音频大地电磁法及其在地热勘探中的应用

（广西壮族自治区地球物理勘察院 广西柳州545005）

（广西壮族自治区地球物理勘察院 广西柳州545005）

AMT（音频大地电磁测深）是研究大地构造的一种地球物理方法。AMT采用天然场源，具有不受高阻层屏蔽、对高导层分辨能力强，资料处理与解释技术成熟，勘探深度大、勘探费用低、施工方便、快速高效等优点。

AMT地热勘查应用成果优点

1 AMT方法原理及特点

1.1 方法原理简介

AMT测深的实质测量由于太阳风或太阳黑子活动及赤道区的闪电雷击在地球表面产生的各种频率的水平电场和水平磁场，然后通过阻抗与电阻率的关系计算视电阻率从而了解地下电性结构。其基本原理是：依据不同频率的电磁波在导电媒质中具有不同趋肤深度的原理，在地表测量由高频至低频的地球电磁响应序列，经过相关的资料处理来获得大地由浅至深的电性结构。

根据前人研究资料，一般认为AMT趋肤深度与波长分别为：

ε、μ、σ分别是介质的介电常数、磁导率、电导率。如果取大地中μ的常见值为μ0=1.256×10-6H/m，并以2πf和1/ρ分别代替上式中的ω和σ，则可把趋肤深度δ写成：

虽然趋肤深度在某种意义上说与电磁波在介质中穿透的深度有关，但它并不代表电磁勘探中实际的有效勘探深度。探测深度（d）和趋肤深度存在一定差距，这是因为探测深度是指某种测深方法的体积平均探测深度，如果将电磁波能量衰减到50%时的深度称为“勘探深度”，其经验公式为：

图1 数据解析流程图

该式说明，随着电阻率的减小或频率增高，勘探深度变浅；反之，随着电阻率增大或频率降低，勘探深度加深。所以，当大地电阻率一定时，改变信号频率，便可以得到由浅至深的电阻率变化关系，由此可见探测深度与频率成反比，我们可以通过改变发射频率来达到测深的目的。这就是频率电磁测深的基本原理。

1.2 方法特点

（1）工作效率高。（2）勘探深度大。（3）横向分辨能力高。（4）地形影响小。（5）不受高阻地层屏蔽和对低阻层有较高的分辨能力。（6）资料处理与解释技术成熟。

2 数据处理

数据反演和数据解析流程如图1所示。

3 应用实例

3.1 利用AMT进行地热勘查

本文所涉及的地热勘查主要是对断裂破碎带赋水的勘查，所以，概括来说就是寻找低阻异常区，寻找含水型断裂破碎带电阻率主要体现为：

（1）电阻率异常呈低阻密集梯度带变化；

（2）电阻率异常呈低阻串珠状或呈条带状展布；

（3）地电异常被切割呈不连续分布，高低阻横向突变。

本次工作区主要岩性为志留纪侵入岩，属花岗岩体，显示相对高阻；而充水构造破碎带等热储带电阻率值一般较小，显示相对低阻。根据地质资料，F1为已知区域大断裂，且亦为本次勘探的对象。具体成果图如图2。

根据图2，测区的4条勘探剖面异常连贯，高低阻之间存在着一定的连续性，异常梯度明显；4条剖面整体的异常分布由小号到大号（由西到东）为中高阻—低阻—高阻，且各高低阻间异常分布界线明显。在大号点方向，都存在了一明显高阻异常体，一直往深部延伸，据地质资料及实地勘查，该处出露志留纪侵入岩，属花岗岩体，推断此高阻体为完整的花岗岩侵入体。在1、2线的高阻体的西面（左方）主要电性分布为高阻--中阻--低阻，推断西面中高阻异常体为不完整花岗岩体侵入体；3、4线的西面主要以高阻为主，推断此亦为不完整的花岗岩侵入体，在3线1260点及4线1320点存在一主要低阻异常带，且此低阻异常有一定的下延趋势，异常呈低阻梯度带变化，由于地表出露的岩石均为高电阻率碳酸盐岩或花岗岩，推测断裂构造是引起此处范围低阻异常的主要因素。推断此处为区域大断裂F1通过处，低阻异常带较宽，证明F1断裂构造发育良好，且附近极有可能发育有次一级的小断裂。断裂构造F1，倾向西，倾角约72°。根据该低阻异常特征，在1线960点到1200点、2线720点到960点间的海拔高程为200—300m深度段低阻异常最为明显，说明该段断裂带含水性较好，是深部地热水主要补给源，构造亦较发育。在1线的240点、2线的0号点的表面到深部均存在一中高阻与低阻的梯度分界线，3线表层未见表现，但在海拔1400处亦可看出此低阻异常，推断此处为F2断裂通过处，倾向东，倾角约78°，1—4线西面造成不完整花岗岩侵入体与此断裂有关。此断裂虽不是探测目标，但仍有一定的意义。

图2 工作区AMT成果图

4 结语

在1线进行了钻孔验证，证实了断裂F1的存在，且破碎非常发育。从AMT所取得的成果及钻孔验证可以知道，AMT在地热勘查中具有不受高阻地层屏蔽和对低阻层有较高的分辨能力，且得到显著的效果。AMT在以后的资源勘查中会继续发挥其重要性，特别是针对一些岩溶、灰岩及具有低阻屏蔽的地区不失为一种较好的物探方法。随着电子技术的迅速发展，AMT的研究也将日趋完善，其将会在我国的矿产资源勘查中扮演重要的角色。

[1]陈乐寿刘任王天生，大地电磁测深资料处理与解释，石油工业出版社，石油地球物理勘探丛书

[2]陈文华音频大地电磁法及其今后的研究方向

音频大地电磁法及其在地热勘探中的应用

■李叶飞

P631.3[文献码]B

1000-405X（2016）-10-137-2