CSAMT法在地下水資源勘查中的應(yīng)用

王茂嵐

江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊 江西南昌 330000

CSAMT在該工區(qū)運(yùn)用效果良好，得到視電阻率斷面圖，很好的區(qū)分了高低阻異常，基本查清了控制地?zé)崴植嫉闹饕獢嗔褬?gòu)造的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀、力學(xué)性質(zhì)及次級斷裂構(gòu)造相互間的組合關(guān)系。通天寨工區(qū)查明調(diào)查區(qū)地?zé)岢傻V地質(zhì)背景及主干、次級斷裂構(gòu)造條件，確定斷裂空間分布情況，確定地層結(jié)構(gòu)、熱儲層的埋藏深度和地?zé)崴赡艿母患瘞?。通過鉆孔，進(jìn)一步探測測深點(diǎn)地表以下的信息，找到了溫泉。效果不錯。

1 地質(zhì)背景

石城縣境內(nèi)國道、省道及高速公路南北貫通，東西相連?？h內(nèi)多山，四周山嶺環(huán)繞，中部崗巒起伏，山地、丘陵約占全縣總面積的89%。主河道琴江自北而南貫穿縣中，支流遍布全縣，河流所過，形成一串串葫蘆狀河谷盆地，其間多為農(nóng)田。農(nóng)田約占全縣總面積的10%。江河塘庫形成水域，全縣水面占總面積的3%。是個典型的東南丘陵低山地區(qū)[1]。

石城縣屬亞熱帶季風(fēng)濕潤區(qū)，溫和濕潤，四季分明。全年日照計1942.1小時，日平均為5.3小時。年平均溫度在15.5-19.1℃之間。年平均自然降水量為1400-1900毫米之間。4-6月為降水集中期，占年總降水量的一半左右。溫和的氣候，豐富的雨量為農(nóng)、林業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件。

2 CSAMT法在工區(qū)地?zé)豳Y源勘查的實(shí)際應(yīng)用與分析

CSAMT的供電電偶極距一般為1-3km長，測點(diǎn)距離供電偶極5-10km。一般用不極化電極接受電場，其電極距10-30km不等。接受的磁場信號經(jīng)絕緣線輸送到接收器中與電場同時記錄。在實(shí)際工作中究竟選擇一個還是兩個供電偶極，測量哪些分量，這完全取決于所選擇的工作方法，是標(biāo)量還是矢量或是張量CSAMT。

前期工作進(jìn)行測線布設(shè)與梳理，確定測線測點(diǎn)坐標(biāo)位置；后期工作，放線埋罐，運(yùn)行V8儀器進(jìn)行視電阻率和相位測量[2]。

2.1 野外數(shù)據(jù)采集

（1）CSAMT電測工作。本次工作所使用的V8型接收機(jī)系統(tǒng)出隊前經(jīng)過了認(rèn)真檢查，符合有關(guān)規(guī)定，均可在野外施工使用。

按設(shè)計書的要求，在野外數(shù)據(jù)采集前與外業(yè)工作結(jié)束后均按技術(shù)要求對設(shè)備進(jìn)行了標(biāo)定。分別進(jìn)行了儀器標(biāo)定與一致性試驗(yàn)工作，標(biāo)定中使用的設(shè)備與野外實(shí)測時一致。

經(jīng)檢查，標(biāo)定的相位譜和電阻率譜曲線規(guī)則、光滑，符合《CSAMT法技術(shù)規(guī)定》要求。圖1為外業(yè)結(jié)束后進(jìn)行的一致性曲線圖，經(jīng)檢查，標(biāo)定的相位譜和電阻率譜曲線規(guī)則、光滑，符合《可控源音頻大地電磁測深（CSAMT法技術(shù)規(guī)定）》。

