电磁法在地质勘查工作中的应用(三)-可控源音频大地电磁测深（CSAMT）

勘探队员之歌 来自矿产勘查与评价 00:00 01:34

喜欢本公众号内容的劳驾先拉到底部，点广告支持一下小编。谢谢各位啦！

可控源音频大地电磁测深（CSAMT）

㈠野外工作装置

工作中由于磁场沿测线的空间变化不大，故在一个“排列”上观测7个沿测线的电场分量Ex，而只测一个正交磁场分量Hy，以计算卡尼亚视电阻率和阻抗相位。这种测量方式叫做标量。

图1 CSAMT野外标量测量意图 

采用八道观测仪器，一次测量便能完成7个测点的观测。

图2　可控源音频大地电磁测深（CSAMT）装置图

图3 CSAMT发射配置图

㈡方法原理简介 

    CSAMT 法是针对大地电磁测深法（MT）的场源随机性、信号微弱和观测困难的弱点，改用人工控制场源以获得更好的探测效果的一种电磁测深法。它通过改变发射源的发射频率达到测深目的，用测量相互正交的电场和磁场分量计算卡尼亚视电阻率和阻抗相位。

卡尼亚视电阻率：ρS =

阻抗相位：Φz =ΦEx-ΦHy

式中：f-频率；Ex-电场分量振幅；Hy-水平磁场分量振幅；ΦEx-电场分量相位；ΦHy-ΦHy水平磁场分量相位

根据电磁波的趋肤效应理论，

趋肤深度：

式中：H-探测深度，ρ-电阻率。

从上式可见当地表电阻率固定时，电磁波的传播深度（或探测深度）与频率成反比。高频时，探测深度浅，低频时，探测深度深。人们可以通过改变发射频率来改变探测深度，达到频率测深的目的。

在不接地的回线或线框中，供以2n音频（0.125～8192 Hz）电流产生相应频率的电磁场。电性源是在有限长（1～3 km）的接地导线中供以音频电流，产生相应频率的电磁场，通常称其为电偶极。电性源CSAMT法收发距可达几到十几公里，探测深度一般为几十米到几公里（与介质的介电常数有关）。

㈢数据处理、基本图件绘制与解译  

⒈数据预处理

野外数据采集完成后，通过RS-232接口回放到计算机中，通过一系列的数据转换处理后，方可计算CSAMT卡尼亚（Cagniard）视电阻率、阻抗相位和单点曲线等。

图4 CSAMT（Cagniard）断面图

图6 CSAMT（Phase）断面图

⒉基本图件绘制

基本数据处理完成后，且可以绘制以下基本图（册）件

⒊数据处理与解译

目前，CSAMT解释软件有美国Zonge公司出版的商业化（SW-CSINV1D）、（SCS2D1exe）的反演软件包，包括原始数据的预处理及一、二维模型反演。

数据预处理：即对野外采集的原始数据进行整理，剔除干扰较大和误存的数据，对数据进行静态位移及近区校正，同一测线不同日期数据的拼接处理，得出下一步数据处理所需的不同输入文件。

模型反演：对经过预处理的CSAMT数据进行一维、似二维反演。该程序首先对经过预处理的数据自动给出背景模型断面，然后根据研究区的地电特征，选定适宜的反演拟合参数进行多次拟合叠代，最终计算的结果为不同深度的电阻率断面模型。此时，再利用MODSET软件将上述程序反演生成的模型电阻率断面转换成Surfer网格化文件（或其它格式的文件），经编辑绘制成反演视电阻率断面图。 

图7 CSAMT（CSINV1D）一维反演模型图 

图8 CSAMT（SCS2D）二维反演模型图 

（四）应用实例

固体矿产1  辽宁八家子铅锌矿深部和外围找矿  

 地质简况：出露的地层有长城系大红峪组（Chd）、高于庄组（Chg）和中生界侏罗系兰旗组（J2l）。长城系大红峪组主要为石英岩质砾岩、砂岩、长石石英杂砂岩，局部夹有页岩；高于庄组以白云岩为主，上部为石英质砾岩，局部夹有薄层石英粉砂岩；侏罗系兰旗组岩性为安山质砾岩、安山岩、安山质角岩、集块岩及凝灰岩。区内已知与成矿有关岩浆岩为房胜沟巨斑状花岗岩体（γ2）的一部分。  

结果表明：采用可控源方法推断结果，并经钻孔验证，在82点海拔-585. 55～- 588. 05 m处见矿，见矿厚度2.5 m，Pb + Zn品位为3. 21%。 

其中北部成矿段区内岩性较为单一，围岩（白云岩）电阻率相对较高，岩层及断层内含水量较低，矿体与围岩存在明显的电阻率差异，电法寻找隐伏金属矿存在充分的电性前提。虽然矿体埋深较大（> 800 m），上述异常验证结果再次证实，可控源音频大地电磁测深方法在寻找深部隐伏矿工作中的定位预测作用的效果非常明显。