新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應(yīng)用效果研究

王 森

（新疆地礦局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦，屬于全球性重要成礦域，許多世界級(jí)重要礦帶和重要礦床，都位于新疆西昆侖山，因此，地質(zhì)專家十分重視新疆西昆侖山地區(qū)，加大了對(duì)該地區(qū)的勘察力度，但是，該地區(qū)自然條件極端艱險(xiǎn)，為新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查工作，增加了不小的難度[1]。廣域電磁法是一種人工源頻率域電磁勘探方法，具有可控源音頻的特點(diǎn)，即控制電磁場(chǎng)的信號(hào)強(qiáng)度、需要觀測(cè)的各個(gè)頻率，從而判斷勘察區(qū)域是否存在礦產(chǎn)資源[2]。目前，廣域電磁法已經(jīng)應(yīng)用到物理勘查的各個(gè)領(lǐng)域，所以，面對(duì)新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查，存在的困難，將廣域電磁法，應(yīng)用在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中。為此設(shè)計(jì)金屬礦勘查中廣域電磁法應(yīng)用效果實(shí)驗(yàn)，研究廣域電磁法在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中應(yīng)用的可行性，從而為新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查，提供新的研究方向。其詳細(xì)分析過(guò)程如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

此次研究新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應(yīng)用效果，需要分析新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦地質(zhì)背景，從而判斷廣域電磁法，在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中的效果。

新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦，位于西昆侖山北坡，庫(kù)科西力克一帶，該區(qū)域自然條件艱苦，一直未曾尋到有效的勘察方法，促使該區(qū)域勘察工作開(kāi)展得很少，已經(jīng)得到的勘察結(jié)果，也較為粗糙[3]。根據(jù)當(dāng)前西昆侖山北坡，庫(kù)科西力克一帶勘察資料，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)由北向南，可以分為多個(gè)構(gòu)造單元，出露地層主要為中元古界長(zhǎng)城系、古生代奧陶-志留系，其地質(zhì)構(gòu)造圖，如圖1所示。

圖1 西昆侖山地區(qū)金屬礦地質(zhì)構(gòu)造圖

從圖1中可以看出，研究區(qū)存在多處斷裂和褶皺，且地層出露較為豐富，基于圖1所示的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，該區(qū)域地球化學(xué)特征明顯，元素富集具有明顯的分帶性。

1.2 廣域電磁法數(shù)據(jù)處理

采用廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦，得到的金屬礦區(qū)域數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行去噪、提取電阻率、靜態(tài)校正、數(shù)據(jù)濾波、定性分析、定量解釋和反演等過(guò)程，才能得到新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查結(jié)果。所以，為保證此次驗(yàn)證新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應(yīng)用效果的嚴(yán)謹(jǐn)性，確定廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦，數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，使用到的設(shè)備和技術(shù)參數(shù)如下：

（1）數(shù)據(jù)去噪處理，需要去除數(shù)據(jù)中的跳點(diǎn)和飛點(diǎn)，矯正變形的測(cè)深曲線等，并采用JSGY-2 V2.0版的廣域電磁儀接收機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件，對(duì)原始全頻段電場(chǎng)或磁場(chǎng)曲線，進(jìn)行預(yù)處理。

（2）在JSGY-2 V2.0版軟件上，采用計(jì)算機(jī)反復(fù)迭代計(jì)算的方法，提取廣域電阻率。

（3）靜態(tài)校正，是為反演步驟作鋪墊，可以影響最終勘察效果，是數(shù)據(jù)處理中，關(guān)鍵的一步。所以，采用MATLAB軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)靜態(tài)效應(yīng)識(shí)別與校正。

（4）數(shù)據(jù)濾波，是在上述過(guò)程之后，對(duì)電阻率數(shù)據(jù)的再處理過(guò)程，因此選擇5點(diǎn)3次濾波，修正電阻率差異。

（5）定性分析廣域電磁法最基礎(chǔ)、最原始的擬斷面圖和曲線類型圖，確定研究區(qū)電性層結(jié)構(gòu)、地層起伏變化、局部構(gòu)造、乃至層位標(biāo)定等內(nèi)容，作為廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦，應(yīng)用效果依據(jù)。其中，分析測(cè)線上地下的電性分布情況，采用擬斷面圖；分析電性層數(shù)、各電性層相對(duì)埋深和及其電阻率相對(duì)變化情況，采用測(cè)深曲線類型。

