瞬变电磁法在复杂矿区地质样品化探分析中的应用研究

2019-08-08

世界有色金属 2019年11期

（河南省地质矿产开发局第二地质勘查院，河南许昌 461000）

复杂矿区的矿床以及底层构造关系相对密切复杂，且其矿物组织也错综复杂，地势起伏相对较大。通常情况下，复杂矿区地表主要有细砂岩、紫红色泥岩构成。在将瞬变电磁法应用到复杂矿区地质样品化探分析中时不仅仅要选择合适的技术频率，同时还要选择恰当的装置形式，以此来确保瞬变电磁技术能够在复杂矿区地质样品化探分析中顺利应用。

1 瞬变电磁法在复杂矿区地质样品化探的应用方式研究

1.1 确定瞬变电磁技术应用频率

将瞬变电磁技术应用到复杂矿区地质样品化探分析中时首先要确定瞬变电磁技术的应用频率。瞬变电磁技术是指以地壳中矿山、岩石的导磁性、导电性以及介电性为物性基础，依据电磁感应原理来观察和研究电磁场的时间以及空间分布规律，以此来进一步寻找低下有用矿产资源以及解决环境工程、地质问题的电法勘探方法。在具体工作当中还要根据不同的地质区域来应用瞬变电磁技术，做到因地制宜，以此来充分发挥出瞬变电磁技术的优势，实现高效准确的分析出复杂矿区样品[1]，在具体工作当中，瞬变电磁技术使用的是不接地回线，因此在具体应用过程当中具有装置灵活多样、探测深度达以及穿透力强、分辨率高等优势。

根据电磁场发射信号性质不同，将瞬变电磁技术划分为频率域瞬变电磁法和时间域瞬变电磁法。本文在研究过程当中使用的是时间域瞬变电磁法。时间域瞬变电磁法主要是通过利用不接地回线或接地导线通以脉冲电流作为其工作场源，以此来向地下发送一次脉冲磁场，从而探测目的物感生二次电流，同时利用线圈观测二次场随时间变化而产生的相应。

1.2 明确瞬变电磁法装置形式

将瞬变电磁技术应用到复杂矿区地质样品化探分析当中，首先要确定瞬变电磁法装置形式。通常情况下，都是使用同一回线装置[2]。同一回线装置的特点在于其发展与接收回线都是使用同一个线圈，这对瞬变电磁法技术的应用有着一定的便利性。除此以外，该装置形式还具备以下优势：第一，该装置在测量时主要是丹峰响应，其异常形状相对简单，因此能够全面有效的突出主体目标的特征，对复杂矿区地质样品化探分析有着一定的优势；第二，线圈相对较小。由于线圈较小，就能够使其在检测过程当中任意放置到多个观测点，从而增加观察视角，进而就能够更好的获得目的物的深度信息和倾角信息。除此以外，测量设备也具有简单轻便，测量效率高的特点，尤其是测量设备特别适用地形复杂、探测深度浅的复杂矿区。但是它也存在一定的缺点，由于其勘探深度相对较浅，导致其关断效应相对较大，关断效应会在一定程度上影响技术的实施及结果的准确性。

选择好瞬变电磁法装置形式之后便可以开展下一步的施工工作。在施工过程当中要使用WTEM—2J瞬变电磁勘探系统，该探测系统能够与同一回线装置巧妙的结合在一起，且其发射线圈数使用是为2000m×2000m单匝发射。并且，该操作仪器简单方便，容易上手，工作效率相对较高，最长可到达500A（p-p）供电。最后，在施工过程当中，工作人员还要做到严谨对待，集中注意力进行观察，以此来高效率、高质量的完成施工工作。

2 瞬变电磁法在复杂矿区地质样品化探的应用结果研究

在选择合适的瞬变电磁法装置形式进行施工之后，还要进一步确定复杂地质的匝数。通常情况下，匝数以及回线边长都是由复杂地质矿区的探测任务决定的[3]。

线圈边长越短，其纵向和横向的分辨率就会越高，而其体积效应则会变小。但是如果回线边长太短，则会在一定程度上影响磁矩的发生距离，从而影响勘探深度，导致勘探深度降低。

回线边长，其勘探深度也会不断加大，所遭受的干扰也会不断增多，不便于施工。因此，在确定回线边长的情况下，还要确定好复杂地质的匝数。回线匝数越多，那么其所发射出的磁矩就越大，所回收到的感应信号也就越强烈。但是随着探测深度不断增加，其装置的移动难度也会不断加大，地质区浅部的探测盲区也会增加。

图1 瞬变响应曲线结果图

综合考虑到上述种种因素，将瞬变电磁法应用到复杂矿区地质样品化探分析中时要选择线框为20m×20m×10匝回线，以此才能够更加有效的检测出瞬变电磁法在复杂矿区地质样品化探分析中效果。如图1所示，图1为瞬变响应曲线结果图。

如图1瞬变响应曲线结果图所示，瞬变电磁法在复杂矿区地质样品化探分析中的应用过程主要分为三个阶段，分别是早期、中间过渡期以及晚期。仔细观察图1可以发现，在早期阶段，其响应电压并没有随时间的变化而发生变化，由此可见，在早期阶段，响应电压受时间的影响相对较小，甚至可以说是微乎其微。到了中间过渡期可以发现，响应形态开始随时间的变化而变化，由此可以发现，在中间过渡期开始受其影响发生变化。到了晚期可以发现，双对数坐标呈现出了一条直线，此时瞬变响应过程结束。由此可以发现，瞬变电磁发比电阻率的变化相对较为敏感，而对具有电性差异的目标体有着更高的分辨能力，也就是说瞬变电磁法在复杂矿区地质样品化探分析中能够快速的分辨出目标对象，且高效快捷。