EH_4连续电导率剖面测量仪深边部找矿应用试验
EH-4
中图分 类 号 ： Ｐ ６ ３ １ ． ３ ２ ５ ； Ｆ ４ ０ ６ ． ３
文献标 志 码 ： Ｂ
文章编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ９— ０ ２ １ ７— ０ ２
ｎ Ｔ ） 。
贵 州省 台江 县某 地 矿泉 水 水 质 经 具 有 国 家检 测 资 格 认证 的 中国科 学研 究 院 地球 化学 研 究 所 和 贵 州省 地 质矿 产 中心 实验 窒 检 测 ， 其 偏硅 酸含 量 稳 定 在 ４ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ
式中， ８为趋肤深度 ， 单位为米。 此时 由式 （ ２ ） 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 可 以确 定 地 下 岩 层 的 电 性 结 构 和 地 质构 造 。 ２矿 区地球 物理 特征 拟施工钻孔区域工作区出露地层主要为上板溪群 清水江组二段 （ Ｐ ｔ ｑ ） 及第四系（ Ｑ ） 。上板溪群清水江 组二段岩性上部为块状变余细粒 砂岩， 中下部为薄至 中厚层 含硅质 绢 云母板 岩 。第 四系 （ Ｑ ） 为冲 积 ｐ 石层 、 砂土 、 黏土层及残坡积层 ， 厚约 ０— ２ ０ ｍ， 水量贫乏。区 内出露 地层 的上板 溪群 清 水 江组 岩 性 主要 为 浅 变 质板 岩， 地 球物理 性 质 表 现 为 高 电阻 率 ； 断裂、 裂 隙 发 育 带 等主要容水构造地球物理性质表现为低电阻率。两者 物性 差 异 明显 ， 具 备开 展 Ｅ Ｈ一 ４物探 工作 的物 性基 础 。
ｐ＝ １ Ｅ ／ Ｈ Ｉ ，（ ２ ）
式中， Ｐ为 电阻 率 （ 单位为 Ｑ ・ ｍ） ， Ｅ为 电场 强度 分量 （ 单 位是 ｍ ｖ ／ ｋ ｍ） ， Ｈ 为磁 场强 度 分量 （ 单 位 为
EH4双源大地电磁测深系统及其应用
已知融区
850 675 500 419 352 295 248 208 174 146 103 86 72 61 51 43
-40
Depth(m)
-60
-80
冻土下限
-100
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Station(m)
贵阳乌江溶洞探测剖面
-50.00
1400
-100.00
(M)
120 160
240 280
-140 -180 -220 -260 -300
D
A
B
地表矿体位置 地表矿体位置
C
地表矿化蚀变带位置 40 80 120 160 240 280
D1
东部青河
A1 B1 C1
西在２ 种不同的电性体：低阻 电性体（＜２６０ Ω·ｍ），呈脉状、不规 则透镜状分布于中高电 阻率电性体之中，最大 延深可达４００ ｍ。中 高阻电性体（＞５００ Ω·ｍ）构成本区电性体 的主体。矿化蚀变的展 布受断裂构造的控制， 在电阻率异常剖面上呈 比较明显的带状。对比 研究表明，浅部地球物 理低阻异常位置与地表 矿化蚀变带位置完全吻 合，且该异常带向深部 稳定延伸，并形成较大 的低电阻率异常区。随 后的钻探结果验证了该 区的地球物理异常。
-600 -500
-400
-300
200 -
-100
0
100
200
300
400
500
甘肃某金矿7勘探线EH4连续电导率剖面（上）及解译图（下）
实例2：内蒙大山铁矿EH4勘探
内蒙大山铁矿成矿机理
矿区内四条EH-4深部地球物理测线联合对比图
浅析EH4在寻找金属矿中的应用
下介质的电阻率分布信息。而由于不同频率的电磁
场信号具有不同穿透深度，因此大地电磁测深通过
研究地表采集的电磁数据能够反演出地下不同深度
介质电阻率分布的信息。
EH-4 具有较高的分辨率，接收频点多达 60 个左
右，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。EH-4 采用两个正交的半
圆形发射天线，不存在接地问题，也不需要布设很长
第3期
破裂压力造成岩石破碎形成裂缝，从而出现钻孔漏 利压出来。
失。另外钻孔条件也能造成闭合裂缝开启形成漏 失。 3.2.2 自然漏失
