时间域激电方法在水资源及矿产资源勘查中的应用研究

发布时间：2020-07-11 07:14

【摘要】：时间域激电方法是目前地质勘查工作中常用的地球物理手段,广泛应用于水资源及矿产资源勘查项目中。针对不同的目标地质体,需要对激电参数反映的物性信息进行具体分析。本文结合激电方法在资源勘查过程中遇到的某些问题,进行了较深入的探讨,研究工作及成果主要涉及以下几个方面:1.关于时间域激电观测中IP负值的研究:基于野外观测到的IP负值现象,通过实验室水槽试验模拟研究区内的地质环境,验证了 IP负值存在的合理性。以水平铜板水槽试验成果为依据,将铜板的二次场放电过程的某一时刻等效为一定数量的电偶极子的叠加电场,对IP负值现象进行了定性理论分析和解释。并结合野外不同地形、地质条件,分析并总结了引起IP负值现象的各类因素,提出了判别其可靠性的方法。2.关于时间域激电二维反演成果可靠性评价的研究:结合激电二维反演工作中一些具体案例,归纳并总结了判别反演成果可靠性的各类依据。3.关于激电方法在水资源勘查中的应用研究:基于内蒙古兴和盆地贫水区找水项目,就兴和盆地南部基岩出露区(太古界地层为主)和北部泥岩覆盖区(新近系和古近系地层为主)不同水文地质条件的特殊性,以物性测试成果为依据,深入分析岩石含水性与电性、激发极化效应的关系,结合激电二维反演断面进行地球物理解译,有效提升了区内深部含水地质体的定位精度,可为类似水文地质条件地区进行水资源勘查工作提供借鉴。4.关于激电方法在矿产资源勘查中的应用研究:选取两个较有代表性的工作区(地质条件差异较大,激电特征分属低背景区和高背景区),对激电找矿的应用效果进行研究。激电低背景区:内蒙古镶黄旗境内某含硫锌钨多金属矿区,区内无干扰地质体,利用极化率异常的专属性及地表矿化蚀变特征,圈定找矿远景区,并结合激电二维反演,大致确定深部矿体的赋存位置,经钻探验证,相对高极化率异常与多层锌钨多金属矿体具有良好的空间对应关系。总结该区激电找矿线索:在没有干扰地质体的前提下,高极化率异常可以作为该区的直接找矿标志。激电高背景区:内蒙古阿鲁科尔沁旗某铅锌矿区,区内地层岩石含炭质成分及普遍的黄铁矿化现象,目标地质体(方铅矿、闪锌矿)的激电效应淹没于干扰地质体产生的高激电背景下。平面异常的圈定以地表矿化蚀变现象为依据,并布设激电测深和CSAMT剖面,通过电阻率反演结果与勘探线剖面的对比发现,厚大矿体多分布于反演断面的低阻带内,且矿体产状与低阻带深部延伸方向一致,反演断面的电性分布特征一定程度上反映了与成矿有关的构造变化规律。总结该区激电找矿线索:反演断面内的低阻区带可以作为该区的间接找矿标志。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P631.3
【图文】：

模型图,体极化,场放电,铜板

体极化条件下，假设铜板经激发后左端表面累积正电荷右端表面累积负电荷，逡逑关断一次场后，铜板放电过程的某一时刻可等效为一定数量的电偶极子形成的叠逡逑加电场（汤井田和何继善，１９９３；张书法，２００３），如图２－３及图２－４所示，此逡逑时，水平铜板中垂面电势为零，中垂面左侧电势为正右侧电势为负。逡逑当测量电极处于铜板左侧ｍ｜ｎｉ位置时，测量电极位于正电势区，受铜板左逡逑侧正电荷场源影响，测量电极距离正电荷场源的位置关系是ｒｌｔｌｌ＞ｒｎｌ，电势逡逑０＜Ｕｍｌ＜Ｕｎｌ，此时测量的二次场ＡＶ２＝Ｖｍｌｎ尸Ｕｍｌ－Ｕｎｌ＜０。因视极化率为二次场与逡逑总场电压之比，由于ＡＶ２＜０，故视极化率为负值。逡逑９逡逑

分布图,电偶极子,等势线,电场

四子王旗,工区,测量电极,场源

极距离正电荷场源的位置关系是ｒ＾ｃｒｎ！，电势（ＸＵｍｃＵ＾，此时测量的二次场逡逑Ｕｎ２＞０。因ＡＶ２＞０，故视极化率为正值。逡逑当测量电极处于铜板上方ｍ３ｎ３位置时，测量电极位于负电势区，受铜板右逡逑侧负电荷场源影响，测量电极距离负电荷场源的位置关系是，此时电势逡逑Ｉ邋Ｕｍ３邋｜邋＜邋｜邋Ｕｎ３邋｜，因ｍ３、ｎ３处于负电势区，Ｕｎ３＜Ｕｍ３＜０，此时测量的二次场逡逑ＡＶ２＝Ｖｍ３ｎ３＝Ｕｍ３－Ｕｎ３＞０。因ＡＶ２＞０，故视极化率为正值。逡逑当测量电极处于铜板右侧ｍ４ｎ４位置时，测量电极位于负电势区，受铜板右逡逑侧负电荷场源影响，测量电极距离负电荷场源的位置关系是电势逡逑丨Ｕｍ４邋｜邋＞邋｜邋Ｕｎ４邋｜，因ｍ４、ｎ４处于负电势区，故Ｕｍ４＜Ｕｎ４＜０，此时测量的二次逡逑场ＡＶ２＝Ｖｍ４ｎ４＝邋Ｕｍ４－邋Ｕｎ４＜０，故此时视极化率为负值。逡逑２．３野外生产案例及实验室模拟逡逑２．３．１案例区观测到的激电负值特征逡逑

【参考文献】