大地電磁法在固體礦產(chǎn)勘探中應(yīng)用

大地電磁法在固體礦產(chǎn)勘探中的原理與應(yīng)用應(yīng)用

（V8多功能電磁觀測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介）曹春國序言地球物理勘探是以巖石、礦石（或地層）與其圍巖的物理性質(zhì)差為物質(zhì)基礎(chǔ)，用專用的儀器設(shè)備觀測(cè)和研究設(shè)備和研究天然存在或人工形成的物理場(chǎng)的變化規(guī)律，進(jìn)而達(dá)到查明地質(zhì)構(gòu)造、尋找礦產(chǎn)資源和解決工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及環(huán)境檢測(cè)等問題的目的。而表征巖（礦）石物理性質(zhì)的密度、磁性、電性、速度、放射性、熱學(xué)性質(zhì)是進(jìn)行地球物理勘查的地質(zhì)——地球物理前提條件。在深部礦產(chǎn)資源勘查中，地球物理勘探是最重要的技術(shù)手段之一，在該領(lǐng)域的技術(shù)水平直接關(guān)系到我國深部資源探測(cè)的水平。因此，研究開發(fā)地球物理勘查新技術(shù)是我國危機(jī)礦山資源大調(diào)查的重要技術(shù)保證之一。目前我國重要礦產(chǎn)資源勘查的找礦重點(diǎn)地區(qū)多集中在大中礦山及中高山地區(qū)，而銅、鉛、鋅等金屬硫化物礦床及與硫化物密切相關(guān)的金、銀礦床是我國目前危機(jī)資源大調(diào)查的重點(diǎn)礦種，而電法勘探是尋找這類礦產(chǎn)資源的最常用的勘探方法，在前期的找礦工作中發(fā)揮了重大的作用。但隨著探測(cè)深度的不斷增大，在礦區(qū)人文干擾因素嚴(yán)重的影響下，以上普通地球物理勘探方法，由于受儀器設(shè)備的精度及功率等技術(shù)條件的限制，找礦地質(zhì)效果每況愈下。因此，在新一輪的深部找礦及危機(jī)礦山資源大調(diào)查工作中，必須大力發(fā)展地球物理新方法、新技術(shù)，不斷提高儀器設(shè)備的科技含量。2023/1/142山東省物化探勘查院第1章V8電法工作站簡(jiǎn)介1.1儀器的主要功能及特點(diǎn)V8是加拿大鳳凰公司生產(chǎn)的最新一代多功能電法儀。V8系統(tǒng)采用的是先進(jìn)的模塊化技術(shù)，它主要包含：大地電磁（MT）、音頻大地電磁（AMT）、可控源音頻大地電磁（CSAMT）、各種時(shí)間域和頻率域電磁功能（TDEM、FDEM）、激發(fā)極化—時(shí)間域和頻率域（SIP、IP）、各種電阻率電法勘探測(cè)量功能。是目前國際上功能最齊全的綜合性電法類勘探儀器。技術(shù)特點(diǎn)：1、先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)；2、輕便靈活，配置可根據(jù)需要選擇；3、網(wǎng)絡(luò)化無線通訊，站與站或接收和發(fā)射機(jī)之間無線連接，利于開展山區(qū)工作；4、場(chǎng)源和接收網(wǎng)絡(luò)均通過GPS同步；5、在使用CSAMT方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可根據(jù)不同的地質(zhì)地電條件任意添加改變測(cè)量頻點(diǎn)，使垂向分辨率和勘探精度大大提高。2023/1/143山東省物化探勘查院1.2儀器的主要技術(shù)指標(biāo)

MG—30發(fā)電機(jī)額定功率：30KVA發(fā)射頻率：400HzT—30發(fā)射機(jī)最大輸出功率：25KVA最大輸出電壓：1000V最大輸出電流：60A頻率輸出范圍：0.0039～10000Hz時(shí)間控制：

GPS同步±0.1us接收機(jī)頻率范圍：10000Hz～0.00005Hz存儲(chǔ)：512MB可移動(dòng)閃存硬盤（可擴(kuò)展升級(jí)）處理器：586和輔助處理器2023/1/144山東省物化探勘查院1.3應(yīng)用范圍1、危機(jī)礦山接替資源大調(diào)查（金屬非金屬礦深部找礦），具有功率大，勘探深度深，抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)；2、石油和天然氣勘探；（東方地球物理公司）3、煤田勘探；4、地?zé)豳Y源勘探；5、地下水調(diào)查；工程地質(zhì)調(diào)查（鐵路、隧道）。（鐵一院）2023/1/145山東省物化探勘查院第2章大地電磁測(cè)深

大地電磁測(cè)深法是電法勘探中的一個(gè)重要分支，屬頻率域電磁測(cè)深法，是通過改變電磁場(chǎng)頻率進(jìn)行測(cè)深的一類電法勘探。目前基于平面波卡尼亞電阻率頻率域電磁測(cè)深法按場(chǎng)源分為：1、天然源：大地電磁測(cè)深法（MT）；音頻大地電磁測(cè)深法（AMT）

