焦点电磁辐射法
一些多金属矿体在声频弹性波作用下,可产生无线电频段的脉冲电磁辐射。这种震电效应被用作一种新的地球物理方法——震源电磁辐射法,寻找含有方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铜矿、毒砂、辉锑矿、辉钼矿和朱砂的矿体。
作为地震的前兆现象,伴随岩石破裂的电磁辐射效应最早是由我国地震学家研究的。在试件的室内实验研究中,试件都集中在岩石样品(主要是花岗岩、石英岩和石灰岩)上,但已发表的实验结果与认识大相径庭。
根据中国地质科学院矿床研究所和合肥工业大学在100多个岩矿样品单轴压缩过程中观测到的电磁辐射、声发射和应变现象,可以得到以下认识:
1)脉冲电磁辐射的产生与试件受压后的形成、发展和解体有关。在主破裂前,可能有许多微破裂(有时多达5 ~ 7次)对应的电磁信号。大量明显的电磁波和声波信号的初至时间差乘以声波在空气中的传播速度所得到的距离,正好在声波传感器到标本体积的距离之内,所以毫无疑问,电磁信号是标本断裂造成的。
2)脉冲电磁辐射的产生与岩石和矿石的成分和结构有关。实验表明,在大多数应时或含有一定量应时的岩石和矿石样品中观察到明显的电磁辐射信号,而在大多数不含或含少量应时的岩石和矿石样品中观察不到大于干扰水平的电磁辐射信号。岩矿裂隙中辐射电磁波的机理复杂,国内外学者在不断的探索中提出了许多假说。
3)岩石和矿石在破裂过程中产生的电磁辐射,在几百千赫到几兆赫的无线电波段范围内是一种广谱辐射,但也可以看到较低频率的电磁辐射。
图4.28 Sullivan BC矿区解释结果与钻孔岩性数据对比。
(2)工作方法和应用
源电磁辐射法的工作方法类似于压电法。但其特点是:①为避免无线电波干扰,一般在地下进行;②震源激发的弹性波能量需求大;③使用仪器的接收和采样频率要高。
图4.28是国外某矿区的电磁辐射法解释结果。从图中可以看出,用arc法确定的震电响应震源位置与钻孔数据大致一致,有些不一致。
综上所述,源电磁辐射法是一种新的地球物理勘探方法,目前仍处于探索阶段。因此,有必要进一步研究岩石和矿石的物理性质并进行矿区试验,以逐步了解其机理并在实践中合理应用,使这一方法日臻完善。