展方向。

看起来，郑州综合利用所做的都不是“分内事”，不过他们深知，谋贫困区之发展蓝图，规划才是主轴和引领。

红色老区竞风流

在矿产资源丰富地区如何科学、绿色办矿，既有序开发金山银山，又留住绿水青山，是当前绕不过的大问题。

为此，郑州综合利用所的专家团队帮助地方政府根据本区域的矿产资源特点，谋划好绿色矿业发展示范区和绿色矿山建设。首先，他们结合地域地貌特点开展了赣州优势矿产绿色矿山建设标准体系研制，研究编制了《钨矿绿色矿山建设规范》《萤石矿绿色矿山建设规范》《离子型稀土绿色矿山建设规范》《普通建筑用砂石粘土绿色矿山建设规范》等4项赣州市绿色矿山建设地方标准，并通过细化相关指标要求，有效增强了标准的适用性和可操作性。

可喜的是，《钨矿绿色矿山建设规范》《萤石矿绿色矿山建设规范》2项标准已于2020年5月1日正式实施，为赣州市钨、萤石矿资源绿色开发提供了标准依据。它们是赣州市首批市级地方标准，也是江西省首批生态文明市级地方标准。该标准的广泛运用，使当地绿色矿山的建设、评估、认定和核查等工作有了可循之规。此外，《离子型稀土绿色矿山建设规范》和《普通建筑用砂石粘土绿色矿山建设规范》目前也已完成标准送审稿，有望在年内完成审查后发布。

江西铁山垅钨矿有限公司黄沙矿区是一个有着近百年开采历史的老矿山，以生产优质黑钨精矿而闻名，在第二次国内革命战争时期曾为苏区作出过重大历史性贡献。郑州综合利用所充分发挥技术和人才优势，为其绿色矿山建设提供规划指导，编制了《江西铁山垅钨矿有限公司黄沙矿区绿色矿山建设方案》。经过绿色矿山建设，该公司基本实现了矿区环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化和矿区社区和谐化，顺利进入国家绿色矿山名录库，成为赣州矿业的一张名片。

对历史遗留的矿山生态环境问题，郑州综合利用所应地方政府的要求，积极开展各类地质环境问题调查。于都地区历史上是办矿重点区域，专家组通过遥感图像解译，并深入矿山“梳头发”，共调查国土面积1921平方千米、各类矿山180座，基本查清了存在的各种地质环境问题，编写了《于都南部区域废弃矿山地质环境问题恢复治理建议》和《于都南部废弃钨矿山环境综合治理可行性调查报告》，受到了当地政府的高度重视。

有道是，弃矿复绿已开头，红色老区竞风流。赣州市境内老矿区颇多，生态环境欠账绝非毕一役之功就能解决，但郑州综合利用所矢志与地方政府紧密配合，在“十四五”期间将脚踏实地，一茬一茬接着干，在这片红土地上复绿、造绿、兴绿，打造出一个新型矿区。

2019年10月9日，在第二十一届中国国际矿业大会上，自然资源部中国地质调查局向社会展示了“航空地质一号”固定翼飞机模型。

“航空地质一号”固定翼飞机是目前全球首架且唯一一架集重力、磁场、航空摄影、高光谱遥感等于一体的航空物探遥感综合测量平台，在航空物探、航空遥感调查等方面性能达到国际领先水平。该机具有双发增压、安全平稳、节油环保、长航程、超低空飞行性能，能够同时开展航空重力、磁力、电磁场、航空高光谱、航空遥感摄影等多方法调查，可在砂尘、低温、湿热、盐雾、昼夜、复杂气象条件下工作，既可应用于高山、高原区的航空物探遥感调查，也可用于低海拔的平原丘陵和海域地质调查工作，可用于基础地质、能源、矿产、灾害应急、自然资源管理和规划等多个领域，是我国航空物探遥感调查在仪器设备和改装技术全面进入世界先进水平的一个重要标志。

“航空地质一号”是在引进的空中国王350ER飞机平台基础上，根据航空物探遥感装备技术特点和工作要求，经过专业改装专门从事航空物探遥感调查任务的专业调查飞机，飞机改装的相应知识产权归中方独有。“航空地质一号”获得了美国FAA认证（美国航空管理局适航证），也满足中国民航的飞行要求，可在中国、美国和世界绝大多数国家飞行测量。该机可在200—10000 米海拔高度范围飞行，航速可控制在280-500 千米/时范围内，最大航程达4000千米。

