矿产勘查技术-地球物理技术论坛现场

“杨文采院士是地球物理学家，中国大陆科学钻探主要参与者，中国地质科学院地质研究所研究员。2005年当选为中国科学院院士。杨文采在泛函分析的基础上建立了一个对各种勘探地球物理方法都适用的反演理论框架，改进了多种地震反演方法。以混沌理论、非线性地震反演方法，开拓了非线性地震反演的新方向，将该理论与方法应用于矿产勘查及建设工程基础调查，对大陆科学钻探主孔岩性构造进行了预测，后续的岩心钻探结果基本证实。”9月22日下午，当记者来到2016中国国际矿业大会矿产勘查技术-地球物理技术论坛现场，论坛主持人——中国地质调查局总工程师严光生对演讲嘉宾的介绍，把我们的思绪带到了地球深部的研究世界。在中国地质调查局首次设立的勘查技术论坛上，与会嘉宾围绕空中、地面、地下深部勘查技术等方面进行了充分的探讨。

关于雅江地球科学的话题

“在松潘-甘孜复理石盆地，三叠纪沉积主要是大陆边缘斜坡的浊积岩相矿床，这里有与浊积岩相矿床相似的泥岩和灰岩，位于被深水覆盖的大陆坡上的三叠纪浊流环境。雅江地区的复理石沉积包括一些结晶基地岩石穹窿，表现为出露的复理石盆地的根。2003年，一家石油公司在这里进行了勘探，发现了很多宝藏,比如初露的复理石盆地的根。在里面有各种各样的红色层级，慢慢渗透到表面上来,老旧的层级和新的层级重叠在一起。第一层级含有一些结晶的岩石，我们把它称作新鲜的盆地。矿体之上的复理石岩表面结构有的像海绵一样，有的像水晶一样透明。”杨院士通过PPT上面图像，给我们揭示了地层深部的一个个奥秘。

“为什么锂出现在雅江复理石残留盆地中？锂怎样变成锂辉石矿？锂辉石矿怎样抬升接近地表，成为可开采的矿？”为了回答这些问题,杨文采为我们分析了雅江盆地的构造演化和锂辉石矿化的成因。

“首先，我们利用三维密度成像方法对地壳结构进行分析，得到各层构造的密度分区图；用重力数据推断出雅江复理石盆地的动力学过程，将其划分为3个不同的阶段：第一个阶段在新生代之前，雅江地区的构造演化与松潘-甘孜地块是相同的。但是在新生代的时候，雅江地区的地壳结构发生了很大的变化，大洋板块往下，两个大地板块汇聚到一起，大海变得越来越小，很多层级在这个阶段形成了，所以松潘甘孜和钱塘江辐射到西边的古特提斯洋中。古特提斯洋的海水在俯冲过程中向下渗入地幔，锂的密度远远轻于海水中的钠和钾，难以在俯冲过程中向下渗入地幔。古特提斯洋的海水中的锂可以累积在海底，在俯冲过程中沉积在复理石盆地中，为后来锂辉石矿化提供了物质来源。在第二阶段，当海水一直流下来的时候，岩石变湿，温度开始变高，造成岩石圈部分发生了熔融，形成了地壳当中的岩浆房。因为地壳岩石的固结和重结晶变质，上面形成丰富的锂矿沉积，继续稳固并向下方蔓延。锂辉石矿在复理石盆地底部形成，受到冲蚀的地表物质填充了盆地，形成了巨厚的复理石沉积。上地壳流变得更加密集，形成三种不同的结构，下地壳流能够腐蚀其它地壳，在中地壳流变成物质向上挤出，使得中地壳增厚。在第三阶段，青藏高原的下地壳流东行到雅江复理石盆地，后造山热流上涌产生低粘度下地壳流,使复理石盆地得到抬升和冲蚀 ，雅江地区变成一个残留复理石盆地，锂辉石沉积在近地表出露。”

“通过以上分析，我们得出结论。”杨文采介绍，当海洋中的盐水向下渗透，穿过俯冲带，富锂盐水在浮力影响下集聚在海底；之后在雅江复理石盆地底部，岩浆热液作用导致锂矿化，产生最初的锂辉石矿体；当地壳增厚上升，并风化和冲蚀之后，锂辉石沉积才能抬升到近地表，成为具有开发价值的能源资源；对围岩和矿体进行化学分析的测试，验证了锂矿成矿作用模型。复理石盆地在全世界广泛分布，它们其中的一些盆地已经抬升，锂辉石具有开发潜力。

