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中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所

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中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所（简称物化探所）作为国家现代地质勘查工程技术研究中心的依托单位，担负着我国地学领域中勘查地球物理（物探）与勘查地球化学（化探）两大学科的研究开发及推动相关技术进步的任务，形成了拥有电磁场精细勘查、弹性波场勘查、位场勘查、地下物探、航空物探、物探数据处理、应用地球化学、地球化学填图、生态环境地球化学、深穿透地球化学、地球化学分析测试技术、地球化学标准物质研制、油气物化探理论与方法、矿产资源勘查研究等物化探技术方法的国家级科研技术创新基地。

2009年承担各类科研地调项目99项，年度经费共计9774万元。其中：国家科技及专项项目（课题）27项，经费2794万元；地质调查项目38项，经费3704万元；省级财政专项5项，经费2826万元；所长基金29项，经费450万。

所长兼党委书记韩子夜（中）、副所长徐刚峰（右二）、副所长胡平（左二）、副所长徐龙强（右一）、副所长史长义（左一）

2009年重要科技进展及科研成果

航空电法测量技术应用及新技术研发均取得重要进展：“863”重大计划课题“时间域航空电磁勘查系统研制”成功实现了磁矩达到50万A·m²的航空地球物理勘查发射机研制，高灵敏度宽带三分量感应线圈传感器、实时宽带高精度数据采集收录等关键技术的研究和试验取得了实质性的阶段成果。以国产Y12IV型飞机作为时间域固定翼航空电磁系统的运载平台的飞机改装方案通过风洞试验。

采用频率域航电仪与航磁、航空放射性测量仪集成的航空物探综合站首次完成了省部合作项目“内蒙古二连浩特—东乌旗地区1:5万航空物探综合站勘查”项目，实现了24万km²大面积、区域性地球物理测量，查明了测区电磁场、磁场和放射性地球物理场的基本特征。研究了区内主要地质体、地质现象的电磁识别技术，进行了航空视电阻率岩性构造填图，为该区进一步普查提供了可靠的基础地质资料。圈定了有明确找矿意义的179处基岩导体异常，重点解剖6处，取得了良好的找矿成果。

由3架Y1211型飞机组成的机队，搭载着物化探所航空物探室研制的HDY—402型三频航空物探（电磁放）综合站，在石家庄中核集团标准源上进行航空伽玛能谱仪静态及动态标定。

实现了瞬变电磁测量结果的动态可视化三维解释：在“863”计划探索导向类课题“复杂地电条件下瞬变电磁三维异常特征反演”项目的支持下，完成了复杂地电条件下瞬变电磁三维有限差分法正演数值模拟，解决了正演三维模型可视化输入输出、计算速度慢、边界效应影响大等关键技术；实现了瞬变电磁场与三维地质体相互作用的动态可视化，研制了动态可视化地下三维瞬变电磁场程序模块，为形象地描述地下瞬变电磁场不同衰减时间的空间分布形态，研究瞬变电磁法的机理及扩散过程，理解瞬变电磁法的基本原理提供了强有力的图示工具；实现了定源回线瞬变电磁三维异常特征反演，为瞬变电磁实测数据的三维处理和解释最终走向实用化提供了一套新的方法技术。

物化探技术在冻土区天然气水合物勘查中初见成效：青海木里地区物化探勘查实验研究表明，应用物化探综合技术可以圈定天然气水合物赋存的有利区带（块）。化探异常可以指示水合物物质来源，圈定天然气水合物分布范围，物探方法可以进一步圈定水合物有利赋存的有利构造部位。实验结果还表明，木里地区水合物除煤型气来源外，还有原油伴生气来源，因此木里地区既要关注天然气水合物，也要关注油气资源，应进行综合能源调查与评价。

青海木里工作照

“矿产可控源音频大地电磁法技术规程”完成了CSAMT法技术规程的起草：在广泛征求国内相关单位和专家意见，广泛收集研究地矿、石油、煤炭等行业现有相关规范的基础上，吸收了CSAMT法国内外最新发展与实用性成果，结合我国实际情况而确定了CSAMT法的作业流程、各项技术指标和质量检查与评价标准及相关附录。该规程内容齐全、层次清晰、格式规范、编制基础扎实、依据充分；各项指标合理、要求具体，具有较强的实用性和可操作性，对规范电性CSAMT法的地质勘查工作具有重要意义。

