《中國地質調查新方法新技術研發進展與成果》涵蓋地質調查、礦產勘查及資源綜合利用等地質勘查技術近年來的新方法新技術研發進展與成果，包括航空地球物理勘探、地面地球物理勘探、地球化學勘查、遙感地質調查、地質鑽探、地質實驗測試、地質信息技術、海洋地質調查、水文地質環境地質調查、礦產資源綜合利用共十個專業領域。系統總結了各勘查技術在軟硬體研製開發、數據採集、數據分析與處理等方面的最新研究成果，包括主要的技術內容、技術套用情況及新的技術規程規範。通過大量套用實例，論述各勘查技術的套用現狀及其套用效果，方便讀者更好地理解各類技術方法的原理。讀者可以依據自己的需求，快速查閱相關技術，實用性強。期望通過《中國地質調查新方法新技術研發進展與成果》的出版，加快推進地質勘查技術的套用與轉化，推動產學研用相結合，加大探測深度，降低勘查成本，提高勘查效果，提升礦產資源綜合利用水平，為找礦突破戰略行動提供技術支撐。
基本介紹
- 書名：中國地質調查新方法新技術研發進展與成果
- 出版社：科學出版社
- 頁數：432頁
- 開本：16
- 作者：李金髮
- 出版日期：2014年1月20日
- 語種：簡體中文
- 品牌：科學出版社
內容簡介,圖書目錄,文摘,
內容簡介
李金髮主編的這本《中國地質調查新方法新技術研發進展與成果》共分十章內容，具體包括：航空地球物理勘探方法技術、地面地球物理勘探方法技術、地球化學勘查方法技術、遙感地質調查方法技術、地質鑽探技術、地質實驗測試方法技術、地質信息技術、海洋地質調查方法技術、水文地質環境地質調查技術、礦產資源綜合利用技術。
圖書目錄
前 言
緒 論 001
第一節 世界地質勘查技術發展趨勢 001
第二節 我國地質勘查技術發展特點 004
第一章 航空地球物理勘探方法技術 008
第一節 航空物探測量技術 011
第二節 航空物探方法及軟體 024
第三節 航空物探編圖方法技術 034
第四節 航空物探地質填圖方法技術 039
第五節 航空物探礦產資源調查方法技術 043
第六節 航空物探油氣資源調查方法技術 048
第七節 航空物探技術規範和標準體系 050
第二章 地面地球物理勘探方法技術 053
第一節 地面重磁勘探技術 057
第二節 電磁法勘探技術 059
第三節 地震勘探技術 068
第四節 地下地球物理勘探技術 071
第五節 地球物理數據處理與解釋技術 074
第六節 區域物性研究與地球物理三維填圖技術 076
第七節 地下溫度場測量及地熱勘探技術 078
第八節 標準制修訂與新方法新技術推廣 081
第三章 地球化學勘查方法技術 082
第一節 區域地球化學勘查 084
第二節 多目標地球化學調查 094
第三節 1∶5萬礦產調查地球化學方法 099
第四節 礦區地球化學調查方法 102
第五節 非常規地球化學調查方法 105
第六節 油氣資源地球化學調查方法 109
第七節 勘查地球化學基礎研究 111
第八節 地球化學勘查標準制修訂 122
第九節 地球化學勘查新方法新技術推廣及效果 123
第四章 遙感地質調查方法技術 141
第一節 高光譜遙感技術 143
第二節 高分數據遙感地質解譯技術 152
第三節 地表形變InSAR調查與監測技術 161
第四節 微波遙感岩性構造填圖技術 165
第五節 機載雷射雷達技術 173
第六節 機載POS系統直接地理定位技術 175
第七節 數字滑坡技術 177
第八節 低空遙感調查技術 183
第九節 遙感地質調查技術規範和標準體系 186
第五章 地質鑽探技術 190
第一節 科學鑽探技術 193
第二節 淺層取樣鑽探技術 198
第三節 深孔地質岩心鑽探技術 207
第四節 反循環取樣鑽探技術 218
第五節 大口徑水文水井鑽探技術 218
第六節 定向鑽探技術 221
第七節 災害勘查與治理工程技術 223
第八節 基礎工程技術 224
第六章 地質實驗測試方法技術 227
第一節 礦石礦物中主次痕量元素實驗測試技術 230
第二節 微區原位成分分析技術 232
第三節 元素化學形態分析技術 237
第四節 有機分析技術 240
第五節 礦物物相分析技術 246
