地质调查新方法新技术

作者&投稿:兆闵 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
四 地质调查新方法新技术~

现代高新技术的发展,不仅为复杂地质调查工作提供了快捷有效的工具,而且为新的地质理论的产生提供了更多的机遇。物探、化探、遥感、测试分析、钻探等技术为考古、天然气水合物调查、土地和矿产资源的合理利用、生态环境问题的解决等开辟了新的途径。
考古地球物理探测技术及其应用
在秦始皇帝陵园采用了高精度重力法、高精度磁法、复电阻率法和瞬变电磁法等电磁测深法、直流/交流电阻率(激发极化)深测和剖面法、地质雷达法、弹性波法、土壤汞测量和壤中汞气测量法、核磁共振法、α杯法、地温测量和自然电位法等22种先进方法技术完成剖面测量。
探测发现地宫、墓室在封土堆之下,封土堆中存在细夯土墙和西向墓道,墓室中可能存在金属制品,墓室主体尚未坍塌、进水,给出了地宫开挖范围和深度、墓室大小的数据和墓室建筑材质的推断,认为阻排水渠的阻水效果目前仍然良好,封土堆南侧有一东西向砂砾石堆积带,以及对旁行三百丈和汞异常分布特点的新解释等12项。其中,封土堆下存在墓室、细夯土墙、西向墓道和地宫开挖范围、阻排水渠的阻水效果仍在、封土堆南侧存在砂砾石堆积等经验证已经得到初步证实。
筛选出了地球物理探测方法在探测地宫及其陪葬坑、陪葬墓及地面建筑遗址等方面有效方法技术的组合。

电法二维反演模型与洛阳铲探孔综合断面图


封土堆磁异常与细夯土墙钻探验证结果

地球化学填图的战略、方法、技术与应用研究
自1979年“区域化探全国扫面计划”正式实施到2005年底,填图已覆盖全国673万km2。中国有关地球化学填图的新理论、新战略、新方法技术已为全世界许多国家认可,许多国家已在中国指导下开展许多合作项目。
研制了高寒山区、干旱荒漠区、半干旱草原荒漠区等景观区的区域化探扫面方法;建立了39种多方法分析系统,采用以X荧光或等离体发射光谱分析为主体,配以原子吸收、原子荧光和极谱、离子选择电极,构成多元素多方法分析系统;研制了全国分析质量监控方案和标准物质,实现了对投入分析方法可选性监控、对不同分析批次间偏倚的控制、对图幅间省际间分析偏倚的监测;研制了金矿地球化学勘查新技术,针对超微细金,将金的检出限降至百亿分之二,从而圈定出有经济价值金矿床四周的数十至数百平方千米的区域性异常,从而扩大了找金的靶区。

中国地球化学景观分区图


中国铅地球化学图

中国及其毗邻海域航空磁力△T异常图(1:500万)
分析了全国493个航磁测区的基本情况;针对我国具体的地理、地球物理条件,面对实际数据和国家有关标准制定了合理的编图方案;它是迄今为止资料最新、最全、覆盖中国国土面积最大的航磁基础图件;采用的编图方法应用了航磁处理编图软件技术,其中最小曲率随机网格化方法、数字网格评价拼接方法等关键技术,保证了编图质量;编图过程全部数字化,编图方法有重大改进;形成了我国国土资源系统的一套完整的航磁测量数据。

装有航磁梯度测量系统的y-12型飞机


中国及其毗邻海域航空磁力△T异常图

贵州省国土资源遥感综合调查研究
利用遥感信息量大、成图快、多层次和宏观、综合的技术优势,应用遥感与计算机、地理信息系统等新技术,结合常规调查方法,开展了多学科综合性的国土资源调查,调查内容丰富。涵盖了贵州省资源与环境的主要方面,包括土地资源、矿产资源、水资源、森林资源、旅游资源、地质构造、地质灾害、水土流失、土地石漠化、地表水污染、气象灾害和重点地区——贵阳市城市用地现状、绿化现状、大气环境、水环境、声环境、生态景观以及典型地区——清镇市坡耕地调查等内容,基本查清贵州省国土资源及环境最新状况,编制了贵州省国土资源和环境系列图件及相应的研究成果报告,建立了贵州省国土资源基础信息系统。

