EMAP 處理方法在CSAMT 勘查中的運(yùn)用

顏 維

CSAMT 勘查是一種具有較高效率的勘查方法，一般廣泛用于剖面的勘查作業(yè)中，可以獲取十幾米到幾百米的點(diǎn)距。而EMAP 處理方法，則是電磁陣列剖面法，該方法是由美國的科學(xué)家提出的一種數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的方法，可有效提高數(shù)據(jù)解釋的質(zhì)量?；诖?，本文對(duì)EMAP 處理方法在CSAMT 勘查中的運(yùn)用進(jìn)行研究，簡單分析EMAP 處理方法與CSAMT 勘查，并在此基礎(chǔ)上，研究EMAP 處理方法在CSAMT 勘查中的應(yīng)用，旨在為相關(guān)人員提供參考，積極推動(dòng)EMAP 處理方法的合理運(yùn)用，保證EMAP 消除靜態(tài)影響，從而全面提高野外勘查質(zhì)量，滿足相關(guān)工作的基本需求。

1 EMAP處理方法與CSAMT勘查的研究

1.1 EMAP 處理方法

該方法是以高密集度的數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，盡可能地獲取更多的電性結(jié)構(gòu)信息，并使用低通濾波實(shí)現(xiàn)對(duì)淺部橫向電性不均勻和局部地形起伏所造成的靜位移等的影響，進(jìn)而保證勘查準(zhǔn)確性，確保解釋質(zhì)量能夠得到保證。

實(shí)際的應(yīng)用中，EMAP 處理方法的是一種低通濾波的處理，可以在波數(shù)域中進(jìn)行，多數(shù)處理是在空間域中。它在實(shí)際的應(yīng)用中，可以改變以此濾波內(nèi)點(diǎn)的數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)度權(quán)系數(shù)的調(diào)節(jié)與變更，從而保證處理功能，同時(shí)，這種變化是一種相對(duì)靈活的變化方式，能滿足實(shí)際工作的基本需求。如下圖1 所示，為漢寧窗空間濾波器的示意圖。

圖1 漢寧窗空間濾波器的示意圖

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)EMAP 處理方法進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)，假設(shè)大地導(dǎo)電率σ（X，Y，Z），因?yàn)榫鶆蚪柚鷮?dǎo)電率和電導(dǎo)異?！鳓遥╔，Y，Z）構(gòu)成的，也就得到相應(yīng)公式，而相應(yīng)公式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)內(nèi)容的計(jì)算。

在得到上述公式后，需要對(duì)上述公式進(jìn)行進(jìn)一步研究，選擇Born 近似的方法，從而能夠在地表觀測(cè)的二次場E*與電阻率相對(duì)異常Σ 在波數(shù)域是有關(guān)聯(lián)的，具體的關(guān)聯(lián)情況，可以用相應(yīng)內(nèi)容描述，實(shí)際的描述中，ω 表了角頻率，而ξ 和η 則為X和Y 方向上的波數(shù)，K 為的場源系數(shù)，G 為格林函數(shù)、在公式2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)公式進(jìn)行分析，可以將Σ 看作輸入，而E*則可以看作輸出，而G 則可以看成系統(tǒng)的傳輸函數(shù)，以此為基礎(chǔ)，可以得到測(cè)量方向上的電場分量Ex 的一維和二維傳輸函數(shù)。在一維和二維的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)公式進(jìn)行分析，可以得到二維TM 方式。以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步對(duì)公式進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)EMAP 處理方法進(jìn)行分析，可以得到一維和二維TE 方式在傳輸函數(shù)上，具有相同的部分，同時(shí)，兩個(gè)公式都與ω 具有一定的聯(lián)系。具體的關(guān)系為，隨著ω 的降低，且在ω →0 的時(shí)候，可以發(fā)現(xiàn)，傳輸函數(shù)趨近于0。表明淺部電性異常在頻率降到二次場趨近于0，相當(dāng)于基本沒有，反之，二維的TM 方式，在傳輸函數(shù)由2 項(xiàng)組成，第一項(xiàng)與一維、二維TE 方式的傳輸函數(shù)形式是相似的，可以將其稱為感應(yīng)項(xiàng)，而第二項(xiàng)與電磁波頻率之間的聯(lián)系并不緊密，所以當(dāng)ω 趨近于0 時(shí)，且ω 并不趨近于0，這時(shí)，可以將其稱為靜態(tài)。因?yàn)殪o態(tài)項(xiàng)的存在，才會(huì)使得靜態(tài)影響的作用能夠得到保證。

