可控源音频大地电磁法及其应用

莫亚军++李叶飞

摘 要：可控源音频大地电磁法采用人工场源，具有信号强、信噪比高、快速高效等优点。近几十年来，已经广泛的应用到了固体矿产勘查、煤田地质勘查、地下水以及工程和环境勘查等多个领域。

关键词：CSAMT；原理；优点；应用

自20世纪70年代中期，CSAMT法得到实际应用，一些公司相继生产用于CSAMT法测量的仪器和应用解释软件。到往后，该方法的理论和仪器得到很大发展，应用领域也得到了扩展，从而成为受人重视的一种地球物理方法。

一、方法原理及优点

可控源音频大地电磁法（简称CSAMT法）是以有限长接地电偶极子为场源，在距偶极中心一定距离处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。本次采用赤道偶极装置进行标量测量，同时观测与场源平行的电场水平分量Ex和与场源正交的磁场水平分量Hy（图3-1所示）；然后利用电场振幅Ex和磁场振幅Hy计算阻抗电阻率ρs；观测电场相位Ep和磁场相位Hp，用以计算阻抗相位φ。用阻抗电阻率和阻抗相位联合反演计算可控源反演电阻率参数，最后利用可控源反演电阻率进行地质解释。

可控源音频大地电磁测深法标量测量方式是用电偶极源供电，观测点位于电偶源中垂线两侧各30度角组成的扇形区域内。当接收点距发射偶极源足够远时（R>3δ），测点处电磁场可近似于平面波，由于电磁波在地下传播时，其能量随传播距离的增加逐渐被吸收，当电磁波振幅减小到地表振幅的1/e时，其传播的距离称为趋肤深度（δ），即电磁法理论勘探深度。实际工作中，探测深度（d）和趋肤深度存在一定差距，这是因为探测深度是指某种测深方法的体积平均探测深度，其经验公式为：

由此可见探测深度与频率成反比，我们可以通过改变发射频率来达到测深的目的。

可控源音频大地电磁法采用人工场源，具有信号强、信噪比高、快速高效等优点。

二、数据处理

数据处理和成图解释软件采用ZONG公司的SCS2D可控源音频大地电磁法反演系统，每条测线均进行了电阻率二维反演，并绘制了电阻率二维反演断面图。

三、实例应用（见图1）

工作区位于桂北，测线上有大断裂通过，构造线作北东—南西走向。早在3亿8千多万年前的古生代中泥盆世，该大断裂即开始发育，形成海底断裂谷地，即所谓的海沟，沉积一套数百米厚的深水相碎屑岩夹菱铁矿与泥岩、硅质岩及碳质泥岩。这套地层与其东边桂林市区同期异相的碳酸盐岩地层截然不同，后者属浅水台地相沉积。

据考证，华南地区在距今2.27亿年前中生代三叠纪晚期曾经发生过一次大规模的地壳运动（印支运动），使华南地区的海相地层产生了剧烈的褶皱和断裂。工区的褶皱、断裂即系此次地壳运动的产物，从此地壳抬升，海水退出成为今日的陆地。

新生代古近纪（距今6500万年）以来，地壳受到印度板块与欧亚板块相互碰撞的影响，生成部分北西向走滑断层。

如图1，结合已有地质资料和岩性有以下物探推测：

根据电阻率等值线的连续性，推测550点处有FW1逆断层通过，断层倾向北西，倾角约为60°-70°；推测800点出有FW3逆断层通过，断层倾向北西，倾角约为60°-70°；推测1100点处有FW4正断层通过，断层倾向北西，倾角较大，倾角约为60°；1500处有FW5正断层通过，断层倾向北西，倾角约为70°。

将B线浅部800-1100段低阻层定为下石炭统鹿寨组上段（C1lz2）地层，其下覆地层分别为下石炭统鹿寨组下段（C1lz1）地层、上泥盆统五指山组（D3w）地层、上泥盆统榴江组（D3l ）地层、中泥盆统罗富组（D2l ）地层、中泥盆统信都组（D2 x）地层。

四、结语

后在B线进行了浅钻验证，证实了该地区断裂发育，且含水量非常好，目前正准备下一步温泉开发。从本次工作取得的成果来看，CSAMT在温泉勘查及勘查深部构造有一定的效果，这将对以后进行解决类似的地质情况有一定的参考意义。

参考文献：

[1]石昆法，可控源音频大地电磁法理论与应用.

[2]石张青杉，穆建强，CSAMT 与地热勘查，地质找矿论丛.