EH_4连续电导率剖面测量仪深边部找矿应用试验
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EH-4 电磁测深在某地区隧道物探中的应用摘要:随着科学技术的发展,EH-4 大地电磁测深法勘探技术,得到了快速的发展。
本文简单介绍了EH-4 大地电磁测深的基本理论,并通过实际的野外施工工作,资料分析和异常解释,了解了该地区的地质情况,为后面隧道施工提供地质依据。
Abstract院With the development of science and technology, EH-4 magnetotelluric sounding prospecting technology has got rapiddevelopment. This article simply introduces the basic theory of EH-4 magnetotelluric sounding, and learns about the geology of the regionthrough the actual field construction work, data analysis and anomaly interpretation, which provides geological basis for the tunnelconstruction.关键词:EH-4;大地电磁测深;电阻率异常;隧道Key words院EH-4;magnetotelluric sounding;resistivity anomaly;tunnel 中图分类号院P631;U45 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)29-0118-020 引言EH-4 大地电磁测深法伴随着仪器采集的提升,以及分析和反演解释技术的进步的产生的。
EH-4 可有效的运用于地下水调查、隧道勘探、矿产与地热勘探及工程研究。
本次勘查通过采用EH4 高频大地电磁测深法,取得了较为显著的效果,对后期的隧道开挖工作有较大的指导作用。
物探EH4在西藏高寒地区的找矿应用EH4作为目前比较先进的电磁法仪器,在国内找矿工作中有很多成功的应用案例,但在高寒地区找矿应用实例还较少。
本次工作,在海拔4900m~5500m的山区,采用EH4大地电磁测深,成功找到埋藏于深部的隐伏矿体,为矿山节约了大量时间和资金,也延长了矿山的服务年限。
标签:EH4 电磁法高寒地区找矿0引言随着社会发展,矿产资源的需求量越来越大,而现有矿产储量迅速在减少,提高对高寒地区的矿产勘查能力,是一个亟待解决的问题。
高寒地区缺氧严寒,开展勘查工作难度大。
EH4作为目前比较先进的电磁法仪器,适用范围广,探测深度大,且仪器较轻便,适合应用于高寒地区的找矿工作。
本文就西藏某矿区的EH4找矿应用效果做简单介绍。
1矿区概况及地球物理特征1.1基本概况矿区地处西藏自治区中部,拉萨市堆龙德庆县境内,矿区一带地势西高东低,地形坡度在20-50°,最高海拔5500m,最低海拔约4900m,最大高差达600m。
矿区西北-东北部为河谷区,有明显的高原河谷垂直气候特征。
本次工作于2月上旬开始,由于天气严寒,工作难度大,经过实地踏勘以及对已有资料的分析,确定使用EH-4大地电磁法作为本次的工作方法。
1.2矿区地质特征矿区大地构造位置处于晚古生代-中生代冈底斯-喜马拉雅构造区中段北部,念青唐古拉弧背断隆带南侧,邱桑—直孔断裂带上,属冈底斯东段北部铜铁铅锌多金属成矿带。
矿区及附近出露地层有第四系(Q)、下第三系帕拉组(E2P)和三叠系上统麦龙岗群(T3ml)。
出露岩性为粗安岩、英安质熔结角砾凝灰岩和流纹质角砾熔结凝灰岩、紫红色砂岩、灰-深灰色砂岩、粉砂岩、闪长岩、泥岩、大理岩、钙质泥岩。
区内构造为断裂,为近南北向的推测断层F1和F2。
F1断层位于矿区西面,断层走向约160°,错距约为100m,矿区内长度约1.9km,断层两侧均为砂岩、粉砂岩。
F2断层位于矿区中部,断层走向约160°,倾向北东,倾角57°~78°,错距为100-150m,长度约2km,断层两侧均为花岗闪长岩、矽卡岩、大理岩。
科学中国人2016年11月EH-4在地热资源勘查中的应用杨殿宝河北省地球物理勘查院地热资源是一种十分宝贵的综合性矿产资源,其功能多,用途广,不仅是一种洁净的能源资源,可供发电、采暖、医疗等利用,而且还是一种可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源。
在地热资源勘查中因埋藏深度的不同,所选择勘测的仪器方法也不同,本文主要介绍EH4(连续电导率剖面仪)在浅、中深部地热资源勘查中的应用。
