人勤春来早。在江西鹰潭贵溪鲍家银铅锌矿区,江西省地质局物化探大队技术人员正运用行业领先的综合地球物理探测方法开展工作,为矿业公司增储上产提供技术支撑。
地质找矿,物化探先行。2024年,该队通过物化探成果资料“二次开发”,在铜鼓傅家坳地区新发现具有较好找矿前景的钨多金属矿一处,成为该队新的资源勘查基地;在宜春奉新,为白果矿区提交大型含锂铷瓷石矿一处;在宜春上高,为下坑里矿区提交大型硅灰石矿一处;该队合作矿权寻乌民裕初步探明中型萤石矿一处,后续将重点推进转采达产。在多个项目的实施中,物探“法宝”助力该队取得丰硕找矿成果,让地球CT更加精准高效。
空中“眼睛”快筛找矿靶区
磁法测量是地质勘查中不可或缺的物探方法。然而,我国的地表矿、浅部矿、易识别矿逐渐减少,铁矿、多金属矿大多位于地形复杂的中高山地区,或水域湖泊、荒漠戈壁等难进入地区,加之厂矿村庄密集等干扰因素影响,导致地面磁法勘查难度大、效率低、成本高、精度分辨率低。低空无人机航磁系统的应用,成功解决了这些难题。
“相较于传统地磁测量,低空无人机航磁系统在复杂地形地貌中展现出无可比拟的优越性:沿地形起伏的仿地飞行自动避让房屋、公路、电线等对物探勘测的干扰,快速筛选找矿靶区具有高效性、安全性、可靠性、环保性,短时间内可获取大面积、高质量、高密度的地磁场数据,有效保障了工作人员的生命安全和工作效率。”该队物探一分队队长陈后扬介绍。
“比如修水县香炉山-黄竹坪钨锡多金属矿项目,航磁工作区高差超1600米,地形切割大,山势陡峭,植被茂密,有大面积人力难以到达的区域,低空无人机磁测在这里就呈现出明显优势。”陈后扬接着说。
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,而如今找矿,可谓“上天入地”。
笔者实地观摩了野外航磁作业,在一块相对平坦干净的地面上,物探技术人员使用遥控设备,操作一架挂载了一根黑色磁棒的大疆无人机,对矿区进行飞行扫描,磁棒的探头是光泵磁力仪和三轴磁通门矢量磁力仪,充当着物探专家的“眼睛”。
“最宝贝的就是这根磁棒,它可以透视地下矿藏情况,‘看清’山体内部结构、矿产资源分布等关键信息,每次装卸我们都格外小心。”物探一分队航磁技术负责人吴西全认真地说。
空中的“眼睛”,如何“透视”地下“蛛丝马迹”?
“原理类似B超,无人机挂载的磁棒通过测量地磁场达到透视地下地质结构的目的。如果地下存在铁、镍等多金属矿产,以及斑岩型、块状硫化物型铜矿,构造破碎带型矿床等,局部会产生较强磁异常。对航磁收集的重要磁异常区,我们运用地质、物化探多专业综合分析圈定找矿靶区,加上深地探测与钻探验证,就能探明埋藏于地下深处的矿产资源。”吴西全道出其中的奥秘。
低空无人机航磁系统起飞作业
“低空无人机航磁技术实操有不少难点,比如无人机在各地形条件下的电池续航时间掌控、飞行区域高差过大、无人机失联、高差和风速对飞机的影响、不可预见的障碍物等,所以前期踏勘精准规划航线尤为重要,我们必须充分了解测区内道路、地形、高压线、风车等对航测造成的影响,经过多次模拟飞行确保万无一失后,才能实地飞行。为获取更高质量的地磁异常数据,低空飞行高度一般控制在100米以内,这些都十分考验飞行技术。”该队物化探勘查公司党支部书记危志峰说。
2024年,低空无人机磁测技术有力支撑了该队通过大面积、高密度磁异常来快速筛选靶区,其中该队实施的省财政出资地勘项目“铜鼓县傅家坳钨多金属矿普查”,根据物探成果布设7个钻孔,均揭露到钨矿体,初步圈出3条矿化蚀变带、13条钨多金属矿体,矿带走向控制长度1400余米,钨矿规模达大型以上,项目事迹在“江西新闻联播”报道。