自2018年10月“航空地质一号”投入使用以来，自然资源部中国地质调查局航空物探遥感中心已在青藏地区羌塘盆地和南海海域开展油气资源航空物探调查、航空物探多目标调查等工作任务，共计完成5万测线千米，取得了很好的地质调查效果。下一步，该飞机将广泛应用于基础地质调查、矿产资源调查、地质灾害应急调查、土壤质量调查、生态地质调查等多个领域，将在支撑国家能源、矿产、水和其他战略资源安全保障，服务生态文明建设和自然资源管理工作中发挥重要作用。

SYZX系列绳索取芯液动锤

3500米全液压地质岩芯钻机在山东招远金矿进行勘探

今年是中国地质调查局勘探技术研究所成立60周年。

60年，一甲子，岁月峥嵘，成就辉煌。

作为我国第一家探矿工程专业科学研究机构，中国地质调查局勘探技术研究所以地质钻探装备与工艺技术的研发和推广应用为核心工作，通过引进消化吸收再创新、集成创新、原始创新等，60年来交了一份闪亮的成绩单——累计完成重要科研成果500多项，150余项获国家、省部级以上奖励。其中，国家科学技术进步一等奖1项、二等奖2项，国家创造发明奖和新产品奖6项，省部级科技成果一等奖10项、二等奖34项；拥有国家专利93项，中国专利优秀奖4项。如今，勘探所已成为我国地质装备与技术研发的领航者。

我国成立首个探矿工程科研机构，开启国产钻探装备自主研发新征程

新中国成立之初，国家确定了地质工作“大发展，大转变”的战略方针。探矿工程作为地质工作的重要手段，其技术基础却很薄弱。在上世纪50年代初期，当时国外的岩芯钻探已普遍推行金刚石钻探技术，而国内仍是“硬质合金、铁砂加钢粒”钻进，钻探设备主要是从前苏联和瑞典进口的低转速手把式和油压钻机。1956年，我国第一个五年计划进入实施的第四个年头，工农业大发展，急需各种矿产资源、能源、水资源。集中力量发展探矿工程技术的呼声也越来越高。

1957年1月，原地质部组建的我国第一个从事探矿工程专业研究的科研机构——地质部勘探技术研究所（以下简称“勘探所”）成立了。我国地质勘探装备自主研发的新征程由此开启。

建所初期，为发展适合我国国情的勘探设备，勘探所在国内最先开始了探矿工程小型设备和机具的研制工作，随后，岩芯钻机、物探钻机、坑道钻机、工程地质钻机、反循环水井钻机等，及其配套泥浆泵、钻塔等的研制工作全面铺开。在建所后的10年间，勘探所开展了多项探矿工程领域的开创性工作。比如：率先成功研制了我国第一套地质岩芯钻机；用液动锤首次进行全孔反循环取芯试验，并获成功；在国内最早开展了天然金刚石表镶和孕镶钻头的研制工作，并利用冷压浸渍法制造成功……通过10年努力，我国的地质勘探装备开始自给，探矿技术水平空前提高，使得白云鄂博、大冶铁矿，白银厂多金属矿，淮北、平顶山煤矿等大型矿产基地和多个水利资源勘探进程大大加快。

与钢粒钻进相比,金钢石钻进具有效率高、质量好、消耗低和操作轻便等优点。1960年，勘探所开始了天然金刚石钻头制造工艺研究，次年便试制成功我国第一批天然金刚石钻头和扩孔器。由于我国天然金刚石产量少，价格昂贵，生产难度大，为天然金刚石钻头广泛使用增加了难度。1969年，勘探所开始了人造金刚石钻头的研究，并于1974年首次进行了小口径人造孕镶金刚石钻进技术配套试验。随后，勘探所与河南省地质局合作，在河南地质九队午阳铁矿区第一次打出人造孕镶金刚石钻头的高水平。1975年，小口径钻探技术又进行了第二轮配套试验。到70年代末，我国仅用20年左右的时间走完了国外金刚石钻探技术发展所经历的100多年的历程。