航空地球物理勘查技术快速发展

“熊盛青是中国国土资源航空勘探遥感中心副主任、总工程师、博士生导师，长期从事航空地理遥控技术研究和科学管理工作，荣获国家省部级科技奖，出版多部专著。”主持人把下一位嘉宾请到了台上。

“‘十二五’以来，能源和矿产资源更加呈现刚性需求，国家持续加强了战略性资源的地质调查与勘查工作，航空物探工作量保持在每年约50万公里~60万公里。通过推进‘空地一体化’战略，各地加大了对航空物探异常的查证，全国新发现了一批矿床和矿产地。”熊盛青教授介绍，国家“863”计划主题项目《航空地球物理勘查技术与装备》等的实施，促进了我国航空物探自主创新，形成了以自主研发仪器为主的现代化航空物探技术体系，尤其是航磁全轴梯度测量技术、航空重力测量技术和航空电磁测量技术得到快速发展。

“在航空地理物理勘查技术方面，我国取得了多项进展。”熊盛青说，首先，航磁测量技术实现多参量测量，航磁全轴梯度勘查系统实现工程化应用；其次，研制成功航磁三分量测量系统样机，试验飞行取得了可靠的数据，为开展航磁矢量测量奠定了坚实基础；第三，研制集成无人机航磁测量系统，初步达到实用化；第四，航空重力勘查技术的理论和装备研发取得突破，研制出新型航空重力测量系统，填补了国内空白。新型航空重力仪广泛应用于陆海油气调查和勘查，在黄海、渤海、新疆、塔里木等陆海区域油气调查中得到广泛应用，获取了大量高精度航空重力数据。

“在航空电磁测量技术方面，时间域测量技术发展迅速，开始工程化应用。”熊盛青介绍了系统的发展：直升机时间域航空电磁勘查系统目前已达到实用化，攻克了磁矩、噪声、深度等关键技术，用于金属矿产勘查和地下找水，在河南、内蒙古和黑龙江等地开展了矿产勘查、水文地质勘查应用，发现多处航空电磁异常，获取了高精度的电性参数信息。固定翼时间域航空电磁勘查系统试飞成功，并获取可靠数据，为实用化奠定基础。

先进的技术要在实践中得到证实。在谈到航空地球物理勘查技术应用取得了哪些实现效果时，熊教授介绍：一是被广泛用于中国航空航天领域，2011年以来，在重点成矿区带和重要油气盆地开展了1∶5万高精度航空物探调查和综合地质研究，为找矿快速突破提供了丰富的异常信息、基础资料及综合研究成果，完成航空物探测量300万千米以上，覆盖面积100万平方千米以上；发现异常23000处，划分找矿预测区491处；查证航磁异常938处；发现铁、铜、铅、锌、铀等金属矿产地118处。二是空地一体化助推找矿突破。航空重力测量在新疆进行油气空间探测，提出塔里木盆地前寒武系发育“裂-坳沉积体系”烃源岩的新认识；优选5处重点油气预测区块，为区域油气调查评价与战略选区提供参考信息。三是编制出版了首套中国陆域航磁－地质构造－矿产预测系列图、全国航磁油气调查成果图，为深化全国大地构造研究、油气资源远景评价做出了贡献。基本摸清全国铁矿资源潜力，预测全国铁矿资源量约1935亿吨、已探明储量601亿吨、资源潜力约1334亿吨。

“以满足国家需求为导向，以国际先进水平和增强生产能力为目标，以关键技术研究为突破口，以提高航空物探测量系统整体性能和测量精度为重点，在技术水平与调查能力等方面得到快速发展。”熊盛青向与会者介绍了航空地球物理探测技术的明确发展目标：提高探测分辨率、探测深度和探测效率，发展航磁矢量测量和全张量测量技术，自主研制勘查系统，全面实现航磁多参量测量；研制适用于资源勘查和环境监测的新型高能量分辨航空伽马能谱测量系统；大力发展航空重力和航空重力梯度测量技术，实现仪器和软件的国产化；开发大磁矩时间域航空电磁测量系统，探测深度达到800米~1200米，为深部找矿和环境调查提供新的技术手段等。