2、人工場(chǎng)源：可控源音頻大地電磁測(cè)深法（CSAMT）

CSAMT法為了提高信噪比，發(fā)射功率從幾千瓦發(fā)展到幾十千瓦，儀器代表是美國Zonge公司GDP系列和加拿大鳳凰公司V系列電法儀；鳳凰公司注重開發(fā)研究音頻大地電磁測(cè)深法儀器，為了野外工作方便，提高工作效率，簡(jiǎn)化了設(shè)備，從MT法中的張量測(cè)量簡(jiǎn)化為矢量測(cè)量，放棄了Hz測(cè)量，使方法從“EH-5”簡(jiǎn)化為“EH-4”。在CSAMT法中又放棄了Hx。我國大地電磁法在金屬礦勘探和工程勘察中應(yīng)用剛剛起步，無論在理論、設(shè)備及應(yīng)用上與西方國家都有較大的差距。但近幾年隨著我國地質(zhì)市場(chǎng)的高速發(fā)展，引進(jìn)了大批的先進(jìn)設(shè)備（GDP-32、V8），電磁法勘探在我國得到了廣泛的開發(fā)應(yīng)用。2023/1/146山東省物化探勘查院2.1音頻大地電磁測(cè)深法（AMT)特點(diǎn)1、AMT法利用天然場(chǎng)源，無近場(chǎng)效應(yīng)、過渡帶效應(yīng)影響；2、儀器輕便，適用于地形、植被發(fā)育的山區(qū)使用；3、觀測(cè)頻帶寬，從0.1Hz至100KHz。最小探測(cè)深度幾米至最大探測(cè)深度2000米以上，特別適合各種不同深度工程勘察和金屬礦勘探；4、AMT是張量或矢量測(cè)量，對(duì)二維構(gòu)造反映比較逼真，采用TM、TE兩種模式觀測(cè)，故能較真實(shí)的反映地質(zhì)規(guī)律；5、工作效率高，一個(gè)臺(tái)班在地形條件相當(dāng)差的地方，在點(diǎn)距25米時(shí)，仍可完成30個(gè)點(diǎn)觀測(cè)任務(wù)；6、不受通訊條件約束；7、電阻率計(jì)算公式簡(jiǎn)單2023/1/147山東省物化探勘查院2.2音頻大地電磁測(cè)深場(chǎng)源作為大地電磁測(cè)深的場(chǎng)源——大地電磁場(chǎng)（又稱天然場(chǎng)），具有很寬的頻率范圍，它主要由太陽風(fēng)與地球磁層、電離層之間復(fù)雜的相互作用，以及雷電活動(dòng)等這些地球外層空間場(chǎng)源引起的區(qū)域性，乃至全球性的天然交變電磁場(chǎng)，不同頻率的電磁場(chǎng)相互迭加在一起，是一個(gè)非常復(fù)雜的電磁振蕩。大地電磁場(chǎng)入射到地下時(shí)，一部分被介質(zhì)吸收衰減；一部分反射到地面。它帶有反映地下介質(zhì)電性特征的電磁場(chǎng)信息，人們通過觀測(cè)地表的電、磁場(chǎng)分量，來研究地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其分布特征。2023/1/148山東省物化探勘查院2023/1/149山東省物化探勘查院天然場(chǎng)信號(hào)特征頻率(Hz)磁場(chǎng)(nT)電場(chǎng)(mv/km)全球電磁場(chǎng)強(qiáng)度平均振幅特征

