岩浆型铜镍硫化物矿床综合地球物理勘查技术：以新疆喀拉通克为例

中亚造山带内发育大量岩浆型铜镍硫化物矿床,但由于岩体规模较小且产状多变,围岩中碳质层普遍发育,深部浸染状矿体难以准确定位。本文以新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床为例,建立了适用于该类型矿床的综合地球物理勘查技术。首先根据岩体与碳质层的地球物理特性,建立了“重力磁法-金属矿地震法-电性源短偏移距瞬变电磁法”技术组合,具体包括：(1)重磁扫面圈定隐伏成矿岩体的地表投影位置;(2)地震勘探圈定岩体的顶底界面和赋存空间;(3)电性源短偏移距瞬变电磁法恢复碳质层的电阻率信息和极化率信息。进而提出通过确定成矿岩体和碳质层的空间关系间接推断矿体赋存空间的新思路：(1)当岩体下方赋存碳质层时,推断岩体的底部或者内部赋存浸染状矿体;(2)当岩体下方未赋存碳质层时,推断岩体的底部或者内部不发育矿体。由此,本文建立了喀拉通克岩浆铜镍矿床含碳质层的成矿模型,并为造山带内其他岩浆型铜镍硫化物矿床的勘探提供了技术方案和探测示范。     

接地源短偏移瞬变电磁法研究展望

开展第二深度空间(500~2000 m)矿产资源精细探矿,已成为一项紧迫和长期的任务,研究瞬变电磁探测新方法、新技术,是完成大深度、高精度找矿任务的途径之一.针对电性源瞬变电磁法的优越性,本文提出采用接地源短偏移瞬变电磁法解决深部目标矿体精细探测这一问题.从探测装置、探测深度、数据处理、资料解释等方面对这种方法进行讨论.通过对短偏移装置探测能力、对地形影响、静态效应、偏移成像等几个关键技术问题的分析,认为这种方法可以实现大深度、高精度探测目标.接地线源短偏移瞬变电磁法是一种适合深部探矿并值得推广的方法.     

地下洞体的三维电阻率探测方法

高分辨电阻率法采用单极-偶极装置,对老窑等地下洞道非常敏感,可以提供快速、准确、直观的成像反演解释方法.为进一步提高探测的准确性、避免旁侧影响,将单极-偶极装置以网格方式布设在地面上进行面积测量,在纵横两个方向都形成对地下分析分辨单元的多次覆盖观测,实现三维电阻率勘探.在三维高分辨电阻率探测中,直接成像解释方法仍然有效,获得的地下洞体的位置和影像更为精确.     

点电荷微元与偶极子源的时域电磁场响应对比(英文)

电偶极子依靠两个等量异号电荷的加速运动实现电磁场辐射,同样地,时变点电荷微元可以依靠单个电荷的加速运动产生电磁场。基于这种电磁场理论实质,本文开展了点电荷微元与偶极子源的时域电磁场响应对比研究。首先,给出三维导电空间点源的时间域位函数;然后,利用辅助位函数与电场、磁场响应之间的关系,给出均匀无耗全空间的点电荷载流微元时间域电场、磁场的表达式。并从阶跃关断时刻、近源区场、远源区场等方面对比分析全空间中两种源的异同。研究结果表明:在近源区,两种源产生的场差别较大;在远源区,两种源产生的场几乎相同。通过实际观测的数据和使用电偶极子源公式对简化模型计算结果的对比,认为点电荷微元场的空间分布更符合实际场源产生的电场、磁场分布特征。     

多通道瞬变电磁法2D有限元模拟

多通道瞬变电磁法的反演工作是在大地脉冲响应的基础上进行的,因此本文用2D有限元正演来求取大地脉冲响应,实现多道瞬变电磁法的正演模拟研究.研究工作首先在有源大地电磁法2D有限元模拟的基础上进行,原有2D有限元法的频带相对于多通道瞬变电磁法的频带是窄频的,为此采用校正法将其扩展到所需的宽度,实现了频率域宽频带有源电磁勘探方法的正演模拟;然后通过频时变换变换到时间域,得到瞬变电磁法的阶跃响应;最后通过求取阶跃响应的时间导数,得到大地脉冲响应.针对多通道瞬变电磁方法的装置特点,用有一定埋深的顺层成矿模型分析了大地脉冲响应特征,发现对有一定埋深的顺层产出的矿脉模型来说,频率域电磁场结果以及时间域大地脉冲响应结果均需移除背景场才能突出异常体的存在,然而,在实际工作中,未知的背景场限制了其实用性.为此,本文利用多通道瞬变电磁方法数据量大的特点,提出用不同偏移距的等时曲线与等时断面来展示脉冲响应模拟结果,事实表明这两种展示方式可以清晰地分辨出矿体引起的异常,且能准确定位矿体的中心在地面的投影位置,从而说明多通道瞬变电磁方法相对于频率域有源电磁方法,对有一定埋深的顺层矿床有更高的分辨能力.

