11月15日中午1点过,天气清朗、无风无云,距四川省甘孜藏族自治州丹巴县城10公里处,一架直升机带着“大尾巴”从停机坪起飞,朝着远处连绵起伏的深山缓缓飞去。
看着天空中的直升机飞远,消失在视野尽头,四川省第三地质大队地调所总工程师范勇刚低头摊开地图说,此次飞行区域是常年奔波于山川之间的地质队员也难以深入勘查的地方。从前进入山林找矿,多靠地质队员在地表翻山越岭、辛勤跋涉,而这次找矿,“上天入地”。
镍
是一种重要的有色金属原料,有磁性,有良好的导电性和耐腐蚀性,广泛用于各领域,包括生活中常见的不锈钢、电池、电子电路、化肥、颜料等,都离不开镍的参与。
项目一方面着眼就矿找矿,在原矿区的外围,运用老办法,布设钻孔勘探,依循既有矿探寻新矿源;
另一方面“攻深找盲”,创新找矿理论与技术手段,探寻隐伏矿体。
“项目区范围大、海拔高、深切割,上下高差千余米,多处悬崖绝壁,部分勘查区域常年积雪覆盖,人力很难抵达。如果按传统方法,人工野外现场勘查,效率低,危险系数也会比较高。”
李美俄说。
直升机TEM(时间域电磁探测方法)
“航空物探具有快速高效、适应地形能力强、探测深度大、对自然环境影响小等优点,适合在复杂地形条件下,寻找具有磁性、电性等显著差异的矿。”
范勇刚说。
航空物探已有颇多应用,《2023年中国自然资源公报》显示,2023年完成航空物探1.7万测线千米。不过,在川西等高海拔、深切割区域,环境复杂,对直升机性能、飞行技术要求很高,这项方法鲜少应用。
经自然资源厅、省国土科研院论证
省第三地质大队承担的
探索采用直升机TEM测量、航空磁法测量结合音频大地电磁测深测量的“空地一体化”地质勘查综合模式。这也是四川首次在省政府性投资地质勘查项目应用这种技术方法。
今年夏天,就矿找矿野外勘探、“攻深找盲”航空物探前期工作一同铺开。
约46亿岁的地球有个大磁场,不同种类的岩石,磁性各不相同,在矿产资源富集的区域,会产生特殊的磁场信号。而空中找矿,就是借助一系列高科技设备,敏锐读取细微的磁力差异,以此为线索探寻矿藏资源。
“‘大圆环’是航空TEM测量系统的发射线圈,圆心处是接收线圈,‘飞镖’是航磁探测系统。”
航空物探专家张永军说。随着螺旋桨转动,这架吊着“大尾巴”的直升机缓缓起飞,飞向蔚蓝天空。从空中俯瞰,高山大地尽收眼底,如同空中的眼睛,“透视”地下矿藏情况,“看清”山体内部结构、矿产资源分布等关键信息。
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原理类似雷达,直升机悬吊的“大圆环”向地面发射脉冲电磁波,在地下形成涡旋电流,进而产生二次感应电磁场。
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如果地下存在镍等金属矿产,会产生电磁异常,被圆环中央的接收线圈接收;通过反演解释后,再对重要异常区域进行地面查证,最终探明埋藏于地表下的矿产。
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镍矿等磁性较强,而沉积岩等磁性较弱,直升机悬吊的“飞镖”就是用这种物理属性来进行矿产勘查。
“我们此次飞行高度在150米左右,也就是说‘大圆环’离地仅100米左右。不仅如此,整个飞行作业片区,海拔最高4200米,最低小于3000米,高差超过1000米,平均飞行速度不超过每小时80公里,十分考验飞行技术。”
张永军说。
“我们专门避开了雨水多、气流大的夏季,选择温度和气压稍微稳定的10月、11月进行飞行作业,但是高原地区的风向、风速变化很大,需要耐心等待飞行‘窗口’,有时候可能一连好几天都不能飞行。”
张永军说,大多数时候,航飞团队都在等待,等风停。如果天气好,近400公里的物探区域,几天就能完成数据采集。但因为不确定的天气,航空物探工作时长拉长到1个多月。即使这样,相较于传统方法,航空物探也成倍提高效率,节省时间。
测得磁场、电磁场等探测数据后,项目团队将马不停蹄地投入更为紧张忙碌的解释中,在一个多月时间里,他们要化身“侦探”,从花花绿绿、密密麻麻的数据中提取出有用异常数据。
“与周边地质环境相比出现异常,就意味着这里极大可能隐匿着‘宝藏’。我们会对异常区域进行研究,通过钻探、采样等地面勘查手段进行验证。”
范勇刚说,“空地一体化”找矿将航空物探与地面勘查紧密结合,两种方法相互补充、相互验证。
四川省国土科学技术研究院相关负责人介绍
这种模式聚焦川西高原高寒深切割偏远地区找矿关键技术问题,较传统物探技术手段,效率得到大幅度提升,为新一轮找矿突破提供了新方法新技术新思路。
下一步将进一步加强技术指导,会同四川省第三地质大队,加快完成各项物探解释工作,预测找矿有利区,为后续钻孔验证提供依据。
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