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可控源音频大地电磁法在地质找矿应用中效果探讨

2021-06-14李健健

世界有色金属 2021年6期
关键词:电性矿产矿产资源

李健健

(广东省有色金属地质局九四〇队,广东 清远 511520)

可控源音频大地电磁法在深部地质找矿方面,具有较多的成果案例,因此该探测方法在矿产行业得到认可并广泛的使用。在实际深部地质找矿过程中,借助可控源音频大地电磁法不仅能够精确地推断出矿产资源的埋藏深度、规模以及空间位置形态,同时还能非常精准的反应出地质构造以及地层的电性分布特征等[1]。可控源音频大地电磁法能够大幅度的提升矿产资源探测的效率,为企业节省成本以及提高企业的利润,因此可控源音频大地电磁法目前在矿产行业得到了广泛的推广,尤其是在寻找金属类矿产资源方面发挥了重要的作用。本文也是通过几个不同的矿产类型找矿案例,来总结分析该方法的应用效果。

1 工作原理简介

金属类矿区一般都存在比较强的干扰,这时借助可控源音频大地电磁法就能够有效避免干扰的影响,达到更好地找矿效果。因为该方法的拥有比较强的抗干扰能力,同时它还能借助变化的频率来有效探测深度不同的地质情况。在地质中找矿时,使用该方法可以使工作效率大幅度提升,从而降低劳动成本。由于这种探测方法操作起来非常简单,适应性非常强,并且对地形的要求比较低,因此非常适合大范围的开展勘探工作。

可控源音频大地电磁法使用的是可控制的人工场源,在里面设置了两个距离约为1.5km的发射电磁场装置。在矿区的地下电磁场和传达电源之间会产生一个电势差,借助测量装置检测电势差可以有效辨别地质中的矿区。可控源音频大地电磁法相比于其他探测方法,探测的深度会相对较大,它除了能够开展纵向的勘探,还能够完成横向的勘探,从而达到一个空间立体感较强的勘探效果。可控源音频大地电磁法与一般的磁场或者电场达到的探测效果存在不同,由于可控源音频大地电磁法使用的是可控制的人工场源,具备比较强的抗干扰能力,可以对最终探测矿产资源的准确性进行有效的提升[2]。另外,借助可控源音频大地电磁法来探测矿产资源时,只需要对供电的频率进行适度的调整就行,所以该探测方法工作的效率非常高。在利用该方法进行实际的探测时,它的探测深度一般能够达到2km,对于地壳中出现断层的探测情况,该方法也可以快速的探测出来,从而达到较高的识别率。当可控源音频大地电磁法被实际用于探测矿产资源时,可能还会受到近场效应以及静态效应的影响。一旦出现这种影响情况时,可以使用静态校正的方法来有效缓解这类影响。当前可控源音频大地电磁法的应用前景非常的广阔,对于地质找矿时遇到的难题都可以有效解决,从而达到一个非常好的探测效果。

2 关于可控源音频大地电磁法所涉及到的相关技术

2.1 测量技术

当使用可控源音频大地电磁法来实际探测矿产资源时,该方法涉及到的主要工作原理就是电磁场。首先对供电频率的变化数据信息进行捕获,进一步对电磁波的波长进行适当的调整,然后分析对应的波长,进而得到不同的数据信息。操作者通过获取到的这些数据信息,能够对矿产的横向以及纵向的空间情况有一个较为清楚的了解,进而对地质矿产资源的探测工作更加准确。

2.2 矿产探测技术

对于金属矿产来说,它比一般岩石矿产的导电性更强,因此如果使用可控源音频大地电磁法来对金属矿产资源进行探测,那么最终探测结果的准确性会非常高。当前可控源音频大地电磁法在我国矿产行业的使用已经愈加成熟,就算依然存在一些问题,也会随着技术研究的不断深入而逐渐解决。我国当前工业化领域对于矿产资源的需求量巨大,使得矿产资源的开采量也在逐渐变大。煤炭资源的开采在我国当前矿产资源开采中的占比较大,且大多集中于山西省,该地区的煤炭资源种类非常多且储量丰富。虽然很多煤矿资源埋藏在较浅的煤层,但是很多煤层里都存在着大量的煤层气,这使得工人在开采煤矿资源时难度非常大,且存在较强的安全隐患。而可控源音频大地电磁法能够对地质中的煤炭资源准确的开展探测工作,从而有效识别出煤炭资源的规模、埋藏的深度以及具体埋藏的位置等[3]。通过可控源音频大地电磁法既能够有效避开可能面临的安全隐患,也可以准确的定位到煤炭资源所处的地理位置。