     

第二深度空间矿产资源探查理念与电磁法找矿实践

我国第一深度空间(0~500 m)矿产资源量已不能满足国家战略需求, 基于我国深部矿产资源形成的空间和条件的优越性及复杂性, 提出了第二深度空间(500~2000 m)探查大型与超大型矿产资源的科学理念.本文通过两个电磁探测实例, 论证这一理念的正确性.首先, 分析了近源电磁探测和基于飞行平台的电磁探测新方法, 以及噪声去除、反演成像和综合解释等精细数据处理技术.利用近年来新发展的短偏移距瞬变电磁法, 在河北围场铜多金属矿区进行了示范探测, 圈定6处深部矿化异常, 全部得到钻孔验证; 采用可控源音频大地电磁法, 在山东省胶东金矿区精细刻画出深部构造, 并圈定了有利赋矿部位, 揭示了焦家、马塘、寺庄等独立分布的金矿床, 其主矿体均在第二深度找矿空间相互连接, 实际属于同一金矿床, 是世界罕见的超巨型金矿床.两个地球物理探测成果, 是第二深度空间矿产资源成矿理论和找矿实践的有效范例.

     

多道瞬变电磁法共中心点道集数据联合反演

多道瞬变电磁法是目前地面资源勘查领域的研究热点,开展该方法观测数据的一维反演对完成装备研发及技术推广具有积极的推动作用.针对多道瞬变电磁法特殊的源波形和数据采集方式,本文对多道瞬变电磁数据的响应提取和一维反演进行了研究.首先,采用反卷积方法从伪随机二进制序列全波形响应数据中提取大地脉冲响应.为了避免脉冲响应中空气波的干扰,提出采用反向积分算法,把脉冲响应转换成下降沿阶跃响应,并将其整理成共中点道集.最后,为充分利用各个偏移距下的响应数据对不同深度范围目标体的分辨能力,采用基于OCCAM算法的联合反演方法对共中心点道集数据进行联合反演.结果表明在不同目标体深度以及有噪声干扰的情况下,共中心点道集数据联合反演计算均可获得较好的结果.     

张量CSAMT有效观测区域模拟对比分析

根据标量CSAMT、垂直双偶极源CSAMT、三偶极源CSAMT等多分量响应式设计程序,通过数值模拟给出其十字型场源的X方向和Y方向电偶极子电磁场各分量的场值分布图,发现十字型观测区域中存在着分布零散且较广的弱区,有效观测区域较小,且对地形条件要求苛刻,不利于在山区等地形起伏复杂地区施工.在旋转三偶极装置的原理基础上提出了多偶极子源矢量合成测量方式,相比较十字型场源的施工方式而言,通过矢量合成多组的电偶极子,有利于实现全区无弱区观测,同时场源铺设简便对各种地形有着较强的适用性.研究结果为张量可控源进一步的测量工作提供技术依据.

     

层状介质井中电测数值计算及其应用研究

采用Gauss-Laguerre求积公式对层状介质井中电测地-井方式的ΔV1（电位梯度）、ρa参数进行了理论计算.大量的正演数据揭示在层状介质情况下,井中电测地-井方式观测可以获得台阶异常,与相应的地电层相对应;低阻覆盖层和中间低阻层对井中电测影响很大,厚层覆盖区对地-井方式观测不利;水槽模拟和应用实例表明,分析实测资料时,要考虑层状介质ΔV1、ρa的正常场特征,对实测数据进行正常场改正,分析正常场改正后的ΔV″1异常效果较好.     

利用自制SEP电磁观测系统研究祁幔塔格山和西柴达木盆地岩石圈结构

地球物理是开展"深地"探测最重要的技术手段之一,利用高精度装备进行数据观测和实验分析,通过数据处理和信息认识地球内部复杂结构.高端地球物理勘探装备,尤其是电磁勘探装备,长期以来被美国、加拿大、德国等欧美国家垄断,制约了中国"深地"探测技术的发展.中国科学院地质与地球物理研究所联合国内相关科研单位成功研制地面电磁探测(S...