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[摘要]简要介绍研究区的地质特征;叙述音频大地电磁(AMT)法工作方法、资料处理及反演基本流程;最后将反演推断结果与后期钻探验证进行对比后得出结论:音频大地电磁测深在找隐伏构造中的应用中取得较好的效果。
[关键词]音频大地电磁测深 隐伏构造
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-5-245-1
1研究区地质特征
研究区为山间断坳盆地,基底地层分布在盆地周围,有寒武系、泥盆系、下石炭统、上三叠统、下侏罗统地层。在盆地南东面基底可能有燕山早期花岗岩(γ52-3)分布。
基底地层为下侏罗统金鸡组(J1)。
盖层为上白垩统南雄组(K2),地层比较简单,以河湖相为主的红色碎屑岩沉积,分K2a、K2b两层。下组砾岩层(K2a):紫红色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩夹细砂岩。上组砂页岩层(K2b):紫红色砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩互层,局部夹有含炭砂岩。
2工作方法
音频大地电磁测深法(AMT)工作方法、观测参数和MT相同,只不过它观测音频范围内(10400~0.35Hz,对V8而言)的大地电磁场(又称天然场)。它主要由太阳风与地球磁层、电离层之间复杂的相互作用,是一个复杂的电磁震荡。大地电磁场入射到地下时,一部分被介质吸收衰减;一部分反射到地面。它带有反映低下介质电性特征的电磁场信息,人们通过观测地表的电、磁场分量,来研究地下地质结构及其分布特征[1]。
采取标准的十字型装置Hxy、Hyx、Exy、Eyx四分量张量观测方式,Hxy、Exy为正南北方向的磁场与电场分量,Hyx、Eyx为正东西方向的磁场与电场分量,用森林罗盘仪定向,角度误差<1度,用测绳量距离,误差<0.5m,电极距80m,接地电阻<2000Ω?Μ,电极埋深>30cm,磁棒埋深>20cm,观测时间>2 小时。
3资料处理
3.1预处理
V8系统采集记录的是大地电磁场的时间序列数据,对记录的电场和磁场数据进行同步处理、富氏变换得到AMT数据的功率谱矩阵文件,一般形成20—40个按记录时间顺序分段的功率谱文件,对这些功率谱文件在各频点(共60个频点)上的数据进行编辑、挑选,剔除品质差的数据后,按AMT理论计算出各测点的视电阻率、振幅相位等电性参数。上述处理均是应用加拿大凤凰公司的随机软件包完成。
3.2A曲线圆滑
对比临近测点的视电阻率、振幅相位曲线对各测点的视电阻率、振幅相位曲线进行人工圆滑,使曲线相对连续光滑,以符合AMT是体积勘查、各频点视电阻率数据应是连续过渡的理论原则。
3.3静电位移校正
地表存在的局部电性不均匀体会影响大地电磁场的正常分布,一般造成测点的视电阻率曲线相对于正常情况发生整体平移(在对数坐标系中),常见的是一条视电阻率曲线整体平移,有时两条视电阻率曲线都发生整体平移,但测点的振幅相位曲线不受影响。此即AMT的静电位移。它严重影响了资料的正确解释。静电位移校正,首先是基于趋肤深度原理,当电磁频率较高时,其反应的是测点附近小范围、近地表的地质介质的电性,此时TE极化与TM极化的视电阻率曲线的幅值应相等。当高频段(一般考察1—6频点)TE极化与TM极化的视电阻率曲线即分离时,移动一条曲线,使其高频段和另一条曲线高频段重合。
