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区分深部低缓磁异常电磁探测应用研究

作　者: 程小顺
导　师: 胡祥云
学　校: 中国地质大学
专　业: 地质工程
关键词: 磁异常区分准磁化曲线二次电位衰减时电频散率磁频散率阻抗频谱
分类号: P631.325
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在新一轮地质找矿工作中,铁矿资源勘查是我国矿产资源勘查重要工作任务之一。为了满足市场对铁矿资源的需求,国家投入的地质勘查费用逐年加大,2008年度突破了20亿元。一般说来,磁力异常仍是部署铁矿资源勘查工作的主要依据。新一轮找矿工作的实践表明：根据磁异常布置地质勘探工作取得了较好的找矿效果,但也存在利用磁异常(地磁/航磁)布置的钻孔往往见到的不是矿体而是岩体,造成勘探资金的浪费。怎样降低勘探资金的风险?这就需要地球物理工作者对磁异常进行研究,找出区分不同性质磁异常合适的手段和方法,指导勘探工作,节约资金。区分不同性质的磁异常的研究工作基本上与磁法勘探工作同步。上世纪60-70年代,主要研究工作有：①利用磁法勘探资料与地质资料对比分析区分不同性质磁异常;②研究异常区内岩、矿石的磁性,通过对比正演计算与实测结果,区分不同性质磁异常；③分析总结已知矿异常特征和已知非矿异常特征,通过对比未知异常与已知矿异常的特征区分矿与非矿磁异常：④利用矿体所具有的与围岩不同的物理性质,采用综合物探方法区分不同性质异常。上述方法都有一定应用条件,如②在覆盖区有局限性。上世纪70年代末～80年代初开始研究利用磁性体磁化率κ值或Q值,区分磁异常性质。方法有“日变法”、“人工磁化”、“低频电磁感应法”和“磁测深法”。受当时仪器灵敏度、精度及功率的限制,一直没能得到推广应用。随着科技的进步,电磁法仪器有了长足发展,实现了高分辨率、低噪声、动态范围大等特点,使利用电磁场多参数测量区分磁力异常源性质成为可能。本研究就是通过对两类不同性质的四个磁异常上所获得的多种电磁法测量成果进行整理、归纳和分析,试图发现不同性质磁异常上的电磁响应及特征,并利用这些特征达到区分不同性质磁异常的目的。同时,总结一套优化的、可行的野外工作方法和技术方案,科学地评价未知性质的磁异常。磁异常是含有磁性矿物的地质体所引起,磁性矿物富集到一定程度就成为矿体,磁性矿体又是良好的导电体。因此,研究磁力异常源性质紧紧围绕着磁力异常源的导磁性和导电性来开展。本文从八个方面,研究了不同磁异常源区的电磁特性。1.磁张弛效应：铁矿区TEM晚期道仍观测到较强、衰减较慢的异常,无矿区观测的异常较弱,衰减快,这可能是天然条件下观测到的磁张弛效应。2.相对磁导率：研究分别利用了磁偶极子源的TEM方法观测结果和电偶极子源的CSAMT方法观测结果,计算了不同研究区的相对磁导率μr,不同性质的磁异常区μr有明显差异。3.磁化曲线：根据物质的磁性特征,可以磁性物质划分为顺磁性、逆磁性和铁磁性,它们之间的区别在于前两者磁化曲线是线性的,后者是非线性的。研究发现,人工激发场的强度与其响应的垂直二次场之间有类似关系。4.阻抗频谱：阻抗相位激发极化法在已知矿区都观测到了较好的相位异常,测量结果表明不同性质磁异常研究区的阻抗与频率关系明显不同。5.阻抗相位复频谱法：利用阻抗相位激发极化结果,制作阻抗相位复频谱图,在矿区与非矿区阻抗相位复频谱没有明显的区别。6.二次电位衰减时：本文研究了试验区时间域激发极化二次电位衰减时特征,有矿地区二次电位衰减很慢,无矿地区衰减很快。7.充电率的充电时间特性：在不同磁异常区,充电率的充电时间特性差别很小。8.电频散率、磁频散率：利用不同性质的场源进行激发,分别观测高频和低频的电、磁响应,分别计算电频散率和磁频散率,矿致异常区有明显的电频散率或磁频散率异常,非矿致异常区无电频散率或磁频散率异常。通过八个方面研究认为,磁张弛效应、相对磁导率、磁化曲线、阻抗频谱、二次电位衰减时、电频散率、磁频散率等,其中两个或多个参数组合可以区分不同性质的磁异常源,阻抗相位复频谱法、充电率的充电时间特性不能区分。以参数组合所对应的电磁勘探方法作为野外工作技术方案,能够较好地区分不同磁异常源的性质,指导勘探工作的布置。

全文目录

作者简介  7-8
摘要  8-10
ABSTRACT  10-15
第一章前言  15-19
  §1.1 研究背景  15
  §1.2 研究现状  15-18
    1.2.1 以往研究方法  15-16
    1.2.2 研究简史  16-18
  §1.3 研究方法  18-19
第二章研究区地质与磁异常特征  19-30
  §2.1 研究区选择  19-20
  §2.2 研究区地质特征  20-24
    2.2.1 安徽省霍邱县付老庄铁矿区  20-21
    2.2.2 安徽省蒙城县西贾庄铁矿区  21-22
    2.2.3 安徽省繁昌县黄浒火山岩区  22-23
    2.2.4 安徽省怀宁县五横桥岩浆岩区  23-24
  §2.3 研究区磁异常特征  24-30
    2.3.1 安徽省霍邱县付老庄铁矿区  24-25
    2.3.2 安徽省蒙城县西贾庄铁矿区  25-27
    2.3.3 安徽省繁昌县黄浒火山岩区  27-28
    2.3.4 安徽省怀宁县五横桥岩浆岩区  28-30
第三章电磁场多方法测量结果  30-53
  §3.1 安徽省霍邱县付老庄铁矿区  30-37
    3.1.1 TEM法试验结果  31
    3.1.2 TDIP法试验结果  31-33
    3.1.3 RPIP法试验结果  33-34
    3.1.4 DFIP法试验结果  34-35
    3.1.5 CSAMT/MT法试验结果  35-37
  §3.2 安徽省蒙城县西贾庄铁矿区  37-43
    3.2.1 TEM法试验结果  38-40
    3.2.2 TDIP法试验结果  40
    3.2.3 RPIP法试验结果  40-42
    3.2.4 DFIP法试验结果  42
    3.2.5 CSAMT法试验结果  42-43
  §3.3 安徽省繁昌县黄浒火山区  43-49
    3.3.1 TEM法试验结果  45
    3.3.2 TDIP法试验结果  45-46
    3.3.3 RPIP法试验结果  46-48
    3.3.4 DFIP法试验结果  48-49
    3.3.5 CSAMT法试验结果  49
  §3.4 安徽省怀宁县五横桥岩浆岩区  49-53
    3.4.1 TDIP法试验结果  49-51
    3.4.2 DFIP法试验结果  51
    3.4.3 CSAMT法试验结果  51-53
第四章研究成果及结论  53-70
  §4.1 数据处理方法  53
  §4.2 电磁场多参数研究方法  53-55
  §4.3 电磁场多参数研究成果  55-68
  §4.4 结论  68-70
    4.4.1 研究工作的基本结论  68-69
    4.4.2 存在的问题与说明  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-72

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