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摘要:因为时代变更和对资源的需求,随着表层矿产的大量被挖掘,现在旧矿,老矿逐渐增多,资源短缺日益严重,这就需要拥有新的,更合理更深入的资源开采方法来对深矿进行开采,这种时候电磁法勘探就受到了很大的关注。本文将通过对大地电磁技术的原理及工作方式进行介绍,来探究大地电磁技术在深部找矿中的应用。
关键词:大地电磁;深部找矿;电阻
引言:
大地电磁技术是以天然的交变电磁场为场源,通过向地下发送不同频率的交变电流来进行探测的深度电磁测深方法。该方法不需要大功率的供电设备因此设备相对轻便而且不受高阻层屏蔽的影响可以深测地下的目标,对低阻层和低阻体反应灵敏。同时大地电磁场的频带也很宽,根据趋肤效应的原理,对应的探测深度就很大。用它可以解决的地质问题就较多
一、大地电磁技术的主要内容和干扰消除
1.工作方法
大地电磁技术的工作内容主要包括地点的选择、磁场的布极、对天然磁场的观测等。其中我们所要观测的天然电磁场的频率为10-4~103Hz,它近似于平面波。在观测它的同时,其他一切无线电波、游散电流都看做是干扰源,由于大地电磁场的场强极弱,而往往这种干扰在工业发达的部分区域最为严重,所以对操作方法的严格执行,从而最大程度的避免其他干扰源的干扰、提高原始数据质量是重点工作之一。
2.大地电磁的磁谱
电磁场的谱分析是资料处理中的重要步骤,因为大地电磁测深法研究的是波阻抗的频率响应,而电磁场观测时在时间域进行的,为此必须首先从时间域记录中提取电磁场的频谱信息。根据谱分析结果求取张量阻抗元素。
3.噪音对其影响及克服
对于噪音来说,主要分为两个部分的噪音,既观测噪音和环境噪音,对于这两个噪音来说,第一个主要是由于认为的原因产生的(如仪器和观测系统的布置不适合、导线及传感器掩埋的不合理),对于这种噪音,很多时候都可以用相应的改善方法进行消除。第二种噪音是由于其他的电磁场所产生的噪音,这种噪音在工业发达和人口密集的地方很严重,一般减少这种噪音的办法有以下的方法:
(1)电网产生的干扰
由于电网中电压或者电流在大型用电设备的开启和关闭时会产生强烈的波动,这就会在一定程度上形成极强的电磁场,从而对大地电磁形成强烈的干扰,所以为了抑制这种情形的干扰,我们在进行布点时就应该尽量的原理高压线密集的地方,并且使磁感应方向与高压线方向形成合适的角度。
(2)电台等形成的直接干扰
由于人口密集和工业发达地区的电台和有线广播的使用频率较高,在靠近這些干扰源时,大地电磁都会受到不同程度的干扰。为了克服这种电台干扰,电磁接收器就应该最大程度的选择合适的位置和方向,然后还要加强放大器对于这种高频率的电磁的抑制作用,如果仍然会受到很强烈的干扰,则要对观测点进行重新的安排。
(3)风的干扰
由于传输电缆在强烈的风中会形成摆动,而摆动的电缆就会产生感应电流,就会形成电流干扰,这种干扰比较容易发现和解决,一般情况下,只要将传输电缆进行固定,就可以克服,使干扰噪音在电道中消失。
(4)共模干扰
干扰源在一对输入传输线上产生的大小相等方向相同的信号,称之为共模信号,这种干扰称为共模干扰。为了克服共模干扰的影响,电道测量的输入端应采用平衡差分输入放大器,磁道传输线应采用屏蔽线,并将屏蔽层与“地”短路,将共模干扰电流引入“地”端。
(5)电流的干扰
在工业城市和电气铁道附近,大地中常会观测到用电装置漏电电流。由于工业用电的电流变化甚为剧烈,没有规律,其影响在电道记录中容易辨认。但是,达种干扰难以消除,并且有时影响的区域很大,因此,在工业区大地电磁测深工作是很难进行的。
二、大地电磁测深技术的准备工作及应用范围
我们在对一处成矿地质进行勘察之前要先了解此处地质的成矿环境特点,地壳变更演化规律,罗列出在具体时间此处地域对应匹配的具体事件。
在找矿时,我们可以根据以往的经验寻找易于成矿的地区。
在进行采矿时我们要结合多方面的知识,以及地质表面和地质深部之间的关系联系。
在遇到断裂区时,我们要查明断裂层的发育特点、断裂构造的组合特点以及断裂带的发展方向。矿化信息可以为勘测者提供良好的找矿依据,通过找矿信息反应的腐蚀程度,我们可以分析研究地表下的矿产情况。
