本书前言

地质矿产勘查工作是经济社会可持续发展、资源保障支撑的基础性、关键性工作，其重点已逐步转向复杂条件区、地球深部和海洋区域。而现有勘查技术的局限性日渐显现，难以满足地质矿产勘查工作对深度、广度和精度的要求。因此，发展高效、快速、绿色和较大探测深度的航空地球物理勘查技术至关重要，已成为保障国家能源资源安全，缓解我国能源资源紧缺局面，开展地球深部探测，实现地质找矿快速突破的最有效的途径之一。

航空地球物理勘查（航空物探）是将地球物理勘查技术与航空技术等结合的一种勘查技术：通过在飞行器上装载物探仪器，获取地球（主要是地壳）的物理场（磁场、电磁场、重力场、放射性场）空间信息并加以研究，快速查明地下介质的结构和物性变化特征，从而寻找矿产资源和探测地球内部结构等。航空物探是重要的现代化地质矿产勘查技术，是国家公益性基础地质矿产调查技术的重要组成部分，主要包括航磁、航空电磁、航空重力和航空伽马能谱等4种基本的航空勘查技术。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006—2020年）将发展航空地球物理勘查技术作为优先支持领域，体现了国家对该技术的重大战略需求。该技术是军民两用的敏感高新技术，始终被国外严密封锁和垄断。其核心技术和关键装备突破难度极大，是长期制约我国该项技术发展与大规模应用的“瓶颈”。因此，自主研发必不可少、追在眉睫、刻不容缓！其中，提高航空物探勘查系统的分辨率、探测深度和探测效率，实现快速精细化探测，是国内外航空地球物理勘查领域在理论、方法与技术方面存在的重大难点。

自2006年开始，国家高技术研究发展计划（863计划）资源与环境领域先后设立了“航空地球物理勘查技术系统”重大项目和“航空地球物理勘查技术与装备”主题项目。围绕我国航空地球物理勘查技术装备的国产化和工程化应用目标，旨在通过突破航空地球物理勘查技术系统研制的理论、方法和关键技术难题，自主研制出全系列的航空地球物理勘查仪器和系统，开发出航空地球物理数据处理解释软件平台，从而显著提高我国资源勘查装备与技术水平，实现资源由地表到地下的快速、高效、多尺度、大深度的立体探测，满足国家资源和环境对航空物探技术的需求，提高我国能源与矿产资源保障能力。力争总体与国际先进水平比肩，部分达到国际领先水平。

按照“瞄准一流，填补空白，形成体系，提升能力”的原则，采用“理论与方法技术研究先行，急需优先，硬件与软件研发并重，系统先进性与实用性统筹，边研究边应用边完善”的技术思路，通过“产学研军”结合，由全国20多家单位、50多个科研团队、500多人联合攻关，攻克了相关理论和核心技术难题，实现了全系列、先进实用的航空地球物理勘查系统和技术的自主研制，填补了多项国内理论、技术和装备空白，打破了国外技术封锁和垄断，并通过结合地质调查项目的实施，实现了工程化应用。

本专著在系统总结、提炼和集成上述项目研究成果的基础上，主要阐明如下航空地球物理勘查理论、技术、方法、装备和应用完全自主创新的内容：

突破了新型航空重力仪原理等4项重大理论和原理性问题，建立了相关理论模型。攻克了时间域电磁大功率发射、航空重力信息提取等50多项核心技术和装备研制关键技术，解决了核心仪器“如何制造”的问题。共获得知识产权102项（其中技术发明专利55项、实用新型与外观专利15项、软件著作权32项），发表论文328篇（其中SCI/EI论文109篇）。

自主研制成功航空重力仪、航磁梯度仪、航空三分量磁力仪、时间域航空电磁仪和航空伽马能谱仪等34种航空地球物理核心仪器、配套仪器和实验装置。开发出我国首套航空地球物理数据处理解释软件平台及9种专业软件，解决了制约我国航空地球物理勘查应用的“软装备”问题。初步实现了航空地球物理与遥感勘查核心仪器及其方法软件的国产化。

