可控源音頻大地電磁法及其應用

莫亞軍++李葉飛

摘 要：可控源音頻大地電磁法采用人工場源，具有信號強、信噪比高、快速高效等優點。近幾十年來，已經廣泛的應用到了固體礦產勘查、煤田地質勘查、地下水以及工程和環境勘查等多個領域。

關鍵詞：CSAMT；原理；優點；應用

自20世紀70年代中期，CSAMT法得到實際應用，一些公司相繼生產用于CSAMT法測量的儀器和應用解釋軟件。到往后，該方法的理論和儀器得到很大發展，應用領域也得到了擴展，從而成為受人重視的一種地球物理方法。

一、方法原理及優點

可控源音頻大地電磁法（簡稱CSAMT法）是以有限長接地電偶極子為場源，在距偶極中心一定距離處同時觀測電、磁場參數的一種電磁測深方法。本次采用赤道偶極裝置進行標量測量，同時觀測與場源平行的電場水平分量Ex和與場源正交的磁場水平分量Hy（圖3-1所示）；然后利用電場振幅Ex和磁場振幅Hy計算阻抗電阻率ρs；觀測電場相位Ep和磁場相位Hp，用以計算阻抗相位φ。用阻抗電阻率和阻抗相位聯合反演計算可控源反演電阻率參數，最后利用可控源反演電阻率進行地質解釋。

可控源音頻大地電磁測深法標量測量方式是用電偶極源供電，觀測點位于電偶源中垂線兩側各30度角組成的扇形區域內。當接收點距發射偶極源足夠遠時（R>3δ），測點處電磁場可近似于平面波，由于電磁波在地下傳播時，其能量隨傳播距離的增加逐漸被吸收，當電磁波振幅減小到地表振幅的1/e時，其傳播的距離稱為趨膚深度（δ），即電磁法理論勘探深度。實際工作中，探測深度（d）和趨膚深度存在一定差距，這是因為探測深度是指某種測深方法的體積平均探測深度，其經驗公式為：

由此可見探測深度與頻率成反比，我們可以通過改變發射頻率來達到測深的目的。

可控源音頻大地電磁法采用人工場源，具有信號強、信噪比高、快速高效等優點。

二、數據處理

數據處理和成圖解釋軟件采用ZONG公司的SCS2D可控源音頻大地電磁法反演系統，每條測線均進行了電阻率二維反演，并繪制了電阻率二維反演斷面圖。

三、實例應用（見圖1）

工作區位于桂北，測線上有大斷裂通過，構造線作北東—南西走向。早在3億8千多萬年前的古生代中泥盆世，該大斷裂即開始發育，形成海底斷裂谷地，即所謂的海溝，沉積一套數百米厚的深水相碎屑巖夾菱鐵礦與泥巖、硅質巖及碳質泥巖。這套地層與其東邊桂林市區同期異相的碳酸鹽巖地層截然不同，后者屬淺水臺地相沉積。

據考證，華南地區在距今2.27億年前中生代三疊紀晚期曾經發生過一次大規模的地殼運動（印支運動），使華南地區的海相地層產生了劇烈的褶皺和斷裂。工區的褶皺、斷裂即系此次地殼運動的產物，從此地殼抬升，海水退出成為今日的陸地。

新生代古近紀（距今6500萬年）以來，地殼受到印度板塊與歐亞板塊相互碰撞的影響，生成部分北西向走滑斷層。

如圖1，結合已有地質資料和巖性有以下物探推測：

根據電阻率等值線的連續性，推測550點處有FW1逆斷層通過，斷層傾向北西，傾角約為60°-70°；推測800點出有FW3逆斷層通過，斷層傾向北西，傾角約為60°-70°；推測1100點處有FW4正斷層通過，斷層傾向北西，傾角較大，傾角約為60°；1500處有FW5正斷層通過，斷層傾向北西，傾角約為70°。

將B線淺部800-1100段低阻層定為下石炭統鹿寨組上段（C1lz2）地層，其下覆地層分別為下石炭統鹿寨組下段（C1lz1）地層、上泥盆統五指山組（D3w）地層、上泥盆統榴江組（D3l ）地層、中泥盆統羅富組（D2l ）地層、中泥盆統信都組（D2 x）地層。

四、結語

后在B線進行了淺鉆驗證，證實了該地區斷裂發育，且含水量非常好，目前正準備下一步溫泉開發。從本次工作取得的成果來看，CSAMT在溫泉勘查及勘查深部構造有一定的效果，這將對以后進行解決類似的地質情況有一定的參考意義。

參考文獻：

[1]石昆法，可控源音頻大地電磁法理論與應用.

[2]石張青杉，穆建強，CSAMT 與地熱勘查，地質找礦論叢.