1.危机矿山隐伏矿大比例尺定位定量预测技术

本项目通过深化我国中东部地区典型有色金属矿集区成矿系统和定位规律的认识，建立矿床的成矿模式，在优选靶区基础上结合成矿信息提取、找矿技术优化及综合评价，构建适合不同矿床类型的找矿技术组合；并与自主开发的隐伏矿大比例尺三维可视化定位定量预测技术有机结合，构建矿山深边部及外围大比例尺定位预测方法体系。主要创新点有：①丰富和发展了递进成矿理论，揭示矿床成矿定位规律，建立适合于有色金属矿山深边部找矿预测的成矿模式；②攻克深部隐伏矿空间定位难题，建立了隐伏矿大比例尺三维可视化定位定量预测方法体系；③集成不同成矿地质环境的多元成矿与找矿综合信息，提出了找矿技术有效性评价的方法，构建适合于不同矿床类型的找矿技术组合。

与国内外同类技术相比，项目领先的主要参数如下：①成矿分析、成矿信息提取、定位预测的空间维度由2维和2.5维提高到真3维；②预测矿体定位精度由靶区范围粗略定位提高到体元范围精确定位（体元边长10~50米）；③有效找矿预测深度从传统的500米~1000米提高到1000米~2000米；④预测成果的表达形式由传统的平剖图提升到平剖图与三维可视化结合；⑤找矿技术有效组合评价由传统的经验定性评价提升到基于“Meta分析”和“有效度计算”的客观量化评价。

项目2011年获中国有色金属工业协会一等奖，发表学术专著3部，代表性学术论文35篇，申请国家计算机软件著作权4项。项目主要完成人邵拥军教授2011年获中国地质学会第十二届青年地质科技奖银锤奖。

2.粤北凡口式铅锌硫化物矿床关键成矿控制系统及成矿预测研究

项目以凡口铅锌矿及近外围基础地质与成矿事实为依据，运用与研究区地质成矿实际特征相协调的成矿理论和可操作性强的多元信息综合成矿预测方法，在典型矿床地质特征解剖的基础上，进行各种信息系统对比分析，通过重点区段铅锌成矿综合信息提取、筛析、量化，建立综合信息定位预测模型，圈定深部以及外围预测靶区，并设计工程验证系统。项目主要创新点有：

①首次确认了“辉绿岩脉”与铅锌矿化的时间关系，以“辉绿岩脉”侵位事件为时间界定标志，凡口矿区铅锌硫化物矿床至少经历了两期热液成矿作用；②厘定了凡口矿区及其外围的地质构造格局，并结合历史动力综合分析方法，提出凡口矿区北西向褶皱、近东西向褶皱及其相伴的断层与层间滑动构造是凡口矿区最终成矿的直接控矿构造；③详细分析了凡口矿区赋矿地层岩相、地层层位、构造变形产物、构造—岩浆热事件等控矿因素的控矿方式及控矿地位；④首次提出海西晚期构造-岩浆-地热-流体事件是凡口矿区铅锌硫化物成矿的关键条件；⑤以“多因复成论”成矿思想为指导，创新性地提出地热流体成矿的思想。

通过本项目研究，在凡口矿区及近外围共圈定6个铅锌找矿预测靶区，在不同级别、不同区段的靶区中，选择部分靶区，共设计20个施工验证钻孔，新发现并初步控制铅锌矿体7个，估算铅锌金属储量（Pb+Zn）62.48万吨，有效硫102.66万吨，相当于新发现1个大型铅锌硫矿床。项目2010年获中国有色金属工业协会一等奖，发表学术专著1部，代表性学术论文15篇。

3.三维可视化定位定量综合找矿预测

围绕有色金属矿山深部找矿工作中的隐伏矿空间定位难题，提出和建立隐伏矿的地质控矿作用场定位理论，开发复杂地质体三维形态分析、成矿信息三维定量分析提取、三维可视化定位定量预测等关键技术，揭示三维空间中成矿地质体结构和矿体分布规律，有效地分析、提取和增强隐伏矿体定位信息，形成了具有自主知识产权的隐伏矿立体定位定量预测技术与方法体系，实现了隐伏矿定位预测的立体化、定量化和可视化，提高了隐伏矿找矿预测的定位精度和量化水平。

主要科技创新包括：

1）研究开发了复杂地质体三维形态分析技术，揭示矿床三维空间中的地质体结构及矿体分布与定位规律。

2）提出隐伏矿的地质控矿作用场定位理论，研究开发了成矿信息三维定量分析提取技术，有效地分析、提取和增强隐伏矿体定位信息。

3）研究开发了隐伏矿体三维可视化定位定量预测技术，有效地预测隐伏矿体在深部空间分布的准确位置和数量。

本成果已出版专著4部，发表论文26篇，获软件著作权3项。陈毓川院士为专著作序，认为“深部隐伏矿三维可视化定位定量预测技术是......新技术。......促进找矿预测从经验-定性预测向理论-定量预测的方向发展”。目前，成果已应用于安徽铜陵地区铜金矿、广西大厂锡多金属矿、福建丁家山铅锌矿、山东招远地区金矿、甘肃金川铜镍矿等矿区的找矿预测中，取得显著找矿效果。成果先后获中国有色金属工业科学技术奖二等奖和一等奖各一次。