2023/1/1410山東省物化探勘查院實(shí)測(cè)部分AMT電磁場(chǎng)振幅頻率特性圖2023/1/1411山東省物化探勘查院2.3音頻大地電磁場(chǎng)特征在10～100KHz頻帶范圍內(nèi)，不同地區(qū)和時(shí)間觀測(cè)的高頻大地電磁信號(hào)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)規(guī)律基本一致，這說明大地電磁的高頻信號(hào)同低頻信號(hào)一樣，都是基本穩(wěn)定可靠的；在10～100KHz的頻帶內(nèi)，有兩個(gè)突起、兩個(gè)凹陷，突起在4KHz～60KHz與200Hz～800Hz，最大值分別在約20KHz和300Hz；凹陷在800Hz～4KHz與80Hz～300Hz，最低值分別約在2KHz和150Hz；兩個(gè)突起頻段電磁信號(hào)增強(qiáng)、兩個(gè)凹陷頻段電磁信號(hào)減弱；在10～100KHz兩端，以及60KHz～100KHz頻率范圍內(nèi)電磁信號(hào)整體減弱，局部在90KHz～100KHz頻段電磁信號(hào)有所抬起；在80Hz～10Hz電磁信號(hào)遞增，磁場(chǎng)增加的幅度大于電場(chǎng)；在10～100KHz的頻帶內(nèi)，大于75%的頻點(diǎn)的磁場(chǎng)信號(hào)振幅高于0.01nT，僅高頻段和部分800Hz～4KHz的凹陷頻段的磁場(chǎng)信號(hào)振幅低于0.01nT；類似磁場(chǎng)信號(hào)，大于85%的頻點(diǎn)的電場(chǎng)信號(hào)振幅高于0.01mV/Km，僅高頻段和800Hz～4KHz的凹陷頻段的電場(chǎng)信號(hào)振幅值低于0.01mV/Km；電場(chǎng)信號(hào)的相關(guān)性不如磁場(chǎng)信號(hào)的相關(guān)性好。2023/1/1412山東省物化探勘查院2.4野外工作方法技術(shù)1、電偶極子方向相互垂直，要用羅盤儀定向。2、電偶極子的長度用測(cè)繩測(cè)量，誤差<0.5米。3、磁傳感器（磁棒）應(yīng)距前置放大器大于5米，為了消除人文因素干擾兩個(gè)磁棒要埋在地下，保證其平穩(wěn)，用羅盤儀定向使Hx、Hy兩磁棒相互垂直，誤差控制在1度，且水平。所有的工作人員離開磁棒至少5米，盡量選擇遠(yuǎn)離房屋、電纜、大樹的地方布置磁棒。4、主機(jī)要放置在遠(yuǎn)離AFE(前置放大器)至少5米的一個(gè)平臺(tái)上，而且操作員最好能看到AFE和磁棒的布置。野外工作裝置示意圖2023/1/1413山東省物化探勘查院野外工作方法技術(shù)1、目的任務(wù)要明確：確定目標(biāo)地質(zhì)的特征2、測(cè)網(wǎng)布置：根據(jù)目標(biāo)體規(guī)模的大小、埋深、產(chǎn)狀布置測(cè)網(wǎng)A、測(cè)區(qū)面積：①盡量規(guī)整、②盡量包含所有的測(cè)區(qū)地質(zhì)信息。B、網(wǎng)度：

①測(cè)線平行、②網(wǎng)度越小越好。3、測(cè)線布置技術(shù)4、測(cè)深工作頻率范圍和電偶極距長度5、方法有效性實(shí)驗(yàn)A實(shí)驗(yàn)?zāi)康模孩儆行?；②幫助后期資料處理與分析；③選擇工作參數(shù)B可行性試驗(yàn)剖面選擇：①地質(zhì)情況較為清楚；②電磁噪聲比較平靜，各種人文干擾不嚴(yán)重；③選擇測(cè)區(qū)內(nèi)典型地質(zhì)剖面；④有一定規(guī)模的目標(biāo)體存在；⑤盡量選擇地形開闊、起伏平緩的試驗(yàn)剖面。2023/1/1414山東省物化探勘查院測(cè)線布置注意事項(xiàng)（垂直目標(biāo)地質(zhì)體的長軸）2023/1/1415山東省物化探勘查院數(shù)據(jù)采集音頻大地電磁測(cè)深（MT\AMT）數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞是取得理想地質(zhì)效果的關(guān)鍵，在數(shù)據(jù)采集過程中，識(shí)別真假數(shù)據(jù)是保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵。50Hz干擾識(shí)別2023/1/1416山東省物化探勘查院數(shù)據(jù)整理與處理

2023/1/1417山東省物化探勘查院隨著頻率的降低，勘探深度在增加，這就是頻率測(cè)深的原理。趨膚深度勘探深度計(jì)算公式2023/1/1418山東省物化探勘查院資料解釋AMT地層劃分2023/1/1419山東省物化探勘查院AMT斷層劃分2023/1/1420山東省物化探勘查院1、CSAMT原理簡(jiǎn)述可控源音頻大地電磁，簡(jiǎn)稱CSAMT法。它是利用接地水平電偶源為信號(hào)源的一種頻率域電磁測(cè)深法，它的發(fā)展與大地電磁法（MT）和音頻大地電磁法（AMT）的關(guān)系密切，它主要是針對(duì)天然信號(hào)隨機(jī)性大，信號(hào)弱的特點(diǎn)，由大功率發(fā)射機(jī)向地下發(fā)送人工電磁場(chǎng)來代替天然場(chǎng)，供電電流可達(dá)30A，在距發(fā)射場(chǎng)源足夠遠(yuǎn)的地區(qū)觀測(cè)電場(chǎng)的水平分量Ex和磁場(chǎng)的水平分量Hy，利用卡尼亞電阻求得地下介質(zhì)電阻率和阻抗相位：卡尼亞視電阻率ρxy(f)=0.2*T*(Ex/Hy)2；阻抗相位Φxy=Φ（Ex）－Φ（Hy）

