创新地质勘探技术 助力国家资源保障发展

矿产资源是各国工业发展的重要战略支撑。我国作为制造业大国，对矿产资源的需求庞大且持续增长。然而，浅部矿产资源在长期开采后逐渐枯竭，深部找矿成为保障资源供应的关键。在此背景下，国家积极推进“新一轮找矿突破战略行动”，强调加强找矿装备建设，构建现代化绿色勘查技术装备体系，为地质勘探行业指明方向。中南大学地球科学与信息物理学院陈儒军副教授团队，凭借一系列创新科研成果，为地质勘探领域带来新突破，为国家资源安全保障作出重要贡献。

创新技术实现勘探深度跃升 破解矿与非矿区分世界难题

长期致力于地球物理仪器与信号处理研究及电法电磁法仪器研制副教授陈儒军。团队研发的大深度扩频激电技术，是应对深部找矿难题的有力武器。传统激电法勘探深度浅、无法区分矿与非矿激电异常，国际上先进大深度激电勘探仪器最大勘探深度小于700米，难以满足需求。团队创新性地结合扩频通信信号处理技术、微弱地球物理信号采集技术和物联网技术，成功研发扩频激电法与阵列式大深度高密度扩频激电勘探系统，将激电法勘探深度提升到1200米、同时极大提升勘探效率和勘探精度、可以通过多频带观测区分矿与非矿激电异常，使我国在该领域处于国际领先地位。

这项技术在多个方面实现突破。在方法原理上，通过同步激发和采集宽频带的扩频信号，有效抑制噪声干扰，提高信号质量。采集系统采用无线分布式高精度阵列式采集，能有效提取深层微弱信号、同时提升勘探深度和分辨率，满足矿与非矿激电异常区分需要。在数据处理方面，运用经验模态分解处理、相关分析、稳健估计、深度学习去噪及相对相位去耦法等先进技术，提升数据质量和抗干扰能力。

多矿种勘探实践验证技术有效性

扩频激电技术在实际应用中成果斐然。在湖南永州东湘桥矿区锰矿勘查中，该技术发现相对高极化异常带和“U”型盆状高阻基底包裹低阻的特征，经钻探验证，发现多条锰矿层，为后续类似地质背景找矿提供示范。在甘肃白银厂铜铅锌多金属矿床，面对强烈电磁干扰，进口激电仪器无法采集到可靠数据，而扩频激电法却能有效勘探，其发现的激电异常形态与验证钻孔揭示的矿体形态高度一致，有效勘探深度超1000米。在河南楸树湾斑岩型铜钼矿床，该技术利用不同频带的激电响应，有效区分矿与非矿激电异常，发现深部斑岩型铜钼矿体，钼资源量达10万吨，潜在经济价值200多亿元。此外，在西藏罗布莎铬铁矿、贵州某铅锌矿、江苏固城湖多金属矿等勘探中，扩频激电技术均发挥重要作用，为我国多种矿产资源勘探提供关键技术支撑，创造巨大的潜在经济价值。

系列国产化仪器打破技术垄断

除扩频激电技术外，陈儒军团队在地球物理仪器研发方面成果丰硕。团队研制的物联网（可控源）大地电磁仪，功能涵盖AMT/MT/CSAMT/CSEM。其本底噪音仅为加拿大同类仪器MTU-5A的1/50，低于德国的ADU-07，主要性能优于国外主流大地电磁仪，已广泛应用于地质勘探工作，多次助力找矿突破。

岩矿石标本阻抗分析仪也是团队的重要成果之一。作为电法和电磁法勘探的支撑设备，在国家重大专项课题支持下，其性能超越国际主流阻抗分析仪1260A，为地质和地球物理研究搭建关键桥梁，已在多个科研和勘探项目中得到应用。

浅层高分辨率瞬变电磁仪MIMO-TEM历经10余年研发成功，破解小线圈瞬变电磁衰减慢的难题，实现小线圈瞬变电磁的高准确度、高分辨率和大深度观测。该仪器可挂载在无人机上进行大范围高分辨矿产地质填图，适合沙漠、戈壁和永久冻土区快速勘探，也可在矿洞内对隐伏矿体进行三维高分辨率定位，目前正逐步推广应用。

成果不仅在国内23个省、自治区和直辖市广泛应用，还拓展到巴基斯坦和乌干达等国外地区，应用领域涵盖矿产勘探、油气勘探、地下水勘探、地热勘探、隐伏煤火探测、环境评价等多个方面，创造了显著社会和经济效益。

铬铁矿岩石物理研究助力资源安全保障

在铬铁矿岩石物理研究方面，团队同样取得重要进展。铬铁矿是铬的重要来源，我国作为全球最大的不锈钢生产国和消费国，铬铁矿对外依存度高达90%以上。加强国内铬铁矿勘探对保障国家战略性矿产资源安全意义重大。

课题组对来自巴基斯坦北部的铬铁矿石及其相关围岩样品开展研究，使用自研岩矿石阻抗分析仪测量低频范围内的频谱激电（SIP）响应，分析多种物理参数相关性，建立SIP数据库。研究发现铁铬铁矿（蚀变铬铁矿）的电阻率、极化率和弛豫时间与围岩差异明显，认为其是激电响应的主要载体。该研究成果发表于国际权威学术期刊《自然资源研究》，为频谱激电与岩石物理和岩石学结合研究提供新思路，对缩小勘探区域、助力国内铬铁矿勘探具有重要指导意义。

科研成果为我国地质勘探行业带来积极影响。技术上，突破传统勘探技术局限，提升我国在深部找矿、复杂地质条件勘探的能力，推动地质勘探技术向高精度、大深度、抗干扰方向发展。经济上，众多找矿突破发现大量矿产资源，创造巨大的潜在经济价值，为相关产业发展提供资源保障，促进区域经济发展。在资源安全保障方面，有效缓解我国矿产资源供应压力，降低对进口资源的依赖，增强国家资源安全保障能力。

随着研究的深入团队将继续围绕国家资源安全需求开展科研工作。正在研制2000-3000米勘探深度的三维扩频激电仪，计划研发三维电磁与三维扩频激电一体化采集、处理、反演和解释技术，综合勘探深度将达5000-10000米。新一代仪器将集成太阳能电池、无线充电、北斗授时、5G、物联网、人工智能等先进技术，实现海量勘探数据准实时反演，为地质勘探行业带来高效、精准和智能的革命性勘探技术。（弓彩凤）

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