由于AMT的场源是来自高空的平面电磁波,其低频勘探深度大、影响范围也大。显然,测点上的测得的视电阻率不仅有本点地下电性介质的贡献,也有临近测点地下电性介质的贡献。所以,剖面上临近测点上的视电阻率幅值应接近。据此,对比剖面上各测点的视电阻率曲线,当某点视电阻率的幅值明显偏离其它点视电阻率的幅值范围(级次)时,把其整体移动到其前后点视电阻率曲线的幅值范围(级次)内。
3.4极化模式判别
二维介质中天然电磁波可分解为两组独立的偏振波,即横磁(H)极化与横电(E)极化。H极化电流线与构造走向垂直,E极化电流线与构造走向平行,二者受非均匀性的影响不同,二维解释首先要正确判别极化模式,判别原则如下:①在相同的电性结构单元中,各点的TE与TM曲线应类型一致;②在频率剖面图上ρTE比较连续;③凹陷中(低阻)ρTE>ρTM,隆起上(高阻)ρTM>ρTE;④正演计算拟合实测曲线。⑤对不正确的极化模式,对换ρTE与ρTM数据。
4反演及解译
4.1反演
对剖面进行了带地形的ρTE、ρTM二维连续介质反演,反演结果见图1。
反演结果图件为电阻率等值断面图,图中电阻率等值线密集带往往是不同电性单元的分界面或断裂(带)的反应,本报告选择二维连续介质反演结果作为综合解释的电性模型。
4.2解译
根据AMT反演结果推断剖面地质结构如图2。
5结论
后期经过钻孔验证,319.57~327.55m为硅化角砾岩带,从构造岩性和规模上看可能为基底构造,经取样化验分析,构造带上具金、银、铜、铅、锌、钼、硒矿化显示,其中铜、铅、锌达工业品位,同时在构造带上盘蚀变带中也见有铜、铅矿化。构造带在深部有稍微变窄的现象,蚀变带比较稳定。该孔为工业矿孔,圈定一个以铅锌为主的多金属矿体。
由此可以见,音频大地电磁测深在在找隐伏构造方面效果较好,具有不受高阻层屏蔽、对高阻层分辨能力强;横向分辨能力强;勘探深度大、费用低、施工方便等优点[2]。能够满足地质找矿的需要。
参考文献
[1]席振铢.音频大地电磁测深法[D].湖南:中南大学,2008.
[2]陈小斌.大地电磁测深原理及应用介绍[R].北京:北京大学,2011:9.
[关键词]音频大地电磁测深 隐伏构造
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-5-245-1
1研究区地质特征
研究区为山间断坳盆地,基底地层分布在盆地周围,有寒武系、泥盆系、下石炭统、上三叠统、下侏罗统地层。在盆地南东面基底可能有燕山早期花岗岩(γ52-3)分布。
基底地层为下侏罗统金鸡组(J1)。
盖层为上白垩统南雄组(K2),地层比较简单,以河湖相为主的红色碎屑岩沉积,分K2a、K2b两层。下组砾岩层(K2a):紫红色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩夹细砂岩。上组砂页岩层(K2b):紫红色砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩互层,局部夹有含炭砂岩。
2工作方法
音频大地电磁测深法(AMT)工作方法、观测参数和MT相同,只不过它观测音频范围内(10400~0.35Hz,对V8而言)的大地电磁场(又称天然场)。它主要由太阳风与地球磁层、电离层之间复杂的相互作用,是一个复杂的电磁震荡。大地电磁场入射到地下时,一部分被介质吸收衰减;一部分反射到地面。它带有反映低下介质电性特征的电磁场信息,人们通过观测地表的电、磁场分量,来研究地下地质结构及其分布特征[1]。
采取标准的十字型装置Hxy、Hyx、Exy、Eyx四分量张量观测方式,Hxy、Exy为正南北方向的磁场与电场分量,Hyx、Eyx为正东西方向的磁场与电场分量,用森林罗盘仪定向,角度误差<1度,用测绳量距离,误差<0.5m,电极距80m,接地电阻<2000Ω?Μ,电极埋深>30cm,磁棒埋深>20cm,观测时间>2 小时。
