何怡原　梁盛軍　余學(xué)中

摘要：航空電磁技術(shù)是一種快速、高效的地球物理勘查技術(shù)，具有快速、高效、可大面積覆蓋等優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，在礦產(chǎn)普查、地下水資源勘查、土壤鹽漬化調(diào)查、海水入侵調(diào)查等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：航空電磁技術(shù)；礦產(chǎn)；水資源；海水入侵

航空電磁勘探是航空物探方法的—種。它是通過(guò)飛機(jī)上裝備的發(fā)射線圈向地下發(fā)射電磁信號(hào)，在地下地質(zhì)體中產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)，利用接收線圈接收感應(yīng)信號(hào)，對(duì)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析，進(jìn)而達(dá)到探測(cè)地下地質(zhì)體的目的。

上世紀(jì)50年代初，加拿大首先研制成功航空電磁測(cè)量系統(tǒng)，以固定翼飛機(jī)為平臺(tái)。近年來(lái)，航空電磁測(cè)量系統(tǒng)迅速發(fā)展，包括受地形影響更小的直升機(jī)航空電磁系統(tǒng)也投入生產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)外多金屬礦勘查、水資源調(diào)查中應(yīng)用效果顯著。

1 關(guān)于航空電磁勘探的概述

不同地質(zhì)體間存在的電性差異，是采用航空電磁法進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查的地球物理學(xué)前提。當(dāng)?shù)叵麓嬖诹紝?dǎo)體（如金屬礦、咸水層等）時(shí)，地質(zhì)體受激發(fā)產(chǎn)生強(qiáng)感應(yīng)電流，接收線圈接收到的電磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)、衰減慢；當(dāng)?shù)叵麓嬖诟咦梵w（如淡水層等）時(shí)，地質(zhì)體受激發(fā)產(chǎn)生的感應(yīng)電流十分微弱，電磁場(chǎng)信號(hào)衰減快。因此，通過(guò)分析接收信號(hào)衰減特征就可以判斷地下介質(zhì)的電性特征。

航空電磁勘查方法可分為時(shí)間域航空電磁探測(cè)和頻率域航空電磁探測(cè)兩種方法。時(shí)間域航空電磁又稱為航空瞬變電磁法，是利用機(jī)載線圈發(fā)射電流，在發(fā)射電流關(guān)斷后，直接記錄感應(yīng)電磁場(chǎng)，該方法穿透和分辨低阻覆蓋能力強(qiáng)、受地形起伏的影響小，探測(cè)范圍在地下幾十米至幾百米之間；頻率域航空電磁法研究的是感應(yīng)電磁場(chǎng)與頻率的關(guān)系，原則上脈沖基頻越高，采集數(shù)據(jù)的信噪比越好，但脈沖基頻較低時(shí)，上覆巖層的響應(yīng)受壓制，可以更好的區(qū)分導(dǎo)體和上覆巖層，頻率域航空電磁法的探測(cè)范圍為近地表至上百米深處。

2 航空電磁探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

由于航空電磁探測(cè)方法具有快速、高效、高分辨率、對(duì)良導(dǎo)體敏感等優(yōu)勢(shì)，航空電磁勘查系統(tǒng)在礦產(chǎn)普查、地下水資源勘查、土壤鹽漬化調(diào)查、海水入侵調(diào)查等方面都有著廣闊的應(yīng)用前景。

2.1 航空電磁法在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

金屬礦產(chǎn)的電阻率相對(duì)周圍巖石通常較低，會(huì)引起強(qiáng)烈的電磁響應(yīng)低阻異常，因此，航空電磁勘查一直都是勘查金、銅等金屬礦產(chǎn)的重要手段。通過(guò)高精度航空電磁測(cè)量，可以快速圈定找礦靶區(qū)。相比于地面瞬變電磁法，航空瞬變電磁法更適應(yīng)山區(qū)等地形切割劇烈地區(qū)的測(cè)量需求，在隱伏鈾礦、多金屬礦等勘查中發(fā)揮重要作用。我國(guó)在新疆東天山等地區(qū)利用航空瞬變電磁法，勘查發(fā)現(xiàn)大型金礦，并圈定多處銅鎳礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)。1

