可控源音频大地电磁法在新疆某地面物探项目中的应用
2018-04-20涂勇刚
涂勇刚
(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830091)
骑马山上海紫园地面物探测量项目位于乌鲁木齐骑马山附近，北部位于穆斯林公墓边缘，穿过上海紫园，南部穿过怡和山庄，在克西路西延段，交通十分便利。勘查区范围坐标为:N 43°48'0.35"～N 43°48'50.30"，E 87°31'2.44"～E 87°32'2.70"。
1 物探方法简介
本次物探工作为可控源音频大地电磁法(CSAMT)，在指定剖面位置开展CSAMT方法。通过CSAMT方法探测地下2 000 m以内电性分布特征，根据反演剖面初步划分电阻率异常区，为地质工作勾画断层位置提供参考依据。采用可控源音频大地电磁(CSAMT)方法，合同约定点数不少于75个物理点，剖面3条，点距40 m，剖面总长3 000 m。本次物探在《新疆乌鲁木齐市骑马山地区地下热水资源地球物理勘探CSAMT勘查工作》基础上，复合其中的L2、L3、L4三条剖面，剖面位置由业主提供工程测量进行放点埋桩，并提供测点坐标数据。剖面布设于市区内，分别穿过或邻近麒马山庄、康居苑、上海紫园、怡和山庄以及克拉玛依西路西延，三条剖面平行，方向约150°。
图1 GDP-32ⅡCSAMT野外数据采集装置示意图
2 物探勘查装置工作原理
本次物探勘查CSAMT工作采用GDP-32Ⅱ多功能电法工作站CSAMT数据采集系统进行野外数据采集(见图1)。布极方式为赤道偶极装置，采用CSAMT方法的标量(TM)测量方式，测量电场分量的电极MN水平平行于供电极AB，水平磁场垂直于场源布设。6个电道共用1个磁道，磁道位于6个电道之间。收发距8～8.4 km，AB极距1.2 km，MN接收极距40 m，最大发射电流17.4 A，采样频率范围0.125～8 192 Hz(见表1)，采用加密频点采集。
3 资料处理原则及遵循流程
本次CSAMT工作资料处理原则是从多次采集数据中筛选合理有效数据，圆滑卡尼亚电阻率曲线，通过二维反演剖面图划出电阻率异常区，具体流程如下：
(1)从GDP设备中导出*.RAW数据文件，然后对*.RAW文件进行整理，形成*.FLD文件。
(2)使用SDAvg-ForCSAMT软件对*.FLD文件进行编辑，剔除不用的测点，圆滑卡尼亚电阻率曲线，生成*.AVG文件。
(3)利用美国ZONE公司提供的CSAMT二维反演软件SCS2D对每个测点的AVG文件进行编辑，剔除跳点，最后进行反演，形成电阻率-深度反演成果。
4 CSAMT剖面异常分析
4.1 L2号剖面
L2号剖面位于勘查区西部，共35个物理点，布设方向为西北至东南方向，方位角约149.5度，北部位于穆斯林公墓边缘，西临麒马山庄，南部位于怡和山庄内。图2中可以看出，根据电性分布情况可以将剖面划分为浅部(深度小于850 m)和深部(深度大于850 m)，浅部电性分布较分散，低阻、高阻交错分布，1160号点和1760号点处为两处低阻异常，两处异常埋深较小，推测可能为低阻电性层或断层破碎带等；深部电性层较集中，整体电阻率偏高，但并不完整，根据电阻率梯度变化，将1200号点和1800号点深部划为深部异常，推测可能为岩性变化接触带或深部断层，但由于低频更易受电磁干扰影响，不排除这两处异常是受干扰引起的可能。
表1 CSAMT采样频率列表
4.2 L3号剖面
L3号剖面位于勘查区中部，共30个物理点，布设方向为西北至东南方向，方位角约148.5度，北部位于穆斯林公墓边缘，中部穿过上海紫园，南部位于怡和山庄内。图3中可以看出，根据电性分布情况可以将剖面划分为浅部(深度小于850米)和深部(深度大于850 m)，浅部电性分布较分散，低阻、高阻交错分布，1160号点和1660号点处有三处低阻异常，异常埋深较小，推测可能为低阻电性层或断层破碎带等；深部电性层较集中，整体电阻率偏高，但并不完整，根据电阻率梯度变化，将1240号点和1540号点深部划为深部异常，推测可能为岩性变化接触带或深部断层，但由于低频更易受电磁干扰影响，不排除这两处异常是受干扰引起的可能。
图2 CSAMT工作L2线反演剖面图
图3 CSAMT工作L3线反演剖面图
图4 CSAMT工作L4线反演剖面图
4.3 L4号剖面
L4号剖面位于勘查区东部，共24个物理点，布设方向为西北至东南方向，方位角约150度，北部位于穆斯林公墓边缘和康居苑小区，南部穿过上海紫园。图4中可以看出，根据电性分布情况可以将剖面划分为浅
部(深度小于900 m)和深部(深度大于900 m)，浅部电性分布较分散，低阻、高阻交错分布，1420号点处有一处低阻异常，异常埋深较小，推测可能为低阻电性层或断层破碎带等；深部电性层较集中，整体电阻率偏高，但并不完整，根据电阻率梯度变化，将1420号点深部划为深部异常，推测可能为岩性变化接触带或深部断层，但由于低频更易受电磁干扰影响，不排除此异常是受干扰引起的可能。
图5 CSAMT工作实际材料图
4.4 综合分析
将三条剖面横向对比，不难发现，L2、L3、L4整体电性特征比较吻合，浅部异常与深部异常均可相互对应，但是由于勘查区内人文干扰太严重导致异常区形态、位置、深度等无法完全对应，需要搜集地质资料后做进一步分析，然后确定引起电性异常的原因。图5为本次CSAMT工作的实际材料图，标注点位为接收电极位置，实际测点位置应为两点之间。
5 结语
(1)本次地面物探以CSAMT工作开展，共完成了89个物探点，3条CSAMT剖面，剖面总长3 440 m。质量检查点的占总工作量的6.74%，计算所得均方相对误差满足规范要求的Ⅱ级精度。
(2)通过二维反演，CSAMT剖面反映电性特征明显，浅部地电变化频繁，深部电性层相对完整，通过电阻率梯度变化分别对浅部和深部进行了异常区域划分。
(3)勘查区电磁干扰严重，通过多次采集，利用预处理软件可以进行圆滑曲线，但是对数据反演成图依然有较大影响，本次物探成果以定性参考为主，不建议做定量解释使用。
