经过22年的不懈努力，中国工程院院士、知名地球物理学家何继善及其团队在“大深度高精度广域电磁勘探技术与装备”项目上取得了显著成就。这一成果不仅革新了电磁法理论、技术和仪器装备，还攻克了传统人工源电磁法在视电阻率近似计算方面的长期难题，极大地提升了我国能源和矿产资源的储量，带来了显著的经济效益。
有人觉得我国能达到国外水平的九成九，或者比其高出1%至10%就相当不错了，哪能想达到超过五倍呢？科学研究理应是对前人成就的尊敬与借鉴，然而绝不能盲目跟从。中国工程院院士、知名地球物理学家何继善感慨万分，科研成果的取得实属不易，我们不应仅仅满足于引进和推广国外的仪器与技术，更应当在理论层面进行深入研究，实现突破，并以此指导应用创新。
1月8日，在国家科学技术奖励盛典上，何继善院士领导的中南大学研究团队，凭借“大深度高精度广域电磁勘探技术与装备”这一项目，荣获国家技术发明奖的一等奖，这标志着地球物理勘探技术领域首次获得如此殊荣。
摒弃旧路
我国经济持续高速增长，对矿产资源的依赖日益加深，然而，那些埋藏较浅、规模庞大、易于勘探的矿产资源却日渐稀少。地下岩石坚硬且结构复杂，进行深部探测变得极为困难。尽管我们已经成功实现了对30万公里之外的月球以及海洋最深处的马里亚纳海沟的探测，但全球范围内，对于深度达到1.3万米的地下深井的探测至今尚未实现。这是何继善向经济日报记者所阐述的观点。
深化对地下矿产资源的调查与研究，对于推动社会经济发展具有极为重要的实际价值。何继善指出，进行深层地质探测需借助地面设备来洞察地球内部，一方面是通过声波探测，这就像为地球进行超声波检查；另一方面则是利用电磁波，这则类似于对地球进行X光扫描。这两种探测手段分别测量不同的物理参数，它们相辅相成，缺一不可。
然而，鉴于地球由非均匀且具有强耗散特性的介质构成，求解地下电磁波的传播方程面临着诸多挑战。1971年，加拿大的学者Goldstein成功地将这一复杂的曲面波方程简化，转换成了平面波方程。通过这种近似处理，他得到了能够反映岩石和矿石导电性变化的视电阻率参数。基于这一参数，Goldstein建立了人工信号源电磁勘探法测定地下电阻率的理论基础，并创造了名为“可控源音频大地电磁法”的技术，简称CSAMT。
近半个世纪，这一技术几乎独占了整个人工源频率域电磁法勘探市场，我国在CSAMT勘探上的投入已超过百亿。何继善指出，深地探测需深入、精确、精准，在方法理论、探测技术及仪器装备这三个领域都面临着极大的挑战，而当前国际领先的CSAMT技术尚无法满足我国深地探测战略的当前需求。唯有摒弃传统的平面波观念，构建全新的曲面波电磁勘探理论体系，方能引领电磁勘探技术与装备的革新与发展。
经过22年的不懈努力，该团队在推动电磁法理论、技术及仪器装备变革方面取得了显著成果：他们严谨地求解了电磁波在地下传播的方程，成功构建了全新的广域电磁法理论；发明了一种高效提取有源周期电磁信号有效信息的技术；构建了高精度的电磁勘探技术装备和工程化系统；攻克了传统人工源电磁法在视电阻率近似计算方面的长期难题；在强干扰环境下实现了电磁信号的高信噪比测量；探测深度、分辨率和信号强度分别达到了CSAMT的5倍、8倍和125倍，最大探测深度更是超过了8公里。
何继善阐述道，地下世界形态各异，复杂多变；而广域电磁法具备三维探测能力，它能在野外收集到丰富数据，随后通过数据反演，揭示地下真实构造，进而助力于矿产的精确发现。
