瞬變電磁法在地球物理勘探中的應(yīng)用

摘 要：瞬變電磁法是基于電磁法原理來(lái)探測(cè)地下結(jié)構(gòu)的方法之一，是屬于物探方法之中的電磁法類別，為了加強(qiáng)了解，文章主要針對(duì)工程地球物理勘探中瞬變電磁法的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單探討，并且提出相關(guān)的問(wèn)題和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：瞬變電磁法；地球物理勘探；應(yīng)用

引言

在工程地球物理勘探中，所涉及到的方法多種多樣，但是瞬變電磁法是一種應(yīng)用最為廣泛，也是最為有效的一種勘探方法，其可以達(dá)到較高的勘探精度。因此，對(duì)工程地球物理勘探中瞬變電磁法的應(yīng)用的探討有其必要性。

1 地球物理特征

綜合分析本次勘探區(qū)及鄰地區(qū)的地層、測(cè)井資料，可得出綜合地層電性一覽表（見(jiàn)表1）。不同巖石具有不同的導(dǎo)電性，一般有泥巖，粉砂巖，介質(zhì)粗砂巖，礫層，煤層和石灰石的電阻率值依次增大。含煤地層分層分布特點(diǎn)，比較均勻，縱向樂(lè)觀的電阻率變化的橫向傳導(dǎo)基本上是相同的。在緊湊而完整，地層電阻率是比較高的，如果在水的巖石斷層切割充滿裂隙和巖溶結(jié)構(gòu)，或與水和水流淌，由于水的良好的導(dǎo)電性破碎，巖石和圍巖有顯著差異，這就是用電磁法進(jìn)行水文地質(zhì)探測(cè)的地球物理前提。

2 勘探方法選擇

正常情況下，小區(qū)域內(nèi)同期沉積的地層造巖礦物、巖性組合、巖層發(fā)育厚度等特征相似，因此其在橫向上電阻率差異較小。垂向上，由于各組地層巖性組合不同，各層之間亦存在明顯的電性差異。當(dāng)巖層發(fā)生變形破壞導(dǎo)致裂隙構(gòu)造發(fā)育或巖層中發(fā)育巖溶時(shí)，如果巖層不含水，則其導(dǎo)電性變差，局部電阻率值增高；如果巖層含水，其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻體。據(jù)此，通過(guò)探測(cè)巖層的電阻率及其變化規(guī)律，可以查明巖層的富水性。為順利完成本次勘探任務(wù)，選擇對(duì)低阻反映敏感、體積效應(yīng)較小的瞬變電磁（TEM）來(lái)劃分富水區(qū)域和對(duì)電性分層效果較好的直流電測(cè)深來(lái)進(jìn)行電性分層，利用瞬變電磁和直流電測(cè)深兩種勘探手段進(jìn)行探測(cè)。

3 瞬變電磁干擾區(qū)域數(shù)據(jù)修正

測(cè)區(qū)人文環(huán)境較復(fù)雜，測(cè)區(qū)內(nèi)部分地段人文電磁干擾（高壓線、變電站、村莊和公路）較嚴(yán)重，對(duì)瞬變電磁數(shù)據(jù)造成一定影響，對(duì)直流電測(cè)深數(shù)據(jù)影響較小。

為了減少這種影響，在對(duì)干擾區(qū)段數(shù)據(jù)處理前，首先對(duì)其進(jìn)行逐點(diǎn)分析，剔除畸變數(shù)據(jù)，再根據(jù)鉆孔資料和相同地段的直流電測(cè)深資料與瞬變電磁數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，再將其整理成專用數(shù)據(jù)處理軟件所需要的順序和格式，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，以濾除或壓制干擾信號(hào)，恢復(fù)信號(hào)的變化規(guī)律，突出地質(zhì)信息。這些做法第一程度上降低了干擾信號(hào)造成的影響，但無(wú)法完全消除。在分析應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)干擾嚴(yán)重的影響區(qū)的資料適當(dāng)進(jìn)行了降級(jí)。

測(cè)區(qū)內(nèi)第四系地層較厚，平均厚度在130m，其下部分別為二疊系上石盒子組、下石盒子組、山西組、石炭系上統(tǒng)太原組、本溪組和奧陶系中統(tǒng)峰峰組，視電阻率呈中、低、高的變化趨勢(shì)，奧陶系地層以灰?guī)r為主，其電性為高阻反映。圖1為測(cè)區(qū)內(nèi)1005號(hào)鉆孔旁電測(cè)深和瞬變電磁測(cè)深點(diǎn)反演后視電阻率曲線，直流測(cè)深在第四系底板和奧陶系頂界處有明顯電性分界面，電阻率呈中、低、高的變化趨勢(shì)，與地層電性特征較吻合。地面瞬變電磁測(cè)深勘探的深度解釋不如直流電測(cè)深直觀，特別是高電阻率地質(zhì)體的分辨率較低，從而導(dǎo)致了瞬變電磁勘探深度分層能力的降低，因此選擇直流電測(cè)深對(duì)瞬變電磁勘探深度進(jìn)行刻度。圖中瞬變電磁解釋的奧陶系頂界面深度為730m，直流電測(cè)深解釋第四系底板和奧陶系頂界面的分別是深度為100m、760m，直流電測(cè)深解釋的深度與鉆孔實(shí)際揭露的深度為0.95的系數(shù)關(guān)系。利用直流電測(cè)深反演成果結(jié)合測(cè)區(qū)鉆孔資料，對(duì)全區(qū)瞬變電磁深度解釋成果進(jìn)行了分析，圖2為經(jīng)過(guò)DX11陷落柱的瞬變電磁測(cè)線斷面圖，圖中地層視電阻率等值線形態(tài)與地層傾向一致，DX11陷落柱和DF31斷層處視電阻率曲線扭曲嚴(yán)重，與陷落柱和斷層位置一致，并且陷落柱向下凹形成正“U”形狀，底部視電阻率值較低，疑似為富水陷落柱。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，工程勘探是保證工程順利進(jìn)行和提高工程質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此，在工程勘探過(guò)程中，一定要根據(jù)不同的工程要求，選擇合理的勘探儀器和方法，采用科學(xué)的方法和先進(jìn)技術(shù)，提高勘探的準(zhǔn)確度和精度，為工程的進(jìn)行帶來(lái)良好的效益。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張曉巖（1986-），男，漢族，學(xué)歷：本科，單位：潞安礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司古城煤礦建設(shè)管理處，研究方向：水文地質(zhì)。