天然电场物探仪(找水仪)在资源勘探中的应用.docx

摘要
资源勘探的物探方法有很多,但电法勘探由于成本较低、使用方便而比较受欢迎,而电法勘探中也有多种方法,比如电阻率法、时间域极化激化法、瞬变电磁法、大地音频电场法、天然电场物探法,其中天然电场物探仪是利用大地天然电磁场作为工作场源,通过测量接收电极MN之间的电位差△VMN(即E),通过大地的电阻率: ρ=15fEH2 我们假定大地电磁H为固定值,那么电阻率ρ与电位差△VMN(即E)成正比,与频率f成反比,仪器测得电位差△VMN和频率f,我们就研究地球内部各种不同地质体电性参数视电阻的变化,来确定各种资源异常位置,再依据不同频率的电磁波在导电煤质中具有不同趋肤深度的原理,我们就可以来确定各种资源异常的埋深等详细信息。虽然天然电场物探相对发展较晚,也受到电子技术发展的制约,但其绝对的优势还是受到了用户极大的欢迎,主要是由于天然电场物探仪是吸取了电阻率法的布极方法,吸收自然电场法基础理论、同时也吸取瞬变电磁法、MT法和频率测深法等交流电磁法频率测深的优势,省略了笨重的供电场源,天然电场物探仪具有轻便高效、携带非常方便,在资源勘探中,特别是大面积资源勘探中大面积电法普查,迅速圈定异常区域,勘探速度比直流电法勘探提高10倍以上。大大提高工作效率。虽然天然电场物探仪还是受到一些制约,但已经找到相关方法来改进完善,相信在未来会得到更加广阔的发展与应用。
关键词:天然电场物探仪资源勘探 MT
目录
一、天然电场物探仪主要原理与特点 1
(一)、天然电场物探仪主要原理 1
(二)、天然电场物探仪主要特点 2
(三)、天然电场物探仪主要用途 2
二、天然电场物探仪仪器介绍 3
(一)、仪器设计主要功能结构介绍 3
(二)、仪器部分电路设计介绍 3
(三)、量产仪器介绍 6
三、天然电场物探仪与传统直流激电仪的对比测试 8
(一)、天然电场物探仪与传统时间域激电仪的对比 8
(二)、在海南某地实际测试对比 8
四、天然电场物探仪在资源勘探中的应用 11
(一)、在某地多金属矿资源勘探中的应用 11
(二)、在某破碎带型金矿资源勘探中的应用 12
(三)、在寻找地下水资源勘探中的应用 14
五、天然电场物探仪的发展中存在的问题及解决方法建议 16
(一)、天然电场物探仪的发展存在的问题 16
(二)、解决影响天然电场物探仪发展几点建议 16
六、结论 17
致谢 18
参考文献 19
一、天然电场物探仪主要原理与特点
(一)、天然电场物探仪主要原理
天然电场物探仪是利用大地天然电磁场作为工作场源,研究地球内部的电性结构,依据不同频率的电磁波在导电煤质中具有不同趋肤深度的原理,在地表测量由高频至低频的地球电磁响应序列,研究地下不同深度地质体的电性变化差异,确定地下地质体的赋存状态,天然电场物探仪主要根据以下3个方面的基础理论。
1、电磁波传播理论、亥姆霍兹方程
地面电磁波发送到地下,电磁波在岩土中的传播遵循Maxwell方程。如果假设大多数地下岩土为无磁性物质,并且宏观上均匀导电,不存在电荷积累,那么Maxwell方程就可简化为:
∇2H+k2H=0 (1-1)
∇2E+k2E=0
式中 k称为波数(或传播系数)
k=[ω2με-iωσμ]12 (1-2)
考虑到传播系数k为复数,令 k=b+ia,其中:a称为相位系数,b称为吸收系数。
在ADMT系列天然电场物探仪测量的电磁波频率范围内(~5KHz),通常可以忽略位移电流,这时K进一步简化为:
k=-iωμσ(1-3)
2、波组抗与电阻率
有亥姆霍兹方程变化的磁场感生出变化的电场,我们有磁电关系:
EH=-iωρk (1-4)
表面阻抗Z定义为地表电场和磁场水平分量的比值。在均匀大地的情况下,此阻抗与入射场的极化无关,和地电阻率以及电磁场的频率有关:
Z=EH=ωμρeiπ/4 (1-5)
(1-5)式可用于确定大地的电阻率:
ρ=15fEH2 (1-6)
3、趋肤深度
在无磁性介质中,趋肤深度公式为:
δ≈503ρ/f (1-7)
由上式可知,电磁波的穿透深度与频率、电阻率有关系。在频率一定时,电阻率越高穿透深度越大,电阻率一定时,频率越低穿透深度越大。
(二)、天然电场物探仪主要特点
1、操作简便:采用全触摸智能化操作,简单易学,对于没有勘探经验的人员可以在 2 小时内完成相关培训。
2、高效:多个频率同时测量,测量速度快,与传统人工电场勘探相比勘探速度和效率均提高 10 倍。
3、轻便便携:利用大地天然电磁场作为信号源,不需要笨重的人工供电场源部分,携带使用非常方便。
4、高精度测量:采用高性能放大器及进口核心部件,采用高性能AD转化器,