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航测遥感中心航空电磁法探索试验纪实

[日期:2018-5-22] 来源:中国核工业报社  作者:朱琳 [字体:  ]

  铀矿,作为核军工基石、核电粮仓,是国家重要战略资源。据统计我国80%左右的铀矿床都是由航测首先发现的。随着我国铀矿勘查难度的不断加大,以及勘查工作逐渐向地形复杂区、无人区进军,探索航空电磁法在铀矿勘查中的有效性变得尤为迫切。

  半个多世纪以来,核工业航测遥感中心一直致力于铀矿勘查与技术研究。时光流转,航测人从未停下创新的脚步,现在,他们又一次走在了国内的最前端,利用航空电磁法进行铀矿勘查并试验成功。

首开先河,航电引入铀勘

  航空物探测量是利用搭载在飞行器上的仪器设备大范围获取地球伽玛能谱、磁力、电磁、重力场等地球物理信息,应用计算机和专业的软件对数据进行处理成图,分析区域地球物理场的变化规律,判断地质体的分布范围、区域地质环境情况、发现局部异常、圈定找矿有利区等的一种先进快捷的地球物理勘查方法。

  在之前的铀矿勘查工作中,航测手段获得的是大面积的航空放射性和磁力资料,这些资料反映出大面积的断裂构造、岩性分布等信息,是非常重要的区域地质基础资料。但是,随着铀矿勘查开发的逐渐深入,航空物探勘查地质信息的能力有待进一步提高。

  2013年,航测遥感中心引进世界领先的VTEM航空电磁测量系统,在国内多金属矿产勘查中取得了可喜的找矿成果。该系统具有高信噪比、大发射功率、高效快速等优点,同时具有高分辨率的纵向测深勘查能力,可利用电性来辨别地下不同地质层(体)、不同深度的分布特点。国外利用VTEM系统在寻找铀矿方面效果显著,但国内在这块尚属空白。

  2016年,在基于自身四位一体的勘查体系及三年来航电应用于多金属勘查积累的经验,航测遥感中心开始尝试将其引入到铀矿勘查中。

  试验的地点在中国铀业有限公司批准的找矿潜力大、地形复杂、地面勘查工作难以快速高效开展的龙首山新水井-芨岭地区。为了更全面的评价试验效果,项目首次集成针对铀矿勘查的航电、航磁、航放综合测量工作站。考虑到项目对我国铀矿勘查的重要意义,中心抽调经验丰富、技术过硬的人员组建项目组。刚刚完成院士基金项目内蒙航空电磁测量项目的青年技术骨干王培建被委以重任,负责龙首山航空电磁铀矿勘查试验项目。中心同时组建了航磁、航放、地质等专家顾问组,齐心协力,共同攻关试验过程中遇到的技术难题。

  根据以往航空电磁法在多金属矿产勘查的野外经验,项目组精心策划,悉心准备。试验除了要总结出一套航空电磁铀矿勘查技术方案和模式之外,还要与地面电磁测量成果进行综合对比研究,深入研究航空电磁法应用于铀矿勘查的有效性。

  试验测量用时8,圆满完成了试验区600测线千米的测量任务。试验在已知矿床上方观测到了明显的航电、航磁、航放异常。这仅是工作的开始,大量的工作还在后面。不过采集同等信息量的数据,地面勘查经费约需本次费用的130倍,时间上的差距更大,航空电磁法的工作效率及经济效益优势初显。

甘于陪伴,读懂的秘密

  漫漫地质演化史,绘制了壮美的地质画卷,似倾诉着一路走来的奇妙历程。项目在试验过程中,没有相关资料及经验,数据处理及资料解释均困难重重。要通过测量的电、磁、放数据,将试验区形成铀矿的奇妙历程推理重现,并定位铀成矿的有利位置,困难重重。

  首先是数据量大。获取的航电、航磁、航放数据量多达3G。其次,转换参量多。数据经转换处理后,可形成数十种转换参量,每种转换参量具有独特的地质含义,只有深入结合地质情况,才能充分揭示各个参量的地质含义。再次,内在联系复杂。地下的地质情况,经过数亿年的演化,其中的褶皱、断裂、岩性分布等看似独立,却是互相关联、逻辑关系严密。而试验区岩浆构造活动活跃,又增加了分析难度。

  总之,资料处理和分析的过程就像玩高难度的拼图游戏,一幅幅图件就是一个个碎片,一步一步将其找准、定位,一片片慢慢还原地质情况的全貌,寻找铀成矿的有利区段。

  大家要静心,全力以赴,我们是在做一件开创性的事业。这是中心总工程师李怀渊经常对项目组人员说的一句话。王培建带领团队,一直在思考、在行动。从项目一开始,项目组办公室的灯,每天都是最晚熄灭,办公室翻看图件的哗哗声、探讨声和争论声,经常在黑漆漆的楼道中回响。这样的状态大概持续了半年,不分周末、节假日,项目组成员均沉迷于这拼图游戏中,一步步看清和拼出的真容。

  利用观测的数据,在多元信息综合研究的基础上,以碱交代型铀成矿理论为指导,根据建立的找矿标志,项目组在试验区圈定了找矿靶区4片,并利用先进的磁矢量反演技术,首次探讨了地下深部铀矿有利的赋矿空间,为该区下一步铀矿找矿提供了方向。

  通过试验,航测遥感中心总结了一套航空电磁法应用于铀矿勘查的技术方案和数据处理分析模式;锻炼打造了一支能吃苦、能战斗、技术过硬、能力全面的技术创新团队,其中以王培建为代表的能够独立牵头完成项目的年轻项目负责人3名,技术骨干10余名,平均年龄30岁,全面提升了航测遥感中心的技术实力。

  最重要的是,此试验项目的实施,为我国铀矿找矿引入了目前国际先进的地球物理探测技术——航空电磁法,相信这一新的找矿技术方法能助力我国铀矿找矿取得新突破。

  201712月,该航空电磁法铀矿勘查试验项目顺利通过成果验收,标志着这个历时一年的探索性、开创性的试验项目画上了圆满句号,同时也拉开了我国航空电磁法铀矿勘查的序幕。(朱琳)

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