V8电法工作站工作效果简介.doc

V8电法工作站工作效果简介陕西省地矿局物化探队20118目 录一、仪器简介1二、大地电磁测深(MT)在内蒙某区剖面工作成果2三、可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)在陕北找水效果8V8电法工作站工作效果简介一、仪器简介V8多功能电法工作站（见图13）,是加拿大凤凰地球物理公司最新一代多功能电法仪，汇集当代最新科技成就于一身，其先进精确的GPS技术和无线网络技术的结合使V8即使在复杂的山区施工也变的快速简捷；野外施工无需对钟，极大地提高了生产效率；大功率TXU-30发射机的问世让用户摆脱了发电机必须原配所带来的售后服务不能及时提供和及时维护的问题，同时也大大节约了购置成本；系统采样频点的无限加密，使分辨率得到了大幅提高；而且V8野外采集数据可实时显示为振幅曲线和相位曲线，数据资料质量一目了然。V8采用的是先进的模块化设计，包含天然场的远参考大地电磁(MT)和音频大地电磁(AMT)以及人工场源的可控源音频大地电磁(CSAMT)、各种时域和频域电磁功能(TDEM、FDEM)、激发极化时间域和频率域TDIP、SIP、各种电阻率功能(偶极法、斯伦贝谢法、或温纳法)。V8接收机主要特点：V8多功能接收机显著特点是具网络化功能，有三个电道和三个磁道，磁道可以连接MT、AMT、CSAMT磁棒或TDEM线圈。V8可以单机工作，也可以和多个其他系统单元如RXU-3ER(3电道采集站)以及场源发射组成多道无线局域网络进行精确同步采集。所有的记录单元及场源发射均通过GPS信号保持精确同步。图1 V8网络化多功能接收机、RXU-3ER电道采集站图2 TXU30大功率发射机图3 30KW大功率发电机V8大地电磁测深仪是加拿大phoenix公司在V5的基础上开发推出的最新产品。V8电法仪除了其灵活综合多功能和小巧坚固的野外装置以外，跟以往电法仪相比有五个突出的优越性能：(1)每道采用两套A/D转换器，高频强信号采用16位，低频MT弱信号采用24位，保持了最高的动态范围和分辨率。(2)接收为无线连接，始终采用GPS同步，避免了不断需要校对时钟同步的麻烦和出错的可能性。(3)局域网无线和有线通讯并举，利于开展山区工作。下文通过二个实例对V8电法工作站测量效果作一简要介绍二、大地电磁测深(MT)在内蒙某区剖面工作成果（一）目的任务应用综合物化探剖面测量手段，探查盆地基底结构、构造、主要目的层段（石炭-二叠系）残余厚度。（二）工作方法综合物化探剖面测量工作共投入了四种工作方法：高精度重力、高精度磁测、大地电磁测深(MT)及土壤油气化探。电磁法工作方法技术1、野外施工采用张量观测方式，一个排列有一组Ex、Ey、Hx、Hy、Hz布设。Ex、Hx方向与测线延伸方向一致；Ey 、Hy 方向与测线延伸方向垂直。布极方位误差未超过1，布极方位采用森林罗盘仪确认，测绳确认电极距，极距误差小于1%。整条测线保持Ex方向一致。布极方法见图4。2、测点布置基本按设计点位布设，极少数测点因地形起伏太大，测点位置在设计点位沿测线方向40m、垂直测线方向200m的范围内移动。 图4 布极示意图3、使用的电极为不极化电极；布极前已进行电极配对试验，俩俩配对，其直流电位差均小于1mv。4、电极均采用标准“+”字形布设。埋设电极时确保了使电极与大地紧密接触，尽量保证接地电阻在戈壁滩地区小于1000，在沙漠地区小于10000。5、为增强信号强度并减小静态效应，尽可能使用较大的电极距。整个工期绝大多数测点电极距采用100m，极少数测点处由于地形起伏太大而适当缩短电极距；同一方向的两电极相对高差均控制在极距长度的10%以内。6、水平磁棒方位经仪器实测,方位误差均小于1,埋入地下均未小于0.3m,埋设前均用水平尺量平;垂直磁棒探坑深度大于1m,方位误差均小于1。