淺談瞬變電磁法在金屬礦勘查中的應(yīng)用

李春偉

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地球物理探礦隊烏魯木齊830011）

淺談瞬變電磁法在金屬礦勘查中的應(yīng)用

李春偉

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地球物理探礦隊烏魯木齊830011）

在礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中，隨著淺層資源的不斷開發(fā)，使得淺表資源開發(fā)日漸枯竭，接替資源嚴(yán)重不足，逐漸轉(zhuǎn)向深層資源的勘探和開發(fā)。近年來眾多物探工作者應(yīng)用物探方法對其進行深層隱伏礦體的勘探，取得了一些實質(zhì)性成果。但總體來講，深層礦產(chǎn)勘探研究還處于發(fā)展階段，勘探手段和理論1均不完善，勘探深度及勘探精度更是研究的重點。

時間域電法瞬變電磁金屬礦勘查應(yīng)用效果

1 工作原理

簡單的說，瞬變電磁法屬時間域電法，利用電磁感應(yīng)的原理，以脈沖電流的形式向地面鋪設(shè)的回線供電。當(dāng)回線中通以穩(wěn)定電流時，感應(yīng)地質(zhì)體產(chǎn)生穩(wěn)定的一次磁場。當(dāng)電流關(guān)斷的瞬間，一次場消失，感應(yīng)地質(zhì)體中感生出渦旋電流，并產(chǎn)生與一次場反方向的二次感應(yīng)磁場。此過程循環(huán)交替，形成了向下傳播的能量逐漸衰減的瞬變電磁場。

接收線圈通過觀測二次場的空間分布形態(tài)，發(fā)現(xiàn)地下異常地質(zhì)體的存在，并確定異常體的電性結(jié)構(gòu)和空間分布形態(tài)達(dá)到找礦的目的。

圖1 瞬變電磁法原理示意圖

2 儀器設(shè)備

近年來，時間域電磁法在國內(nèi)外備受青睞并得到發(fā)展，新技術(shù)新觀測系統(tǒng)不斷地涌現(xiàn)出來。在儀器方面，由于近代電子技術(shù)及計算機技術(shù)的不斷引入，觀測精度、抗干擾能力，以及數(shù)據(jù)處理、解釋軟件都有了很大的提高，也促進了方法技術(shù)的發(fā)展，取得了引人注目的地質(zhì)效果。

目前，在國內(nèi)主要以加拿大PROTEM觀測系統(tǒng)和V8電法工作站，美國Zonge公司的GDP32電法工作站，澳大利亞的SIROTEM觀測系統(tǒng)，以及國產(chǎn)SD系列觀測系統(tǒng)和WTEM觀測系統(tǒng)為主流設(shè)備。這些儀器設(shè)備數(shù)字化、智能化程度相當(dāng)高，使其操作起來非常的簡便以及探測深度大、分辨率高等特點得到了廣泛應(yīng)用。

3 資料處理

數(shù)據(jù)處理主要是在電腦上通過軟件把實際觀測的瞬變視電阻率參數(shù)進行整理和平滑，再反演出與其對應(yīng)的深度的過程。在完成一條剖面的數(shù)據(jù)采集工作后，通過輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)并適當(dāng)調(diào)整解釋參數(shù)，獲得剖面的“多測道曲線圖”和視電阻率隨深度變化的“視電阻率擬斷面圖”，資料的實時處理功能較強。

4 應(yīng)用實例

4.1 新疆特克斯縣闊拉薩依多金屬礦中的應(yīng)用

新疆特克斯縣闊拉薩依鐵礦礦區(qū)內(nèi)主要為鐵、銅、鉛、鋅礦化，上部為鐵礦，下部為鉛鋅礦。該區(qū)礦體產(chǎn)于火山巖中，由于二長花崗巖、閃長玢巖、輝綠巖的侵入使礦體周圍發(fā)生了一定的矽卡巖化，部分產(chǎn)于矽卡巖中，而且矽卡巖化強的部位金屬硫化物礦化愈好。

該礦區(qū)金屬礦除與火山的噴發(fā)－沉積有關(guān)外，還與火山活動晚期或期后的巖漿侵入與熱液活動有關(guān)。由于巖漿及熱液活動，提供了熱源，為成礦創(chuàng)造了有利條件。

礦區(qū)采用了激電中梯掃面和瞬變電磁測深的方法進行勘查，圈定探礦靶區(qū)。而后采用了美國產(chǎn)的GDP-32Ⅱ型多功能電發(fā)工作站瞬變電磁測量系統(tǒng)，采用中心回線裝置，采用200m×200m的發(fā)射線框，頻率8Hz，疊加次數(shù)128次，點距40m，共測量了3條剖面。

