陈小斌 应急管理部国家自然灾害防治研究院研究员

国家自然灾害防治研究院研究员、博士生导师陈小斌 电磁探地铸丰碑 创新攻坚立标杆

在地球物理学的广袤疆域中，有这样一位学者，他以电磁为笔，以大地为卷，在地球深部结构探测与地震研究领域书写着中国学者的创新篇章——他就是应急管理部国家自然灾害防治研究院研究员、博士生导师陈小斌。30年来，他的学术生涯始终围绕着大地电磁（MT/AMT/RMT）及相关电磁技术展开，从理论算法到软件研发，从野外观测到动力学解释，在多个维度实现了突破性进展。作为中国地球物理学会理事及地球电磁专业委员会副主任委员，他不仅是技术的革新者，更是学科发展的引领者，其研究成果在国内外学术界产生了深远影响。2024年，他被中国知网遴选为“高被引学者TOP1%”，彰显了他在该领域的卓越地位。 

学术溯源：从江汉到燕园的科研筑基

陈小斌的学术之旅始于江汉石油学院。1991—1995年，他在该校地球物理勘探系完成本科学业。在导师徐建华副教授指导下，他的学士学位论文《双侧向测井的侵入校正》获1995年度江汉石油学院物探系最佳毕业论文，翌年发表在国家核心刊物《测井技术》上，这极大地激发了陈小斌的科研兴趣。1997—2000年，他继续在江汉石油学院攻读硕士学位，期间开始涉足大地电磁正演研究，为日后的学术发展埋下了伏笔。正是在这一阶段，他对大地电磁正演研究产生了浓厚兴趣，提出了有限元直接迭代算法，利用该算法实现了大地电磁二维正演计算和频率域线源电磁响应的正演计算，依据计算结果提出了频率线电流源过渡区近区测深理论。以硕士阶段的研究成果为基础，陈小斌共发表7篇第一作者论文（5篇在硕士阶段撰写发表，2篇在博士阶段撰写发表于《地球物理学报》）。多年以后，陈小斌表示，硕士阶段，他真正尝到了科研的乐趣，好好地过了一把科研的瘾。 

2000 年，陈小斌进入中国地震局地质研究所固体地球物理研究室攻读博士学位，系统深入地研究大地电磁理论与技术。博士期间，他在大地电磁有限元正反演算法方面取得重要进展，相关成果发表于《地球物理学报》等SCI期刊，他逐渐在这一领域展露锋芒。同时，还研发了大地电磁数据处理与反演解释的Windows可视化集成软件。该软件经过20多年持续更新，至今已成为国内功能最完备、应用最广泛的大地电磁数据解释软件。 

2003—2005年，陈小斌在北京大学固体地球物理专业从事博士后研究，这一经历为他的学术视野和科研能力带来了新的提升。在北大期间，他的研究方向做了很大的改变，从大地电磁测深转变到地球动力学三维数值模拟，即从电磁学转向到力学研究。在两年内完成这个转变，并取得重要成果，是一个很大的挑战。在合作导师的悉心指导下，陈小斌系统地学习并深入理解了连续介质力学、弹性力学、流变力学等力学理论，为后续在岩石圈电性结构、区域构造变形、强震孕育与发生机理等领域的创新奠定了坚实基础。从江汉石油学院到北京大学，陈小斌完成了从本科到博士后的完整学术训练，构建了系统的知识体系，培养了卓越的科研能力，为他在电磁测深领域的长远发展筑牢了根基。 

算法革新：构建大地电磁反演技术体系

在大地电磁探测的核心技术——反演算法领域，陈小斌展现出了非凡的创新能力，构建了一套完整的反演技术体系。作为反演的基础，在正演方面他提出的有限元直接迭代算法，打破了传统算法的局限，为MT二维正演计算和频率域线源电磁响应计算提供了高效解决方案。后来，该算法被发展为基本结构有限元法，通过加权余值方法形成显式迭代格式，极大地提升了计算效率与精度。这一成果不仅在《地球物理学报》等权威期刊发表，更为后续多项研究打下了基础。 

在反演算法领域，陈小斌的贡献具有里程碑意义。他提出的大地电磁自适应正则化反演算法，巧妙地平衡了数据拟合与模型约束的关系，实现了一维连续介质反演，相关论文成为中文文献中引用次数最高的大地电磁方法研究论文之一，甚至被引入地震学反演领域。更具突破性的是，他提出的任意测点旋转角大地电磁三维反演算法，不仅显著提高了大地电磁三维反演结果的分辨率和可靠性，解决了不同布极方位老数据融合使用的难题，同时直接孵化出大地电磁自由布极探测技术，大大地拓宽了大地电磁对复杂环境的适应能力：只要有一条羊肠小道就可以进行大地电磁探测，这在原来是不可能的。 

