喜迎十九大

地质调查向党的十九大献礼:科技引领探地工作

——时间域航空电磁探测效果显著

作者:梁盛军 何怡原 发布时间:2017-10-17

中国国土资源航空物探遥感中心自2011年引进国际先进的直升机时间域航空电磁系统,具有飞行高度低、分辨率高、探测深度大等特点,能够提供近地表电性体三维分布信息。利用该系统先后在多个测区开展矿产资源勘查和水文地质勘查,通过数据转换计算、地面踏勘、综合解释等工作提交项目成果,成果得到最终用户的高度认可。

十一五期间中国国土资源航空物探遥感中心已经针对时间域航空电磁系统开展软件、硬件研究工作,并成功研制出国内首套吊舱式时间域航空电磁系统。为推进系统的实用化,利用时间域航空电磁系统开展了大量的试验、试生产工作,通过在不同环境和不同目标体探测对比,掌握系统的工作特点。对外业和内业的工作经验不断总结,积极研究改进,为仪器最终投入生产工作奠定坚实基础。

实测时间域航空电磁数据解释研究工作从零开始,参考引进仪器时国外专家的技术指导,不断克服实际生产过程中遇到的问题。项目组通过钻研,不仅掌握仪器的生产、数据处理技术,还在综合解释研究工作取得了较大进展。利用综合解释结果,在新疆新发现多处矿化线索,提供的地层三维分布图,为区域内水文地质研究提供了新的视角。

使用直升机时间域航空电磁系统累计完成超过15000千米测线飞行工作,对获取的航空电磁数据进行电阻率转换计算,编制电阻率转换图件。根据电性测量参数、地面踏勘结果、电阻率转换计算结果和航磁资料选编航电、航磁异常,编写航空物探(电、磁)异常综合研究报告。在第一个地质调查工作项目完成时,提交了《直升机TEM测量技术要求(建议稿)》,率先提出时间域航空电磁法在生产应用过程中的主要考核指标,指导下一步生产和维护工作。

后续的项目工作中,项目组对于野外生产、解释工作的方法进行大幅改进,同时也大大提高了工作效率。成功完成了在严冬、酷暑季节飞行过程中的仪器维护,通过加强飞行前总结和分析,在飞行高度低的情况下(一般低于40米),各测区无一起生产安全事故发生。历经多个野外的不眠夜,单架次数据处理时间从7个多小时缩减到1个多小时,处理数据的结果也更加可靠。在以不同目的生产研究工作完成的基础上,编写《直升机TEM测量及解释技术要求(建议稿)》,向行业内专家咨询取经,逐步完善该技术要求,为行业规范的建立提供了重要的依据。

将水文地质勘查区划分出多个不同水文地质分层,根据电导率快速成像方法计算结果,结合钻探、物探资料编制第四系深度埋深图,为水文地质调查提供重要的基础数据和解释成果。与大量的地面工作资料进行对比研究,研究出探测深度范围内地层的三维分布信息提取方法,为水文地质调查工作提供参考和技术支撑。开展以航空物探为主的水文地质解释工作,取得了良好的效果。

矿产资源勘查项目中及时向新疆地勘单位提供基础资料,在联合地面踏勘过程中,新发现多处矿化线索,收到新疆地矿局地质六队发来的感谢信。水文地质勘查项目与中国地质调查局水文地质环境地质调查中心进行多次技术交流,最终提交的勘查成果得到了对方的高度认可,为区域调查提供的新的资料。通过现场地面踏勘工作发现多处矿化现象,矿化位置与航空电磁异常对应好。通过分析发现,航空电磁异常对于有电性差异的岩体浅部边界反映明显,结合矿产勘查区内矿产资源成矿规律,在岩体的边缘处发现具有一定工业价值的矿床。

利用时间域航空电磁法累计新编电磁异常超过100个,包括矿产资源勘查异常和水文地质勘查异常。工作跨越两个不同的领域对项目组提出了不小的挑战;矿产资源勘查的探测目标一般较小,而且与周围岩石的差异比较明显;水文地质勘查区含水层一般分布较小,含水层的电阻率和围岩的电阻率大小不一定,两个工作区的含水层均为高阻体。在花费大量时间对异常进行分类和特征分析后,最终提交了航电异常登记表,为后期的解释工作提供了基本资料。

解释和编图工作一直是时间域航空电磁法工作的难点,国外对于该项技术一直处于保密状态,仅对用户提供成果,不提供过程。相关的软件也无法从市场上购买,项目组克服困难,利用通用的解释软件,结合时间域航空电磁的特点,对于航电异常进行特别处理,从而定量的分析出航电异常的地质成因。航电正反演计算的数据量大,编图需要海量的数据计算,要编制用户易于理解的图件进行成果展示,必须研究出在工作站能够实现计算的方案,同时又不能损失关键信息,项目组最终利用重点部位局部抽稀建立的三维模型作为成图模型,为生产和研究服务。

时间域航空电磁法是国际上先进技术,其解释技术更是由发达国家掌握,对于矿产资源勘查和水文地质勘查工作提供的成果具有其他物体工作不可替代的优势。项目组在学习、研究和应用该系统进行生产研究工作过程中,通过科技创新、努力钻研、结合生产应用,成功在矿产勘查和水文地质勘查方面取得突破,其综合解释成果的到用户的认可和好评。通过对多个工区的生产工作,总结该系统的研究、应用方法,编写出《直升机TEM测量技术要求(建议稿)》和《直升机TEM测量及解释技术要求(建议稿)》,为下一步的生产工作提供了技术依据。

时间域航空电磁系统2017年正在开展“渤海海岸带航空物探测量”工作,将工作领域进行了新的拓展,为海岸带环境地质、水文地质工作提供相应的技术支撑工作。项目组将继续努力,利用新方法、新技术不断提供该方法的生产研究水平,在服务于生产工作的同时,争取为雄安新区等国家热点地区工作建设贡献自己的一份力量。

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