探寻深地秘密

    1月8日，在2018年度国家科学技术奖励大会上，由何继善院士创立的大深度高精度广域电磁勘探技术与装备，获得国家技术发明奖一等奖。这也是国土资源领域首次获得国家技术发明奖一等奖。

    “深地探测既是我国的重大战略举措，也是世界各国竞相抢占的学科制高点。地下岩石坚硬复杂，深地探测极其困难。30万公里外的月球探测和海洋最深的马里亚纳海沟探测均已实现，但全世界至今没有实现13000米的深井探测。”何继善院士表示，加拿大学者迈隆·戈德斯坦将复杂的曲面波方程简化成简单的平面波方程，得到视电阻率参数，从而有了人工源电磁法测定地下电阻率的理论，建立了“可控源音频大地电磁法”。“该方法近半个世纪以来垄断了国内外的人工源频率域电磁法市场。但平面波近似只在浅部适用，有效探测深度不超过1.5公里，随着深度增加，公式误差增大，分辨率和准确度急剧降低，无法满足深地探测战略需求。”

    大深度高精度广域电磁勘探技术与装备，是以何继善院士首创的“广域电磁法”理论为基础研发的电磁成套技术和装备，也是我国以自主创新理论为基础研发的电磁探测成套装备。这一创新成果，打破了西方在该领域的垄断，使我国在电磁探测装备的研发上，实现了由仿制到自主研发的根本性转变。

    1996年，何继善院士开始广域电磁法理论研究。2006年，由中南大学和湖南继善高科技有限公司开始仪器装备试制并进行推广实验。

    原国土资源部在安徽冬瓜山矿区，开展了一项名为“危机矿山电磁方法有效性比对”的研究，即在已知地质资料的情况下，对国内外电磁法探测仪器有效性进行对比。包括美国、加拿大、德国等国家的电磁法仪器参赛，均宣告失败。由何继善院士自主研发生产的广域电磁仪却取得优异成绩。“我们的广域电磁法所用电流仅为欧美‘先进’仪器的五分之一，却在冬瓜山轻松地测到了有效数据，与已知的地质资料吻合，并在已知矿体旁边发现了新的异常。这打破了欧美仪器的神话。”何继善院士回忆说。

    2014年，继善高科正式推出广域电磁仪成套商业化装备，形成了具有完全自主知识产权的“中国智造”。

    2017年，江西省地矿局邀请包括继善高科在内的多家厂商参与勘探工作，要求实现3000米深度的精细勘探。由于现场地形恶劣，干扰严重，构造复杂，勘探深度大，其余厂商退出。经过广域电磁法团队的艰苦工作，获得了3000米深度范围内电阻率的精细分布，首次清晰地揭示了深部控矿岩体及控矿构造，与钻探成果一致，为江西省重要的塔前—赋春矿集区提供了勘探利器。

    近年来，继善高科先后在四川、贵州、湖北、安徽、辽宁、内蒙古、新疆、湖南等地不同地质环境下，开展了不同矿产的探测实践，证明这一装备可广泛应用于油气藏、页岩气、地热、金属矿等矿产的探测，并具有绿色、高效、低成本等突出特点。2015年起，中国地质调查局将其作为投标页岩气调查项目的标准方法之一。

    继善高科董事长李芳书介绍，着眼于国家“三深一土”战略，何继善院士团队正在致力于页岩气压裂三维电磁实时监测系统研究、大深度高精度干热岩勘探开发、高效频谱拖曳式海洋电磁法探测技术与装备、基于无人机的大数据电磁勘探技术与装备等地球探测领域的前沿研究。

    （本报记者 龙军 禹爱华）