CSAMT法供電場源選擇試驗分析

■莫亞軍

（廣西地球物理勘察院　廣西　柳州　545005）

CSAMT法供電場源選擇試驗分析

■莫亞軍

（廣西地球物理勘察院廣西柳州545005）

本文通過改變CSAMT法供電收發距的大小和方向進行試驗，對在不同場源條件下接受到的信號進行綜合分析，為后續CSAMT勘查確立了最佳的工作模式，同時也為今后的CSAMT法在地質情況比較復雜和干擾較多的情況下提供了一種可行的思路。

CSAMT供電場源試驗分析

收發距與場源的正確選擇是CSAMT應用效果好壞的關鍵。因發射與接收的距離受到進入近區帶與最小探測信號的限制，場源有附加效應和陰影效應，而場源的附加效應和陰影效應在后期的數據處理中難以校正，所以如何正確選擇場源和收發距，確保采集的數據高質量，是野外測量不可輕視的重要環節。

1　試驗區地質概況

測區地理位置位于廣西來賓市武宣縣桐嶺鎮附近。工作區內地形為緩坡丘陵，最高海拔為120.4m，最低55m，水系較發育。測區位于廣西山字型構造前弧東翼，大瑤山背斜的西翼、南華準地臺桂中～桂東臺陷之桂中凹陷來賓斷褶帶與大瑤山凸起的交接部位。主要地層有寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系、第四系；構造以單斜構造為主，傾向北西（部分地段傾向逆轉、傾向南東），傾角一般為50～85°，向西地層自老至新依次分布。本區主要斷裂有：通挽～東鄉深大斷裂（F1）呈北東～南西走向，逆斷層，向西傾斜，是本區域主要的成礦和貯礦構造。F2斷裂：位于大團村之南，呈北北東走向，平推斷裂。F3斷裂：位于司律測區之東部，呈北東走向，斷裂性質不明。

廣西物勘院和廣西第七地質隊曾在盤龍一帶進行激電法試驗，在已知礦點上獲得較好的激電異常，效果明顯。此次在礦區外圍開展電磁法的工作重點之一是首先對測區中部的24號線進行CSAMT法的試驗工作，以確定在該測區進行CSAMT法的工作模式。第24號線的地理位置如圖1所示。

圖1　廣西盤龍礦外圍測區CSAMT法工作布置圖

2　CSAMT法測量裝置及工作設計

此次測量裝置采用標量CSAMT裝置（赤道偶極裝置）。投入的儀器為：GDP-32Ⅱ接收機，ANT6磁探頭，GGT-30發射機，XMT-32S發射機控制器，ZMG-30發電機，ZPB-600升壓器。

具體工作布置為：24線位于盤古村北東約400m，穿越水稻田、緩坡丘；研究深度為1000m內，測線長900m；測點記數為241325～242175，計數間隔50，共18個測點；測點距50m；極矩MN為50m；發射頻率采用加密頻點共23個頻點（4～8192Hz）；供電極距AB長度為1200m；最大供電電流為10A；每一測點連續測量2～3次；低頻段(4～1441HZ)疊加128～2048次，高頻段（1441～8192HZ）疊加2048～16384次；試驗中分別在測線東西兩側平行布設AB供電極以及分別取收發距約為4000m和6000m。通過試驗，確定該區場源的布設等最佳的工作模式。

3　數據處理及解釋

試驗測量工作分兩部分進行：第一次測量在測線西側桐嶺鎮一帶布設AB極，收發距為5400m，最大電流9.5A，從241325～242175共18個測點，數據中信號較弱，離差較大；第二次測量于不同時間在測線西側離盤龍礦區1500m一帶布設AB極，收發距3800m，最大電流10A，由于天氣原因，從241625～242175共12個測點，數據中信號較強，離差較小。經過室內數據處理，從二維反演圖片看，二者相似性較小，如圖2所示。

