可控源音频大地电磁法金属矿勘查反演探究

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1、可控源音频大地电磁法金属矿勘查反演探究　　[摘要]对于地形条件较差的测区，传统物探方法效率低下，很难在规定的条件下完成。CSAMT法作为一种相对较成熟物探方法，具有轻便、高效率、高分辨率、强抗干扰等优点。通过进行近场校正、各向异性校正、静态校正、滤波等手段，采用几种方法反演，进行实际探测、对比、分析，取得了较好的探测效果。[关键字]可控源音频大地电磁法OCCAM反演对比金属矿勘探[中图分类号]P631[文献码]A[文章编号]1000-405X（2013）-1-48-10引言随着经济的发展，国家对矿产资源的

2、需求量越来越大，资源的日趋紧缺，深部资源勘探越来越受到广泛重视，同时对勘探技术也提出了更高的要求。可控音频大地电磁法（ControlledSourceAudiofrequencyMagnetotelluric，简写为CSAMT）采用人工源发射、远区观测、且勘探深度可达2Km，而成为一种重要的深部勘探方法，近年来已被广泛用于石油、天然气、地热、金属矿、4煤矿、水文地质调查、水利建设等勘查领域[4]。通过对多种反演方法进行对比、分析，寻找与地质资料吻合较好的方法，对探矿具有很好的指导意义。1OCCAM反演方法

3、Occam反演方法是Constable等人1987年提出的，他认为为了获得最优解，反演模型应尽可能简单、光滑，为压制非线性数据的影响，模型的粗糙度应尽可能的小，这是一种正则化的反演方法，在模型与原始数据最大拟合时，要求模型最光滑，因此受初始模型影响小，运算稳定收敛，是一种有效的数据处理解释方法。Occam反演引入拉格朗日乘子构造目标函数，得到不受约束的目标函数：式中μ-1为拉格朗日乘子；d为观测数据向量；F（m）为正演函数；m为模型向量；X2为期望拟合差水平；

4、

5、Rm2

6、

7、为粗糙度，在一维反演中采用差分法

8、可得粗糙度为：。W为加权对角矩阵，，其中σj是已知观测数据的标准差。对目标函数的求微分，并令结果为零，可以得到迭代解表达式：其中，，Ji为雅可比矩阵，当存在电磁场的解析解时，可由解析解获得，还可以用数值方法或近似方法获得。在反演中采用搜索方法，从大到小试用一系列的拉格朗日乘子μ值，求得迭代模型，到模型的迭代误差和粗糙度达到收敛要求，终止搜索拉格朗日乘子μ值。2CSAMT曲线特征4图2为CSAMT典型曲线。可见，典型CSAMT曲线的形状为一平缓的V字形，电阻率变化较大，从几十Ω·m到几千Ω·m。从曲线形态来

9、看：9600Hz～7680Hz，视电阻率值在100Ω·m以下；7680Hz～213Hz，视电阻率值从100Ω·m升缓慢高到300Ω·m；256Hz～85Hz，视电阻率值在100Ω·m到200Ω·m左右；64Hz～8Hz，视电阻率值上升很快，从200Ω·m左右上升到5000Ω·m以上。从上述对曲线的描述，我们可以做下面的推测：表层的厚度相对较薄；地层的变化趋势是低阻-次高阻-次低阻-高阻。3CSAMT方法反演对比图3是某测区一测线的CSAMT数据OCCAM反演结果。该测区出露地层主要为冷家溪群，次为震旦系下

10、统莲沱组和第四系。区内断裂构造发育，构造形迹较复杂，区内岩浆岩较发育，一般呈岩脉产出，主要有绢云母化石英斑岩及石英脉等。从OCCAM反演成果图上看，该测线地层分界明显，断层清晰。依据反演结果绘制地质构造推断图，推断图中包含两条断层，一条蚀变带和一条矿体。图5和图6与图4为同一测线，图5利用BOSTIC反演方法，而图6则是使用快速松弛反演方法。将3中反演方法所得到的结果对比可见，后两者在断层揭露、异常显示方面均差于OCCAM反演成果。4经过结合地质资料，实施ZK301钻孔，在-5米高程位置附近见厚约3米的矿

11、化蚀变破碎带，略低于边界品位；在-150米、-185米、-220米高程位置见3条厚度分别5.13米、11.67米、7.51米矿体，均达到工业品位以上。4结论经过对CSAMT数据进行多种反演方法对比研究，得到如下结论：（1）CSAMT方法为一种纵向分辨率高、抗干扰能力强、有效的地球物理方法。（2）Occam反演稳定收敛，与实际地质结构最为接近。（3）CSAMT可以有效地指导地质找矿工作。4