进行勘察工作时,要建立综合找矿模式部署网,利用最佳技术手段分层实时工作任务,已求达到最好的找矿效果。
大地电磁测深方法的研究对象为地下地质构造形成的复杂介质的电阻率分布。由地层岩性和构造活动所产生的褶皱、断裂带、剥蚀风化面、不整合等引起的电性变化,在具有一定规模时,往往都能够引起异常。因此可以利用大地电磁测深勘探深部与矿产构造有关的地球物理信息,了解矿区矿产资源分布情况,查明该区矿体地下产状和控矿构造的空间分布特征,为探测深部盲矿提供科学依据。
三、高频率的大地电磁技术在深矿中的应用
高频大地电磁测深技术是最近应用范围最为广泛的大地电磁测深技术,在很多实际的勘探中都发挥了出色的作用,有很多成功的案例值得人们的研究。它是根据大地电磁探测法为根本,进行增加频率的一种测探方法。
高频大地电磁测深法在传统的大地电磁技术上增加了频率。这就使其具有很强的抗干扰性、并且由于大地电磁的测试深度很深,并且不用大功率的设备做辅助,方便携带、快捷,这就决定了其应用的广泛性。虽然这种方法还是存在着单一性的问题,但是可以和其他勘探方法一同使用,从而取长补短,共同完成勘探任务。
技术的关键还是测定各种岩石和矿物的电导率,据此区分矿岩,所以在使用此方法前,要结合矿区的标准地层,全面准确的测量统计分析各岩层的电导率。
大地电磁法的应用十分广泛,如大尺度地质单元的电磁感应研究,深部地壳地幔电性结构研究及壳幔中高导层的检测,地热资源勘查,油气资源普查,天然地震活动前兆监测以及地下水资源勘查和环境保护等,大地电磁测深都可以发挥其独特的优势,成为重要的勘查手段
结语:
通过对大地电磁技术的原理以及工作方法的研究,我们知道了其工作的方式;通过详细的说明大地电磁测深技术工作前的准备工作,我们了解了大地电磁技术可应用的场景和范围;通过对各种干扰源的分析,我们知道了大地电磁技术存在的技术性问题。所以对于工程技术人员来说,应该通过对以上这些问题的研究,来不断的解决问题并寻求创新,为未来的深矿开采提供更多的技术性帮助,为国家的社会和经济发展贡献力量。
参考文献:
[1]刘勤安,梅秀杰,张同中,等.低频EH4大地电磁测深在金矿深部找矿中的应用研究[J].四川有色金属,2014(2):17-20.
[2]刘少光.大地电磁法在深部地质构造探测中的应用研究[D].东华理工大学,2015.
关键词:大地电磁;深部找矿;电阻
引言:
大地电磁技术是以天然的交变电磁场为场源,通过向地下发送不同频率的交变电流来进行探测的深度电磁测深方法。该方法不需要大功率的供电设备因此设备相对轻便而且不受高阻层屏蔽的影响可以深测地下的目标,对低阻层和低阻体反应灵敏。同时大地电磁场的频带也很宽,根据趋肤效应的原理,对应的探测深度就很大。用它可以解决的地质问题就较多
一、大地电磁技术的主要内容和干扰消除
1.工作方法
大地电磁技术的工作内容主要包括地点的选择、磁场的布极、对天然磁场的观测等。其中我们所要观测的天然电磁场的频率为10-4~103Hz,它近似于平面波。在观测它的同时,其他一切无线电波、游散电流都看做是干扰源,由于大地电磁场的场强极弱,而往往这种干扰在工业发达的部分区域最为严重,所以对操作方法的严格执行,从而最大程度的避免其他干扰源的干扰、提高原始数据质量是重点工作之一。
2.大地电磁的磁谱
电磁场的谱分析是资料处理中的重要步骤,因为大地电磁测深法研究的是波阻抗的频率响应,而电磁场观测时在时间域进行的,为此必须首先从时间域记录中提取电磁场的频谱信息。根据谱分析结果求取张量阻抗元素。
3.噪音对其影响及克服
对于噪音来说,主要分为两个部分的噪音,既观测噪音和环境噪音,对于这两个噪音来说,第一个主要是由于认为的原因产生的(如仪器和观测系统的布置不适合、导线及传感器掩埋的不合理),对于这种噪音,很多时候都可以用相应的改善方法进行消除。第二种噪音是由于其他的电磁场所产生的噪音,这种噪音在工业发达和人口密集的地方很严重,一般减少这种噪音的办法有以下的方法:
(1)电网产生的干扰
由于电网中电压或者电流在大型用电设备的开启和关闭时会产生强烈的波动,这就会在一定程度上形成极强的电磁场,从而对大地电磁形成强烈的干扰,所以为了抑制这种情形的干扰,我们在进行布点时就应该尽量的原理高压线密集的地方,并且使磁感应方向与高压线方向形成合适的角度。