实施中蒙边界填图项目野外工作照

在中蒙跨界区域圈出大型矿靶区32处：“中蒙边界地区地球化学块体编图”项目制订了针对中蒙边界荒漠戈壁区和草原区的1:100万地球化学填图技术标准，为双方开展联合地球化学编图和对比研究奠定了基础。完成中蒙接壤地区31万km²的1:100万69种元素地球化学填图，结合1:20万区域化探数据编制了中蒙边界100万平方公里1:100万和1:20万地球化学图，建立了大型矿地球化学预测标志。预测银多金属大型矿靶区31处，斑岩型铜金矿靶区1处；首次制作出世界最大的白云鄂博稀土矿地球化学图，并新发现大规模稀土元素异常2处。

钻天山示范区靶区优选结果示意图

“隐伏斑岩型块状硫化物型铜多金属矿床地球化学环境异常结构和定位预测方法研究”项目成果：为在我国东部地质工作程度较高的地区开展地球化学勘查提供了方法技术，拓展了地球化学勘查方法技术研究的思路。对九—瑞成矿带斑岩型块状硫化物型Cu多金属矿的成矿远景进行了预测，在成矿远景区内优选出了找矿靶区。筛选出用于斑岩型块状硫化物型Cu多金属矿勘查的地球化学新指标，包括分散元素、稀土元素、常量化学组分等。兼顾矿化过程中富集和贫化作用两类元素地球化学信息的需要，建议土壤测量样品加工采用水筛方式，粒级确定为—20～＋150目。总结归纳出斑岩型块状硫化物型Cu多金属矿矿致异常结构规律。在钻天山示范区I号异常地段同时出现富集和贫化两类元素异常，是有进一步工作意义的找矿靶区。以成矿地球化学环境及异常结构规律为基础，提出了隐伏斑岩型块状硫化物型Cu多金属矿预测定位方法技术。

“内蒙古自治区白乃庙巴彦呼舒高石山等地区铜铅锌多金属矿物化探新方法查证”成果：通过1:25000地质调查，了解了白乃庙、高吉高尔－海力敏、罕达盖林场工区地层、岩浆岩、构造、矿产分布特征，为物化探异常解释提供了依据。通过1:25000相位激电测量、岩屑测量，总结了工作区地球物理、地球化学特征，圈定视相位异常19处、化探多元素组合异常10处。优选重点物化探综合异常进行了1:10000地质简测、相位激电测量、岩屑测量，进一步了解了异常特征和地质成矿条件。提出找矿靶区5处（罕达盖林场工区3处、高吉高尔工区2处）。其中罕达盖林场工区东北部以Mo为主的多金属异常，有的样品Mo含量已达边界品位，钻探结果证实该异常是斑岩型钼多金属矿的显示。根据罕达盖林场工区ZK0002钻孔原生晕测量结果，对多种元素之间的相关关系进行了分析，指出除Fe、Cu外，该区Mo也是一种重要的成矿元素。提出了适用于半干旱草原区铜铅锌多金属矿勘查及定位预测的综合物化探方法技术组合。

罕达盖林场工区Mo异常

“矿产勘查中地球化学异常评价新指标及其应用研究”入选中国地质学会2009年十大地质科技进展：同位素、硫（碲）、稀土元素等指标为地球化学异常评价提供了更加系统全面的信息。发生贫化的元素与发生富集的元素在地球化学勘查中具有同等重要的作用，综合利用元素的富集和贫化规律构建异常结构模型，是实现地球化学异常评价指标定量化的基础。这项研究成果不仅为大兴安岭中北段异常成矿前景评价提供了切实可行的方法技术，更重要的是丰富了地球化学勘查指标和方法技术应用的基础理论，对促进学科领域的进步和发展将产生深远的影响，为地球化学异常评价方法技术研究指明了方向。

多目标区域地球化学调查系列标准物质研制成果：多目标区域地球化学调查系列标准物质包括15个水系沉积物、12个土壤、10个生物样品，共计37种。这些标准物质从我国地质调查的需求出发，研制了为广大地质分析实验室广泛接受的水系沉积物标准物质GSD1-8，补充了中国西部干旱荒漠区，中国东北森林沼泽区、滩涂等不同景观、不同性质的水系沉积物和土壤样品，基本涵盖了中国主要景观区和主要土壤类型。研制的10个生物样品使物化探所的生物标准物质数量达到35种，涵盖了中国主要大宗农产品与主要生物类型。水系沉积物与土壤样品定值元素达72种，生物样品定值元素达59种，定值元素多、定值精度高，能满足矿产勘查、地球化学调查与评价、动植物检疫、农业与环境调查等领域的需求。