针对初始模型对反演结果的影响，陈小斌创新性地提出了印模法、填坑削顶法及在此基础上的迭代重构反演技术。这些方法在后来的科研与生产过程中得到了广泛应用。他还修正了国际著名三维反演程序MODEM的漏洞，使其能够正常采用视电阻率和相位数据进行反演，推动了国际主流软件的优化升级。这些算法创新共同构成了大地电磁探测的“中国方案”，为该领域的理论发展注入了强劲动力。 

软件研发：打造电磁探测技术利器

从理论到实践的跨越，需要强大的技术载体。陈小斌深谙此道。自2002年以来，他致力于大地电磁数据处理与反演解释软件的研发，打造了一系列具有自主知识产权的技术利器。他独立研发并持续维护升级的大地电磁资料处理与解释可视化集成系统（MT-Pioneer），现已升级至6.10版本。该软件涵盖了从功率谱分析到带地形二维反演的全流程处理技术，具备一维、二维反演解释功能以及三维反演数据输出接口，操作界面友好，功能强大，在国内外已经推广300余套，广泛应用于科研论文、学位论文和工程报告中，成为中国大地电磁领域的标志性软件之一。 

2013 年起，陈小斌主持研发基于C/S架构和互联网技术的大地电磁三维反演成像软件系统——toPeak，并于2017年研发成功并正式投入使用。该系统创新性地将大规模三维反演计算放在远程服务端，将数据准备、存储、展示及相关计算操控放在客户端，通过互联网或局域网连接，构建了一套大地电磁三维反演云计算系统。这一设计彻底简化了三维反演的操作流程，用户无需了解Linux操作指令即可完成复杂的三维反演计算，为大地电磁三维反演成像的推广应用提供强有力的技术支撑。目前，该软件已在国内推广约30套，推动了大地电磁探测向三维精细化方向发展。 

在极低频电磁领域，作为“十一五”国家重大科技基础设施建设项目“极低频探地工程”中地震预测分系统总设计师，陈小斌主持研发了世界上第一个极低频地震监测台网的数据处理与应用软件系统。该系统包括极低频时间序列软件（ELFTSProcV1.0）、极低频电磁异常分析软件（ELFAnsysV1.0）、多信息综合异常分析软件（ELFSynAnsysV1.0）等9项软件著作权，实现了从数据处理、异常分析到动态成像的全链条功能，为极低频电磁技术在地震监测中的应用提供了完整的技术解决方案。 

近年来，陈小斌指导博士生研发了功能完整的大地电磁时间序列处理可视化集成软件。该软件包含远参考道处理、Robust处理等先进功能，提供了加拿大凤凰公司MTU系列、乌克兰LEMI系列仪器的时间序列接口，处理结果可与国际著名时间序列处理软件SSMT-2000相媲美，且在某些指标上优于LEMI仪器配带的处理软件，展现了中国在大地电磁软件研发领域的国际竞争力。 

地震电磁：开拓灾害监测新领域

地震预测是世界性难题，电磁异常识别是其中的重要研究方向。陈小斌在该领域的创新研究，为地震预警提供了全新思路。他提出的地震电磁信号的滑动相关分析方法，能够在统计意义上确定地震电磁异常的时间、位置及最大相关度，通过区域台站阵列数据可探讨异常与构造类型的关系。这一方法在2013年岷县-漳县地震及台湾地电阵列数据解释中得到成功应用。研究表明，逆冲型地震产生电磁异常的可能性更大，这为地震构造类型与电磁异常的关联性研究提供了重要依据。 

作为“十一五”国家重大科技基础设施建设项目“极低频探地工程”地震预测分系统的总设计师，陈小斌对人工源极低频电磁法的激励机制和传播规律进行了深入研究，提出均匀空间中交流点电流源的解算模型，为极低频发射源设计提供了理论支撑。他主持研发的极低频地震电磁监测台网数据处理系统，实现了对极低频电磁波场的模拟、异常分析及数据服务，为地震电磁监测台网的运行提供了完整技术方案。相关研究成果发表于《地球物理学报》、Pure and Applied Geophysics等期刊。其中，关于地震电磁信号与构造关系的研究，被国际同行认为是该领域的重要突破。 

陈小斌的地震电磁研究不仅停留在理论层面，更注重实际应用。他指导团队将电磁异常识别技术应用于强震震源区研究，提出强震孕育的刚柔性楔嵌体模型，加深了对强震孕育与发生机制的理解。相关论文荣获第八届中国科协优秀科技论文奖及中国地球物理学会陈宗器地球物理优秀论文奖，这标志着陈小斌的研究在地震电磁研究领域获得了学术界的普遍认可。 

