4-本科毕业设计(论文)读书报告(读书笔记)

本科毕业设计(论文)

读书报告（读书笔记）

学院：地球科学学院

课题名称：EH4在黑龙江省某矿区深部岩体

探测中的应用

专业(方向)：勘查技术与工程（物探）

班级：勘技11-2班

学生：丁振勇

指导教师：张玉池

日期：二0一五年四月五日

EH4在矿产勘查中应用介绍

摘要

前人在矿产勘查中使用的物探方法多为激电中梯法,并且已经取得较好的效果，我们知道常规电阻率法通常是通过增大AB极距,从而增加勘探深度,但当极距进一步增大的时候,探测深度并不是无限增大,到某一深度趋于饱和值,所以勘探有效深度有限[1]，激电中梯的有效勘探深度一般为200米左右。经过近半个世纪的勘探，我国浅部金属矿产已基本勘探完毕，并且随着国民经济快速发展，我国离地表500米以内的金属矿床正在被快速开采并日渐枯竭。因此急需一种新的物探方法来对我国深部金属矿床进行勘探。

电磁法是利用不同频率电磁场,根据岩矿石的导电性和导磁性差异，从而推断出地下介质的分布情况，根据大地电磁法的趋肤效应可知不同频率的电磁波具有不同的穿透深度，频率越小穿透深度越大,所以随着频率的降低，探测深度增大，因此一般电磁法的有效勘探深度为1000米左右[2]。频率域可控源电磁测深法（EH-4）以人工交变电磁场和天然电磁场为场源，当交变电磁场以波的形式在地下传播时，在地球表面某一点使用专门的电磁测深仪进行观测，就可以从地下结构对大地电磁场的频率响应中获取不同深度介质电阻率分布信息。并且EH-4还具有分辨良导介质能力强,不受高阻层屏蔽,性能稳定,轻捷方便等特点,同时还具有现场处理分析的功能，因此利用EH4连续电导率系统进行深部矿产勘探具有很好的可行性和有效性。

关键词：EH4连续电导率成像系统；金属矿产勘探；电磁法；视电阻率

1 EH4国内外研究状况

1.1 EH4国内研究状况

我国大地电磁测深是从20世纪60年代初开始研究的,在顾功叙教授的带领下,原中科院兰州地球物理研究所最先对大地电磁测深法进行试验、研究，并取得了初步的进展[3]。经过70年代初到80年代中期这十多年的实验和研究，该所积累了丰富的工作经验，在理论研究、仪器研制及综合异常推断解释方面也有实质性的突破。近年来,随着国内从事大地电磁测深人员增多,大地电磁法理论研究，仪器研制及数据处理软件研发等方面也有了较大的进步。

1.1.2 国外研究历史

国外研究大地电磁测深法(简称MT)始于20世纪50年代，比国内早10年开始研究。该方法最先是由A.Ntikllonov教授(1950)和Lcagnird教授(1953)分别提出来的。1950年,苏联学者吉洪诺夫指出,地球表面的电磁场结构非常复杂,但场源可近似地看成平面波垂直入射大地，并引入波阻抗的概念以表征地球电性分布对大地电磁场的响应[5]。1953年,法国学者卡尼尔论证了大地电磁场场源的性质,并求出了水平层状均匀的大地介质条件下电磁场的解[4][6],并用电磁场和波阻抗的频率计算出该模型地质体的视电阻率,从而实现了将理论电磁场研究运用到实际地质工作中的伟大突破。

2 EH4理论基础

EH4连续电导率成像系统是由美国GEOMETRICS和EMI公司联合生产，采用了最新的数字信号处理器的硬、软件装置（标准接收装置及发射装置见图2.1）。该系统属于人工电磁场源与天然电磁场源相结合的一种大地电磁测深系统，是目前国际上先进的电磁法勘探手段之一。其观测的基本参数为:正交的电场分量(，)和磁场分量(，)。如果将地表天然电场与磁场分量的比值定义为地表波阻抗，那么，在均匀大地的情况下，此阻抗与人射场极化无关，只与大地电阻率以及电磁场的频率有关:

(2-1)

式中，Z为大地波阻抗；为电阻率；为磁导率；f为频率。

通过测量相互正交的电场和磁场分量，可确定介质的电阻率值，计算公式为:

(2-2)

