能够勘破地下几公里的透视眼!高性能重磁反演技术助力深部找矿|科技观察

封面新闻记者 马晓玉
给地质学家一些重力场加磁场的数据,他们就能为你演示出深埋地下数公里的地质构造。1月18日,在第三届天府科技云服务大会食品纺织与能源化工推介会上,中国地质调查局成都地质调查中心(以下简称调查中心)高级工程师梁生贤分享了高性能重磁反演技术在服务深部找矿方面的新突破。
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梁生贤在第三届天府科技云服务大会上发言
据悉,当下的高性能重磁反演技术大幅提高了反演结果的分辨率,使其达到普通算法的4倍以上。
什么是高性能重磁反演?
“通俗来讲,高性能重磁反演就是一种利用重力场或磁场数据,通过先进的算法快速、准确地推断出地下密度或磁性异常体的技术。”梁生贤表示,依据探测目标不同,该技术处理信息的深度也有所差异。目前已验证的最远深度达6300米。
其实,高性能重磁反演技术类似于一个透视眼,可以帮助研究人员揭示地下微弱的异常区域,这些异常在固体矿产、油气资源和地下水资源的勘探中都可以提供关键的线索。此外,这项技术还可应用于断裂构造、岩石圈结构等关键基础问题的研究。
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调查中心在野外地质调查
近10年的迭代升级与应用实验
重磁反演技术的发展历程可以追溯到20世纪中叶。起初,科学家们只能采用简单的计算工具对地下异常体进行粗略的估计。尽管目前已经开发出了一些反演技术,但由于观测数据受许多地下“异常体”的叠加影响,以及观测数据的幅值随异常深度增加而快速衰减,这些因素导致反演结果对深部地质体的分辨能力不高。
面对这一困境,2015年,成都地质调查中心组建了一支专业的研究团队,旨在自主研发高性能的重磁反演算法,为地质调查和地球深部结构的研究提供支撑。
经过近10年的迭代升级与应用实验,研发团队成功推出一套高效、高分辨率的反演算法和软件,并获国家计算机软件著作权。经过严格的测试验证,这套算法展现出卓越性能,一是分辨率比常规算法高出数4倍以上,可以发现微弱的异常区域;二是对计算机硬件的要求较低,可在普通电脑上完成反演任务,进一步降低了应用成本。
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调查中心在野外地质调查
高性能重磁反演技术助力深部找矿
目前,目前,高性能重磁反演技术已在实际地质调查中得到了多项应用和验证。在喜马拉雅成矿带某多金属矿勘探中,该技术助力新发现厚大隐伏铅锌多金属富矿体,实现重大找矿突破。
在油气地质调查中,通过反演四川盆地磁测数据,揭示了二叠系火山的分布区域和埋藏深度,预测深度的相对误差不到10%。该结果为油气勘探选区提供了有力支撑。
对于地球科学研究,调查中心制定了一个分步实施的总体目标。梁生贤谈到,近期目标是建立青藏高原0-200km 的密度结构,中期目标是建立中国大陆及周边地区0-500 km的密度结构,最后是建立全球范围内0-2000 km的密度模型。
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西藏某地铅锌矿找矿实例(左栏:三维密度异常图,右栏:勘探线对比结果)
梁生贤表示,“目前,高性能重磁反演技术的研发已基本完成并在多个领域得到了非常好的效果。下一个阶段的目标主要是推广应用,一是服务于深部找矿突破,二是服务于地球科学研究。此外,拓展应用领域也是未来的一项主要工作,包括服务于地质灾害调查、工程建设、城市地下空间开发利用等领域。”