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首批找矿装备研发清单

序号	装备名称	研发原因	主要功能和应用场景	预期指标
一、航空物探遥感装备
1	高分辨率航空重力勘查系统	进一步解决强动态干扰下微弱重力信号精确提取、高精度定姿定位、高性能数据处理等技术难点，研制高分辨航空重力/矢量重力勘查系统，使测量精度达到国际领先。	高分辨率的航空重力/矢量重力测量能更好识别小体积的地质异常体，满足矿产资源勘查需求。	航空重力勘查系统测量精度优于0.5mGal/半波长1000m；航空重力矢量勘查系统垂向精度优于0.5mGal/半波长1000m，水平精度优于1mGal/半波长2000m；异常空间分辨率由现在的3000m提升到优于2000m。
2	航空重力梯度勘查系统	国内航空重力梯度仪指标尚未达到勘探要求，更没有开展航空重力梯度的测量工作，急需通过关键技术研发，实现航空重力梯度测量系统的小型化、轻量化、智能化，迈出我国航空重力梯度系统由样机到实用化的关键一步，为找矿突破提供新的关键手段。	航空重力梯度测量主要用于煤层、火山堆积硫化物、铁矿、金伯利岩、块状硫化物、油气等能源和矿产资源勘查。	重力梯度仪主体重量≤200kg；重力梯度敏感器体积≤Φ500mm×500mm；测量内符合精度优于10E@1km。

序号	装备名称	研发原因	主要功能和应用场景	预期指标
3	高精度航磁勘查系统	目前我国尚未形成小型化无人机航磁全轴梯度测量系统；我国三分量测量精度为10nT,尚不满足找矿要求；我国目前尚未研制出高温超导芯片，在“十三五”期间研制的低温超导和高温超导航磁全张量梯度测量系统测量精度30pT/m，尚不满足找矿要求;面临探测分辨率低和获取参数少等技术难题，需要我国自主研发高分辨率、多参量的深地探测与资源能源勘查技术装备，突破关键的“卡脖子”技术。	航磁全轴梯度测量、航磁三分量测量、航磁超导全张量梯度测量的技术装备研发将突破探测精度的瓶颈，引领航磁方法向精细化解释的跨越式发展，可为多金属矿产、非常规油气储层等资源探测提供有效的技术方法手段。	航磁全轴梯度测量的水平梯度动态四阶差分优于5pT/m，垂向梯度动态四阶差分优于10pT/m；航磁三分量测量精度优于5nT；高温超导航磁全张量梯度测量精度优于20pT/m。
4	大深度高分辨率直升机航空电磁勘查系统	通过超大磁矩直升机时间域航空电磁、直升机天然场航空电磁勘查系统研发，进一步解决困扰我国千米级深度范围内高精度矿产、地质构造、大型断裂分布以及水资源探查等领域的技术难题，为我国找矿突破战略行动、重大工程地质调查等需求提供技术装备。	直升机航空电磁测量、天然场航空电磁测量，主要用于稀有金属矿产勘查、地质工作普查等，在我国中西部高原地区、地形复杂人员难以进入地区以及新疆无人区等艰难远险地区拥有广阔的应用前景。	直升机时间域航空电磁勘查系统：梯形波发射磁矩≥180万Am2，二次场X、Y、Z三分量及航磁综合测量，动态噪声≤±1nT/s；无人机时间域航空电磁勘查系统：梯形波发射磁矩≥2.5万Am2，二次场X、Y、Z三分量及航磁综合测量，动态噪声≤±1nT/s；直升机天然场航空电磁勘查系统：动态噪声≤1%，探测深度≥2000m。

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5	高精度航空伽马能谱勘查系统	铀资源的迫切需求要求发展高精度航空伽马能谱测量技术，因此亟需通过研发新型高精度航空伽马能谱测量系统，满足深埋藏、弱异常航放信息提取的需求，进一步提高探测目标的分辨率以及解决复杂地质问题的能力。	在矿产勘查中用于异常较弱的深部盲矿体和砂岩型铀矿床的勘探；在基础地质调查中开展高空间分辨率航放测量，快速实现精确的岩体圈定和岩性划分。	阵列探测器的单个通道最大脉冲通过率250000cps；能量分辨率优于8%@662KeV；平均无故障时间300h；工作温度-40℃～60℃。
二、地面地球物理装备
1	大功率全波形时频激电测量系统	激电法是矿产勘查的重要方法之一，尤其是寻找金属硫化矿产资源最有效的方法。针对1000米深多金属硫化物矿体精细探测需求，研发大功率三维时频激电探测仪器、采用全波形采集可拓展激电测量功能和参数，具有设备轻便、抗干扰能力强、观测参数丰富等优点。	主要功能为时间域激发极化和频率域激发极化。应用场景一是适用于中深部多金属矿产资源快速普查，采用扫面方式能快速发现异常；二是采用测深形式开展矿产资源详查，用以探测多金属矿产目标体埋深和空间形态。	具备多矢量发射、时频同测功能、精细电流采样功能；最高发射电压1000V，最大发射电流60A，最大发射功率60kW；电流测量精度0.1%；动态范围优于130dB；数据处理与正反演解释软件1套；技术指标经第三方验证测试，技术就绪度达8级。