3资料处理
3.1预处理
V8系统采集记录的是大地电磁场的时间序列数据,对记录的电场和磁场数据进行同步处理、富氏变换得到AMT数据的功率谱矩阵文件,一般形成20—40个按记录时间顺序分段的功率谱文件,对这些功率谱文件在各频点(共60个频点)上的数据进行编辑、挑选,剔除品质差的数据后,按AMT理论计算出各测点的视电阻率、振幅相位等电性参数。上述处理均是应用加拿大凤凰公司的随机软件包完成。
3.2A曲线圆滑
对比临近测点的视电阻率、振幅相位曲线对各测点的视电阻率、振幅相位曲线进行人工圆滑,使曲线相对连续光滑,以符合AMT是体积勘查、各频点视电阻率数据应是连续过渡的理论原则。
3.3静电位移校正
地表存在的局部电性不均匀体会影响大地电磁场的正常分布,一般造成测点的视电阻率曲线相对于正常情况发生整体平移(在对数坐标系中),常见的是一条视电阻率曲线整体平移,有时两条视电阻率曲线都发生整体平移,但测点的振幅相位曲线不受影响。此即AMT的静电位移。它严重影响了资料的正确解释。静电位移校正,首先是基于趋肤深度原理,当电磁频率较高时,其反应的是测点附近小范围、近地表的地质介质的电性,此时TE极化与TM极化的视电阻率曲线的幅值应相等。当高频段(一般考察1—6频点)TE极化与TM极化的视电阻率曲线即分离时,移动一条曲线,使其高频段和另一条曲线高频段重合。
由于AMT的场源是来自高空的平面电磁波,其低频勘探深度大、影响范围也大。显然,测点上的测得的视电阻率不仅有本点地下电性介质的贡献,也有临近测点地下电性介质的贡献。所以,剖面上临近测点上的视电阻率幅值应接近。据此,对比剖面上各测点的视电阻率曲线,当某点视电阻率的幅值明显偏离其它点视电阻率的幅值范围(级次)时,把其整体移动到其前后点视电阻率曲线的幅值范围(级次)内。
3.4极化模式判别
二维介质中天然电磁波可分解为两组独立的偏振波,即横磁(H)极化与横电(E)极化。H极化电流线与构造走向垂直,E极化电流线与构造走向平行,二者受非均匀性的影响不同,二维解释首先要正确判别极化模式,判别原则如下:①在相同的电性结构单元中,各点的TE与TM曲线应类型一致;②在频率剖面图上ρTE比较连续;③凹陷中(低阻)ρTE>ρTM,隆起上(高阻)ρTM>ρTE;④正演计算拟合实测曲线。⑤对不正确的极化模式,对换ρTE与ρTM数据。
4反演及解译
4.1反演
对剖面进行了带地形的ρTE、ρTM二维连续介质反演,反演结果见图1。
反演结果图件为电阻率等值断面图,图中电阻率等值线密集带往往是不同电性单元的分界面或断裂(带)的反应,本报告选择二维连续介质反演结果作为综合解释的电性模型。
4.2解译
根据AMT反演结果推断剖面地质结构如图2。
5结论
后期经过钻孔验证,319.57~327.55m为硅化角砾岩带,从构造岩性和规模上看可能为基底构造,经取样化验分析,构造带上具金、银、铜、铅、锌、钼、硒矿化显示,其中铜、铅、锌达工业品位,同时在构造带上盘蚀变带中也见有铜、铅矿化。构造带在深部有稍微变窄的现象,蚀变带比较稳定。该孔为工业矿孔,圈定一个以铅锌为主的多金属矿体。
由此可以见,音频大地电磁测深在在找隐伏构造方面效果较好,具有不受高阻层屏蔽、对高阻层分辨能力强;横向分辨能力强;勘探深度大、费用低、施工方便等优点[2]。能够满足地质找矿的需要。
参考文献
[1]席振铢.音频大地电磁测深法[D].湖南:中南大学,2008.
[2]陈小斌.大地电磁测深原理及应用介绍[R].北京:北京大学,2011:9.