EH4电磁测深在地质找矿中的应用

[摘要]本文主要介绍了EH4电磁测深的基本原理和工作方法，并通过实例分析，说明EH4电磁测深在构造识别、岩性划分等方面的显著效果及其寻找隐伏地质体的可能性。

[关键字]EH4电磁测深 构造识别 岩性划分

[中图分类号] O441.5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-198-2

0引言

随着工业、科技和基础建设等各方面的发展，国家对金属矿产资源的需求量越来越大，地表矿和浅层矿床已基本查明，需要进一步寻找深部矿产。EH4是在大地电磁测深（MT）的基础上发展起来的可控源测深方法，它既有有源电探法的稳定性，又有无源电磁法的轻便节能，而且测量深度大，分辨率高，能较准确定位构造断裂、隐伏岩体和矿体、查明构造断裂向深部延伸的情况，为地质找矿提供可靠的信息。

1概述

1.1地质背景

测区为花岗岩区，处于诸广岩体南东边部，百顺断陷带中段，岩浆活动频繁，构造发育。区内仅有第四系零星分布在山间凹地、山前斜坡及溪流两侧，主要为砾石、砂和粘土等坡积、河流沉积物，厚数米，覆盖于印支期花岗岩之上。

工作区处于多期、多次、多向岩浆活动迭置交错形成的岩浆活动中心。出露的岩浆岩主要有：印支期岩体（γ51）、燕山期岩体（γ52、γ53）、区内断裂构造十分发育，主要以北东向、北北东向和近东西向为主。

1.2地球物理特征

工作区岩石标本测定结果表（表1）表明，构造断裂带、近矿蚀变围岩和花岗岩均具有明显的电阻率差异，说明在该区进行EH4连续电导率测量工作具备充分的地球物理前提。

2 EH4电磁测深基本原理

EH4是在大地电磁测深（MT）的基础上发展起来的可控源测深方法，因此在远离源区的电磁场可视为平面波，只要在远离源区的测区内观测相互正交的电场（E）和磁场（H）振幅，再根据公式：

计算在各向同性介质中的大地阻抗Z式中：f——表示频率；μ——表示磁导率；ρ——表示电阻率。

当μ=4π×10-7H/m时，经过变换可得到计算电阻率的公式：

从上式可以看出，只要测量出电磁场正交水平分量，便可计算介质的电阻率。

又由电磁场理论可知，电磁场在大地中传播时，其能量不断衰减。我们定义电磁场振幅衰减到初始场的1/e时的深度为趋肤深度或有效穿透深度（δ），公式如下：

式中，ρ为地层的视电阻率，f为测量频率。上式表明高频的资料主要反映浅部介质的电性特征，而低频资料则主要反映深部介质的电性变化特征。在一个宽频带上测量E和H，并由此计算出不同频率下的卡尼亚视电阻率和相位，可以确定地下岩层的电性结构和地质构造。

3野外工作技术

音频大地电磁测量野外数据采集使用EH-4连续电导率仪，采用单点张量观测方式，在远区（即收发距大于3-4倍趋肤深度）测量两个相互正交的电场和磁场分量。野外工作分人工场电磁波采集和天然场电磁波采集，接收大地电磁信号的频率范围为10Hz-64kHz，在电磁信号较弱的频段，需要补充人工场源。

4工程应用实例

图1测线自南西向北东依次穿过了加里东期第二阶段混合岩（HЛ）和燕山早期第一阶段粗中粒斑状黑云母花岗岩（γ52-1）。反演电阻率断面图表现为三层结构，地表为低阻特征，中部为中高阻特征，下部为高阻特征。根据反演电阻率解释标志，综合分析认为：

（1）地表低阻带是近地表物理风化富水层的表现。

（2）中部中高阻层电阻率等值线形态不规则，近垂向的低阻带把高阻体分成形状不规则、大小不一的块体，表明岩体结构不均一，完整性遭到了破坏，各种蚀变作用强烈。其中：平距0m～200m段，标高400m～-200m区域有片中高阻体，其电阻率值大于3000～12000Ω·m，是加里东期第二阶段混合岩（HЛ）；平距0m～400m段，标高-200m～-300m区域有片低阻体，其电阻率值小于3000Ω·m，推测是构造破碎带；平距200m～1000m段，标高300m～-200m区域有片中高阻体，其电阻率值大于3000～16000Ω·m，为燕山早期第一阶段粗中粒斑状黑云母花岗岩（γ52-1）；

（3）下部为大片凸起的高值区，反演电阻率值高于12000Ω·m，推测是隐伏的燕山早期第二阶段中细粒斑状二云母花岗岩（γ52-2）。

（4）推断了2条断裂：

F13地表位于加里东期第二阶段混合岩（HЛ）和燕山早期第一阶段粗中粒斑状黑云母花岗岩（γ52-1）交界处，等值线直立，低阻异常带反演电阻率小于5000Ω·m，断裂沿低阻带通过，向下延伸约500m。

F14断裂位于平距900m左右，等值线直立，低阻异常带反演电阻率小于6000Ω·m，等值带较宽，稳定向下延伸约700m，至燕山早期第二阶段中细粒斑状二云母花岗岩（γ52-2）顶部，构造特征消失。

5结束语

通过以上实例，可以看到EH4电磁测深可以较好地识别构造断裂和划分岩性，能够查明构造的延伸深度和方向，能够寻找隐伏岩体，能够为地质找矿提供较好的深部信息。

The Application Of EH4 Electromagnetic Sounding In Mineral Reconnaissance Survey

Hu Shou Yu

（291 Team of Guangdong geologic Bureau of Nuclear Industry，GuangDongFoShan，528133）

Abstract：This paper mainly introduces the fundamental and working procedure of EH4 electromagnetic sounding，by instance analysis，showing it has significant effect on structure identification and lithologic character classification and possibility of finding other hidden geologic body.

Keyword：EH4 electromagnetic sounding，Structure identification，lithologic character classification