彩虹无人机大幅度提高作业质量

“石文研究员现任中国航天空气动力技术研究院无人机飞行器总体设计师，是这个领域里著名的专家，长期从事飞行机的总体和气动力设计实验阶段，技术经验丰富。作为总体和气动力技术负责人，牵头突破了多项关键技术，取得了很多丰硕成果。”严光生总工程师的介绍，把与会者带到了无人机的世界。

“我们知道，航空物探既是一个长时间的枯燥工作，也是一个超低空飞行的危险工作。而无人机没有驾驶员，能够自主飞行，尤其是比较长航时的远程，它可以昼夜飞行，现在达到连续飞行50多个小时，未来几年可以中低空飞行100多个小时，过两年航程可以达到1万公里，一次出动作业时间大幅度增加，作业效率大幅度提高。”谈到无人机的发展，石文研究员信心满满。

“近些年来，我们在无人机发展方面取得了显著成效：2013年，我们与中国地调局物化探所和航遥中心合作，将无人机用于航空物探，航磁和航放的技术改装和初期试验，2014年进行了改进，2015年进一步完善，实现无人机平台与航磁航放系统集成，解决了无人机航磁航放系统总体、气动、电磁兼容综合集成等方面的技术问题；在国内外首次实现搭载多参数航空物探载荷的中小型无人机航空物探综合站。”

石文介绍，在关键应用方面，解决了超低空地形跟随技术；通过电子地图的加载与显示，解决了规划过程中航迹点添加、编辑、作业区域确定、航线间距等问题；对于一些要跨越的大高度山体障碍，通过提供友好的人机交互界面、航迹点编辑、辅助工具等，方便了任务航迹规划，增强了危险点自动提取与高度切换航迹点添加功能；突破低成本、超低空飞行远程测控技术，通过海事卫星、超短波电台等技术手段，成功实现大范围、超远距离的数据实时通信。

先进的技术需要成果的验证，石文介绍，在黑龙江嫩江县多宝山整装勘查区，CH-3航空物探系统在大比例尺作业飞行中具有较大优势，数据采样密度较大，具备较强的实际作业能力。2015年，在新疆喀什地区开展了1∶2.5万航磁应用示范工作，设计工作量10000测线公里，实际完成工作量11651测线公里，超额完成了任务，测线分布均匀，保持比较好，满足了设计要求。

“我们愿开放心态，与国内无人机同行及地质调查部门开展广泛合作，促进共同发展，以突破传统概念制约和提倡创新为主题，将航空物探需求和工业部门的技术潜能及发展相互结合，为无人机成为我国未来的主力航空物探装备之一做出应有的贡献。”石文表示。

电磁探测技术须向三维进军

“林品荣是中国地质科学院的高级教授，主要从事电磁技术探测研究，组织承担了国家重大的仪器设备和863的一些重点项目，对我国自主大深度、多功能电磁探测系统进行了研究并进行推广。”随着严光生总工程师的介绍，又把与会者带入了一个三维探测的世界。

“我们知道，电磁探测技术以获取的参量多，探测深度大，在地质调查和深部探测研究中得到广泛应用，特别是在多金属矿产、地下水资源、油气资源和深部地质结构探测等方面发挥越来越大的作用。”

林品荣教授首先介绍了国外这方面发展的情况：加拿大凤凰地球物理公司开发了以30KW为主的V8多功能电法系统，在我国的地质调查中应用效果较好，超过了200套；加拿大矿泰公司开发了大功率的激电与音频大地电磁测深相结合的全景三维分布式电磁法系统等。这些系统的人工源电磁法部分，受发射功率和探测深度的限制，主要适用于中浅部（2000米内）的资源勘查。目前国外正在向更大的大功率或级联式的大功率大深度全三维电磁探测方向研究发展。

林品荣介绍，在国内，中国科学院地质与地球物理研究所开发了可控源音频大地电磁测深与大地电磁测深相结合的SEP系统。中南大学开发出超过100KW的广域电磁法系统。中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所在国家“863”重点项目支持下，开发出60KW的国产大功率多功能电磁法系统（DEM-V），实现了时间域激电、频率域激电、可控源音频大地电磁测深、音频大地电磁测深的测量，填补了国内空白,并取得了良好的应用效果。