4.大深度三维矢量广域电磁法仪器研制

建立了三元素自封闭加法群，实现了均匀广谱伪随机波形的随机编码、发射与接收技术，研究了全频率域视电阻率计算方案，提出了以“均匀广谱伪随机电法理论”和“广域电磁法”为核心的伪随机广域电磁法理论及技术体系，研制了首次在野外发送200A伪随机电流的大功率仪器装备，并在多个油气田进行示范应用，取得良好地质效果，为复杂油气藏及深部矿产资源勘探及评价提供了方法及技术。成果特色和创新之处：（1）在方法基础原理方面，提出了精确视电阻率概念；可以在非远区测量；探测深度较大；只需要测量一个量，速度高，精度高；一次同时测量多个频率，速度特别高，相对精度很高；分辨率高。(2)发送机：采用an信号编码，通过可编程逻辑器件控制、产生发送电流；一次同时发送含有多个主频率成分的激励电流，效率大为提高。(3)接收机：同时接收多个频率的地电响应信号，精度高、速度高；只需测量电场分量，速度提高；与发送机之间采用GPS加自适应高精度收发同步；可以测量相对相位；采用以太网，能够任意多台接收机同时工作。

广域电磁法在长庆油田彭阳地区、青海柴达木盆地、大庆徐家围子、内蒙大杨树、查干、新疆吐哈盆地、江西宜春和湖南龙山页岩气区、山西朔州、安徽淮南、山东招远金矿等地开展了大量野外实验与研究工作。

5.深部三维电磁探测技术与应用

通过三维电磁勘探方法技术及正演模拟与反演成像研究，应用大功率三维电磁探测仪器与装备，进行三维电磁勘探应用示范。主要创新贡献包括三个方面：

1、三维电磁勘探方法与技术。从电磁场的统一性出发，独创性地提出并完善了全区视电阻率的理论和算法，系统讨论了水平电偶源和垂直磁偶源各种全区视电阻率的定义及应用，论证了全区视电阻率的收敛特性，取得数值计算的稳定性，消除了频率测深中的非波区效应。

2、地球物理电磁场自适应有限元数值模拟及应用。在分析传统有限元在电磁勘探中优缺点的基础上，率先提出Coulomb规范下地电磁场的自适应有限元数值模拟方法，从理论上分析了Coulomb规范下磁矢量位与电标量位满足的有限元方程、边界条件及其对称统一性，论证了其有限元解的唯一性，给出了后验误差的计算方法及h-型自适应策略流程，并将其应用于稳定电流场和大地电磁场的二三维数值模拟。

3、强干扰下大地电磁测深的噪声压制和反演解释。率先开展了Hilbert-Huang变换及数学形态滤波方法在大地电磁数据处理中的应用研究，完善了利用EMD分解和自适应滤波方法消除各种强电磁干扰的方法，建立了从时间域到频率域电阻率计算的技术流程；研究了适合于强干扰大地电磁数据高保真信噪分离的数学形态滤波去噪方法并形成了技术流程。

本项成果包括系列论文80余篇，其中SCI、EI检索32篇，软件著作权登记3项，获得水电行业科技进步二等奖1次、云南省科技进步三等奖1次。成果已在中国地质科学院廊坊物化探所、云南地勘局、中国科学院地质与地球物理研究所、中南勘测设计研究院等多家单位试用，取得良好效果和重大的社会效益。

6.滇西北格咱矿区复杂地层岩芯钻进综合技术应用研究

研究区域位于滇西北迪庆藏族自治州东部，区内出露地层主要为三叠系，局部出露第四系，以闪长玢岩、石英闪长玢岩、石英二长斑岩组成的复式岩体。针对岩芯钻进中出现的井壁坍塌、扩径、涌水、漏失、堵管及岩芯采取率低等问题，从取芯钻具及钻井液两个方面取得了创新性研究成果。

第一，在普通单动双管钻具的基础上，创新设计钻具内管尺寸，在常规的钻头基础上增加了超前齿部分，在常规钻头底部均布由内向外的斜水眼，在难取心地层钻进时，爪簧座与钻头结合，阻断钻井液通过，迫使全部钻井液从钻头侧面的水眼流出，从而改变了冲洗液的流向，保证了进入钻头的岩矿心不被冲蚀；钻头超前部分罩住尚未进入钻头的岩矿心，同时减弱了冲洗液的流速，有效保护岩矿心。

第二，针对研究区域地层的物性特征，优选钻井液高分子有机材料，创新提出了随钻选择性固化护壁理论，从提高井壁周围地层承载能力着手，将溶液颗粒固化剂引入钻井液配方体系，展开配伍性实验研究，建立了有效减少井内事故的钻井液配方体系。该钻井液体系不仅可以有效提高井壁地层承载力，提高井壁稳定性，还可以有效降低井壁孔隙率，极大减少自由水的侵入，保持了原始地应力，从而大大提高了钻井液安全密度窗口。

该研究成果包括了发明专利2项，论文6篇，其中EI检索2篇。作为应用研究成果，极大地提升了钻进效率，节约了钻进成本，保证了原状岩芯的采取率，提高了找矿的精准度。