博文
西部矿产资源勘探中的电法仪器与技术
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一、 西部开展电法勘探的困难和特点
在我国的西部地区，由于气候干燥、水资源奇缺，大部分为高寒地区、空气稀薄、交通不便，分布有大量高山。对电法勘探造成了若干困难，根据以前所开展的部分电法工作所碰到的情况，其困难主要如下：
a． 气候干燥、接地条件差，严重影响仪器观测精度和工作效率。由于西部地区降水量特别稀少，其蒸发量远大于降水量，造成地表十分干燥。这使得供电和测量十分困难。由于接地电阻很大，一方面造成供电电流小，另一方面造成测量的电位差小、测量结果中的干扰大、测量结果有较大的误差。如果采用深埋电极、浇水等措施减小接地电阻，又严重影响工作效率。根据过去MT勘探的工作经验，干燥的盐碱地十分坚硬，光是挖一个不大的电极坑就要花两个人十分钟的时间，整个布极时间要五个人1个小时以上的时间才能完成。
b． 气温低、温差大，造成仪器失效或工作不可靠。由于西部高寒地区气温低，温差大，很多在低海拔地区能够工作的仪器，在高寒地区出现了仪器失效、工作不正常的情况。这是由于大部分仪器的电子元器件为民品级，其正常工作的温度范围小，小于或高于某一温度，就无法正常工作或功能失常。此外，由于温差变化大，一方面造成仪器内部出现冷凝水（特别是当仪器从温度较高的室内搬运到温度较低的野外的过程中），引起仪器故障，另一方面导致仪器工作参数变化，引起测量中的系统误差。
c． 盐碱地、严重矿化的地下水，使地下存在高导层，造成电阻率法和激电法中仪器观测到的电位差很小，严重影响观测精度；同时产生严重的电磁耦合问题。
d． 大部分地区交通条件差，运输困难。在我国的西部地区，由于人烟稀少，经济落后，还有很大部分地区为无人区。这造成公路很少，很多地方汽车无法到达，需要人力搬运。
e． 工作地区有很大部分在高山，仪器设备搬运十分困难。高寒地区空气稀薄，含氧量低，据测量，光是青海的格尔木，其含氧量就只要东部平原地区的70%。西藏大部分地区空气中的氧含量比格尔木低得多。在这些高寒地区，人的劳动能力比下降很多。在平原地区能够搬运的仪器，在高寒地区就感到很吃力。
二、 西部开展电法勘探的对策
由于西部电法勘探中的上述困难，使得常规的电法勘探方法和仪器很难有效地完成勘探任务，即使任务完成了，其地质效果也往往不如意。因此，有必要研究适合西部特殊环境和地质情况的电法勘探方法和仪器。根据西部电法勘探中当前面临的困难，需要从仪器和方法上入手，对症下药，可采取如下措施：
a． 在仪器中全部采用军品级电子元器件，气温低、温差变化大的影响。
b． 在仪器中采用多层电路板、贴片式元件、FPGA、大规模集成电路、DSP、24位A/D等现代电子技术和数字信号处理技术，有限降低仪器的功耗、重量和体积，同时提高仪器的性能和可靠性。
c． 采用不接地测量的电法勘探方法，如磁极化法、瞬变电磁法等。
三、 西部电法勘探对电法仪器的要求
根据我国西部地区的特殊自然环境和地质情况，能够在西部工作的电法仪器应具有如下功能或特点：
〈1〉 体积小、重量轻，便于搬运和携带。由于交通不便、地形复杂、高寒缺氧、人的劳动能力受到限制，仪器设备笨重无法开展工作。因此，仪器设备应体积小、重量轻，便于搬运和携带。
〈2〉 防水、防潮，受温度变化影响小。尽管西北地区干燥，但由于西北地区温度变化大，容易导致仪器内部受潮。因此，仪器应该能够防水、防潮。同时，为了减小温度变化使测量结果产生误差，应选择温度系数小的元器件，在设计仪器时，在满足仪器测量要求的情况下，应使整个测量系统受温度变化最小。
〈3〉 能够在低温、高温等极端条件小工作。在设计仪器时，仪器的工作温度范围应大于-30℃～+70℃这一区间。在此基础上选择仪器元器件。液晶显示器选用工作温度在-40℃～+90℃的超宽温LCD型可满足要求。
〈4〉 多功能、多参数测量。电法勘探方法众多，各有优缺点。针对勘探深度、勘探对象和其他因素选择一种或多种电法勘探方法，可以降低勘探成本、达到良好的地质效果。因此，多功能、多参数的电法勘探系统，不仅使电法勘探工作者拥有多种选择，可以降低勘探单位的仪器成本。
四、 西部电法勘探的方法
由于西部气候干燥、地下又存在低阻层干扰测量结果，探索和完善适合西部地区的电法勘探方法，特别必要。我们认为，磁激电法、瞬变电磁法、CSAMT、MT是西部地区电法勘探的首选方法：
激电法受地形影响小、在勘探浸染状硫化物型矿产方面具有其它方法无法替代的优点。但常规的激电法要求测量电极和供电电极，在西部开展上述方法严重降低了工作效率。磁激电法可以在很大程度上避免上述缺点，它只需要供电电极，采用三分量磁探头代替测量电极，对于中梯这样的电法勘探装置，比常规的激电法具有快得多的工作效率。磁激电法的观测参数为磁视电阻率和相对相位。相对相位相当于对电磁耦合感应作了线形校正，因此受电磁耦合感应小。磁激电法特别适合在接地条件不好和存在低阻层干扰的西部地区。
瞬变电磁法不需要接地，在西部地区具有一定优势，对于大的勘探深度，仪器笨重是一个障碍。MT法采用天然场源，勘探深度大，但对浅层的分辨率有限。
特别说明：这是2003年2月27日本人写给有关领导的一个关于中国西部电法勘探仪器的设计难点和一些设计思路。未经本人许可，严禁转载。
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