進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行分析，可以得到如圖2。

根據(jù)圖2 的基本情況，可以得到，波數(shù)域內(nèi)，深度具有差異的電性不均勻體對(duì)電場造成靜態(tài)影響是有不同的，如果埋深較大時(shí)則靜態(tài)幅度會(huì)相對(duì)較小，這時(shí)他們的影響范圍也會(huì)相對(duì)較小。反之，埋深較小，則靜態(tài)幅度會(huì)相對(duì)較大，同時(shí)，影響范圍也會(huì)相對(duì)較大，如此一來，可以通過增加濾波器的方式，對(duì)靜態(tài)項(xiàng)成分進(jìn)行壓制和削弱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)改正。這種思路就是EMAP 處理方法的思路基礎(chǔ)，也正是這種思路為EMAP 處理方法的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

圖2 2 維TM 靜態(tài)影響

EMAP 處理方法，電位周邊的MN 電極頭尾同點(diǎn)，實(shí)際獲取信息時(shí)，主要是通過分段平均的方式，能保證信息獲取的完整，從而能夠保證獲取完整的測(cè)線信息。而這一特性，與CSAMT 的剖面測(cè)量方式是有共同特點(diǎn)的。

EMAP 的處理實(shí)質(zhì)可以被理解為，將其理解為一種低通濾波，這樣的方式，可以保證其在綠波中穿行，同時(shí)，還可以在折積的基礎(chǔ)上，采用后一種防范，W 是描述敞口寬度的數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)與深度σ 之間呈現(xiàn)正相關(guān)的聯(lián)系，主要是W=C·σ 且1 ≤C ≤3，根據(jù)公式可以得到趨膚深度會(huì)跟著頻率發(fā)生變化，所以窗口寬度也會(huì)跟隨發(fā)生變化，其中窗口寬度與頻率之間也是有函數(shù)關(guān)系的，所以可以得到相應(yīng)的電場函數(shù)，公式中，可以獲取EMPA 最終的計(jì)算公式。

1.2 EMAP 的野外工作方法

為了實(shí)現(xiàn)EMAP 的野外應(yīng)用，需要合理的對(duì)EMAP 方法進(jìn)行應(yīng)用，發(fā)揮該方法的工作和作用，實(shí)際的野外工作中，EMAP就是為了簡化沿剖面在一系列點(diǎn)上測(cè)量Ex、Hx 和Hy，的相應(yīng)內(nèi)容；根據(jù)測(cè)量獲取的數(shù)據(jù)中，可以完成Zxx 和Zxy 的推斷，確保一個(gè)或者多個(gè)電阻值的獲取另外，反演頻率相關(guān)阻抗函數(shù)以對(duì)地下電阻率的分布作出判斷，實(shí)踐證明反演問題是相對(duì)復(fù)雜的問題，同時(shí)實(shí)際處理中，也相對(duì)困難，從而滿足實(shí)際應(yīng)用的基本需求。EMAP 方法做實(shí)際的應(yīng)用中，就是為了簡化上述問題，通過該項(xiàng)技術(shù)合理運(yùn)用，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)上述三個(gè)步驟的合理控制，從而滿足實(shí)際處理的基本需求，確保問題得到有效的控制。EMAP 方法中，為了使得沿測(cè)線對(duì)切向電場分量Ex 的空間濾波，常常采取相應(yīng)方法的措施，例如，使用固定磁場參考點(diǎn)的方法，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間濾波的實(shí)現(xiàn)。但是，實(shí)際的操作中，由于儀器設(shè)備存在一定的限制，尤其是大面積的工作時(shí)，因?yàn)槎喾N原因的影響，所以需要采取一個(gè)排列盡量測(cè)量多個(gè)電場切向分量的方式，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場的水平分量Hy 的測(cè)量，有時(shí)為了了解地下大地構(gòu)造的維數(shù)，還要對(duì)垂直剖面的電場分量Ex 進(jìn)行測(cè)量。通過這些內(nèi)容的測(cè)量，能夠滿足實(shí)際工作的需求，從而提升EMAP 的野外工作質(zhì)量，確保EMAP 方法的合理運(yùn)用，從而提升實(shí)際勘查工作的質(zhì)量，確?？辈楣ぷ髂軌蚍蠈?shí)際工作的基本需求，提升勘查的工作效率。確?？辈橘|(zhì)量的全面提升。

