瞬變電磁法在地球物理勘探中的應用

摘 要：瞬變電磁法是基于電磁法原理來探測地下結構的方法之一，是屬于物探方法之中的電磁法類別，為了加強了解，文章主要針對工程地球物理勘探中瞬變電磁法的應用進行簡單探討，并且提出相關的問題和注意事項。

關鍵詞：瞬變電磁法；地球物理勘探；應用

引言

在工程地球物理勘探中，所涉及到的方法多種多樣，但是瞬變電磁法是一種應用最為廣泛，也是最為有效的一種勘探方法，其可以達到較高的勘探精度。因此，對工程地球物理勘探中瞬變電磁法的應用的探討有其必要性。

1 地球物理特征

綜合分析本次勘探區及鄰地區的地層、測井資料，可得出綜合地層電性一覽表（見表1）。不同巖石具有不同的導電性，一般有泥巖，粉砂巖，介質粗砂巖，礫層，煤層和石灰石的電阻率值依次增大。含煤地層分層分布特點，比較均勻，縱向樂觀的電阻率變化的橫向傳導基本上是相同的。在緊湊而完整，地層電阻率是比較高的，如果在水的巖石斷層切割充滿裂隙和巖溶結構，或與水和水流淌，由于水的良好的導電性破碎，巖石和圍巖有顯著差異，這就是用電磁法進行水文地質探測的地球物理前提。

2 勘探方法選擇

正常情況下，小區域內同期沉積的地層造巖礦物、巖性組合、巖層發育厚度等特征相似，因此其在橫向上電阻率差異較小。垂向上，由于各組地層巖性組合不同，各層之間亦存在明顯的電性差異。當巖層發生變形破壞導致裂隙構造發育或巖層中發育巖溶時，如果巖層不含水，則其導電性變差，局部電阻率值增高；如果巖層含水，其導電性好，相當于存在局部低電阻體。據此，通過探測巖層的電阻率及其變化規律，可以查明巖層的富水性。為順利完成本次勘探任務，選擇對低阻反映敏感、體積效應較小的瞬變電磁（TEM）來劃分富水區域和對電性分層效果較好的直流電測深來進行電性分層，利用瞬變電磁和直流電測深兩種勘探手段進行探測。

3 瞬變電磁干擾區域數據修正

測區人文環境較復雜，測區內部分地段人文電磁干擾（高壓線、變電站、村莊和公路）較嚴重，對瞬變電磁數據造成一定影響，對直流電測深數據影響較小。

為了減少這種影響，在對干擾區段數據處理前，首先對其進行逐點分析，剔除畸變數據，再根據鉆孔資料和相同地段的直流電測深資料與瞬變電磁數據的對應關系對數據進行校正，再將其整理成專用數據處理軟件所需要的順序和格式，再對數據進行濾波，以濾除或壓制干擾信號，恢復信號的變化規律，突出地質信息。這些做法第一程度上降低了干擾信號造成的影響，但無法完全消除。在分析應用過程中，對干擾嚴重的影響區的資料適當進行了降級。

測區內第四系地層較厚，平均厚度在130m，其下部分別為二疊系上石盒子組、下石盒子組、山西組、石炭系上統太原組、本溪組和奧陶系中統峰峰組，視電阻率呈中、低、高的變化趨勢，奧陶系地層以灰巖為主，其電性為高阻反映。圖1為測區內1005號鉆孔旁電測深和瞬變電磁測深點反演后視電阻率曲線，直流測深在第四系底板和奧陶系頂界處有明顯電性分界面，電阻率呈中、低、高的變化趨勢，與地層電性特征較吻合。地面瞬變電磁測深勘探的深度解釋不如直流電測深直觀，特別是高電阻率地質體的分辨率較低，從而導致了瞬變電磁勘探深度分層能力的降低，因此選擇直流電測深對瞬變電磁勘探深度進行刻度。圖中瞬變電磁解釋的奧陶系頂界面深度為730m，直流電測深解釋第四系底板和奧陶系頂界面的分別是深度為100m、760m，直流電測深解釋的深度與鉆孔實際揭露的深度為0.95的系數關系。利用直流電測深反演成果結合測區鉆孔資料，對全區瞬變電磁深度解釋成果進行了分析，圖2為經過DX11陷落柱的瞬變電磁測線斷面圖，圖中地層視電阻率等值線形態與地層傾向一致，DX11陷落柱和DF31斷層處視電阻率曲線扭曲嚴重，與陷落柱和斷層位置一致，并且陷落柱向下凹形成正“U”形狀，底部視電阻率值較低，疑似為富水陷落柱。

4 結束語

總而言之，工程勘探是保證工程順利進行和提高工程質量的一個關鍵環節。為此，在工程勘探過程中，一定要根據不同的工程要求，選擇合理的勘探儀器和方法，采用科學的方法和先進技術，提高勘探的準確度和精度，為工程的進行帶來良好的效益。

參考文獻

[1]牟義，李文，黎靈，等.礦井瞬變電磁法在工作面頂板富水性探測中的應用[J].煤礦安全，2011（1）.

[2]蔡運勝，楊學明.時間域瞬變電磁系統的應用軟件開發與利用[J].物探與化探，2011（1）.

作者簡介：張曉巖（1986-），男，漢族，學歷：本科，單位：潞安礦業（集團）有限責任公司古城煤礦建設管理處，研究方向：水文地質。