第六節 同位素分析技術與方法 249
第七節 野外現場分析技術 254
第八節 標準物質與標準方法 256
第九節 地質實驗儀器研發 257
第十節 生態與環境地球化學實驗技術 259
第十一節 地球化學樣品分析測試方法 262
第七章 地質信息技術 264
第一節 數字地質調查技術 265
第二節 地質數據建庫、處理與套用技術 274
第三節 信息集成、共享與服務技術 286
第四節 地質調查信息化標準體系 294
第八章 海洋地質調查方法技術 298
第一節 海洋地球物理調查方法技術 300
第二節 海洋地球化學調查及測試方法技術 308
第三節 海洋地質取樣方法技術 318
第四節 地質微生物油氣勘查方法技術 321
第五節 海洋綜合探測技術 322
第六節 海洋調查規範和海洋地質調查技術標準制定並頒布實施 326
第九章 水文地質環境地質調查技術 328
第一節 地下水勘查技術 330
第二節 水文地質鑽進及成井工藝 342
第三節 地質災害勘查技術 353
第四節 地質環境監測技術 358
第五節 地下水污染場地調查與風險評價方法技術 366
第六節 二氧化碳地質儲存調查評價方法技術 367
第七節 地質災害預警技術 369
第十章 礦產資源綜合利用技術 372
第一節 金屬礦產選冶工藝技術 373
第二節 非金屬礦產利用工藝技術 391
第三節 尾礦等二次資源利用工藝技術 396
參考文獻 401
緒 論 001
第一節 世界地質勘查技術發展趨勢 001
第二節 我國地質勘查技術發展特點 004
第一章 航空地球物理勘探方法技術 008
第一節 航空物探測量技術 011
第二節 航空物探方法及軟體 024
第三節 航空物探編圖方法技術 034
第四節 航空物探地質填圖方法技術 039
第五節 航空物探礦產資源調查方法技術 043
第六節 航空物探油氣資源調查方法技術 048
第七節 航空物探技術規範和標準體系 050
第二章 地面地球物理勘探方法技術 053
第一節 地面重磁勘探技術 057
第二節 電磁法勘探技術 059
第三節 地震勘探技術 068
第四節 地下地球物理勘探技術 071
第五節 地球物理數據處理與解釋技術 074
第六節 區域物性研究與地球物理三維填圖技術 076
第七節 地下溫度場測量及地熱勘探技術 078
第八節 標準制修訂與新方法新技術推廣 081
第三章 地球化學勘查方法技術 082
第一節 區域地球化學勘查 084
第二節 多目標地球化學調查 094
第三節 1∶5萬礦產調查地球化學方法 099
第四節 礦區地球化學調查方法 102
第五節 非常規地球化學調查方法 105
第六節 油氣資源地球化學調查方法 109
第七節 勘查地球化學基礎研究 111
第八節 地球化學勘查標準制修訂 122
第九節 地球化學勘查新方法新技術推廣及效果 123
第四章 遙感地質調查方法技術 141
第一節 高光譜遙感技術 143
第二節 高分數據遙感地質解譯技術 152
第三節 地表形變InSAR調查與監測技術 161
第四節 微波遙感岩性構造填圖技術 165
第五節 機載雷射雷達技術 173
第六節 機載POS系統直接地理定位技術 175
第七節 數字滑坡技術 177
第八節 低空遙感調查技術 183
第九節 遙感地質調查技術規範和標準體系 186
第五章 地質鑽探技術 190
第一節 科學鑽探技術 193
第二節 淺層取樣鑽探技術 198
第三節 深孔地質岩心鑽探技術 207
第四節 反循環取樣鑽探技術 218
第五節 大口徑水文水井鑽探技術 218
第六節 定向鑽探技術 221
第七節 災害勘查與治理工程技術 223
第八節 基礎工程技術 224
第六章 地質實驗測試方法技術 227
第一節 礦石礦物中主次痕量元素實驗測試技術 230
第二節 微區原位成分分析技術 232
第三節 元素化學形態分析技術 237
第四節 有機分析技術 240
第五節 礦物物相分析技術 246
第六節 同位素分析技術與方法 249
第七節 野外現場分析技術 254
第八節 標準物質與標準方法 256
第九節 地質實驗儀器研發 257