7、全区所有测点使用相同的频率范围，有效观测记录频带为3200.001Hz。8、对每个测点周围的主要地形、地物、干扰情况进行描述，及时填入布极班报。9、施工期间定期对仪器进行检修、维护，确保仪器工作正常。（三）工作效果（剖面资料综合解释）1、基底组成结构与基底起伏埋深磁力T剖面异常特征显示（图5）：磁力异常数值由西北向东南降低，局部磁异常变化剧烈，表明岩浆岩体发育。重力异常整体表现为异常由北向南降低，表明本区存在一由北向南降低的区域场，在这大的区域背景里叠加了多个正负局部异常，这些正负异常的规模也从南向北呈现一定变化规律，即南端679-801号点间显示一规模较大重力异常，此异常对应地表雅布赖隆起区。在剖面中南部540-679号点间，显示为相对完整的负重力异常。在剖面中北部的1-281号点间，重力剖面异常整体显示为一大的重力正异常背景，其上发育一些异常幅值差异常较大、且规模较窄小的负异常。电性剖面揭示工区电性基底存在明显的四分性：即南侧雅布赖（679-801号点区间）为一规模较大高阻块体，其上低阻层很薄；中南段锡勒-尚丹一带基底由几个规模相对较大、电阻率值相对前者稍低且特征相似的高团块上古生界。中部宗乃山（281-439号点区间）为一规模较大高阻块体，其上低阻层很薄。剖面中北部（1-279号点区间）高阻电性基底值相对较低，且多由小型高阻团块构成，其上低阻层、次高阻层发育区段连续性较差。另电法剖面清楚显示在雅布赖山北侧679号点、宗乃山南的439号点一带，在视电阻率断面出现等值线密集梯级带，相位断面及倾子断面均出现异常值陡变带，表明这些地区存在规模较大基底断裂。三种物探资料上所表现出的剖面异常特征显示，DD-08-01剖面石炭-二叠纪盆地基底由深大断裂分割成四大呈现不同特征及性质的基底，从北向南基底有从破碎到稳定变化之特征。中北段（1-321号点）基底相对破碎，主要被火山岩强裂穿刺、切割，稳定性差，其上发育隆范围相对窄小、基底埋深变化较大中生代沉积凹陷，结合区域地质资料推测基底主要由下古生界基岩组成，基底埋深一般变化于1-4km。 图5 DD-08-03测线综合物化探解释剖面图中段（321-439号点），对应地表宗乃山隆起，其上基本没有沉积盖层，基底由元古界基岩组成。中-南段（439-679号点），基底具有一定稳定性，其上发育有正负相间、规模及基底埋深均相对较大的基底隆起（凸起）或坳陷（或凹陷），经综合解释本区基底主要由具一定磁性的元古界组成，其上覆有1000-2000上古生界石炭-二叠系，因此推测本段基底稳定性强于北段，基底埋深最大埋深达3km。南段（679-801号点），对应雅地表雅布赖山隆起，其上基本没有沉积盖层，根据地表地质露头揭示本段基底主要由元古界老地层组成，应归属前人称为具稳定性质基底的阿拉善台隆区,本段基底埋深很浅。综合解释剖面揭示（图5）：DD-08-03剖面石炭-二叠纪盆地基底总体呈现两个基底埋深较大区夹一隆起区格架。剖面中北部苏红图坳陷基底埋深较大，在剖面北段81-281点为基底埋深较大区，基底最大埋深达3500米。本剖面中段为宗乃山隆起区，沉积盖层较薄或缺失，地表见大量岩体及元古界地层出露。剖面南段559-679点，基底较大，一般埋深多在1000-2000米，剖面经过处最大埋深约3000米。2、中生代构造单元划分该剖面穿过三隆两坳，由南至北为雅布赖隆起（哈拉乌山）、尚丹-锡勒坳陷、宗乃山隆起、苏红图坳陷和拐子湖隆起五个二级构造单元。从剖面上看，银额盆地与南侧雅布赖山隆起以基底深大断裂分隔，在银额盆地内剖面经过处各级构造单元间多以正断层性质的基底大断裂接触（图5）。（1）雅布赖隆起：位于680-801测点间，浅部多由侵入岩5、Pt-Ar组成，电阻率一般大于1000Wm。（2）尚丹坳陷：位于561-681测点间，具有北深南浅的特点，浅部新生界厚约100-200m，凹陷内主要沉积下白垩统，厚度一般500-2000m，最大厚度约3000m。