EH-4(连续电导率剖面仪)由Geometrics公司研制。
是一种电导率张量测量仪。
利用大地电磁的测量原理,测量TE\TM两个模式的电阻率。
配置了磁偶极子发射源,发射频率从1KHZ~70KHZ,以弥补大地电磁场1KHZ~5KHZ寂静区信号不足。
EH-4遵循大地电磁测深(MT)的基本原理,支持音频大地电磁测深(AMT)和可控源音频大地电磁测深(CSAMT),属于部分可控源与天然场源相结合的一种大地电磁测深系统。
经历了十几年的使用与发展,已成为一种稳定成熟的电磁测深仪器。
EH-4又称StratagemMT,既可控源变频大地电磁测量,所不同的是其磁偶极子发射天线为X,Y方向的垂直线圈。
垂直磁偶极子发射的场以TE型波为主,分辨率高,分层定厚能力强。
EH4可以使用人工电磁场和天然电磁场两种场源。
因此其相较同类型仪器的独特之处包括:①人工场源用在信号较弱或没有信号的地区,保证全频段观测到可靠信号;②它支持张量人工场源的测量,反演X-Y电导率张量成像剖面,对判断二维构造特别有利,而一般人工场源电磁测深仅能进行标量测量,不能正确判断二维构造;③整套仪器设备轻便,观测时间短,完成一个800米深度的电磁测深,大约只需15分钟左右,具有较高的工作效率,为进行EMAP连续观测提供技术保证;④实时数据处理与成像,资料解释简捷,图像更直观。
EH-4通过发射和接收地面电磁波来达到电阻率或电导率的测深。
连续的测深点阵组成地下二维电阻率剖面、甚至三维立体电阻率成像。
EH4连续电导率测量在多金属矿区的应用摘要:EH4连续电导率测量法属被动源结合主动源电磁法,即采用人工发射补充天然源高频的不足部分,该系统的频率分布范围在1Hz-100KHz,其频带特征使得该方法适于对浅中部的地质构造情况进行探测,对于隐伏矿床的探测具有一定的优势,文中研究了EH4连续电导率测量方法在阿吉勒多金属矿区的应用及结果,测量结果明显地映了深部构造特征,极大地提高了地质找矿的目的性和时效性,这也说明该方法适合在覆盖区进行间接找矿研究。
关键词:EH4连续电导率测量,阿吉勒,多金属矿区1、地质及地球物理概况阿吉勒矿区是近年发现的一处多金属成矿远景区,区内发育有大面积的铁锰碳酸盐化,通过前期地质工作,在矿区圈定了两条近东西向展布的矿化破碎蚀变带,并在号矿化破碎带中通过槽探工程圈定Ⅰ-1号矿体。
地球物理激电测量图1 阿吉勒矿区地质及EH4连续电导率测量剖面部署在两条矿化破碎蚀变带中圈定三条近东西向展布的激电异常区、、,如图1。
阿吉勒矿区处在东乌珠穆沁旗多金属成矿带上,该带产出有大量的多金属矿床,如查干敖包铅锌矿、朝不楞铅锌矿、吉林宝力格银矿床、乌兰铜矿床、萨麦钨矿、姆哈戈旗磁铁矿床等。
然而阿吉勒矿区的进一步找矿工作却未见明显成效,其主要原因是矿区覆盖较厚,露头偏少,多种因素导致对成矿因素与矿床成因等方面研究还不够明确,为此在该区开展EH4连续电导率测量工作,以便为地质研究工作提供依据,同时对已有的激电异常进行查证,并对深部成矿进行评级预测。
通过对该区的岩矿石的电性参数测定表明,该区矿化蚀变岩石相对围岩为低阻高极化特征,因此在该区具备用电法进行找矿指导的良好前提。
2、EH4连续电导率测量成果解释为了使工作具有针对性并取得成效,根据地质资料及已有认识成果,在阿吉勒矿区围绕Ⅰ号脉体布置EH4连续电导率测量剖面9条,剖面兼顾查证3个已有的激电异常,研究激电异常与深部构造的关系。
工作剖面部署如图1。
2.1 分剖面成果解释图2-1为EH4-223测量结果及解释图,断面图中显示在2400m~3140m 为电阻率低阻带,低阻带产状北倾近直立,低阻带延伸达1000m,在断面底部未封闭。
找矿技术P rospecting technology EH4电磁测深在地质找矿中的应用研究朱庆林,刘洪伸(江西省核工业地质局二六八大队,江西 上饶 334700)摘 要:EH4电磁测深在现代地质找矿中的应用较为频繁,其实现了天然场源与人工场源的有机结合,利用的物理特性是不同岩石的导电性和导磁性不同,反应在二维剖面图上的视电阻率图像可以较为清晰的推测地下断裂及分布情况。
本文以嵩县东湾金矿区为例,展示低频EH4电磁测深在地质找矿中的应用价值。