第十節 生態與環境地球化學實驗技術 259
第十一節 地球化學樣品分析測試方法 262
第七章 地質信息技術 264
第一節 數字地質調查技術 265
第二節 地質數據建庫、處理與套用技術 274
第三節 信息集成、共享與服務技術 286
第四節 地質調查信息化標準體系 294
第八章 海洋地質調查方法技術 298
第一節 海洋地球物理調查方法技術 300
第二節 海洋地球化學調查及測試方法技術 308
第三節 海洋地質取樣方法技術 318
第四節 地質微生物油氣勘查方法技術 321
第五節 海洋綜合探測技術 322
第六節 海洋調查規範和海洋地質調查技術標準制定並頒布實施 326
第九章 水文地質環境地質調查技術 328
第一節 地下水勘查技術 330
第二節 水文地質鑽進及成井工藝 342
第三節 地質災害勘查技術 353
第四節 地質環境監測技術 358
第五節 地下水污染場地調查與風險評價方法技術 366
第六節 二氧化碳地質儲存調查評價方法技術 367
第七節 地質災害預警技術 369
第十章 礦產資源綜合利用技術 372
第一節 金屬礦產選冶工藝技術 373
第二節 非金屬礦產利用工藝技術 391
第三節 尾礦等二次資源利用工藝技術 396
參考文獻 401
文摘
緒 論
地質調查工作的主要任務是對地球的物質組成、結構、構造及其發展演化進行調查研究，觀察和描繪各類地質客體和現象，探索其相互間的關係與聯繫，開展地質作用過程和地質問題研究，把握地質歷史演化與發展，豐富地質學認識，提高地質研究程度。地質調查涉及礦物學、岩石學、地層學、古生物學以及構造地質學等多個學科，地球動力學、大地構造等重大方向，基礎、礦產、水工環等多個領域，以及室內與野外、測試與分析、探測與監測等多個方面。21世紀以來，我國經濟和社會步入快速發展的軌道，地質工作作為資源基礎、環境基礎和工程基礎的地位日益凸顯，迫切需要依靠技術創新，提升地質調查水平，實現找礦突破，服務生態文明建設。
自1999年地質大調查實施以來，中國地質調查局積極開展地質勘查技術攻關，大力推進成礦理論、找礦方法和勘查開發關鍵技術的自主創新，為地質調查和找礦突破提供了重要技術支撐。由於我國地質勘查技術研發主體仍然為科研單位，新型、前沿的地質勘查技術大多掌握在科研單位或院校的部分研究者手裡，資料分散，查詢不便，不利於新方法新技術的推廣、套用與轉化。為此，中國地質調查局組織有關專家對近十多年的地質調查和地質勘查技術進行了系統梳理和總結，出版本書。為方便讀者研閱和使用，這裡對國內外地質勘查技術發展趨勢和特點作一介紹，期望對讀者有所裨益。
第一節 世界地質勘查技術發展趨勢
一、地質勘查技術正處於建立新一代技術體系的關鍵時期
基礎、礦產和環境是現代地質工作的三大領域。無論是基礎地質領域，還是礦產勘查和環境地質領域（包括水文地質、環境地質和工程地質），都需要以地質勘查技術為支撐。基礎地質調查，需要套用新方法和新技術，獲取新信息，填繪新圖件，擴展地質調查服務領域。現代地質工作服務領域不斷擴展，需要從單學科研究，轉向多學科互補、合作的整體調查研究。
從歷史上看，地質勘查技術的重大突破，可以獲取更多更有效的信息，增進對地球系統的了解，實現重大地學理論創新和找礦突破。20世紀60年代板塊學說的提出與發展、90年代大陸動力學的問世等得益於地球物理探測、星載遙感、大洋鑽探和空間探測等技術；新一代物探化探遙感等技術的發展加速了各主要國家區域地質調查及其工作內容的變化，並已成為許多國家推出並實施新一代國家填圖計畫的重要組成部分。礦產勘查技術進步為找礦突破帶來了新的發展機遇。20世紀40年代飽和式磁力儀研製與套用，導致發現了數量眾多的鐵礦床；50年代中期航空電磁法的套用，導致發現若干大型和重要的火山成因塊狀硫化物礦床； 50年代晚期，激發極化法（IP）的發展與套用，導致發現一批斑岩銅礦床；70～80年代，低成本的區域地球化學找礦方法發展，導致發現一批金礦床；80年代瞬變電磁技術的發展使之成為尋找深埋塊狀硫化物礦床的有效手段等。
