物探工作方法与技术要求—卓凤吉教案资料

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1、1 5万地质矿产调查物探方法技术 黑龙江省地质调查研究总院物化探室卓奉吉 1 5万地质矿产调查物探工作技术要求在此项工作中投入的物探工作种类较多 但主要有地面高精度磁法测量 激发极化法测量 下面介绍上述两种方法工作设计 野外施工 原始资料 数据处理 图件绘制 报告编写等方面的要求 一 地面高精度磁法测量1 工作设计按照工作任务和目的编写设计 包括方法技术 各项精度 原始资料 图件编制 数据处理 报告编写等内容 方法技术部分应包括方法试验内容 其中有探头高度 观测精度等内容 2 野外施工严格执行设计 按工作顺序进行野外施工 发现问题及时改正3 原始资料应包括日变站选择 基点选择 基点联测 校正点

2、选择 日变观测 原始观测等数据和各项改正后数据 数据格式为文本文件 各项改正后数据文件应包括线号 点号 场值 nT 东向距 m 北向距 m 二 激发极化法测量1 工作设计按照工作任务和目的编写设计 包括方法技术 各项精度 原始资料 图件编制 数据处理 报告编写等内容 方法技术部分应包括方法试验内容 其中包括装置类型 供电极距 接收极距 供电周期 延迟时间 积分时间 频率选择 观测次数 观测精度等内容 2 野外施工严格执行设计 按工作顺序进行野外施工 发现问题及时改正 3 原始资料应包括装置类型 供电极距 接收极距 供电周期 延迟时间 积分时间 频率选择 原始观测等数据 数据格式为文本文件 最终

3、数据文件应包括线号 点号 视电阻率 M 视极化率或视幅频率 东向距 m 北向距 m 4 数据处理数据处理目的是提取岩性 构造等与成矿有关的信息 包括反演 包括正演拟合 等方法 保存数据处理后的文件 其文件格式为网格化文件 GRD 5 图件编制基本图件有剖面平面图和等值线平面图 剖面平面图和等值线平面图上颜色 剖面平面图正值区用红色 最好用渐变颜色 等值线平面图正值区等值线之间用红色 浅红 深红 即深红 浅红对应大正 小正 处理图件种类根据数据处理结果来确定 处理图件按照等值线平面图的方法上颜色 图件格式一律为MAPGIS的点 线 区文件 6 报告编写报告包括工作方法技术 方法试验 各项精度 图

4、件编制 数据处理 电性特征 异常编号 异常综合分析等内容 异常属性按照数据库要求执行 1 5万地质矿产调查物探工作管理要求1 按照任务书 技术要求编写物探工作设计 2 设计通过审查之后 按照设计技术路线组织实施物探工作 3 物探试验工作结束 其试验报告经过矿调办审查之后 才能投入面积性工作 4 完成物探工作量之后 编写物探工作总结 提交野外验收 5 野外验收合格的物探工作资料 可用于其它地质工作所需的各个阶段 包括最终报告编写 6 物探工作情况如实反映在项目工作年 季 月报 7 1 5万矿调办指定一名物探专业人员负责物探工作设计审查 试验报告审查 野外验收 报告审查 每个项目物探工作设计审查

5、试验报告审查 野外验收 报告审查工作由1 5万地质矿产调查专家库的物探人员承担 8 根据实际情况和工作进展 需要调整物探工作 编写物探工作调整报告 经矿调办批准 实施批准意见 方法技术各个阶段1 研究方法理论基础2 制定规范实施要求3 突出异常操作目的方法正确度选择性数据精确度离散性异常显著度完整性 矿产物探方法技术 地面物探方法地下物探方法 地面物探方法EarthSurfaceGeophysicalExploration 电法传导类 电阻率法 激发极化法 TIP 幅相激电法 SIP 感应类 瞬变电磁法 TEM 可控源音频大地电磁法 CSAMT 分布式被动源电磁法 DPEM 磁法垂直分量总场梯

6、度重力布格异常垂向梯度地震反射波折射波面波管波核物理射线强度红外辐射核磁共振 地下物探方法EarthSubsurfaceGeophysicalExploration 目标 寻找井旁 井底盲矿 寻找井间 坑道间 盲矿1 确定其形态及位置 2 确定两见矿孔矿体是否连接及如何连接 3 钻孔所见矿体在剖面上的延伸长度 方法 地 井激发极化法大功率充电法地 井瞬变电磁法无线电波透视法声波透视法三分量磁测放射性强度测量密度测量 一 时间域激发极化法TIP TimeDomainInducedPolarizationTransientInducedPolarization人工直流场源 电性源 时间域是以不同岩

