【矿业澳洲点评】澳洲对于新型的物理勘探技术总是能够大胆的尝试和使用，目前的我们提出的亚声频电磁测量技术就是澳大利亚盖普地球物理有限公司拥有的一项新技术。亚声频磁测技术能同时观测多种物理参数，能够大大提高其找矿效果，减少异常的多解性，而且其观测速度快、精度高，勘探深度大，可探明埋深500米～1000米的矿产，这为未来的勘探技术革新带了很大的便利。
《澳洲的亚声频电磁测量技术》
亚声频电磁测量技术是新英格兰大学地球物理研究院迈尔·凯特奇和约翰·斯坦累首先提出来的，于1991年申报专利。目前该专利技术由澳大利亚盖普地球物理有限公司拥有。
亚声频电磁测量系统的发展主要经过几个阶段：①前期设想阶段（1981-1986）；②概念形成阶段（1987-1990）；③试验研究阶段（1991-2000）；④商品化前期（2000-2004）；⑤商品化阶段（2005-现在）。
亚声频电磁测量系统可以进行亚声频磁测（SAM），、总场电磁测量（SAMON，即电磁测深）、电磁感应法测量及直流电法测量等。亚声频电磁测量系统不仅可以在地面进行测量，也可以进行航空测量和钻孔中测量。
【亚声频磁测技术在澳大利亚剖肯山的菲莱多特的铅、锌、银矿床上的应用】该矿区矿化赋存在剖肯山（Broken Hill）群地层中，其岩性为：沉积变质片麻岩，石英长石片麻岩，伟晶岩，角闪岩。矿区发现有两个矿层，即上含矿层和主矿层。该矿层与剪切带密切相关，含矿围岩是矽线石和石英片麻岩。含矿岩石在局部地区出露地表，但是没有铁帽出露地表，硫化矿体基本隐伏地下。
在上世纪九十年代，在该矿床上曾先后进行过亚声频磁测技术的可行性研究试验。并把测量结果与以前的物探常规方法（包括梯度排列激电法和偶极-偶极激电法等）的测量结果进行了对比。
试验表明，亚声频磁测技术有能力快速高效地获取物探数据，并在空间分辨率方面与高精度磁测技术相同等。但是，SAM技术具有更强大的地质解释能力，因为，它能同时获得数个地球物理参数，这些参数能反映各自相互独立的物理特性。后来经钻探验证是一个铅、锌、银矿床。矿石储量为300000t，平均铅品位5.7%，银59g/t，锌3.0%。其中部分处理结果（见图1、图2）。
【亚声频（SAM）磁测技术在西澳大利亚宋弯金矿床上的应用效果】西澳大利亚宋弯金矿床是2002年才发现的中温热液金矿床，它赋存在太古界阿格纽绿岩带地层中。该矿床有一个“棒状”主矿脉组成，矿脉向南缓倾斜。主矿脉位于两个平板状的矿化剪切带一侧或中间。与金矿化有关的蚀变岩石包含有黑云母，黄铁矿（5%～20%）和硅石。矿体围岩主要是玄武岩，而一些金—黄铁矿矿体也赋存在侵入到玄武岩中的花岗岩侵入体中。宋弯金矿的金储量为480,000oz（13.6t），于2005年进行开采。
在此矿床上做了亚声频磁测方法。并把亚声频磁测方法的观测结果与梯度排列激电法的观测结果加以比较，并且试验了把供电电极置于地表与置于地下矿层之上，观测结果的差异。
研究结果表明：亚声频磁测方法能在勘探区内获得表土和基岩中隐伏导电地质体的详细的信息，特别是在导电体的取向与供电电流的方向大体相同时，效果会更好。亚声频磁测方法中的等效磁电阻率异常形态与梯度排列激电法的视电阻率异常相类似。但是，等效磁电阻率数据能提供地下构造和表土特征的更为详细，分辨率更高的信息。当把供电电极直接置于矿层中时，就能获得非常可靠的等效磁激发极化法数据，能够很好得显现出隐伏矿体的位置（见图3、图4）。
【亚声频电磁测量系统的技术指标】亚声频电磁测量系统主要由发射系统、数据采集系统组成。发射系统由发电机组、发射机和控制器组成。
图5 发射机HPTX-70与发电机组GAP702
发电机组采用GAP702，为系统提供动力；HPTX-70是一套大功率发射机（图1），最大输出功率为70kW；控制器采用GapSN2（图2），实现对发射频率和发射电流的控制。
HPTX-70主要用于电磁法勘查。它能够提供高幅值、高精度、高质量的基准信号，进而实现大规模、高精度的深部地球物理勘查。既可用于时间域勘查，又可以开展频率域勘查。
HPTX-70用于电磁法包括激发极化（IP）、磁激发极化（MIP）、亚声频磁测（SAM）、总场电磁测量（SAMSON）以及电磁感应法如固定线圈法测量（FLEM）、移动线圈法测量（MLEM）和钻孔中测量（DHEM）等。
图6 发射控制器SAM-2
【HPTX-70的功能特点】动力：用1800rpm的柴油发动机驱动；输出功率：最大输出功率70kW；电压：200V～1200V；电流：不接地线圈中可产生最大350A的电流，接地电极供电可产生最大60A的电流；控制器：可以用Gap、Zonge或EMITTx型控制器进行控制；模式：电压与电流恒定模式操作：可以用掌上电脑或无线通信进行遥控操作；显示：控制软件可以监视并显示所有的功能；同步：高精度GPS同步；安装：可安装于拖车上便于在地形和植被允许的条件下使用。
【HPTX-70的主要技术指标】激发源：接地电极地面偶极排列，1匝10mm2的导线；或者N匝不接地供电线圈；
发射频率：DC～1200HZ（SAM的电流频率在5Hz～20Hz之间试验选定，SAMSON的电流频率范围为0.125Hz～1200Hz）。