（3）锡勒坳陷：位于451-561测点间，主要经过树槐凸起和因格井凹陷，最大埋藏1500m。（4）宗乃山隆起：位于280-451测点间，海西期侵入岩（4）、上古生界广泛出露，剖面经过此处电阻率很高。（5）苏红图坳陷：位于80-280测点间，本次该剖面涉及乌兰和哈日凹陷、巴布拉凸起共三个次级构造单元，其中乌兰凹陷最大埋深2500m，哈日凹陷最大埋深在3000m以上。（6）拐子湖隆起：位于1-80测点间，剖面经过处内沉积中新生界地层缺失，发育的主要沉积盖层是上古生界地层。3、岩浆岩剖面发育及分布特征号中基性火山岩：位于剖面31-61点段，发育于上古生界地层顶面。火山岩体在磁异常剖面特征显示其高频振荡的局部中等强磁异常，重力异常剖面显示重力高，电阻率断面显示特征为局部高阻，推测其为海西期发育的侵入岩体，以中基性岩浆岩为主。号酸性火山岩：位于剖面241-291点段，发育于上古生界地层顶面内部。该火山岩体在磁异常剖面特征显示其高频变化的局部弱磁异常，重力异常剖面特征不明显，电阻率断面显示特征为局部高阻，推测其为燕山期发育的侵入岩体，以酸性岩浆岩为主。号酸性侵入岩：位于剖面321-441点段，发育于基底顶面及其内部。该侵入岩体在磁异常剖面特征显示其高频变化的局部中等磁异常，重力异常剖面特征不明显，电阻率断面显示特征为局部高阻，推测其为海西期发育的侵入岩体，以酸性岩浆岩为主。号中基性侵入岩：位于剖面441测点附近，发育于基底顶面及其内部。该侵入岩体在磁异常剖面特征显示为强磁异常，重力异常为局部重力高，电阻率断面显示特征为局部高阻，推测其为海西期发育的侵入岩体，以中基性岩浆岩为主。号酸性火山岩：位于剖面551号点附近，发育于中生界地层顶部。该火山岩体在磁异常剖面特征显示其高频变化的局部弱磁异常，重力异常剖面特征不明显，电阻率断面显示特征为局部高阻，推测其为燕山期发育的侵入岩体，以酸性岩浆岩为主。号酸性火山岩：位于剖面611-661点段，发育于上古生界顶部。该火山岩体在磁异常剖面特征显示其高频变化的局部中等强磁异常，重力异常剖面特征不明显，电阻率断面显示特征为局部高阻，推测其为海西期发育的酸性侵入岩体。三、可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)在陕北找水效果（一）目的任务1、基本查明测区内第四系覆盖层的岩性、结构、厚度、含水层分布特征和富水性；2、探索测区内含水地段矿化度的电性分布特征，分析测区内含水矿化度的分布情况；3、在相对富水地段，依据其矿化度分布特点，选定取水最佳供水井位。（二）工作方法简介根据目的任务要求，此项工作主要采用人工场源的可控源音频大地电磁(CSAMT)。测量电极MN=200米，收发距r=3.55Km，场源电极距AB=1.52Km。采用标量测量，观测电场Ex分量和磁场Hy分量，计算不同频率卡尼亚电阻率。根据试验情况确定观测频率范围为1Hz7680Hz，探测有效深度61000米，观测频点40个，每个测点观测时间40分钟。纵向分辨率随着深度的加大而减小，浅部最大分辨率1米，深部最小分辨率77米，详见频率-深度对应表（表1）。表1 CSAMT频率-深度对应表序号频率（Hz）深度（米）备注序号频率（Hz）深度（米）备注17680.00 6.64 2185.33 182.91 26400.00 7.85 2264.00 201.02 35120.00 9.87 2353.33 225.75 43840.00 12.67 2442.67 247.52 53200.00 16.09 2532.00 272.25 62560.00 20.12 2626.67 301.60 71920.00 24.94 2721.33 328.01 81600.00 