【正文】 改變發(fā)射電磁波的頻率來改變探測(cè)深度，從而達(dá)到頻率測(cè)深的目的。4. CSAMT視電阻率的概念實(shí)際工作中可控源音頻電磁測(cè)深法觀測(cè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，按照公式（1410）計(jì)算電阻率，當(dāng)?shù)叵聻榉蔷鶆蚪橘|(zhì)時(shí)，由此式計(jì)算的值將是電磁波分布范圍內(nèi)所有介質(zhì)的綜合影響，故稱為視電阻率，又稱為卡尼亞電阻率，記為。 （1410）通過改變發(fā)射電磁波的頻率來改變電磁波的穿透深度，視電阻率就反映了不同深度以上的介質(zhì)電阻率，通過分析研究視電阻率隨的變化曲線（見圖2170），就可達(dá)到探測(cè)不同深度地質(zhì)異常體的目的。圖2170 CSAMT實(shí)測(cè)視電阻率曲線5. CSAMT野外工作方法CSAMT工作裝置如圖2150所示，接收機(jī)系統(tǒng)包括由微機(jī)控制的智能化數(shù)字接收機(jī)、磁探頭和不極化電極。接收機(jī)一次可同時(shí)接收上述不同頻率系列的7道電場(chǎng)和1道磁場(chǎng)，即一次發(fā)射可同時(shí)完成7個(gè)點(diǎn)的頻率測(cè)深。圖2171 CSAMT野外工作布置供電偶極距一般為1~3km長，測(cè)點(diǎn)到供電偶極的距離（收發(fā)距）3~15km。一般用不極化電極接收電場(chǎng)，電極距10~100m不等。接收的磁場(chǎng)信號(hào)經(jīng)絕緣線輸送到接收器與電場(chǎng)同時(shí)記錄。在煤礦采區(qū)水文勘探中，其主要參數(shù)一般為：，，點(diǎn)距等于的大小，測(cè)線距離一般為點(diǎn)距的2～3倍。6. CSAMT的資料處理和解釋目前用于生產(chǎn)的大多數(shù)CSAMT儀器都具實(shí)時(shí)或現(xiàn)場(chǎng)處理軟件，可將所采集的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)整理為CSAMT所需的物理量，如視電阻率及相位等，這些是CSAMT資料解釋的基礎(chǔ)和依據(jù)。由于在遠(yuǎn)區(qū)CSAMT和MT不僅原理相同，而且資料的處理和解釋也有許多共同之處。一旦資料合格后，即可進(jìn)行解釋處理或再處理。CSAMT資料的再處理包括曲線的圓滑、校正(靜校正、地形校正、場(chǎng)源校正……)以及為突出某些有用信息而作的特殊處理等。 EH4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)EH4連續(xù)電導(dǎo)率成像系統(tǒng)是由美國GEO METRICS和EMI公司聯(lián)合生產(chǎn)的硬、軟件裝置。該系統(tǒng)屬于可控源與天然場(chǎng)源相結(jié)合的一種大地電磁測(cè)量系統(tǒng)。EH4采用了天然場(chǎng)與人工場(chǎng)相結(jié)合的工作方式，由可控源補(bǔ)充局部頻段信號(hào)較弱的天然場(chǎng)，來完成整個(gè)工作頻段的測(cè)量；發(fā)射裝置輕便，便于野外多次移動(dòng)；時(shí)間域多次迭加采集數(shù)據(jù)，提供了豐富的地質(zhì)信息；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，確保觀測(cè)質(zhì)量；現(xiàn)場(chǎng)給出連續(xù)剖面的擬二維反演結(jié)果，較直觀；勘探深度較大，分辨率高。1. EH4工作原理EH4又稱Stratagem MT，其磁偶極子發(fā)射天線為X、Y方向的垂直線圈。垂直磁偶極子發(fā)射場(chǎng)以TE型波為主，受效率和磁電傳感器頻譜范圍的限制，EH4 的測(cè)量頻段為10Hz～100KHz，其探測(cè)深度大致在10m～1000m。