矿区地层在不同地质条件和应力作用下，本身 存在有不同程度的空隙，导致漏失。特别是钻遇至 煤系地层会出现不同程度的漏失，大部分钻孔遇主 煤层后出现全漏失，泵压为零。 3.3 处理措施
的发射导线。EH-4 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。
EH-4 连续电导率成像系统是一种电导率张量
测量仪，利用不同介质具有不同导电率与导磁率原
理 ，将 地 下 不 同 介 质 体 的 电 阻 率 分 布 情 况 反 映 出
来。观测的基本参数为：正交的电场分量（Ex,Ey）和
矿区施工钻遇至结构构造相对完整的泥岩、砂 岩段时，钻进中一回次基本都能打满杆，但由于泥浆
4 结论
泥浆配制要专人负责，同时每班次要对泥浆性 能进行测试并记录在班报表上。添加处理剂要先进 行室内试验研究其可行性，盲目添加处理剂会影响 钻孔的稳定性。施工之前要对钻探设备进行检查， 及时更换损坏部件，减少因设备问题所花费的辅助 时间。同时应加强操作人员的责任心，避免人为因 素造成辅助时间的增多。设备故障等原因致使无法 钻进的情况下，要将钻杆全部提出，避免地层失稳造 成抱钻事故。提钻同时要往孔内回灌泥浆，平衡地 层压差。顶漏钻进必须准确计算压水时间，防止烧 钻事故发生。
EH-4连续电导率成像系统在金属矿勘探中的应用
Ｅ一 Ｈ ４连续 电导率成像系统工作原理与大地 电磁法 （Ｔ Ｍ）
一
样 ，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
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｅ ４ ｍａ ｎ ｔ ｔ ｌ ｒｃｉ ｇ ｙ ｔｍ ｎ ｑ ｅｉ ｓｒ ｍ ｅ ｔ ｓ ｄ ｆ ｒｍｅ ｓ ｒｎ ｅ ｅｅ ｔｉａ ｅ ｉｔ ｉ ｆ ｈ ａｔ ｖ ｒ ｓｒ ｃ ： Ｈ－ ｇ ｅ ｏ ｅｌ ｉ ｕ ｍａ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ａｕ ｉｕ ｔ ｓ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ａ ｕ ｉ ｇｔ ｌｃｒｃ ｌ ｓｓｉ ｔ ｏ ｅ ｅ ｒ ｏ ｅ ｕ ｈ ｒ ｖｙ ｔ ｈ ｄ ｐ ｈ ｒ ｎ ｅ ｆ ａ ｆ ｗ ｔｒ ｏ ｍｏ ｅ ｔ ａ ｎ ｉ ｍｅ ｅ ． ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｒ ｃｐ ｅ ， ｅ ｄ ｏ ｅ ａｉ ｎ ａ ａ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｆ Ｅ ｅ ｔ ａ ｇ ｓ ｏ ｅ ｍｅｅ ｓ ｔ ｒ ｎ ｏ ｅ ｋ ｌ ｈ ｏ ｔｒＴ ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｐ ｎ ｉ ｌｓｆ ｌ ｐ ｒｔｏ ，ｄ ｔ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｏ Ｈ４ ｉ ｉ
（ 桂林矿产地质研 究院 ，广西 桂林 ５ １０ ４ ０４）
【 摘 要 】Ｅ 一 Ｈ ４连续 电导率成像 系统作 为新一代 电磁观测 系统 ，能够观测到 离地表 几米至 ｌ０ ｍ（ Ｏ０ 更深 ）内的地质 断面的
电性 变化信 息。文章介绍 了 Ｅ－ Ｈ ４连续 电导率成像 系统工作原理 、野外 工作方法和数据处理 。通过 Ｅ － 连 续电导率成像 系统在 Ｈ４
Ｄｅ ｏ ｉ． ｄ ｔ ｅｒ ｓ ｌｓ ｎ ｉａ ｅ ａ Ｈ一 ｇ ｅ ｏ ｅｌ ｒ ｇ ｙ ｔ ｍ ａ ｆｅ ｔ ｅｙ ｉ ｎ ｒ ｌ ｘ ｌ ｒ ｔ ｎ ｐ ｓｔ Ａｎ ｕ ｔ ｉ ｄ ｃ ｔｄ ｔ ｔ ｈ ｅ ｈ Ｅ ４ｍａ ｎ ｔ ｔ ｌ ｉ ｉ ｕ ｃ ｍａ ｅｓ ｓｅ ｃ ｎｅ ｃ ｉ ｌ ｍｉ ｅ ａ ｐ ｏ ａ ｉ ． ｖ ｎ ｅ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ＥＨ一 ｇ ｅｏ ｅ ｌｒｃｉ ａ ｅ ｓ ｓｅ ； ａ ｎ ｔ ｔｌ ｒｃｍｅ ｏ ； ｉｅ ａ ｘ ｌ ｒ ｔ ｎ ｙ ｒｓ ４ ｍａ ｎ ｔｔ ｌ ｉ ｕ ｍ ｇ ｔｍ Ｍ ｇ ｅｏ ｅ ｌ ｉ ｔ ｄ Ｍ ｎ ｒ ｌ ｐ ｏ ａ ｉ ｙ ｕ ｈ ｅ ｏ
