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雷达等-JEEG:我所研发的地面电磁探测(SEP)系统的抗强电磁干扰探测性能验证实例-以安徽铜陵冬瓜山铜矿为例
2018-03-01 | 作者:科技处 | 【 】【打印】【关闭

       从2010年至2015年,中国科学院地质与地球物理研究所牵头在国土资源部深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe)中承担了《地面电磁探测(SEP)系统研制》项目,研发的具有完全自主知识产权的SEP系统先后在河北固安、张北及辽宁兴城(葫芦岛)杨家杖子、甘肃金昌金川镍矿等地进行了多次SEP系统的集成与优化试验,在内蒙古乌兰察布市兴和县的曹四夭钼矿与国际高端电磁法仪进行了对比试验,均取得了很好的效果,在新疆阿拉善核废料处置选址等多个测区均获得了高质量数据。 
       为检验SEP系统在矿区强电磁干扰的探测能力,2014年中国科学院地质与地球物理研究所雷达研究员、底青云研究员及其团队与中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所合作,在安徽省铜陵市冬瓜山铜矿床进行了可控源音频大地电磁法测深法(CSAMT)抗强电磁干扰试验,结果表明在如此强大干扰情况下,SEP与V8改进版(E2)发挥出超强的抗干扰能力,取得较好的数据质量,在未来的野外勘探中具有较好的应用前景。 
       他们以试验剖面BD-1测线跨铜陵市冬瓜山铜矿床主矿体,经实地调查(图1),试验区被几条高压线(220kV高压线一条,110kV高压线4条,35kV高压线一条)包围于约1~2km范围的圈内,并有52个10kV变压器。在测线西南方约200m的地下深度约800~1000m处的采矿干扰源主要为地下坑道内的大功率的卷扬机、轨道火车、电瓶车,开采面上的机械设备以及通风口处的鼓风机等干扰源,这些机械设备一般情况下均24小时运转,也是影响CSAMT观测的主要电磁干扰源。试验区具有较大的人文干扰情况。
  从仪器特点来看,在试验中使用的V8多功能电法仪CSAMT数据采集有原仪器自带程序和改进程序两种采集模式。V8仪CSAMT自带原程序未考虑50Hz滤波,而改进程序(E2)是在原数据采集程序基础上增加梳状窄带波束陷波滤功能,滤除50Hz及其多次谐波干扰。SEP系统的特点为大功率发射机有效输出功率达到50kw,最大发射电流可达50A,动态范围>120dB,工业压制优于70dB,采用6个接收器分布式同步时序数据采集,具有后续的有效信号提取技术。
       经实测曲线比对(图2),测线的85.5-88.5点是采石场,观测数据时地面上有碎石机和铲车施工,此时测得的85.5、87.5和88.5点受强电磁干扰,V8观测的视电阻率和相位曲线在低于30Hz的跳点较多,SEP和V8(E2)获得较为圆滑曲线;89.5至95.5点处于矿区职工住宅小区,受地面和来自地下采矿主巷道的强电磁干扰影响,V8采集的90.5点和92.5点曲线形态较差,V8(E2)采集曲线较V8有所改善,SEP采集数据曲线形态更为圆滑合理;从96.5点至120.5点为干扰小地段,SEP和V8仪器均采集到高品质数据。

图1 冬瓜山铜矿试验区干扰源位置调查平面图

图2 SEP与V8仪器在BD-1线对比试验测点曲线图

       SEP和V8(E2)仪器观测的实测数据经带地形模型的CSAMT2.5维反演,结果如图3所示,反演电阻率断面均与已知地质断面基本吻合。在93点和115点处的两个明显低阻异常与已知断裂有关;深部在高程-900m至-1700m的低阻异常未能封闭,为赋存于石炭系黄山~船龙组的矿体反映。根据2014年矿业公司开采情况反映在高程-900m至-1100m已知矿体下方至1400m高程又发现更厚、更宽的富矿体,与该次反演结果相吻合,这一结果引起了矿山采矿公司的高度重视。

图3 BD-1线2.5D反演电阻率与地质断面图
(上图为SEP数据反演结果,下图为V8(E2)数据反演结果)

        上述研究成果近期发表于国际应用地球物理学期刊 Journal of Environmental & Engineering Geophysic (Lei et al. Anti-interference Test For the New Sep Instrument: Csamt Study At Dongguashan Copper Mine, China . Journal of Environmental & Engineering Geophysic, 2018, 22: 339-352)。

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