无人机航磁探测技术在矿产资源勘探中的应用.pdf

无人机航磁探测技术及在矿产资源勘 探中的应用 汇 报 提 纲 一、无人机航磁测量技术 四、结论 三、矿产资源勘探应用案例 二、低空高分辨探测系统研发 一、无人机航磁测量技术- -概况 应用领域挑战勘查区条件复杂，无人区、矿产发现难度大 绪论 浅海水区 湖滨环保区湖滨环保区 雪域无人区高山高原区 沙漠区 戈壁无人区 一、无人机航磁测量技术- -概况 航磁测量将航空磁力仪及其配套的辅助设备装载在飞行器上，在测量地区上空按 照预先设定的测线和高度对地磁场强度或梯度进行测量的地球物理方法。与地面磁测相 比具有较高的测量效率，且不受水域、森林、沼泽、沙漠和戈壁的限制。但传统固定翼 航磁系统飞行高度大、异常衰减快，除了铁矿，其他矿种主要探测成矿环境。 绪论 一、无人机航磁测量技术- -概况 绪论 3 地球磁场的三个分量，使用磁通门磁力仪; 航空磁测的物理量 4）使用超导、原子磁力仪测量磁张量数据是研发热点。 1 地球磁场的总磁场强度的大小、模量或模量的差值。如质子磁力仪、光泵磁力仪; 2 模量的空间变化率或梯度 有垂直梯度, 横向梯度, 横向和纵向梯度, 全轴梯度 ; 全轴梯度 磁矢量磁梯度张量 一、无人机航磁测量技术- -飞行平台 随着无人机技术的不断发展和成熟，基于无人机平台的航磁测量技术在近几年来蓬勃 发展起来，并在矿产资源勘探、军事目标探测等方向发挥越来越重要的作用。 绪论 无人机平台类型 1.无人直升机 2.多旋翼无人机 3.固定翼无人机 4.无人飞艇 5.动力滑翔伞 一、无人机航磁测量技术- -飞行平台 固定翼无人机作为飞行平台的优势主要表现在 1. 具有更大的有效载荷； 2. 仪器安装及飞机改装较容易且方案多； 3. 飞行姿态稳定，飞行速度较快，适合大面积测量任务。 绪论 多旋翼和直升机作为飞行平台的优势主要表现在 1. 具有灵活的机动性，能最大限度地控制航速、离地高度 等，适合大比例尺、精细测量； 2. 无需起降跑道，在作业基地的选择上较灵活。 二、低空高分辨率探测系统研发 绪论 吉林大学无人机航磁研发团队利用光泵 磁力仪研发了基于多旋翼平台的航磁测量 系统。 测试飞行现场照片及视频 参展吉林大学科技服务 地方与合作发展大会 绪论 二、低空高分辨率探测系统研发 二、低空高分辨率探测系统研发 二、低空高分辨率探测系统研发 无人直升机航磁测量系统无人直升机航磁测量系统 数据处理软件数据处理软件 地球物理数据处理软件，自主研发地球物理数据处理软件，自主研发 的航磁补偿软件的航磁补偿软件 测试机型1 测试机型2 二、低空高分辨率探测系统研发 1 1 仪器试验准备仪器试验准备 飞行前仪器试验工作开工前将所有测量仪器装上飞机。仪器装好后进行静态（不开飞机发动机）和动态（开飞机发动机）统 调，证实状态良好后，进行了空中试飞，确保全部仪器工作正常、各项检测指标达到要求。连续观测2小时，采样间隔为2次/ 秒，静态噪声为Sn0.0049nT。 试验结束仪器试验工作测线飞行结束后对磁测系统进行了测试，确保磁力仪工作正常，性能稳定。连续观测1小时，采样间 隔为2次/秒，测试结果为GSMP-35U型钾光泵磁力仪静态噪声为0.0047nT，GSM-19T磁力仪为0.0046nT。 GSMP-35U磁通门GPS 收录系统 测高仪 磁补偿飞行磁补偿是为了消除飞机的各种干扰，提高磁测数据的精度。选择场地磁场梯度变化不大于1nT/m、 气流平稳、能见度好的天气进行补偿飞行。无人直升机在人工操控飞行状态下，在60m高度左右的固定点位分别朝向 180、90、0、270四个方向做俯仰（5）、摇摆（10）和偏航（5）三组机动动作，每组机动动作持续时 间约30s。 补偿飞试验行场地示意图飞行动作示意图补偿前后曲线图 二、低空高分辨率探测系统研发 数据质量评价偏航距即实测测点偏离设计测线位置的距离，全区测线平均偏航距为5m，偏航距小于10m的采样 点占81.12。；动态噪声水平为一级资料（小于0.08nT）的采样点为93.89，三级以内采样点数为97.49。 偏航距分布图 测线动态噪声水平统计图 航磁测量工作所得航磁数据经各项改正，和粗略水平调整后，全区航磁测量总精度为1.59nT。 二、低空高分辨率探测系统研发 绪论 参与研发了基 于动力滑翔伞 平台的航磁测 量系统，实现 总场、梯度多 参量测量。 测量总精度优于2nT 二、低空高分辨率探测系统研发 未爆炸弹（UXO）野外实际测量实验 无人机航磁测量系统 二、低空高分辨率探测系统研发 测量总精度优于2nT 河南省洛阳市嵩县西部山区河南省洛阳市嵩县西部山区，，行政区划隶属洛阳市行政区划隶属洛阳市 嵩县管辖嵩县管辖。。 