EH4连续电导率成像仪在新疆某矿区的应用
［ １ ］伍岳 ． Ｅ Ｈ ４电磁 成 像 系统在 砂 岩地 区勘 查地 下水 的应 用研 究 ［ Ｊ ］ ．物探 与化探 ， １ ９ ９ ９ ． ［ ２ ］任广 利 ，王核 ，刘建 平 ，赵铃 ． ２ ０ １ ０ ． Ｅ Ｈ ４连 续 电导率 法在 安徽 南陵县 朱家 冲铜 矿勘查 中的应 用［ Ｊ ］ ．地质 与勘 探． 。 ４ ６ （ ２ ） ： ３ ５ ４ ～３ ６ ０
ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｅｘ ｐｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｎｏ ｎ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ｓ
ＤＯ ＮＧ Ｑ ｉ ｎ ｇ — ｌ ｉ ｎ （ Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｄｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ， Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ， Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ６ １ ０ ０ ５ １ ）
参考 文献 ：
工业 和信 息 化部 ．非金 属矿 工 业 “ 十二 五” 发展 规划 ［ Ｒ ］ ． ２ ０ １ １
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｔｈ ｅ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｇｅ ｏ ｐｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇｅ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑｕ ｅ ｓ
ｏ ｉ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｂ ｕ ｉｅ ｒ ｄ ｍａ ｇ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｌ ｉ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｕ ｏ ｒ ｅ ｂ ｏ ｄ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｌ ｉ ｖ ｉ ｎ ｅ ｐ ｙ ｒ ｏ ｘ ｅ ｎ ｉ ｔ ｅ ．
EH4双源大地电磁测深系统及应用资料
波
2E 2E E
t 2
t
动 方
2H 2H H
程
t 2
t
亥 2E k2E 0 母 霍 2H k2H 0 兹 k 2 2 i 方 程
因为大地电磁的频谱 成份属于低频的范畴， 通常可以忽略位移电 流，这时K进一步简化
为 K i
如何达到测深的目的？
电磁波在大地介质中的穿透深度（或趋肤深度） 与频率有关。穿透深度可由下式表示：
EH4双源大地电磁测深系 统及应用
张西君 2013年8月15日
一、 EH4测深系统简介 二、EH4的基本理论 三、EH4野外工作 四、EH4数据处理 五、EH4的应用实例
1、 EH4测深系统简述
EH-4测量系统是一种用来测量地下电阻率 的一种电法仪器。这套仪器是一种特殊的 大地电磁测深（MT）仪器。它既可以接收 天然场源的大地电磁信号，又可以接收人 工场源的电磁信号，并且它所接收的频率 高于MT仪器所采集的频率。
大地电磁测深法资料处理的一般步骤是对 获得的时间记录作付里叶变换后进行标定、 校正,求得电磁场频谱,采用有效的数值方法 获取张量阻抗,进行有意义的分解之后计算 各种描述参数
一、方法简介 二、EH4的基本原理 三、EH4野外工作 四、EH4数据处理 五、EH4的应用实例