1.3 CSAMT 的簡單概述

在實(shí)際的應(yīng)用中，CSAMT 法，是一種具有較高應(yīng)用價(jià)值的方法，實(shí)際的應(yīng)用中，這種方法，具有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，它的優(yōu)勢(shì)主要包括：

（1）具有較高的工作效率，使用一個(gè)偶極發(fā)射，就可以在4個(gè)很大的扇形區(qū)域的內(nèi)實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作，從而滿足實(shí)際測(cè)量的需求，有效滿足測(cè)量對(duì)效率的需求，確保測(cè)量工作能夠符合實(shí)際工作的相應(yīng)要求。

（2）勘探深度范圍相對(duì)較大，CSAMT 法在實(shí)際的勘查中，具有較大的勘查范圍，可以從幾十米到二三千米，都能實(shí)現(xiàn)有效的勘查工作，并且能夠保證勘查的效率。促使勘查工作符合實(shí)際需求，全面提升勘查質(zhì)量。

（3）CSAMT 法在實(shí)際的應(yīng)用中，具有較好的都垂向分辨率，一般情況下，可以達(dá)到10%～20%之間，從而能夠有效提升CSAMT 法的利用價(jià)值。

（4）CSAMT 法利用時(shí)還具有較好的水平分辨率，這樣就使得CSAMT 法在實(shí)際的應(yīng)用中，有著約等于接收電偶極長度。同時(shí)，CSAMT 法的地形影響還相對(duì)較小，并且高阻層的屏蔽作用也相對(duì)較小，具有較好的利用價(jià)值。

（5）CSAMT 法在實(shí)際的應(yīng)用時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)立體觀測(cè)，并且面積性的CSAMT 相當(dāng)于一種3D 的立體地電填圖，從而滿足實(shí)際需求，確保符合CSAMT 法的應(yīng)用價(jià)值。

盡管CSAMT 法具有較多的優(yōu)勢(shì)，但是，實(shí)際的應(yīng)用中，CSAMT 法也存在相應(yīng)的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：

（1）CSAMT 法需要相應(yīng)的發(fā)射，同時(shí)，發(fā)射端附近如果存在導(dǎo)體，就容易引起發(fā)射源的干擾，不利于CSAMT 法的合理運(yùn)用。

（2）過渡區(qū)修正比的難度相對(duì)較大，而且，場源效應(yīng)的影響，也相對(duì)較大，主要受到非平面波效應(yīng)，場源效應(yīng)的附加效應(yīng)，陰影效應(yīng)等。這些因素的綜合作用，就會(huì)給CSAMT 法的合理利用帶來了影響，不利于這種方法的有效運(yùn)用。

2 模擬實(shí)驗(yàn)

為了保證EMAP 的應(yīng)用效果，需要注意EMAP 應(yīng)用的實(shí)際情況。通過二維正演方法實(shí)現(xiàn)對(duì)局部電性的異常二維模型進(jìn)行獲取，從而實(shí)現(xiàn)EMAP 的處理，借助相應(yīng)的分析與比較，證明EMAP 處理的有效性。

如此，可以獲得二維的電模型，模型設(shè)計(jì)時(shí)，確認(rèn)模型在地下4km 處，同時(shí)，模型設(shè)計(jì)時(shí)，低阻基底的實(shí)際情況是，數(shù)據(jù)為10Ω·m，同時(shí)，可以獲取在圍巖350m 深度，有一塊10Ω·m的低阻水平板狀體，寬度為2km。為確保數(shù)據(jù)的可靠性，需要對(duì)EMAP 進(jìn)行合理利用，從基本上對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，保證層狀構(gòu)造的合理性，同時(shí)低阻異常也會(huì)將差異顯示出來，從而會(huì)導(dǎo)致Bostcik反演，結(jié)果會(huì)與初始模型吻合，這就是說明EMAP 處理方法是合理的，是符合實(shí)際的需求，能滿足實(shí)際使用的基本需求。

模擬試驗(yàn)是一個(gè)相對(duì)有效的方式，通過模擬試驗(yàn)，可以對(duì)EAMP 方法和CSAMT 勘查的結(jié)合進(jìn)行分析，判斷二者是否可以有效結(jié)合，判斷EAMP 方法，是否具有可靠的處理效果，能否滿足CSAMT 勘查的基本需求。通過，模擬試驗(yàn)后，確認(rèn)EAMP處理方法，是合理的，并且能夠滿足CSAMT 勘查的基本需求，并且還能提升CSAMT 勘查的效果。使得CSAMT 勘查更加符合實(shí)際工作的需求，確保精度與可靠性。

