V8多功能系统及其在CSAMT勘查应用研究

2020-01-09赵寅

世界有色金属 2019年21期

赵寅

（安徽省地勘局第一水文队工程地质勘察院，安徽蚌埠 233000）

CSAMT理论方法与仪器在上世纪80年代后实现了快速发展，其应用领域也逐渐扩大，在地质勘查、水文地质探测等方面起到了良好的效果，故受到了人们的高度关注。各种多功能系统相继问世，且在国内应用。而V8多功能系统是其中的佼佼者，利用V8系统进行地质测量，结合地质查明断层特点，达到了预期目的。因此，对其进行研究，意义十分重大。

1 CSAMT法概述

CSAMT的产生基础为AMT，属于一种人工源频率勘查方法。AMT方法起始于上世纪50年代，但由于受到年代的限制，该方法并未取得良好的应用效果，直到70年代后，美国学者提出了沿用AMT技术，对人工供电产生的音频探测仪器进行观测，因为所观测探测仪显示频率、场强和方向均由人工控制，但观测方式却与AMT保持一致，故这种勘查方法被人们称之为CSAMT，其全称为可控源音频探测法。使用该方法时，可以根据实际情况，但就实际情况来看，电性源使用较为频繁。现阶段在测量标量时，最常使用的装置为赤道偶级装置。在此基础上，完成电阻率参数的计算反演，最后利用计算反演后的结果，解释地质推断。

2 V8多功能系统的特点及优势分析

（1）V8多功能系统的特点。System 2000net地球物理系统是凤凰地球物理有限公司于上世纪70年代中期研发的第八代地球物理数据采集系统，该系统由多个设备和系统构成，具体包括V8多功能接收系统、发射控制盒子以及接收盒子。此外，内部还存在一些附加件，比如：传感器、磁探头等，这些系统和设备的使用，赋予了其更多的设置模式。V8多功能接收系统作为其中的关键部分，能够对6道数据进行采集[1]。

（2）V8多功能系统的优势。自上世纪80年代后，可控源大地电磁法理论和仪器逐渐发展和完善，其应用领域进一步扩大。在此背景下，一些功能齐全的多功能电法勘探仪器开始在我国使用。这些仪器都属于多功能仪器，拥有采集、分析、存储数据信息的功能。而V8多功能系统则兼具上述所有设备的优点，并具备其他电探设备所不具备的优势，这个优势就是探测精细深部地质结构。究其原因，主要是V8多功能系统的频点较多，涵盖了1赫兹～9600赫兹，如果地质条件较为复杂，还能进行频点加密，信号的发射和接收会受到GPS时钟的控制，在最大限度上保证了勘探的精确度。可控源大地电磁法在矿产和水文地质勘查方面优势显著，受到了人们的高度关注，而V8多功能系统可以有效使用可控源大地电磁法，因此，某矿山工程在进行地质勘探时，对该系统进行了使用，最终取得了良好的效果[2]。

3 V8多功能系统在CSAMT勘查中应用的实例

（1）勘查目的和要求。某研究院在进行地质勘探时决定应用CSAMT法，目前，已经了解到的情况有如下几点：①破碎带的宽深度；②地质深度和规模；要求地质勘探人员通过CSAMT法的使用，对所探测的地质范围资料进行判断和解释，为隧道设计提供资料支持。

（2）地形地质和地球物理特征概况。①地形。所探测区域的地质长度为1200m，埋深相对较大，接近800m，所探测地质位置是某盆地和澜沧江之间，地貌为侵蚀地貌。区域内具有大量的山脊，且沟壑纵横，沟内水位长年保持不变。地面最低高程为1230m，最大高程可达2500m，高程差值可达1280m，地表竖向冲沟发育较为完全，坡度介于10°～45°之间，坡面存在大量的树木，交通情况不良。②地质概况。工程区域内的土壤类型为黏土，同时，还包括大量的灰岩矿和玄武岩矿。③地质构造。地质工程位于活动断裂带，此带存在不同时期的沉积岩，且沿着断裂带依次发生改变，尤其是早期的侵入岩在自然环境的影响下已经发生变质。

不同时期的侵入岩呈现出的分布样式为长条状，其变质岩片延伸方向与构造带方向大致相同，工程所在地存在十分强烈的碎裂岩化、混合岩化。④地球物理特征。可控源大地电磁法在区分构造体和岩性时，会将电阻率差异作为依据，具体表现为电阻率值的大小以及分布形式与地下地质体空间分布和性质存在密切的关联。地质勘探人员在应用可控源大地电磁法进行检测后，得到了工程所在地的地层电阻率值，如表1所示。

表1 地质层电阻率值

通过查看上表得知，在不同的地质层条件下，电性差异较为显著，因此，该地区具备应用可控源大地电磁法的条件。

（3）野外勘探工作。①布置测线。在测试点进行测线的布置，保持测点的点距为25m。②工作参数。通过赤道偶级装置以及标量观测方式的应用，提高勘探的精确度。本次勘探的收发最大距离接近13km，最小距离为9.8km，供电电机距离为2100m，接收电偶的最大距离为25m，布设电极的方式为沿线布置，探头方向垂直于的MN。③工作量和质量。本次野外作业工作起始于2017年9月10日，于同年10月10日截止，共完成可控源大地电磁法测探点70个，在这些测探点中还包括6个质检点。

（4）数据反演。反演V8多功能系统所获取的数据，利用可控源大地电磁法反演后，得到电阻率。

在经过多次反演后，发现第8次反演结果最具代表性，存在明显的断层反映，故将其作为处理和解释的对象。

（5）解释和处理资料。①处理资料。工作人员在解释和处理可控源大地电磁法资料的过程中，对MTSoft 2D系列软件进行了使用，资料处理的工作的内容包括校正、剔除野值、去燥等等，在处理后，对其进行二维反演，最终得到图像。②解释资料。在解释资料时需要选择合理的依据，比如：电测深曲线、断面图以及工程所在地的地质资料。③结果解释。根据反演结果和地质资料，确定断层所处位置。