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1. 同樣的探測深度,瞬變電磁法遠(yuǎn)比CSAMT法要使用的時(shí)間更短,速度更快。
TEM法的探測深度由下式表示:
h≈28√p*t
由上式可以得出如下條件的探測深度: ρ=100Ω·m;t=0.001ms~100ms;h=8.8~2800m。此時(shí),我們僅僅用了400ms的時(shí)間。
如果使用CSAMT法,即使像我們經(jīng)常使用二進(jìn)制不加密頻點(diǎn)和每個(gè)頻點(diǎn)只觀測一次,要探測這么大的深度,最少也得用上20分鐘。
?。? 探測深度跨度大:使用NanoTEM最淺可以探測幾十厘米;采用普通TEM,可以探測5000米以上。
?。? 信息量大:目前采用對(duì)數(shù)窗口,這個(gè)問題還不明顯。如果采用算術(shù)等間隔窗口獲得觀測數(shù)據(jù),使用GDP-32II的NanoTEM功能,用1.6μS取樣,用 32Hz工作,我們可以得到1781個(gè)數(shù)據(jù)。使用GDP-32II的TEM功能,用30.52μS窗口寬度取樣,用4Hz工作,我們最多可以得到4096個(gè)數(shù)據(jù)。
4. 采用算術(shù)等間隔窗口觀測的數(shù)據(jù),事后處理能力強(qiáng)??梢酝ㄟ^剔除、濾波方法提高信噪比,特別是可以采用當(dāng)前認(rèn)為濾波效果最好的小波濾波技術(shù)。
5. 對(duì)低阻地質(zhì)體有更佳的探測效果,特別對(duì)磁鐵礦類礦體的探測效果更佳。
美國科學(xué)家L.W.Blau于1933年最先提出利用電流脈沖激發(fā)供電偶極形成時(shí)域電磁場.直到20世紀(jì)50~60年代,前蘇聯(lián)科學(xué)家成功地完成了瞬變電磁法的一維正、反演,建立了瞬變電磁法的解釋理論和野外工作方法之后,瞬變電磁法才開始進(jìn)入實(shí)用階段,主要是將長偏移法在地?zé)嵴{(diào)查和地殼結(jié)構(gòu)的調(diào)查中使用.
6O年代以后,當(dāng)意識(shí)到時(shí)間域電磁測深法可以利用遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于期望探測深度的收發(fā)距時(shí),該方法有了一個(gè)快速發(fā)展.隨之,短偏移、晚期、近區(qū)等技術(shù)研究迅速發(fā)展起來.直到20世紀(jì)70 80年代,短偏移法在美國等西方國家仍處于研究和試驗(yàn)階段,未被廣泛運(yùn)用.隨后一些專家對(duì)瞬變電磁法的一維正反演及方法技術(shù)進(jìn)行了大量研究 .與常規(guī)電法比較,目前瞬變電磁法具有如下的優(yōu)勢:①常規(guī)電法易受淺層低阻屏蔽,瞬變電磁法探測深度大,能輕易穿透厚大的低阻覆蓋層;②理論上瞬變電磁法比直流電法分辨率高1/3次方;③瞬變電磁法采用密集采樣方式(等算術(shù)),采樣數(shù)據(jù)為千個(gè)至數(shù)百萬個(gè)深度數(shù)據(jù),大大提高了對(duì)勘查目的物空間位置及形態(tài)的控制能力.
我國于上世紀(jì)70年代初開始研究TEM.長春地質(zhì)學(xué)院、中南工業(yè)大學(xué)、西安地質(zhì)學(xué)院、中國有色金屬工業(yè)總公司礦產(chǎn)地質(zhì)研究院和西安物化探研究院等單位先后研制了電磁系統(tǒng),并進(jìn)行了理論和方法技術(shù)研究,主要采用近區(qū)方式的中心回線法和重疊回線法進(jìn)行工作,取得了一批有價(jià)值的研究成果[1o-15]及大量成功的實(shí)際應(yīng)用實(shí)例E5~7].近幾年,瞬變電磁法的理論與應(yīng)用研究越來越活躍,已滲透至工程勘察領(lǐng)域.目前,在瞬變電磁的解釋技術(shù)方面,國內(nèi)外水平接近.一維反演和二維電阻率成像是目前較成熟、實(shí)用的方法,也仍是瞬變電磁資料的主要常用解釋手段.二維或三維瞬變電磁反演解釋技術(shù)處于探索研究的階段,離真正的實(shí)用階段有相當(dāng)大的距離。
(1)根據(jù)目的不同,選擇合適的瞬變電磁方法.根據(jù)瞬變電磁研究的對(duì)象和理論側(cè)重點(diǎn)的不同可分為2類:第一類依據(jù)“煙圈”擴(kuò)散理論,主要研究地殼結(jié)構(gòu)、斷層深部形態(tài),并用于找水等工作,進(jìn)一步又可分為大地電磁法、音頻大地電磁法、可控源音頻大地電磁測深法;第二類依據(jù)瞬變電磁感應(yīng)原理,主要研究局部導(dǎo)電體,并主要用于礦床勘查中,也就是通常所說的時(shí)間域電磁法.根據(jù)研究對(duì)象的不同,有針對(duì)性地選擇方法,從而達(dá)到地質(zhì)目的.
(2)瞬變電磁法適用于含良導(dǎo)體的金、銅、鎳、鉛、鋅礦床.瞬變電磁法所發(fā)現(xiàn)的礦床中幾乎無一例外地具有較高的硫化物含量.前人的成功實(shí)例中以鎳礦和銅、鉛、鋅礦為主.