3 應(yīng)用實(shí)例

為進(jìn)一步研究EMAP 在CSAMT 勘查中的應(yīng)用，本文以某一具體的金屬礦區(qū)為例，展開詳細(xì)地分析，在了解實(shí)際的基本情況下，提高EMAP 的應(yīng)用效果，確保CSAMT 勘查的效果。

3.1 金屬礦區(qū)中的應(yīng)用

現(xiàn)以某一金屬礦區(qū)為例，擬對(duì)礦區(qū)進(jìn)行CASMT 勘查，由于礦區(qū)礦體埋深大，厚度小，所以使用電法直接圈定礦體的難度較大，為保證獲取精準(zhǔn)的礦體信息，需要引入CSAMT 勘查，并嘗試引入EMAP 處理方法，旨在提高礦體的勘查質(zhì)量，為后續(xù)的開采奠定基礎(chǔ)，積極推動(dòng)勘查質(zhì)量的提升，滿足實(shí)際開采作業(yè)的需求。使用CSAMT 勘查對(duì)地層分布形態(tài)做個(gè)電性前瞻，通過CSAMT 勘查，能夠獲得因?yàn)楸韺与娮杪实牟痪鶆颍鹆说撵o態(tài)影響整個(gè)斷面，且讓其成為自上而下的帶狀分布形式，而且，橫向的連續(xù)性相對(duì)較差，所以僅僅通過CSAMT 很難直接獲取分布狀態(tài)。所以需要引入EMPA 處理方法，通過EMPA 處理之后，可以得到低阻率的異常變化趨勢(shì)，與地質(zhì)斷面的吻合度相對(duì)較好，且異常會(huì)與c1dc 地層相對(duì)應(yīng)。由此可見，使用EMAP處理方法，結(jié)合CASMT 勘查，可以發(fā)現(xiàn)EMAP 處理方法可有效地應(yīng)用到CASMT 勘查中，可為CASMT 勘查的數(shù)據(jù)處理提供幫助，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性，并且，還能提高CSAMT 勘查的精度，確保勘查的效率，從而全面提高勘查質(zhì)量。

3.2 地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用

EMAP 處理方法在CSAMT 勘查中的應(yīng)用，可以將兩種方法應(yīng)用到地?zé)峥辈橹?，可有效提高勘查效率，保證勘查質(zhì)量，提高地?zé)豳Y源的利用率。溫泉是旅游行業(yè)的重要組成部分，同時(shí)，還是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要來源，通過合理開發(fā)利用地?zé)豳Y源，能夠?qū)Φ責(zé)豳Y源進(jìn)行合理利用。但是實(shí)際地?zé)崴辈檎夷莻€(gè)，由于水中溶解了大量的金屬離子，就會(huì)給電阻率帶來影響，導(dǎo)致電阻率變低。 而這一現(xiàn)象，會(huì)給CSAMT 勘查帶來便利，同時(shí)，使用EMAP 處理方法，可以更為清晰地獲取斷裂，破碎帶和熱流作用會(huì)形成一個(gè)熱礦水的賦存帶，同時(shí)，主干段以北的高阻反映了花崗巖的存在，而以南則勾畫出1 明顯的低阻異常，最低值僅僅有幾歐姆，經(jīng)過初步判斷，可以確認(rèn)這個(gè)區(qū)域?yàn)闊崴畮В?jīng)過得打穿作業(yè)后，發(fā)現(xiàn)有熱水涌出，且熱水溫度＞70℃，說明使用EMAP 處理方法在CSAMT 勘查中的應(yīng)用，具有較好的應(yīng)用效果，可以準(zhǔn)確獲取目標(biāo)信息，確保勘查的準(zhǔn)確性。

