[发明专利]电性源瞬变电磁地空探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，特别是涉及了瞬变电磁探测方法与解释技术。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，矿产资源消耗和需求进入了持续高增长阶段，供需矛盾日趋严重。东部平原地区利于勘探，开发时间较早，由于长期的开发，资源枯竭的问题已经显现，矿产资源供给不足已成为制约我国经济发展的瓶颈。为了保持国民经济的快速发展，迫切需要寻找矿产资源供给的接替区和资源战略储备基地。首先，青藏高原横跨全球三大成矿域中的古亚洲和特提斯-喜马拉雅两大成矿域。尤其是特提斯-喜马拉雅成矿域自中生带以来，经历了多岛弧碰撞造山演化历程。在喜马拉雅隆升阶段，受印度板块向北持续俯冲的影响，在青藏高原形成了沿雅鲁藏布江一带分布的冈底斯火山-岩浆岩带，伴随着大规模的成矿作用，是最有找矿潜力的地区。其次，我国拥有漫长的海岸线和广阔的浅海，浅海矿产资源主要是石油与天然气和各类滨海砂矿，最近还发现一种极富发展前景的天然气水合物可燃冰。青藏高原地区和海洋大陆架由于其丰富的矿产资源优势，必将成为我国矿产资源供给的接替区和资源战略储备基地。面对青藏高原地形复杂、高差悬殊、气象多变等特殊的自然条件，目前仅完成了大比例的基础地质调查，详细的地质勘查还属空白。海洋条件恶劣，在海上作业，海面的风浪袭击，并在工作船航行过程中还有遇到暗礁的危险，在这样恶劣的环境中，船体在海水中不停地颠簸起伏，仪器装置的海底投放和回收都极其困难，和陆地想象的完全不同，甚至甲板上实验人员的安全也受到威胁，实验过程如果没有很好地计划和组织，很难顺利完成。为了克服上述种种困难，迫切需要我们提出合适的工作方式以及新的解释方法以适应这些地区的详细地质勘探。

航空电磁法(Airborne Electromagnetic Method简称AEM)，是航空物探常用的测量方法之一。AEM具有速度快、成本低、通行性好、可大面积覆盖、可用于海域等优势，尤其是在运积层或植被发育的覆盖地区，它更具有一般勘探手段不可比拟的优势，因此可以用于高原海洋等地的勘察。但是航空瞬变电磁发射源受飞行器载重限制，使得航空瞬变电磁发射磁矩有限，因此航空瞬变电磁的探测深度受限。目前应用较多的是地面中心回线方式瞬变电磁法装置，由于这种装置简单，易于解释，得到广泛的应用。当边长较大时(大于300米)，为了提高工作效率可以采用大定源装置进行测量，但是大定源解释方法较中心回线复杂，目前已经提出了一些大定源瞬变电磁的数据解释方法。目前使用的仪器如V-5、V8、GDP-32、ROTEM、SIROTEM、PEM等大多采用地面大回线装置形式。电性源瞬变电磁法利用接地点电极通以脉冲电流而在地下建立起一次脉冲磁场。最早于60年代初发展起来的是该方法的远区工作方式，即长偏移距离法LOTEM(Long Offset Transient EM)，俄罗斯称其为固定源建场法，工作时间属于波区，即收发距离大于4倍勘探目的层的深度，实现探测n×10²-n×10³m的深层勘探。瞬变曲线响应简单，与频率域方法基本上相似。时间域地空电磁法(time domain ground airborne electromagnetic method)是融合地面TEM与航空TEM优势的一种新型勘探方法，通常将发射系统放置于地面，并铺设几公里的长接地导线或大定源回线源，然后将接收系统、传感器安装在直升机、无人机或飞艇上进行飞行测量.此方法不仅具有航空TEM的空间分辨率高、野外布线方便快捷、探测高效等优势，还具有地面TEM的大发射磁矩、信噪比高、勘探深度大的优势，是深部矿产资源快速勘查的重要技术手段.

最早的半航空系统出现在上世纪70年代初期，名为TURAIR系统。它属于频率域电磁系统，采用两个分开的接收机确定振幅比和相位差。进入90年代，半航空瞬时电磁系统FLAIRTEM系统和TerraAir系统先后问世。1997年12月，Fugro公司用TerraAir系统进行了实验，将其与航空TEM系统(GEOTEM)和地面TEM系统(PROTEM37)进行实测对比。