“150kw大功率电磁深部探测系统”，是陕西地矿集团有限公司在落实找矿突破战略行动中“揭榜挂帅”重点科研项目，由陕西地矿物化探队有限公司（以下简称“物探队”）“陕西深部找矿地球物理研究中心”（以下简称“研究中心”）青年团队，耗时近两年时间，攻克了“四项核心技术”独立研发的大功率物探装备，为国内首台套，具有自主知识产权。近年来，在中国地质科学院、中国地质调查局、陕西省自然资源厅等单位多个项目应用中，提供了高质量物化探技术和装备支撑，实现了找矿重大突破，为国家和陕西能源开发。

一、作风优良 青年团队是一支敢打硬仗的先进集

“研究中心”青年团队带头人—刘建利：物化探教授级高级工程师，注册地球物理工程师，硕士学位。现任陕西地矿集团首席专家、物化探队党委委员、总工程师，聘任长安大学兼职教授、西安石油大学硕士研究生企业指导教师、中国地球物理学会科技推广委员会专家委员、中国地球物理学会金属矿勘查专委会委员、陕西省地球物理学会常务理事。主持完成重大物探勘查与科研项目 20 余项，获得 9 项专利授权、5 项软件著作权，发表专业技术论文 20 余篇，出版专著 2 部。2010 年被授予西安市劳动模范，2017 年被评为国土资源部全国地质勘查行业最美地质队员，2018 年荣获陕西省国资委国有企业杰出人才奖—科技创新标兵。2021 年荣获全国能源化学地质系统“大国工匠”荣誉称号，2022 年荣获陕西省劳动模范，2023 年获陕西省企业“三新三小”创新竞赛项目优秀成果一等奖。

团队核心成员19人，平均年龄35岁；研究生学历5人，本科学历14人；高级工程师8人，工程师11人。2008年-2017年，以刘建利为核心的青年项目组，曾连续10年奋战在人迹罕至的巴丹吉林沙漠。他们秉持“三光荣、四特别”精神，大力弘扬“爱国奉献，开拓创新，艰苦奋斗”的优良传统，在中国地质调查局实施的“银-额盆地及其邻区石炭--二叠系油气资源远景调查综合物化探项目”中，潜心研究，攻克了沙漠区勘查诸多技术难题，解决了油气基础地质调查与评价方面的许多关键地质问题，定量解释了银额盆地石炭-二叠系的埋深、厚度与断裂构造。野外验收和年度成果评审，均被自然资源部、中国地质调查局等单位组成的专家组评为优秀。该物化探项目成果2014年荣获“中国地质调查成果一等奖”、“国土资源科学技术二等奖”。优选的2个有利勘探区，经油气公司2015年勘探后，获得了高产工业油气流，拐参1井获得日产原油20m3、天然气2000～3000m3的高产油气流，实现了银额盆地新区新层系油气勘探的重大突破。

总之，“研究中心”团队成员都是精兵强将，是一支不畏艰难困苦、作风过硬、能打胜仗的青年集体。

  二、攻坚克难 成功研发“150kw大功率电磁探测系统”

2019年，物化探队中标承担了中国地质科学院“冈底斯构造带关键地区深部地质调查—大地电磁测深和CSAMT探测技术示范”项目，工作区位于西藏甲玛矿区，工作周期为3年。在正在开采的噪声干扰很大的矿区开展多场源张量CSAMT深部找矿，任务艰巨，责任重大，是一次新的尝试和巨大挑战。而且，西藏甲玛矿集区地形地貌险峻、地质情况复杂、矿区干扰严重、技术条件复杂，存在诸多种不利因素。如何才能克服这些困难、解决这些难题、创新应用新方法取得良好的找矿效果？为此，经陕西地矿集团批准，陕西省地球物理学会批复，2019年3月物探队成立了“陕西深部找矿地球物理研究中心”。“研究中心”团队成员在刘建利同志的带领下，锐意探索、躬身实践，根据勘查区域特性，查阅大量资料，多次与大专院校的老师和专家请教、交流，通过大量试验、深入研究和反复验证，耗时近两年时间，开发了国产150kw大功率电磁发射系统和加拿大进口V8电法工作站接收系统配合使用的新功能。将发射电流从20A提高到了80A，大幅提高了抗干扰能力、分辨率和有效探测深度，攻克了多场源张量CSAMT场源敷设、收发距确定、接收采集、提高探测深度、压制矿区复杂电磁干扰等多项技术难题，成功研发出了一套“150kw大功率电磁探测系统”，首次在国内成功建立了大功率CSAMT技术应用示范，并总结出了一套以150kw大功率三维多场源张量CSAMT和三维MT为主要手段的物探深部找矿工作方法。应用该技术体系突破性的将有效探测深度提高到5km，成功获取了甲玛矿集区三维地球物理模型和三维电性结构，查明了0～5000m深度矿体赋存状态，圈定了2处找矿靶区，经钻探验证见到了206米巨厚的矽卡岩型铜多金属矿体。中国地质科学院、中国地质调查局有关专家对该项目成果给予了高度评价。同年，物化探队被中国地球物理学会授予“地球物理科技推广试点单位”。

