[發明專利]一種地空頻率傾子測深勘探裝置和方法

有效

• 申請號: 202111390473.3
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114114429B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 陳輝;馮敏;鄧居智;余輝;尹敏;王志鑫;董天宇
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01S19/42;G01V3/36;G01V3/38
• 代理公司: 南昌合達信知識產權代理事務所(普通合伙) 36142
• 代理人: 李良

一種地空頻率傾子測深勘探裝置，包括：地面發射裝置，為布設的一條或多條接地長導線源，導線源與測線方向垂直，測量區在發射區兩側，沿測線“S”形布設；空中磁場三分量測量裝置，用于測量磁場的三個分量Hx、Hy、Hz，通過垂直磁場和水平磁場的比值得到傾子；遠程控制系統，與空中磁場三分量測量裝置通訊連接，記錄實際測點的位置坐標、高程及測量系統方位。本發明傾子響應規律受發射源電偶極距和電流大小影響較小，降低了電流對電磁響應的影響，克服了地空電磁法勘探的大功率發射問題裝置問題，提高了地空電磁勘探技術的可行性，降低了野外勘探的成本；同時傾子在空中的衰減緩慢，這為地空頻率傾子測深法提供了更大的有效探測區域。

技術領域

本發明涉及地球物理勘探領域、特別涉及一種地空頻率傾子測深勘探裝置和方法，其特別之處在于，傾子響應規律受發射源電偶極距和電流大小影響較小，降低了電流對電磁響應的影響，克服了地空電磁法勘探的大功率發射問題裝置問題，提高了地空電磁勘探技術的可行性，降低了野外勘探的成本；同時傾子在空中的衰減緩慢，這為地空頻率傾子測深法提供了更大的有效探測區域。

背景技術

隨著經濟的持續發展，礦產資源與的供需存在巨大矛盾，面對當前嚴峻的礦產形勢，國家明確表明要突破當前的找礦瓶頸，將勘探方向指向危機礦山的深度找礦以及第二深度空間(500-2000m)的礦產勘探，目前我國礦場的勘探深度多在800m以內，勘探深度大多不超過500m，因此大力發展深度快速精細勘探勢在必行。針對第二深度空間找礦，主要目標集中在西部偏遠地區，而這些地區多處于高寒、戈壁、大面積森林覆蓋等條件下，面臨這些復雜的地質條件，探測設備及人員很難進入，并且這些地區面積廣，工作量大，導致勘探難度大。面對這些問題時，急需要一種新型的電磁方法去適應在復雜環境下快速、精確的測量。

電磁法是一種重要的地球物理勘探方法，適用于眾多領域。電磁法種類眾多，包括時間域和頻率域方法，目前頻率域電磁方法發展速度快、技術成熟。上個世紀50年代，法國Cagniard和蘇聯Tikhonov提出大地電磁法(MT)；上個世紀60年代Berdiehevski等提出音頻大地電磁法(AMT)；上個世紀70年代由加拿大Strangway和Myron提出可控源音頻大地電磁法(CSAMT)。大地電磁法、音頻大地電磁法、可控源音頻大地電磁法均是地面勘探方法，即測量裝置在地面上，沿著測點測個進行數據采集。地面電磁勘探方法在大范圍地下電性結構勘探時，速度緩慢、效率低、成本高，且在復雜地形條件下施工困難。因此，為了提高勘探效率和節省成本，上個世紀中期提出航空電磁法。航空電磁法是以飛機為測量平臺，具有快速勘查、效率高、探測范圍打、成本低等優勢。相對于地面電磁勘探方法，航空電磁法由于信號弱、飛行干擾強導致數據質量較低、有效勘探深度不足。

為達到快速、精確測量的目的，將地面電磁勘探方法和航空電磁法進行優勢互補，提出地空電磁法，既在地面布設發射裝置，空中利用飛機或者無人機等飛行平臺搭載測量系統采集電磁信號，通過地面大功率激勵源在整個信號采集過程中連續發射電流，在空中獲取電磁場來反映地下電性結構，該方法具有發射信號強、空中非接觸式快速測量的雙重優點，具備對地形地質條件復雜區域進行大范圍大深度快速探測的能力，而且探測效果較航空電磁法更強，接近地面電磁法探測效果，較地面電磁法成本低、速度快。

上個世紀70年代初，出現最早期的頻率域地空電磁系統TURAIR，利用兩個放置在不同位置上的接收裝置定義出振幅比和相位差進行勘探。上個世紀末，針對澳大利亞的特殊環境，為了對澳大利亞干旱地區導電地表覆蓋層下的地質情況進行勘探，解決大深度勘探問題，Elliott研制了FLAIRTEM系統，該系統采用直升機作為接收系統搭載平臺，同期還有Fugro航空公司研發的TerraAir系統和GREATEM系統問世。我國對地空電磁系統發展較為滯后，吉林大學研究團隊開發了基于接地導線和飛艇、無人機的時間域地空電磁探測系統和頻率域地空電磁探測系統，并在山地礦區、海陸交互帶等復雜地形區域獲得了成功應用。