王天才 熊英舉

摘要：隨著對綠色環(huán)保型能源需求的增加，地?zé)豳Y源越來越受到重視，成為競相開發(fā)和研究的對象。我國是個能源消耗大國，同時也是個中低溫地?zé)豳Y源蘊藏大國。針對我國中、低溫地?zé)豳Y源的主要特點，本文主要研究了在地?zé)峥碧街幸纛l大地電磁法和可控源音頻大地電磁法的應(yīng)用，介紹了音頻大地電磁法及可控源音頻大地電磁法的原理、布線方式及單點特征曲線，并在已有鉆探資料的基礎(chǔ)上，對二維反演視電阻率斷面圖進行對比。

關(guān)鍵詞：音頻大地電磁法；音頻大地電磁測深；反演

1.引言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和世界性能源的日趨緊張，地?zé)嶙鳛橐环N可供人們開發(fā)利用的能源，具有巨大的發(fā)展前景。地下熱水勘探中，因含水構(gòu)造的電阻率與圍巖電阻率存在明顯的電性差異，依據(jù)這一特點可以查明勘查區(qū)內(nèi)的控水?dāng)嗔鸭捌渖畈垦由焯卣?，指?dǎo)地?zé)峥辈楣ぷ?。故選擇抗干擾能力及橫向分辨力較強的AMT與CSAMT兩種方法在同一工區(qū)的同一條測線進行地?zé)峥碧綄Ρ龋瑥亩莆湛辈閰^(qū)的地層結(jié)構(gòu)、構(gòu)造形態(tài)、斷裂構(gòu)造發(fā)育等情況特點。

2.勘查技術(shù)與方法

可控源音頻大地電磁測深法與大地電磁法、音頻大地電磁法同屬頻率電磁測深范疇，即通過調(diào)節(jié)二次場的頻率來改變探測深度，用測得的電場和磁場的比得到視電阻率，其不同之處在于激發(fā)場是否為人工控制。

2.1音頻大地電磁法

大地電磁測深法（MagnetotelluricSounding），簡稱MT，是蘇聯(lián)學(xué)者Tikhonov和法國學(xué)者Cagniard 50年代初提出來的利用天然交變電磁場研究地球電性結(jié)構(gòu)的一種地球物理勘探方法。由于它不用人工供電，成本低，工作方便，不受高阻層的屏蔽，對低阻層分辨率高，而且勘探深度隨電磁場的頻率而異，淺可以幾十米，深可達數(shù)百公里，因此，近年來在許多領(lǐng)域都得到了成功的應(yīng)用，引起了地球物理學(xué)家的廣泛興趣和極大的重視。由于我們接收到的頻率在人耳能聽見的范圍，所以這種方法又叫音頻大地電磁測深（AMT）。圖1為AMT的工區(qū)布設(shè)方式，圖2為單點布設(shè)方式。該方法主要能獲取視電阻率和阻抗相位兩個參數(shù)，能得到TE及TM模式的反演電阻率斷面，和阻抗相位擬斷面綜合解釋。

2.2可控源音頻大地電磁測深

由于天然場源的隨機性和信號微弱，MT法需要花費巨大努力來記錄和分析野外數(shù)據(jù)。為克服MT法的這個缺點，加拿大多倫多大學(xué)教授D.W.Strangway和他的學(xué)生Myron Goldstein提出了利用人工（可控）場源的音頻大地電磁法CSAMT。這種方法使用接地導(dǎo)線或不接地回線為場源，在波區(qū)測量相互正交的電、磁場切向分量，并計算卡尼亞電阻率以保留AMT法的一些數(shù)據(jù)解釋方法。CSAMT法屬于一種人工源的頻率電磁測深，但和通常的頻率域電磁測深不同。這主要因為CSAMT法測量兩個相互垂直的電磁場切向分量計算卡尼亞電阻率，因而具有較強的抗干擾能力，且更容易獲得對地電變化較靈敏的相位差信息。該方法主要能獲取視電阻率（頻率域）和阻抗相位（頻率域）兩個參數(shù)，經(jīng)過反演可以得到電阻率斷面，和阻抗相位擬斷面綜合解釋，相當(dāng)于AMT的TM模式。圖3為CSAMT接收端每一個排列布設(shè)方式，多個排列連接成線。

3.參數(shù)設(shè)置

物探儀器選擇V8多功能電法儀，其中AMT法數(shù)據(jù)采集點距50m，電極距長度選擇為20m。采集時長選擇為40min，頻率選取10400、8800、7200、6000、5200、4400、3600、3000、2600、2200、1800、1500、1300、1100、900、780、640、530、460、390、320、265、228、194、160、132、115、97、79、66、57、49、40、33、27、22、18、16.2、13.7、11.2、9.4、8.1、6.9、5.6、4.7、4.1、3.4、2.8、2.3、2、1.7、1.4、1.2、1、0.85、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3（10400-0.3共計60個頻率點），共計60個頻率，其單點測深曲線如圖4；CSAMT方法工作選取50m的點距，頻率選取9600、7680、5120、3840、2560、1920、1280、1024、711、512、355、256、178、128、88、64、44、32、22、16、11、8、5.6、4、2.8、2、1.4、1（9600-1共計28個頻率點），采樣時間選取研究地質(zhì)橫向構(gòu)造默認(rèn)的30min，發(fā)射極距均在12km左右，發(fā)射極距AB約2km，其單點測深曲線如圖5。

4.工區(qū)實例

4.1工區(qū)概括

勘查區(qū)處于揚子準(zhǔn)地臺黔北臺隆遵義斷拱鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)，以北北東向及北東向雁列式構(gòu)造為主，形成大致平行排列的“多”字形褶皺斷裂群，褶皺構(gòu)造以復(fù)式背、向斜為主，具有向斜窄背斜寬的較典型的侏羅山式隔擋式褶皺組合特征。在多起構(gòu)造作用下，區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)褶皺密布、斷裂縱橫的較為復(fù)雜的構(gòu)造景觀。

區(qū)內(nèi)出露地層主要為奧陶系、志留系及第四系?，F(xiàn)由老到新概述如下：

桐梓組（O1t）：厚度187m～257m，為生物灰?guī)r夾頁巖，生物豐富，種類繁多，與下伏地層連續(xù)沉積。

紅花園組（O1h）：厚度60m～110m，灰色厚層—塊狀泥晶生物碎屑灰?guī)r、生物屑灰質(zhì)白云巖及礫屑灰?guī)r，下部含順層和垂直層理分布的燧石團塊或條帶，中部夾兩層硅質(zhì)巖。為區(qū)內(nèi)鉛鋅含礦層之一，并產(chǎn)重晶石、螢石等。