。探測(cè)深度公式：H=365√ρ／f；ρxy(f)與頻率相關(guān)，探測(cè)深度與頻率成反比，可以通過改變發(fā)射頻率來達(dá)到測(cè)深的目的?？梢娞綔y(cè)深度與電阻率正相關(guān)，與頻率負(fù)相關(guān)。最簡(jiǎn)單的CSAMT形式是可控源音頻大地電流法（CSAET），它僅測(cè)量Ex或Ey，不是系統(tǒng)的測(cè)量磁場(chǎng)而是多個(gè)電場(chǎng)公用一個(gè)磁場(chǎng)，將電場(chǎng)的測(cè)量值轉(zhuǎn)化為近似的卡尼亞電阻率，采用CSAET通常得不到有意義的相位資料，這種方法用在發(fā)射偶極中垂線15°的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量，在磁場(chǎng)完全均勻，地質(zhì)情況不復(fù)雜的層狀地區(qū)用來普查還是可行的。目前我們通常所用的均為CSAET法。通常是用7道儀器來測(cè)量9-12個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)和1個(gè)點(diǎn)的磁場(chǎng)，而這種系統(tǒng)是以降低數(shù)據(jù)的可解釋性來換取經(jīng)濟(jì)效益。利用這種系統(tǒng)計(jì)算的卡尼亞電阻率可以引起較大的電阻率誤差。第3章CSAMT法在勘探原理與應(yīng)用2023/1/1421山東省物化探勘查院2、野外工作方法技術(shù)EX1EX2EX3EX4EX5EX6EX7EX8EX9HyV8系統(tǒng)CSAET法赤道偶極裝置接收偶極布設(shè)圖2023/1/1422山東省物化探勘查院V8系統(tǒng)CSAMT法發(fā)射偶極布置TX-ATX-BCMU-1鋁板2023/1/1423山東省物化探勘查院野外工作方法

在CSAMT野外工作中，目前多采用的是赤道偶極測(cè)量裝置，其觀測(cè)裝置見工作示意：觀測(cè)區(qū)域布置在以發(fā)射偶極形成的60角的一個(gè)梯形面積內(nèi)，梯形的上底為AB發(fā)射偶極所在的位置，測(cè)線到AB的距離R大于三倍的趨膚深度，測(cè)線的長度應(yīng)保持在發(fā)射偶極60射線控制的梯形面積之內(nèi)。AB極布線方向必須與測(cè)線方向平行布設(shè)。在野外工作時(shí)，盡量把AB偶極的中點(diǎn)布置在勘探研究剖面的中垂線上，以利于提高場(chǎng)源強(qiáng)度保證觀測(cè)的精度。2023/1/1424山東省物化探勘查院CSAMT場(chǎng)的特征近場(chǎng)區(qū)過渡區(qū)遠(yuǎn)區(qū)波印亭矢量S=E×H在近、中、遠(yuǎn)區(qū)變化情況示意圖

2023/1/1425山東省物化探勘查院

CSAMT野外工作設(shè)計(jì)

任何一種地球物理方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，CSAMT也不例外。CSAMT的優(yōu)點(diǎn)包括：勘探深度大，抗干擾力強(qiáng)、工作效率高、受地形影響小等，但它也受源效應(yīng)及靜態(tài)效應(yīng)等的影響。因此如何合理使用CSAMT，是必須慎重考慮的問題。首先必須考慮具體的地質(zhì)任務(wù)和目標(biāo)。在任何情況下，地質(zhì)情況都是決定性的因素。目前CSAMT的穿透深度大約是10m到3km，取決于地下電阻率、信號(hào)頻率、發(fā)收距等因素。更淺的問題應(yīng)該用高頻EM系統(tǒng)，如地質(zhì)雷達(dá)更好些，更深的問題則最好用MT。在10m到3km深度范圍內(nèi)，也必須把CSAMT與AMT、TEM、直流電測(cè)深等方法進(jìn)行對(duì)比，以選擇適合具體地質(zhì)目標(biāo)的最佳方法。

在決定使用CSAMT法之后，其工作設(shè)計(jì)便包括：測(cè)量方式、場(chǎng)源設(shè)計(jì)、噪聲分析、最佳工作參數(shù)、數(shù)據(jù)采集與評(píng)價(jià)、人員與后勤保障等。2023/1/1426山東省物化探勘查院CSAMT法測(cè)量方式與特點(diǎn)