式中，为电阻率；E为电场强度分量；H为磁场强度分量。

对于水平分层的大地，上述表达式仍然适用。但用它计算得到的电阻率将随频率的改变而变化，因为电磁波的大地穿透深度或趋肤深度与频率有关:

(2-3)

式中，为趋肤深度, 单位为m。此时由（2-2）式计算得到的电阻率为视电阻率。在一个宽频带上测量E和H, 并由此计算出视电阻率和相位, 通过反演计算就可以确定地下岩层的电性结构和地质构造。

图2.1 EH4标准接收机及发射机装置布置图

3 EH4电磁成像系统的主要特点

EH4电磁成像系统与其它物探方法相比, 具有以下一些特点：

（1）采用人工场源与天然场源共同作用的方式, 人工场源弥补天然场源的在某些频段的不足, 使该系统在一的范围内获得连续的有效信号。人工场源对解决浅部地质问题尤为有用。

（2）仪器设备轻, 观测时间短, 完成一个近1000m深度的测深点, 大约只需15-20min, 这使它可以轻而易举实现密点连续测量（首尾相接）, 进行连续数据采集。

（3）该系统具有较高的分辨率, 为探测某些小的地质构造和区分电阻率差异不大的地层提供了可能性。

（4）该系统不受高阻覆盖层的影响, 在玄武岩覆盖地区、基岩大面积出露地区, 甚至在某些沙漠覆盖区, 均能有效地探测地下深部地质信息。

4 EH4在矿产勘查中的应用

由于大地电磁测深法野外装备轻便、探测深度大(一般能达到1000米左右)、等值范围比较窄、分辨能力较强、且不受高阻层隐蔽(尤其是良导介质体)等特点使之广泛应用于矿产的勘查。并且随着大地电磁法的理论研究、野外数据釆集，仪器研制，资料处理和异常解释等各个方面技术日臻成熟,以及计算机技术、电子技术等现代化科学技术的发展,使得大地电磁测深法（尤其是EH-4）的应用也越来越广泛。

当前国内外已经公开发表了很多有关EH-4连续电导率剖面法在矿产勘查中的应用的文章，例如：《EH-4连续电导率成像系统在砂岩型铀矿床上的应用研究》[7]、《EH-4连续电导率成像在隐伏矿体定位预测中的应用研究》[8]、《EH-4电导率成像系统在金矿勘探中的应用》[9]、《EH-4电磁成像系统用于金矿找矿的效果一以山东山后和甘肃阳山矿区为例》[10]、《甘肃北山地区南金山金矿床隐爆角砾岩体的发现及成矿规律研究》[11]、《EH4技术在老矿山外围找矿工作中的应用》[12]。

4.1 EH4在金矿勘探中的应用

4.1.1 矿区深部立体地质填图

金矿勘查中主要应用槽、坑、钻探工程来了解矿区地层、岩浆岩等分布情况。然而由于资金投人大，工程量一般较少，工程布设只能是局部的，其获得的信息量对整个矿区地质情况，特别对矿区深部地质情况的整体认识具有一定的局限性。利用EH4勘探深度大、经济高效的特点，对矿区进行系统的测网测量，即可获得全区较为详细的地电信息，在岩矿石物性条件有利的情况下，综合地质、遥感、化探和其他物探方面已取得的成果，就可以较全面准确地进行矿区深部立体地质填图。

4.1.2 矿区构造研究

矿区断裂构造研究对成矿物质的运移、矿床的形成定位和赋存状态有重要的意义。断裂构造一般岩石破碎，风化较深，加之地下水的充填，在平面和剖面上常形成线状、条带状低阻带。某些断裂构造由于上下盘的挫动，断裂两侧岩性有差异，在地电断面图上形成明显的高低阻过渡带。运用这些特征可以推测断裂构造的性质、产状和规模。众所周知，金元素虽然本身有极强的导电性，但它在矿石中的含量却是微乎其微的，以致于它的存在不足以改变岩矿石本身的物理性质。然而由于金矿在地壳中产出的特殊环境及与金伴生、共生元素含量大，从而形成了含金岩矿石与围岩物性存在差异，这就为物探直接或间接找矿提供了物性前提。成矿靶区预测是以矿区深部地质体分布和构造研究为基础，根据矿区及区域成矿理论，结合矿区工程获得的先验信息及遥感、物化探资料，建立该区地球物理一地质模型，确定找矿目标体，进而圈定成矿靶区。

5 总结