标准物质候选物采样点位示意图

“覆盖区深穿透地球化学方法技术完善与标准建立”成果：提出细粒级样品是在干旱荒漠戈壁覆盖区进行深穿透地球化学调查的有效采样介质。初步建立了荒漠戈壁覆盖区准平原化过程中元素的分散模型，了解了深部含矿信息在地表的富集层位、富集粒度和赋存状态，发现深部含矿信息富集在垂直剖面顶部的弱胶结层细粒级粘土和铁锰氧化物膜中，剖面底部靠近矿体的风化层。研制了针对荒漠戈壁覆盖区4个金属活动态分析的内部标准样，初步给出了50余种元素的全量、一步提取和四步提取的内部参考值。在干旱荒漠戈壁区进行了浅钻取样试验研究，初步提出了浅覆盖区浅钻化探取样的可行性。编写了《干旱荒漠戈壁覆盖区穿透性地球化学技术操作规范（草案）》。在黄土覆盖区、冲积物覆盖区进行了地气捕集剂实验的空白控制、不同类型和不同浓度捕集剂的地气实验以及地气元素组分特征方面的研究，发现地气中成矿元素Cu、Pb、Zn、Ni等元素含量最高，地气方法最适合用于覆盖区寻找多金属矿床。

干旱荒漠区野外采样工作照

干旱荒漠戈壁覆盖区浅钻地球化学取样工作照

“吉林省农田生态系统区域地球化学评价”项目研究成果简介：“吉林省农田生态系统区域地球化学评价”系吉林省人民政府与国土资源部中国地质调查局合作实施的“吉林省农业地质调查——吉林省区域生态地球化学评价”项目的子项目。经过4年工作，全面完成了各项研究任务，获得了以下主要成果：对吉林省农田区有毒有害与有益营养元素的自然来源与人为来源进行了追踪，建立起元素生物有效量与影响因素间的定量关系模型；通过定量关系模型，利用多目标区域地球化学调查数据对研究区表层土壤环境质量进行了整体评价。吉林省农田区有毒有害与有益营养元素的生态效应研究结果显示：研究区生产的玉米、水稻等大宗农产品全部是安全食品，且多为绿色食品。但蔬菜中重金属元素含量超标现象普遍。农作物中重金属来源甄别研究结果显示：农作物中有相当一部分重金属并不是来自于土壤，而可能主要是来自大气。吉林省农田生态系统安全性预测结果显示：研究区目前整体环境质量良好，但研究区中东部土壤酸化严重，有32%面积的土壤已基本丧失酸缓冲能力，有34%面积的土壤酸缓冲能力已较弱，迫切需要防止土壤酸化加剧。

研究区大气干湿沉降物中As含量分布图

中国区域土壤地球化学评价标准研究：“中国区域土壤地球化学评价标准研究”是“中国农业生态地球化学评价标准体系研究与成果集成”项目的工作内容之一。本项目查清了以山西、江苏、湖南/浙江、黑龙江/吉林为代表的4个研究区内17项元素指标的累积程度和累积途径，并针对元素的存在形态特点确定了用于多种元素活性组分研究的提取剂AB-DTPA。通过对根系土元素含量与农作物籽实中元素含量间相关性的研究，确定了当农作物中出现元素含量超过食品卫生标准时，土壤中元素全量和有效量的临界值，构建了各研究区土壤元素生态效应评价的定量标准体系及安全和预警指标，为其他景观区生态地球化学评价标准体系的研制提供了可借鉴的案例。

研究区土壤中有效氮与全氮含量关系图

珠江水系生态地球化学评价成果：项目通过珠江水系北江、东江、流溪河、潭江及西江（广东省境内河段）干流及其重要支流河水悬浮物，河水、底泥、沉积柱、流域内主要地层岩体等样品地系统采集与分析，查明了元素在底泥—悬浮物—河水中的分布与分配特征，以及丰水期、枯水期的季节性变化规律；区域地球化学元素分布、元素组合、稀土配分等特征显示，水系中重金属等元素含量与汇水域地球化学背景、矿床分布及矿产开发等人类活动污染有关；沉积柱、重矿物组合、铅同位素组成特征显示，河流中重金属等元素主要为自然成因，但已叠加有人为污染；结合径流量资料，计算了珠江水系主要河流每年输送进入珠江三角洲平原区的元素通量，以及珠江水系输送入海中的元素通量。该项成果为珠江三角洲平原区土壤中重金属异常元素的成因来源研究、珠江口近岸浅海生态地球化学评价提供了基础资料。

珠江水系丰水期悬浮物态Cd浓度分布

珠江水系丰水期水溶态Cd浓度分布