CSAMT測(cè)量包括兩組10多個(gè)獨(dú)立分量，這些分量的測(cè)量取決于地質(zhì)復(fù)雜程度和經(jīng)濟(jì)條件的限制。標(biāo)量（兩個(gè)分量）的測(cè)量能正確地確定簡(jiǎn)單的層狀介質(zhì)，但更復(fù)雜一些的二維、三維介質(zhì)，則需要包括有電場(chǎng)和磁場(chǎng)的多分量測(cè)量。如圖所示，CSAMT包括張量、矢量和標(biāo)量三種方式，取決于測(cè)量分量的數(shù)量和使用場(chǎng)源的數(shù)量。至于CSAET是只利用電場(chǎng)分量進(jìn)行測(cè)量的特例。張量、矢量和標(biāo)量CSAMT法的定義a),（b)用兩個(gè)場(chǎng)源，且每個(gè)場(chǎng)源做5次的全張量測(cè)量（c）每個(gè)場(chǎng)源觀測(cè)3個(gè)分量的部分張量測(cè)量（d）單一場(chǎng)源5次觀測(cè)的矢量測(cè)量（e)單一場(chǎng)源2次觀測(cè)的標(biāo)量測(cè)量（f）用一個(gè)場(chǎng)源在一個(gè)方向上只做電場(chǎng)觀的標(biāo)量CSAET法，在少量點(diǎn)上測(cè)磁場(chǎng)用以把電場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為近似的電阻率。2023/1/1427山東省物化探勘查院張量CSAMT張量CSAMT利用兩個(gè)方向的場(chǎng)源來測(cè)定五個(gè)分量（Ex、Ey、Hx、Hy、Hz）。與大地電磁場(chǎng)不同，CSAMT場(chǎng)源不是全方位的，所以需要兩個(gè)場(chǎng)源。為了完全確定阻抗張量，總共需要測(cè)量10個(gè)分量。張量測(cè)量最好用于構(gòu)造很復(fù)雜的地區(qū)和測(cè)深點(diǎn)距比地質(zhì)構(gòu)造尺寸大很多的地區(qū)。具有強(qiáng)烈的局部非各向同性地區(qū)，在這些地區(qū)用全張量解出的阻抗可能要好些。矢量CSAMT矢量CSAMT規(guī)定利用單一個(gè)場(chǎng)源來測(cè)量4個(gè)或5個(gè)分量（Ex、Ey、Hx、Hy,有時(shí)加測(cè)Hz）。矢量CSAMT數(shù)據(jù)提供了關(guān)于地下二維或三維構(gòu)造的信息，但比張量測(cè)量的信息少。由于少收集和處理50%的數(shù)據(jù)，矢量測(cè)量比張量便宜。矢量CSAMT在非各向同性不強(qiáng)的地區(qū)確定復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造是有用的，出于經(jīng)濟(jì)的考慮，在二維地區(qū)常常寧可做矢量而不做張量CSAMT。標(biāo)量CSAMT標(biāo)量CSAMT規(guī)定利用一個(gè)場(chǎng)源測(cè)量?jī)蓚€(gè)分量（Ex和Hy或者Ey和Hx），標(biāo)量測(cè)量對(duì)于一維的層狀條件或者走向已知的二維條件是足夠了，在更復(fù)雜的條件下，則取決于數(shù)據(jù)的密度。當(dāng)偶極方向恰好垂直于斷層（TM方式）時(shí)，用標(biāo)量數(shù)據(jù)可以很容易地確定線性的陡傾斜斷層；可是如果偶極平行走向（TE方式），斷層的解釋和定位就很困難。

2023/1/1428山東省物化探勘查院標(biāo)量CSAET

最簡(jiǎn)單的CSAMT形式是可控源音頻大地電流法（CSAET），它僅僅測(cè)量Ex或Ey而不去系統(tǒng)地測(cè)量磁場(chǎng)，偶爾測(cè)一下磁場(chǎng)是為了把電場(chǎng)的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為近似的卡尼亞電阻率。采用CSAET通常得不到有意義的相位資料。這種方法用在發(fā)射偶極中垂線±15°的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量，在磁場(chǎng)完全均勻，地質(zhì)情況不復(fù)雜的層狀地區(qū)用來普查填圖是令人滿意的。然而當(dāng)這些假設(shè)條件不成立時(shí)則會(huì)引起麻煩。例如，獲得CSAET的一個(gè)常用方法是7道儀器來測(cè)量連續(xù)6個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)和一個(gè)點(diǎn)的磁場(chǎng)，通常磁場(chǎng)測(cè)點(diǎn)在排列的中點(diǎn)。然而，這種系統(tǒng)常常是以降低數(shù)據(jù)的可解釋性為代價(jià)來換取經(jīng)濟(jì)上的合算。圖2.1.3是地塹斷層的上升和下降斷塊上的兩個(gè)一維模擬結(jié)果，圖2.1.3（a）表明，位于下降斷塊上的6號(hào)點(diǎn)的磁場(chǎng)較4號(hào)點(diǎn)的高，這個(gè)較大的差平方后計(jì)算卡尼亞電阻率可以引起大的電阻率誤差。2023/1/1429山東省物化探勘查院CSAET引起的視電阻率誤差如圖（b）顯示在6號(hào)點(diǎn)測(cè)到的CSAMT和CSAET的響應(yīng)。CSAMT響應(yīng)正確地描繪了高/低/高的地質(zhì)斷面，但是在這同一個(gè)點(diǎn)，用在CSAET排列中點(diǎn)所得較低的磁場(chǎng)值來歸一化，則得出錯(cuò)誤的結(jié)果。層序好像是高/低/高/低/高，其最大的誤差幾乎達(dá)到100%。CSAET資料在沖積蓋層下“生”出了一層假高阻層。反過來，錯(cuò)誤地選擇磁場(chǎng)測(cè)點(diǎn)，其結(jié)果也可能使真實(shí)的層“消失”。如果地質(zhì)條件更加復(fù)雜，可能使結(jié)果更壞。因此，除非是在極簡(jiǎn)單的地質(zhì)環(huán)境中普查，在野外應(yīng)避免使用CSAET。