（6）勘察數(shù)據(jù)的定量解釋，只能通過(guò)對(duì)原始資料的反演得到，所以，采用G-B反演理論，得到數(shù)據(jù)的定量解釋。

綜合上述廣域電磁法數(shù)據(jù)處理過(guò)程，即能得到廣域電磁法勘測(cè)新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦結(jié)果。

1.3 廣域電磁法勘察參數(shù)及流程

根據(jù)新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦區(qū)域特征，以及確定的廣域電磁法數(shù)據(jù)處理過(guò)程，將廣域電磁法的測(cè)量電極距離設(shè)置為30m，供電距離設(shè)置為1km，供電電流設(shè)置為100安。

此時(shí)，使用廣域電磁法，CSAMT標(biāo)量測(cè)量方式，勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦，其勘察流程如下：

（1）選擇研究區(qū)的測(cè)線布置位置，并將信號(hào)接收發(fā)送的距離設(shè)定為11km。

（2）確定頻率的值及頻點(diǎn)值，即是設(shè)定頻率表值，且所設(shè)定的值，需要盡可能保證，廣域電磁法可以采集到的地下介質(zhì)的電性特征，則將其頻率范圍，設(shè)定在0.016～8192赫茲之間。

（3）在采集數(shù)據(jù)時(shí)，需要注意測(cè)量電極距離，布置在交通方便、土壤潮濕且堅(jiān)實(shí)、接地條件好的地方。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 巖石電性參數(shù)特征

根據(jù)上述設(shè)定的廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦參數(shù)，采用廣域電磁法，勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦區(qū)域，巖石的電性參數(shù)特征。并從附近，采集廣域電磁法勘測(cè)過(guò)的巖石，檢測(cè)巖石的電性參數(shù)特征，驗(yàn)證廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦區(qū)域，電性參數(shù)特征效果，如表1所示。

表1 電性參數(shù)特征

從表1中可以看出，廣域電磁法勘察結(jié)果，與檢測(cè)結(jié)果一致，可以得到研究區(qū)巖石的電性參數(shù)特征，且結(jié)果準(zhǔn)確。

2.2 勘察深度以及信號(hào)接受強(qiáng)度

采用廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦，通過(guò)反演的方式，形成異常區(qū)域反演刨面圖。信號(hào)的接受效果，采用曲線表示，驗(yàn)證廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦的勘察深度和信號(hào)接受效果，如圖2所示。

圖2 金屬礦區(qū)反演圖

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

此次驗(yàn)證新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應(yīng)用效果，從區(qū)域巖石特征、勘察深度以及信號(hào)接收強(qiáng)度三個(gè)角度出發(fā)，驗(yàn)證廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦效果。

從第一組實(shí)驗(yàn)中可以看出，廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦巖石電性參數(shù)特征，勘察結(jié)果與檢測(cè)結(jié)果基本一致，表明廣域電磁法可以應(yīng)用在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦區(qū)域，勘察精度較高。從第二組實(shí)驗(yàn)中可以看出，廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦，最大深度可達(dá)3km，可以接收到3km的地電信號(hào)。而且，廣域電磁法反演出新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦圖，對(duì)地層分層及構(gòu)造斷裂的辨識(shí)度較高，與圖1所示的西昆侖山地區(qū)金屬礦地質(zhì)構(gòu)造圖基本一致，再次驗(yàn)證廣域電磁法的勘察精度。

綜合上述兩組試驗(yàn)結(jié)果，以及其對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析過(guò)程，廣域電磁法可以根據(jù)電性參數(shù)變化，推斷勘察區(qū)域的斷裂特點(diǎn)和構(gòu)造，得到的反演數(shù)據(jù)，能真實(shí)反映質(zhì)體的電性特征，且具有較大的勘察深度、較高的辨識(shí)程度，從而通過(guò)接觸面延伸情況以及其附近形成的斷裂構(gòu)造，為礦產(chǎn)勘探指明方向。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，此次驗(yàn)證新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應(yīng)用效果，采用實(shí)驗(yàn)的方式，驗(yàn)證廣域電磁法，在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中的效果。但是此次驗(yàn)證的新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應(yīng)用效果，僅從巖石電性參數(shù)特征和區(qū)域異常特征兩個(gè)方面，驗(yàn)證新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應(yīng)用效果，未曾考慮參數(shù)變量對(duì)廣域電磁法的影響，對(duì)金屬礦尋找效果。因此在今后的研究中，還需深入研究新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應(yīng)用效果，進(jìn)一步提高廣域電磁法在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中的使用率，得到更為精確的新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦數(shù)據(jù)。