公示材料附件3

公示材料附件3
公示材料：附件3
国家科学技术进步奖提名公示内容包括：项目名称、提名者及提名意见、项目简介、客观评价、应用情况、主要知识产权和标准规范等目录、主要完成人情况、主要完成单位及创新推广贡献、完成人合作关系说明。

一、项目名称
深部资源电磁探测理论技术突破与应用
二、提名意见
三、项目简介
我国矿产、油气资源短缺，探矿深度一般500米以浅，铁、铜、铝、钾盐等对外依存度高达55%-80%，开展“攻深探盲”是构建国家资源安全体系的重要途径。

电磁法是矿产资源探查的主体手段，但我国地质条件复杂，现有电磁探测理论与方法不能满足深部资源勘探需求。

长期以来，我国大型地球物理探测装备几乎全部依赖进口，关键核心技术受到严重封锁，亟需深部资源探测理论和方法的自主创新与探测技术的突破。

为此，项目组开展了集“理论创新、技术研发、应用推广”三位一体的开拓性研究，建立了深部矿产资源探测的“电离层-大气层-岩石层”全空间模型，攻克了宽频带高精度电磁传感器核心技术，可实现我国领土及邻海地下10公里的有效探测，不仅能够满足深部矿产资源探测需求，更重要的是将电磁法拓展到深部油气勘探领域，开启了人工源电磁探测的新时代。

主要科技创新点包括：
1. 研究了电磁波响应计算新方法。

把传统的半空间岩石层电磁波传播模式理论改进成“电离层-大气层-岩石层”全空间传播模式新理论，得到适合慢衰减、远距离（3000公里）传播的“天波”远场响应特征；采用点电荷微元代替经典意义下的偶极子微元，直接在时间域推导出电磁场扩散方程解，突破了传统勘探电磁学理论。

2. 自主研发了人工源电磁探测新技术。

提出了“天波”电磁探测
新方法，利用长度大于百公里、功率达兆瓦级的发射天线，有效作业范围由常规数公里拓展到数千公里，将人工源电磁探测深度从百米级拓展到10公里；基于近区探测精度高、速度快的优点，提出短偏移瞬变电磁法，将只能在3000米以外观测改为500米观测的模式，减小了电磁勘探的盲区，提高了电磁探测分辨率。

3. 攻克了高性能电磁装备核心技术。

通过对传感器材料机理、制备工艺、极低频甚微弱信号低噪声放大与检测、低功耗采集与高频电磁干扰抑制等关键核心技术的攻关，突破了高性能、高灵敏度磁场传感器、新一代电场传感器的技术瓶颈，自主研制出了地面电磁探测（SEP）系统，系统整体性能与国际高端仪器水平相当，为成功获取“天波”感应信号提供了技术支撑。

4. 在重点矿集区开展示范应用，实现了深部矿产资源勘查突破。

创新技术体系在秦岭成矿带等20多个矿区深部资源勘查应用效果显著，同时创新技术拓展到深层油气、重大地质工程等领域。

授权发明专利57项（含国际专利2项）、出版专著8部、发表SCI/EI论文157篇，获中国科学院杰出科技成就奖（2015年）、中国地球物理科技进步一等奖（2015、2017年）、中国岩石力学与工程学会科学技术一等奖（2018年）。

四、客观评价
（1）项目验收意见
2011年3月19日中国科学院地质与地球物理研究所组织专家对中国科学院知识创新工程重要方向项目“极低频探地工程”大功率电磁勘探理论基础及方法研究下属的两个课题进行了结题验收，形成如下评审意见：“（1）对各种电性参数模型研究了长偶极大电流源激励下电磁场的频率响应；通过多种典型岩矿石标本实验室及野外现场测定，给出系列岩石标本在宽频带下的电性特征。

并对电阻率极化率等多种电性参数模型进行了模型拟合，确定了与之对应的模型参数。

（2）研究了电流偶极天线在频率域VLF频段电磁波的大尺度传播规律，并考虑了空气层位移电流及电离层等复杂因素，给出了偶极源电磁场不同因素组合频率域电磁场的空间强度分布，取得了一系列新的成果”。

2014年2月23-24日，由中国地质调查局组织专家对深部探测技术与试验研究专项“地面电磁探测（SEP）系统研制”课题进行了结题验收，专家形成如下意见：研制出大量程、低噪声、低功耗、轻便、无人值守的12通道数据采集站，测试指标达到设计要求，性能达到国外同类仪器水平；成功研制出高灵敏度MT 和CSAMT感应式磁传感器，性能和指标与国际先进产品相当。

地面电磁探测系统完成了五个实验场地的对比测试，室内及野外测试结果表明，整套仪器性能稳定，硬件、软件系统均达到了研制目标和考核指标，接近国外同类仪器的水平。

MT感应式传感器优于国外同类产品的水平（在高频段噪声水平优于MT80两倍），传感器技术研究整体处于国内领先水平。

（2）成果鉴定结论
2016年7月18-19日，由中国地球物理学会组织专家对《“电离层-空气层-岩石层”模式电磁波传播特性研究》科技成果进行了鉴定，专家意见：实现了由传统的半空间模型电磁理论到“电离层-空气层-岩石层”全空间模式电磁理论的突破，建立了深部矿探测所对应的全空间“电离层-空气层-岩石层”模型；实现了天波方法应用领域的拓展，在国际上首次把这一方法从军事领域拓展应用于深部地下资源探测领域中，并形成了地下10km深度范围内油气和金属矿高精度探测新方法；在国内首次系统地阐述了天波相关的“电离层-大气层-岩石层”耦合下电磁波传播特性，为进一步深部资源探测打下理论基础。

