大地電磁在深部找礦的應用

吳 飛

（安徽省地球物理地球化學勘查技術院,安徽合肥,230022）

大地電磁在深部找礦的應用

吳 飛

（安徽省地球物理地球化學勘查技術院,安徽合肥,230022）

大地電磁測深(MT)是地球物理學中地球電磁感應學分支學科中的一種重要方法,它是以天然交變電磁場為場源。不需要大功率的供電設備，因此設備相對輕便;而且不受高阻層屏蔽的影響,可以深測地下的目標,對低阻層和低阻體反應靈敏。同時大地電磁場的頻帶也很寬,根據趨膚效應的原理,對應的探測深度就很大.用它可以解決的地質問題就較多,如大尺度地質單元的電磁感應研究,深部地殼地幔電性結構研究及地殼地殼幔中高導層的檢測,地熱資源勘查, 油氣資源普查等。本文以介紹的大地電磁測深法的基本原理、野外工作方法、電磁場的譜分析、噪音的影響和克服等，并以實例來體現大地電磁測深法在深部礦體的尋找中體現出來的獨特的優(yōu)勢。

大地電磁測深;視電阻率;趨膚效應

0 引言

大地電磁深測方法的優(yōu)點是不需要大功率的供電設備,而且又有很大的深測深度。由于不需要供電裝置,因此設備相對輕便;再有就是不受高阻層屏蔽的影響,可以深測其下的目標,而且對低阻層和低阻體反應靈敏等。大地電磁場的頻帶很寬,根據趨膚效應的原理,對應的探測深度的范圍就很大,用它可以解決的地質問題就較多,如大尺度地質單元的電磁感應研究,深部地殼地幔電性結構研究及殼幔中高導層的檢測,地熱資源勘查, 油氣資源普查,天然地震活動前兆監(jiān)測以及地下水資源勘查和環(huán)境保護等,大地電磁測深都可以發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢,成為重要的勘查手段。

1 野外工作方法

大地電磁測深的野外工作包括選點、布極、觀測等內容。我們觀測的是頻率為10-4~103Hz的近似平面波的天然電磁場。一切無線電波、工業(yè)游散電流等都被視為干擾。在工業(yè)發(fā)達的地區(qū)干擾現象往往特別嚴重，加之大地電磁場非常微弱，所以嚴格操作方法，有效地避免或抑制干擾、提高原始數據質量對大地電磁測深尤為重要。

2 大地電磁場的譜分析

電磁場的譜分析是資料處理中的重要步驟，因為大地電磁測深法研究的是波阻抗的頻率響應，而電磁場觀測時在時間域進行的，為此必須首先從時間域記錄中提取電磁場的頻譜信息。根據譜分析結果求取張量阻抗元素。

3 噪音的影響和克服

噪音可以分為觀測系統(tǒng)噪音和環(huán)境噪音兩部分。前者指儀器和觀測系統(tǒng)布置不當，如傳感器、導線掩埋不合理而造成的噪音。一般可以改善裝置給予消除。后者指觀測點附近不穩(wěn)定的非平面波性質的電磁場，主要是輸電線、無線電臺、各種工業(yè)游散電流所造成的干擾。在工業(yè)發(fā)達、人口稠密地區(qū)這類干擾因素普遍存在，影響比較嚴重。下列是減少噪音的一些具體方法：

3.1 電網干擾

由于我國大多數地區(qū)供電電流的周期不太穩(wěn)定，電壓波動很大，特別在電網中大型用電設備啟動和關閉時，電網中電壓或電流的波動更為劇烈，從而在高壓輸電網附近輻射出根強的電磁被，干擾大地電磁場的測量工作。為了避免這種干擾，應盡量使測點遠離高壓線，并使磁傳感器與高壓線方向形成適當角度。

農村電網經常采用“二線一地”制，這種電網在兩級變壓器之間只將兩相用架空線連通，第三相高壓接地，交流電直接在地中流動，對電道測量帶來嚴重干擾。消除這種干擾的辦法是在電道測量中增設50周陷波器。實驗證明，在距“二線一地”接地點3000米處，地中干擾電流密度約為接地點附近的0.8%，因此測量電極最好應布置在離接地點3000米以外。