深部探测：解码地球内部动力奥秘

对地球深部结构的探测与研究，是理解地球动力学过程的关键。陈小斌主持和参与了多项深部结构探测项目，在青藏高原东缘、郯庐断裂带、滇中地块等重要构造区取得了一系列创新性成果。在青藏高原东缘动力学研究中，他与团队针对贡嘎山隆升机制这一科学难题，通过三维电性结构成像和动力学分析，提出了双阶段隆升模型。该模型揭示了贡嘎山地区地壳变形与深部热动力过程的耦合关系，为大陆动力学研究提供了新的理论视角，研究成果发表于Geology、Geophysical Research Letters，受到国际同行的高度关注。在云南澜沧-耿马地震、鲁甸地震、漾濞地震等强震事件研究中，他利用三维电性结构成像，精确地刻画了震源区的深部结构特征，解释了地震的发震构造和破裂机制，强调了介质性质、运动变形和驱动力作为整体模型不同要素的相互协调作用，为地震机理研究和地震预测提供了重要的地球物理依据。 

在郯庐断裂带、鄂尔多斯地块等区域构造研究中，陈小斌团队开展了大规模的大地电磁阵列探测。通过对郯庐断裂带合肥—宿迁段的三维成像，详细刻画了断裂带的深部结构特征，为该断裂带的构造演化和稳定性评估提供了重要依据，被认为是该断裂带研究的重要进展。这些深部探测成果共同构成了陈小斌在地球内部动力学研究领域的完整拼图，展现了中国学者在大陆动力学研究中的独特视角与创新能力。 

陈小斌在构造变形和三维动力学模拟方面也开展了深入研究。他利用GPS速度场求解了中国大陆的水平形变场分布，提出了青藏高原发散式挤出模式，在研究中率先引入克里金插值技术；同时，他利用黏弹性体模型对中国大华北地区进行了三维数值模拟，探讨了鄂尔多斯地块与周围地块的相互作用及其稳定性机制。这些研究为陈小斌开展岩石圈电性结构的动力学解释提供了坚实的构造变形与动力学基础。 

学术成就：铸就国际影响力丰碑

陈小斌的科研成就赢得了国内外学术界的广泛认可，形成了显著的学术影响力。截至2026年1月，他共发表论文140篇，其中SCI论文78篇，EI论文32篇。在中国知网以“大地电磁”为关键词的搜索中，引用次数排名前10的论文中，陈小斌有4篇入选。其中，第一作者论文《大地电磁自适应正则化反演算法》以317次引用位列第一，展现了其研究成果的高认可度。百度学术搜索显示，他的总被引次数达8135次，H指数49;Google学术搜索显示，陈小斌总被引次数5140次，H指数42,2021年以来总被引次数2229次，H指数为24，引用率呈现加速上升趋势，表明其研究成果的影响力持续扩大。 

在学术奖励方面，陈小斌获得中国造船工程学会科学技术奖特等奖、中国地球物理学会科技进步奖二等奖等，还荣获中国科协优秀论文奖、中国地球物理学会论文奖等荣誉。他拥有9项软件著作权和6项发明专利。其中，《一种任意测点旋转角的大地电磁三维反演方法》等专利已实现技术转化，应用于实际探测项目中。 

作为博士生导师，陈小斌不仅专注于自身的科研工作，还致力于培养电磁探地领域的新生力量，推动学术传承和团队建设。他带领的团队在应急管理部国家自然灾害防治研究院形成了以电磁探测为核心的研究群体，承担了多项国家自然科学基金项目及科技部项目，团队成员在反演算法、软件研发、地震电磁监测等领域各有专长，形成了优势互补的研究梯队。近3年来，基于自然灾害防治的需要，陈小斌带领科研团队致力于发展近地表50m以浅的射频大地电磁技术。该技术应用前景极其广阔，在防汛抗洪、城市地球物理、环境地球物理、考古地球物理等领域都有应用需求。陈小斌团队是国内最早将其应用于实践的科研团队，并且从野外观测、数据处理、反演解释和仪器研发全方位发展了该项技术，率先实现堤防渗漏路径的射频大地电磁三维成像和实体建模，居国际领先地位。 

近5年来，他带领团队开展各类国家项目19项，总经费1600余万元。其中，国家自然科学基金项目4项，科技部项目2项，展现了他强大的科研组织与项目实施能力。 

从湘江之滨的求学少年到电磁测深领域的学术权威，陈小斌用30余载的学术生涯诠释了科研工作者的初心与担当。他以算法创新为矛，以软件研发为盾，在地球深部探测的未知疆域中开拓前行；他用电磁信号解码大地奥秘，以科学发现助力灾害防治，在地震预测的世界难题前展现中国智慧。如今，他仍站在科研一线，带领团队向电磁探测的更高精度、更广应用领域发起挑战，为守护人类生命财产安全、探索地球深部奥秘继续贡献着自己的智慧与力量。陈小斌的学术之路，是一条不断突破创新的探索之路，更是中国地球物理学界走向世界舞台的缩影，他用实际行动诠释了“将论文写在祖国大地上”的科学精神，为新时代的科研工作者树立了光辉典范。