此外，在工程地质钻探和水文水井钻探领域的设备研究也屡战告捷，坑探掘进技术和试验室选矿设备研究提交了多项有价值的科研成果。岩芯钻探从手把式低速钻机、大口径硬质合金和钢粒钻进，向液压式高速钻机、小口径金刚石钻进发展；工程地质和水文水井钻探设备，实现了多样化，钻进工艺日趋完善；坑探工程开始从手工作业向半机械化、机械化迈进。我国地质钻探和坑探工作从此朝着赶超世界先进水平的方向迈上了一个新台阶。

钻探服务领域扩大，钻探技术向多领域、多工艺和科学化发展

随着改革开放的逐步深入和国民经济的高速发展，我国钻探技术开始向多领域、多工艺和科学化发展。

20世纪70年代前的钻探技术，主要用于地质找矿和地下资源开采，而进入80年代，则应用到工农业建设和国防建设的各个方面。比如：山东青岛海上柔杆电钻炸礁工程，西藏羊八井地热开采，广东珠江口番禹大桥基桩施工，北京、廊坊等地的定向穿越马路、建筑物的非开挖铺管工程施工，以及北京十三陵蓄能电站锚固工程施工等。

根据市场急需，勘探所以《螺杆钻受控定向钻探技术》成果为依托，1991年开始了采卤对接井钻井技术研究，与湖南省地矿局、湘衡盐矿一起完成了两对对接井施工，到1995年末，共完成5对对接井，成功率达到100%。两井高精度直接对接成功，使我国水溶采矿技术进入了世界前列。盐业系统的老专家说：“这项技术开发成功，解决了我们几十年想解决而未解决的问题。”该技术的成功，不仅为盐业提供了一条低投入、高产出的途径，也为勘探所科研成果的转化提供了重要经验。

80年代初，为了满足各种高层建筑、高速公路、桥梁等基桩工程施工的需要，勘探所率先在国内研制大口径工程施工装备与技术配套，研制了GJD工程钻机、CG型全套管施工设备、大口径无循环施工机具与技术，以及大口径桩检测仪，目前已经形成了系列成套设备、器具及配套工艺，其中大口径无循环钻探技术在青藏铁路建设施工中发挥了重要作用。

1993年，勘探所针对广泛用于市政、电讯、电力、煤气、自来水、热力等管线施工工程的“定向钻进非开挖铺设地下管线技术”进行立项研究。1994年，第一条非开挖铺设的管道顺利完成。到1997年，勘探所自行研制成两种型号的非开挖钻具和器具，并用此设备完成了70多条管线铺设工程，包括穿越公路、铁路、首都机场飞机跑道和建筑物等，至目前已形成高效环保的GBS系列（5Ｔ－320Ｔ）钻机及配套施工技术体系。

冲击回转钻探技术在硬岩钻进中具有较高钻进效率。勘探所是我国首个开展液动冲击回转钻探技术研究的单位，至今仍在坚持这项研究。勘探所最初研制成功的5个系列的液动潜孔锤，品种达20多个，几乎涵盖了全部钻孔口径。后续又开发出了更大口径的、嵌岩桩钻进用的ZC-800型液动潜孔锤。勘探所的这一成果在国外引起了广泛关注，吸引了日本、德国、英国、俄罗斯、澳大利亚、古巴、泰国、越南等国家的专家前来考察。德国、澳大利亚、加拿大等在钻探技术方面比较先进的公司先后从勘探所购置了液动锤。该成果在英国权威杂志的《地质钻探》1995年第5期一经发表，有10个国家的13家公司来电来信索取资料和要求报价购置。

随着钻探技术服务领域的扩大，钻探工程面临的地质条件越复杂，施工难度也越大。如何提高钻探效率、保证质量、降低成本？勘探所根据生产需要及施工条件，将新技术、新方法进行配套，先后研发了小口径金刚石岩芯钻探、井底动力钻探、空气钻探、水力反循环钻探、大口径基桩孔施工等工艺。勘探所实施的原地质部“八五”攻关项目《中心取样地质钻探新技术》《液压顶驱式车装钻机》及《CD－3型岩芯钻机》，结束了我国钻探方法单一的局面，使我国钻探技术的整体水平有了较大幅度的提升。与此同时，勘探所还与各有关探矿机械厂共同合作，使常用钻探设备基本上实现了标准化、系列化和国产化。