秋木沟铁稀矿勘查
勘查区北西向短轴向斜发育，出露二叠系中统峨 眉山玄武岩组、二叠系上统龙潭组地层。 根据项目初期地质考察成果以及工作目的任务要 求，拟在玄武岩区域寻找铁质、铝质矿体。依据 以往工作经验，矿体上覆的煤系地层为低视电阻 率，矿体下伏的玄武岩为较高视电阻率，铁矿层 为中低电阻率，可以根据视电阻率的差异用音频 大地电磁法来分辨出铁矿体沉积的有利位置，为 地质工程提供物探依据
EH-4连续电导率剖面测量仪深边部找矿应用试验
ｉｔｒａ ｅ ａ ｄ ａ ｊｃ ｎ ｏ ｋ ｎ ｅｆｃ ） ｎ ｄａ ｅ ｔｒｃ ．Ｔｈ ｒｆ ｒ ． ｅ ｅｏ ｅ ＥＨ一 ａ ｆ ｃｉｅｙ ｄ ｔｃ ｈ ｉ ｅ ｅ ｃ ｆ ｏ ｄ ｃｉｉ ４ｃ ｎｅｆ ｔ ｌ ｅｅ ｔ ｅｄｆ ｒｎ ｅｏ ｎ ｕ ｔ ｔ ｅ ｖ ｔ ｆ ｃ ｖｙ ｂ ｔ ｅ ｎ ｄ ｅ ｅ ｌｇｃ ｌ ｂｅ ｔ ｎ ｘ ｒ ｃ ｎ ｏｍａｉｎ ｏ ｅ ｐ ｇ ｏｏ ｉａ ｏ ｊｃｓ ｅ ｗｔｅ ｅ ｐｇ ｏｏ ｉ ｊｃｓａ ｄ ｅ ｔａ ｔｉｆ ｒ ｔ ｆｄ ｅ ｅ ｌｇｃ ｌ ｂｅ ｔ． ａｏ ｏ
色金 属 大型 矿 山经 过 多年 开 采 ， 数矿 山接 替 资源 多 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 ， 有 的 物探 方 法 和 原
展 了深边 部 找矿 应用 试 验工பைடு நூலகம்作 。 验 结果 表 明 ， Ｈ一 试 Ｅ
摘 要 ： 对 矿 山深 边 部 地 质 找 矿 难题 ， 某 矿 山开 展 从 美 国引 进 的新 一 代 电磁 观 测 系 统 Ｅ 连 续 电 导 率 剖 面 针 在 Ｈ４
测 量 仪 的应 用 试 验 工 作 。 验 结 果 表 明 ， Ｈ一 系统 的 测 量 结 果 和 已 知 地 质 信 息 有 较 好 的 对 应 关 系 ， 够 比较 试 Ｅ ４ 能
１ Ｅ ４ Ｈ一 系统 的 工 作原 理
中 图 法 分 类 号 ： ３ ． Ｐ６ １ ３
应用试验
效 果 分 析
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ２ ７ ７ （ ０ ０ ０ — ３ ７ Ｏ ｌ ０ ３ ８ ２ １ ） ３０ ５ 一 ３
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｏ ｅ ｃ ｍｅ ｔ ｅ ｄ ｆｉｕ ｔｅ ｎ ｏ ａ ｘ ｏ ａ ｉｎ ａ ｅ ｎｄ ｐｅ ｉ ｅ ａ ｉ ｆ ｓｒ ｃ ： ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｖ ｒ ｏ ｈ ｉｆ ｌｉｓ ｉ ｒ １ｅ ｐｌｒ ｔｏ ｔｄｅ ｐ ａ ｒｐｈ ｒ ｌｓｄｅ ｏ ｃ ｍ ｉｅ ｔ ｗ ｎｓ ｒ ｎ ｈｅ ｎｅ ｉ ｔｕｍｅ ｎｔ ＥＨ一 ｆ ｏ Ａｍｅ ｉａ ｗａ ｍｐｏ ｔ ｄ ａ ｐ ｌ ｄ ｉ ｒ ｘ ｌ ｒ ｔｏ ｔ ａ ４￣ ｍ ｒ ｒｃ ｓ ｉ ｒｅ ｎｄ ａ ｐ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｐ ｏ ａ ｉｎ ａ ｅ ｓ ｅ ｉｉ ｉ ． ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｗｅ ｈａ ｈ ａ ｕ ｅ ｎｔ ｆＥＨ一 ｒ ｎ ａ ｃ ｒ ａ ｅ ｗｉｈ ｋｎ ｗｎ ｐ ｃｆｃｍ ｎｅ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｄ ｔ ｔｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｓｏ ４ ｗｅ ｅ ｉ ｃ ｏ ｄ ｎｃ ｔ ｏ
EH-4 电磁测深在某地区隧道物探中的应用
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。
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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。