大地电磁在深部找矿的应用

吴 飞

（安徽省地球物理地球化学勘查技术院,安徽合肥,230022）

大地电磁在深部找矿的应用

吴 飞

（安徽省地球物理地球化学勘查技术院,安徽合肥,230022）

大地电磁测深(MT)是地球物理学中地球电磁感应学分支学科中的一种重要方法,它是以天然交变电磁场为场源。不需要大功率的供电设备，因此设备相对轻便;而且不受高阻层屏蔽的影响,可以深测地下的目标,对低阻层和低阻体反应灵敏。同时大地电磁场的频带也很宽,根据趋肤效应的原理,对应的探测深度就很大.用它可以解决的地质问题就较多,如大尺度地质单元的电磁感应研究,深部地壳地幔电性结构研究及地壳地壳幔中高导层的检测,地热资源勘查, 油气资源普查等。本文以介绍的大地电磁测深法的基本原理、野外工作方法、电磁场的谱分析、噪音的影响和克服等，并以实例来体现大地电磁测深法在深部矿体的寻找中体现出来的独特的优势。

大地电磁测深;视电阻率;趋肤效应

0 引言

大地电磁深测方法的优点是不需要大功率的供电设备,而且又有很大的深测深度。由于不需要供电装置,因此设备相对轻便;再有就是不受高阻层屏蔽的影响,可以深测其下的目标,而且对低阻层和低阻体反应灵敏等。大地电磁场的频带很宽,根据趋肤效应的原理,对应的探测深度的范围就很大,用它可以解决的地质问题就较多,如大尺度地质单元的电磁感应研究,深部地壳地幔电性结构研究及壳幔中高导层的检测,地热资源勘查, 油气资源普查,天然地震活动前兆监测以及地下水资源勘查和环境保护等,大地电磁测深都可以发挥其独特的优势,成为重要的勘查手段。

1 野外工作方法

大地电磁测深的野外工作包括选点、布极、观测等内容。我们观测的是频率为10-4~103Hz的近似平面波的天然电磁场。一切无线电波、工业游散电流等都被视为干扰。在工业发达的地区干扰现象往往特别严重，加之大地电磁场非常微弱，所以严格操作方法，有效地避免或抑制干扰、提高原始数据质量对大地电磁测深尤为重要。

2 大地电磁场的谱分析

电磁场的谱分析是资料处理中的重要步骤，因为大地电磁测深法研究的是波阻抗的频率响应，而电磁场观测时在时间域进行的，为此必须首先从时间域记录中提取电磁场的频谱信息。根据谱分析结果求取张量阻抗元素。

3 噪音的影响和克服

噪音可以分为观测系统噪音和环境噪音两部分。前者指仪器和观测系统布置不当，如传感器、导线掩埋不合理而造成的噪音。一般可以改善装置给予消除。后者指观测点附近不稳定的非平面波性质的电磁场，主要是输电线、无线电台、各种工业游散电流所造成的干扰。在工业发达、人口稠密地区这类干扰因素普遍存在，影响比较严重。下列是减少噪音的一些具体方法：

3.1 电网干扰

由于我国大多数地区供电电流的周期不太稳定，电压波动很大，特别在电网中大型用电设备启动和关闭时，电网中电压或电流的波动更为剧烈，从而在高压输电网附近辐射出根强的电磁被，干扰大地电磁场的测量工作。为了避免这种干扰，应尽量使测点远离高压线，并使磁传感器与高压线方向形成适当角度。

农村电网经常采用“二线一地”制，这种电网在两级变压器之间只将两相用架空线连通，第三相高压接地，交流电直接在地中流动，对电道测量带来严重干扰。消除这种干扰的办法是在电道测量中增设50周陷波器。实验证明，在距“二线一地”接地点3000米处，地中干扰电流密度约为接地点附近的0.8%，因此测量电极最好应布置在离接地点3000米以外。

3.2 电台、有线广播等引起的干扰

在靠近电台、雷达、载波电话及有线广播的闭合圈时，磁道的测量将受到严重的干扰。电台干扰表现为随着广播电台的开机与关机，磁放大器的零点随之突变。在播音时，随着声频信号的强弱，形成许多杂乱无章的假信号，电磁道之间无任何对应关系。雷达干扰只在开启和关闭时，造成磁放大器零点突变。有线广播及载波电话干扰与电台干扰类似。为克服这种干扰，磁接收器应选择适当的方位，其次是加强放大器对高频的抑制能力。若干扰较强，无法克服，则必须重新选择测点，远离上述干扰源。

3.3 共模干扰

干扰源在一对输入传输线上产生的大小相等方向相同的信号，称之为共模信号，这种干扰称为共模干扰。为了克服共模干扰的影响，电道测量的输入端应采用平衡差分输入放大器，磁道传输线应采用屏蔽线，并将屏蔽层与“地”短路，将共模干扰电流引入“地”端。

3.4 风的干扰

当传输电缆被风吹动而在地磁场中摆动时，传输线中有感应电流产生，这种干扰噪声在隧道和电道均可出现。将传输线加以固定或掩埋，不让它在空中飘动即可克服这种干扰。

3.5 工业游散电流的干扰

在工业城市和电气铁道附近，大地中常会观测到用电装置漏电电流。由于工业用电的电流变化甚为剧烈，没有规律，其影响在电道记录中容易辨认。但是，达种干扰难以消除，并且有时影响的区域很大，因此，在工业区大地电磁测深工作是很难进行的。

4 结论

大地电磁测深（MT）方法的研究对象为地下地质构造形成的复杂介质的电阻率分布。由地层岩性和构造活动所产生的褶皱、断裂带、剥蚀风化面、不整合等引起的电性变化，在具有一定规模时，往往都能够引起MT异常。因此可以利用大地电磁测深勘探深部与矿产构造有关的地球物理信息，了解矿区矿产资源分布情况，查明该区矿（化）体地下产状和控矿构造的空间分布特征，为探测深部盲矿提供科学依据。选择大地电磁测深（MT）勘探方法对深部矿体的寻找是一种较有效和较适用的研究手段。

[1] 陈乐寿，王光鄂.大地电磁测深法[M].北京：地质出版社，1990.

[2] 戴世坤，徐世浙.MT二维和三维连续介质快速反演[J].石油地球物理勘探，1997，32（3）.

[3] 徐新学，赵宪堂，王宝勋.大地电磁测深资料常规反演方法的应用现状及进展[J].地质调查与研究，2004（增刊）.山西省地

Application of electromagnetic depth to prospecting for ore

Wu Fei
(Anhui Anhui geophysical and Geophysical Exploration Technology Institute,Hefei,230022)

The electromagnetic sounding(MT)is an important method in the field of electromagnetic induction in geophysics,and it is based on the natural alternating electromagnetic field..The power supply equipment is not required,so the equipment is relatively portable and the target is not affected by the high resistivity shielding.It can be deeply measured.It is sensitive to the low resistivity and the low resistivity..And frequency band of the electromagnetic field of the earth is also very wide,the principle of skin effect based on skin,corresponding to the probing depth greatly.It can solve the geological problem is more,such as large scale geological unit of electromagnetic induction study and deep crust mantle electrical detection of high conductivity layer in the structure of the crust and crust mantle,geothermal resources exploration,oil and gas resources census.In this paper in order to introduce the magnetotelluric sounding method basic principle,field working method and electromagnetic spectrum analysis,the influence of noise and overcome,and with examples to reflect the unique advantage embodied in the deep part of the ore bodies for magnetotelluric sounding method.

MT;apparent resistivity;skin effect