針對當前地質找礦面臨的新形勢，為避免高風險帶來的巨大損失，找礦投資的注意力應由原先的工作量、工程量轉向找礦思路的科學性、投入方法與工作量的合理性、探測信息與資料的可靠性、多學科綜合研究的實效性、布鑽驗證的目的性，以及重大技術環節的把握與環節的轉換等。當前，深部找礦面臨的主要技術難題包括探測深度（要求達到1000～2000m）、探測精度（對小礦體具有一定的分辨力）、探測技術的抗干擾能力（各種強幹擾）。要解決這一問題，既要加大地質勘查技術的探測深度和探測精度，又要加強各種方法的有效綜合，充分利用和發揮信息技術的優勢和作用，加強數據綜合分析與解釋的能力，提高深部探測的效果。對此，西方已開發國家在近20年來實施了一系列富有成效的礦產勘查技術計畫。例如，加拿大的“勘查技術計畫”（EXTECH）和澳大利亞的“玻璃地球計畫”等。無論是加拿大勘查技術計畫，還是澳大利亞的玻璃地球計畫，都是以信息技術為核心，開展多學科、跨學科研究，強調多種方法的綜合與集成，研製和完善新方法和新技術，以獲取更多、更有效的信息。
由於當代地質工作領域不斷拓寬，要求不斷提高，現代地質勘查技術的發展正處於建立新一代技術體系的關鍵時期。新一代技術體系以現代信息技術為核心，以多學科、跨學科研究為手段，以技術綜合與集成為標誌。其突出特點是：
1）大探測深度。具有靈敏度高、解析度好、抗干擾能力強等特性，能取得深部礦化的直接信息，固體礦產探測深度達1000m以上。
2）集成性和綜合性。強調以信息技術為核心的多學科技術融合與集成。無論是加拿大的“勘查技術計畫”，還是澳大利亞的“玻璃地球計畫”，無一例外地都是以地質理論為基礎，以信息技術為核心，促進地質、物探、化探和遙感等資料的融合。同時，在一次探測中能獲得多種參數的找礦信息，能有效分析與綜合各種找礦信息。
3）快捷有效。能夠在野外快速推廣，方便套用，成本相對較低，並能獲得相關信息。
圖0.1.1顯示的是勘查技術、勘查深度與礦床發現潛力的關係。第二次世界大戰以來，科學技術進步與突破及其在地質勘查領域中的套用與推廣，促使20世紀50年代以後出現了一輪礦床發現的高峰，並在70年代前後達到高潮。此後，礦床發現率急劇下降，幾乎降至昀低水平。進入21世紀後，進入深部找礦階段，目前深部找礦關鍵技術正處於突破邊緣。可以預測，在不久的將來，關鍵技術的突破必將對整個找礦工作產生重大而深遠的影響，形成新一輪的礦床發現高峰。
二、地質科學創新以高新技術為先導，高新技術與地質科學前沿融為一體，強調多學科交叉與融合
地質科學研究以高新技術為先導，促進多學科交叉與融合。例如，美國國家科學基金會在21世紀實施的“地球探測計畫”（Earthscope）是一個以高新技術為先導、多學科綜合研究計畫，其目的是增進對北美大陸岩石圈三維結構和地震災害的了解。該計畫部署了四種新型觀測設備：①美國地震陣列（USArray），將顯著提高美國及其毗鄰地區下面大陸岩石圈和深部地幔的地震圖像的解析度；②聖安德烈斯斷裂深部觀測站（SAFOD），將直接從斷裂帶物質（岩石和流體）中取樣，測定斷裂帶的各種性質，並監測深部蠕變和地震活動斷裂；③板塊邊界觀測站（PBO），將對沿太平洋-北美板塊邊界的變形所導致的三維應變場進行研究；④合成孔徑干涉雷達（InSAR），將在廣大的地理區域內進行空間上連續的周期性應變測量。InSAR圖像是對PBO連續GPS點測量的一種補充。通過上述四種設備的觀測，調查美國地下岩石圈和地幔的結構與演化，並探討可能對地質災害的影響。這是一項典型的調查與科研相結合、多種方法聯合攻關的科學研究計畫。
我國“深部探測技術與實驗研究”（SinoProbe，2008～2012年），運用現代高新技術，實施中國深部探測計畫，揭示地殼的組成和結構，是一項有效緩解資源與災害壓力，惠及可持續發展的、推動地球科學騰飛的重大科技計畫，充分體現了高新技術為先導的特點。
高新技術與地質科學前沿融為一體，相互影響、相互促進，使當代許多高新技術在地質科學研究中具有更廣闊的用武之地，引發更多的科學發現。在組織形式上，設立多學科參與的研究計畫和研究中心，力圖在更高層次上開展多學科交叉、整合研究。過去50年地球科學的發展史也表明，大型科學計畫體現了不同時期地球科學發展的前沿和主流方向，引領地球科學及相關科學的發展。
