電磁法在深部找礦中的應用研究

唐 俊

（江蘇華東八一四地球物理勘查有限公司，江蘇 南京 210007）

近年來，我國社會經濟快速發展，人民生活水平不斷提升，淺部礦產資源已經被開采殆盡，無法滿足人們的實際需求，加大深部找礦的力度勢在必行。在科學技術不斷發展的背景下，找礦技術愈發先進，尤其是電磁法，具有操作便捷、探測數據可靠、探測深度大等特性，被廣泛應用在深部找礦中。

1 電磁法探測的原理

電磁法勘探是地球物理勘探方法之一。自然界中存在的各種礦產資源都具有一定的磁性，自身就可以產生不同的磁場，可促使地球磁場在具體范圍內發生變化，出現地磁異常現象。電磁法是目前深部找礦中應用的主要方法，可用來尋找鐵礦、鉛鋅礦等。我國很多大型鐵礦、多金屬礦、油氣田等是通過電磁法勘探出來的，取得了良好地質效果。電磁法也是最基本地球物理勘探方法。

2 電磁法在深部找礦中的應用現狀

2.1 瞬變電磁法

瞬變電磁法是深部找礦中應用最為廣泛的找礦方法，其和傳統激電找礦法、直流電找礦法有本質區別。主要是利用不接地回線向被測地質中發射脈沖式電場，以此作為場源，激勵被測地質形成二次場，在發射脈沖間隙利用接收回線，來接收二次場隨時間變化的響應。對二次場中接收到的數據進行分析，找出被測地質異常導電體的具體位置，從而達到深部找礦的目的，其主要勘探原理圖1所示。

圖1 瞬變電磁法勘探原理

從圖1中可以看出，瞬變電磁法具有垂向分辨率高、探測深度大、穿透能力強度、探測簡單易操作等優勢。在新技術不斷推廣的背景下，瞬變電磁法不斷完善，具有非常廣泛的應用前景。

2.2 激發極化法

此種電磁探測法主要應用在有色金屬勘查中，多數情況下，斑巖型礦產、浸染狀礦產在找礦和開采時存在較大困難，主要原因是此種礦產資源的顆粒比較分散，不相互連接，低阻異常效果欠佳。通過激發極化法可準確探測出目標體電阻率值和極化率值與周圍巖土之間的差距[1]。并對探測到的數據進行全面分析，排除假異常，進而確定真異常。

2.3 可控源電磁法

利用人工場源激發地下巖石，在電流流過時產生的電位差，接收不同供電頻率形成的一次場電位，由于不同頻率的場在地層中的傳播深度不同，所反映深度也就與頻率構成一個數學關系，不同電導率的巖石在電流流過時所產生的電位和磁場是不同的，CSAMT方法就是利用不同巖石的電導率差異觀測一次場電位和磁場強度變化的一種電磁勘探方法。

2.4 大地電磁法

大地電磁法的主要的工作原理為：通過頻率的變換，對自然界中深部隱伏的礦產資源進行勘探，從出現應用至今，大地電磁法探測技術不斷完善，愈發先進。在深部找礦中應用此項技術，電阻率、頻率、覆蓋層的性質等都會對探測的精度造成不同程度的影響。為更好的提升探測質量和分辨率，通過不斷研究，出現了混合源電磁法和可控源音頻大地電磁法，大大提升了探測的精度，保證數據不失真，具有良好探測效果。

