CSAMT法供电场源选择试验分析

■莫亚军

（广西地球物理勘察院　广西　柳州　545005）

CSAMT法供电场源选择试验分析

■莫亚军

（广西地球物理勘察院广西柳州545005）

本文通过改变CSAMT法供电收发距的大小和方向进行试验，对在不同场源条件下接受到的信号进行综合分析，为后续CSAMT勘查确立了最佳的工作模式，同时也为今后的CSAMT法在地质情况比较复杂和干扰较多的情况下提供了一种可行的思路。

CSAMT供电场源试验分析

收发距与场源的正确选择是CSAMT应用效果好坏的关键。因发射与接收的距离受到进入近区带与最小探测信号的限制，场源有附加效应和阴影效应，而场源的附加效应和阴影效应在后期的数据处理中难以校正，所以如何正确选择场源和收发距，确保采集的数据高质量，是野外测量不可轻视的重要环节。

1　试验区地质概况

测区地理位置位于广西来宾市武宣县桐岭镇附近。工作区内地形为缓坡丘陵，最高海拔为120.4m，最低55m，水系较发育。测区位于广西山字型构造前弧东翼，大瑶山背斜的西翼、南华准地台桂中～桂东台陷之桂中凹陷来宾断褶带与大瑶山凸起的交接部位。主要地层有寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、第四系；构造以单斜构造为主，倾向北西（部分地段倾向逆转、倾向南东），倾角一般为50～85°，向西地层自老至新依次分布。本区主要断裂有：通挽～东乡深大断裂（F1）呈北东～南西走向，逆断层，向西倾斜，是本区域主要的成矿和贮矿构造。F2断裂：位于大团村之南，呈北北东走向，平推断裂。F3断裂：位于司律测区之东部，呈北东走向，断裂性质不明。

广西物勘院和广西第七地质队曾在盘龙一带进行激电法试验，在已知矿点上获得较好的激电异常，效果明显。此次在矿区外围开展电磁法的工作重点之一是首先对测区中部的24号线进行CSAMT法的试验工作，以确定在该测区进行CSAMT法的工作模式。第24号线的地理位置如图1所示。

图1　广西盘龙矿外围测区CSAMT法工作布置图

2　CSAMT法测量装置及工作设计

此次测量装置采用标量CSAMT装置（赤道偶极装置）。投入的仪器为：GDP-32Ⅱ接收机，ANT6磁探头，GGT-30发射机，XMT-32S发射机控制器，ZMG-30发电机，ZPB-600升压器。

具体工作布置为：24线位于盘古村北东约400m，穿越水稻田、缓坡丘；研究深度为1000m内，测线长900m；测点记数为241325～242175，计数间隔50，共18个测点；测点距50m；极矩MN为50m；发射频率采用加密频点共23个频点（4～8192Hz）；供电极距AB长度为1200m；最大供电电流为10A；每一测点连续测量2～3次；低频段(4～1441HZ)叠加128～2048次，高频段（1441～8192HZ）叠加2048～16384次；试验中分别在测线东西两侧平行布设AB供电极以及分别取收发距约为4000m和6000m。通过试验，确定该区场源的布设等最佳的工作模式。

3　数据处理及解释

试验测量工作分两部分进行：第一次测量在测线西侧桐岭镇一带布设AB极，收发距为5400m，最大电流9.5A，从241325～242175共18个测点，数据中信号较弱，离差较大；第二次测量于不同时间在测线西侧离盘龙矿区1500m一带布设AB极，收发距3800m，最大电流10A，由于天气原因，从241625～242175共12个测点，数据中信号较强，离差较小。经过室内数据处理，从二维反演图片看，二者相似性较小，如图2所示。

图2　D24线不同场源CSAMT二维反演断面图

图3　Cagniard视电阻率与频率的双对数坐标关系图（ρω-f）

对每一个测点分别画出了Cagniard视电阻率与频率的双对数坐标关系图（ρω-f）、电场与频率的双对数坐标图（Ema-f）、磁场与频率的双对数坐标图（Hma-f）、阻抗相位与频率单对数坐标关系图ph-f），后又用近场校正程序对它们进行了近场校正，并做了对比分析。纵观两次测量数据，从曲线形态上观察，都反应出地层类型为A形，高频段相似性较好，每一个测点第二次测量比第一次测量进入近场区要早（从高频到低频），但数据较稳定。现以241625号测点为例加以分析，叙述中以1次代表第一次测量结果，以2次代表第二次测量结果，图形中黑色（-·-）表示第一次测量结果，红色（-。-）表示第二次测量结果。

Cagniard视电阻率与频率的双对数坐标关系图（ρω-f）：如图3所示。

从曲线形态上看，由于收发距不一样，所以2次比1次的视电阻率偏低，都反应出地层类型为A形，2次从90Hz进入近区（曲线以上升），1次低于10Hz进入近区。由于在高频段（远区）没有点重合现象，所以可以排除阴影效应和场源复印效应的可能。

电场与频率的双对数坐标关系图（Ema-f）：如图4所示。

图4　电场与频率的双对数坐标关系图（Ema-f）

图5　磁场与频率的双对数坐标关系图（Hma-f）

图6　阻抗相位与频率的单对数坐标图（pha-f）

图7　不同场源视电阻率近场校正后对比图

从曲线上看，2次测量的电场信号明显强于1次，高频段信号也较稳定；根据电场在近区与频率无关的特点，可以看出2次从90Hz进入近区，一次则小于10Hz进入近区；磁场与频率的双对数坐标关系图（Hma-f）：如图5所示。

从曲线上看，2次测量的磁场信号明显强于1次，高频段信号也较稳定；根据磁场在近区与频率无关的特点，可以看出2次从90Hz进入近区，一次则小于10Hz进入近区；阻抗相位与频率的单对数坐标图（pha-f）：如图6所示。

从曲线上看，两次的阻抗相位曲线起伏形态相似，都反应出三层A型地层的阻抗相位变化规律，但2次的低频段明显逐渐趋向于0，这一点是与近区理论相符合的。说明2次的阻抗相位数据比1次较稳定。

两次的视电阻率近场校正后的比较：如图7所示。

通过对两次测量的近场校正后，从曲线上看，2次的近区更好的反映出了低层介质的真电阻率情况，且中间区的曲线形态也比1次较好，说明2次的近区数据比1次的近区数据稳定。

4　结论

由于本次试验的测区有3个大的断裂存在（如图1所示F1，F2，F3），使测区的地质构造情况较为复杂，断裂对CSAMT测量工作影响较大。通过两次分别改变收发距的大小和方向的试验结果表明，供电极AB布设在测线东侧收发距3500m与布设在西侧收发距5400m相比较，接受信号较强，离差较小，地下介质对电磁场的响应也比较稳定；尽管CSAMT收发距较近时，使较多的频点工作在近区和过渡区，但通过近场校正以后，在资料解释上更能很好的反应出地层类型情况。而收发距较远时，虽然能使较多频点工作在远区，但电磁信号较弱，且易受收发距范围内的构造、地形、民用电流、工业电流等干扰，从而容易造成数据的不稳定。因此，本次试验工作为后续CSAMT勘查确立了最佳的工作模式，同时也为今后的CSAMT法提供了一种可行的思路，即在地质情况比较复杂和干扰较多的情况下，由于发射功率是有限的，只要能够满足3～5倍的研究深度，收发距不要太大，因为信号的强弱问题直接关系到测量数据的稳定性。

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P631[文献码]B

1000-405X（2016）-9-359-2