圖2　D24線不同場源CSAMT二維反演斷面圖

圖3　Cagniard視電阻率與頻率的雙對數坐標關系圖（ρω-f）

對每一個測點分別畫出了Cagniard視電阻率與頻率的雙對數坐標關系圖（ρω-f）、電場與頻率的雙對數坐標圖（Ema-f）、磁場與頻率的雙對數坐標圖（Hma-f）、阻抗相位與頻率單對數坐標關系圖ph-f），后又用近場校正程序對它們進行了近場校正，并做了對比分析。縱觀兩次測量數據，從曲線形態上觀察，都反應出地層類型為A形，高頻段相似性較好，每一個測點第二次測量比第一次測量進入近場區要早（從高頻到低頻），但數據較穩定。現以241625號測點為例加以分析，敘述中以1次代表第一次測量結果，以2次代表第二次測量結果，圖形中黑色（-·-）表示第一次測量結果，紅色（-。-）表示第二次測量結果。

Cagniard視電阻率與頻率的雙對數坐標關系圖（ρω-f）：如圖3所示。

從曲線形態上看，由于收發距不一樣，所以2次比1次的視電阻率偏低，都反應出地層類型為A形，2次從90Hz進入近區（曲線以上升），1次低于10Hz進入近區。由于在高頻段（遠區）沒有點重合現象，所以可以排除陰影效應和場源復印效應的可能。

電場與頻率的雙對數坐標關系圖（Ema-f）：如圖4所示。

圖4　電場與頻率的雙對數坐標關系圖（Ema-f）

圖5　磁場與頻率的雙對數坐標關系圖（Hma-f）

圖6　阻抗相位與頻率的單對數坐標圖（pha-f）

圖7　不同場源視電阻率近場校正后對比圖

從曲線上看，2次測量的電場信號明顯強于1次，高頻段信號也較穩定；根據電場在近區與頻率無關的特點，可以看出2次從90Hz進入近區，一次則小于10Hz進入近區；磁場與頻率的雙對數坐標關系圖（Hma-f）：如圖5所示。

從曲線上看，2次測量的磁場信號明顯強于1次，高頻段信號也較穩定；根據磁場在近區與頻率無關的特點，可以看出2次從90Hz進入近區，一次則小于10Hz進入近區；阻抗相位與頻率的單對數坐標圖（pha-f）：如圖6所示。

從曲線上看，兩次的阻抗相位曲線起伏形態相似，都反應出三層A型地層的阻抗相位變化規律，但2次的低頻段明顯逐漸趨向于0，這一點是與近區理論相符合的。說明2次的阻抗相位數據比1次較穩定。

兩次的視電阻率近場校正后的比較：如圖7所示。

通過對兩次測量的近場校正后，從曲線上看，2次的近區更好的反映出了低層介質的真電阻率情況，且中間區的曲線形態也比1次較好，說明2次的近區數據比1次的近區數據穩定。

4　結論

由于本次試驗的測區有3個大的斷裂存在（如圖1所示F1，F2，F3），使測區的地質構造情況較為復雜，斷裂對CSAMT測量工作影響較大。通過兩次分別改變收發距的大小和方向的試驗結果表明，供電極AB布設在測線東側收發距3500m與布設在西側收發距5400m相比較，接受信號較強，離差較小，地下介質對電磁場的響應也比較穩定；盡管CSAMT收發距較近時，使較多的頻點工作在近區和過渡區，但通過近場校正以后，在資料解釋上更能很好的反應出地層類型情況。而收發距較遠時，雖然能使較多頻點工作在遠區，但電磁信號較弱，且易受收發距范圍內的構造、地形、民用電流、工業電流等干擾，從而容易造成數據的不穩定。因此，本次試驗工作為后續CSAMT勘查確立了最佳的工作模式，同時也為今后的CSAMT法提供了一種可行的思路，即在地質情況比較復雜和干擾較多的情況下，由于發射功率是有限的，只要能夠滿足3～5倍的研究深度，收發距不要太大，因為信號的強弱問題直接關系到測量數據的穩定性。

[1]樸化榮.電磁測深法原理 [M].地質.

[2]湯井田,何繼善.可控源音頻大地電磁法及其應用 [M].地質.

[3]溫永輝等.可控源音頻大地電磁法中收發距與場源選擇 [M].廣東:地質（2012）.

P631[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-359-2