我國電磁勘探技術實現由二維向三維測量的跨越式發展
科技日報北京9月18日電(記者謝宏 通訊員王路闊 李建華 弓秋麗)自然資源部中國地質調查局地球物理地球化學勘查研究所牽頭實施的國家重大科學儀器設備開發專項《大深度三維電磁探測技術工程化開發》項目,9月17日在京正式通過科技部組織的綜合驗收。
據介紹,該項目提交了一整套擁有自主知識產權工程化的大深度三維電磁探測技術系統,將為我國“三深一土”戰略實施提供有力的方法技術支撐,可廣泛應用于深部資源勘查、城市地下空間探測、深部地質結構探測和三維地質填圖等領域,標志著我國電磁勘探技術成功實現由二維測量向三維測量的轉型升級和跨越式發展。
該項目作為2011年中央財政設立國家重大科學儀器設備開發專項資金的首批項目,致力于研發工程化的大深度三維電磁探測系統,研究工作包括儀器開發與工程化、軟件開發與集成、系統試驗與應用三大方面,旨在形成具有我國自主知識產權的大深度三維電磁探測系統,支撐我國科學儀器設備科技創新,打破國外壟斷,填補地球物理電磁高精度測量設備國內空白,更好地服務國家能源資源勘查工作。
項目創新發展思路,聯合高等院校和地勘單位,創新形成了一條產、學、研、用緊密結合的發展道路。物化探所作為牽頭組織實施單位,與重慶地質儀器廠、成都理工大學、中國科學技術大學、吉林大學、自然資源部中國地質調查局西安地質調查中心和南京地質調查中心、安徽省勘查技術院7家單位開展合作。歷經5年,攻克了超大功率發射機技術、分布式同步測量、電磁二、三維正反演等一系列關鍵技術,在三維電磁探測方法研究、儀器開發與工程化、軟件開發與集成、系統試驗與應用示范等方面取得重要成果。
——三維電磁探測方法研究方面,根據天然電磁場和人工電磁場的傳播特點,結合地球物理電磁法儀器的發展和大深度精細勘查的需求,研究設計了五種電法(amt/mt、csamt、tdip、sip、tem)的三維分布式探測方法技術,并通過場地試驗和應用檢驗,實現了多源發射,面積上多點、多方位同步測量的三維電磁探測工作方法。
——儀器開發與工程化方面,在項目已有研究基礎上,研究解決了儀器間的精確同步、儀器性能參數的自動標定、儀器一致性、穩定性與可靠性,以及超大功率場源系統的建立等系列技術難題,實現了大地電磁測深(amt/mt)、可控源音頻大地電磁測深(csamt)、時間域頻率域激電(tdip/fdip)、磁性源瞬變電磁測深(tem)等方法的三維測量儀器工程化開發,生產出160千瓦、30千瓦、5千瓦系列多功能電磁法(csamt、tdip/fdip)發射機8臺套、分布式多功能電磁法(amt/mt、csamt、tdip/fdip)接收機150部、頻率域感應式磁傳感器90部、10千瓦瞬變電磁發射機4臺套、瞬變電磁三分量接收機60部、三分量高溫超導磁強計10部、三分量時間域感應式磁傳感器60部、三分量磁通門磁場傳感器2部。儀器技術指標與國外同類商品化產品相當且部分指標優于國外同類商品化產品。在工程化和產品化過程中,物化探所創新研發思路和發展模式,與中地裝重慶地質儀器有限公司緊密結合,在樣機開發的過程中,產業化單位技術人員提前介入,配合科研人員按產品化要求對三維電磁探測儀器進行設計開發,形成了大深度三維電磁探測儀器的加工工藝、生產流程、檢測方法以及儀器的操作維護手冊,完成了企業技術標準備案文件,提升了產品化樣機的穩定性、可靠性和實用性,促進了市場推廣和應用。
——軟件開發與集成方面,實現了正確快速計算、壓制地形影響、獲取可靠三維電性參數及構建三維電磁數據的三維地質解釋和地質模型的成果表達,開發集成了五種電法方法(mt/amt、csamt、tdip、sip、tem)集數據管理、人機交互建模、數據成圖、數據預處理與正反演為一體的三維電磁探測軟件系統,可方便快捷的瀏覽數據與輸出圖形圖像。開發軟件與其他商品化軟件相比,其正反演功能、跨平臺運行等方面具有優勢。
——系統試驗應用方面,通過野外場地功能試驗、與國外商品化儀器的對比試驗,完善了三維電磁探測工作方法,檢驗了儀器與軟件性能。利用開發的方法技術系統在河北文安野外試驗場、北京市大興野外試驗場、甘肅柳園花牛山鉛鋅礦區、甘肅柳園花牛山金礦區、新疆哈密拉伊克勒克斑巖銅礦區、內蒙古扎魯特含油氣盆地、新疆克拉瑪依市達爾布特試驗區、安徽廬江黃屯硫鐵礦區、甘肅北山營毛沱-玉石山、江蘇寧蕪等13個試驗區開展了試驗研究和應用示范。根據取得的電性參數,建立了各試驗區的地質—電性模型,圈定了找礦靶區7處,其中在安徽廬江黃屯硫鐵礦試驗區發現的電性異常經鉆探驗證,在深部310米以下見到銅金礦體。
來源:中國科技網
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