三、创新突破，“四项核心技术”达到行业领先

“150kw大功率电磁深部探测系统”，创新突破了“四项核心技术”，实现了大功率可控源电磁测深、瞬变电磁、激电中梯、激电测深、全域视电阻率法等多种探测功能，是一套探测深度大、精度高、行业领先的物探技术装备。

一是突破了高压恒流发射技术瓶颈。在硬件方面，攻克了高压发射控制技术，将恒压发射模块扩展为恒压/恒流发射模块。在原有恒压模式下的电压信号控制基础上，增加了恒流模式下的电流控制，且二者可以互相转换，发电机的输出不再是380伏的恒压，而是电压随负载的变化自动调节以保证恒流输出，电压自动调节范围达150伏～2000伏。

二是实现了大功率整流逆变技术。该系统发射机可以根据工作方法的不同发射不同的波形，既可以发射频率域电磁法需要的谐波，又可以发射时间域电磁法需要的方波；扩展了时间域电磁探测技术，集成了频率域电磁法和时间域电磁法于一体，实现了大功率可控源电磁测深、瞬变电磁、激电中梯、激电测深、全域视电阻率等多种探测功能。

三是解决了长稳时钟同步控制技术。利用GPS秒脉冲长稳时钟同步技术进一步改进解决了发射与接收的同步问题，使二者的时钟同步误差低于数据处理的限差，提高了时钟同步精度，解决了长期困扰电磁探测领域“时钟误差累积”的难题，实现了大功率时间域电磁法。

四是研发了全域视电阻率技术。在算法方面，基于李貅、张莹莹等关于各向同性水平层状大地水平电偶源全域视电阻率的定义，针对电性源电磁方法成功研发了全域视电阻率技术，实现了一种时间上不分早晚、距离上不分远近的全域视电阻率定义和探测方法，克服了可控源音频大地电磁法（CSAMT）和长偏移距瞬变电磁法（LOTEM）只能在远区观测、短偏移距瞬变电磁法（SOTEM）只能在近区观测的局限性。发射源选择自由度大，近区远区都可以观测，克服了设备笨重的不利因素，适用于各种复杂地形；工作效率高、探测深度大、勘探精度高，由浅到深都能保持较好的抗干扰能力和分辨率；采集的电磁场信息丰富，不受偏移距大小的影响，能准确反映地下介质的电性分布。研发了相应的数据处理与解释软件，实现了全域视电阻率法的实用化。

依托该系统获得了发明专利3项，实用新型专利4项；发表论文6篇，其中SCI论文1篇。“150kw大功率电磁探测系统”，2022年获得中国能源化学地质工会全国委员会优秀职工技术创新成果奖二等奖。2023年获得陕西省企业“三新三小”创新竞赛一等奖，获得陕西省第七届职工科技节职工优秀创新成果三等奖。

四、技术应用，在多个项目勘查中效果显著

该系统主要应用于深部地质构造研究、油气资源调查、金属矿产勘查、地下水资源调查、地热资源勘查等领域。2019年—2024年，“研究中心”利用“150kw大功率电磁深部探测系统”，在中国地质科学院、中国地质调查局、陕西自然资源厅、陕西地矿集团等单位20多个项目应用中，勘查效果显著，项目的野外验收、成果验收均获评优秀。