3 关于可控源音频大地电磁法在开展矿产资源探测时的应用

3.1 金属矿产勘查

固体矿产资源跟围岩相比具有不同的物性,对于金属矿产来说这类区别更加明显,比如说铜以及铁,这些金属矿产它本身具有较强的磁性,跟周围岩石的差异更加明显,因此可以更加准确的探测出这类金属矿产。当前可控源音频大地电磁法已经被广泛应用于探测矿产资源,在实际探测金属矿产的时候,该方法可以更加有效的探测出金属矿产的具体位置以及矿产的范围。可控源音频大地电磁法最终对于固体矿产资源探测结果的准确度非常高,为此一些研究者特意开展了相关实验进行了验证。这些研究者利用钻孔技术对可控源音频大地电磁法探测出的固体矿产资源的位置进行了验证,发现底下确实包含有非常丰富的固体矿产资源,这进一步验证了可控源音频大地电磁法的探测准确性。除此之外,可控源音频大地电磁法还有另一个比较重要的应用优势,那就是该探测方法可以探测出埋藏在地下更深处的固体矿产资源。通过分析技术人员获取到的数据信息,能够发现被探测地区的立体电性模型,然后通过对地层构造特征以及地质信息的有效结合,能够推测出矿产形成的原因、矿产的规模以及矿产所处地下的深度等。

接下来简单介绍一个可控源音频大地电磁法用于探测花岗岩型铀矿的例子,图1对应的就是物探剖面的推断成果,通过下图可以发现反演电阻率以920m为界限,大致可以分为低阻电性层和高阻电性层,根据地质资料分析推测该低阻电性层为石英片岩,高阻电性层为花岗岩;此外,从图中也可以发现出断裂构造的一些异常特征,并推断出了5条断裂构造或破碎带,这与后期钻孔揭露出的地质情况基本吻合,从而也表面明了该方法技术在深部找矿中具有良好的应用效果。

图1 物探剖面推断成果

3.2 煤矿勘查

在探测煤矿资源时,可控源音频大地电磁法能够实现非常好的探测效果。因此煤炭企业在实际开展煤矿资源探测工作时,应该优先选择可控源音频大地电磁法完成煤矿资源的探测。周围地质环境将会对煤矿资源的形成产生较大的影响,所以使得煤矿资源本身具有一定的特殊性。借助可控源音频大地电磁法可以有效探测出煤炭矿区存在的断裂构造以及煤炭矿区具体的位置信息,从而有效掌握煤炭矿区在地下分布的相关特点。对于开采人员来说,一旦掌握了上述的有用信息,将非常有利于他们对煤炭矿产资源进行高效且准确的开采。在对地质进行实际勘查工作时,利用可控源音频大地电磁法可以及时发现潜在的地质问题并迅速解决,从而减轻开采工作人员排查问题时的工作强度。因为可控源音频大地电磁法不容易受到草甸动土以及冻土带高阻屏蔽层的干扰,所以可以更加准确的采集到地质相关的数据信息,从而找出异常靶区所处的具体位置。

3.3 应用优势

可控源音频大地电磁法具备了独特的探测优势,它能够探测的实际范围非常广,对于较为复杂的地形来说也可以正常使用。对于可控源音频大地电磁法来说,它在横向探测以及纵向探测的应用上不受限制,具备很好的适用性,在横向和纵向之间具有非常高的分辨率,地下空间可以被该方法转换成一个立体三维的空间分布,因此开采的工作人员能够更加直观和简单的去识别矿产所处的具体位置。此外,可控源音频大地电磁法具有非常高的稳定性,对于可能碰到的一些干扰问题,都能够找到相应的措施来有效应对。

4 结束语

可控源音频大地电磁法在对地质中埋藏的矿产资源进行探测时,能够非常准确的找到矿产资源所在的具体位置。如此一来可以有效提升矿产资源探测和开采的工作效率,从而降低矿产企业的人工成本,增加矿产企业的经济效益。可控源音频大地电磁法与别的探测方法相比较,该方法本身就有着较为独特的应用优势,所以该探测方法在矿产探测方面得到了非常广泛的使用。可控源音频大地电磁法的运用能够促进我国矿产资源勘查行业的发展,这对于我国工业化发展进程具有良好的推动作用。

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