适用于大比例尺测量的硬架直升机磁性测量系统。
适用于水陆交界处同时测量的高精度磁测量系统。
大冶铁矿矿山上空,一架小型飞机在150米超低空飞行,机上的仪器接收着地层深处发出的磁场信号,研究人员认真记录着,通过破译这些神秘的信号,他们可以判断出这矿山深处是否还有更大的“宝藏”。
乘坐这架飞机的是中国国土资源航空物探遥感中心(简称“航遥中心”)的科研人员,机上的仪器是他们自主研发的硬架式直升机航磁测量系统,即第四代氦光泵磁力仪。近日,在纪念中国国土资源航空物探遥感中心成立50周年庆典学术交流会上,记者了解到,航空物探技术已经在地质找矿和国土资源管理中发挥着越来越重要的作用。
50年找到480余处矿床
第四代氦光泵磁力仪能对地表以下近千米深的矿井进行高精度航空物探,它的特点是测量精度高、定位准确。航遥中心航遥物探部高级工程师于长春介绍,这是我国首次采用航空物探技术进行大比例尺小范围直接找矿。
于长春介绍,该中心的科研人员已经在大冶铁矿获得了307.8平方公里的航磁测量数据,填补了矿区及周边缺乏高精度、高分辨率磁场资料的空白。在矿区及外围,研究人员提出5处重点找矿区,通过钻探验证,按照航磁圈定矿体所布设的5个钻孔中已有两孔在深部见矿。其中在航磁圈出的2号重点找矿区内,于740~840米深度见数层矿,累计铁矿体厚14.6米,品位为40%~45%,铁矿体中还伴生有铜、金、银、钴等;在航磁圈出的3号重点找矿区内,于732米见矿,见矿厚度为5米左右;在航磁圈出的1号重点找矿区内,于703~732米之间见矿,见矿厚度分别为1.26米、7.85米、1.92米左右。目前航磁圈出的其他重点找矿区布设的钻孔正在施工之中,有望取得新的找矿成果。
1957年1月22日,中国国土资源航空物探遥感中心的前身——地质部地球物理探矿局航测大队正式成立,是地质部第一支从事航空物探测量的专业技术力量。
航遥中心副主任、总工程师熊盛青研究员介绍,50年中,以航磁为主的航空物探覆盖了934万平方公里陆地面积和210万平方公里海域面积,基本实现了我国大陆的航磁覆盖;航空遥感覆盖了包括百余座大中城市在内的420万平方公里国土面积,获取了大量航空物探和遥感基础资料,在国土资源调查、矿产勘查、重大工程和环境评价、地质灾害防治等方面作出了贡献。
探测过程中,共发现航空物探异常约3.2万余处,找到包括140余处大中型矿床在内的固体矿床480余处,查明我国主要沉积盆地的范围、基底岩相、沉积层厚度和区域地质构造特征,圈出局部构造约3500处,为大庆、大港等20余个油气田的发现作出了先期性贡献;发现郯城—庐江、雅鲁藏布江和青藏高原中部等重要磁异常带。近年为适应地质大调查需要,启动了全国1:25万航磁系列图的编制与解释。
2006年9月,该中心承担的“西部主要成矿带遥感找矿异常提取及应用研究”项目,完成了天山—北山、昆仑山、冈底斯山等成矿带面积达150万平方公里的遥感找矿异常提取,划出39片找矿远景区和61处找矿靶区,新发现矿(矿化点)24处,其成果在西部找矿中已经得到推广应用。
航空物探技术全面提升
于长春介绍,硬架式直升机航磁测量系统的核心部件——氦光泵磁力仪——是航遥中心几十年来技术创新的结晶。上世纪80年代,该中心自主研制的HC-85氦光泵磁力仪灵敏度就达到世界领先水平并出口美国。2001年,航遥中心研制成功具有自主知识产权的新一代高灵敏度HC-2000型航空氦光泵磁力仪,其灵敏度等主要性能指标优于国际上一些先进的同类仪器,达到0.0025nT,比50年代使用的进口仪器的灵敏度提高了上万倍。定位技术由于采用了先进的GPS定位系统,定位精度由50年代的几百米到现在的几米以内。由此,航空磁测这个人们以往认为只能进行小比例尺概查的探测技术实现了大比例尺详查,并且依据其测量解释结果见矿成功。
