瞬變電磁法在深部找礦中的應用

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(xiàn)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(xiàn)，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(xiàn)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(shù)據(jù)較為豐富和有效。

2布線設置

利用瞬變電磁法進行野外數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)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(xiàn)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(shù)據(jù)。

3.3數(shù)據(jù)分析

分析數(shù)據(jù)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(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)電阻異常現(xiàn)象，實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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