500Hz以上用可控源發(fā)射，500Hz以下利用天然電磁場(chǎng)。因此EH4是天然和人工場(chǎng)源并存的雙源型大地電磁測(cè)量儀。目的是加強(qiáng)高頻信號(hào)，補(bǔ)償高頻天然訊號(hào)的不足，增加采集數(shù)據(jù)的可靠性和提高分辨率。實(shí)際工作中，地下介質(zhì)是不均勻的，因而用上式計(jì)算的值稱為視電阻率值，用表示。它是電磁波有效趨膚深度內(nèi)所有介質(zhì)導(dǎo)電性的綜合反映。其勘探原理與可控源音頻大地電磁深法相同。2. EH4電導(dǎo)率成像測(cè)量系統(tǒng)EH4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)為雙源型電磁/地震系統(tǒng)（見圖2172和圖2173）。儀器設(shè)計(jì)精巧、堅(jiān)實(shí)，特別適合地面2D、3D連續(xù)張量式電導(dǎo)率測(cè)量，在技術(shù)上率先突破傳統(tǒng)單點(diǎn)測(cè)量壁壘，走向電磁測(cè)量擬地震化、聯(lián)合2D、3D連續(xù)觀測(cè)和資料解釋。它巧妙地采用了天然場(chǎng)與人工場(chǎng)相結(jié)合的工作方法，使用可控源補(bǔ)充天然場(chǎng)信號(hào)較弱的高頻段信號(hào)。這樣既保證較淺部到深部的勘探范圍；又加快了勘探過程，提高了工作效率，保證了觀測(cè)質(zhì)量。它采用兩個(gè)正交直立的線圈作為發(fā)射場(chǎng)源，裝置輕便。采用在空間上的密集采樣以及頻率上的密集采樣，使得它提供了地質(zhì)信息很豐富，有較高的分辨率。它可以在野外對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，以確保觀測(cè)質(zhì)量，還可以在現(xiàn)場(chǎng)給出連續(xù)剖面的擬二維反演結(jié)果，比較形象直觀。 圖2172 EH4發(fā)射裝置示意圖 圖2173 EH4接受裝置示意圖在目前國內(nèi)外該類儀器設(shè)備中，EH4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)最為適合進(jìn)行淺部地質(zhì)異常體的探測(cè)，其理由是：（1）該儀器為人工電磁場(chǎng)與天然電磁場(chǎng)相結(jié)合的頻率域測(cè)探系統(tǒng)，既可進(jìn)行天然場(chǎng)法測(cè)量又可進(jìn)行部分人工場(chǎng)法測(cè)量，人工發(fā)射源可彌補(bǔ)信號(hào)較弱的天然場(chǎng)來完成整個(gè)工作的頻段測(cè)量。發(fā)射采用兩個(gè)正交的半圓形天線，既不存在接地問題又不需要布設(shè)很長的發(fā)射導(dǎo)線。設(shè)備輕便，操作簡單，是其他類似的電磁法設(shè)備(V6及GDP32等)系列無法比擬的；（2）在分辨率方面，該系統(tǒng)接收頻點(diǎn)多達(dá)60個(gè)左右，而其它類似設(shè)備為20~30個(gè)，反映該系統(tǒng)頻點(diǎn)豐富，分辨率要高于其他設(shè)備，其勘探深度10~1000米，可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)彩色成像。3. EH4的應(yīng)用EH4電磁成像系統(tǒng)裝置輕便，易于野外施工，工作效率高，可以克服因地形因素帶來的施工不便的問題，適合在南方巖溶石山地區(qū)工作。在南方巖溶石山地區(qū)工作時(shí)，因?yàn)樘妓釒r類的巖石電阻率值比較高，EH4系統(tǒng)工作時(shí)會(huì)存在“近場(chǎng)”影響問題，用平面波場(chǎng)理論進(jìn)行解釋時(shí)，會(huì)給解釋結(jié)果帶來較大的誤差，需采用偶極子場(chǎng)理論來進(jìn)行解釋。EH4反演斷面能反映地下細(xì)微地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化情況。