钻探技术迎来发展新机遇，科学钻探体系进一步丰富

1999年，新一轮国土资源大调查开始实施。地质、矿产及资源勘查钻探技术的应用迎来新的发展机遇和更广阔的发展舞台。

在地质大调查项目、科技部“863”项目和危机矿山专项项目的支持下，勘探所完成了2000米全液压岩芯钻机及配套设备的研究，并在山东乳山金青顶金矿区完成了终孔深度达2212.80米（Φ76毫米 N级口径）示范孔的工程施工，创造了国内H级绳索取芯钻进深度及岩芯钻探套管应用深度的两项最深纪录。用自主研发的XJY-850无缝合金钢管材制作的Φ73毫米、Φ89毫米绳索取芯钻杆，在示范孔施工期间未发生孔内钻杆事故，标志着我国2000米地质岩芯钻探技术体系已基本形成，同时也结束了我国2000米以深钻孔绳索取芯钻杆依靠进口的局面。

全液压动力头钻机具有取芯钻进效率高和安全性高的特点，尤其在斜孔施工方面极其方便，可提高钻探质量。勘探所开发的YDX系列全液压岩芯钻机的所有功能均为液压驱动，操控精准便捷，与传统的立轴式钻机相比，取芯作业的效率及安全性大大增加，钻机采用模块化设计、先进的高转速动力头设计、负荷敏感控制液压系统等部件设计，提高了钻探工作效率，减轻了工人的体力劳动，提高了钻机工作可靠性。勘探所先后完成了300米、600米、1000米、1500米和2000米系列钻机的设计开发，并出口到澳大利亚、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、蒙古等国。

在地调项目的支持下，勘探所研发的高精度定向对接中靶系统——“慧磁”系统，实现了地下导航高精度定向技术的重大突破，也使得我国成为继美国之后第二个拥有此项技术的国家。从2003年开始，勘探所与中国机械进出口总公司合作，实施了土耳其BEYPAZARI天然碱采集卤项目钻井工程，到2010年12月共完成了56口井的定向钻井，获得了土耳其业主公司的高度评价。通过土耳其天然碱工程的实施，勘探所实现了从两井对接连通到多井对接连通的技术跨越。

2001年4月18日，受国内外地学专家高度关注的中国大陆科学钻探工程在江苏省东海县破土动工。该井井深达5158米，孔径256毫米。针对科钻工程中硬岩深井连续取芯钻进技术难题，勘探所完成了液动潜孔锤理论及工作原理的创新，攻克了液动潜孔锤零件设计、选材及加工方面的多项工程技术难题，配套开展了全面冲击回转钻进、绳索取芯钻进、液动潜孔锤跟管钻进、螺杆马达液动潜孔锤提钻取芯钻进及螺杆马达＋液动潜孔锤＋绳索取芯三合一钻进等配套工艺的研究，至2008年底基本完成了YZX系列液动潜孔锤及其配套工艺技术的研究与开发。科钻一井的统计数据表明，采用液动锤钻进施工，钻进效率提高54%，延长回次进尺178%，大幅度减少了施工周期、降低了施工成本，为科钻一井的顺利完成发挥了重要作用，并创造了单孔应用进尺和使用深度两项世界纪录，使我国的液动锤技术达到了国际领先水平。目前，YZX系列钻具已经成为国内外市场上实现规模化应用程度最高的产品，不断刷新的液动冲击回转钻进技术应用孔深和累计使用进尺等世界纪录，使我国在该领域的研究应用水平站在了世界之巅。

2007年10月22日，勘探所承担的松辽盆地“松科一井”主井（北井）钻探工程顺利完钻。这口深达1810米的科学探井，以取芯钻进1630米、岩芯直径92毫米、岩芯采取率94.59%的技术成果，为中国乃至世界的环境地质科学研究提供了丰富详实的必要信息。该井在实施过程中，综合运用水源钻探设备、岩芯钻探技术与石油钻井技术，为在复杂沉积地层环境中进行低成本钻探探索了一条成功之路。2014年，勘探所又牵头组织实施了“松科二井”科学钻探工程，目前进展顺利。

2008年至今，勘探所又以骨干成员单位参与了汶川地震断裂带科学钻探工程（WFSD）。期间，勘探所研制的深孔复杂地层取芯钻具和长半合管取芯技术，在提高高应力极破碎复杂地层的岩芯采取率、岩芯质量和复杂地层深部综合钻探效率等方面发挥了重要作用。其中，9米超长半合管的应用创世界纪录。