2005~2006国土资源部科技发展报告


合成波段:TM 7.4.3(1998.117)遥感图

新型镶齿式金刚石钻头及工艺研究应用
研制成功具有独立自主知识产权的新型镶齿式金刚石钻头。对预合金化纳米级粉末进行研制,采用镶齿式钻头炉中自动焊接工艺,焊接了金刚石胎块表面存在的焊接层。新型镶齿式金刚石钻头具有大水口、高比压、高金刚石层的独特结构,将3种钻头制造方法(热压、无压、钎焊)集中于一体,使钻头对地层适当性增强,钻头寿命延长,机械钻速提高,从而节约了钻井成本,缩短了钻井周期,加快了资源勘探的速度;钻头胎块焊接强度高,解决了钻头制造中的关键难题,在深孔(井)钻进中未发生胎块脱落现象,保证了深孔(井)的安全钻进。

大陆科学钻探中使用的新型镶齿式金刚石钻头

海洋天然气水合物模拟实验研究
开展了天然气水合物模拟实验研究,建立了3 套具有完全独立自主知识产权的模拟实验装置,进行了海洋沉积物中水合物稳定条件、地球化学和地球物理特征的研究,为我国海域天然气水合物的勘探开发提供了基础参数和技术支撑。

水合物相平衡条件研究的主要实验室设备装置

金属矿地震方法技术研究
对金属矿勘查中的地震方法技术进行了系统研究,包括适合于金属矿地震探测的理论基础、数值模拟、野外数据采集、资料处理和综合解释技术等,在资料处理中,研制了一些适合于金属矿地震资料的处理软件。开展了地面地震层析成像的方法技术研究,根据地面地震层析反演的速度剖面,可直观地解释地层的构造形态、隐伏岩体和断裂构造的分布。
综合利用高分辨率地震剖面和地面地震层析速度剖面探测到了岩体内部的不均匀体;根据获得的地震剖面和钻孔资料,对钻孔之间矿体连接的方式进行了修正,对钻孔揭示的矿体进行了横向追踪,得出了能精细反映矿体分布和地质构造的地震地质剖面图;成功地利用地震散射波探测到了与块状硫化物金属矿有关的局部不均匀体,并得到钻探验证,研制了适合于散射波成像的地震处理软件;提出利用反射波探测控矿构造和隐伏岩体分布、利用散射波探测与块状硫化物金属矿有关的局部不均匀体的综合地震探测技术。

地面地震层析成像速度剖面图


某多金属矿区的高分辨率地震反射剖面

大型科学装备远程共享示范研究——离子探针示范系统
以计算机远程控制技术和公众宽带网技术为支撑,通过远程控制、远程数据采集和远程交互式协同研究的技术应用,最终构建大型离子探针质谱仪的远程操作与共享研究平台。项目实现了基于公共网络环境,实时远程控制离子探针质谱计,达到了亲临北京离子探针中心进行实验的效果,并能够满足多个科学家异地实时进行协同实验的需要。
项目组先后在湖北宜昌、巴西圣保罗大学建立远程工作站并取得圆满成功。2006年在成功实现离子探针远程共享示范系统的基础上,针对微束分析仪器的特点,研制出此类仪器远程共享的通用系统,逐步实现了离子探针类、电子探针类、激光探针类大型仪器远程共享,已经初步构建了以SHRIMP II、扫描电镜和MAT900三台仪器为核心的网络虚拟实验中心。