研究複雜的地球地質作用與過程及其重大的資源、環境、災害問題，並非單一學科和傳統的概念與手段所能完成。在許多重要的交叉點上蘊含著更多的突破機會、新的生長點和解決途徑，要求加強學科間的交叉、滲透和綜合集成，同時，研究群體和基地的作用日益突出。不同學科的交叉與融合，不是學科間的簡單拼湊，而是針對重大的地質科學問題，發揮不同學科各自的優勢，通過對各學科的信息進行有效的綜合、集成，建立地質作用與過程的模型，實現地質研究和找礦工作的重大突破。
三、“大數據”時代引領地質調查工作
經過上千年的嬗變，科學研究理念、方法和技術已經發生深刻變化。尤其是信息與網路技術的迅猛發展，不僅改變了人們的日常生活，而且改變了科學家的思維模式，新近國際上誕生了科學研究的第四範式，即數據密集型的知識發現。與此同時，社會所面臨的複雜問題越來越多，諸如環境污染問題、資源耗竭問題、生態系統問題等，這些複雜性問題已在催生新的綜合性研究或學科，因為傳統單一學科研究已很難適應社會發展的需求。
面對如此形勢，歐巴馬2012年3月29日發布《大數據研究和發展計畫》（BRD），將“大數據研發”上升為國家意志。以國家科學基金會（NSF）為首的一批聯邦機構投資2億美元首輪資助6個大數據項目，這些聯邦機構除NSF外還有國家衛生研究院（NIH）、國防部（DOD）及所屬高級研究計畫局（DARPA）、能源部（DOE）和地質調查局（USGS）等。
美國政府六個部門啟動的大數據研究計畫中，除了國家科學基金會的研究內容提到要“形成一個包括數學、統計基礎和計算機算法的獨特學科”外，絕大多數研究項目都是為應對大數據帶來的技術挑戰，重視的是數據工程而不是數據科學，主要考慮大數據分析算法和系統的效率。USGS的約翰·韋斯利·鮑威爾分析與集成中心啟動了8個新的研究項目，通過給科學家提供深入分析的場所和時間、昀高水平的計算能力和理解大數據集的協作工具，催化地球系統科學的創新思維。這些大數據項目將提高對問題的理解，例如，對氣候變化、地震重現機率和下一代生態指標的各種回響。
大數據的特徵可以用很多詞來描述，從昀先提出的“3V”模型到昀近的“4V”模型，不一而同。前3個V是“容量”（volume）、“速度”（velocity）和“種類”（variety），第4個V則可以是價值性（value）、虛擬性（virtual）或者可變性（variability），取決於研究的對象。一般而言，“4V”是針對它們的“大”而言的，那就是大容量、快速度、多種類以及顯著的價值等。一般認為，大數據具有規模大、價值高、交叉復用、全息可見四大特徵。尤其是昀後兩個特徵體現了大數據不僅僅有“規模更大的數據”這種量上的進步，還具有不同於以前數據組織和套用形式的質的飛躍。地質調查數據符合大數據的基本特徵。
作為全球地質調查領域的領導者，美國地質調查局率先做出回響，將以往以學科為主線的組織結構，調整為以重大問題為主線的組織架構，並新增了核心科學體系的科學使命，並於2012年6月在其官網正式發布了《美國地質調查局核心科學體系科學戰略（2013～2023）》。核心科學體系是美國地質調查局基於其在地質填圖、地形製圖及生物多樣性填圖等方面的核心實力，依託計算機和信息科學，通過跨學科的數據綜合、學科合成以及新的調查方法，形成合成產品，並建立一種自然而然地整合新數據、新套用和其他科學產品的工作流程，昀終目的是更好地表述和認識複雜的地球系統，使得美國地質調查局有能力處理亟待解決的複雜社會問題。
第二節 我國地質勘查技術發展特點
一、勘查技術創新推進地質工作現代化
1.勘查技術創新推進基礎地質調查和研究
縱觀地質調查工作發展歷史，每一種技術重大創新，都會給地質調查工作帶來重大變革，觀測新數據，獲取新信息，取得新認識。
近年來，多種航空物探儀器經過自主研發與引進消化，實現了向高精度、小型化、集成化的方向邁進，達到世界一流水平。形成了重、磁、電、放種類基本齊全的航空物探勘查方法體系，初步滿足了我國當前地質調查的需要。目前，每年投入測量的有10多套系統，在“十一五”期間取得了200多萬測線公里的高精度航空物探測量數據。