的确,航空物探技术的全面提升离不开先进的仪器设备和技术方法。熊盛青说:“航空物探采集系统向着高精度、数字化、小型化、智能化、集成化、实时化、海量收录能力方向前进了一大步,调查能力有了较大提高。”
熊盛青介绍,除第四代氦光泵磁力仪外,他们还研制了3套具有国际先进水平的航空物探测量仪器,即DSC-1航空磁测数字自动补偿仪及数据收录系统、航磁水平梯度系统、小型航空物探系统等。通过引进、消化吸收国外的先进技术,该中心使直升机频率域航空电法系统处于国际先进水平,为大比例尺精准探测提供了新的有效手段。
在数据采集方面,集成了多套适合于不同地区、不同勘查项目的高精度航空物探测量系统,实现了我国航空物探测量对不同地形的全面空中作业覆盖能力。
在数据处理与解释方法技术方面,熊盛青介绍,航遥中心研发出了具有自主知识产权的航空物探数据处理解释系统,大大增强了航空物探数据处理解释能力。目前,航遥中心成为国内航空物探技术实力最强、测量手段和参数最多、技术装备最先进的单位。每年投入测量的有8~10套系统,工作量可达40万~50万平方公里。
为社会发展提供多目标服务
作为中央公益性地质调查队伍中的一支专业技术力量,航遥中心的航空物探和遥感技术从以以往的地质找矿为主,扩展到坚持资源与环境并重,为矿产资源保护与合理利用、减轻地质灾害和保护生态环境等多目标服务,在基础地质调查、地质灾害与生态地质环境调查、土地利用和矿山开发动态监测、城市综合调查、农业地质、水文地质和工程地质等方面发挥了重要作用。
熊盛青说,作好基础性地质调查,向社会提供信息服务,是航遥中心的主要职责之一。经过几十年的积累,航遥中心已经建立了全国航磁、航电数据库以及国土资源遥感调查成果数据库等,提交了一大批重要地质资料。其中,青藏高原中西部地区1:100万航磁概查,填补了我国航磁工作的最大空白区,取得了青藏高原迄今最完整的基础地球物理资料;三峡库区1:5万航空遥感勘查,记录了三峡大坝蓄水前长江最低水位时库区历史状态,为三峡库区地质灾害监测与防治、库岸变迁、生态环境演化、监测、相关研究等提供了珍贵的基础资料。2006年,完成了全国省级国土资源遥感综合调查成果整理及信息系统建设,建立了全国、大区(东、中、西部三大区)、省(自治区、直辖市)3个层面的系列性国土资源遥感调查成果数据库,实现了省级数据的科学化管理。
近年来,航遥中心采用高空间与高时间分辨率的遥感数据对地质灾害高发区、大型工程建设区的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害进行快速调查与监测,为灾害防治提供了大量科学依据。2003年,航遥中心完成的西南岩溶石山地区石漠化遥感调查与演变分析,查明了我国西南地区石漠化发展的历史、现状与趋势。2005年,历时4年完成的青藏高原生态地质环境遥感调查系统查明了近30年来青藏高原生态地质环境变化特征及其影响因素情况。
作为国土资源大调查土地资源调查与评价工作的主要承担单位,航遥中心保持着土地利用动态监测技术的领先地位,编制了《土地利用动态遥感监测规程》。从1999年起,完成了我国100多个大中城市的土地利用动态监测,在辅助复核土地变更调查、城市规模扩展、检查土地利用规划执行情况及土地执法等方面发挥着不可替代的作用。
航遥中心曾在北京、重庆、贵州、温州等省市开展城市综合调查,为地方政府科学决策提供技术支撑;先后为欧亚大陆桥(中国段)、港珠澳大桥、杭州湾大桥等重大工程选址、选线提供了基础地质评价资料。
自1999年至今,该中心共承担了120余个(次)城市的定期监测、10个城市的日常监测、14个县的退耕还林监测、19个县的环北京资源与生态环境监测、28个国家开发区监测和5个地市重点地区监测和基本农田保护区监测等。
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