EH4測(cè)量的電阻率參數(shù)對(duì)含水裂隙帶的反映非常靈敏，含水裂隙帶在反演斷面圖清晰地表現(xiàn)為電阻率呈現(xiàn)中間低、兩側(cè)高這樣一個(gè)非常簡單的異常特征。EH4是探測(cè)與巖溶裂隙有關(guān)的構(gòu)造如斷層破碎帶的有效手段之一。EH4可解決以下地質(zhì)問題：巖土電導(dǎo)率分層、地下水探測(cè)、基巖埋深調(diào)查、煤田高分辯率勘探、工程地質(zhì)和環(huán)境調(diào)查及咸淡水分界面劃分等，是目前淺層油氣、煤田、礦產(chǎn)、地下水、凍土層、山區(qū)工程、礦井工程勘探及AMT靜校的最佳電磁儀器。 電法勘探儀器裝備電法勘探方法多，對(duì)應(yīng)的儀器設(shè)備種類也很多。主要分為兩大類，一是直流電法類(包括激電法IP)；二是交流電法類測(cè)量設(shè)備。1. 直流電法儀器設(shè)備因國外同類儀器價(jià)格昂貴，現(xiàn)在已經(jīng)較少引進(jìn)。目前國內(nèi)有多個(gè)廠家生產(chǎn)不同類型的直流數(shù)字電法儀，基本能滿足不同電阻率法測(cè)量的需要，主要廠家有：(1)重慶地質(zhì)儀器廠，(2) 北京驕鵬工程技術(shù)有限責(zé)任公司，（3）重慶萬馬物探儀器有限公司，（4）渭南煤礦專用設(shè)備廠等。2. 交流電法儀器設(shè)備（1）專業(yè)設(shè)備：加拿大Geonics公司的EM3EM67T；澳大利亞Alpha GeoInstruments公司的terraTEM瞬變電磁系統(tǒng)；地礦部物化探研究所的WDC2智能化瞬變電磁儀；西安物化探研究所的LC瞬變電磁系統(tǒng)；長沙智通新技術(shù)研究所生產(chǎn)的SD2型瞬變電磁儀。（2）多功能電磁站：美國Zonge公司的CDP32Ⅱ系統(tǒng)和加拿大Phoenix公司的V8多功能電測(cè)站?？梢赃M(jìn)行瞬變電磁法(TEM)、可控源音頻電磁測(cè)深(CSAMT)及頻譜激電等多種方法的測(cè)量工作。 各種電法勘探方法的特點(diǎn)與應(yīng)用不同電法勘探方法由于所研究地球物理場(chǎng)及觀測(cè)方式的不同，在解決地質(zhì)問題能力、野外測(cè)區(qū)地質(zhì)條件適應(yīng)性及工作效率等方面有較大差異，在實(shí)際工作中，必須根據(jù)地質(zhì)任務(wù)的地電條件，合理選擇電法方法，做到揚(yáng)長避短。必要時(shí)可以采用多種方法綜合應(yīng)用，以便優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。目前，主要煤礦電法勘探方法的特點(diǎn)和主要應(yīng)用見表2121。 主要煤礦電法勘探方法的特點(diǎn)1．電阻率法特點(diǎn)（1）電阻率法理論上比較完善，資料解釋相對(duì)簡單，技術(shù)較成熟；（2）電阻率法為體積勘探，對(duì)淺層的地質(zhì)異常體分辨能力強(qiáng)，但隨勘探深度的加深，分辨能力急劇下降； （3）對(duì)高阻、低阻地質(zhì)異常體均有良好反映；（4）電阻率法受淺部高阻屏蔽影響較大，不適于地表干燥的沙漠地區(qū)工作；（7）電阻率法通過擴(kuò)大供電極距提高勘探深度，因此地形影響大，不適合地形復(fù)雜地區(qū)的勘探工作，同時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率較低。2．瞬變電磁法特點(diǎn)（1）觀測(cè)斷電后的純二次場(chǎng)，克服了復(fù)雜的一次場(chǎng)補(bǔ)償問題，同時(shí)受地形影響較??