自1999年地質大調查專項實施以來，我國研製了多目標地球化學填圖技術，逐步建立完善的農田、河流、湖泊、城市、海岸帶、沿海經濟區等不同生態系統的環境地球化學調查、評價技術和生態環境安全的地球化學方法，使地球化學調查從地質找礦逐步延伸到對土地利用的安全、合理性、生態環境質量評價等領域。到現在為止，我國已完成1∶25萬多目標地球化學調查160萬km2，取得了大量對國家巨觀環境決策有影響的成果。
建立了較完善的區域性地表形變InSAR監測技術體系與工作方法，為我國地面沉降調查與監測提供了一種低成本、高效率、短周期、高精度、大區域覆蓋的遙感技術手段。研究成果已廣泛套用於我國華北平原、長江三角洲、汾渭谷地等主要地區區域性地面沉降調查與監測，累計監測范
地質調查工作的主要任務是對地球的物質組成、結構、構造及其發展演化進行調查研究，觀察和描繪各類地質客體和現象，探索其相互間的關係與聯繫，開展地質作用過程和地質問題研究，把握地質歷史演化與發展，豐富地質學認識，提高地質研究程度。地質調查涉及礦物學、岩石學、地層學、古生物學以及構造地質學等多個學科，地球動力學、大地構造等重大方向，基礎、礦產、水工環等多個領域，以及室內與野外、測試與分析、探測與監測等多個方面。21世紀以來，我國經濟和社會步入快速發展的軌道，地質工作作為資源基礎、環境基礎和工程基礎的地位日益凸顯，迫切需要依靠技術創新，提升地質調查水平，實現找礦突破，服務生態文明建設。
自1999年地質大調查實施以來，中國地質調查局積極開展地質勘查技術攻關，大力推進成礦理論、找礦方法和勘查開發關鍵技術的自主創新，為地質調查和找礦突破提供了重要技術支撐。由於我國地質勘查技術研發主體仍然為科研單位，新型、前沿的地質勘查技術大多掌握在科研單位或院校的部分研究者手裡，資料分散，查詢不便，不利於新方法新技術的推廣、套用與轉化。為此，中國地質調查局組織有關專家對近十多年的地質調查和地質勘查技術進行了系統梳理和總結，出版本書。為方便讀者研閱和使用，這裡對國內外地質勘查技術發展趨勢和特點作一介紹，期望對讀者有所裨益。
第一節 世界地質勘查技術發展趨勢
一、地質勘查技術正處於建立新一代技術體系的關鍵時期
基礎、礦產和環境是現代地質工作的三大領域。無論是基礎地質領域，還是礦產勘查和環境地質領域（包括水文地質、環境地質和工程地質），都需要以地質勘查技術為支撐。基礎地質調查，需要套用新方法和新技術，獲取新信息，填繪新圖件，擴展地質調查服務領域。現代地質工作服務領域不斷擴展，需要從單學科研究，轉向多學科互補、合作的整體調查研究。
從歷史上看，地質勘查技術的重大突破，可以獲取更多更有效的信息，增進對地球系統的了解，實現重大地學理論創新和找礦突破。20世紀60年代板塊學說的提出與發展、90年代大陸動力學的問世等得益於地球物理探測、星載遙感、大洋鑽探和空間探測等技術；新一代物探化探遙感等技術的發展加速了各主要國家區域地質調查及其工作內容的變化，並已成為許多國家推出並實施新一代國家填圖計畫的重要組成部分。礦產勘查技術進步為找礦突破帶來了新的發展機遇。20世紀40年代飽和式磁力儀研製與套用，導致發現了數量眾多的鐵礦床；50年代中期航空電磁法的套用，導致發現若干大型和重要的火山成因塊狀硫化物礦床； 50年代晚期，激發極化法（IP）的發展與套用，導致發現一批斑岩銅礦床；70～80年代，低成本的區域地球化學找礦方法發展，導致發現一批金礦床；80年代瞬變電磁技術的發展使之成為尋找深埋塊狀硫化物礦床的有效手段等。
針對當前地質找礦面臨的新形勢，為避免高風險帶來的巨大損失，找礦投資的注意力應由原先的工作量、工程量轉向找礦思路的科學性、投入方法與工作量的合理性、探測信息與資料的可靠性、多學科綜合研究的實效性、布鑽驗證的目的性，以及重大技術環節的把握與環節的轉換等。當前，深部找礦面臨的主要技術難題包括探測深度（要求達到1000～2000m）、探測精度（對小礦體具有一定的分辨力）、探測技術的抗干擾能力（各種強幹擾）。要解決這一問題，既要加大地質勘查技術的探測深度和探測精度，又要加強各種方法的有效綜合，充分利用和發揮信息技術的優勢和作用，加強數據綜合分析與解釋的能力，提高深部探測的效果。對此，西方已開發國家在近20年來實施了一系列富有成效的礦產勘查技術計畫。例如，加拿大的“勘查技術計畫”（EXTECH）和澳大利亞的“玻璃地球計畫”等。無論是加拿大勘查技術計畫，還是澳大利亞的玻璃地球計畫，都是以信息技術為核心，開展多學科、跨學科研究，強調多種方法的綜合與集成，研製和完善新方法和新技術，以獲取更多、更有效的信息。