巴西圣保罗大学师生远程操作离子探针


中巴科学家远程交流

中国土壤生态地球化学基准值及数据库研究
研究区包括三江平原、松辽平原、黄淮海平原、长江三角洲平原、江汉平原、鄱阳湖平原、南阳盆地和珠江三角洲。利用元素相关关系法确定了适宜的采样深度(-150~-175cm)。在大约85万km2的研究区内,共采集土壤样品517件,定量分析测试了88项指标,其中包括76项化学元素指标、4项土壤理化性质指标、3项土壤粒级组成指标(粘粒、粉砂粒、砂粒)和5项土壤矿物组成指标(蒙脱石、水云母、高岭石、石英、长石)。
以样品分析测试数据为基础,分别统计出8个冲积平原和整个东部平原共9个统计单元内76个化学元素(包括氧化物)的土壤生态地球化学基准值和pH值、电导率、有机碳、H2O+等4项理化指标的基准值。根据土壤粒级组成定量分析结果对我国东部平原区的土壤质地进行了分类。应用MAPGIS地理信息系统,构建了我国东部平原土壤生态地球化学基准值空间数据库,实现了基准值研究成果的可视化,并且通过数据库的形式将所有原始分析数据予以公开。

土壤生态地球化学基准值空间数据库界面

为保证该项目的顺利进行,保质、保量完成上级下达的各项工作任务,提交高质量的应急抗旱找水打井地质调查成果,中国地质调查局南京地质调查中心在本次应急抗旱找水打井过程中应用了高密度电法、激电测深法和测井等技术和方法,并针对工作区的特点,总结出了“一条高密度电法勘查找水经验”、“两种定井方法”和“四种钻井方式”。
实践表明,以上方法对在巩义地区应急抗旱找水打井效果显著,具有十分重要的理论和实际意义。

现代地质高新技术的发展,不仅为复杂景观区地质调查工作提供了快捷有效的工具,加速了矿床的发现,而且为新的地质理论与成矿模式的产生提供了更多的机遇。围绕国家西部大开发战略,针对西部地区地形复杂、气候多变的特点,以地质勘查技术为先导,建立了一套适合于中高山区地质填图和矿产资源快速评价的方法组合。针对覆盖区,研制了适用于复杂景观区(包括覆盖区)的深穿透地球化学方法。利用等离子体质谱仪研制和开发了一套痕量超痕量的分析技术与同位素分析技术,为区域地球化学勘查与基础地质研究提供了重要的技术支撑。

(一)野外地质调查数字化

2001年国土资源部科技发展报告

野外数据采集器是实现区域地质调查数字化的关键技术之一。我国的“野外数据采集器”已研制成功。它使野外地质调查数据采集掌上机化、定点GPS化(导航与辅助定位)、野外记录(手写电子笔)数字化。

2001年6月—8月在青藏高原的东北缘阿拉克湖地区进行了野外试验,野外数据采集器经受了高寒、风沙等恶劣条件的考验,同时通过对软件的优化,数字地质填图基本成功。

(二)中高山区矿产资源区域快速评价方法技术组合

矿产资源区域快速评价航空遥感技术

以航空红外、航天TM图像为主要信息源,通过对影像岩石单元法、构造解译标志法、证据权法及探索出的矿源场-成矿节-遥感信息找矿模式方法的运用,结合遥感地质解译、典型矿床解析和找矿模式的分析对比,实现了遥感信息向地质、找矿条件信息的转化,有效地指导了成矿预测。应用这种方法在新疆哈尔克地区取得了明显的找矿效果。

新疆哈尔克山地区卫星影像图高精度航空综合站技术

开发研制了适用于区域性快速普查的高精度航空测站(航磁、伽马能谱、航空电磁),在新疆东天山康古尔塔格成矿带,获得了大面积的高质量航空物探资料,编制了航磁、伽马能谱和航电等系列图件。它们客观地反映了东天山地区的地球物理场面貌,为研究东天山地区的基础地质问题,为普查和找矿工作部署等提供了重要资料。

新疆东天山地区航磁立体阴影图

中高山区高精度航磁和微波遥感技术

研制了一套中高山区高精度航磁测量方法和解释技术,系统研究了从航空物探飞行测量数据中获取DTM数据的方法及航磁异常高度改正技术:研制了航磁剖面磁异常改正方法、计算机航磁剖面自动渐变上色方法和各种地形条件下半智能型二维半重磁异常正反演软件:研究了根据结构逻辑法和图形图像处理方法提取弱异常的方法。