大力推进科技创新，多项钻探技术领跑世界

随着找矿突破战略行动、生态文明建设、国土资源“三深一土”科技战略的推进，中国地质调查工作更加聚焦国家重大需求和国土资源中心工作，更加关注重大资源环境问题和地球系统科学问题。勘探所按照中国地质调查局党组确立的建设世界一流新型地调局的目标，充分发挥科技创新的引领支撑作用，强力推进科技进步、人才成长和团队建设，自主研发了一批高精尖钻探技术设备，使我国在多个钻探领域领跑世界。

勘探所承担的《2000米以内全液压地质岩芯钻探装备及关键器具》项目，针对我国地质岩芯钻探技术与装备落后的状况，对全液压岩芯钻机及地质岩芯钻探关键器具进行了全面技术攻关，先后研制了系列全液压岩芯钻机、高强度钻探管材和绳索取芯钻杆、高效液动锤、新型事故处理工具等关键技术装备，突破了严重制约我国地质勘探工作发展的技术瓶颈，从而建立起我国2000米以内地质岩芯钻探技术体系，也使得我国由全液压岩芯钻机、高性能绳索钻杆进口国一跃成为出口国。2015年，该项成果获得了国家科学技术进步二等奖。

勘探所还自主研发了用于深部矿产资源勘查的3500米全液压岩芯钻探装备。该装备具有较高的机械化、自动化水平，配套高精度仪表及钻参系统，满足金刚石绳索取芯、冲击回转、定向钻进等深孔地质钻探工艺要求，既可用于深孔岩芯钻进，也可用于我国浅部石油勘探，以及新兴能源如煤层气、页岩气、干热岩等的勘探，既可以打丛式井，又可以钻进定向孔。目前，该钻机正在深部地质找矿和油气资源调查中发挥作用。此外，勘探所还研发了大型车载深井钻机、全回转套管钻机、反循环取样钻探装备、地质勘查深孔用高强度铝合金钻杆、轻便岩芯钻机、涡轮取芯钻进系统、大口径长钻程同径取芯技术等，填补了国内多项钻探领域的技术空白。

钻探过程中，孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故时有发生。针对此种情况，勘探所开展了76毫米和96毫米规格的小口径地质钻探波纹管护壁技术研究，攻克了小口径膨胀波纹管成形技术、膨胀波纹管悬挂锚固技术和多根膨胀管对接技术等三大关键技术难题，填补了该技术领域的世界空白。该技术能有效解决深部地质钻探施工中的孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故，其处理效果相比传统泥浆调配、水泥造壁等更加可靠安全，同时简化了钻孔结构、优化套管级数，大大降低了钻探成本，被誉为21世纪国际钻探工程领域的核心技术之一、小口径钻孔的“血管支架”。该技术在广西、山东、甘肃、福州等地进行了现场应用，完成了地质岩芯钻探超深孔护壁、长距离连续护壁、页岩气孔护壁、大斜度钻孔等不同类型的护壁任务，单次护壁长达21米，护壁深度达到2000余米。

自从2003年开始勘探所用自有技术在土耳其从事对接井工程，取得了土方业主的高度认可。鉴于勘探所与土耳其业主在工作中建立了良好的合作关系，2014年勘探所作为独立承包商签订了贝帕扎里天然碱矿钻井工程四、五期合同，共计145口井。2015年9月10日，由勘探所承担的土耳其卡赞天然碱地下工程开钻，标志着世界上最大规模的对接井水溶采集卤工程正式拉开序幕，该项目计划在2015年～2018年施工74个采卤水平井组，单井总数达222口。勘探所运用“慧磁”技术创造性地设计并实现了多井组的连通，真正使得地下“穿针引线”技术成为了现实；在施工中大胆创新，克服了地层结构复杂、地磁场异常、地层破碎严重等困难，积累了处理复杂问题的丰富经验。

60年风雨路，勘探所人用聪明才智和心血汗水铸就了一座座功绩累累的丰碑。在前期研究成果的基础上，近些年来，勘探所取得了4项国际领先技术成果：高精度对接连通井技术、液动冲击回转钻探技术、大口径长筒取芯钻探技术与小口径膨胀波纹管护壁技术；1项国际先进钻探技术体系：2000米以内地质岩芯钻探技术体系；2项国内领先技术：3500米全液压地质岩芯钻机与车载全液压深井钻机；实施了4项科学钻探工程：牵头实施“松科二井”工程、承担“松科一井”主孔工程施工作业、为中国大陆科钻一井工程提供核心钻探技术、为汶川地震科学钻探工程提供极破碎地层取芯技术。