由於當代地質工作領域不斷拓寬，要求不斷提高，現代地質勘查技術的發展正處於建立新一代技術體系的關鍵時期。新一代技術體系以現代信息技術為核心，以多學科、跨學科研究為手段，以技術綜合與集成為標誌。其突出特點是：
1）大探測深度。具有靈敏度高、解析度好、抗干擾能力強等特性，能取得深部礦化的直接信息，固體礦產探測深度達1000m以上。
2）集成性和綜合性。強調以信息技術為核心的多學科技術融合與集成。無論是加拿大的“勘查技術計畫”，還是澳大利亞的“玻璃地球計畫”，無一例外地都是以地質理論為基礎，以信息技術為核心，促進地質、物探、化探和遙感等資料的融合。同時，在一次探測中能獲得多種參數的找礦信息，能有效分析與綜合各種找礦信息。
3）快捷有效。能夠在野外快速推廣，方便套用，成本相對較低，並能獲得相關信息。
圖0.1.1顯示的是勘查技術、勘查深度與礦床發現潛力的關係。第二次世界大戰以來，科學技術進步與突破及其在地質勘查領域中的套用與推廣，促使20世紀50年代以後出現了一輪礦床發現的高峰，並在70年代前後達到高潮。此後，礦床發現率急劇下降，幾乎降至昀低水平。進入21世紀後，進入深部找礦階段，目前深部找礦關鍵技術正處於突破邊緣。可以預測，在不久的將來，關鍵技術的突破必將對整個找礦工作產生重大而深遠的影響，形成新一輪的礦床發現高峰。
二、地質科學創新以高新技術為先導，高新技術與地質科學前沿融為一體，強調多學科交叉與融合
地質科學研究以高新技術為先導，促進多學科交叉與融合。例如，美國國家科學基金會在21世紀實施的“地球探測計畫”（Earthscope）是一個以高新技術為先導、多學科綜合研究計畫，其目的是增進對北美大陸岩石圈三維結構和地震災害的了解。該計畫部署了四種新型觀測設備：①美國地震陣列（USArray），將顯著提高美國及其毗鄰地區下面大陸岩石圈和深部地幔的地震圖像的解析度；②聖安德烈斯斷裂深部觀測站（SAFOD），將直接從斷裂帶物質（岩石和流體）中取樣，測定斷裂帶的各種性質，並監測深部蠕變和地震活動斷裂；③板塊邊界觀測站（PBO），將對沿太平洋-北美板塊邊界的變形所導致的三維應變場進行研究；④合成孔徑干涉雷達（InSAR），將在廣大的地理區域內進行空間上連續的周期性應變測量。InSAR圖像是對PBO連續GPS點測量的一種補充。通過上述四種設備的觀測，調查美國地下岩石圈和地幔的結構與演化，並探討可能對地質災害的影響。這是一項典型的調查與科研相結合、多種方法聯合攻關的科學研究計畫。
我國“深部探測技術與實驗研究”（SinoProbe，2008～2012年），運用現代高新技術，實施中國深部探測計畫，揭示地殼的組成和結構，是一項有效緩解資源與災害壓力，惠及可持續發展的、推動地球科學騰飛的重大科技計畫，充分體現了高新技術為先導的特點。
高新技術與地質科學前沿融為一體，相互影響、相互促進，使當代許多高新技術在地質科學研究中具有更廣闊的用武之地，引發更多的科學發現。在組織形式上，設立多學科參與的研究計畫和研究中心，力圖在更高層次上開展多學科交叉、整合研究。過去50年地球科學的發展史也表明，大型科學計畫體現了不同時期地球科學發展的前沿和主流方向，引領地球科學及相關科學的發展。
研究複雜的地球地質作用與過程及其重大的資源、環境、災害問題，並非單一學科和傳統的概念與手段所能完成。在許多重要的交叉點上蘊含著更多的突破機會、新的生長點和解決途徑，要求加強學科間的交叉、滲透和綜合集成，同時，研究群體和基地的作用日益突出。不同學科的交叉與融合，不是學科間的簡單拼湊，而是針對重大的地質科學問題，發揮不同學科各自的優勢，通過對各學科的信息進行有效的綜合、集成，建立地質作用與過程的模型，實現地質研究和找礦工作的重大突破。
三、“大數據”時代引領地質調查工作