2023/1/1430山東省物化探勘查院概括地講，CSAMT法具有如下特點(diǎn)：1、工作效率高。利用一個(gè)偶極發(fā)射，可以在4個(gè)很大的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量。2、勘探深度范圍大?？紤]到主客觀因素和目前的技術(shù)，CSAMT法的勘探深度為幾十米至二三千米。3、垂向分辨率高。CSAMT法垂向分辨能力與多種因素有關(guān)，如果將要探測(cè)對(duì)象的厚度和埋深之比定義為垂向分辨率，那么，它在10%~20%之間。4、水平分辨率高。CSAMT法水平分辨率與發(fā)收距無關(guān)，約等于接收電偶極長度。5、地形影響小。由于觀測(cè)值事實(shí)上作了歸一化，因此地形影響大為減弱；由于是平面波場(chǎng)，因而，測(cè)區(qū)內(nèi)地形影響也較小，且易于校正。6、高阻層的屏蔽作用小。CSAMT法使用的是交變電磁場(chǎng)，因而它可以穿過高阻層，特別是高阻薄層。有些無法用直流電法探測(cè)到的高阻層下的地質(zhì)體，用CSAMT法能很好地反映出來。7、立體觀測(cè)。面積性的CSAMT相當(dāng)于一種三維的立體地電填圖，因此對(duì)于查明地下構(gòu)造、追蹤其平面變化特別有效。CSAMT的基本特點(diǎn)

2023/1/1431山東省物化探勘查院

CSAMT法最佳觀測(cè)方案

地質(zhì)任務(wù)是選擇地球物理方法的前提和決定性的因素。一旦決定進(jìn)行CSAMT測(cè)量，那么，勘探深度將影響到CSAMT設(shè)計(jì)中的每一個(gè)參數(shù)，如排列方式、觀測(cè)頻率、發(fā)收距等。1、勘探深度CSAMT的勘探深度與大地電阻率和信號(hào)頻率有關(guān)，并按Bostick深度公式計(jì)算。理論上，只要信號(hào)頻率足夠低，勘探深度可達(dá)數(shù)十公里。但實(shí)際中并非如此，有限的發(fā)收距決定了能保持遠(yuǎn)區(qū)測(cè)量的頻率是有限制的，因此CSAMT的實(shí)際勘探深度大約在10m~3km。2、頻率范圍理論上，給定某一地區(qū)的大地電阻率（標(biāo)本測(cè)量、露頭或坑道小四極測(cè)量、測(cè)井等）和根據(jù)地質(zhì)目標(biāo)要求的最大勘探深度D后，則所要求的最低頻率為：

3、覆蓋范圍CSAMT測(cè)量中，有限場(chǎng)源的使用對(duì)在平面上允許采集數(shù)據(jù)的范圍提出了一些限制。確定允許勘探范圍的因素有三個(gè)：①最小發(fā)收距，它受到進(jìn)入近區(qū)帶的限制；②最大發(fā)收距，它受到最小可測(cè)信號(hào)限制；③信號(hào)強(qiáng)度與角的依賴聯(lián)系（對(duì)水平電偶源）。4、排列方式：理論上，在均勻大地上，對(duì)于給定的一個(gè)x方向的場(chǎng)源，測(cè)Ey/Hx可能稍微優(yōu)越一點(diǎn)。因?yàn)樵诰嚯x場(chǎng)源三倍趨膚深度以外，測(cè)量就可認(rèn)為是在遠(yuǎn)區(qū)；“旁側(cè)”Ex/Hy測(cè)量至少需要在4倍趨膚深度以外，而“軸向”Ex/Hy測(cè)量時(shí)，可測(cè)扇形區(qū)和信號(hào)強(qiáng)度都較小，故要求5倍趨膚深度的距離。2023/1/1432山東省物化探勘查院

CSAMT法數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)

CSAMT的數(shù)據(jù)質(zhì)量主要決定于場(chǎng)源電流、發(fā)收距和環(huán)境噪聲水平。由于CSAMT的信號(hào)較強(qiáng)，因此其觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量比天然場(chǎng)源的要高。在一個(gè)恰當(dāng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，測(cè)量結(jié)果中出現(xiàn)的噪聲大多數(shù)是非對(duì)稱性的，或隨機(jī)的，至少有較長的一段時(shí)間中是如此。因此，天電干擾和大地噪聲有可能經(jīng)過疊加平均而除去，而閃電和文化噪聲則常常不能消去，引起麻煩。任何電場(chǎng)、磁場(chǎng)觀測(cè)中存在的隨機(jī)誤差可以從n次疊加的結(jié)果加以估計(jì)，每次疊加包含m個(gè)連續(xù)波的平均，并可根據(jù)平均值[AKx-D]來檢驗(yàn)每一單個(gè)疊加值的偏差：是標(biāo)準(zhǔn)偏差

