小框瞬变电磁法tem的勘探深度

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1、万方数据第17卷第4期2003年12月湖北地矿HubeiGeology&MineralResourcesV01．17，No．4TotalNo．460引言小框瞬变电磁法(TEM)的勘探深度①陈易玖(广东省地质勘查局)摘要TEM实际工作往往遵循极限探深的理论，采用要探多深就用多大回线边框的做法，限制了TEM应用的发展。本文先通过几个实例说明小框TEM可以实现较大的劫查深度，然后着重从理论土论证之，并探讨了影响极限探深的有关问题。文章曩后介绍了小框TEM工作方法技术，供勘查者参考。关键词小框TEM极限探深

2、展开法Nano直接展开法中图分类号P318·6+3作者简介陈易玖，男，1947年生，高级工程师(教授级)。1970年毕业于北京地质学院物探系。长期从事物探工作。通讯地址：广州市东风东路739号，广东省地勘局。邮政编码：5l0080。在瞬变电磁法(TEM)勘查中，小框发射较大框发射的优势在于便于施工、增强分辨率和提高抗干扰能力。根据传统的认识，要探多深，一般就用多大回线边框。广东省地质勘查局等单位近年在找矿与岩土勘察实践中，初步体会到TEM法事实上可以实现比原认为的勘探深度要大。适当缩小回线的边框尺寸

3、，仍然可以满足一定深度的勘查要求。1极限勘探深度的传统理论与实践的冲突传统勘探深度的理论研究多以简单的导电球体为例，考虑半空间导电介质的地质噪声和随机干扰噪声，通过设定信噪比和简化条件，得出极限勘探深度。设中心回线或重叠回线边长为b，相同面积的圆回线半径为R，导电球体半径为a，极限探深(球心)为d，导电球体与围岩电阻率分别为P球、P圈，则有：d=O．9a(p圈／p茸)1／4那么，信噪比最佳时b一1．1d(中心回线)b—o．7d(重叠回线)①收稿日期；2003—11一04这就是说，极限探深与回线边长大

4、体相当，此与勘查实践有较大“出入”，现举3个例子说明。(1)罗定市新榕(铁)锰矿TEM普查(国产仪器)，采用35m边长的重叠回线扫面3．45km2，1号主矿的TEM异常在7线受F9断层影响，向北偏移，按上述物探理论的探深原则，推测矿体埋深70m(该矿为板状体，所以用2倍边框大小估算)。ZK701普查钻孔仍按矿体原走向布设而落空，后按TEM异常布设ZK702钻孔，在130多米见到十余米矿体。工程查证表明，勘探深度达边框长度的4倍。(2)高明市长坑大型卡林型金矿区主矿体4线剖面TEM试验(GDP一32仪

5、器)，采用重叠回线装置，发射边框长20、40、60m三种。该矿产于砂岩与灰岩界面的硅化破碎带中，上部为金，下部为银。金主矿体呈大透镜状，中部厚37m，埋深100～150m。金矿延深部位为银矿，两层似层状，第一层厚7m，中心埋深180m；第二层厚8m，中心埋深205m。对比表明，40m边框的TEM数据作的电阻率反演结果，与金矿、银矿矿体形态较相似，重叠回线对大透镜状金矿体勘探深度达边框长度的3．7倍，对厚层状银矿体(包括黄铁矿化硅化破碎带)勘探深度达边框长度的5倍。万方数据第4期小框瞬变电磁法(TEM

6、)的勘探深度39(3)周安昌研究员在广东清远北江桥梁工程进行NanoTEM勘查，目的是查明江底岩溶分布，采用边框为20m的中心回线(GDP一32仪器)，经已知2—2’剖面ZK6号钻孔(孔深67．9m)对比，在江边岸上第四系达30m覆盖条件下，基岩面下数米处及钻孔下部均发现与钻探结果相符的小岩溶，说明在低阻屏蔽下，勘探深度仍分别达边框长度的1．7倍和3倍。2导电球体极限探深理论的初步探讨2．1导电球体的极限探深公式导电球体、半空间、瞬时噪声、导电覆盖层的TEM电压效应￡球、￡地、8_、￡噩的表达式如下

7、：8璋一O．12p7cIa3R4t一1中(at)(d2+R2)一3(1)￡地一O．05p572丁c172IR4P圈一372t一572(2)6臻=耳R21(3)8噩一O．188肛47cIR4h爱3P覆一3t一4(4)式中：‘l，(at)一25at∑exp((一7ck)2at)a—P球／(pa2)∑求和，K=1至无穷大的整数。由于K≥2，e_4是个很小的数(可略)，所以K=1即可。p为空气导磁率，t为延时时间，Tl为瞬时噪声，I为发射电流，hI、P覆分别为导电覆盖层厚度、电阻率。2．1．1传统方法求极限

8、探深公式(1)半空间地质噪声求极限探深，取l；I(at)=1(极大)，at—o．1，信噪比为2(本文设定)的条件下，得：d=(O．4a2P圈172p球一172——R2)172(5)(2)瞬时噪声求极限探深，取瞬时噪声为50nV／m2(本文设定值，是传统公式瞬时噪声的100倍，所以公式(6)的系数与传统不同)，R／d=o．707，信噪比为3，其它条件同(1)，得：d=32．4(aIP球)“4(6)(3)导电覆盖层噪声求极限探深，条件同(1)，得：d=O．508a372P