瞬變電磁法在復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析中的應(yīng)用研究

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南 許昌 461000）

復(fù)雜礦區(qū)的礦床以及底層構(gòu)造關(guān)系相對(duì)密切復(fù)雜，且其礦物組織也錯(cuò)綜復(fù)雜，地勢(shì)起伏相對(duì)較大。通常情況下，復(fù)雜礦區(qū)地表主要有細(xì)砂巖、紫紅色泥巖構(gòu)成。在將瞬變電磁法應(yīng)用到復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析中時(shí)不僅僅要選擇合適的技術(shù)頻率，同時(shí)還要選擇恰當(dāng)?shù)难b置形式，以此來(lái)確保瞬變電磁技術(shù)能夠在復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析中順利應(yīng)用。

1 瞬變電磁法在復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探的應(yīng)用方式研究

1.1 確定瞬變電磁技術(shù)應(yīng)用頻率

將瞬變電磁技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析中時(shí)首先要確定瞬變電磁技術(shù)的應(yīng)用頻率。瞬變電磁技術(shù)是指以地殼中礦山、巖石的導(dǎo)磁性、導(dǎo)電性以及介電性為物性基礎(chǔ)，依據(jù)電磁感應(yīng)原理來(lái)觀(guān)察和研究電磁場(chǎng)的時(shí)間以及空間分布規(guī)律，以此來(lái)進(jìn)一步尋找低下有用礦產(chǎn)資源以及解決環(huán)境工程、地質(zhì)問(wèn)題的電法勘探方法。在具體工作當(dāng)中還要根據(jù)不同的地質(zhì)區(qū)域來(lái)應(yīng)用瞬變電磁技術(shù)，做到因地制宜，以此來(lái)充分發(fā)揮出瞬變電磁技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效準(zhǔn)確的分析出復(fù)雜礦區(qū)樣品[1]，在具體工作當(dāng)中，瞬變電磁技術(shù)使用的是不接地回線(xiàn)，因此在具體應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中具有裝置靈活多樣、探測(cè)深度達(dá)以及穿透力強(qiáng)、分辨率高等優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)電磁場(chǎng)發(fā)射信號(hào)性質(zhì)不同，將瞬變電磁技術(shù)劃分為頻率域瞬變電磁法和時(shí)間域瞬變電磁法。本文在研究過(guò)程當(dāng)中使用的是時(shí)間域瞬變電磁法。時(shí)間域瞬變電磁法主要是通過(guò)利用不接地回線(xiàn)或接地導(dǎo)線(xiàn)通以脈沖電流作為其工作場(chǎng)源，以此來(lái)向地下發(fā)送一次脈沖磁場(chǎng)，從而探測(cè)目的物感生二次電流，同時(shí)利用線(xiàn)圈觀(guān)測(cè)二次場(chǎng)隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的相應(yīng)。

1.2 明確瞬變電磁法裝置形式

將瞬變電磁技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析當(dāng)中，首先要確定瞬變電磁法裝置形式。通常情況下，都是使用同一回線(xiàn)裝置[2]。同一回線(xiàn)裝置的特點(diǎn)在于其發(fā)展與接收回線(xiàn)都是使用同一個(gè)線(xiàn)圈，這對(duì)瞬變電磁法技術(shù)的應(yīng)用有著一定的便利性。除此以外，該裝置形式還具備以下優(yōu)勢(shì)：第一，該裝置在測(cè)量時(shí)主要是丹峰響應(yīng)，其異常形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，因此能夠全面有效的突出主體目標(biāo)的特征，對(duì)復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析有著一定的優(yōu)勢(shì)；第二，線(xiàn)圈相對(duì)較小。由于線(xiàn)圈較小，就能夠使其在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中任意放置到多個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)，從而增加觀(guān)察視角，進(jìn)而就能夠更好的獲得目的物的深度信息和傾角信息。除此以外，測(cè)量設(shè)備也具有簡(jiǎn)單輕便，測(cè)量效率高的特點(diǎn)，尤其是測(cè)量設(shè)備特別適用地形復(fù)雜、探測(cè)深度淺的復(fù)雜礦區(qū)。但是它也存在一定的缺點(diǎn)，由于其勘探深度相對(duì)較淺，導(dǎo)致其關(guān)斷效應(yīng)相對(duì)較大，關(guān)斷效應(yīng)會(huì)在一定程度上影響技術(shù)的實(shí)施及結(jié)果的準(zhǔn)確性。