3 電磁法在深部找礦中應用的數據處理方法

近年來，我國科學技術快速發展，深部找礦技術和設備愈發先進，各種探測設備和儀器逐步向微型化的方向發展，對電磁法的應用提供必要的支撐。隨著有限元和計算機軟件技術的不斷發展，電磁法探測數據處理方法愈發先進，處理的精度和效率大幅度提升。逐步從一維數據演變為三維數據，大大提升了復雜地區深部找礦數據處理的效率，目前常用數據處理方法：瞬變電磁法數據處理方法：為最大限度上提分電磁法探測的信噪比，從探測數據中提取出更多有價值的數據，在瞬變電磁法數據處理中，采用了全新的信號處理技術，對地震勘測、電磁勘測的采集數據進行了技術改造，大大提升瞬變電磁法探測數據解釋的可靠性。激發極化法數據處理方法：此種探測法數據處理方法，實現了二維處理到三維處理的演變，提升了數據處理的直觀性、高效性和準確性[2]。大地電磁法數據處理：大地電磁法的正反演正在如火如荼的進行，CSEM數據正反演技術也在進一步發展，經過多年的研究和發展，得到了很多正反演數據。總體來說，電磁法近年來得到了快速發展和較大進步，而這一切都要歸功于在微型計算機3D反演的實現，這在一定程度上提高了對復雜地質環境數據解釋的精確性，特別是礦產資源勘探過程中，勘探區域的環境較為復雜。

4 電磁法在深部找礦中的具體應用

4.1 瞬變電磁法和激發極化法的綜合應用

在深部找礦中綜合應用瞬變電磁法和激發極化法，既能增加探測的參數，也可以進行相互驗證。比如：在某鉛鋅礦探測中，先對靶區進行全面掃面和激發極化探測，然后在對存在的異常區進行瞬變電磁法探測，而二者探測的結果匯總到一起進行綜合考慮，成功的為鉆孔設計提供了真實有效的數據，而且鉆孔見礦效果非常明顯。這就充分說明了在深部找礦中，綜合應用多種探測方法，可大幅度提升找礦的精度和效率，并為地質深部找礦提供有針對性的指導資料，可在實際找礦中充分加大應用力度。

4.2 可控源電磁法的具體應用

已經探明某礦床主要的礦產資源為銅礦和鋅礦，通過系統化的探測可知，在銅礦和鋅礦含有一定量的硫化物，并且該礦床地質條件比較復雜，在礦產資源上部覆蓋率較厚的沉積物、火山巖，大大提升探測和開采的難度。而且硫化物自身是一種良導體。通過對該礦區的地質環境的詳細勘查發現第三系的火山角礫巖也是一種良導體，因此，僅僅采用單一的電磁法，無法準確有效的勘測出該礦區礦產資源的實際情況。采用了3D頻率域反演方法對礦區CSAMTA數據進行反演研究，研究結果表明，CSAMTA數據3D反演結果和具體鉆井硫化礦體輪廓的實際情況相互一致。并采用先進的反演模，得到了覆蓋層和礦體二者之間的高阻火山巖及低阻覆蓋層，探測的結果更加直觀有效。主礦體硫化物也具有很強的導電性。在該礦區探測過重，除了采用CSAMTA進行測量之外，同時機械牛了時域UTEM測量，再通過3D反演方法對探測到數據進行分析解釋，大大提升深部礦產資源探測的精度和效率，也為后期礦產資源開采提供了必要的數據支持和理論指導。

4.3 大地電磁法的具體應用

大地電磁法可對更深層次的礦產資源進行全面探測，如果在大地電磁法中探測的范圍中存在礦產資源，則可對礦產資源的種類、規模等進行全面探測。在原來達的礦體上進行礦產資源開采時需要和探測出的新礦體進行的開采對比分析。大量應用實例表明，在深部找礦中科學合理的應用大地電磁法，具有良好的效果，值得大范圍推廣和應用。

5 結語

綜上所述，本文結合理論實踐，研究了電磁法在深部找礦中的應用，研究結果表明，近年來，淺部礦產資源日漸枯竭，開展深部找礦勢在必行，對緩減目前我國礦產資源短缺有重要意義。很多國家都把礦產資源開采的方向放在深部找礦上。從近些年來我國深部找礦發展現狀可看出，電磁法是中非常有效的探測方法，需要根據礦區實際情況，選擇與之相適電磁法，才能發揮出應有的作用和功能。此外，多種找礦方法聯合應用，經過實踐證明，具有很強的優勢，可實現找礦方法缺點互補，也是目前深部找礦發展的主要方向，值得加強推廣應用。