蘭州大學教育部稀有同位素前沿科學中心、甘肅核產(chǎn)業(yè)研究院劉志毅教授團隊在甘南藏族自治州早子溝金礦成功實施了亞洲首次天然射線繆子探礦實驗，對其礦脈、采空區(qū)和地質(zhì)結(jié)構進行了較為準確的探測和內(nèi)部結(jié)構成像。相關研究成果近日發(fā)表于《國際地球物理雜志》。

據(jù)悉，這是該團隊繼利用天然射線繆子成像技術對西安城墻等文物古跡進行健康“體檢”后的又一次技術創(chuàng)新。天然射線繆子成像技術有望成為礦產(chǎn)勘查領域的“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)的礦藏勘查技術手段存在經(jīng)濟成本高、探測精度低、圈定不準確和潛在環(huán)境破壞等問題。特別是采礦過程中形成的采空區(qū)對安全生產(chǎn)構成潛在威脅，因此如何精確圈定地下采空區(qū)是關鍵難題。

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

團隊骨干成員、蘭州大學核科學與技術學院副教授劉軍濤介紹，團隊自主研發(fā)了6臺（套）國產(chǎn)化的繆子成像系統(tǒng)，為適應生產(chǎn)礦區(qū)的復雜環(huán)境，通過正演技術設計了最佳的實測方案，并對該系統(tǒng)進行了針對性的改裝。本次現(xiàn)場實測將它們放置在巷道中進行了大范圍繆子“CT”掃描，取得顯著效果。

團隊合作方、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，實測解決了長期以來困擾采礦業(yè)的三維礦體圈定和采空區(qū)探測等問題。