綜合物探方法在尋找深部隱伏礦體中的應(yīng)用

■韓永賢 馬忠明 韓永明 馬玉龍

（青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局八隊(duì)青海西寧810012）

綜合物探方法在尋找深部隱伏礦體中的應(yīng)用

■韓永賢 馬忠明 韓永明 馬玉龍

（青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局八隊(duì)青海西寧810012）

可控源音頻大地電磁法主要是利用人工控制來(lái)測(cè)探的一種電磁法，其較傳統(tǒng)的電磁法有著很多自身的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，如探測(cè)幅度較深、測(cè)探強(qiáng)度較強(qiáng)、使用便利等。隱伏礦體地質(zhì)復(fù)雜，地形較為隱秘且容易受到干擾，應(yīng)用此電磁法能夠提高測(cè)探效率和效果。

音頻大地電磁 激電測(cè)深 近場(chǎng)源 激電剖面

1 可控源音頻大地電磁法概述

可控源音頻大地電磁測(cè)深法（簡(jiǎn)稱CSAMT法）是以有限長(zhǎng)接地電偶極子為場(chǎng)源，在距偶極中心一定距離處同時(shí)觀測(cè)電、磁場(chǎng)參數(shù)的一種電磁測(cè)深方法。本次勘查采用赤道偶極裝置進(jìn)行標(biāo)量測(cè)量。同時(shí)觀測(cè)與場(chǎng)源平行的電場(chǎng)水平分量Ex和與場(chǎng)源正交的磁場(chǎng)水平分量Hy。然后利用電場(chǎng)振幅Ex和磁場(chǎng)振幅Hy計(jì)算阻抗電阻率ρs。觀測(cè)電場(chǎng)相位Ep和磁場(chǎng)相位Hp，用以計(jì)算阻抗相位φ。用阻抗電阻率和阻抗相位聯(lián)合反演計(jì)算可控源反演電阻率參數(shù)，最后利用可控源勘探反演的電阻率進(jìn)行地質(zhì)推斷解釋。

可控源音頻大地電磁測(cè)深法標(biāo)量測(cè)量方式是用電偶極源供電，觀測(cè)點(diǎn)位于電偶源中垂線兩側(cè)各15度角組成的扇形區(qū)域內(nèi)。當(dāng)接收點(diǎn)距發(fā)射偶極源足夠遠(yuǎn)時(shí)（r＞3δ），測(cè)點(diǎn)處電磁場(chǎng)可近似于平面波，由于電磁波在地下傳播時(shí)，其能量隨傳播距離的增加逐漸被吸收，當(dāng)電磁波振幅減小到地表振幅的1/e時(shí)，其傳播的距離稱為趨膚深度（δ），即電磁法理論勘探深度。實(shí)際工作中，探測(cè)深度（d）和趨膚深度存在一定差距，這是因?yàn)樘綔y(cè)深度是指某種測(cè)深方法的體積平均探測(cè)深度，圖1即為CSAMT的裝置。

2 方法技術(shù)

80年代以來(lái)，方法理論和儀器都得到了很大發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也擴(kuò)展到了地質(zhì)普查，勘探石油、天然氣、地?zé)帷⒔饘俚V床，水文，環(huán)境等方面，從而成為受人重視的一種地球物理方法。目前在我國(guó)已將本方法作為危機(jī)礦山深部資源勘探的重要手段，在許多礦山取得了很好的效果。

可控源音頻大地電磁測(cè)深法是以有限長(zhǎng)地電偶極子為場(chǎng)源,在距偶極中心一定距離處同時(shí)觀測(cè)電、磁場(chǎng)參數(shù)的一種電磁測(cè)深法。需要考慮的裝置是測(cè)點(diǎn)距：20－100米

供電電極距：（AB）：1000－3000米接收電極距（MN）：20－100米可測(cè)扇區(qū)的夾角（）≤15°

我們可以來(lái)說(shuō)明最常用的一種赤道偶極裝置進(jìn)行標(biāo)量CSAMT法的測(cè)量過(guò)程：

場(chǎng)源：用發(fā)送機(jī)通過(guò)接地電極A、B向地下供交變電流，在地下形成交變電磁場(chǎng)。電流的頻率可在一定范圍內(nèi)變化，通常從2-3～213Hz按2進(jìn)制遞變，在接地十分困難的地方可用不接地回線作垂直磁偶極子來(lái)發(fā)送電磁場(chǎng)。