；（2）單脈沖激發(fā)就可得到多信息的整條瞬變電場(chǎng)衰減曲線，通過加大發(fā)射功率和多次疊加，可大幅度地提高信噪比，加大勘探深度；（3）采用不接地回線裝置，適宜于各種較復(fù)雜地形環(huán)境下的野外工作，特別是直流電法無法施工的沙漠地區(qū)；（4）由于瞬變電磁法的探測(cè)深度僅取決于大地電阻率和儀器的采樣時(shí)間，故可通過調(diào)節(jié)發(fā)送功率、儀器采樣時(shí)間，方便地控制探測(cè)范圍；（5）采用不同的裝置形式，可以相應(yīng)地提高橫向、縱向分辨能力；（6）對(duì)發(fā)送回線的形狀、方位和點(diǎn)位要求不嚴(yán)，測(cè)地工作簡單，可通過流水作業(yè)達(dá)到很高的工作效率；（7）在高阻圍巖地區(qū)不會(huì)產(chǎn)生地形起伏的假異常，在低阻圍巖區(qū)，由于是多道觀測(cè)，早期場(chǎng)的地形影響也較易分辨。3．CSAMT法的特點(diǎn)CSAMT法同直流電法勘探相比有以下特點(diǎn)：（1）使用可控制人工場(chǎng)源，它的信號(hào)強(qiáng)度比天然場(chǎng)要大得多，而且測(cè)量參數(shù)為電場(chǎng)與磁場(chǎng)的比值，減少了外來的隨機(jī)干擾，因此可在較強(qiáng)干擾區(qū)的礦區(qū)及外圍或在城市及城郊開展工作。（2）基于電磁波的趨膚深度原理，利用改變頻率而非改變幾何尺寸進(jìn)行不同深度的電測(cè)深，大大提高了工作效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，一次發(fā)射，可同時(shí)完成7個(gè)點(diǎn)的電磁測(cè)深。（3）橫向分辨率高，可靈敏地發(fā)現(xiàn)斷層。除方法本身的原因外，通過增加接收頻點(diǎn)和采用整條斷面反演，可有效提高分辨能力。（4）地形相對(duì)影響小。如對(duì)原始數(shù)據(jù)作必要的數(shù)據(jù)處理，可使地形影響降至最低；（5）勘探深度范圍大，可達(dá)1～2ｋｍ(不同儀器系統(tǒng)的探測(cè)深度不同)。（6）高阻屏蔽作用小。CSAMT法使用的是交變電磁場(chǎng)，因而它可以穿過高阻層，特別是高阻薄層。有些無法用直流電法探測(cè)到的高阻薄層下的地質(zhì)體，而用CSAMT法能得到很好反映。盡管CSAMT法有上述優(yōu)點(diǎn)，但該法依然有自身的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）存在近場(chǎng)區(qū)問題：由于CSAMT法的儀器設(shè)備發(fā)送功率有限，為保持足夠強(qiáng)度的觀測(cè)信號(hào)，收發(fā)距相對(duì)趨膚深度不是很大時(shí)，電磁場(chǎng)進(jìn)入過渡區(qū)或近區(qū)。然而，卡尼亞電阻率計(jì)算公式是根據(jù)遠(yuǎn)區(qū)(或稱波區(qū))條件導(dǎo)出的。在過渡區(qū)或近區(qū)，卡尼亞視電阻率發(fā)生畸變，即使在均勻大地條件下，算出的也明顯偏離大地的真電阻率，這稱為非波區(qū)場(chǎng)效應(yīng)或近場(chǎng)效應(yīng)。為了克服這一現(xiàn)象，需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行近場(chǎng)校正。（2）存在靜態(tài)效應(yīng)：靜態(tài)效應(yīng)是由于地表淺層存在較大的電性差異而引起的一系列高阻或低阻密集帶，需要通過空間濾波的方法進(jìn)行靜態(tài)改正。4. EH4電磁成像系統(tǒng)特點(diǎn)（1）EH4電磁成像系統(tǒng)采用人工場(chǎng)源與天然場(chǎng)源共同作用的方式，人工場(chǎng)源彌補(bǔ)了天然場(chǎng)源的在某些頻段的不足，使該系統(tǒng)在10Hz～100KHz的范圍內(nèi)獲得連續(xù)的有效信號(hào)。人工場(chǎng)源對(duì)解決淺部地質(zhì)問題尤為有用。（2）測(cè)量系統(tǒng)和發(fā)射裝置都比較輕便，測(cè)量速度快。該系統(tǒng)效率高于直流電法。