步入新时代，继续为钻探技术装备研发贡献中国力量

党的十九大召开，中国特色社会主义步入新时代。新时代，世界抱以新期待。

步入新时代，勘探所将继续为钻探技术装备研发贡献中国力量：一是制定1.3万米科学超深井钻探技术方案。围绕国家实施科学超深井的需求，对实施我国超万米科学钻探工程的相关技术与装备研究开发提出了系统建议，形成一套满足1.3万米科学超深井的钻探技术方案，为我国入地计划的实施打下了基础，为超深井关键技术研究指明了方向。二是进行海域天然气水合物开采技术探索。针对海域天然气水合物开采面临的粉砂质地层低渗、松散无胶结等问题，综合应用水平井施工技术、多介质反循环钻探技术、定向对接连通井技术等，探索超大直径井眼扩径砂砾充填完井、水平井砂砾充填完井及对接井完井等技术，以实现增大产层接触面积、控制涌砂、抑制粉砂运移、举升排沙等目标，力争解决我国及世界海域天然气水合物开采的关键技术难题。三是拓展“慧磁”系统在地下热能开发的应用；“慧磁”系统为定向井提供关键技术保障，确保井组的平行，解决地热勘查开发关键技术难题，为最后热储层的压裂提供有利条件。四是拓展“慧磁”系统在矿山救援井的应用。勘探所创新提出了一套利用“慧磁”系统进行井下被困人员的定位和救援孔定向引导技术方案：在矿山井下预设磁信标装置，矿难发生后可由被困人员启动，磁信标可连续30天以上向外发射磁场信号，用于提示井下存活人员及所处位置，并精确引导地面救援孔钻入被困区域，提高救援效果和效率，为矿山抢险救援提供了一种高科技手段。

六十载峥嵘岁月，笔墨春秋著华章；六十年风雨征程，薪火相传见精神。勘探所将在支撑服务国家重大需求和国土资源中心工作的大路上勇往直前，继续在高精尖勘探装备和技术领域的研发领先国内，力争实现部分技术与世界水平并跑或领跑。

中国地质调查局北京探矿工程研究所研发的“一种用于柔性钻具的钻进轨迹保持装置”获国家发明专利授权。

超短半径水平井是指设计造斜率>300°/30m，曲率半径<5.73m的定向井，该种钻井技术可大幅提高单一井筒内的分支井布井密度，为油气、地热、稀有矿产资源开采提供新的技术方法。柔性钻具是实施超短半径水平井的关键核心工具，其多节铰接结构可满足超短半径钻进所需的较小曲率半径要求，但钻进过程中，柔性钻具的多节结构在井筒内呈螺旋屈曲状态，钻进轨迹控制难度极大。

该专利轨迹保持装置，安装于近钻头位置，内置永磁体和系列传动结构。柔性钻具弯曲时，传动机构将切割磁场产生逆弯曲方向的作用力，从而有效抵消地层或钻具自重导致的轨迹异常倾斜，实现自动纠偏，使钻头保持预设的钻进轨迹。

2013年以来，历经十余年时间，通过不断地更新换代和升级改造，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”）持续科研攻关，成功研制具有自主知识产权的感应式系列磁场传感器，其性能指标已达到（部分超过）国外同类型产品。

该系列传感器具有高灵敏度、低噪声和宽频带的特点，已从最初的单一频段发展到目前的多频段、宽频带，有效探测深度范围从几十米到数十千米，可直接适配于各类型国产地球物理电磁法仪器。物化探所目前已利用该传感器在江苏如东、天津滨海、辽宁青城子等地开展了应用示范工作，均取得了良好的效果，同时已销售到国内十余家地勘单位、企业和高等院校，产品质量可靠，应用成效突出，得到了用户的一致好评。

感应式磁场传感器的成功研制和推广，在自身取得经济效益的同时，还实现了助推国内电磁探测装备进步、打破国外产品垄断及其国内市场售价下调的效果。下一步，物化探所将在进一步加大国内市场推广应用的同时，努力开拓国际市场。

感应式系列传感器