(2)电台等形成的直接干扰
由于人口密集和工业发达地区的电台和有线广播的使用频率较高,在靠近這些干扰源时,大地电磁都会受到不同程度的干扰。为了克服这种电台干扰,电磁接收器就应该最大程度的选择合适的位置和方向,然后还要加强放大器对于这种高频率的电磁的抑制作用,如果仍然会受到很强烈的干扰,则要对观测点进行重新的安排。
(3)风的干扰
由于传输电缆在强烈的风中会形成摆动,而摆动的电缆就会产生感应电流,就会形成电流干扰,这种干扰比较容易发现和解决,一般情况下,只要将传输电缆进行固定,就可以克服,使干扰噪音在电道中消失。
(4)共模干扰
干扰源在一对输入传输线上产生的大小相等方向相同的信号,称之为共模信号,这种干扰称为共模干扰。为了克服共模干扰的影响,电道测量的输入端应采用平衡差分输入放大器,磁道传输线应采用屏蔽线,并将屏蔽层与“地”短路,将共模干扰电流引入“地”端。
(5)电流的干扰
在工业城市和电气铁道附近,大地中常会观测到用电装置漏电电流。由于工业用电的电流变化甚为剧烈,没有规律,其影响在电道记录中容易辨认。但是,达种干扰难以消除,并且有时影响的区域很大,因此,在工业区大地电磁测深工作是很难进行的。
二、大地电磁测深技术的准备工作及应用范围
我们在对一处成矿地质进行勘察之前要先了解此处地质的成矿环境特点,地壳变更演化规律,罗列出在具体时间此处地域对应匹配的具体事件。
在找矿时,我们可以根据以往的经验寻找易于成矿的地区。
在进行采矿时我们要结合多方面的知识,以及地质表面和地质深部之间的关系联系。
在遇到断裂区时,我们要查明断裂层的发育特点、断裂构造的组合特点以及断裂带的发展方向。矿化信息可以为勘测者提供良好的找矿依据,通过找矿信息反应的腐蚀程度,我们可以分析研究地表下的矿产情况。
进行勘察工作时,要建立综合找矿模式部署网,利用最佳技术手段分层实时工作任务,已求达到最好的找矿效果。
大地电磁测深方法的研究对象为地下地质构造形成的复杂介质的电阻率分布。由地层岩性和构造活动所产生的褶皱、断裂带、剥蚀风化面、不整合等引起的电性变化,在具有一定规模时,往往都能够引起异常。因此可以利用大地电磁测深勘探深部与矿产构造有关的地球物理信息,了解矿区矿产资源分布情况,查明该区矿体地下产状和控矿构造的空间分布特征,为探测深部盲矿提供科学依据。
三、高频率的大地电磁技术在深矿中的应用
高频大地电磁测深技术是最近应用范围最为广泛的大地电磁测深技术,在很多实际的勘探中都发挥了出色的作用,有很多成功的案例值得人们的研究。它是根据大地电磁探测法为根本,进行增加频率的一种测探方法。
高频大地电磁测深法在传统的大地电磁技术上增加了频率。这就使其具有很强的抗干扰性、并且由于大地电磁的测试深度很深,并且不用大功率的设备做辅助,方便携带、快捷,这就决定了其应用的广泛性。虽然这种方法还是存在着单一性的问题,但是可以和其他勘探方法一同使用,从而取长补短,共同完成勘探任务。
技术的关键还是测定各种岩石和矿物的电导率,据此区分矿岩,所以在使用此方法前,要结合矿区的标准地层,全面准确的测量统计分析各岩层的电导率。
大地电磁法的应用十分广泛,如大尺度地质单元的电磁感应研究,深部地壳地幔电性结构研究及壳幔中高导层的检测,地热资源勘查,油气资源普查,天然地震活动前兆监测以及地下水资源勘查和环境保护等,大地电磁测深都可以发挥其独特的优势,成为重要的勘查手段
结语:
通过对大地电磁技术的原理以及工作方法的研究,我们知道了其工作的方式;通过详细的说明大地电磁测深技术工作前的准备工作,我们了解了大地电磁技术可应用的场景和范围;通过对各种干扰源的分析,我们知道了大地电磁技术存在的技术性问题。所以对于工程技术人员来说,应该通过对以上这些问题的研究,来不断的解决问题并寻求创新,为未来的深矿开采提供更多的技术性帮助,为国家的社会和经济发展贡献力量。
参考文献:
[1]刘勤安,梅秀杰,张同中,等.低频EH4大地电磁测深在金矿深部找矿中的应用研究[J].四川有色金属,2014(2):17-20.
[2]刘少光.大地电磁法在深部地质构造探测中的应用研究[D].东华理工大学,2015.