中南大学柳建新教授团队：电磁法在有色金属矿产勘查中的研究进展 |《中国有色金属学报》重点推荐文章

发布时间：2023-03-15收藏本文关闭本文

研究背景

自1917年第一个有记录的电磁法探矿专利问世，电磁法探测技术经过100余年发展，已经成为国内外有色金属矿产勘查主流方法。金属矿的成矿往往伴随着多期次、剧烈的构造运动，导致金属矿区具有地形复杂、矿床类型多等特点。电磁法勘探基于矿体与围岩之间的电性差异，具有绿色、低耗、高效的优点，在我国老矿山和矿集区深部找矿工作中取得了一系列重要成果。以伪随机信号电法、广域电磁法为核心的电磁法勘探理论与装备，突破了西方在电磁法勘探理论及仪器方面的长期垄断，将有效服务于新一轮战略性矿产国内找矿行动。

本文从电磁勘探方法理论、应用场景及观测系统、数据处理与解释手段、勘查应用案例四个方面开展了综述，并对电磁法勘探金属矿的发展提出了看法和建议。

文章亮点

追溯了早期电磁法理论与仪器设备的发展历史，回顾了我国电磁法仪器“跟跑-并跑-领跑”的发展历程。分析了有色金属矿的特点与电磁法的优势，以时间域、频率域分类为基础系统介绍了电磁法运用于陆地、海洋、航空方面的装置形式。列举了为实现电磁法精细化探测，地球物理工作者在正演方法、方程组求解器、反演方法、联合约束解译等数值算法方面取得的实质性成果。选择大地电磁法、广域电磁法、短偏移距瞬变电磁法、航空电磁法为代表，总结了电磁法在有色金属矿产勘查中的典型案例。

图文解析

潘店矿集区位于鲁西隆起区西北缘的新生界超厚覆盖层内，是鲁中至鲁西近东西向矽卡岩型成矿带上新发现的、具有巨大成矿潜力的接触交代型铁多金属矿床。由于矿集区地质构造背景复杂，存在矿致异常信息提取困难、总异常成因复杂以及定量反演约束条件不足等问题，目前对深部控矿构造的研究程度尚低。本研究选用广域电磁技术开展深部找矿工作，利用控制矿集区关键地带的两条剖面共105个广域电磁测点数据，获取矿集区3000m以浅电性结构。

如图1所示，广域电磁法视电阻率测深曲线可将地质体纵向分为三部分：第一部分频率范围1Hz～8192Hz，随频率增大视电阻率表现为略微递减趋势，整体呈现浅部的低阻特征，推断该区间对应新生界厚覆盖区；第二部分大致为低频段 0.1Hz～1Hz 的视电阻率过渡区，曲线由低值点向上明显抬升，推断该区间对应中等深度的古生代石炭-二叠系地层；第三部分为低频段 0.0117Hz～0.1Hz 的高阻尾支曲线区间，推断该区间对应深部的古生代奥陶系及中生代燕山晚期侵入岩，是该区矽卡岩型铁多金属矿的成矿地质体。

研究结论

金属矿勘查从来都是一个系统性工程，物探工作是提升深部找矿成功率的关键所在。电磁法勘探方法种类繁多，不同种类电磁法的探测能力具有差异，多装置多尺度电磁法勘探将会成为提升找矿成功率的主要发展方向。由于金属矿成矿构造复杂，在电磁法勘探资料解释时必须综合运用地质地球物理资料，开展多类型地球物理数据联合反演并结合地质信息的综合解释是降低反演多解性、提高找矿可靠性的有效方法。

团队介绍

柳建新，中南大学教授，博士生导师，主要从事矿产资源、工程勘察领域的理论与应用研究。现任 “资源与灾害探查” 湖南省高校首批创新团队带头人、中南大学地质资源与地质工程一级学科带头人、中国地球物理学会副理事长、“全国找矿突破战略行动”专家技术指导组专家。获得国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖三等奖各1项、教育部科技进步一等奖1项、其他省部级科技进步一等奖6项。发表SCI论文120余篇、授权发明专利38件、出版学术专著25部。主持国家自然科学基金5项（含重点基金1项）、国家科技基础性研究专项1项、国家863项目课题1项。

刘嵘，中南大学副教授，硕士生导师，主要从事人工源电磁法勘查理论与应用研究。获得2021年湖南省优秀博士学位论文、2021年教育部省科技进步一等奖，担任《Geophysical Journal International》、《Journal of Applied Geophysics》等期刊审稿人，以第一作者或通讯作者发表SCI学术论文15篇，以第一或第二作者授权发明专利7项，主持国家自然科学基金1项。

郭荣文，中南大学教授，博士生导师，主要从事电磁法数值计算与应用研究。2014-2017年在加拿大维多利亚大学与Gary Egbert合作开展博士后研究，担任《Geophysics》、《Geophysical Journal International》等国际知名期刊特邀审稿专家。发表SCI学术论文30余篇，编写学术专著2本，主持国家自然基金项目3项、湖南省自然科学基金1项、博士后基金1项。

童孝忠，中南大学讲师，主要从事电磁法正反演数值理论与教学。以第一完成人主编专著、教材9部，获得中南大学本科生教学质量优秀奖4项、中国有色金属工业学会奖2项，发表学术论文20余篇，主持湖南省自然科学基金2项。

谢维，中南大学副教授，硕士生导师，主要从事广域电磁法理论与应用研究。获得中国有色金属工业学会奖2项，发表学术论文20余篇，编写学术专著1本，授权发明专利2项，主持国家自然科学基金2项，湖南省自然科学基金1项、博士后基金1项。

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