蘭州大學(xué)教育部稀有同位素前沿科學(xué)中心、甘肅核產(chǎn)業(yè)研究院劉志毅教授團(tuán)隊(duì)在甘南藏族自治州早子溝金礦成功實(shí)施了亞洲首次天然射線繆子探礦實(shí)驗(yàn)，對(duì)其礦脈、采空區(qū)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較為準(zhǔn)確的探測(cè)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)成像。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《國際地球物理雜志》。

據(jù)悉，這是該團(tuán)隊(duì)繼利用天然射線繆子成像技術(shù)對(duì)西安城墻等文物古跡進(jìn)行健康“體檢”后的又一次技術(shù)創(chuàng)新。天然射線繆子成像技術(shù)有望成為礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域的“新鑰匙”，為礦藏資源開發(fā)和利用提供更高效的解決方案。

地下礦體勘探和采空區(qū)的精確構(gòu)建等問題一直是采礦業(yè)面臨的難題，傳統(tǒng)的礦藏勘查技術(shù)手段存在經(jīng)濟(jì)成本高、探測(cè)精度低、圈定不準(zhǔn)確和潛在環(huán)境破壞等問題。特別是采礦過程中形成的采空區(qū)對(duì)安全生產(chǎn)構(gòu)成潛在威脅，因此如何精確圈定地下采空區(qū)是關(guān)鍵難題。

劉志毅說，繆子是自然界的基本粒子之一，具有極強(qiáng)的穿透能力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大型目標(biāo)物的無接觸、深穿透無損成像。天然射線繆子成像技術(shù)作為一種新型、綠色、無損的探測(cè)技術(shù)，使用天然的射線繆子作為探測(cè)射線對(duì)大型目標(biāo)物進(jìn)行成像，在更加準(zhǔn)確地了解礦藏內(nèi)部結(jié)構(gòu)的過程中，無需進(jìn)行批量地面開挖或爆破，減少了對(duì)環(huán)境的破壞和污染，同時(shí)大大降低勘探投入。

團(tuán)隊(duì)骨干成員、蘭州大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授劉軍濤介紹，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了6臺(tái)（套）國產(chǎn)化的繆子成像系統(tǒng)，為適應(yīng)生產(chǎn)礦區(qū)的復(fù)雜環(huán)境，通過正演技術(shù)設(shè)計(jì)了最佳的實(shí)測(cè)方案，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了針對(duì)性的改裝。本次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)將它們放置在巷道中進(jìn)行了大范圍繆子“CT”掃描，取得顯著效果。

團(tuán)隊(duì)合作方、甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院總工程師王玉璽表示，此次成像結(jié)果清晰地展示了掃描上方的金礦礦脈、多處采空區(qū)以及一處密度較低的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)測(cè)解決了長(zhǎng)期以來困擾采礦業(yè)的三維礦體圈定和采空區(qū)探測(cè)等問題。