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物探新方法——多通道瞬变电磁法在金属矿勘探中的应用

文章出处:亚博APP全站 人气:发表时间:2021-12-24 01:11
本文摘要:地球物理方法特别是电磁勘探方法在金属矿勘探中发挥着重要作用。用于金属矿勘查的主要电磁方法包罗自然电位法、直流电法、引发极化法、音频大地电磁法、可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法和大地电磁法。上述方法中,大地电磁法虽然探测深度大,但其分辨率有限,而其他方法虽然对金属矿有较好的探测能力, 但主要是针对浅层金属资源。 随着国民经济的生长, 我国对矿产资源的需求不停增加, 浅部金属矿产资源已经消耗殆尽, 寻找深部金属矿资源势在必行。

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地球物理方法特别是电磁勘探方法在金属矿勘探中发挥着重要作用。用于金属矿勘查的主要电磁方法包罗自然电位法、直流电法、引发极化法、音频大地电磁法、可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法和大地电磁法。上述方法中,大地电磁法虽然探测深度大,但其分辨率有限,而其他方法虽然对金属矿有较好的探测能力, 但主要是针对浅层金属资源。

随着国民经济的生长, 我国对矿产资源的需求不停增加, 浅部金属矿产资源已经消耗殆尽, 寻找深部金属矿资源势在必行。多通道瞬变电磁法是研究人员于2002年提出的一种新的电磁勘探方法, 相继乐成应用于陆地和海洋勘探。中国科学院地质与地球物理研究所于2016年乐成自主研制了海内第一套能够在陆上开展多通道瞬变电磁法勘探的系统, 并举行了多次试验, 效果讲明该系统能够完成野外实际勘探任务, 效果良好。

图1 多通道瞬变电磁法事情示意图图2 伪随机二进制序列电流 (a) 和其自相关函数 (b) 内蒙古科尔沁右翼前旗巴尔陶勒盖—再起屯银铅锌多金属矿普查区处于大兴安岭中生代火山沉积盆地内,开端推断为火山盆地沉积型铅锌银矿,找矿前景良好。2016年8月, 中国科学院地质与球物理研究所团结多家研究单元和大学使用自主研发的多通道瞬变电磁系统——大功率电法勘探仪在该金属矿区举行了多通道瞬变电磁法勘探。

图3 区域地质简图 (据刘建明等)沿已知的钻孔布设测线,为 EW 向。发射接纳接地导线,从-5 520~16 320 m 规模一连转动布设,当发射极接地良好时,发射电极极距为 240 m;当发射极接地电阻较大时,发射电极极距增大至 480 m,以增强发射电磁能量。发射电流为 10 阶的伪随机二进制序列,时钟频率为 512 Hz,电流巨细在 6~25 A 之间,重复发射 150 个周期。

图4 多通道瞬变电磁法测线部署图5 野外实际记载的典型发射电流 (a) 和吸收电压 (b)如果把大地看作一个线性时稳定系统,则每道吸收电压可以表现成发射电流和大地脉冲响应的卷积,对发射电流和吸收电压举行反卷积,就可以求得大地脉冲响应;同时,大地脉冲响应的峰值时刻可以转化为电阻率信息。每一对发射与吸收偶极都有一个对应的大地脉冲响应,大地脉冲响应记载点位置为发射偶极中点与吸收偶极中点连线的中心,偏移距为二者中心的距离,视深度近似为偏移距的一半。按横坐标为记载点即中心点位置,纵坐标为视深度,将所有视电阻率绘制成等值线图,从而获得一种新的视电阻率拟断面图。

反卷积接纳多周期信号的相互关方法,可以有效地压制非相干噪声,实现大偏移距的勘探,从而提高勘探深度。在巴尔陶勒盖—再起屯银铅锌多金属矿普查区开展单剖面多通道瞬变电磁法勘探,通过相互关预计的大地脉冲响应峰值时刻可以转化成电阻率信息, 这种新的电阻率剖面与已知钻孔资料吻合很好, 可用于开端解释以及作为反演解释的初始模型。

多通道瞬变电磁法的二维反演指示在3 000~7 000 m存在低阻异常, 深度规模为200~1 000 m, 与ZK1003及ZK1006实际钻井见矿深度及位置吻合较好;此外, -1 000~1 000 m与8 000~9 000 m的低阻异常是有利找矿部位, 可以与引发极化法团结解释, 或者通过钻孔进一步验证。多通道瞬变电法由于其发射宽频的伪随机二进制编码电流和阵列式多通道吸收, 通过相互关和多周期叠加可以有效压制噪声, 因此具有高分辨率和抗噪声能力强等优点, 在寻找深部金属矿产资源方面具有重大应用前景。图6 视电阻率拟断面图图7 多通道瞬变电磁法视电阻率开端推断的地质解释图图8 多通道瞬变电磁法二维反演电阻率断面图该研究结果揭晓在《黄金科学技术》(张文伟,底青云,雷达,马凤山. 物探新方法——多通道瞬变电磁法在金属矿勘探中的应用[J]. 黄金科学技术, 2018, 26(1): 1-8. )。


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