该项成果达到国际先进水平。

2018年9月16日，由中国地球物理学会组织的“极低频探地（WEM）工程资源探测方法与应用研究”成果鉴定，专家意见：建立了“地-电离层”模式，分析了电离层的影响，完成了波导区的界定，研究了该模式下WEM电磁波的传播特征，获得了全国范围内WEM法电磁场的分布；建立了WEM数据处理平台；改进了人工源极低频电磁接收设备软硬件，提高了低频微弱信号的识别能力，消弱了随机干扰、工频干扰、尖峰干扰等；完成了WEM信号检测，获得了WEM 法各频率的最佳发射时长及最佳观测方式，为WEM联调试验提供了合理的运行
参数；完成了内蒙古兴和县曹四夭钼矿区、川东油气重庆明月峡构造区以及河南省泌阳油田三个区块WEM法的联调试验，获得了10km深度内油气/金属矿资源与地质资料较为吻合的电性结果。

该项成果达到国际领先水平。

（3）应用单位评价
利用创新的全空间天波极低频电磁探测理论方法与自主研制的电磁装备，与国内地勘部门、高校、企业等20余家单位合作，应用单位给出了较高评价。

江苏华东八一四地球物理勘查有限公司于2016年3月15日～2016年4月26日采用由中国科学院地质与地球物理研究所研究的基于全空间天波电磁探测理论方法与自主研制的极低频信号采集系统进行了明月峡深部含油构造探测。

通过数据处理，获得了地下10km深度的电性剖面，验证了全空间天波极低频探测技术，为该区油气资源预测提供了支撑。

中国船舶重工集团公司第七研究院于2016年6起租用中国科学院地质与地球物理研究所自主研制的DRU电磁法接收系统，在全国各地进行天波方法野外试验。

实际勘查表明，DRU接收机可以在全国范围内接收到有效天波信号，能够适应复杂的野外施工环境，系统操作更加简单、人性化，抗干扰能力强，兼容主流处理与解释软件，数据质量可靠，满足工程应用需要。

中国地质大学（武汉）在重庆石宝寨、内蒙古曹四夭，开展了MT 测量工作。

资料表明SEP采集系统能够适应各种野外采集条件，具有抗干扰能力强，仪器操作简易等显著特点。

他们强烈推荐尽快将该套仪器向国内推广使用，改变国外同类仪器长期占据国内市场的不利局面。

（4）查新结论
委托国家一级查新机构中国科学院文献情报中心对项目创新点进行国内外查新，查新结论认为项目提出的天波理论、多尺度电磁探测方法体系、新型电传感器三项创新，除项目成果外，在国内外公开文献中未见相同报道。

（5）科技奖励
“深部资源探测理论技术突破与应用研究集体”获得中国科学院杰出科技成就奖（2015年）、“深部资源地面电磁探测系统关键技术与应用”项目获得中国地球物理科学技术进步一等奖（2015年）、“地球物理电磁探测新技术及重大地质工程应用”获得中国岩石力学与工程学会科学技术进步一等奖（2018年）、发明专利“电性源瞬变电磁法全场区探测方法”（ZL201110181015.9）获得中国专利优秀奖（2015年）、核心论文“地面电磁探测系统（SEP）研究”和“接地源瞬变电磁短偏移深部探测技术”入选中国精品科技期刊顶尖学术论文领跑者5000。

五、应用情况
项目创新技术在全国20余个矿区进行了示范应用，取得了显著找矿效果，代表性应用成果包括：
陕西凤太-小秦岭矿集区深部找矿突破。

凤太矿集区和小秦岭矿集区构造复杂，以往主要依据背斜构造和断裂构造控矿规律开展找矿工作，但对深部控矿构造认识不清，找矿深度仅为500m以浅。

利用项目组自主研发的地面电磁探测系统和创新技术体系，成功探清深部构造及隐伏矿体。

已发现并探明中型铅锌矿床2处，中型金矿床1处。

豫西铝土矿勘查突破。

豫西铝土矿成矿带，以往勘查工作主要以浅掩埋区露头铝土矿为主，近年来开展了煤下深部铝土矿的勘查。

由于区内大面积第四系黄土覆盖，地质构造复杂，上覆煤矿掘进遗留的采空区及含矿岩系中富集厚大矿体的圈定，均是煤下铝勘探的难点。

采用项目组创新电磁方法，成功刻画了中浅层煤矿采空区，并较好地圈定了奥陶系灰岩古风化壳的溶蚀漏斗构造，为勘探钻孔布设提供了依据，取得了显著的找矿成果。

河南崤山矿集区深部找矿突破。

小秦岭、崤山、熊耳山地区均属变质核杂岩构造成矿体系，小秦岭、熊耳山已获得重大找矿突破，但崤山矿集区矿体覆盖厚，地质结构复杂，地形切割强烈，探测深度浅，勘查程度低。

采用项目组创新技术体系，在崤山寺家沟-胡沟、宽平金银矿等矿区进行探测，取得了显著效果。

项目创新技术还在河南泌阳盆地、四川明月峡和遂宁乐山-龙女寺古隆起等含油构造进行了探测，获得10km深度含油盆地精细结构；在南水北调西线、石太客运线等近50个深埋长隧道开展了地质结构精细探测；在甘肃北山和阿拉善核废料地质处置预选区进行了典型岩体的电磁法三维精细探测；在重庆涪陵地区成功实现了非常规油气的压裂监测。

此外，项目研发的核心装备及关键器件实现了市场化，在国内多家单位得到了应用。

主要应用单位情况表
六、主要知识产权和标准规范等目录（不超过10件）
承诺：上述知识产权和标准规范等用于提名国家科学技术进步奖的情况，已征得未列入项目主要完成人的权利人（发明专利指发明人）的同意。

第一完成人签名：
七、主要完成人情况
八、主要完成单位情况表。