瞬变电磁法在地质找矿中的应用
黑龙江省第一地质勘察院物探公司 孙 健
【摘要】 介绍瞬变电磁法的基本原理、在四山林场铜钼矿中的应用以及野外工作应该注意的问题
【关键词】 瞬变电磁法 基本原理 野外工作中的应用
一、瞬变电磁法简介
瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Mehtod，简称TEM）最初由前苏联学者于上世纪30年代提出。起初主要应用于航空物探领域，20世纪80年代～90年代在中国开始得到推广应用。
瞬变电磁法（TEM）的基本原理：瞬变电磁法属于时间域电磁法，它是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲电磁场，在一次电磁场向下传播的过程中遇到电性不均匀体时会产生不均匀二次涡流场（即异常场），在一次脉冲磁场的间隙期间，涡流电流产生的二次磁场不会随一次场消失而立即消失，即有一个随时间而逐渐消失的过程。
利用线圈或接地电极（我单位购进的CUGTEM-4型瞬变电磁仪主要是应用不接地回线线圈） 观测二次磁场，研究其与时间的变化关系，从而确定地下导体的电性分布结构及空间形态。 二、技术指标
我单位购进的CUGTEM-4型瞬变电磁仪主要技术指标如下。 1、发射机
CUGTEM-4型瞬变电磁仪发射机发射电流采用电容器储能，瞬时放电，可以瞬间发射最高达200Ａ直流正负方向电流，真正实现高功率正负方波供电，提高信噪比，并能多次叠加，这在不依靠大功率
发电机组或大型电池组供电的轻便瞬变电磁仪电源系统中是难能可贵的。并且发射电流时有：25Ａ、50A、100A、200A可选档。另外还配有12、25米不同的回线选择
档与之对应，真正实现满足不同勘探深度需要的要求。 2、接收机 图1 发射机
CUGTEM-4型瞬变电磁仪接收机采用低功耗工控机作主控机和Windows操作系统做操作平台。
该机型对供电电流、供电脉宽、采样率、及叠加次数等操作，皆由中文菜单设置。电脑的海量存贮空间为大容量密集采样提供了保证，全天测量的各种数据，皆可存在电脑中。高亮度800×600真彩TFT显示器实时自动显示I（t）、△V(t)、多测道断面，现场反演自动绘出ρτ断面，ρS等值线及地质介面
等多种剖面图形。 图2 接收机 接收电路采用最新推出的高性能芯片组装，如A/D转换器选用16位1M/S高速芯片及采用低噪声器件等，使整机具有良好的性能。仪器发送机中，设置了完善的过流过压保护对供电电流与二次场电位值进行全域高密度数据采样，采样率最高可运达1μs，所得海量数据为数字滤波、仼意设置时间道、断电时间影响校正、与异常形态等提供了良好基础。
三、瞬变电磁法在鸡东县四山林场铜钼矿中的应用
四山林场矿区位于敦密深断裂带的南东侧，上元古界黄松群阎王殿组云母石英片岩构成的背斜构造的北西翼，北东东向与近南北向、
北西向三组构造的交汇处。
铜钼矿体赋存在石英闪长斑岩体侵入云母石英片岩（矿源层）的内接触带，形成多位一体成矿模式。
另外，本矿区矿体多位于高阻体边缘，所以瞬变电磁工作在此工区采取中心回线装置。发射回线边长设置为12.5米，接收回线边长设置为5米，工作网度为200×40米。具体参数设置及数据处理参数参见表1。
数据处理参数设置表 表1 项目名称 工作方法 工作日期 工作单位 仪器名称 鸡东县四山林场铜钼矿 瞬变电磁测深 2008年6-11月 黑龙江省第一地质勘察院 CUGTEM—4 装置形式 中心回线 100A 供电电流 12.5m 回线边长 15 叠加次数 10 供电脉宽 80 信号衰减段倍率 40m 测量点距 数据输入 线号.ctq 归一化电流选择方式 自动 装置形式 发送回线边长 采集参数再确认 接受回线等效面积 点距 衰减段倍率 时间道零点设置 时间道分段 时间道数 计算方法 删除当前测点 衰减曲线滤波方法 半定量解释 数据采集过程 中心回线 12.5m 100 40m 80 自动 500—5000 3000—10000 8000—15500 50 算术积分法 数据处理过程 数据预处理向导 综合滤波 计算Pt视电阻率 显示Pt视电阻率断面图
按照以上参数进行瞬变电磁测量得到了比较好的测量结果。现将测区3号测线测量结果展示如下图:
5505003 线1：2000-500-450-400-350-300-250-200-150-100-50050 100150200250300350400450500550600650700750800550m
-500m
450400350300250200150100500-50-100-150-200-250-300-350-400-450-500 图3 第3勘探线瞬变电磁测量成果
对比2007年IP（激发极化）法获得的成果图，图4。
550m ρa-520550-480-440-400-360-320-280-240-200-160-120-80-40040801201602002402803203604004404805205606006406807205004504003503006002505002004001503001002005010000-50
-50m 图4 激发极化法测量成果
从以上图3与图4对比，不难看出瞬变电磁工作方法的优势。 1、勘探深度深
2007年激发极化法测得的视电阻率等值线断面图深度变化范围为550~50m，总勘探深度约为600m；而2008年瞬变电磁测深深度范围约为550~-500m，勘探深度大于1000米，远大于IP工作方法。
2、对比两图不难发现，瞬变电磁法所提供的信息更加丰富和细节化，它圈定的接触带不是简单的“平直”状态，其界面扭曲变化，局部还存在圈闭异常，更加明显地揭示了不同岩性间接触关系，显示了接触构造形态的复杂性。
四、瞬变电磁工作中应该注意的问题
1、CUGTEM-4型瞬变电磁仪在信号放大器版面上配有匹配阻尼电阻选择档，在野外工作时要适当选取阻尼电阻。简单地说，就是在地表为高阻值地区可以适当的选择相对较低的匹配电阻，在地表为低阻值地区则一定要选择高阻值匹配电阻，匹配电阻的选区规则：“宁过阻尼，勿欠阻尼”。
2、关于发射回线的铺设方向，要在不同施工地区具体试验。首先选取顺时针（或逆时针）方向铺设发射回线，大致看清接收信号的大小，然后改变发射回线方向，再次观察接收信号的大小；将两次观测的接收信号对比，选择接收回线比较大的方向确定为在此工区发射回线的铺设方向。此方法可以有效提高信号信噪比。
3、由于瞬变电磁法感应的是二次电（磁）场，信号很弱所以必须避开周围的干扰影响。野外工作时应远离高压电线以及周围的良导电（导磁）体，确保测得的信号可靠性，提高数据成果的信噪比。
4、如果在一个工区已经确定具体的工作参数以及发射回线铺设方向，在这个工区的整个施工过程中切勿随意改变工作参数。
5、在对瞬变电磁的成果解释时，不能只单单依赖于瞬变电磁法测得的数据，要与其它物探方法相结合，多向印证异常的可靠与重复性，还必须与已有的地质资料相结合。 五、结束语
瞬变电磁法具有横向分辨率高、对接地条件要求低、工效高、探
测深度大等优点，应用领域日益广泛。近年来，随着国家综合经济实力不断提升，无论是工民建领域还是矿产资源领域，都对深部探测提出了更高的要求，瞬变电磁法能够发挥更好的作用。
【参考文献】
[1] 张木林，2007，《时间域瞬变电磁法应用的几点认识》，《资源环境与工程》