论地象科技MTVCT大地电磁镜像测深法勘探结果的准确性

论地象科技MTVCT大地电磁镜像测深法勘探结果的准确性郑州地象科技有限公司寇每与业内人士交流时都会被问及：一是地象科技法MTVCT探测仪的勘探效果准确率能够达到多少？与几百万元进口的大地电磁法仪相比做地热资源深部勘探的效果哪个更好？这个问题确实令人语塞难以简单回答。若是我不谦虚地说勘探效果比国外进口大地电磁法仪器好得多，准确率达到90%以上，肯定会让人误解我在自吹自擂；若是让人真正了解和信服，就必须从大地电磁镜像测深原理、如何确保探测数据的真实可靠性，再介绍如何保证勘探结果的准确性，逐一展开论述才能让人客观认识并信服。前面几篇短文已经介绍了地象科技MTVCT法的原理、如何确保测值真实可靠性，本篇仅就大地电磁镜像测深法如何实现并提高勘探结果准确性问题予以阐述。1、按需求细分化设计专业勘探设备以实现精准勘探从物探需求特点来看，找水定井就是要找断裂构造、查明构造规模及其赋水情况，因在构造内的含水裂隙和含水层都具有形成连续低测值V形结构特点，对于800米之上浅中层找水定井项目而言，点测深的纵向分辨率达到2米/层基本上可以看清断裂构造及其含水裂隙分布；若是地热资源勘探定井项目，一般钻井深度在2000米左右、勘探深度要在3000米之上，纵向分辨率最少也要在5—10米才能看清深部地热水储层。由于找矿具有矿脉细薄、分布形态各异、连续性较差等特点，而且绝大多数矿脉厚度都在1米之内、其中细脉最多，若是大地电磁测深的纵向分辨率超过1米/层时将很难有效找矿。另外还有浅层工程勘探、堤坝渗漏探测、深部油气资源勘探、万米之下地质科研等需求，都要有专门设计生产的大地电磁探测仪才行。国内进口的综合电磁法仪都是集多种物探方法于一体，其中基于大地电磁法原理的有MT、AMT、CSAMT，可探测频点数量最多的V8，在使用CSAMT进行测量时最多可接收46个频点的信号，AMT法最多可以采集60个频点测值。这些进口的大地电磁法物探仪的功能用途都属于广谱通用勘探型的，没有特定专业勘探目标。就目前实践应用情况来看，基本上都反映这些大一统的电磁法仪什么都能做、什么都做不好。因频点呈对数曲线均匀分布，频率越低、探测深度及间隔越大，所以深度越大采集信号花费的时间就越长、纵向分辨率相对越低，固应在尽可能加密勘探测深分辨率的前提下，根据物探目标需求设计勘探深度与分辨率不同的相应探测仪。地象科技MTVCT大地电磁镜像测深法视勘探用途设计相应纵向测深分辨率的探测仪类型如下：（1）800米之上的地象科技MTVCT探水仪的纵向分辨率为2米/层，每隔100米设定一个机型；深度2000米之上地热水探测仪的纵向分辨率为5米/层；深部构造探测仪的纵向分辨率5000米之上为5米/层、9000—2万米为50米/层。（2）地象科技MTVCT专业款探矿仪，400米之上的纵向分辨率为20厘米/层，400米至800米50厘米/层，单点测深时间1分钟；适合矿主自己勘探找矿的通用机型，100米之上的纵向分辨率为20厘米/层，100米至300米50厘米/层，单点测深时间仅14秒钟。（3）可用于地下自来水管道漏水、堤坝渗漏、地下空穴、工程地质探测的层间隔10厘米高分辨率探测仪，从10米至40米按需设计4个机型，采样时间14秒钟；还有专用于工程地质的探测仪，探测深度100米，间隔20CM显示一层测值。（4）适用于深达6000米油气资源勘探的专业探测仪，采样时间2分钟，测深纵向分辨率：3000米之上为5米/层，3000—4000米为10米/层，4000—6000米为15米/层。（5）专门为深部地质构造研究设计的2万米深部探测仪，采样时间4分钟，测深纵向分辨率：5000米之上为5米/层，5000—9000米为20米/层，9000—2万米为50米/层。2、通过增大横向与纵向分辨率提高勘探效果的准确性在勘探测深数据真实可靠性一定的情况下，数据量越大、分辨率越高，勘探结果携带可供观察分析的地下介质信息量越大，最后得出的结论越接近于地下介质实际构成情况。提高勘探分辨率的途径，一是加大整个剖面测点数量，即通过缩小点间距来提高横向分辨率；二是在探测深度一定时尽可能增加采集各深度层介质信息的数量，通过压缩采集数据的分层间隔长度来提高纵向分辨率。