该队趁热打铁,承揽修水县香炉山-黄竹坪钨锡多金属矿调查评价等11个矿区的航磁测量项目,完成1∶5000~1∶50000各类比例尺总计518.5平方千米的工作量,开创了以高新装备技术引领高质量发展的新局面。
综合手段助力“攻深找盲”
“我队从中南大学引进的广域电磁法曾获国家科技发明一等奖,相对传统电(磁)法,具有抗干扰能力强、探测深度大、纵向分辨率高、工作效率高等优势,是绿色环保、低成本的深地探测方法,帮助我们更加精准地探秘地下3000~4000米的矿藏。”陈后扬介绍。
大深度激电测深作业
该队持续加强与中南大学、中国地质大学、成都理工大学、湖南继善高科有限公司等的产学研合作,充分运用广域电磁法、大深度激电测深、可控源音频大地电磁法等前沿技术装备,以多方法、多参数的综合物探手段助力解决湖南坪宝铜矿、广西大厂锡矿等“攻深找盲”难题,大幅降低了在隐伏区找矿的盲目性。
2024年,该队承接并实施了新余新屋下铁矿、瑞金狮脑排地热水、福建省钟腾铜坑矿段等一批物探深部探测项目,其中新余新屋下铁矿普查物探项目,圈定物探异常5处,优选的3处异常部署钻探验证均见矿,该项目获批2025年续作。
物探解释只有紧密结合矿区综合地质规律,才能“有血有肉”。
“结合我队实施的朱溪矿区广域电磁法深部探测试验、月形及通江岭铜多金属矿区综合物探找矿等多个大型应用实例,我们创新形成了适用于金属矿产勘查领域的小尺度、精细化广域电磁法技术体系,有效降低了钻探验证风险,提升了深部找矿成功率。”陈后扬如是说。
该队完成了局科研项目“金属矿产广域电磁法解释软件开发”,项目团队获得专利4项、软件著作权2项,“劳雷杯全国物探技能竞赛”江西省赛区团体一等奖,发表EI核心论文1篇、中文核心论文2篇。
广域电磁法接收机作业
“金属矿产广域电磁法深部探测关键技术”成果荣获江西省地质学会地质科学技术奖一等奖,该队2024年运用新技术实施各类项目50余项,助力大型矿产基地深部增储3处、中型矿产基地深部增储2处。
截至目前,该队拥有地球物理勘查一整套全方位、多尺度、多方法、多参数的探测技术,可最大限度地降低物探数据的多解性。深边部探测覆盖了全省重要成矿带,并辐射至新疆、青海、甘肃、广西、湖南、安徽、广东、福建、云南等多地,走出了一条立足省内,走向省外,探索国外矿业新领域的开放之路,在同行业建立了良好口碑。
“三维建模”实现人机对话
随着人工智能技术的飞速发展,“三维可视化解释”使物探工作更加智能、高效、精细。
“我们以项目为抓手,科研和生产相结合,通过运用‘空中+地面+井中’的综合物探方法,二维/三维正反演、多参数约束反演等处理解释新技术,以及地质与物探数据集成的三维建模技术,创新形成了初具特色的地球物理三维立体探测技术体系。”陈后扬介绍。
以市场为导向推动科技成果转化应用是高质量发展的必由之路。该新技术体系不仅有效服务省内外深部找矿、地震地质、地热勘查等,也广泛运用在岩溶塌陷、矿山隐蔽致灾因素、堤坝隐患、地震安评、垃圾填埋场等各类地质灾害探查业务中,获得了政府部门与企业的一致好评。
江西省地质局物化探大队总工程师张红权表示,该队将认真按照局党组要求,充分发挥“空、地、井”物探特色装备技术优势,在物化探领域“专、精、特、新”上下功夫,为新一轮找矿突破、全地质服务、科技创新、地质援疆、中南非矿产资源勘查开发等全局重点任务,持续贡献物化探力量。