(3)根據(jù)工作區(qū)的面積及勘查工作階段,選用合適的載體系統(tǒng).目前,瞬變電磁法根據(jù)使用的系統(tǒng)載體的不同,可分為航空瞬變電磁系統(tǒng)、半航空瞬變電磁系統(tǒng)、地面瞬變電磁系統(tǒng)和井下瞬變電磁系統(tǒng)4類,并各有其優(yōu)點(diǎn).根據(jù)工作的不同階段合理選擇系統(tǒng)載體對(duì)取得好的找礦效果尤為重要.如在預(yù)查階段,一般需要利用大面積的地球物理工作來尋找可能的普查靶區(qū),這時(shí)選擇航空瞬變電磁系統(tǒng),能以低成本快速完成靶區(qū)的篩選.在選擇航空瞬變電磁系統(tǒng)后,還可進(jìn)一步根據(jù)普查面積和海拔因素來選擇固定翼航空瞬變電磁系統(tǒng)或直升機(jī)航空瞬變電磁系統(tǒng).
在普查和詳查工作階段,在地勢平坦的地帶,可直接實(shí)施地面瞬變電磁剖面工作;而在測量條件較為復(fù)雜的地區(qū),如地勢起伏的山區(qū)等,為提高效率,并獲得較航空瞬變電磁系統(tǒng)更高的信噪比和更好的空間分辨率,應(yīng)選擇半航空瞬變電磁系統(tǒng);在地質(zhì)復(fù)雜地帶,礦體變化較大,如在第1II勘探類型金屬礦床勘查工作中,為防止漏礦并尋找深部礦體,使用地井瞬變電磁法,可有效地探測直徑200 300 121范圍內(nèi)的良導(dǎo)體.另外,在地面瞬變電磁測量中,根據(jù)探測深度的不同,合理選取線框大?。?/font>
(4)選擇合適的儀器.以地面瞬變電磁系統(tǒng)為例,目前,國內(nèi)外商品化的儀器大約有十幾種,如國外的澳大利亞SIROTEM—III型,加拿大Diginal PEM系統(tǒng)、EM系列,多倫多大學(xué)ETM系統(tǒng),鳳凰公司V8多功能電法儀等及美國GDP一32多功能電法儀;國內(nèi)有IG—GETEM一20型,長沙SD一50型,吉林大學(xué)ATEM—II型,重慶WTEM型,中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)CUGTEM一4型、CUGTEM—GK1型,西安物化探研究所EMRS一2型以及北京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所TEMS一3瞬變電磁儀等.呂國印E4]指出,與國外同類產(chǎn)品相比,國產(chǎn)儀器存在如下的主要缺陷:①至今未研制出適用于復(fù)雜環(huán)境條件下的高精度石英鐘同步系統(tǒng),大多數(shù)儀器的同步方式為電纜,只能用重疊回線工作裝置,在大多數(shù)地質(zhì)環(huán)境條件下,重疊回線裝置的固有過渡過程較長,使得獲取的電性斷面顯示較低的電阻率,尤其是深部,計(jì)算的電阻率比實(shí)際情況低幾十倍,甚至幾百倍;②缺少配套的、性能穩(wěn)定、頻率特性滿足TEM方法要求的感應(yīng)探頭;③穩(wěn)定性差 .因此在勘查深度大、成礦類型較為復(fù)雜時(shí),選擇使用合適儀器的隊(duì)伍是保證勘查活動(dòng)成功的前提.
盡管國內(nèi)外有大量利用瞬變電磁法取得較好找礦效果的實(shí)例,該方法仍有一定的局限性.如在無地質(zhì)資料等先驗(yàn)信息的條件下,不能得出金屬礦體(目的體)的埋深等參數(shù)[7 3.另外一系列干擾因素有可能對(duì)數(shù)據(jù)
產(chǎn)生影響.其中最常見的有:①地面磁性體干擾;②工業(yè)電磁信號(hào)干擾;③周期電信號(hào)干擾[2].
為排除上述干擾,并區(qū)分礦致異常與非礦致異常.陳貴生E7 3提出了下列11種區(qū)分辦法:時(shí)空特征區(qū)分法、異常形態(tài)區(qū)分法、異常強(qiáng)度區(qū)分法、異常衰減特征區(qū)分法、場源體形態(tài)區(qū)分法、深度區(qū)分法、良導(dǎo)率區(qū)分法、模擬法、綜合物探法、化探法、地質(zhì)法等口].如某斑巖銅礦區(qū),大部分礦體是浸染狀的,品位較低,瞬變電磁異常不顯著,前人經(jīng)過TEM試驗(yàn)后,認(rèn)為該方法在該礦區(qū)是失敗的,但前人忽略了該區(qū)一些明顯的瞬變電磁異常的地質(zhì)意義.之后的地質(zhì)工作者重新分析后得出個(gè)別勘探線已知異常與硐探后控制的隱伏富礦體對(duì)應(yīng),其余異常則構(gòu)成了潛在的富礦體靶區(qū).
總之,所有的物探方法都是為地質(zhì)工作服務(wù)的,只有立足于地質(zhì)資料,不盲從、不盲信,具體問題具體分析,根據(jù)勘查對(duì)象的特點(diǎn)選擇合適的地球物理方法、網(wǎng)度,在地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上對(duì)物探工作取得的資料進(jìn)行合理解釋,并進(jìn)一步有針對(duì)性地尋找區(qū)分礦和非礦的辦法,才有可能取得找礦成功.找礦目標(biāo)轉(zhuǎn)向隱伏礦,意味著地質(zhì)工作者需要了解更多的地球物理知識(shí),并與地球物理工作者更密切配合,實(shí)現(xiàn)就礦找礦.