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复杂地形结构下瞬变电磁三维正演模拟−以大西洋洋中脊TAG热液区为例

2021-08-10聂佐夫陶春辉沈金松朱忠民

海洋学报 2021年6期

聂佐夫,陶春辉,2,3*,沈金松,朱忠民

(1.上海交通大学 海洋学院,上海 200240;2.自然资源部第二海洋研究所,浙江 杭州 310012;3.自然资源部海底科学重点实验室,浙江 杭州 310012;4.中国石油大学 (北京) 地球物理学院,北京 102249)

1 引言

自1972年,多国政府和大学科学家合作开展美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA) TAG(Trans-Atlantic Geotraverse)项目以来,位于26°N大西洋洋中脊的TAG热液区一直是研究热液活动的焦点[1−2]。热液系统循环过程中形成的多金属硫化物,是一种极具经济价值的矿产资源,近年已成为海底资源研究的一大热点[3]。目前,已发现的海底硫化物矿体的规模大小差异较大,由几十米到几百米不等,因此需要一种行之有效的探测方法来确定海底多金属硫化物堆积体的位置、深度、规模,进而有效地评价其资源量及其经济价值,为后续开采工作打下基础。根据前人在有热液活动的TAG丘体[4]的钻探结果以及在已停止热液活动的区域[5]的钻探取芯结果分析可知,硫化物矿体围岩为导电性差的新鲜或蚀变玄武岩,且其导电性与岩石孔隙中的海水盐度相关。而硫化物矿体中存在较高含量的金属元素,它们与围岩存在显著的导电性差异,这为海底电磁方法探测热液多金属硫化提供了物质基础。

经过半个世纪的发展,海洋电磁在理论和装备上都有了长足的进步。20世纪80、90年代,在海洋瞬变电磁研究中比较有代表性的是Edwards研究团队,1986年Edwards和Chare[6]计算了上覆导电海水的均匀半空间电偶极子瞬变电磁二次场响应,这一项研究成为了海洋瞬变电磁法勘探的理论基础。……

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