关键词:低频EH4电磁测深;东湾金矿区;地址找矿;工程验证中图分类号:P631.325 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2018)14-0101-3Application of EH4 electromagnetic sounding in geological prospectingZHU Qing-lin,LIU Hong-shen(Jiangxi provincial Nuclear Industry Geology Bureau 268 brigade, Shangrao 334700,China)Abstract: EH4 electromagnetic sounding is frequently used in modern geological prospecting, which realizes the organic combination of natural field source and artificial field source. The physical characteristics of EH4 electromagnetic sounding are that the conductivity and magnetic conductivity of different rocks are different. The situation. Taking Dongwan gold deposit in Songxian County as an example, this paper shows the application value of low frequency EH4 electromagnetic sounding in geological prospecting.Keywords: low frequency EH4 electromagnetic sounding; East Bay gold deposit; address prospecting; engineering verification全球经济的高速发展催使着各国对矿产品的需求越来越大,因此,地址找矿成为近几年的热门行业。
EH4电磁测深在地质找矿中的应用[摘要]本文主要介绍了EH4电磁测深的基本原理和工作方法,并通过实例分析,说明EH4电磁测深在构造识别、岩性划分等方面的显著效果及其寻找隐伏地质体的可能性。
[关键字]EH4电磁测深构造识别岩性划分0引言随着工业、科技和基础建设等各方面的发展,国家对金属矿产资源的需求量越来越大,地表矿和浅层矿床已基本查明,需要进一步寻找深部矿产。
EH4是在大地电磁测深(MT)的基础上发展起来的可控源测深方法,它既有有源电探法的稳定性,又有无源电磁法的轻便节能,而且测量深度大,分辨率高,能较准确定位构造断裂、隐伏岩体和矿体、查明构造断裂向深部延伸的情况,为地质找矿提供可靠的信息。
1概述1.1地质背景测区为花岗岩区,处于诸广岩体南东边部,百顺断陷带中段,岩浆活动频繁,构造发育。
区内仅有第四系零星分布在山间凹地、山前斜坡及溪流两侧,主要为砾石、砂和粘土等坡积、河流沉积物,厚数米,覆盖于印支期花岗岩之上。
工作区处于多期、多次、多向岩浆活动迭置交错形成的岩浆活动中心。
出露的岩浆岩主要有:印支期岩体(γ51)、燕山期岩体(γ52、γ53)、区内断裂构造十分发育,主要以北东向、北北东向和近东西向为主。
1.2地球物理特征工作区岩石标本测定结果表(表1)表明,构造断裂带、近矿蚀变围岩和花岗岩均具有明显的电阻率差异,说明在该区进行EH4连续电导率测量工作具备充分的地球物理前提。
2 EH4电磁测深基本原理EH4是在大地电磁测深(MT)的基础上发展起来的可控源测深方法,因此在远离源区的电磁场可视为平面波,只要在远离源区的测区内观测相互正交的电场(E)和磁场(H)振幅,再根据公式:计算在各向同性介质中的大地阻抗Z式中:f——表示频率;μ——表示磁导率;ρ——表示电阻率。
当μ=4π×10-7H/m时,经过变换可得到计算电阻率的公式:从上式可以看出,只要测量出电磁场正交水平分量,便可计算介质的电阻率。
广西科学院学报 2010,26(3):357~359Journal of G uang xi Academy of Sciences V ol.26,N o.3 A ug ust 2010收稿日期:2010-06-19作者简介:程 柳(1965-),女,工程师,主要从事大型仪器协作共用方面的工作。
EH -4连续电导率剖面测量仪深边部找矿应用试验Application Experiment of Instrument EH -4in Ore Explovation at Deep and Peripheral Side of Mine程 柳,蒋婵君CHENG Liu,JIANG Chan-jun(桂林矿产地质研究院,广西桂林 541004)(Guilin Research Institute of Geology for M ineral Resources ,Guilin ,Guangx i ,541004,China )摘要:针对矿山深边部地质找矿难题,在某矿山开展从美国引进的新一代电磁观测系统EH-4连续电导率剖面测量仪的应用试验工作。