7、 矿石激电效应之差异为物质基础 通过观测和研究大地激电效应 以探查地下地质情况的一种电法 激发极化法工作原理 通过向布设在地表的A B两个电极供以具有一定循环周期的双向脉冲电流 在电流间歇期间观测激化体产生的二次电位 观测参数 1 极化率 采样时间 2 充电率 积分时间 应用目的 主要用于普查多金属硫化物矿床圈定矿化带 发现极化异常体尤其是矿石结构为浸染状矿床 作为首选方法勘探深度 200米左右特点 受地形影响相对较小 同一装置可观测多条测线 效率高 影响因素 石墨 星散矿化常见的黄铁矿化 磁铁矿化或其它分散的金属矿化 同样可产生激电异常 地形切割剧烈 河网发育地区 覆盖层厚度大 电阻率又低

8、形成低电阻屏蔽干扰 覆盖层电阻率高 无法供电 应用条件限制 工作装置应用目的 1 中间梯度 普查 多条线观测 效率高特点 受低阻屏蔽较小 穿透深度大 地形影响小 2 联合剖面 寻找陡产状的地质体确定目标体的顶端位置分辨率高 效率低3 对称四极测深 研究地层垂向变化 确定界面深度和极化体空间分布垂向分辨率高受地形影响较大 效率低 二 频率域激发极化法 幅相 幅频 双频 SIP SpectralInducedPolarization人工交流场源 电性源 频率域幅相激电的电化学原理与时域激电相同 只是在观测方式上存在不同 它是利用一定频率的交变电流场来激发源 观测地下岩石的极化二次场效应随频率变化的

9、规律 1 幅频激电变频激电是在两个以上频率观测交变电流场的幅值 根据相同电流强度下低频fd和高频fg的电位差或视电阻率的幅值 计算视频散率2 相位激电该方法是观测地中交流电场 电位差 相对于交变供电电流的相位移 是一种复电阻率观测方式 工作原理 幅值 视相位角 频域 充电率 极化率 时域 测量参数 工作装置 偶极 偶极组合方式 频域激电的主要工作装置改变偶极距进行测深 一般n最大为9最大勘探深度 oo 2 幅相激电法最大优点就是由于它采用了选频测量 直接观测总场幅值和总场相对发射电流的相位 从而极大地提高了其抗干扰能力 主要用于普查常用的装置为偶极 偶极组合工作电流只需几百mA 仪器轻便灵活

10、工作效率高适合复杂地形条件工作异常形态复杂受电磁耦合影响较大 特点和适用范围 实际工作中应注意的几个问题 仪器参数频率域 供电频率时间域 充放电特性 供电时间 延时 积分工作装置多样物性工作全面解释推断异常研究 异常正演拟合 验证后再解释负异常原因客观现象 电磁偶合 分布电容 电磁效应电感 地质效果 高程 米 视极化率 10ms 视相位0 25Hz mrad GDP 32测相位 视电阻率 0 25Hz M GDP 32测视电阻率 自电 V mv 视充电率 双极性脉冲 T 8s 视相位 1Hz mrad 视相位 三频校正后 mrad 视相位 单频校正后 mrad 感应类电磁法分类 场源形式 人工

11、场源 天然场源场源性质 电性源 磁性源响应性质 频率域 时间域目前成熟 实用 取得效果的电磁法TEM法属于人工场 磁源时域电磁法CSAMT法属于人工场 电源频域电磁法DPEM法属于天然场 时域电磁法 感应电磁法原理 是以地壳中岩石的导电性与导磁性差异主要物质基础 根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间与时间分布规律 以寻找地下良导矿体或解决其它地质问题的一种电法勘查方法 电磁法是基于宏观电磁场的理论 以麦克斯韦方程组为理论基础 利用多种频率的谐变电磁场或不同形式的周期性脉冲电磁场为激发源 研究观测地下空间电性变化而产生的异常电磁场 感应电磁法原理 频率域电磁法研究多频谐变电磁场 时间域电磁法研究