圖1 為石城工區(qū)CSAMT外業(yè)結(jié)束后的一致性頻譜曲線圖

（2）CSAMT的資料處理。目前CSAMT儀器都是數(shù)字化儀器，采集的數(shù)據(jù)有的可能都儲存在盤上，如V8儀器就儲存在CF卡上，這樣有備進(jìn)一步處理。實(shí)際要記錄的數(shù)據(jù)有：電磁振幅，電場相位，磁場振幅，磁場相位。并且，目前大多數(shù)CSAMT儀器都有自帶的具有實(shí)時或者現(xiàn)場處理軟件，它們可以將所采集的電磁場數(shù)據(jù)整理為CSAMT所需要的數(shù)據(jù)或者物理量，比如說，電阻率和相位等等，這些是CSAMT資料解釋的基礎(chǔ)和依據(jù)。目前有快速松弛反演和非線性共軛梯度反演在CSAMT得到應(yīng)用。反演軟件有MTsoft-2D，Winglink等等。

針對MT實(shí)際觀測的資料的處理部分而設(shè)計數(shù)據(jù)預(yù)處理，主要功能有數(shù)據(jù)總覽、編輯平滑、極化模式判別、測點(diǎn)處理，靜態(tài)校正和空間濾波以及批處理等方法。

2.2 資料解釋與地質(zhì)推斷

（1）通天寨工區(qū)平行布置了3條剖面，測線方位為109-289°，各剖面異常形態(tài)與電性結(jié)構(gòu)具有相似性，下面通過2線卡尼亞視電阻率共軛梯度反演斷面異常為例進(jìn)行分析解釋：

表層有明顯低阻帶根據(jù)實(shí)際野外巖石出露情況推斷該區(qū)域?yàn)榈谒南导鞍讏紫第M州組巖層[3]。

F1左右兩側(cè)電阻率明顯錯位，且F1所處位置為以低阻帶，符合斷裂帶電阻率分布特征，故推斷F1可能為以斷裂帶，傾角為65度左右。

F2右側(cè)為一高阻圈閉，上部電阻率較低推斷其為震旦系地層，下部電阻率明顯升高推斷其為花崗巖體。F2左側(cè)電阻率為中低組帶推斷其為震旦系巖層。根據(jù)地層接觸關(guān)系推斷F2右側(cè)的高阻圈閉為地層構(gòu)造運(yùn)動所造成的硅化帶。F3附近電阻率梯度變化大，且具有一定線性方向故推斷其為斷裂帶，傾角70度左右。

（2）燒水湖工區(qū)平行布置了3條剖面，測線方位為132-312°，各剖面異常形態(tài)與電性結(jié)構(gòu)具相似性，下面以通過1線卡尼亞視電阻率共軛梯度反演斷面異常為例進(jìn)行分析解釋：

從圖2可以看出在1260樁號下部存在兩個高阻圈閉視電阻率大于5000Ω.m，橫向電阻率梯度變化明顯，從剖面方向看，可明顯看到一條低阻帶穿過兩個高阻圈閉，符合斷裂帶電阻率特征，故可以推斷該區(qū)域存在一條傾向南東的斷裂帶，傾角60度左右。

在1530樁號附近密集梯級帶，可能與沖溝相關(guān)，認(rèn)為此面也可能是富水層位。

圖2 1線卡尼亞視電阻率共軛梯度反演斷面異常圖

3 結(jié)語

地?zé)豳Y源作為一種清潔能源，在我們的日常生活中，它已經(jīng)成為了密不可分的一部分，而開采這種資源，也是需要有先進(jìn)的技術(shù)和儀器，特別是對于深部地?zé)豳Y源而言，埋藏的很深的話，一般的電法勘探是不能探測的到的。通過本次CSAMT工作，基本查清了測線控制范圍內(nèi)斷裂帶分布的基本情況，達(dá)到了預(yù)期地質(zhì)效果。有以下幾點(diǎn)認(rèn)識：①在測線控制區(qū)域可明顯見到斷裂帶；②根據(jù)電阻率異常可以推斷燒水湖工區(qū)斷裂帶呈北東走向，傾向東南，傾角約為60度。通天寨工區(qū)存在兩條斷裂帶呈北東走向，傾向西北，一條傾角約為60度，另一條傾角約為65度。