圖2 新疆闊拉薩依鐵礦電阻率-極化率平面等值線圖

圖3 4300線TEM測深ρs斷面圖

圖4 4400線TEM測深ρs斷面圖

圖5 4500線TEM測深ρs斷面圖

通過激電法獲得的結(jié)果與TEM結(jié)果對比，TEM獲得的低阻異常與激電低阻-高極化異常相對應(yīng)。以上資料均得到了鉆探資料的驗證，TEM所獲得的低阻異常的范圍與鉆探編錄獲得的礦體埋深基本吻合。說明TEM測深所獲得的成果可以達(dá)到金屬礦深部勘探的效果。

4.2 新疆哈密黃土坡礦區(qū)的應(yīng)用

黃土坡礦區(qū)屬荒漠戈壁和寬谷丘陵低山地帶，地形平坦，海拔500～700m，相對高差一般為30～50 m。礦區(qū)水系極不發(fā)育，無常年流水，無水源露頭，只有因暴雨、陣雨形成的暫時性水系，多沿樹枝狀沖溝匯入山間洼地或主干溝谷，稍縱即逝，蒸發(fā)迅速，動植物極為稀少。不存在屏蔽電磁信號的低阻電性層，巖石物性有較大的差異，理論上采用TEM測深的方法是可行有效的。

礦區(qū)內(nèi)通過地面高精度磁測，獲得數(shù)個靶區(qū)。在獲得的負(fù)磁異常靶區(qū)內(nèi)布設(shè)TEM剖面，采用美國產(chǎn)的GDP-32Ⅱ型多功能電發(fā)工作站瞬變電磁測量系統(tǒng)，采用中心回線裝置，采用200m×200m的發(fā)射線框，頻率8Hz，疊加次數(shù)128次，點距40m，共測量兩17條剖面，剖面方位0°。

TEM深視電阻率擬斷面見圖6。從圖中可以看出，反映的低阻異常與高阻異常形成明顯的差異，剖面中呈現(xiàn)的低阻異常均出現(xiàn)在剖面中部，有一定的分布規(guī)律，并向深部有延伸的趨勢?？刂浦鞯V體的埋深范圍在94～427m之間,TEM低阻異常均得到了鉆探資料的驗證見礦（化）率約95%，基本上與TEM所獲得的成果吻合。說明瞬變電磁法在銅鋅礦的勘查中，體現(xiàn)了其勘探方法的優(yōu)越性，取得了很好的效果。

5 結(jié)論與認(rèn)識

（1）利用瞬變電磁法輔助新疆特克斯縣闊拉薩依多金屬礦和新疆哈密市黃土坡銅鋅多金屬礦普查工作是可行和有效的。

（2）瞬變電磁法觀測的是二次場,即純異常場,無裝置耦合噪聲干擾,因此大大地簡化了對異常場的研究,方法探測能力較強。

（3）瞬變電磁法勘探深度大、分辨能力強、受地形影響小、工作效率高，能夠為金屬礦勘探和異常確定提供新的調(diào)查線索和有用的地質(zhì)信息，值得推廣應(yīng)用。

（4）瞬變電磁法在使用不接地回線供電情況下,不存在接地電阻影響供電問題,特別對接地電阻高,供電困難的地區(qū)十分適用。

（5）瞬變電磁法在高阻圍巖中尋找低阻地質(zhì)體是最靈敏的方法，且無地形影響。

（6）瞬變電磁法對具有較高的硫化物含量，含良導(dǎo)體的金、銅、鎳、鉛、鐵、鋅礦床有很好的效果。

圖6 哈密黃土坡TEM測深ρs斷面圖組

[1]牛之璉.時間域電磁法原理.中南大學(xué)出版社,2007.

[2]陜亮.許榮科,等.瞬變電磁法原理、現(xiàn)狀及在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用淺析.地質(zhì)與資源,2009.

[3]付明祿,徐強奮,曾陽,王福同.哈密黃土坡銅鋅礦地質(zhì)特征及找礦方法探討.新疆地質(zhì),2010.

收稿：2015-01-07

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.004

本文介紹了瞬變電磁法（TEM）方法原理，舉例說明了TEM在尋找深部隱伏礦中的應(yīng)用效果。通過綜合分析，認(rèn)為TEM以其探測深度大、空間分辨率高等優(yōu)勢，在圍巖和礦體電導(dǎo)性差異較為明顯的地區(qū)，有著極為良好的深部隱伏礦找礦應(yīng)用前景。