坚守初心
美国知名的地球物理学家弗兰克·莫里森曾言，在地球物理学领域，能够既掌握方法原理，又精通仪器研制的，全球仅寥寥数人。何继善便是其中之一。
何继善向记者坦言，科研领域面临的最大挑战是难以找到共鸣。他提及，曾有一次携带广域电磁法的科研成果赴海外进行学术交流，有同行对他说：“CSAMT虽有不足之处，但我们从未考虑过彻底摒弃它，只是希望能够对其进行一些优化。”
何继善表示，在国内，我们通常是在掌握了国外现成的电磁法体系之后，便直接采纳并加以应用。
尽管四周充斥着许多“不敢言”和“不敢为”的声音，但何继善及其团队从未有过放弃的念头。在理论上取得突破之后，他们持续优化仪器设备，对探测数据进行了严格检验。何继善表示开yun体育app官网网页登录入口，唯有持之以恒地进行应用和试验，才能在业界得到广泛推广。
2013年，在安徽冬瓜山矿区，一场震撼地球物理界的“物探擂台赛”拉开帷幕——来自全国14个不同单位的团队在此开展了《危机矿山电磁方法有效性比对》项目。他们试验了涵盖五大类的电磁法，并利用10种国内外先进的仪器，在地下1公里的深处进行了勘探工作，共制定了47个采集方案。然而，最终结果显示，所有参与测试的欧美先进仪器的测量精度均未达到规范标准。
何继善自豪地宣称：“我们采用的方法确实行之有效。”这对他而言，是一次难以忘怀的勘探经历，“广域电磁法所采用的电流量仅为西方先进仪器的五分之一，但我们在冬瓜山轻松地获取了有效的测量数据，平均误差仅为0.96%云开·全站体育app登录，仅为CSAMT的六十四分之一，与现有的地质资料完全吻合kaiyun.ccm，更在已知的矿体附近发现了新的异常现象，一举打破了西方仪器的神话。”
自2015年开始，该发明便被纳入中国地质调查局的招标体系，并在中石油、中石化、地调局等超过50家单位得到了实际应用，其潜在的经济效益预估已超过1.5万亿元。
长庆油田彭阳地区油气储层长期描述模糊，钻井作业成功率较低，本发明成功筛选出9个新的勘探区域，并提交了地质储量达1000万吨的数据；朱溪钨铜矿的储量位居全球第一，然而，在第二找矿阶段的关键地质问题尚未得到妥善解决，本发明首次阐明了矿区控制岩性和矿产的构造特征，为深入进行找矿工作提供了重要的参考依据……
探索不止
尽管广域电磁法相较于西方的电磁技术和设备已有显著进步，然而科学技术的创新与进步永无止境，我们始终处于不断前行的道路上。在何继善看来，广域电磁法对于国家能源的探测与利用具有极其重要的战略价值，并且拥有广阔的发展前景。
目前，通过装备的推广与应用，已探明了众多常规石油天然气、页岩气及矿产资源的储藏区域，明确了煤矿水害的分布情况，从而释放了大量的煤炭资源。这些成果不仅显著提升了我国能源和矿产资源的储备量，带来了显著的社会效益，还为地质灾害的防治工作提供了科学的数据支持。
谈及广域电磁法在页岩气勘探领域取得的显著成就，何继善以他的故乡湖南为例，阐述道：湖南页岩气的地质储量为2.5万亿立方米，然而湖南每年的天然气消耗量却仅有十几亿立方米，相较之下，我国常规天然气的年产量不过1000亿立方米略多，这其中的差距实在令人深思。他向记者透露，对于国家的发展而言，页岩气的开发与利用具有极其重要的意义。若我国能够自主开采，那么就能打破长久以来北煤南运、西气东输的运输格局，这无疑将标志着我国能源发展史上的一次重大变革。（经济日报·中国经济网 记者 郭静原）