“总体来讲，国内开发的仪器大部分是样机，基本上是适用于一维二维探测。而地下地质体大多呈现二维三维的分布，所以说现有技术不能满足地下三维地质体的精细勘查。基于这种现状，我们提出研发大功率、大深度勘查的三维电磁探测技术，满足复杂条件下的二三维探查需要。”林品荣提出了三维电磁探测技术的研究目标。

基础与支撑、务实与合作、互信与共赢，这是2017中国国际矿业大会期间举办的“第三届国际地质调查局长论坛”给记者印象最深刻、最直观的几个关键词。

屈指一算，从2015年的第十七届中国国际矿业大会至今，国际地质调查局长论坛已经连续举办三届。作为今年大会议程中与国际矿业部长论坛、企业高层（CEO）论坛以及新设置的“一带一路”矿业合作论坛并列的四大高层论坛之一，在近几年矿业形势持续低迷的背景下，该论坛的举办更加凸显出基础性地质调查工作对支撑矿业发展的重要作用。

据了解，本届论坛依然由中国地质调查局主办，邀请了尼日尔、尼日利亚、蒙古、加拿大、伊朗、摩洛哥、几内亚、苏丹、阿根廷、秘鲁等11个国家的矿业部副部长、非洲地质调查联盟主席和地质调查局局长、副局长等有关领导人作主旨发言，围绕各国和全球的地质矿产矿业政策、矿业投资机会、地学合作展望等内容进行了深入介绍，表达了加强国际地学合作研究和地质调查国际合作的积极愿望。

中国地质调查局党组副书记、副局长王研主持论坛。他表示，各国相关负责人在介绍本国有关情况的同时展望了地区合作的未来，提出了推进国际矿业发展的真知灼见，论坛取得了丰硕成果。

中国地质调查局党组副书记、副局长王研主持论坛。

地质调查支撑矿业发展

“我相信，随着未来基础地质工作的不断成熟，我们的矿业开发效率也会有显著的提高。”秘鲁地质矿产与冶金研究院院长奥斯卡·胡博特·博穆伊·维拉德在介绍秘鲁地质矿产与矿业投资机会时表示。

据了解，秘鲁矿产资源丰富，其矿业开发历史悠久。2009年4月，中国地质调查局与秘鲁地质矿产冶金院签署了地学合作谅解备忘录。在合作协议框架下，中国地质调查局南京地调中心与秘鲁地质矿产冶金院分阶段开展了地质与地球化学填图、区域地质调查、数字地质填图、成矿地质背景对比研究、地质年代学和地球化学研究等多方面的合作，取得的成果也得到秘鲁有关政府部门的高度肯定。

有专家表示，秘鲁是南美洲的矿业大国，随着中秘地学合作的深入开展，目前双方的合作基础已经非常牢固，这十分有利于双方的优势互补，不管是在地质调查方法技术的学习交流方面，还是在促进矿业合作及合理高效开发方面，都具有十分重要的意义。

阿根廷地质矿产调查局局长胡里奥·里奥斯·戈麦斯表示，该国具有丰富的矿产资源，有巨大的开采潜力，同时还具有很强的与其它国家和组织合作的意愿。他认为，开放的合作环境对于阿根廷矿业的发展十分重要。

中国地质调查局与阿根廷在地学方面的合作始于2010年。近年来，中国地质调查局发展研究中心与阿根廷地质调查局在阿根廷开展了地球化学填图和资源潜力评价合作项目，建立了地球化学数据库，引导中资企业在该区登记探矿权，为阿根廷培养了一批地质、化探的专业技术人才。

据胡里奥·里奥斯·戈麦斯透露，阿根廷下一步有一个“宏伟的计划”，将与中国共同开采该国的锂矿和盐湖资源，并希望在钾盐、萤石矿等方面开展更多的合作。“我们需要一起合作交换成功的经验和专业知识，还需要一起进行开采可行性计划的评估。”他表示。

对于地质调查工作薄弱，矿业开发程度尚低的尼日尔、尼日利亚、苏丹、摩洛哥、蒙古等国来说，更需要强调基础地质工作对于其矿业发展的重要意义。非洲地质调查联盟主席、尼日利亚地质调查局局长亚历山大·恩杜布斯·魏哥布表示，目前非洲地调联盟正在参考中国地质调查局的某些做法，拟在非洲国家之间形成统一的地质工作标准，统一地质调查数据、成果信息等的生成标准，以求非洲国家之间能形成一种合力，共同推动非洲大陆的矿业发展。