選擇好瞬變電磁法裝置形式之后便可以開(kāi)展下一步的施工工作。在施工過(guò)程當(dāng)中要使用WTEM—2J瞬變電磁勘探系統(tǒng)，該探測(cè)系統(tǒng)能夠與同一回線(xiàn)裝置巧妙的結(jié)合在一起，且其發(fā)射線(xiàn)圈數(shù)使用是為2000m×2000m單匝發(fā)射。并且，該操作儀器簡(jiǎn)單方便，容易上手，工作效率相對(duì)較高，最長(zhǎng)可到達(dá)500A（p-p）供電。最后，在施工過(guò)程當(dāng)中，工作人員還要做到嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待，集中注意力進(jìn)行觀(guān)察，以此來(lái)高效率、高質(zhì)量的完成施工工作。

2 瞬變電磁法在復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探的應(yīng)用結(jié)果研究

在選擇合適的瞬變電磁法裝置形式進(jìn)行施工之后，還要進(jìn)一步確定復(fù)雜地質(zhì)的匝數(shù)。通常情況下，匝數(shù)以及回線(xiàn)邊長(zhǎng)都是由復(fù)雜地質(zhì)礦區(qū)的探測(cè)任務(wù)決定的[3]。

線(xiàn)圈邊長(zhǎng)越短，其縱向和橫向的分辨率就會(huì)越高，而其體積效應(yīng)則會(huì)變小。但是如果回線(xiàn)邊長(zhǎng)太短，則會(huì)在一定程度上影響磁矩的發(fā)生距離，從而影響勘探深度，導(dǎo)致勘探深度降低。

回線(xiàn)邊長(zhǎng)，其勘探深度也會(huì)不斷加大，所遭受的干擾也會(huì)不斷增多，不便于施工。因此，在確定回線(xiàn)邊長(zhǎng)的情況下，還要確定好復(fù)雜地質(zhì)的匝數(shù)?；鼐€(xiàn)匝數(shù)越多，那么其所發(fā)射出的磁矩就越大，所回收到的感應(yīng)信號(hào)也就越強(qiáng)烈。但是隨著探測(cè)深度不斷增加，其裝置的移動(dòng)難度也會(huì)不斷加大，地質(zhì)區(qū)淺部的探測(cè)盲區(qū)也會(huì)增加。

圖1 瞬變響應(yīng)曲線(xiàn)結(jié)果圖

綜合考慮到上述種種因素，將瞬變電磁法應(yīng)用到復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析中時(shí)要選擇線(xiàn)框?yàn)?0m×20m×10匝回線(xiàn)，以此才能夠更加有效的檢測(cè)出瞬變電磁法在復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析中效果。如圖1所示，圖1為瞬變響應(yīng)曲線(xiàn)結(jié)果圖。

如圖1瞬變響應(yīng)曲線(xiàn)結(jié)果圖所示，瞬變電磁法在復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析中的應(yīng)用過(guò)程主要分為三個(gè)階段，分別是早期、中間過(guò)渡期以及晚期。仔細(xì)觀(guān)察圖1可以發(fā)現(xiàn)，在早期階段，其響應(yīng)電壓并沒(méi)有隨時(shí)間的變化而發(fā)生變化，由此可見(jiàn)，在早期階段，響應(yīng)電壓受時(shí)間的影響相對(duì)較小，甚至可以說(shuō)是微乎其微。到了中間過(guò)渡期可以發(fā)現(xiàn)，響應(yīng)形態(tài)開(kāi)始隨時(shí)間的變化而變化，由此可以發(fā)現(xiàn)，在中間過(guò)渡期開(kāi)始受其影響發(fā)生變化。到了晚期可以發(fā)現(xiàn)，雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)呈現(xiàn)出了一條直線(xiàn)，此時(shí)瞬變響應(yīng)過(guò)程結(jié)束。由此可以發(fā)現(xiàn)，瞬變電磁發(fā)比電阻率的變化相對(duì)較為敏感，而對(duì)具有電性差異的目標(biāo)體有著更高的分辨能力，也就是說(shuō)瞬變電磁法在復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析中能夠快速的分辨出目標(biāo)對(duì)象，且高效快捷。

3 結(jié)論

總而言之，通過(guò)本文的研究與分析可以發(fā)現(xiàn)，在復(fù)雜礦區(qū)地質(zhì)樣品化探分析中，使用同一回線(xiàn)瞬變電磁法對(duì)礦區(qū)進(jìn)行勘查時(shí)，能夠有效的提高其勘查精度，從而增強(qiáng)勘查結(jié)果的可靠度。