12、周期性脉冲电磁场 电磁场的频率特性与时间特性具有一定的对应关系 两类方法产生异常的原理均遵循电磁感应定律 交变电磁场在导电大地介质中感应出二次电流 该二次电流又产生二次磁场 电磁接收机测量一次场和二次场 通过分析二次场的变化规律达到找矿和解决地质问题的目的 电磁法瞬变电磁法感应类低频感应类频率域时间域总场纯异常场 二次场 频率取样时间信号大小信号频带窄宽加大勘探深度容易不易地形影响小大收发距 方位精度高低IP电化学作用TEM电磁感应取样时间200 10000ms取样时间0 1 200ms 电磁法与瞬变电磁法异同点 TEM Transientelectromagneticmethod属于低频感应

13、类电磁法非频率域 属时间域纯异常场方法发射电流关断后测量二磁场TEM电磁感应IP电化学作用频率关系 T 1 f 三 瞬变电磁法 瞬变电磁法 TEM 它是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲电磁场 在一次电磁场的激励下 地下导体内部受感应产生涡旋电流 在一次脉冲磁场的间隙期间 涡流电流产生的二次磁场不会随一次场消失而立即消失 即有一个瞬变过程 利用线圈或接地电极观测二次磁场 研究其与时间的变化关系 从而确定地下导体的电性分布结构及空间形态 由于瞬变电磁法研究的是导体内涡流的过渡过程 观测是在脉冲间隙期间进行的不存在一次场源的干扰 又由于脉冲是多种频率的合成 不同延时观测的主要频率成份不同

14、相应时间的电磁场在地下传播速度不同 因而勘测的深度不同 基本原理 观测参数 dB dt 感应电动势 目前绝大多数仪器测量此参数B 磁场 前苏联用超大功率发射机 超导探头测量E 电场 电偶极源发射装置输出结果形式 1 用电流归一 单位量纲 v A2 用接收线圈面积归一 AR单位量纲nv m23 用感应段强度归一无量纲 装置类型 中心回线组合由偶极接收线圈放在发射回线的中心而组成 发射回线和接受线圈在观测剖面上同步移动 观测dBz dt 也可以同时观测三个分量 无论是在普查阶段还是在详查阶段 该装置都是剖面测量和测深观测的主要装置之一 接收二次磁场垂直 铅垂 分量回线边长 除用重叠回线装置回线尺寸

15、外 可做小回线 最小可为1米 即1 1m 200 200m 重叠回线组合发射线圈和接收线圈为两个大小和形状完全一样的回线在空间上重叠在一起 沿剖面同步移动 观测dBz dt分量 回线边长通常从几十米到二百米 为了降低超顺磁效应 采用偏离回线组合 重叠回线装置 由于接收线圈为一较大的回线 对于浅层局部导体的响应具有 平均 作用 普查常用的装置 国内瞬变电磁仪器的主要工作方式测量垂直地表的二次磁场回线边长 20 20m 40 40m 50 50m 100 100m 200 200m 偶极 偶极组合发射为一多匝线圈 接收线圈采用多匝线圈或探头 接收和发射线圈可以在同一测线上或分别在两条测线上保持一定

16、间隔同步移动 可同时观测瞬变场的三个磁场分量 装置轻便灵活 工作效率高 相对探测深度小些 适用与寻找浅部导体的快速普查 目前偶极装置用的主要是水平共面组合除做瞬变测深外 还可做几何测深 改变接发距发射线圈直径 1m 20m异常形态复杂 多峰 伴生反向极值记录点 Tx Rx中点 发射线圈为边长几百米或一公里的大回线 一般为600 300m回线 固定不移动 用一个小的接收线圈沿测线移动进行观测 发射回线可为矩形或方形回线 可以在回线内测量 也可以在回线外测量 由于发射回线复盖面积较大 同一发射回线可采用多台接收机观测 一般观测两个分量 x和y分量 在详查工作时 发射回线要布置在对目标物激发有利的位置 该装置主要用于确定地质体的边界和产状 大定源组合 大定源回线装置由于耦合关系固定 很难使位于回线内外大范围的地下目标物都处于激发有利位置 因此 在目标物空间位置大致确定的情况下 用于详查 确定目标物的产状 边界 回线内外全域观测激发有利部位 回线内缓产状导体回线外200 500米范围内陡倾导体发射回线尺寸 全域 回线外观测300 600m或400 800m回线内观测200 900m400 1k