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航測遙感中心航空電磁法探索試驗紀實

來源:     發布時間:2018年05月22日 16:29     作者:系統管理員    

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  鈾礦,作為核軍工基石、核電糧倉,是國家重要戰略資源。據統計我國80%左右的鈾礦床都是由航測首先發現的。隨著我國鈾礦勘查難度的不斷加大,以及勘查工作逐漸向地形復雜區、無人區進軍,探索航空電磁法在鈾礦勘查中的有效性變得尤為迫切。

  半個多世紀以來,核工業航測遙感中心一直致力于鈾礦勘查與技術研究。時光流轉,航測人從未停下創新的腳步,現在,他們又一次走在了國內的最前端,利用航空電磁法進行鈾礦勘查并試驗成功。

  首開先河,航電引入鈾勘

  航空物探測量是利用搭載在飛行器上的儀器設備大范圍獲取地球伽瑪能譜、磁力、電磁、重力場等地球物理信息,應用計算機和專業的軟件對數據進行處理成圖,分析區域地球物理場的變化規律,判斷地質體的分布范圍、區域地質環境情況、發現局部異常、圈定找礦有利區等的一種先進快捷的地球物理勘查方法。

  在之前的鈾礦勘查工作中,航測手段獲得的是大面積的航空放射性和磁力資料,這些資料反映出大面積的斷裂構造、巖性分布等信息,是非常重要的區域地質基礎資料。但是,隨著鈾礦勘查開發的逐漸深入,航空物探勘查地質信息的能力有待進一步提高。

  2013年,航測遙感中心引進世界領先的VTEM航空電磁測量系統,在國內多金屬礦產勘查中取得了可喜的找礦成果。該系統具有高信噪比、大發射功率、高效快速等優點,同時具有高分辨率的縱向測深勘查能力,可利用電性來辨別地下不同地質層(體)、不同深度的分布特點。國外利用VTEM系統在尋找鈾礦方面效果顯著,但國內在這塊尚屬空白。

  2016年,在基于自身四位一體的勘查體系及三年來航電應用于多金屬勘查積累的經驗,航測遙感中心開始嘗試將其引入到鈾礦勘查中。

  試驗的地點在中國鈾業有限公司批準的找礦潛力大、地形復雜、地面勘查工作難以快速高效開展的龍首山新水井-芨嶺地區。為了更全面的評價試驗效果,項目首次集成針對鈾礦勘查的航電、航磁、航放綜合測量工作站。考慮到項目對我國鈾礦勘查的重要意義,中心抽調經驗豐富、技術過硬的人員組建項目組。剛剛完成院士基金項目內蒙航空電磁測量項目的青年技術骨干王培建被委以重任,負責龍首山航空電磁鈾礦勘查試驗項目。中心同時組建了航磁、航放、地質等專家顧問組,齊心協力,共同攻關試驗過程中遇到的技術難題。

  根據以往航空電磁法在多金屬礦產勘查的野外經驗,項目組精心策劃,悉心準備。試驗除了要總結出一套航空電磁鈾礦勘查技術方案和模式之外,還要與地面電磁測量成果進行綜合對比研究,深入研究航空電磁法應用于鈾礦勘查的有效性。

  試驗測量用時8天,圓滿完成了試驗區600測線千米的測量任務。試驗在已知礦床上方觀測到了明顯的航電、航磁、航放異常。這僅是工作的開始,大量的工作還在后面。不過采集同等信息量的數據,地面勘查經費約需本次費用的130倍,時間上的差距更大,航空電磁法的工作效率及經濟效益優勢初顯。

  甘于陪伴,讀懂“她”的秘密

  漫漫地質演化史,繪制了壯美的地質畫卷,似傾訴著“她”一路走來的奇妙歷程。項目在試驗過程中,沒有相關資料及經驗,數據處理及資料解釋均困難重重。要通過測量的電、磁、放數據,將試驗區形成鈾礦的奇妙歷程推理重現,并定位鈾成礦的有利位置,困難重重。

  首先是數據量大。獲取的航電、航磁、航放數據量多達3G。其次,轉換參量多。數據經轉換處理后,可形成數十種轉換參量,每種轉換參量具有獨特的地質含義,只有深入結合地質情況,才能充分揭示各個參量的地質含義。再次,內在聯系復雜。地下的地質情況,經過數億年的演化,其中的褶皺、斷裂、巖性分布等看似獨立,卻是互相關聯、邏輯關系嚴密。而試驗區巖漿構造活動活躍,又增加了分析難度。

  總之,資料處理和分析的過程就像玩高難度的拼圖游戲,一幅幅圖件就是一個個碎片,一步一步將其找準、定位,一片片慢慢還原地質情況的全貌,尋找鈾成礦的有利區段。

  “大家要靜心,全力以赴,我們是在做一件開創性的事業。”這是中心總工程師李懷淵經常對項目組人員說的一句話。王培建帶領團隊,一直在思考、在行動。從項目一開始,項目組辦公室的燈,每天都是最晚熄滅,辦公室翻看圖件的嘩嘩聲、探討聲和爭論聲,經常在黑漆漆的樓道中回響。這樣的狀態大概持續了半年,不分周末、節假日,項目組成員均沉迷于這“拼圖游戲”中,一步步看清和拼出“她”的真容。

  利用觀測的數據,在多元信息綜合研究的基礎上,以堿交代型鈾成礦理論為指導,根據建立的找礦標志,項目組在試驗區圈定了找礦靶區4片,并利用先進的磁矢量反演技術,首次探討了地下深部鈾礦有利的賦礦空間,為該區下一步鈾礦找礦提供了方向。

  通過試驗,航測遙感中心總結了一套航空電磁法應用于鈾礦勘查的技術方案和數據處理分析模式;鍛煉打造了一支能吃苦、能戰斗、技術過硬、能力全面的技術創新團隊,其中以王培建為代表的能夠獨立牽頭完成項目的年輕項目負責人3名,技術骨干10余名,平均年齡30歲,全面提升了航測遙感中心的技術實力。

  最重要的是,此試驗項目的實施,為我國鈾礦找礦引入了目前國際先進的地球物理探測技術——航空電磁法,相信這一新的找礦技術方法能助力我國鈾礦找礦取得新突破。

  2017年12月,該航空電磁法鈾礦勘查試驗項目順利通過成果驗收,標志著這個歷時一年的探索性、開創性的試驗項目畫上了圓滿句號,同時也拉開了我國航空電磁法鈾礦勘查的序幕。(朱琳)

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