瞬變電磁法在復雜礦區地質樣品化探分析中的應用研究

（河南省地質礦產開發局第二地質勘查院，河南 許昌 461000）

復雜礦區的礦床以及底層構造關系相對密切復雜，且其礦物組織也錯綜復雜，地勢起伏相對較大。通常情況下，復雜礦區地表主要有細砂巖、紫紅色泥巖構成。在將瞬變電磁法應用到復雜礦區地質樣品化探分析中時不僅僅要選擇合適的技術頻率，同時還要選擇恰當的裝置形式，以此來確保瞬變電磁技術能夠在復雜礦區地質樣品化探分析中順利應用。

1 瞬變電磁法在復雜礦區地質樣品化探的應用方式研究

1.1 確定瞬變電磁技術應用頻率

將瞬變電磁技術應用到復雜礦區地質樣品化探分析中時首先要確定瞬變電磁技術的應用頻率。瞬變電磁技術是指以地殼中礦山、巖石的導磁性、導電性以及介電性為物性基礎，依據電磁感應原理來觀察和研究電磁場的時間以及空間分布規律，以此來進一步尋找低下有用礦產資源以及解決環境工程、地質問題的電法勘探方法。在具體工作當中還要根據不同的地質區域來應用瞬變電磁技術，做到因地制宜，以此來充分發揮出瞬變電磁技術的優勢，實現高效準確的分析出復雜礦區樣品[1]，在具體工作當中，瞬變電磁技術使用的是不接地回線，因此在具體應用過程當中具有裝置靈活多樣、探測深度達以及穿透力強、分辨率高等優勢。

根據電磁場發射信號性質不同，將瞬變電磁技術劃分為頻率域瞬變電磁法和時間域瞬變電磁法。本文在研究過程當中使用的是時間域瞬變電磁法。時間域瞬變電磁法主要是通過利用不接地回線或接地導線通以脈沖電流作為其工作場源，以此來向地下發送一次脈沖磁場，從而探測目的物感生二次電流，同時利用線圈觀測二次場隨時間變化而產生的相應。

1.2 明確瞬變電磁法裝置形式

將瞬變電磁技術應用到復雜礦區地質樣品化探分析當中，首先要確定瞬變電磁法裝置形式。通常情況下，都是使用同一回線裝置[2]。同一回線裝置的特點在于其發展與接收回線都是使用同一個線圈，這對瞬變電磁法技術的應用有著一定的便利性。除此以外，該裝置形式還具備以下優勢：第一，該裝置在測量時主要是丹峰響應，其異常形狀相對簡單，因此能夠全面有效的突出主體目標的特征，對復雜礦區地質樣品化探分析有著一定的優勢；第二，線圈相對較小。由于線圈較小，就能夠使其在檢測過程當中任意放置到多個觀測點，從而增加觀察視角，進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，測量設備也具有簡單輕便，測量效率高的特點，尤其是測量設備特別適用地形復雜、探測深度淺的復雜礦區。但是它也存在一定的缺點，由于其勘探深度相對較淺，導致其關斷效應相對較大，關斷效應會在一定程度上影響技術的實施及結果的準確性。

選擇好瞬變電磁法裝置形式之后便可以開展下一步的施工工作。在施工過程當中要使用WTEM—2J瞬變電磁勘探系統，該探測系統能夠與同一回線裝置巧妙的結合在一起，且其發射線圈數使用是為2000m×2000m單匝發射。并且，該操作儀器簡單方便，容易上手，工作效率相對較高，最長可到達500A（p-p）供電。最后，在施工過程當中，工作人員還要做到嚴謹對待，集中注意力進行觀察，以此來高效率、高質量的完成施工工作。

2 瞬變電磁法在復雜礦區地質樣品化探的應用結果研究

在選擇合適的瞬變電磁法裝置形式進行施工之后，還要進一步確定復雜地質的匝數。通常情況下，匝數以及回線邊長都是由復雜地質礦區的探測任務決定的[3]。

線圈邊長越短，其縱向和橫向的分辨率就會越高，而其體積效應則會變小。但是如果回線邊長太短，則會在一定程度上影響磁矩的發生距離，從而影響勘探深度，導致勘探深度降低。

回線邊長，其勘探深度也會不斷加大，所遭受的干擾也會不斷增多，不便于施工。因此，在確定回線邊長的情況下，還要確定好復雜地質的匝數。回線匝數越多，那么其所發射出的磁矩就越大，所回收到的感應信號也就越強烈。但是隨著探測深度不斷增加，其裝置的移動難度也會不斷加大，地質區淺部的探測盲區也會增加。

圖1 瞬變響應曲線結果圖

綜合考慮到上述種種因素，將瞬變電磁法應用到復雜礦區地質樣品化探分析中時要選擇線框為20m×20m×10匝回線，以此才能夠更加有效的檢測出瞬變電磁法在復雜礦區地質樣品化探分析中效果。如圖1所示，圖1為瞬變響應曲線結果圖。

如圖1瞬變響應曲線結果圖所示，瞬變電磁法在復雜礦區地質樣品化探分析中的應用過程主要分為三個階段，分別是早期、中間過渡期以及晚期。仔細觀察圖1可以發現，在早期階段，其響應電壓并沒有隨時間的變化而發生變化，由此可見，在早期階段，響應電壓受時間的影響相對較小，甚至可以說是微乎其微。到了中間過渡期可以發現，響應形態開始隨時間的變化而變化，由此可以發現，在中間過渡期開始受其影響發生變化。到了晚期可以發現，雙對數坐標呈現出了一條直線，此時瞬變響應過程結束。由此可以發現，瞬變電磁發比電阻率的變化相對較為敏感，而對具有電性差異的目標體有著更高的分辨能力，也就是說瞬變電磁法在復雜礦區地質樣品化探分析中能夠快速的分辨出目標對象，且高效快捷。

3 結論

總而言之，通過本文的研究與分析可以發現，在復雜礦區地質樣品化探分析中，使用同一回線瞬變電磁法對礦區進行勘查時，能夠有效的提高其勘查精度，從而增強勘查結果的可靠度。