V8多功能系統(tǒng)及其在CSAMT勘查應(yīng)用研究

趙 寅

（安徽省地勘局第一水文隊(duì)工程地質(zhì)勘察院，安徽 蚌埠 233000）

CSAMT理論方法與儀器在上世紀(jì)80年代后實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸擴(kuò)大，在地質(zhì)勘查、水文地質(zhì)探測等方面起到了良好的效果，故受到了人們的高度關(guān)注。各種多功能系統(tǒng)相繼問世，且在國內(nèi)應(yīng)用。而V8多功能系統(tǒng)是其中的佼佼者，利用V8系統(tǒng)進(jìn)行地質(zhì)測量，結(jié)合地質(zhì)查明斷層特點(diǎn)，達(dá)到了預(yù)期目的。因此，對其進(jìn)行研究，意義十分重大。

1 CSAMT法概述

CSAMT的產(chǎn)生基礎(chǔ)為AMT，屬于一種人工源頻率勘查方法。AMT方法起始于上世紀(jì)50年代，但由于受到年代的限制，該方法并未取得良好的應(yīng)用效果，直到70年代后，美國學(xué)者提出了沿用AMT技術(shù)，對人工供電產(chǎn)生的音頻探測儀器進(jìn)行觀測，因?yàn)樗^測探測儀顯示頻率、場強(qiáng)和方向均由人工控制，但觀測方式卻與AMT保持一致，故這種勘查方法被人們稱之為CSAMT，其全稱為可控源音頻探測法。使用該方法時，可以根據(jù)實(shí)際情況，但就實(shí)際情況來看，電性源使用較為頻繁。現(xiàn)階段在測量標(biāo)量時，最常使用的裝置為赤道偶級裝置。在此基礎(chǔ)上，完成電阻率參數(shù)的計(jì)算反演，最后利用計(jì)算反演后的結(jié)果，解釋地質(zhì)推斷。

2 V8多功能系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢分析

（1）V8多功能系統(tǒng)的特點(diǎn)。System 2000net地球物理系統(tǒng)是鳳凰地球物理有限公司于上世紀(jì)70年代中期研發(fā)的第八代地球物理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個設(shè)備和系統(tǒng)構(gòu)成，具體包括V8多功能接收系統(tǒng)、發(fā)射控制盒子以及接收盒子。此外，內(nèi)部還存在一些附加件，比如：傳感器、磁探頭等，這些系統(tǒng)和設(shè)備的使用，賦予了其更多的設(shè)置模式。V8多功能接收系統(tǒng)作為其中的關(guān)鍵部分，能夠?qū)?道數(shù)據(jù)進(jìn)行采集[1]。

（2）V8多功能系統(tǒng)的優(yōu)勢。自上世紀(jì)80年代后，可控源大地電磁法理論和儀器逐漸發(fā)展和完善，其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。在此背景下，一些功能齊全的多功能電法勘探儀器開始在我國使用。這些儀器都屬于多功能儀器，擁有采集、分析、存儲數(shù)據(jù)信息的功能。而V8多功能系統(tǒng)則兼具上述所有設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，并具備其他電探設(shè)備所不具備的優(yōu)勢，這個優(yōu)勢就是探測精細(xì)深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)。究其原因，主要是V8多功能系統(tǒng)的頻點(diǎn)較多，涵蓋了1赫茲～9600赫茲，如果地質(zhì)條件較為復(fù)雜，還能進(jìn)行頻點(diǎn)加密，信號的發(fā)射和接收會受到GPS時鐘的控制，在最大限度上保證了勘探的精確度。可控源大地電磁法在礦產(chǎn)和水文地質(zhì)勘查方面優(yōu)勢顯著，受到了人們的高度關(guān)注，而V8多功能系統(tǒng)可以有效使用可控源大地電磁法，因此，某礦山工程在進(jìn)行地質(zhì)勘探時，對該系統(tǒng)進(jìn)行了使用，最終取得了良好的效果[2]。

3 V8多功能系統(tǒng)在CSAMT勘查中應(yīng)用的實(shí)例

（1）勘查目的和要求。某研究院在進(jìn)行地質(zhì)勘探時決定應(yīng)用CSAMT法，目前，已經(jīng)了解到的情況有如下幾點(diǎn)：①破碎帶的寬深度；②地質(zhì)深度和規(guī)模；要求地質(zhì)勘探人員通過CSAMT法的使用，對所探測的地質(zhì)范圍資料進(jìn)行判斷和解釋，為隧道設(shè)計(jì)提供資料支持。

