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环境与发展动态
一种探测深部金属矿床的新方法
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2019年10月22日，在线出版的《国际地球物理学杂志》（Geophysical Journal International）期刊刊发了来自俄罗斯莫斯科物理技术学院的一项新研究《三维可控源电磁法找矿：苏霍伊圆木金矿床的综合研究》，提出了在矿产勘探中使用可控源电磁法（CSEM）的可行性，并基于数值方法，实现了深部矿床的3D反演，将找矿的标准技术准确率提高了数倍。
可控源电磁法，即CSEM可以追溯到20世纪中期。它涉及到部署接地电极，向地球注入振荡电流，然后在表面上测量电磁场。得到的数据可以通过求解所谓的反演问题来绘制地下岩石的电阻率，低电阻率意味着金属矿石的存在。CSEM的一个重大局限性是它对计算资源的高需求，这限制了它的应用范围。在该项研究中，莫斯科物理与技术研究所应用计算地球物理实验室的一个研究小组创建了一种数值方法，使资源计算在现代超级计算机上可行。研究人员开发了一个完全并行化的有限差分（FD）前向建模代码，该代码基于带收缩算子预处理的迭代求解器。正则化反演算法使用高斯—牛顿法Laplacian型稳定器来最小化Tikhonov参数函数。为了解决大规模逆问题，提出了一种基于有限差分迭代算法和压缩算子预调节器的三维并行反演代码。利用计算机模拟苏霍伊金矿床综合模型，将CSEM方法与常规直流电测深、单台遥控发射CSEM测量方法进行了比较。结果表明，合理设计的电磁测量和现代3D反演技术可以为矿床的地电结构提供详细的信息。研究人员表示，该方法可以将交流电流的正问题计算速度提高几倍，从而使反演问题在现代超级计算机上易于处理，能够使勘探者尽可能少地使用探井进行探测，相关必要的钻探也仅用于验证模型预测。
研究人员表示，该技术还适用于寻找其他类型的矿石，包括铜镍矿、火山成因块状硫化物矿和多金属矿床。 （刘文浩 编译）
来源：中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2019年第21期
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