---中国地质科学院“CSAMT观测与井中/巷道激发极化电性结构探测”项目。该项目是中国地质科学院承担的科技部重点研发项目--“青藏高原重要矿产资源基地成矿系统深部探测技术与勘查增储示范”下设课题“典型矿集区深部地球物理探测技术示范”的物探专项，工区位于西藏驱龙矿集区。“研究中心”通过150kw大功率张量可控源音频大地电磁测深和井中/巷道激发极化测量工作，攻克了井中/巷道激电数据采集与处理解释的多项技术难题，获取了矿集区深部电性结构，解译了矿集区深部林布宗组碎屑岩、多底沟组碳酸盐岩、侵入岩体的空间分布及深部褶皱构造。成功应用多场源张量可控源音频大地电磁测深（CSAMT）数据进行了三维反演处理，获得了矿集区三维地球物理模型，查明了矽卡岩型矿体分布及产状，推断了莫古朗岩体外围及深部是下一步找矿工作重点靶区。这些成果得到了后续相关地质工作的验证。

---陕西省地勘基金项目-安康市月河盆地地热资源调查项目。陕西省安康市地热资源调查，是陕西省自然资源厅地质勘查基金项目，该项目关键在于圈定地热靶区。物化探队是陕西省地热协会第一届会员单位，物化探队“研究中心”通过实施150kw大功率可控源音频大地电磁测深，1:1万土壤氡气，以及二维地震综合物探剖面测量工作，查明了工作区地层分布和断裂构造特征，定量解释了2000米以浅地层分布及月河断裂构造特征，圈定了地热资源开发有利地段。依据物探成果布置，在安康市恒口成功打出了第一口热水井，钻探验证显示赋水断裂位置与物探成果预测深度误差不到20米，井口水温达37.4℃，24小时稳定流量370m³。

---陕西地矿集团科研项目-陕西省略阳县柳树坪金锌矿深部构造探测研究。该项目是陕西地矿集团科研项目，“研究中心”通过150kw大功率可控源音频大地电磁测深、激电测深工作，解释了矿区2km以浅九道拐向斜深部构造形态，以及向斜南北两翼地层的空间分布；基本查明了与矿体分布有关的岩体的深部空间分布情况，推断了F1、F2、F3、F7四组压扭性断裂构造特征；推断了隐伏岩体的空间分布形态；推断了矿体的空间分布形态及变化，提出了2个深部找矿靶区，后经钻探和硐探工程验证，取得了深部找矿突破。

且由于野外工作的特殊性，“研究中心”全体员工，不仅要克服每恶劣工作环境带来的艰苦，且每个人都放下了自己的儿女情长，一年超过300天坚守生产一线，展现了新时代地质人践行新发展理念的深刻内涵与时代价值。有人要问，是什么支撑着他们在默默地坚守、奉献？答案只有一个：那就是地质人的责任与担当。

五、强化科研创新引领新质生产力，为陕西新一轮深部找矿突破提供强有力的技术支撑

目前，新一轮找矿突破战略行动正在实施，将重点围绕紧缺和战略性矿产。但是，目前矿产资源埋藏深度深，而以往研究的“150kw大功率电磁深部探测系统”，突出了地面勘探方法的优势，发射和接收装备均位于地表，而对于山地、湿地等勘查人员难以到达的复杂区域的深部勘查，工带来极大困难，且工作效率相对低、成本高。

为此，针对复杂地形地表情况的深部找矿工作，目前，“研究中心”正在积极开展“大功率电性源地空（半航空）瞬变电磁法”的研发。拟通过本次科技创新项目的实施，研发一套具备深部“地、空”探测能力的地球物理勘查方法技术与仪器装备，以满足目前新一轮深部找矿工作的实际需求。

此方法是在研发的“150kw大功率电磁探测系统”的基础上，采用地面发射，无人机空中探测，且具有速度快、成本低、通用性好、可大面积覆盖等优势，尤其是丘陵等植被发育和地质灾害频发的复杂地形地表地区，具有地面勘探手段不可比拟优势，同时也可在隐蔽治灾调查与地质灾害应急救援工作中发挥巨大作用。

本次研发的 150kw 大功率电磁勘查技术方法及装备，可以推动地球物理深部探测技术设备国产化，有效的提升地勘单位深部探测能力和核心竞争力，为能源资源深部勘查提供重要技术支撑，对提升国家能源资源供应保障能力具有重要意义。

结语：青春是用来奋斗的。展望未来，物探队“研究中心”青年团队，将继续坚持以党的二十大和二十大三中全会精神为指引，以习近平总书记给山东省地矿局第六地质大队全体地质工作者回信精神为鼓舞，聚焦新一轮找矿突破战略行动，脚踏实地、开拓进取，持续提升科研水平，发挥物化探科技创新的关键作用，为奋力谱写中国式现代化建设的陕西新篇章做出应有的贡献。