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2	模块化级联式大功率综合电磁探测系统	多金属矿产一般赋存在地形条件复杂的山区，道路交通条件不便，为更好适应野外复杂地形和道路交通条件，提出研制级联式大功率电磁发射机，既能多机串、并组合发射，实现大功率供电，亦可单机工作，从而满足不同应用场景下电磁大功率发射需求。	主要功能有模块化、轻便化、多功能电磁测量，包括人工源的可控源电磁测深、时间域激电、频率域激电，天然源的音频大地电磁测深和大地电磁测深。应用场景：测量参数多，适用于多金属矿产的精细立体勘查，有利于区分矿与非矿异常；抗干扰能力强，适用于页岩气、油气勘查；天然场探测深度大，适用于深部地质结构科学研究；采用多部接收机分布式布设，可用于油气藏储层水力压裂监测。	工作频带10kHz～0.01Hz；最大发射电压3000V、最大发射电流180A、最大发射功率180kW；级联式发射单元模块的最大发射电压1000V、最大发射电流60A、最大发射功率60kW；电流测量精度0.2%；同步精度10ns，分布式接收通道数大于80道，动态范围优于130dB。技术指标经第三方验证测试，技术就绪度达8级。
3	电性源高温超导瞬变电磁系统	现有的磁性源高温超导瞬变电磁系统野外工作效率低，常规电性源瞬变电磁测量区域小，数据晚期道信噪比低，勘探深度小。电性源高温超导瞬变电磁系统能够克服以上缺点，勘探深度优于200km。	主要功能是瞬变电磁感应磁场测量，既可在短偏移距（SOTEM)测量，又可在长偏移距（LOTEM)测量。适用于深部金属矿产、水资源、地热、页岩气、油气勘查，特别适合在地形复杂、磁性源瞬变电磁不易工作的地区开展工作。	高温超导射频量子干涉器工作带宽≥2MHz，磁场磁通转换系数优于3.2nT/φ0；高温超导磁强计磁场噪声优于90fT/Hz1/2，摆率优于0.8mT/s，带宽≥30kHz；大功率发射机最高发射电压≥1200V，发射电流≥50A；接收机噪声≤0.3μV@晚期道。

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4	大深度高精度井中三分量磁测系统	井中三分量磁测能避开地表及浅部磁性体干扰，实现井周及井底一定范围内的全空间测量，全面了解和分析磁异常，准确定位异常体的位置，具有纵向分辨率高的特点，是探测深部铁矿及其他磁性矿体的有效手段。提升其探测深度，升级其探测精度，优化其性能将进一步提升识别深部中-弱强度磁异常的能力，扩大井中磁测勘查的应用范围。	井中三分量磁测主要用于解决井底、井旁和井周的地质问题，如划分磁性层，确定磁性层的深度和厚度，提供磁性参数（磁化率、磁化强度等），验证评价地面磁异常；发现井旁盲矿，并确定其空间位置；预报井底盲矿，估算能见矿的深度；评价磁性矿床储量等。可广泛应用于深部铁矿及其他磁性矿体勘查等领域。	高精度井中三分量磁力仪转向差小于10nT，顶角测量精度小于0.1°，方位角测量精度小于1°，探测深度达到4000m，探测精度优于20nT；开发1套井-地磁测联合解释软件，实现2种井-地联合解释方法；完成第三方验证测试及示范区检验。
5	回线源大功率低噪声地-井瞬变电磁探测系统	以前研制的系统发射电压、电流低，接收传感器有效面积小，下井深度小于2000米，不利于深部探测。	地-井瞬变电磁测量，应用于探测金属矿井中测量井中旁壁周围的电阻率异常情况。	发射机最大发射电压250V，最大发射电流40A；双极性梯形波，占空比50%，下降沿线性可控（300μs、500μs、1000μs、1500μs可选）；接收机输入短路噪声晚期道优于0.15μV；Z分量传感器等效接收面积≥10000m2，X、Y分量传感器等效接收面积≥4000m2，探头直径≤40mm，定位精度为倾角定位精度≤±0.4°，转角定位精度≤±0.5°，方位角定位精度≤±3°，下井深度≥2000m（压力≥30MPa，温度≥85℃），谐振频率≥10kHz；在孔深大于2000米的金属矿钻孔中与国外商品化仪器进行三分量测量对比验证。