測(cè)量：在距離AB相當(dāng)遠(yuǎn)的地方進(jìn)行測(cè)量。所謂“相當(dāng)遠(yuǎn)”指的是在這些地方的電磁場(chǎng)已接近平面波，從而可使用卡尼亞電阻率計(jì)算公式并方便解釋。

圖1 CSAMT裝置

3 技術(shù)特點(diǎn)

（1）工作效率高。用一個(gè)發(fā)射偶極子供電，可在它周圍的四個(gè)很大的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，只需移動(dòng)接收機(jī)，便可進(jìn)行面積性測(cè)深工作，從而得到地下電性的立體分布情況。

（2）勘探深度范圍大。CSAMT法有效勘探深度的影響因素包括地電構(gòu)造、噪聲水平、發(fā)送機(jī)功率、接收機(jī)靈敏度、精度和抗干擾能力等。從理論上，其探測(cè)深度大致為:

其中ρ為大地電阻率，f為工作頻率。因此，對(duì)于目前所用的頻率范圍(如從0.125Hz～4096Hz)及可能達(dá)到的發(fā)送功率，其探測(cè)深度范圍為幾十米至2-3公里。

（3）垂向分辨能力好。CSAMT法垂向分辨能力與多種因素有關(guān)。如果把可探測(cè)對(duì)象的厚度與其埋深之比定義為垂直向分辨率，那么，粗略地講，它大約為20%至10%。

（4）水平方向分辨率高。一般的人工場(chǎng)源電法的水平分辨率除受地電條件制約外，還受收距及接收電偶極子大小的影響。CSAMT法的水平分辨力與發(fā)收距無(wú)關(guān)，約等于接收電偶極子距離。

（5）地形影響小。由于卡尼亞電阻率相當(dāng)于對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行了歸一化，同步的地形影響大大減弱；由于是平面波場(chǎng)，測(cè)區(qū)內(nèi)地形影響也較小。

（6）高阻電屏蔽作用小。CSAMT法使用的是交變電磁場(chǎng)。因而可以穿過(guò)高阻層，特別是高阻薄層。有些用直流電法無(wú)法探測(cè)到的高阻薄層下的地質(zhì)體，用CSAMT法能很好解決這一問(wèn)題。與直流電法相比，以上這些特色均屬明顯優(yōu)點(diǎn)，因而CSAMT法不但可以取得良好地質(zhì)效果，且應(yīng)用前景也是廣闊的。然而，由于使用人工場(chǎng)源，不可避免地帶來(lái)了很多負(fù)面效應(yīng)，如近場(chǎng)源的非波區(qū)效應(yīng)、場(chǎng)源附加效應(yīng)。另外，頻域電法中的靜態(tài)效應(yīng)也是十分麻煩的問(wèn)題，在資料處理與解釋中須十分謹(jǐn)慎。

4 結(jié)語(yǔ)

可控源音頻大地電磁測(cè)深法基本不會(huì)受到地形和自然場(chǎng)源的影響，其抗干擾能力強(qiáng)、探測(cè)深度大、分辨率高等特點(diǎn)使得其在地質(zhì)勘探中可以取得非常好的結(jié)果，并且可以廣泛的應(yīng)用于深部礦產(chǎn)的勘查。地質(zhì)是一個(gè)非常不好研究的物體，其復(fù)雜不僅因?yàn)槠涫遣豢梢暤?，其里面包含泥土、巖石、鐵礦、礫石、砂等等，而每種分類又有很多細(xì)小的分類，每種物體都有其自身的特點(diǎn)和缺點(diǎn)，給地質(zhì)的分析和勘查帶來(lái)很大的不便，再加上地質(zhì)勘查一般都是針對(duì)于很深的地下，因此非常的不好操作，而可控源音頻大地電磁測(cè)深法的引用可以根據(jù)不同的地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行有效的數(shù)值分析，從而了解地質(zhì)基本情況。在能源匱乏的今天，科學(xué)家都將能源的開發(fā)地指向地底層，這使得可控源音頻大地電磁測(cè)深法在礦產(chǎn)勘查中可以擁有非常廣泛的前景。

[1]黃力軍，陸桂福，劉瑞得.可控源音頻大地電磁法應(yīng)用實(shí)例 [J].物探化探計(jì)算技術(shù)，2006，28（4）：337-341.

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-228-1