三、矿产资源勘探应用案例 1 1、爆破角砾岩型、爆破角砾岩型 店房金矿店房金矿 2 2、构造蚀变岩型、构造蚀变岩型 庙岭金矿庙岭金矿 九仗沟金矿九仗沟金矿 前河金矿前河金矿 庙岭金矿与九仗沟庙岭金矿与九仗沟 金矿同处一条近金矿同处一条近SNSN向构向构 造带上，为同一构造的造带上，为同一构造的 两个矿化段。两个矿化段。 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 原始磁异常图 航磁测量技术应用于金银矿勘探中。图中标明已 探明金银矿，金矿区（矿化点）的位置分布，以及 依据地质勘察以及异常分布所得的断裂分布。 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 延拓后磁异常图 数据预处理 区 域 内 航 磁 飞 行 高 度 在 3001000m，飞行高差较大，对 于反映异常分布与矿体对应关系具 有较大的影响，因此将数据均调整 至724.85m平均飞行高度 如图所 示。 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 反演结果切片图 L1 L8 L9 数据反演 将地表以下1km的 区域剖分成 866050个立方体 单元进行三维物性 反演计算。 在已知金银矿的位 置，做反演结果的 剖面展示。 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 图七 反演结果切片图L1 金矿位置主要分布在正负磁化率交界附近处磁化率相对较低的一侧。 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 图八 反演结果切片图L8 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 图九 反演结果切片图L9 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 依据磁异常数据对于区域内构 造重新进行划分，发现已探明金矿 及金矿床均分部在正负异常交界处， 尤其是一些深大断裂交界处，完全 符合该地区成矿背景。 依据反演结果可以发现，金矿 位置与断裂对应关系良好，主要分 布在正负磁化率交界附近处磁化率 相对较低的一侧。 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 安徽省马鞍山市铁矿区开展了无人机航磁测量工作。针 对本区老矿山的外围和深部进行二次找矿。 已有矿山及野外数据采集 测网布设 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 与传统航磁相 比，低空无人 机航磁具有更 高分分辨率， 具有更好的找 矿效果。 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 本区内有向山南铁硫矿床、向山硫铁矿床、大甸塘铁矿 床、萝卜山铁矿床。针对本区老矿山的外围和深部进行 二次找矿，在已有矿床深部发现新的矿脉。 航磁数据 铁矿 分布 解释 结果 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 多宝山铜矿探测多宝山铜矿探测 1 1 2 2 3 3 L2 L1 1/万低空磁测 2013-2014年 完成了350km， 中酸性岩体磁异 常表现清晰 中酸性岩体磁异常表现清晰，线性异常反映的控矿断层、同岩岩层中的断层、不同 岩性的不整合接触面清晰可见。 三、矿产资源勘探应用案例 绪论 有50nT异常就可追索， 沿断层入侵的岩脉和 岩脉入侵后在周围形 成的斑岩也可以分辨， 可以利用这些和成矿 有关的组合反映进行 间接找矿。 四、结论 绪论 我国金属矿山以及重点成矿区大多为地形复杂的中高山区，地面施工困难。采用无人机航磁探 测技术可以适用于以下几个方面工作 （1）特殊景观区、中高山地形起伏大的地区地磁工作极难开展，利用无人机航磁探测技术充分 发挥无人机的优势，沿地形超低空仿地飞行测量，获取高分辨率航磁数据。 （2）多金属重点找矿区的大比例尺快速勘查 ， 结合已知矿区的航磁异常特征，快速进行矿区外围 及有利地带的延伸区域的航磁测量，对矿区潜在矿产资源进行评价。 （3）地表强干扰地区在村庄、城市、电线等人文干扰较多的地区，地面仪器受强干扰不能正常 工作，开展低空航磁测量，消除地表干扰异常，有利于提取深部或者盲矿体相关异常信息。 （4）固定翼主要针对大面积的中大比例尺的快速航磁测量，针对重点靶区异常或者高山区， 可 采 用超低空高分辨率的多旋翼航磁测量。 谢谢