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6	大功率地-井激发极化测量系统	激发极化测量系统已经从传统集中式单道假三维采集走向分布式真三维同步采集、从地面观测走向井-地、地-井立体探测，同时配合大功率激电发射机，能够有效克服工业和人文干扰，配合三维反演技术实现精细化三维勘探。国内仪器以基本集中式单道采集为主，同时当前发射机功率不足（小于50kW），需要提高功率以适用于当前矿产勘探的强干扰环境。	大功率地-井激发极化测量系统用于井中充电法、井中激发极化法数据采集工作，服务领域包括矿产资源勘查（预测井旁、井底盲矿、追索矿体范围）与水文地质调查（岩溶发育区地下暗河追索、地下水流速流向勘查）等。	地-井激发极化测量系统观测深度1500m，井中电极直径≤60mm；最大发射功率60kW，最大发射电压1500V。地-井激发极化解释软件一套，适应不同地-井观测方式数据的反演以及地-井资料联合解释；完成第三方测试及示范区检验。
7	基于井-地高速数据传输技术的小口径综合测井系统	受井-地数据传输通信带宽过窄的技术瓶颈制约，国内尚未推出小口径成像测井产品，亟需攻克井-地高速数据传输关键技术，打造基于井-地高速数据传输技术的小口径综合测井系统产品平台，开发系列小口径成像测井探管，兼容小口径电法、磁法、声波、放射性等测井探管，实现产品化，填补国内空白，实现国产化替代。	实现小口径电法、磁法、声波、放射性和成像综合测井。	研制出实现1Mbit/s以上井-地数据传输的地面采集控制软件系统、地面主机系统、地面绞车及其控制系统、小口径井中数据传输短节，系统产品具有远程监测控制、远程数据回传功能，制定开放的系统产品接口标准规范（或软件协议），兼容已产品化的电、磁、声、放射性等井下探管；研制出外径小于50mm、耐温120℃以上、耐压45MPa以上井中超声成像、光学成像、微聚焦电阻率成像探管。其中，超声成像裂隙分辨率优于1mm；光学成像分辨率1080像素/360°。

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8	小口径超声成像以及可控源放射性测井仪	当前矿产钻探井的深度越来越大，井内的温度、压力、安全等因素对地球物理测井技术提出了更高的要求，亟需攻克小口径超高温地球物理测井关键技术，研究小口径超声成像以及可控源放射性测井装备，为战略性矿产勘查提供技术支撑。	小口径超声成像测井仪通过高分辨率的超声波探测，对井下环境进行细致的成像，提供清晰的井壁结构画面，用于分析地层构造，间接确定矿体的位置。小口径可控源放射性测井仪通过测量地层中的人工放射性射线，计算测量地层岩石的密度和孔隙度，用于分析地层岩性，寻找金属矿、放射性矿产资源等。	小口径超声成像测井仪超声成像扫描速度2-11RPM，超声探头发射频率250kHz、350kHz、450kHz，裂缝分辨率优于1mm，耐温200℃，耐压60MPa，温度探测精度±0.1℃，探管外径小于60mm，工作时长不低于24小时。小口径可控源放射性测井仪，中子产额大于107n/s，耐温125℃，耐压60MPa，探管外径小于60mm，孔隙度测量精度优于3%，密度测量精度优于0.025g/cm3；完成第三方测试及同国外仪器的对比验证。
三、光谱遥感装备
1	热红外岩心扫描仪	岩心数字化和地质矿物填图都离不开岩心光谱扫描仪，传统的岩心光谱扫描仪波段范围为可见光-短波红外，只能测量低温含水蚀变矿物，而不能测量高温无水矿物，致使矿物研究方面存在欠缺，热红外岩心扫描仪可实现高温无水矿物测量，填补了以往矿物测量空白。	岩心数字化，矿物填图。用于岩心数据库建设、地质研究和地质找矿。	波长范围7um～14umm；光谱分辨率4cm-1，图片分辨率350DPI；测量方式包括步进、连续扫描；测量速度250～300米/天；测量结果为图像、无水硅酸盐矿物；测量方式为全自动；处理软件包括数据预处理软件、矿物分析专家系统。
四、钻探装备
1	小口径高精度定向连续绳索取心系统	突破绳索取心钻进造斜时不能取心的技术瓶颈，打破西方先进技术封锁，拓宽绳索取心工艺适用性，在定向钻进、纠斜钻进等特殊工况下仍能获得连续岩心等实物资料。	主要功能是在造斜钻进的同时获得连续岩心。应用于地质岩心定向纠斜、多分枝孔勘探等，主要应用隐附性矿藏、高陡产状矿体、零散矿体等高精度勘探。	造斜率不低于7.5°/30m,井斜精度±0.5°，适用孔径96mm、76mm，96mm孔径岩心不小于40mm，76mm孔径岩心不小于28mm，承受压力≥30MPa。

