瞬变电磁与电阻率测深法在断裂勘查中研究.docVIP

瞬变电磁与电阻率测深法在断裂勘查中研究 　　摘要： 研究瞬变电磁与电阻率法在断裂勘察中的应用，通过这两种方法探测地质断裂构造，对两种方法的应用进行比较，综合得出结论 　　关键词：瞬变电磁；电测深；断裂勘察；电阻率测深法 　　中图分类号：O441文献标识码： A 文章编号： 　　1引言 　　瞬变电磁法勘探深度大、穿透高阻能力强，抗干扰性好，观测位置自由，能够获得不同时窗进行观测，采纳瞬变电磁法与电阻率法进行探测能够获得不同深度的地质信息进行观测，获得不同深度的地质信息优点，因此在众多工程领域得到广泛采用。 　　2瞬变电磁与电阻率法用于勘探的基本原理 　　地质断裂勘察在煤炭开采、建筑地基施工、隧道施工以及各种水利工程中具有广泛应用。瞬变电磁法也称时域电磁法，简称TEM，利用不接地回线或接地原线向地下发送一次脉冲场，在一次脉冲场间歇期间，利用线圈或接地电极观察地层中所产生的二次涡流场，对这些数据进行分析获得地层的断裂情况。它利用物理学中的电磁感应定律进行勘探，电磁波具有随距离衰减的特性，衰减过程分为早、中和晚期三个阶段，早期电磁场对应于频率中的高频，衰减速度快，趋肤效应深度小，晚期成分对应于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大，检测人员通过测量断电之后各时间段之内二次场随时间的变化规律可以获得地表下不同深度的地点特征。 　　3瞬变电磁与电阻率法用于勘探发展历史 　　将瞬变电磁法应用于地质勘探最早是在前苏联，到1950年以后，建立了全面的理论体系和施工方法。苏联采用这种方法在领土进行广泛探测，对其油气探测做出了很大贡献。60年代以后，对原来的技术进行了局部改进，之后俄罗斯生产的瞬变电磁仪销往世界众多国家。在西方，采用的瞬变电磁法出现于1930年以后，但是这种方法效果并没有超过地震反射法，原因可能是脉冲激发的瞬变电磁相应频率比较低，无法进行有效地识别。瞬变电磁法在美国的大规模采用是在1970年以后，在地热调查中广泛采用了长偏移法，之后研究者对瞬变电磁法进行了大量研究，1980年以后，由于计算机技术的进步，瞬变电磁法在演示模拟??面有较大进步，出现了很多这方面的研究成果。我国在瞬变电磁法上的应用开始于1970年以后，国内一些大学和机构在瞬变电磁法应用于地质探测方面进做了一些工作，瞬变电磁法在我国取得了一些应用实例。1990年以后，瞬变电磁法在国内进入全面发展和应用阶段。 　　从实际应用来看分为短偏移法和长偏移法，短片依法可以进行短距离勘探，工作效率高，多用于浅层地质勘探，如果进行深度勘探需要使用长偏移法，从目前应用情况来看，国内建立了比较全面的瞬变电磁法勘探理论体系和应用案例，仪器方面也自行研制了一些电磁勘探仪，但是与国外还是有一定差距，大功率设备还是从国外进口。 　　4发展趋势 　　目前瞬变电磁法用于地址勘探多采用大功率的发射设备，精度可以提高到1%，缺点是测量分量比较低。不能代替其他电法探测手段，当探测区域存在大量金属结构时地面或空间存在金属矿体的情况下所测量到的数据不能直接作为判断标准，应该补充直流电法或者其他探物方法。同样道理，在地层表面遇到大量低阻层矿化带时也无法可靠测量，例如陕西南部一铅锌矿区，其地表中覆盖大量石墨层。以后的发展是进行多个分量测量，同时测探电场与磁场，通过研究电阻率和极化相位的变化加强测探能力提高判断准确度。通过在电磁方程中加入已知量增加解的唯一性；通过提取电阻率与极化相位等电性参数不仅能分析电性构造，还能研究目标的极化率，在油气探测中可以为了解储层情况提供有用的信息；通过多周期的脉冲信号可以丰富信号频率，提高分辨率，灵活控制探测深度。通过引进成熟的地震探测法中的处理技术能够有效提高勘测精度和分辨率，扩大了瞬变电磁法的应用范围，提高了使用效果。 　　5实例研究 　　勘探区域1km*12km范围，区域内有第四系洪积冲积物，表层为中粗砂砾石，局部有亚砂土，砾石成分主要是长石、适应，其次为暗色矿物，分选中等，磨圆度好，其上植被良好，由历史数据资料知，勘查区域北段属于含砂砾石区域，透水性较好，中断成分是细粉砂，南段是粉黏土，透水性较差，地表100米以下含水层情况：背部2层，南部多层，含水层厚度北部厚度40米那不50米，由于岩石的导电性与其性质相关，根据多年探测资料，综合分析勘探区主要岩层特征电阻数据发现在砂层与亚砂土层之间、砂层与砂砾石层之间存在明显的电阻性能差异。使用瞬变电磁法设计的瞬变电磁侧线有15条，坐标2000个，监测点80个，合计瞬变物理点2138个，实际完成侧线40条，施工侧线王都50*100米走标点1550个，施工侧线王都50*50米坐标点270个，侧线总长度12千米，控制面积8千平米，监测点90个，实际完成总物理点1900个。 　　在测量过程中，需要随时记录地表可见的岩