地学研究推动矿业进步

国际地科联（IUGS）主席成秋明在论坛上详细介绍了IUGS正在推进的一些地球科学国际合作项目的情况。他表示，国际地科联有非常独特的机会，可以和不同学科进行合作，解决非常复杂的地球科学的问题，包括能源、资源、环境以及自然灾害等问题的研究，最终目标就是要推动国际协作、推动全球性地质问题的研究，解决全球范围内的重大科学问题。

“目前，全球地质工作机构创造了大量的研究数据，包括模拟、观测、检测的数据，还有来自太空、深海、地球深部的数据等等，并且人们正在利用这些数据解决实际问题。”成秋明表示，国际地科联非常鼓励大家分享自己的数据，根据有关协议开放国家间的地质大数据共享，推动社会科学家、地质科学家及工程师共同商讨解决问题的方案，通过推动相关技术的进步推动矿业的发展。

加拿大自然资源部助理副部长玛丽安·坎贝尔·贾维斯则在发言中表示，公益性的地质资料对于矿业发展的支持非常重要。她表示，地球科学是加拿大基础地质工作中非常重要的一部分，公众如果可以便捷地得到相关的地图或其它地质信息，能够有效减少加拿大地球科学方面的风险。

与会人员专心致志地聆听发言。

据了解，加拿大的矿业开发十分注重相关社区的共同发展问题，有关法律要求矿业开发必须保证相关社区能够通过矿业的发展得到最大的好处、最大的发展和有效的环境保护。玛丽安·坎贝尔·贾维斯表示，地球科学可以帮助政府部门制定有关法律法规，确保这些条款的出台是基于科学证据的。同时，地球科学研究也能帮助矿业开发方明确矿山在勘探、开采，一直到最后的关闭之中会面临什么样的问题和挑战。目前，加拿大也正在探索创新地球科学研究方法，并运用这些方法找到新的地球探测工具，拓展地学研究的领域和深度，以求对未来的矿业勘查开发起到推动支撑作用。

加强合作共享发展

论坛结束后，王研代表中国地质调查局与阿根廷签署了化学地学大科学计划和全国地球化学填图，锂矿、地热资源调查的项目合作协议，与伊朗签署了海洋地质调查和岩溶、水文地质研究项目合作协议，还分别与尼日尔和苏丹签署了合作谅解备忘录。

据了解，自1999年以来，中国地质调查局已经与全球近60个国家和地区签署了地学合作谅解备忘录，累计开展了100多个合作项目。

王研表示，虽然目前全球矿业出现回暖迹象，但是复苏之路并不平坦，我们必须清醒地认识到促进矿业复苏是一项长期而艰巨的任务，还有很长的一段路要走。源于相同的目标、共同的设想，中国地质调查局与相关国家地调机构签署谅解备忘录和项目合作协议，是合作的开始也是关键的一步。

王研指出，当前，新工业革命正在孕育，从科技革命和产业变革来看，以全球变化地球各层圈相互作用研究为核心，推进多科学综合与集成成为共识，创新驱动为推进传统地质科学向以地球系统科学为核心的现代地球科学转变提供了机遇。大数据、云计算、移动互联网等则为矿业开发理念、方法手段、重大变革提供了契机。而现代地球观测和探测技术的不断涌现与快速发展，人类对于地球、海洋乃至太空的探测将变得越来越容易一些，进而有可能形成从空中到地面，从地球表面到深部，从地球到太空的立体探测技术体系，极大地提高探测深度、精度和广度，进而大幅度提升拓展矿产勘查、矿山采掘的能力和范围。

“中国地质调查局将以创新驱动发展，以务实精诚合作促进各国地质调查机构互利互惠合作共赢，谱写全球矿业发展新篇章。”王研表示，下一步，如何加强双方和多方矿业企业合作，建立长期沟通合作机制，促进科技创新和经验交流，增强战略合作与互信，加快矿业共赢发展，是大家共同关心的话题和面临的艰巨任务。同时也应相信，在大家的共同努力下，全球矿业发展一定会迎来灿烂美好的明天。

各国相关领域代表发言。