针对研究区植被覆盖厚、地形起伏大的特点,提出了一套中高山区微波遥感方法应用技术,进行了辐射标定、DEM数据生成、几何纠正、空间信息与波谱信息合成等微波遥感数据处理和区域成矿背景、含矿岩性、控矿构造等成矿地质信息提取方法的研究。

(三)覆盖区矿产资源快速评价技术

奥林匹克坝矿床上方深穿透地球化学填图深穿透地球化学方法

针对覆盖区找矿这一世界性难题,提出了深穿透地球化学的概念,研制了两种深穿透地球化学方法——地球气纳微金属测量(NAMEG)和金属活动态测量方法(MOMEO)。通过在已知的著名大型超大型矿床(穆龙套金矿、山东省胶东金矿矿集区)进行试验,深穿透地球化学方法效果良好。例如,在奥林匹克坝地区不仅在已知的奥林匹克坝超大型矿床上方发现了清晰的异常显示,还圈出了1处新的异常靶区,后来被西部矿业公司(WMC)的钻探所证实。

(四)元素与同位素分析测试技术

20世纪末,电感耦合等离子体发射光谱分析技术(ICP-MS)的问世,大大提高了痕量超痕量元素的分析精度,并以此技术为基础,开发了一系列微量元素及其同位素分析技术,为地球化学勘查方法的发展以及基础地质研究,提供了重要的技术保障。

电感耦合等离子体质谱仪

Os—Os定年技术

由于186Re和188Re分别经过p衰变可以生成稳定同位素186Os和188Os,据此,建立了187Os-186Os和187Os-188Os定年新方法。在分析过程中,将中子活化与电感耦合等离体分析和负离子热表面电离质谱(NTIMS)相结合,测定元素含量。对于年龄标准参考样,采用辉钼矿HLP代替金属Re带作中子通量监测器,使年龄测定精度好于国际同类技术水平。高纯稀土分析技术

利用ICP-MS建立了高纯Pr6O11,Eu2O3,Tb4O7,Dy2O3等11种稀土氧化物中15种痕量稀土杂质的分析方法,实现了纯度为99.99%~99.9999%的高纯稀土材料中痕量稀土杂质的分析,把样品分析周期从原来的3~5天缩短到10个小时。

(五)海洋矿产资源调查技术

结核、结壳区海底摄像及处理系统

为了在深海海山区复杂地形条件下对海底进行连续直观观察,自行设计和开发了我国第一套汇集计算机控制、计算机通讯、水下抗压、海底摄像、水下照明和数字图像处理等多项高新技术的摄像系统。该系统在DY95-9和DY95-10航次大洋多金属结核开辟区勘查及富钴结壳靶区调查航次中,取得了清晰的海底拍摄记录,为我国现阶段大洋多金属结核和富钴结壳的调查工作提供了急需的、宝贵的海底观测资料。

DY95-10航次中太平洋海山海底摄影记录

(六)地质勘查中的钻探技术

CD-2和CD-2B型钻机

CD-2型钻机外貌

CD-2B型钻机外貌

CD-2和CD-2B型钻机属成熟的立轴式钻机机型,它们具有立轴式钻机结构简单、操作容易、维修方便、价格便宜等优点。CD-2B型钻机首次在中小型岩心钻机上采用变频调速驱动技术,实现了钻进过程中钻具回转的无级调速。两种机型在中小型立轴式岩心钻机上采用双卡盘液控式不停车自动倒杆系统,实现了长行程连续钻进,提高了钻进效率,减少了辅助时间和岩心堵塞。



矿产勘查工程技术(手段)
答:新中国成立后,为满足国家经济建设对矿产资源的需求,50年代,探矿工程有了长足的发展,先后在本省组建的20多支勘探队,都配备了苏联的手把式钻机,推广当时苏联一整套钻探施工管理办法和生产技术工艺,钻进深度可达五六百米。坑探工程也由人工掘进向半机械化前进了一步。但到了50年代末,由于片面追求速度,地质勘探队内...

