張健橋++尹維民
摘要:社會的發(fā)展增加了人們對礦產的需求,導致發(fā)展與資源的矛盾逐漸加深。瞬變電磁法作為電磁法的一種,已經廣泛應用到找礦中,大大提高找礦效率。本研究通過對瞬變電磁法的深入了解,分析其在找礦中的應用,為相關領域研究和實際找礦活動提供參考。
關鍵詞:瞬變電磁法;找礦;礦產資源;測量
前言:隨著社會的發(fā)展和進步,使得人們對礦產資源的渴望愈加加深,激化了人與資源的矛盾。瞬變電磁法是如今應用較為廣泛的電磁法,其自1950年出現以來發(fā)展迅速,技術不斷提高,相繼投入到了生產中。其具備很多其他電磁法所不具備的特征和優(yōu)勢,如測深程度大、高分辨能力、資料多樣等。因此對瞬變電磁法在找礦中應用的研究是非常必要的。
1瞬變電磁法概述
瞬變電磁法主要運用接地線源發(fā)射磁場,發(fā)射方向為磁場地下。每次脈沖過程中運用電極形成二次渦流,已得到準確可靠地電阻值[1]。其主要的實施方式為在地面上放置存在相應I量的發(fā)射線圈,以保證磁場的出現,形成感應I。在切斷電源時,感應I值會不斷降低。
瞬變電磁法具有很多其他電磁法所不具備的特點和優(yōu)勢:①高工作效率,對信息和電阻的感應能力強;②較為靈敏,且抗干擾能力強;③利用同點共同測量,且發(fā)現異常的性能高,能夠發(fā)出較為明顯的信號;④可以與不同的工作(如測量剖面、測深等)共同實施,且導出的數據較為豐富和有效。
2布線設置
利用瞬變電磁法進行野外數據收集和測量中,需要應用相關儀器及設備進行工作。瞬變電磁法的相關設備儀器有很多,如V8網路化多功能電法儀(加拿大鳳凰地球物理公司生產)、MTU衛(wèi)星同步大地電磁儀、VIP大功率激電儀、PEM地井瞬變電磁儀(CRONE公司生產)等等[2]。
布線設置應依照地區(qū)的地形地勢結合相關數據進行,結合其探測具體條件和實際作業(yè)難度,并且結合部分研究學者的建議,選用科學合理的尺寸進行作業(yè)。如山東省R礦區(qū)在利用瞬變電磁法作業(yè)時,由于其地勢較為復雜,并基于深部觀測條件,采用了邊長為800米的回線加以布置,采納不同的回線重疊的計劃方針,使得其作業(yè)效率很大程度上提高,觀測深度更加深入,并且成功地避免了對地勢和周邊環(huán)境等因素的影響。山東省R礦區(qū)安置了11個側線,并規(guī)定其編號是1~11,全部側線和探測剖面線保證水平放置,且其16剖面線和瞬變電磁法的6側線疊置在一起。據了解,當時不同側線之間的距離為100米左右,點距離為19米左右。R礦區(qū)一共設置了4個回線框,且能夠將全部R礦區(qū)整體籠罩,兩個線框之間保證疊置,且疊置區(qū)域利用測點加以勘探,很大程度上提高了數據計算和測量結果的準確性。最后R礦區(qū)利用瞬變電磁法得到視電阻率截面圖(如圖1)。
圖1:R礦區(qū)視電阻率截面圖
3數據觀察分析
3.1干擾源
不同礦區(qū)其周邊環(huán)境存在差異,很多礦區(qū)其周邊為居民區(qū),有很多居民居住,而由于居民區(qū)使用電器的功率較大,且分布并不密集,測區(qū)的大部分區(qū)域都有自來水提供設備,不滿了不同的采礦地點,地表層下方有大量的坑道。礦區(qū)地勢一般來說較為復雜和繁瑣,很多落差最高能到200米甚至更高[3]。此類因素很大程度上增加了勘探的復雜性,且對平時勘探發(fā)生一定的作用。這些干擾源在探測過程中應加以高度重視。
3.2防止干擾途徑
找礦過程中,會出現很大的噪音,且高壓設備、變壓設備等會影響整個測量過程,通常需要保證干擾源的測量電平數值在規(guī)定的范圍內(0.06≤Y≤0.5nV/m2)。例如山東省R礦區(qū)在利用瞬變電磁法找礦過程中,將I值提高到15安,但是發(fā)現并未起到有效的作用,反而使部分導線過熱。因此其調整了作業(yè)方案,基于3-5道電平多次做相關試驗,確定I值是10安,連續(xù)4次測量了重要巖層。R礦區(qū)為了防止干擾,將相關部分水平移動,在此基礎上觀察,將周邊的影響因素全部排除,如野生植物等,大大增加了觀測的準確性,提供了正確有效的數據。
3.3數據分析
分析數據應綜合不同的巖石地質過程的相關信息及資料,全面研究和統計。由于具備找礦條件的區(qū)域其縱觀來看較為平穩(wěn),且不同的巖石層有著不同的差異特性。如R礦區(qū)其埋深在-90米≤C≤400米范圍內,可見有采空區(qū),所在位置并未非常清楚。由此推斷電阻反演深度存在偏差。R區(qū)域在找礦時利用瞬變電磁法發(fā)現了其N方向區(qū)域上方部位傾斜角度加大,并推斷有斷層部分,發(fā)現電阻異?,F象,實現精準鉆孔。
結論:礦產資源是當今社會的重要資源之一,找礦工作也受到人們的廣泛關注。瞬變電磁法是目前找礦領域中的重要電磁法之一,其具有效率高、準確率高、抗干擾能力強、辨識度高等特點,利用側線布置準確有效地得到礦區(qū)不同巖石層的視電阻率,實現高效找礦。
參考文獻:
[1]葉益信,鄧居智,李曼,等.電磁法在深部找礦中的應用現狀及展望[J].地球物理學進展,2011,01(12):327-334.
[2]孫健.瞬變電磁法在四平山巖金礦區(qū)深部地質找礦中的應用[D].長春:吉林大學,2013.
[3]魏明君,丁云河,羅正傳,等.線源瞬變電磁法在熊耳山區(qū)多金屬找礦中的應用研究[J].地球物理學進展,2015,01(05):146-152.endprint