深部多金属矿勘探中天然场激电法正反演计算和野外试验研究

The natural field induced polarization (NFIP) method for detecting deep poly-metallic deposits is an original geophysical methods based on field test in recent years. The method has the characteristics that is no power supply equipment, portable instrument, simple array, and in favor of working in the complex areas. It has several measure parameters, deeper investigation, better resolution, more widely applicability for deep poly-metallic deposits exploration. The study of numerical modeling and data inversion and field tests of the method carry out with following three aspects. Firstly, we are to search the new parameter based on the basis of the mechanism of the method and the results that is to calculate the phase characteristics, resistivity characteristics and combination characteristics of the homogeneous medium, layered media and the two-dimensional media under different electrical conditions in the complex field numerical computation. Secondly, we are to research the best observation band and field work technique through the way of using relative measurement or the remote reference measurement for the five components in the test area of the known and drilling-controlled deep multi-metallic mine. Thirdly, the combination parameter and the new parameters to characterize, separate and extract NFIP effect are put forward relaying on the phase parameter and resistivity parameter on the basis of numerical simulation and field test. By the research，we will establish a method and technique on the natural field induced polarization method for detecting deep poly-metallic deposits and furnish technological support in order to explore deeply mineral resources.

深部多金属矿勘探的天然场激电法是近年来基于野外实践提出的一种原创性的地球物理方法，它不需供电设备，仪器轻便，装置简单，利于复杂地区工作。它观测参数多，探测深度大，有较好的分辨率，适用于深部多金属矿勘探。该方法的正反演计算和野外试验研究主要有三个方面，一是在机理研究的基础上，对均匀介质、层状介质及二维介质采用复数域数值计算（包括正演模拟和数据反演），计算不同地电条件下异常的相位特征、电阻率特征及组合特征，从中寻求能分离和提取激电异常的新参数（特别是相位参数）；二是选取已知的、钻孔控制的深部多金属矿为试验区，采用阵列测量或具有远参考道的测量方式，进行五分量测量，研究最佳观测频段和野外工作方法；三是在数值模拟和野外试验的基础上，依托相位参数和电阻率参数提出组合参数和新参数来表征、分离及提取激电效应。通过研究建立深部多金属矿勘探的天然场激电法应用的方法技术，为深部找矿提供技术支撑。

深部多金属矿勘探中天然场激电法正反演计算和野外试验研究的主要内容有四点，即岩矿石的频谱特性实验研究、天然场激电法数值模拟研究、天然场激电的野外试验研究、深部找矿方法技术研究。. 基于描述极化效应的12种模型，主要研究了7种有代表性的极化模型。编写了相应的软件程序，计算了7种模型不同参数的振幅谱、相位谱、实部谱、虚部谱。收集了国内16个地区已知矿点采集的50余块岩矿石标本，测试了岩矿石复阻抗相位频谱，验证了多种标本的相位频谱呈现单峰的特征，首次发现了部分金属矿石标本相位频谱呈现双峰特征（这是本研究的一个重要发现，得到Dias本人的认可和赞赏）。理论计算和标本测试结果进行了拟合和比对，确立了Dias和Multi-Cole-Cole模型具有较大范围的适用性。天然场激发极化法的数值模拟中，采用Cole-Cole模型和 Dias模型编写了复数域均匀大地介质、层状介质和地下二维介质的地电模型正反演计算程序，可计算不同地电断面条件下极化目标体的振幅、相位、实部、虚部极化响应异常特征，取得了一定认识和结论（如低阻高极化比高阻高极化异常更为明显；TE模式的垂向分辨率较高，而TM模式的横向分辨率较高；二维反演中，高阻体反演较差，但圈定的异常范围较准，而低阻体拟合较好，但存在假异常等）。.在内蒙架子山和河南大河两个试验区，采用大地电磁五分量测量方式取得了两个试验区3条测线观测频率范围在320—0.0005Hz的第一手高质量实测数据，为野外方法技术和资料处理研究奠定了基础。在理论研究和野外试验的基础上，提出了相对视电阻率频散率、视电阻率差分及相对相位谱等参数，作为在特定地电断面条件下提取极化体的激电效应的表征参数。此参数应用于理论模型和实测资料处，得到了较好的效果。. 天然场激电法研究成果对于学科建设有着重要的理论意义，对于深部找矿有着较大的实际应用价值，对于矿产资源开发有着广阔的应用前景。