控制器：GapSN2，与接收机之间采用GPS1pps脉冲同步电流、电压采用四档控制：
图7 四档控制
【数据采集系统】数据采集系统由掌上电脑、接收机TM-7（图8）和传感器G-822A。掌上电脑进行操控，TM-7进行记录，传感器进行数据采集。
【TM-7的功能特点】采样率：SAM1，200f/s～9，600f/s/SAMSON2，400f/s；传感器/接收机间距：SAM法5m；SAMSON法20m。
图8 数据采集系统—掌上电脑和接收机TM-7
采样分辨率：0.1pT；测点停留时间：SAM动态/SAMSON5分钟；负载周期：50%；导航和定位：GPS、外部DGPS（精度1m）；微分差值改正：Omnistar；软件：SAMUiv5.01；数据：WG384/UTMzone49N；数据处理参数：等变率时间（Ramptime）0.1ms；TFEMI测点距离（叠加）：40；磁倾角/偏角：52.5°/-4.6°。
主要技术指标：
铯光泵传感器数量：1～4；采样频率：1200f/s、2400f/s、4800f/s、9600f/s；平方根噪声值：1200f/s/0.02nT、2400f/s/0.04nT、4800f/s/0.12nT、9600f/s/0.58nT；计数器绝对误差：0.043nT@50000nT；拉莫尔旋进测量范围：350～131000nT；最小可测信号：50mVp-p；测量数据范围：3000～110000nT；用户界面：掌上电脑WM5/6；存储介质：CF卡；实时时钟：同步GPS1PPS；数码时间戳精度：1微秒；电源：锂电池。
【传感器（探头）的功能特点】传感器：G-822A（铯光泵磁力仪），见图4；传感器高度：0.7m；测量范围：20000～1000000nT；采样率：10Hz；分辨率：3pT；灵敏度：0.0005nT/HZRMS；电源：DC24-32V。
图9 数据采集系统—传感器G-822A
【亚声频电磁测量系统的技术特点】【大功率】亚声频电磁测量系统HPTX-70型发射机，最大输出功率可达到70千瓦，当采用偶极装置时，最大电流输出可达60A，当采用不接地回线装置时，最大电流输出可达350A。大的发射功率有助于提高探测深度。据研究资料，SAM的探测深度大于500m，SAMSON的探测深度大于1000m。
【连续测量】进行亚声频磁测（SAM）时，接收机TM-7及传感器G-822A采样频率最低1，200次/秒，最高可达到9，600次/秒，野外工作以操作员徒步行进的速度进行测量。亚声频电磁测量系统还可以应用于车载、船载和航空测量［9］，并且可以用多个探头组成梯度、阵列等测量方式。
【多种观测装置】
图10 亚声频磁测（SAM）工作装置
进行亚声频磁测（SAM）和总场电磁测量（SAMSON）时，通常采用偶极装置，如图10。与其他电法观测方法不同的是，测线的方向与供电电极的方向垂直，供电电极的方向平行于地质体的走向，这样可以提高供电电流，从而激发出更高的异常。
在采用电磁感应法（如瞬变电磁）测量时，主要采用不接地回线装置，如图11。采用这种装置时，不仅可以在回线框内测量，也可以在在回线框外测量。
图11 电磁感应法工作装置
进行总场电磁测量（SAMSON）时，除了采用偶极装置，还可以采用不接地回线装置，如图12。
图12 总场电磁测量（SAMSON）工作装置
【多种参数】亚声频电磁测量测技术是一种高分辨率的物探技术，它能同时测量地下地质体的磁性和电性特征。
SAM通过一次测量可以同时获得四个参数：总磁场强度（TMI）；总场磁电阻率（TFMMR）；总场磁激发极化率（TFMMIP）；总场电磁响应强度（TFEMI）。采用多参数的优点是，各种参数相互对比研究，减少地质解释的多解性。
【亚声频电磁测量系统的应用范围】亚声频电磁测量系统具有高的分辨率，除了应用于地质找矿以外，还可以用于地质填图，及水工环地质调查等，如美国环境保护部门用来探测未爆炸的炸弹（UXO）及埋藏的金属物品等。采用航空亚声频磁测，可以进行快速地质填图。
亚声频电磁测量系统与以往的电磁法最大的不同在于不用埋置测量电极并且测线的方向与供电电极的方向垂直。供电电极的方向平行于地质体的走向，这样可以提高供电电流，从而激发出更高的异常。特别地，可以将供电电极埋置在矿体露头上或通过钻孔放置在矿体中，从而追踪盲矿体，因此可以做为老矿山深部找矿及外围找矿利器。
鉴于其装置的灵活性，在复杂地形区也可以开展工作。国内专家在河南省嵩县庙岭金矿（低山地形，地面坡度30°～50°）开展试验研究，取得了较好的效果。由于发电机功率较大，在地形复杂、人文干扰和电磁干扰大的地区工作效率低，该勘查手段不经济。
【结论】亚声频电磁测量系统具有发射功率大、可进行连续测量、获得参数多、观测精度高、探测深度大、测量速度快、用途广等特点，可以应用研究于地质找矿和地质填图，还可以应用于水工环地质调查等，在我国具有推广应用研究价值。
——张雪丽，马道鸣，张磊，刘琼，河南省航空物探遥感中心
——张雷，刘少杰，张立柱，周蕾蕾，耿玉岭，李刚，河南省地矿局地球物理勘查队
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