2023/1/1433山東省物化探勘查院

1、非平面波效應(yīng)的校正

人工源頻率域電磁測(cè)深中，廣泛采用了波區(qū)視電阻率定義，其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)便，在波區(qū)能客觀地反映地電斷面的垂向變化。然而這種視電阻率在中間區(qū)和近區(qū)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變，影響了測(cè)深曲線的解釋。近區(qū)視電阻率也存在類似的問題。電磁測(cè)深的波區(qū)、中間區(qū)和近區(qū)是按電距離p劃分的，實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)法則可確定合理的界限。在野外，最佳發(fā)收距一般取為目標(biāo)勘探深度的4~5倍。在此條件下，由于工作條件和地質(zhì)條件的制約，常常使測(cè)深不得不進(jìn)入中間區(qū)甚至近區(qū)觀測(cè)。2、CSAMT資料的反演地球物理勘探的最終目的是通過一組地球物理觀測(cè)數(shù)據(jù)確定可能產(chǎn)生該組數(shù)據(jù)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的全部有關(guān)信息。對(duì)于電磁法而言，這包括兩個(gè)方面的問題，第一是確定大地的地電結(jié)構(gòu)；第二是建立地電結(jié)構(gòu)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系。通常的地球物理反演僅是指第一個(gè)問題。對(duì)于電法勘探，反演解的存在性是從問題的物理意義直接得出的結(jié)論。解的惟一性依賴于所觀測(cè)的電磁場(chǎng)集合。對(duì)于不同的地電斷面，需要進(jìn)行反演正確性問題的綜合研究，并證明相應(yīng)的正確性推理。最終提出合理的地質(zhì)解釋。

CSAMT資料處理解釋方法

2023/1/1434山東省物化探勘查院第4章應(yīng)用實(shí)例2023/1/1435山東省物化探勘查院

CSAMT在招平斷裂帶上深部金礦找礦中的應(yīng)用

1、低阻對(duì)應(yīng)變質(zhì)巖

2、高阻對(duì)應(yīng)二長花崗巖

3、斷裂帶位于兩種不同巖性的接觸帶上

4、斷面圖上反映為兩種不同區(qū)域電性層的接觸帶

5、斷層位于等值線梯級(jí)帶上

6、礦體位于等值線間距寬大、同步向下彎曲的部位。2023/1/1436山東省物化探勘查院應(yīng)用3

CSAMT在招平斷裂帶上深部金礦找礦中的應(yīng)用

1、低阻對(duì)應(yīng)變質(zhì)巖

2、高阻對(duì)應(yīng)二長花崗巖

3、斷裂帶位于兩種不同巖性的接觸帶上

4、斷面圖上反映為兩種不同區(qū)域電性層的接觸帶

5、斷層位于等值線梯級(jí)帶上

6、礦體位于等值線間距寬大、同步向下彎曲的部位2023/1/1437山東省物化探勘查院2023/1/1438山東省物化探勘查院CSAMT在煤田勘探中的應(yīng)用2023/1/1439山東省物化探勘查院V8-MT應(yīng)用實(shí)例2023/1/1440山東省物化探勘查院AMT地層劃分2023/1/1441山東省物化探勘查院AMT法礦體推斷2023/1/1442山東省物化探勘查院SIP在焦家斷裂帶深部金礦找礦中的應(yīng)用效果

2023/1/1443山東省物化探勘查院2023/1/1444山東省物化探勘查院2023/1/1445山東省物化探勘查院2023/1/1446山東省物化探勘查院SIP在鄒平銅礦的應(yīng)用效果

2023/1/1447山東省物化探勘查院2023/1/1448山東省物化探勘查院在視電阻率斷面等值線圖上異常明顯，層位清晰,上部為明顯的低阻電性層，底部為高阻基底層，之間呈典型的過渡梯級(jí)帶，梯級(jí)帶呈舒緩波狀向下傾伏延伸。上部的低阻異常對(duì)應(yīng)招平斷裂帶上盤膠東巖群的變質(zhì)巖；高阻基底對(duì)應(yīng)招平斷裂帶下盤的二長花崗巖；梯級(jí)帶等值線自上而下呈漸變關(guān)系且局部變化較大對(duì)應(yīng)兩種不同巖性的接觸帶，即招平斷裂蝕變帶。金礦體在擬斷面等值線圖上表現(xiàn)為低阻帶中的局部高阻，與物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果金礦石呈高阻的物性特征是一致的，對(duì)此特征可作如下地質(zhì)解釋：由于金礦體賦存于構(gòu)造蝕變巖中，金礦物的富集與蝕變強(qiáng)度有關(guān)，蝕變?cè)綇?qiáng)礦化越好，在該區(qū)與成礦密切相關(guān)的圍巖蝕變主要有鉀長石化、黃鐵絹英巖化、硅化及碳酸鹽化。以上蝕變巖均呈高電阻物性特征，故而在金礦賦存區(qū)顯示為高阻的物理特征。