试验结果表明,EH -4系统的测量结果和已知地质信息有较好的对应关系,能够比较准确地反映已知构造、岩体顶界面及围岩等的空间展布特征。
EH -4系统能有效地探测出较深部地质体之间的电性差异,并能提取深部地质体信息。
关键词:EH-4连续电导率剖面测量仪 应用试验 效果分析中图法分类号:P 631.3 文献标识码:A 文章编号:1002-7378(2010)03-0357-03Abstract :In order to overcome the difficulties in oral exploration at deep and peripheral side of m ine the new instrument EH-4from America was imported and applied in ore exploration at a specific mine .The result show ed that the measurements of EH -4w ere in accordance with know n g eolog ical information and reflected spatial distribution characteristics of structural 、rock (Top interface )and adjacent rock .Therefore ,EH -4can effectively detect the difference of conductivity betwteen deep geolog ical objects and ex tract information of deep geological objects.Key words :EH -4,application experiment ,effective analy sis 随着我国经济持续稳定发展,有色金属资源消耗急剧上升,资源短缺局面日益严峻。
特别是我国有色金属大型矿山经过多年开采,多数矿山接替资源不足或严重不足,已进入资源危机时期。
当前老矿山找矿难度和探测深度不断增大,原有的物探方法和物探仪器设备已经不能满足老矿山新一轮找矿的需要。
因此,在深入开展地质科研的基础上,急需引进国外先进的现代物探仪器,应用物探新技术和新方法,进行深部找矿探测。
EH -4连续电导率剖面测量仪是由美国EM I 公司和Geometrics 公司联合推出的新一代电磁观测系统,能够观测到离地表几米至1500m 内的地质断面的电性变化信息。
基于对断面电性信息的分析研究,可以确定地电断面的性质。
2006年桂林矿产地质研究院从美国引进EH-4连续电导率剖面测量仪,并开展了深边部找矿应用试验工作。
试验结果表明,EH-4系统测量结果和已知地质信息有较好的对应关系,能较准确反映已知构造、岩体顶界面及围岩等的空间展布特征。
1 EH -4系统的工作原理 EH -4系统适用于各种不同的地质条件和比较恶劣的野外环境,常用于矿产与地热勘察、环境监测以及工程地质调查等。
其工作原理是利用宇宙中的太阳风、雷电等入射到地球上的天然电磁场信号作为激发场源,又称为一次场,该一次场是平面电磁波,垂直入射到大地介质中。
由电磁场理论可知,大地介质中将产生感应电磁场,则此感应电磁场与一次场是同频率的。
一般来说,频率较高的数据反映浅部的电性特征,频率较低的数据反映较深的地层特征。
因此,在一个宽频带上观测电场和磁场信息,并由此计算出电阻率和相位,可确定出地下地电断面的电性特征和地下构造。
2 EH -4系统野外工作方法和技术 在开展EH-4系统野外工作的前一定要做平行试验,检测仪器是否工作正常,要求2个磁棒相隔2~3m ,平行放在地面,2个电偶极子也要平行。
仪器工作正常后观测电场、磁场通道的时间序列信号。
EH -4系统野外工作布置(图1)包括电极的布置、磁棒布置、前置放大器(AFE)布置,和主机布置。
EH-4系统野外工作共用4个电极,每2个电极组成一个电偶极子,为了便于对比监视电场信号,其长度都为25m ,与测线方向一致的电偶极子叫做X-Dipole,与测线方向垂直的电偶极子叫做Y -Dipole 。
磁棒离AFE 应大于5m ,为了消除人文干扰,2个磁棒要埋在地下至少5cm 深,并使其相互垂直,而且水平。
所有的工作人员要离开磁棒至少10m ,尽量选择远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。
电场、磁场通道的AFE 放在测量点上,即2个电偶极子的中心,为了保护电、磁道前置放大器应首先接地,远离磁棒至少10m 。
主机要放置在远离AFE 至少20m 的一个平台上,而且操作员最好能看到AFE和磁棒的位置。