（3）該系統(tǒng)具有較高的分辨率，為探測(cè)某些小的地質(zhì)構(gòu)造和區(qū)分電阻率差異不大的地層提供了可能性。（4）該系統(tǒng)不受高阻蓋層的影響，在玄武巖覆蓋地區(qū)、基巖大面積出露地區(qū)，甚至在某些沙漠覆蓋區(qū)，均能有效地探測(cè)地下深部地質(zhì)信息。 主要煤礦電法勘探方法的應(yīng)用電法勘探應(yīng)用范圍非常廣泛，在煤炭資源勘查方面的地質(zhì)任務(wù)是：(1) 圈定含煤盆地、儲(chǔ)煤構(gòu)造和煤系地層的分布范圍，提供新生界或煤系上覆地層厚度，煤系基地起伏和埋藏深度；(2) 控制褶曲及落差較大斷層位置及其延展情況；(3) 在薄覆蓋區(qū)追蹤隱伏煤層露頭位置；(4) 圈定煤層自燃后火燒區(qū)或正在燃燒煤層的范圍、邊界。近年來，電法已經(jīng)從以前找煤工作轉(zhuǎn)為煤礦高效、安全生產(chǎn)服務(wù)，在煤礦地質(zhì)、水文地質(zhì)方面的主要地質(zhì)任務(wù)是：(1) 勘探工作區(qū)的構(gòu)造形態(tài)，斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造的產(chǎn)狀，追蹤地質(zhì)構(gòu)造的延伸和展布方向，為劃分水文地質(zhì)單元、研究水文地質(zhì)問題提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料。(2) 探明礦區(qū)主要含水層和隔水層的埋深、層厚、產(chǎn)狀,和隱伏導(dǎo)水通道的位置；(3) 探明采區(qū)主要控水構(gòu)造及巖溶、裂隙發(fā)育帶、陷落柱的位置，并對(duì)其富水性進(jìn)行評(píng)價(jià)；(4) 探明采煤工作面頂、底板巖層或掘進(jìn)巷道前方隱伏導(dǎo)水通道和含水體的位置；(5) 探明老窯采空區(qū)，圈定采空區(qū)積水范圍；(6) 防治水工程質(zhì)量評(píng)價(jià)，如注漿效果檢測(cè)等。為了提高電法勘探的精度和效率，在進(jìn)行采區(qū)三維地震勘探時(shí)也進(jìn)行水文電法勘探，此舉不但可節(jié)省電法工作的測(cè)地工作，更重要的是將地震勘探對(duì)構(gòu)造的精確定位與電法對(duì)含水性敏感結(jié)合起來綜合解釋，提高了水文勘探的可靠度，費(fèi)用也有所降低。表2121 主要煤礦電法勘探方法的特點(diǎn)和主要應(yīng)用方 法特 點(diǎn)主要應(yīng)用范圍直流電法1）理論方法成熟，施工技術(shù)簡單，抗干擾。2）體積效應(yīng)影響大，隨著勘探深度的增大，分辨率急劇下降；3）施工效率低，工作量大。主要用于淺部（小于500米）的水文勘探工作，如：第四系含水層、覆蓋層厚度、斷層裂隙帶、巖溶、采空區(qū)等的勘查。瞬變電磁測(cè)深法1）體積效應(yīng)小、分辨力高、施工效率高；2）能穿透高阻屏蔽層，勘探深度大；3）抗干擾能力比直流低；4）受地表人文設(shè)施干擾大。5）存在淺部勘探盲區(qū)。主要用于中深部（小于1000米）水文勘探工作，如：砂巖富水區(qū)、斷層裂隙帶、巖溶裂隙、采空區(qū)等的勘查。CSAMT1）能穿透高阻屏蔽層，勘探深度大；2）橫向分辨力高、施工效率高；3）受地表不均勻體影響大（靜態(tài)效應(yīng)）；4）存在過渡區(qū)；5）資料處理解釋復(fù)雜。可用于中深部（可達(dá)1500米）水文勘探工作，如：砂巖富水區(qū)、斷層裂隙帶、巖溶裂隙、地?zé)岬鹊目辈?。EH41）能穿透高阻屏蔽層，勘探深度大；2）縱、橫向分辨力高、施工效率高；3）在礦區(qū)易受干擾。主要用于中淺部（小于800米）水文勘探工作，如：砂巖富水區(qū)、斷層裂隙帶、巖溶裂隙、采空區(qū)等的勘查。參考文獻(xiàn)[1] [M]..[2] [M].北京:.[3] 唐建益,[M]..[4] [M].徐州:.[5] 曲壽利,[M].石油工業(yè)出版社,2003.[6] 李舟波，孟令順，:.40 / 4