2.2 航空電磁法在地下水調(diào)查中的應(yīng)用

第四系含水層中的潛水和承壓水由于沉積環(huán)境、揮發(fā)和補(bǔ)給條件的不同，形成咸水或淡水水體，其最大的區(qū)別就是含鹽量，即導(dǎo)電性的不同。因此，利用航空電磁探測(cè)技術(shù)進(jìn)行地下水水質(zhì)填圖成為一種廉價(jià)、高效的方法。利用一維反演方法對(duì)航空瞬變電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以劃分出第四系內(nèi)不同深度的含水層、古河道等，對(duì)咸水層和淡水層均有顯著響應(yīng)。

2.3 航空電磁法在農(nóng)林業(yè)地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

航空電磁法可以清晰的劃分出砂（高阻），砂土、粘土（中低阻），鹽漬土（良導(dǎo)體），為農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物的選擇提供參考，在土壤鹽漬化、土壤顆粒度等區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查中發(fā)揮作用。此外，航空電磁法還可在荒漠和草原地區(qū)劃分出細(xì)土平原（低阻），即適合農(nóng)作物生產(chǎn)及種草造林的地區(qū)，對(duì)退耕還林工作大有裨益。在國(guó)外，航空電磁法還被用于小流域綜合治理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和草場(chǎng)建設(shè)規(guī)劃，取得了顯著效果。

2.4 航空電磁法在海水入侵調(diào)查中的應(yīng)用

采用時(shí)間域和頻率域航空電磁法進(jìn)行海水入侵調(diào)查均可取得顯著效果。

在淡水和砂體高阻區(qū)，電磁響應(yīng)弱；沿海咸水和粘質(zhì)土低阻區(qū)，電磁響應(yīng)強(qiáng)烈；過(guò)渡類型水和亞砂土區(qū)，電磁響應(yīng)介于二者之間。根據(jù)不同水質(zhì)上的航空電磁響應(yīng)特征，結(jié)合航空電磁反演得到的視電阻率分布，參考水文地質(zhì)資料，可以確定咸、淡水的分布范圍。類似地，在濱海平原地區(qū)，海水為良導(dǎo)體，電磁響應(yīng)強(qiáng)烈，航空電磁法非常適合用來(lái)圈定海水入侵的范圍，在沿海地區(qū)尋找淡水資源。

此外，如沿海地區(qū)第四系地層中有斷裂分布，海水可能沿?cái)嗔讶肭謨?nèi)地。某些地區(qū)，斷裂破碎帶充填裂隙水，較圍巖呈現(xiàn)相對(duì)低阻。因此，航空電磁法還可被用于調(diào)查第四系內(nèi)的斷裂分布。

2.5 航空電磁法在淺海測(cè)深中的應(yīng)用

美國(guó)海洋研究和發(fā)展中心曾分別利用時(shí)間域和頻率域的航空電磁系統(tǒng)探測(cè)淺海水域的海水深度，試驗(yàn)表明時(shí)間域航空電磁系統(tǒng)可探測(cè)水深達(dá)40～60米。澳大利亞研究人員利用直升機(jī)瞬變電磁系統(tǒng)在巴克斯泰斯海峽進(jìn)行飛行測(cè)量，以評(píng)估海水測(cè)深儀的測(cè)量準(zhǔn)確性，獲知海底地形。試驗(yàn)表明，在沿海淺水水域，航空瞬變地磁法可以較為準(zhǔn)確地探測(cè)到海水深度，甚至海底沉積厚度。但飛機(jī)在海面上空飛行時(shí)，必須精確控制飛行高度和電磁吊艙的擺動(dòng)，同時(shí)還需要進(jìn)一步改進(jìn)數(shù)據(jù)解釋技術(shù)，研究在高導(dǎo)覆蓋情況下的數(shù)據(jù)處理方法，獲得較大的探測(cè)深度。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟慶敏，高衛(wèi)東，滿延龍，等.航空電磁法區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與評(píng)價(jià)[J].物探與化探，2004，28（4）.

[2]孟慶敏.頻域航空電磁法在水環(huán)領(lǐng)域應(yīng)用問(wèn)題.中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)2013年學(xué)會(huì)年會(huì)摘要匯編，2013.

[3]駱燕.航空瞬變電磁法在我國(guó)淺覆蓋區(qū)尋找多金屬礦應(yīng)用前景.中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)2013年學(xué)會(huì)年會(huì)摘要匯編，2013.

1項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查“雄安新區(qū)資源環(huán)境承載能力綜合監(jiān)測(cè)和透明雄安數(shù)字平臺(tái)建設(shè)（中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心）”（121201003000172401）項(xiàng)目資助