研制集成了具有自主知识产权的5类12种航空地球物理勘查系统。主要包括全数字航磁总场勘查系统、航磁全轴梯度勘查系统、航磁三分量勘查系统、航空重力勘查系统（3种）、固定翼和直升机时间域航空电磁勘查系统、航空伽马能谱勘查系统等9套单方法勘查系统，航空“重磁”、航空“重磁遥”和航空“磁电放”综合勘查系统等3套多方法综合勘查系统。其中，航磁梯度勘查系统、航磁三分量勘查系统、航空伽马能谱勘查系统和航空“重磁遥”综合勘查系统等技术指标均高于国际现有水平；航空重力勘查系统、直升机时间域航空电磁勘查系统、航空“磁电放”综合勘查系统等技术指标达到国际先进水平。航磁测量参量由3个增至10个，实现了由标量测量向矢量测量、由单一要素向全要素（7个）测量的跨越；航空电磁探测深度提高2~3倍；航空综合勘查系统探测效率较单方法提高2~4倍，成效显著。

⑷开发了高分辨率航空物探、综合航空地球物理遥感勘查和空地一体化快速勘查等3种应用新技术，编研了《航空磁测技术规范》等11个行业标准和内部技术要求，经示范应用和勘查实践，取得显著的地质找矿效果。

本专著论及的研究成果已在全国地质矿产调查中全面推广应用，并成为我国地质矿产调查评价的重要装备和技术。在全国范围内已获取了100万平方千米以上的高精度航空物探遥感探测资料，发现有找矿意义的航空物探异常6051处、找矿靶区246处、找油气有利区55处。经后续勘查工作，在新疆、青海、河北等地成功发现了肯得柯克等20多处大型铁、多金属矿，探获铁矿资源量110亿吨以上，产生间接和潜在经济效益达1万多亿元，为支撑全国的找矿突破战略行动做出了突出贡献。研发的软件在全国地勘行业、高校等135家单位广泛推广应用达1300余套，获得多方肯定和认可，已成为本行业数据处理与质量评价的通用软件。

本专著的相关研究成果、研究团队曾荣获多项国家级和省部级奖项。其中，国家863计划重大项目“航空地球物理勘查技术系统”分别获得国家科学技术进步奖二等奖（2016年）、国土资源科学技术奖一等奖（2015年）和中国地质调查成果奖一等奖（2014年），“航空物探遥感多方法勘查系统研制与集成”课题成果获得中国地球物理科学技术进步奖一等奖（2015年），“吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统开发集成”课题成果获得中国商业联合会科学技术进步奖特等奖（2015年），“全数字化矢量航磁勘查系统研发”团队获得科技部“十一五”国家科技计划执行优秀团队奖（2011年），“航空地球物理与遥感地质科研团队”入选首批国家重点领域科技创新团队（2013年）。

通过10余年的持续攻关和推广应用，现已建立了完整的航空地球物理勘查技术装备体系，实现了我国航空地球物理核心技术的跨越式发展以及勘查装备的重大突破，结束了航空物探装备（硬件和软件）长期依赖进口的窘迫局面。研究成果已成为支撑我国矿产和油气资源调查评价的重要装备和技术，全面提升了资源调查能力，显著提高了资源勘查应用效果。通过综合应用技术成果，创造了巨大的社会效益和经济效益，并在辐射环境评价和军事等资源勘查以外的其他领域显示出很好的应用前景，使航空物探技术水平迈上了新的台阶。

本专著系统总结了研究团队十余年持续科研攻关和推广应用的主要成果，凝聚了所有团队人员的智慧和心血。书稿始笔于2015年2月，历时三年多，数易其稿，反复推敲，希望能为推动我国航空地球物理勘查事业的发展做出贡献。

感谢何继善院士和王成善院士为本书作序，感谢地质出版社刘亚军编审为本书的编辑与出版做出的卓有成效的贡献。

作者          

2018年2月于北京