提高勘探结果整体分辨率说起来简单，因受物探基本原理和实现方法限制，实现起来却非常难。由于（卡尼亚）大地电磁法规范要求两对电极在每个测点上测量彼此正交的电场分量时，电极距一般取50—200米，即最小点间距只能等于或大于50米的极距长度，否则会因勘探体积重合影响测值的真实可靠性。这种对于勘探最小点间距（横向分辨率）的限制，严重影响了MT、AMT、CSAMT物探法的应用领域和勘探结果的准确性。而地象科技MTVCT大地电磁镜像测深探测仪是用一个垂直置放在地面上的磁感应器采集大地电磁信号的，对于勘探最小点间距（横向分辨率）没有任何限制，一般找水找矿勘探项目可根据需要将点间距设定为1—5米，且不受地表介质和地理条件影响。目前基于卡尼亚视电阻率大地电磁法原理的物探仪中，单测深点可接受频点信号最多的是价值300多万元的V8综合物探仪，使用AMT法最多可以在设定频点中选择采集60个频点测值，纵向分辨率约在50米/层左右，属于广谱通用勘探型的物探仪。针对广谱通用物探设备存在的问题，地象科技MTVCT探测仪根据不同应用领域勘探需求并综合勘探深度、频点集密度、采样时间等因素，设定了各专业探测仪机型及相应测深分辨率。地象科技MTVCT探测仪之所以能卡尼亚大地电磁法所不能、可以按专业需求设定探测仪种类与机型，主要缘于：（1）卡尼亚法认定趋肤深度与视电阻率的开平方成正比，即同一频点所对应深度会随着介质视电阻率测值的变化而上下浮动，固不可能细分频点来提高纵向分辨率，只能大而化之。地象科技创立的大地电磁镜像测深法认定每个频率的测值与地下相应波长深度层的电磁波能量值互为镜像关系，即每一个频率点都对应着一个固定的波长（深度层）、且与介质属性无关，这样就可以根据需要细分频点（深度层）。（2）从宏观上来看同一个频率下电磁场源连续不断地向地表辐射的电磁波叠加后会形成一个波速和波长相同、无数个直径两倍于振幅柱形包络递进的能量包，在地表采集到的频率序列对应的信号值，都是该频率电磁波传递到地面时的最大能量值。所以，无须长时间采样获取稳定平均值，按照采样频率段逐一采样、可将探测数据缩短到几秒至几分钟。（3）由于大地电磁测深频点与深度呈对数曲线分布，频率越低、深度越大、频点（分层）越少。虽然可以通过增加采样时间来提高纵向分辨率，但还要考虑增加勘探时间会降低施工效率、过度增大数据量带来处理时间和容量限制等因素，要根据勘探目标需求、应用专业类型特点设计各类探测仪的纵向分辨率。一般将百米之内浅层测深分层设定为10厘米/层，将探矿仪设定为20厘米/层，找水仪设定为2—5米/层；探测采样时间控制在7秒钟至1分钟。（4）地象科技MTVCT法认为地壳层之下的动态电磁场源能量以电磁波形式垂直向上辐射，其携带的能量部分被地壳介质层逐渐吸收衰减。按照镜像测深原理，即使是再低的频点（深层）也应该能够采集到相应的镜像值。限于低频放大器对于1HZ以下频点信号线性度逐渐变形失真，目前MTVCT深部构造探测仪仅能探测到2万米深度以内的真实信号。3、直接展现剖面数据避免反演人为因素干预影响勘探效果的准确性大地电磁法技术规范要求对采集到的数据先进行数据编辑和曲线平滑处理，然后在定性解释基础上利用反演软件进行定量解释，绘制电阻率——深度断面图或电阻率立体图等成果图件描述地下电性空间分布。所谓反演，就是在一定约束条件限制下根据所测数据推导出原始地质模型，来反推地下的地质结构、介质构成及构造等情况。由于在反演过程中多处需要人工假设设定并推演，导致同样的勘探数据会因分析人员不同而形成的综合解释推断剖面图各不相同，即产生反演成果的多解性。地象科技MTVCT大地电磁镜像测深法并没有使用一维或二维反演方法，而是对所探测的数据进行计算、列表、制图的整个过程都是通过地象科技公司研发的计算机分析软件自动完成的，无需人工干预。除可以列出任一深度层连接各点测值的柱状图、任一探测点测深柱状图之外，独创性地以测值及相应色块将测点各层连成行、垂直向下各深度层为列构成CT彩色成像剖面图，其成像结果比等值曲线图能够更真实直观地描绘出地下介质层的电磁结构。地象科技法的主导思想是尽可能不掺入任何的人为干预因素，通过提高测点的密度（横向分辨率）和缩小测深的层间距（纵向分辨率），完全依靠原始的采集数据来真实全面地反映采自地下各层介