方法：CSAMT儀器：V82023/1/1449山東省物化探勘查院公婆泉銅礦概況

公婆泉斑巖型銅礦，位于肅北地區(qū)北山—啊拉善成礦帶，是上世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)的中型斑巖型銅礦。研究區(qū)內(nèi)主要礦產(chǎn)為銅多金屬礦床，在成礦類型上主要有斑巖型的銅（鉛）礦、沉積—再造型（包括矽卡巖型）的銅多金屬礦和熱液型的金（及銀、多金屬）礦等，最主要的仍屬斑巖型礦床。礦床受構(gòu)造控制明顯，其主要表現(xiàn)有：火山構(gòu)造和斷裂構(gòu)造，不僅為成礦流體提供了運(yùn)移通道，而且成為有利的成礦空間；另一方面含礦氣液可通過隱爆、液壓致裂、熱液溶蝕作用，擴(kuò)展與產(chǎn)生新的構(gòu)造空間而成礦，同時(shí)在構(gòu)造的作用下，可使原有的貧礦、礦源層等富集成礦。礦田地質(zhì)構(gòu)造以斷裂為主，銅礦化主要受控于北西西——近東西向的深大斷裂及其次一級(jí)斷裂，是控制區(qū)內(nèi)斑巖銅礦的最主要的斷裂。公婆泉銅礦田，不同類型的銅鐵礦化廣泛發(fā)育，斑巖銅礦與海西早期次火山巖有關(guān)，產(chǎn)于一礦區(qū)三個(gè)礦段；火山熱液型銅礦與中—晚志留世火山活動(dòng)有關(guān)，產(chǎn)于二礦區(qū)和一礦區(qū)三礦段角巖中；接觸交代型熱液銅、鐵礦化，產(chǎn)于紅柳溝—三道明水—尖山花崗閃長巖巖基與公婆泉群火山巖的接觸帶上。首先采用瞬變電磁法（TDEM）查明主要控礦構(gòu)造的分布特征及深部變化規(guī)律，然后選擇成礦地質(zhì)條件有利部位，布設(shè)頻譜激電測(cè)深（SIP）精測(cè)剖面，圈定金屬硫化物富集體的空間賦存部位，取得了非常好的地質(zhì)效果。2023/1/1450山東省物化探勘查院TDEM法視電阻率斷面圖SIP法時(shí)間常數(shù)斷面圖SIP法復(fù)電阻率斷面圖SIP法頻率相關(guān)系數(shù)斷面圖SIP法視充電率斷面圖2023/1/1451山東省物化探勘查院三山島斷裂與焦家斷裂帶綜合物探研究在區(qū)域上焦家斷裂帶與三山島斷裂帶之間，整體呈重力高夾有北西西向的局部重力低異常，反映兩帶之間變質(zhì)巖體與隱伏巖體的分布特征。焦家斷裂帶以東及三山島斷裂帶以西整體呈重力低，反映了焦家斷裂帶以東和三山島斷裂以西為侵入巖體分布區(qū)地質(zhì)特征。焦家斷裂帶的寺莊—龍埠段，在區(qū)域重力場(chǎng)上處在由重力高向重力低轉(zhuǎn)換的過渡梯級(jí)帶上，呈明顯線性梯級(jí)帶異常。寺莊以南和龍埠以北地段處在布格重力異常等值線的轉(zhuǎn)折扭曲部位；三山島斷裂總體展示為北東向重力梯級(jí)帶異常

在區(qū)域上焦家斷裂帶與三山島斷裂帶之間，整體呈重力高夾有北西西向的局部重力低異常，反映兩帶之間變質(zhì)巖體與隱伏巖體的分布特征。焦家斷裂帶以東及三山島斷裂帶以西整體呈重力低，反映了焦家斷裂帶以東和三山島斷裂以西為侵入巖體分布區(qū)地質(zhì)特征。焦家斷裂帶的寺莊—龍埠段，在區(qū)域重力場(chǎng)上處在由重力高向重力低轉(zhuǎn)換的過渡梯級(jí)帶上，呈明顯線性梯級(jí)帶異常。寺莊以南和龍埠以北地段處在布格重力異常等值線的轉(zhuǎn)折扭曲部位；三山島斷裂總體展示為北東向重力梯級(jí)帶異常

在區(qū)域上焦家斷裂帶與三山島斷裂帶之間，整體呈重力高夾有北西西向的局部重力低異常，反映兩帶之間變質(zhì)巖體與隱伏巖體的分布特征。焦家斷裂帶以東及三山島斷裂帶以西整體呈重力低，反映了焦家斷裂帶以東和三山島斷裂以西為侵入巖體分布區(qū)地質(zhì)特征。焦家斷裂帶的寺莊—龍埠段，在區(qū)域重力場(chǎng)上處在由重力高向