图1 EH -4电磁系统野外工作布置3 EH -4系统对资料数据的处理方法 首先对野外采集的时间序列的数据进行预处理,然后现场进行FFT 变换,获得电场和磁场虚实分量和相位数据,并现场进行一维BOSTIC 反演。
在一维反演的基础上,利用EH-4系统的二维成像软件进行快速自动二维电磁成像。
为了提高分辨率,二维电磁成像的系数选为0.5,同时选择较小的像素,使反演数据得到加密,从而突出相对微弱低阻异常。
对反演得到的数据在X Z 平面上进行Kringing 网格化,X 轴和Y 轴采用各向异性的方法进行半径搜索,从而满足电性各向异性的实际情况。
4 EH -4系统找矿应用试验及其效果分析 为了对应用试验成果的可靠性做出较客观的评价,我们在不同日期,重新布线,独立观测的情况下,在某矿山的深边部测区进行系统检查,对异常地段、可疑点、突变点重点检查。
经统计,EH -4总的均方相对误差为4.0%,EH-4系统野外测量工作符合中华人民共和国地质矿产行业的《地矿部物探规范》、《可控源音频大地电磁法技术规定》(SY /T 5772-2002)及《大地电磁测深法技术规程》(DZ/T 0173-1997)等相关标准的要求。
物探测量剖面2线的高频大地电磁法(EH -4)二维反演电阻率断面结果(图2)显示:已知断层F 1表现为“电阻率等值线同步向下弯曲”的异常特征;在剖面130m ~450m 内,深部有一串不连续高阻体,不连续处等值线走势与岩体顶界面起伏情况基本一致;在剖面450~730m 内电阻率值整体较低,但仍表现出“上低下高”的特征,等值线形态与岩体界面起伏情况基本一致。
物探测量剖面B 线的高频大地电磁法(EH -4)二维反演电阻率断面结果(图3)显示:已知断层F 2表现为“电阻率等值线同步向下弯曲”的异常特征;电阻率断面图深部有一高阻体,对比地质剖面,高阻体上部电阻率等值线走势与岩体顶界面起伏情况十分吻合。
图2 2线综合剖面 由此可见,通过对已知地质剖面2线和B 线的测试分析应用,证实了EH-4物探新方法对已知构造、地层及岩体顶界面等均有明显反映且有较好的对应关系,其效果是比较理想的。
物探测量剖面A 线的高频大地电磁法(EH -4)二维反演电阻率断面结果(图4)显示:已知断层F 3表现为“电阻率等值线同步向下弯曲”的异常特征;358广西科学院学报 2010年8月 第26卷第3期图3 B线综合剖面图4 A 线综合剖面电阻率断面图标高在-200m 左右、电阻率大多在1500 m 左右形成一中至高阻界面,对比地质剖面,即为有重大找矿意义的岩体顶界面(因为深部矿体严格受隐伏岩体顶界面控制)。
这些试验说明EH -4连续电导率剖面测量仪能够探测较深部地质体之间的电性差异,并提取深部地质体信息。
5 结论 (1)各剖面已知地质信息和EH-4系统测量结果有较好的对应关系,说明EH -4系统能够比较准确地反映试验矿区构造、岩体(顶界面)、围岩(砂岩、大理岩、泥质灰岩或碳质灰岩等)等的空间展布特征。
(2)EH-4系统不仅轻便快速,探测的深度大(1000~1500m ),极大地提高物探勘查精度和深度,而且能够有效地反映各种地质信息。
本次应用试验证明EH-4系统作为危机矿山深边部找矿的重要物探新方法,在危机矿山的应用试验效果比较理想,值得今后推广。
(责任编辑:邓大玉) 新型高灵敏度Sm -Nd 同位素分析方法 低本底高灵敏度Sm -Nd 同位素分析方法对石榴子石Sm-Nd 定年、陨石Sm-Nd 年代学及地球化学、高度亏损超镁铁岩Sm-Nd 同位素研究以及环境样品Sm -Nd 同位素地球化学研究等领域具有重要的意义。
中国科学院的科研人员利用固体同位素实验室IsoProbe-T 质谱计,采用W 灯丝和T aF5发射剂的涂样技术建立了一种新的高灵敏度Sm -Nd 同位素分析方法。
W 灯丝和TaF 5发射剂涂样技术通常被应用于低含量样品或微量样品的Sr 同位素高精度分析,科研人员首次将该涂样技术应用于Sm-Nd 同位素分析。
其中,Nd 同位素采用测定NdO+离子的方法进行测定,较传统的采用Re 带+硅胶+磷酸的涂样技术的NdO+测定方法具有更高的离子发射效率及更稳定的离子流发射,同时不需要给离子源加氧;Sm 同位素采用测定Sm+离子的方法进行测定,较传统的Re 带点样方法,灵敏度和离子流稳定性均有大幅度的提高。
采用该方法可以对低至0.5~1.0ng 的Nd 获得高精度(内部精度可达<10ppm )的同位素分析数据,可以对低于0.2ng 的Sm 获得精确的同位素稀释分析结果。
结合低本底的Sm -Nd 同位素化学分离流程,可以对低含量或微量地质样品进行高精度的Sm -Nd 同位素分析。
该分析方法的建立将为超镁铁岩Sm-Nd 同位素研究、石榴子石Sm-Nd 定年、陨石Sm -Nd 同位素研究及古海水Sm -Nd 同位素研究等提供新的研究手段。