在中國中部的山區,一個巨型天線系統延展在廣袤的土地上。這個最初為潛艇通信而建造的龐大系統,如今卻成為中國尋找關鍵礦產的重要工具。這個500千瓦的發射器其覆蓋範圍相當於五倍於紐約市,正向地球深處發送信號,以揭露埋藏在數公里地下的資源。隨著各國爭相確保鋰、鈷和稀土元素,以支持綠色科技的發展,中國選擇了先進的電磁勘探技術作為其戰略重點。
這些系統,包括這個巨型天線,正在幫助地質學家在以往難以到達的地方探測礦體和能源資源。根據最近發表在《地球物理與地球化學勘探》(Geophysical & Geochemical Exploration)上的中國地質調查局(CGS)研究,這項技術的進步使礦產勘探的方式發生了革命性的變化。全球所有超過100千瓦的系統均屬於中國,而美國目前最強大的設備僅達到30千瓦。中國地質調查局發展與研究中心的陳輝及其團隊表示:「這些系統的發展標誌著中國在電磁勘探理論和技術方面的世界領先地位。」該研究還強調了近年來的重大發現,包括世界上最大的金礦、超大型鋰儲量和深層鈾礦,這些突破顯示電磁方法如何在更深的層面上改變勘探方式。
傳統的電阻率和感應極化技術在淺層勘探中效果良好,但隨著地表礦藏的枯竭,勘探不得不深入到地質學家所稱的「第二礦空間」。這個區域位於地下500米至2000米之間,礦石信號較弱,容易被人為噪音淹沒。中國的應對措施是將發射器的功率提高到100千瓦以上。透過向地下發送強信號,研究人員能夠克服干擾,達到舊系統無法到達的深度。在西藏的嘉瑪銅礦,透過強大的電磁勘測,研究人員獲得了超過3000米深的高解析度影像,結果與岩心樣本相符,證明該系統能以比傳統方法更高的準確度識別礦石區域。
中國還在使用分佈式傳感器陣列和多方向場源,這些技術允許對地下結構進行三維成像,而不是過去使用的二維模型。目前最具雄心的項目是無線電磁方法(WEM)。這個龐大的發射系統擁有兩條天線線路,一條長達80公里,另一條則為120公里,幾乎垂直地鋪設在中國中部。雖然這些系統最初是為海軍通信而設計,但如今已成為資源勘探的革命性工具。在2023年的全國測試中,這一系統的信號在西藏、內蒙古和廣東等地被檢測到,覆蓋距離超過2000公里。在雄安的一個測試地點,研究人員記錄到的磁場信號是背景噪音的七倍強。
隨著WEM的推進,中國科學家還在開發新方法。由何繼善教授首創的寬場電磁方法,利用先進的模型在靠近發射器的地方收集可靠數據,提高了效率和深度。此外,還在測試時間頻率電磁系統,以測量電阻率、極化和滲透率,使地質學家能獲得更多地下礦石的相關信息。這些進展使中國在電磁勘探方面走在了世界前列。除了俄羅斯之外,西方國家的地面電磁勘探很少使用超高功率的電磁儀器,甚至它們生產的最強儀器也是根據中國的要求定製的。對這項技術的控制強化了中國在全球對關鍵資源競爭中的地位。
隨著全球向可再生能源的過渡,尋找和確保鋰、鈷和稀土元素的能力將決定哪些國家能在下一次工業革命中佔據領導地位。中國擁有超高功率系統,並且在重大發現方面的表現卓越,顯示出其在尋找未來科技所需礦產方面的決心。