經過上千年的嬗變，科學研究理念、方法和技術已經發生深刻變化。尤其是信息與網路技術的迅猛發展，不僅改變了人們的日常生活，而且改變了科學家的思維模式，新近國際上誕生了科學研究的第四範式，即數據密集型的知識發現。與此同時，社會所面臨的複雜問題越來越多，諸如環境污染問題、資源耗竭問題、生態系統問題等，這些複雜性問題已在催生新的綜合性研究或學科，因為傳統單一學科研究已很難適應社會發展的需求。
面對如此形勢，歐巴馬2012年3月29日發布《大數據研究和發展計畫》（BRD），將“大數據研發”上升為國家意志。以國家科學基金會（NSF）為首的一批聯邦機構投資2億美元首輪資助6個大數據項目，這些聯邦機構除NSF外還有國家衛生研究院（NIH）、國防部（DOD）及所屬高級研究計畫局（DARPA）、能源部（DOE）和地質調查局（USGS）等。
美國政府六個部門啟動的大數據研究計畫中，除了國家科學基金會的研究內容提到要“形成一個包括數學、統計基礎和計算機算法的獨特學科”外，絕大多數研究項目都是為應對大數據帶來的技術挑戰，重視的是數據工程而不是數據科學，主要考慮大數據分析算法和系統的效率。USGS的約翰·韋斯利·鮑威爾分析與集成中心啟動了8個新的研究項目，通過給科學家提供深入分析的場所和時間、昀高水平的計算能力和理解大數據集的協作工具，催化地球系統科學的創新思維。這些大數據項目將提高對問題的理解，例如，對氣候變化、地震重現機率和下一代生態指標的各種回響。
大數據的特徵可以用很多詞來描述，從昀先提出的“3V”模型到昀近的“4V”模型，不一而同。前3個V是“容量”（volume）、“速度”（velocity）和“種類”（variety），第4個V則可以是價值性（value）、虛擬性（virtual）或者可變性（variability），取決於研究的對象。一般而言，“4V”是針對它們的“大”而言的，那就是大容量、快速度、多種類以及顯著的價值等。一般認為，大數據具有規模大、價值高、交叉復用、全息可見四大特徵。尤其是昀後兩個特徵體現了大數據不僅僅有“規模更大的數據”這種量上的進步，還具有不同於以前數據組織和套用形式的質的飛躍。地質調查數據符合大數據的基本特徵。
作為全球地質調查領域的領導者，美國地質調查局率先做出回響，將以往以學科為主線的組織結構，調整為以重大問題為主線的組織架構，並新增了核心科學體系的科學使命，並於2012年6月在其官網正式發布了《美國地質調查局核心科學體系科學戰略（2013～2023）》。核心科學體系是美國地質調查局基於其在地質填圖、地形製圖及生物多樣性填圖等方面的核心實力，依託計算機和信息科學，通過跨學科的數據綜合、學科合成以及新的調查方法，形成合成產品，並建立一種自然而然地整合新數據、新套用和其他科學產品的工作流程，昀終目的是更好地表述和認識複雜的地球系統，使得美國地質調查局有能力處理亟待解決的複雜社會問題。
第二節 我國地質勘查技術發展特點
一、勘查技術創新推進地質工作現代化
1.勘查技術創新推進基礎地質調查和研究
縱觀地質調查工作發展歷史，每一種技術重大創新，都會給地質調查工作帶來重大變革，觀測新數據，獲取新信息，取得新認識。
近年來，多種航空物探儀器經過自主研發與引進消化，實現了向高精度、小型化、集成化的方向邁進，達到世界一流水平。形成了重、磁、電、放種類基本齊全的航空物探勘查方法體系，初步滿足了我國當前地質調查的需要。目前，每年投入測量的有10多套系統，在“十一五”期間取得了200多萬測線公里的高精度航空物探測量數據。
自1999年地質大調查專項實施以來，我國研製了多目標地球化學填圖技術，逐步建立完善的農田、河流、湖泊、城市、海岸帶、沿海經濟區等不同生態系統的環境地球化學調查、評價技術和生態環境安全的地球化學方法，使地球化學調查從地質找礦逐步延伸到對土地利用的安全、合理性、生態環境質量評價等領域。到現在為止，我國已完成1∶25萬多目標地球化學調查160萬km2，取得了大量對國家巨觀環境決策有影響的成果。
建立了較完善的區域性地表形變InSAR監測技術體系與工作方法，為我國地面沉降調查與監測提供了一種低成本、高效率、短周期、高精度、大區域覆蓋的遙感技術手段。研究成果已廣泛套用於我國華北平原、長江三角洲、汾渭谷地等主要地區區域性地面沉降調查與監測，累計監測范
