第三章 电法勘探：电磁法.ppt

勘查地球物理概论 第三章 电法勘探 核磁共振法野外找水实例 地质雷达及应用 * 第四节 电磁法 什么是电磁法？ 电磁法是以地壳中岩、矿石的导电性、导磁性和介电性差异为基础，通过观测和研究人工的或天然的交变电磁场的分布来寻找矿产资源或解决其它地质问题的一类电法勘探方法。 电磁法原理示意图 交变电流I1 发射线圈 交变磁场H1 感应电流I2 感应磁场H2 接受线圈 地下良导体 感应电动势 电磁法分类： ① 按场源分：主动场源、被动场源 主动场源 回线法 偶极剖面法 甚低频法 地质雷达 ② 按工作环境分：地面、航空、井中 无线电波透视 被动场源 天然音频法 大地电磁法 核磁共振 电磁法的特点： ① 物性参数多：电导率γ，磁导率μ，介电常数ε ②发射和接收装置有接地方式和感应方式两种 ③采用多种频率测量，可以扩大方法的应用范围 ④观测参数多，如振幅（实分量和虚分量）、相位等 ※电磁法岩矿石导磁性利用的是感应磁化强度的差异，剩余磁化强度不起作用，因此可以利用电磁法区分感磁还是剩磁引起的磁异常。 一、电磁法的理论基础 趋肤效应：根据电磁学理论，变化电磁场在导体中传播时存在趋肤效应，即电磁场主要只分布在离导体表面不太深的区域内，随着深度的增加电磁场将急剧衰减，在离导体表面较深的区域，电磁场实际上已接近于零。 穿透深度：一般将感应电场 (或磁场)的 强度 (振幅)值衰减为导体表面(地面)值的 1/ e 的深度称为“穿透深度” ，T=1／f 为电磁波周期；ρ为地下介质电阻率 (Ω-m)。穿透深度取决于导体的电阻率和频率。 二、几种常用的电磁法 （一）不接地回线法 不接地回线法工作布置和测量原理图 ※不接地回线法主要用来寻找良导矿体，也可用来判断磁异常的性质。 二、几种常用的电磁法 （二）电磁偶极剖面法 垂直偶极子磁力线分布 特点：以线圈作场源，轻便灵活，信息丰富，适于普查工作 二、几种常用的电磁法 （三）航空电磁法 二、几种常用的电磁法 （四）频率电磁测深法 频率电磁测深法工作布置和测量原理图 与直流电测深相比：频率电磁测深法具有分辨率高、能穿透高阻层，各向异性影响小，观测参数多，工作效率高的特点，在地质勘查中应用广泛 二、几种常用的电磁法 （四）频率电磁测深法 λ为电磁波向下穿透深度（m） ρ为地层电阻率（Ω·m） f 为电磁波频率（Hz） 电磁波在地下的穿透深度与其频率有关，若地层电阻率不变，改变电磁波频率，通过可以改变其波长，从而改变电磁波的穿透深度； 高频电磁波衰减快，穿透深度小，只反映浅部地电断面；低频电磁波衰减慢，穿透深度大，可反映深部地电断面。 频率电磁测深是在地面测点上，保持收、发距不变，观测不同频率的交变电磁场变化，进而研究不同深度岩矿石电阻率分布规律 二、几种常用的电磁法 （四）频率电磁测深法 频率电磁测深法应用实例 仪器名称：核磁共振找水仪 型 号： NUMIS 产 地：法国 单 价： 58 万人民币 应用领域：区域水文地质调查，圈定找水远景区；确定地下水在三维空间的分布；区分其它电法找水异常性质；环境监测等 核磁共振找水 我校是亚洲首家引进核磁共振找水仪系统（NUMIS）的单位，1997年率先在进行核磁共振找水的理论及方法研究，出版了中国第一部《地面核磁共振找水理论和方法》专著。 在全国9个省（区）缺水区地下水调查中， 出水成功率达90％以上。研究成果受到国内外同行高度评价，被选为 1999年亚洲CT技术十大进展， 2000 年荣获“体视学和CT成像金质奖章”，被国内中央电视台、人民日报等众多媒体报导。 地质雷达及应用 仪器名称 : 探地雷达 型 号: PULSE EKKO-4 产 地: 加拿大 单 价: 39万人民币 应用领域 : 岩溶探测、破碎带勘查、地下管网探测等 新疆天池探地雷达剖面 用地质雷达考察南极艾默里冰架 中国地质大学（武汉） 到目前为止，共有30多个国家建立43个常年观测站 南极大陆地层 一、前寒武纪地层前寒武纪下部岩层（主要是太古界）前寒武纪上部岩层（中—晚元古代） 二、古生代地层寒武系、志留系和泥盆系及石炭二叠系 三、中生代地层三叠系、侏罗系、白垩系 四、新生代地层第三系、第四系 南极的矿产资源 目前在南极大陆上发现了铁、煤、铜、钼、金、银、铬、镍、钴、铅、锌、锡、锰、铀、云母、石墨等许多矿种。据已有资料预测，南极大陆可能拥有900个大型矿床，其中无冰区可能有20个矿床。 迄今为止，尚未在南极洲发现石油和天然气。但据已有的地质资料推测，南极地区油、气的远景储量相当可观，含油、气区主要分布 在南极大陆沿海的陆架上。 冰盖、冰架与物质平衡的概念 南极冰盖的规模取决于冰盖上常年降雪的堆积量（补给量）和冰盖终端向海里分离的冰山、流出以及夏季沿岸附近因产生融化的消