音頻大地電磁法及其在地?zé)峥碧街械膽?yīng)用

（廣西壯族自治區(qū)地球物理勘察院 廣西柳州545005）

（廣西壯族自治區(qū)地球物理勘察院 廣西柳州545005）

AMT（音頻大地電磁測深）是研究大地構(gòu)造的一種地球物理方法。AMT采用天然場源，具有不受高阻層屏蔽、對高導(dǎo)層分辨能力強，資料處理與解釋技術(shù)成熟，勘探深度大、勘探費用低、施工方便、快速高效等優(yōu)點。

AMT地?zé)峥辈閼?yīng)用成果優(yōu)點

1 AMT方法原理及特點

1.1 方法原理簡介

AMT測深的實質(zhì)測量由于太陽風(fēng)或太陽黑子活動及赤道區(qū)的閃電雷擊在地球表面產(chǎn)生的各種頻率的水平電場和水平磁場，然后通過阻抗與電阻率的關(guān)系計算視電阻率從而了解地下電性結(jié)構(gòu)。其基本原理是：依據(jù)不同頻率的電磁波在導(dǎo)電媒質(zhì)中具有不同趨膚深度的原理，在地表測量由高頻至低頻的地球電磁響應(yīng)序列，經(jīng)過相關(guān)的資料處理來獲得大地由淺至深的電性結(jié)構(gòu)。

根據(jù)前人研究資料，一般認為AMT趨膚深度與波長分別為：

ε、μ、σ分別是介質(zhì)的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率。如果取大地中μ的常見值為μ0=1.256×10-6H/m，并以2πf和1/ρ分別代替上式中的ω和σ，則可把趨膚深度δ寫成：

雖然趨膚深度在某種意義上說與電磁波在介質(zhì)中穿透的深度有關(guān)，但它并不代表電磁勘探中實際的有效勘探深度。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，如果將電磁波能量衰減到50%時的深度稱為“勘探深度”，其經(jīng)驗公式為：

圖1 數(shù)據(jù)解析流程圖

該式說明，隨著電阻率的減小或頻率增高，勘探深度變淺；反之，隨著電阻率增大或頻率降低，勘探深度加深。所以，當大地電阻率一定時，改變信號頻率，便可以得到由淺至深的電阻率變化關(guān)系，由此可見探測深度與頻率成反比，我們可以通過改變發(fā)射頻率來達到測深的目的。這就是頻率電磁測深的基本原理。

1.2 方法特點

（1）工作效率高。（2）勘探深度大。（3）橫向分辨能力高。（4）地形影響小。（5）不受高阻地層屏蔽和對低阻層有較高的分辨能力。（6）資料處理與解釋技術(shù)成熟。

2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)反演和數(shù)據(jù)解析流程如圖1所示。

3 應(yīng)用實例

3.1 利用AMT進行地?zé)峥辈?/p>

本文所涉及的地?zé)峥辈橹饕菍嗔哑扑閹зx水的勘查，所以，概括來說就是尋找低阻異常區(qū)，尋找含水型斷裂破碎帶電阻率主要體現(xiàn)為：

（1）電阻率異常呈低阻密集梯度帶變化；

（2）電阻率異常呈低阻串珠狀或呈條帶狀展布；

（3）地電異常被切割呈不連續(xù)分布，高低阻橫向突變。

本次工作區(qū)主要巖性為志留紀侵入巖，屬花崗巖體，顯示相對高阻；而充水構(gòu)造破碎帶等熱儲帶電阻率值一般較小，顯示相對低阻。根據(jù)地質(zhì)資料，F(xiàn)1為已知區(qū)域大斷裂，且亦為本次勘探的對象。具體成果圖如圖2。

根據(jù)圖2，測區(qū)的4條勘探剖面異常連貫，高低阻之間存在著一定的連續(xù)性，異常梯度明顯；4條剖面整體的異常分布由小號到大號（由西到東）為中高阻—低阻—高阻，且各高低阻間異常分布界線明顯。在大號點方向，都存在了一明顯高阻異常體，一直往深部延伸，據(jù)地質(zhì)資料及實地勘查，該處出露志留紀侵入巖，屬花崗巖體，推斷此高阻體為完整的花崗巖侵入體。在1、2線的高阻體的西面（左方）主要電性分布為高阻--中阻--低阻，推斷西面中高阻異常體為不完整花崗巖體侵入體；3、4線的西面主要以高阻為主，推斷此亦為不完整的花崗巖侵入體，在3線1260點及4線1320點存在一主要低阻異常帶，且此低阻異常有一定的下延趨勢，異常呈低阻梯度帶變化，由于地表出露的巖石均為高電阻率碳酸鹽巖或花崗巖，推測斷裂構(gòu)造是引起此處范圍低阻異常的主要因素。推斷此處為區(qū)域大斷裂F1通過處，低阻異常帶較寬，證明F1斷裂構(gòu)造發(fā)育良好，且附近極有可能發(fā)育有次一級的小斷裂。斷裂構(gòu)造F1，傾向西，傾角約72°。根據(jù)該低阻異常特征，在1線960點到1200點、2線720點到960點間的海拔高程為200—300m深度段低阻異常最為明顯，說明該段斷裂帶含水性較好，是深部地?zé)崴饕a給源，構(gòu)造亦較發(fā)育。在1線的240點、2線的0號點的表面到深部均存在一中高阻與低阻的梯度分界線，3線表層未見表現(xiàn)，但在海拔1400處亦可看出此低阻異常，推斷此處為F2斷裂通過處，傾向東，傾角約78°，1—4線西面造成不完整花崗巖侵入體與此斷裂有關(guān)。此斷裂雖不是探測目標，但仍有一定的意義。

圖2 工作區(qū)AMT成果圖

4 結(jié)語

在1線進行了鉆孔驗證，證實了斷裂F1的存在，且破碎非常發(fā)育。從AMT所取得的成果及鉆孔驗證可以知道，AMT在地?zé)峥辈橹芯哂胁皇芨咦璧貙悠帘魏蛯Φ妥鑼佑休^高的分辨能力，且得到顯著的效果。AMT在以后的資源勘查中會繼續(xù)發(fā)揮其重要性，特別是針對一些巖溶、灰?guī)r及具有低阻屏蔽的地區(qū)不失為一種較好的物探方法。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，AMT的研究也將日趨完善，其將會在我國的礦產(chǎn)資源勘查中扮演重要的角色。

[1]陳樂壽劉任王天生，大地電磁測深資料處理與解釋，石油工業(yè)出版社，石油地球物理勘探叢書

[2]陳文華音頻大地電磁法及其今后的研究方向

音頻大地電磁法及其在地?zé)峥碧街械膽?yīng)用

■李葉飛

P631.3[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-137-2