（2）地形地質(zhì)和地球物理特征概況。①地形。所探測區(qū)域的地質(zhì)長度為1200m，埋深相對較大，接近800m，所探測地質(zhì)位置是某盆地和瀾滄江之間，地貌為侵蝕地貌。區(qū)域內(nèi)具有大量的山脊，且溝壑縱橫，溝內(nèi)水位長年保持不變。地面最低高程為1230m，最大高程可達(dá)2500m，高程差值可達(dá)1280m，地表豎向沖溝發(fā)育較為完全，坡度介于10°～45°之間，坡面存在大量的樹木，交通情況不良。②地質(zhì)概況。工程區(qū)域內(nèi)的土壤類型為黏土，同時，還包括大量的灰?guī)r礦和玄武巖礦。③地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)工程位于活動斷裂帶，此帶存在不同時期的沉積巖，且沿著斷裂帶依次發(fā)生改變，尤其是早期的侵入巖在自然環(huán)境的影響下已經(jīng)發(fā)生變質(zhì)。

不同時期的侵入巖呈現(xiàn)出的分布樣式為長條狀，其變質(zhì)巖片延伸方向與構(gòu)造帶方向大致相同，工程所在地存在十分強(qiáng)烈的碎裂巖化、混合巖化。④地球物理特征?？煽卦创蟮仉姶欧ㄔ趨^(qū)分構(gòu)造體和巖性時，會將電阻率差異作為依據(jù)，具體表現(xiàn)為電阻率值的大小以及分布形式與地下地質(zhì)體空間分布和性質(zhì)存在密切的關(guān)聯(lián)。地質(zhì)勘探人員在應(yīng)用可控源大地電磁法進(jìn)行檢測后，得到了工程所在地的地層電阻率值，如表1所示。

表1 地質(zhì)層電阻率值

通過查看上表得知，在不同的地質(zhì)層條件下，電性差異較為顯著，因此，該地區(qū)具備應(yīng)用可控源大地電磁法的條件。

（3）野外勘探工作。①布置測線。在測試點(diǎn)進(jìn)行測線的布置，保持測點(diǎn)的點(diǎn)距為25m。②工作參數(shù)。通過赤道偶級裝置以及標(biāo)量觀測方式的應(yīng)用，提高勘探的精確度。本次勘探的收發(fā)最大距離接近13km，最小距離為9.8km，供電電機(jī)距離為2100m，接收電偶的最大距離為25m，布設(shè)電極的方式為沿線布置，探頭方向垂直于的MN。③工作量和質(zhì)量。本次野外作業(yè)工作起始于2017年9月10日，于同年10月10日截止，共完成可控源大地電磁法測探點(diǎn)70個，在這些測探點(diǎn)中還包括6個質(zhì)檢點(diǎn)。

（4）數(shù)據(jù)反演。反演V8多功能系統(tǒng)所獲取的數(shù)據(jù)，利用可控源大地電磁法反演后，得到電阻率。

在經(jīng)過多次反演后，發(fā)現(xiàn)第8次反演結(jié)果最具代表性，存在明顯的斷層反映，故將其作為處理和解釋的對象。

（5）解釋和處理資料。①處理資料。工作人員在解釋和處理可控源大地電磁法資料的過程中，對MTSoft 2D系列軟件進(jìn)行了使用，資料處理的工作的內(nèi)容包括校正、剔除野值、去燥等等，在處理后，對其進(jìn)行二維反演，最終得到圖像。②解釋資料。在解釋資料時需要選擇合理的依據(jù)，比如：電測深曲線、斷面圖以及工程所在地的地質(zhì)資料。③結(jié)果解釋。根據(jù)反演結(jié)果和地質(zhì)資料，確定斷層所處位置。

4 結(jié)論

綜上所述，V8多功能系統(tǒng)是當(dāng)前最為先進(jìn)的可控設(shè)備，具有非常強(qiáng)的抗干擾能力、適應(yīng)能力，還能使勘探分辨率得到有效提升。伴隨著勘探深度的增加，所取得勘探效果愈發(fā)顯著。在地質(zhì)工程中的實(shí)際應(yīng)用，已經(jīng)證明該儀器在勘探地質(zhì)條件時，可以起到十分重要的作用，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)工程所在地的斷層和含水性。