30.82 2816.00 358.19 91280.00 37.19 2913.33 396.35 101024.00 44.34 3010.67 430.01 11853.33 52.89 318.00 470.00 12640.00 60.97 326.67 517.65 13512.00 71.06 335.33 558.84 14426.67 81.07 344.00 607.99 15341.33 92.53 353.33 660.51 16256.00 104.13 362.67 722.46 17213.33 118.90 372.00 781.48 18170.67 132.48 381.67 859.24 19128.00 147.84 391.33 923.18 20106.67 166.79 401.00 1000.00 （三）CSAMT剖面成果解释以下为LO4剖面、LO6剖面的解释结果。1、L04剖面推断解释L04剖面位于定边县砖井孙坑拟井点附近，剖面走向90，拟井点位于剖面中段。图6为该剖面CSAMT二维反演电阻率剖面图和解释剖面图。该剖面CSAMT二维反演电阻率等值线显示，Q3为相对高阻层，电阻率在25-50欧姆米之间；白垩系高低阻相间分布，低阻层为含水层，电阻率在11-18欧姆米之间；侏罗系为相对高阻层，电阻率在40-70欧姆米之间。Q3厚度5-30米，西薄东厚；白垩系环河组（K1h）底界埋深400-480米，西浅东深，厚度390-460米，中段薄两端厚；白垩系洛河组（K1l）底界埋深890-900米，厚度约400-480米，从西向东逐渐变薄。推断解释了四个含水层，含水层1位于剖面右段白垩系环河组（K1h）上部，含水层深度40-65米，静水位20-25米，推断矿化度为1-1.5g/L；含水层2位于白垩系环河组（K1h）中部，含水层深度120-170米，静水位约20-45米，推断矿化度为0.9-1.4g/L；含水层3位于白垩系环河组（K1h）下部，含水层深度230-260米，静水位约20-45米，推断矿化度为0.9-1.4g/L；含水层4位于白垩系洛河组（K1l），含水层深度560-820米，静水位约180-240米，推断矿化度为2.5-3.5g/L。图6 L04剖面CSAMT二维反演电阻率剖面图和解释剖面图2、L06剖面推断解释L06剖面位于定边县白泥井衣食梁拟井点附近（图7），剖面走向90，拟井点位于剖面中段。图5为该剖面CSAMT二维反演电阻率剖面图和解释剖面图。该剖面CSAMT二维反演电阻率等值线显示，Q3为相对高阻层，电阻率在60-125欧姆米之间；白垩系高低阻相间分布，低阻层为含水层，电阻率在20-30欧姆米之间；侏罗系为相对高阻层，电阻率在55-75欧姆米之间。Q3厚度50-80米，中段稍薄两端较厚；白垩系环河组（K1h）底界埋深480-500米，从西向东略变浅，厚度400-420米，厚度变化不大；白垩系洛河组（K1l）底界埋深940-960米，厚度420-460米，厚度变化不大。推断解释了三个含水层，含水层1位于剖面右段白垩系环河组（K1h）上部，含水层深度70-120米，静水位20-60米，推断矿化度为0.5-1.5g/L；含水层2位于白垩系环河组（K1h）下部，含水层深度340-420米，静水位约60-80米，推断矿化度为0.5-1.5g/L；含水层3位于白垩系洛河组（K1l），含水层深度580-880米，静水位160-300米，推断矿化度为0.5-1.5g/L。图7 L06剖面CSAMT二维反演电阻率剖面图和解释剖面图（四）地质成果通过可控源音频大地电磁测深CSAMT工作，结合已知井资料和地质资料对CSAMT二维反演电阻率剖面进行了推断解释，达到了预期工作的目的。1、根据不同地层的电性特征划分了第四系松散层Q3或Q2+3、白垩系环