水文地质勘查所使用的主要方法手段
答:水文地质工作中应用的主要物探方法有:电法、磁法、地震方法、放射性方法等,近年来,地质雷达、地球物理层析成像技术(CT)、核磁共振(NMR)等新技术、新方法也得到了广泛应用。 4.水文地质试验 在野外调查工作中,为取得各种水文地质参数或解决某些水文地质问题需进行相关的水文地质试验工作。水文地质野外试验主要包括:抽水...

地质调查技术标准研制修订与升级
答:根据地质勘查工作需要,先后按阶段发布了一些急需的国家标准、地矿行业标准和中国地质调查局工作标准,为各类地质勘查工作内容和方法的统一、工作精度的保证、质量的衡量、成果的验收提供了标准依据。促进了地质勘查和水工环地质调查等地质新理论、新技术和新方法在实际工作中的应用。为全面提高地质调查工作程度...

地球物理勘探技术
答:中国南方和西部海相碳酸盐岩地区往往是恶劣的地表地形地貌、近地表岩性条件和复杂的地下地质构造同时并存,地形高差变化剧烈、低降速层厚度变化大、高陡岩层出露地表、地下逆掩推覆构造多,这些复杂的地震地质条件对现有地震勘探技术提出了严峻的挑战,严重制约了勘探进程、地质认知程度和新的油气发现。现有西方国家的地震数据...

金属矿勘查物探化探方法技术的新进展
答:勘查地球化学界则致力于研究探测深度更大的地球化学方法技术,以适应覆盖区寻找深部矿床的需要,主要发展了矿床构造叠加晕和深穿透地球化学方法技术。后者又称为非传统化探方法,包括选择性提取技术、生物地球化学找矿、地下水地球化学测量、地下气体测量等多种新测量方法,成为当前国际化探界研究热点(唐金荣等,2009)。 一...

国外区域地质调查研究
答:1.2.1.1 岩浆岩区调查研究 现代岩石学理论及现代测试技术与方法的飞速发展,板块构造理论、微量元素岩石学和同位素地球化学方法的应用,使岩浆岩岩石学的调查研究从重视岩石的宏观调查、微观描述,强化岩石地球化学和岩石成因研究及成岩成矿试验阶段,发展到了将岩浆作用产物与地质构造环境相结合研究的新阶段...

地质学研究方法有哪些?
答:我是学地理的,书上的原话是这样的:1.野外调查(最基本、最主要的研究方法);2.室内实验和模拟实验;3.历史比较法(现实类比法);4.数字研究法:利用3S技术进行研究

高新物探找矿技术方法的优选和验证
答:白银厂矿田近五十年的开发利用,为国家的经济建设及社会发展做出了重要贡献,同时也积累了大量的极具价值的地质勘探和矿山开发资料,以及二次再找矿的艰难历程及经验教训。因此,研究其找矿勘探历史,分析不同时期的找矿思路、方法技术在找矿工作中的成败,不仅可以丰富地质找矿理论,也是当前条件下利用新技术、新方法进行找...

地质灾害调查评价技术方法
答:通过1∶5万比例尺地质灾害详细调查工作,总结形成了一套滑坡、崩塌、泥石流地质灾害调查工作流程和技术方法体系。取得的主要成果包括: 1)总结及完善了地质灾害调查评价的技术路线,形成了一套野外和室内工作方法。针对黄土高原地区地质环境、地质灾害发育特征和分布规律,形成了一套从资料收集→遥感解译→野外核查→再次解译...

主要找矿方法及其应用
答:针对该景观区1∶20万区域化探扫面工作的方法技术。20世纪90年代几家生产单位曾进行过方法试验。但在工作方法选择上没有达成共识。2000年11月~2002年2月,中国地质科学院物化探研究所和内蒙古自治区地质调查院根据该景观区的微景观特征选择金、铜、镍矿区3处,专门进行了方法试验研究,取得了一些成果。 1.不同景观区...