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2	废浆净化技术装备	针对地质钻探废浆处理方量小、设备摆放场地小、处理效率低等难题，从设备的模块化和智能化两方面进行突破，通过设备的研发与升级，解决地质钻探废弃冲洗液的处理问题。	主要功能是基于废浆无害化处理工艺，使用物理-化学结合方法处理废弃冲洗液。利用超声波液位传感器和PLC控制程序实现一人一机处理地质钻探小型钻孔在钻探过程中产生的废弃冲洗液。适用于地质钻探，场地条件较差，且废浆量不大的情况。解决矿产、工程勘查等排放废浆污染环境的问题，为地质钻探绿色勘查提供支撑。	废浆处理能力1m3/h；处理后废水达到国家二级排放标准，PH值6～9；悬浮物≤150mg/L，石油类≤10mg/L，重金属类≤5mg/L。
3	环保钻井液及泥浆不落地技术装备	地质钻探大部分现场仍采用传统粗放型开挖泥浆池自然沉降、稀释、替换和化学絮凝法等方式，环境污染严重，频繁换浆也难以满足环保要求，需要研发环保型钻井液，从源头解决地质勘查行业钻井液污染环境问题；研发泥浆不落地系统，减少泥浆池、沉淀池开挖对地面的破坏。	环保钻井液实现钻探施工过程中绿色无污染；泥浆不落地装备由循环槽及小型罐体组合，实现泥浆不落地，地面无扰动。应用于所有使用钻井液循环的钻探施工场景。	高效环保材料（生物降解性BOD5/COD≥5%，生物毒性EC50≥30000mg/L）；绿色环保冲洗液（苏氏漏斗粘度＜30s，API滤失量≤8mL，相对膨胀降低率≥80%，生物降解性BOD5/COD≥5%，生物毒性EC50≥30000mg/L）。实现本地/远程控制以及泥浆参数实时监测，自动制浆和固控处理能力≥15m3/h，清除固相粒度可达2μm，处理后固相含液率≤20%。

序号	装备名称	研发原因	主要功能和应用场景	预期指标
4	地质矿产勘查自动化智能化钻探装备与控制系统	自动化智能化水平是国内外钻探技术主要差距,开展地质矿产勘查自动化智能化钻探装备关键技术攻关，是实现地质工作现代化的必然要求，是支撑我国绿色低碳高质量钻探技术发展的重要举措，是提升自然资源科技创新能力和水平，助力实现高水平科技自立自强的重要途径。	实现加接单根、提下钻、移摆管等高频次高强度高风险作业的自动化一键操作，钻探作业中的多源信息融合识别处理及自适应智能钻进。应用于地质矿产勘查取心钻进、全面钻进、定向钻进，钻孔下套管等。	孔口自动化程度不低于90%，模块自动化系统可配套不少于2种机型，实用可靠性不低于人工作业，智能钻进控制系统适应不少于2种机型，具备多源信息融合处理识别决策能力。
5	绿色高效多工艺钻探设备	传统岩心钻探技术在覆盖层施工效率低、事故多，如果采用反循环空气钻进、跟管钻进等快速钻进工艺施工至目标层，下好套管，再采用金刚石回转钻进取心工艺，既可保证较高的钻进效率，又能准确的采集到所需的地质数据，减少事故，提高效率，降低成本，研发绿色高效、自动化程度高的多工艺设备是解决覆盖区矿产快速查证的有效手段。	以反循环连续取样和金刚石绳索取心两种钻探技术为主导工艺，集成跟管钻进等多种工艺，实现覆盖层快速穿透、目标层精准取心。应用于隐伏区矿产快速查证。	钻深≥300米(φ89mm钻杆)动力头转速0-1200r/min，最大扭矩5500Nm，动力头行程4500mm，提升力120kN，实现80s以内机械手自动加减钻杆。