3.2 電臺、有線廣播等引起的干擾

在靠近電臺、雷達、載波電話及有線廣播的閉合圈時，磁道的測量將受到嚴重的干擾。電臺干擾表現為隨著廣播電臺的開機與關機，磁放大器的零點隨之突變。在播音時，隨著聲頻信號的強弱，形成許多雜亂無章的假信號，電磁道之間無任何對應關系。雷達干擾只在開啟和關閉時，造成磁放大器零點突變。有線廣播及載波電話干擾與電臺干擾類似。為克服這種干擾，磁接收器應選擇適當的方位，其次是加強放大器對高頻的抑制能力。若干擾較強，無法克服，則必須重新選擇測點，遠離上述干擾源。

3.3 共模干擾

干擾源在一對輸入傳輸線上產生的大小相等方向相同的信號，稱之為共模信號，這種干擾稱為共模干擾。為了克服共模干擾的影響，電道測量的輸入端應采用平衡差分輸入放大器，磁道傳輸線應采用屏蔽線，并將屏蔽層與“地”短路，將共模干擾電流引入“地”端。

3.4 風的干擾

當傳輸電纜被風吹動而在地磁場中擺動時，傳輸線中有感應電流產生，這種干擾噪聲在隧道和電道均可出現。將傳輸線加以固定或掩埋，不讓它在空中飄動即可克服這種干擾。

3.5 工業(yè)游散電流的干擾

在工業(yè)城市和電氣鐵道附近，大地中常會觀測到用電裝置漏電電流。由于工業(yè)用電的電流變化甚為劇烈，沒有規(guī)律，其影響在電道記錄中容易辨認。但是，達種干擾難以消除，并且有時影響的區(qū)域很大，因此，在工業(yè)區(qū)大地電磁測深工作是很難進行的。

4 結論

大地電磁測深（MT）方法的研究對象為地下地質構造形成的復雜介質的電阻率分布。由地層巖性和構造活動所產生的褶皺、斷裂帶、剝蝕風化面、不整合等引起的電性變化，在具有一定規(guī)模時，往往都能夠引起MT異常。因此可以利用大地電磁測深勘探深部與礦產構造有關的地球物理信息，了解礦區(qū)礦產資源分布情況，查明該區(qū)礦（化）體地下產狀和控礦構造的空間分布特征，為探測深部盲礦提供科學依據。選擇大地電磁測深（MT）勘探方法對深部礦體的尋找是一種較有效和較適用的研究手段。

[1] 陳樂壽，王光鄂.大地電磁測深法[M].北京：地質出版社，1990.

[2] 戴世坤，徐世浙.MT二維和三維連續(xù)介質快速反演[J].石油地球物理勘探，1997，32（3）.

[3] 徐新學，趙憲堂，王寶勛.大地電磁測深資料常規(guī)反演方法的應用現狀及進展[J].地質調查與研究，2004（增刊）.山西省地

Application of electromagnetic depth to prospecting for ore

Wu Fei
(Anhui Anhui geophysical and Geophysical Exploration Technology Institute,Hefei,230022)

The electromagnetic sounding(MT)is an important method in the field of electromagnetic induction in geophysics,and it is based on the natural alternating electromagnetic field..The power supply equipment is not required,so the equipment is relatively portable and the target is not affected by the high resistivity shielding.It can be deeply measured.It is sensitive to the low resistivity and the low resistivity..And frequency band of the electromagnetic field of the earth is also very wide,the principle of skin effect based on skin,corresponding to the probing depth greatly.It can solve the geological problem is more,such as large scale geological unit of electromagnetic induction study and deep crust mantle electrical detection of high conductivity layer in the structure of the crust and crust mantle,geothermal resources exploration,oil and gas resources census.In this paper in order to introduce the magnetotelluric sounding method basic principle,field working method and electromagnetic spectrum analysis,the influence of noise and overcome,and with examples to reflect the unique advantage embodied in the deep part of the ore bodies for magnetotelluric sounding method.

MT;apparent resistivity;skin effect