具體工作方法，為了保障地?zé)峥辈榈男Ч?，需要合理的?duì)地?zé)峥辈榈南鄳?yīng)方法進(jìn)行研究，本文主要以CSAMT 勘查為主，并合理引入EMAP 方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)地?zé)岬目辈?，從而有效保證勘查質(zhì)量。實(shí)際勘查中，需要預(yù)先布設(shè)3 條件CSAMT 剖面，并且剖面方向，L1 與L2 剖面都是北北西向，為了滿足勘查需求，需要對(duì)剖面的方位角和剖面長進(jìn)行控制，從而得到剖面的長度平均為2200m，點(diǎn)距為50m。另外，L3 剖面則為東東向，剖面長度為1320m 方位角80 度，點(diǎn)距為40m 采用遲到偶極裝置，點(diǎn)距控制在40m ～50m 左右，供電電極距需要進(jìn)行控制，使之處于1100m ～1300m 之間，另外，還要對(duì)測(cè)量電極距離進(jìn)行控制，確保滿足實(shí)際CSAMT 勘查的基本需求，所以得到，電極距MN 處于40m ～50m 之間，另外，收發(fā)距也要被合理控制，r 為6000m，實(shí)際的測(cè)定中，CAMT 測(cè)量選擇沿測(cè)線7 道同時(shí)測(cè)量，并且，在測(cè)量過程中，實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量，確保數(shù)據(jù)精確度，滿足實(shí)際勘查的基本需求。測(cè)量過程中，如果出現(xiàn)了地阻過大的情況，就可以選擇澆水的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)地阻的處理，如此一來，可以有效降低地阻對(duì)測(cè)量的影響，確保測(cè)線垂直的誤差小于1°，如此一來，就能保證CSAMT 勘查的效果，并且確保供電電流的穩(wěn)定，并避免外界因素對(duì)勘查的影響，降低晃動(dòng)的情況，積極提升CSAMT 勘查的質(zhì)量。除此之外，本次勘查中，共完成剖面測(cè)點(diǎn)124 個(gè)，再設(shè)置質(zhì)檢點(diǎn)4 個(gè)，質(zhì)檢率被控制在3.23%，為了保證質(zhì)檢效果，需要對(duì)質(zhì)檢的精度進(jìn)行分析，同時(shí)，質(zhì)檢的精度和電阻率的均方相對(duì)誤差為Mps=±3.83%，同時(shí)，相位均方相對(duì)誤差M=±4.24%，如此一來，就對(duì)各種誤差，質(zhì)檢精度進(jìn)行了分析，從而明確了工作的相關(guān)精度要求。為了保證精度的可靠性，還需要對(duì)精度進(jìn)行進(jìn)一步的控制，降低CSAMT 勘查中的問題，進(jìn)而保證勘查效果。在勘查之后，還要對(duì)EAMP 方法進(jìn)行利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)勘查的進(jìn)一步分析，從而保證勘查效果，

3.3 實(shí)例研究

結(jié)合上述所選礦區(qū)，對(duì)具體的CASMT 勘查的應(yīng)用情況，威力，分析EMAP 方法的應(yīng)用價(jià)值。該礦區(qū)具有礦體埋深大，厚度小，最大僅有十幾米的厚度，所以，電法直接圈定礦體的難度相對(duì)較大，多以為了保證勘查結(jié)果，實(shí)際的勘查中，選擇EMAP和CSAMT 勘查技術(shù)，并使得二者結(jié)合得到，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬礦區(qū)的勘查，確?？辈樾Ч?。

另外通過勘查，可以對(duì)鉆探已明確的一直地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析，并明確電性前提，再結(jié)合的CSAMT 的勘查結(jié)果，進(jìn)而獲取電阻率原始數(shù)據(jù)的模擬數(shù)據(jù)，雖然在925 號(hào)，到1125 號(hào)點(diǎn)，在頻率為64HZ 的前提下，低阻會(huì)出現(xiàn)異常情況，但是由于表層電阻率的不均勻性，所以形成的靜態(tài)影響使得整個(gè)模擬畫面的出現(xiàn)自上而下的條帶分布狀況，并且之后，金額入Bostick 的反演，結(jié)果顯示相應(yīng)的地質(zhì)構(gòu)造圖。根據(jù)圖可以進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)低阻異常情況的分析，并且能夠明確，低阻異常的變化趨勢(shì)，確認(rèn)它可以與地質(zhì)斷面相吻合，所以低阻異常就處于c、d 地層，所以EMAP 處理后，就更加真實(shí)有效的對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的本來面目進(jìn)行展示，而且，CSAMT 的數(shù)據(jù)處理中，應(yīng)用EMAP 的必要性和可靠性是不需要被質(zhì)疑的，能夠順利實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)的勘查，并滿足工程的相關(guān)需求。

4 結(jié)語

本文對(duì)EMAP 處理方法在CSAMT 勘查中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，簡單地對(duì)EMAP 處理方法的原理進(jìn)行講解，并以此為基礎(chǔ)，獲取相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確認(rèn)EMAP 處理方法的價(jià)值，最后結(jié)合實(shí)例研究EMAP 處理方法在CSAMT 勘查中的應(yīng)用，了解EMAP處理方法的實(shí)際應(yīng)用，可有效提高CSAMT 勘查的效果，保證勘查的準(zhǔn)確性，降低勘查隱患。