關(guān)鑲鋒,范燕波,王立民（吉林省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,長春 130012）

EH-4在中部城市引松供水工程中應(yīng)用效果

關(guān)鑲鋒,范燕波,王立民
（吉林省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,長春 130012）

摘 要：結(jié)合工程實(shí)例，介紹了EH-4可控源變頻大地電磁測(cè)量的原理，闡述采用EH-4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確快速的探測(cè)一定深度范圍內(nèi)的斷層及破碎帶等地質(zhì)構(gòu)造的賦存狀態(tài)。野外鉆探進(jìn)行復(fù)核所取的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：EH-4；電導(dǎo)率；可控源變頻大地電磁測(cè)量；斷層；破碎帶；地質(zhì)構(gòu)造；應(yīng)用效果。

0 前言

吉林省中部城市引松供水工程供水范圍為長春市等25個(gè)鎮(zhèn)作為供水對(duì)象。由松花江向以上城市調(diào)水。工程規(guī)劃選線輸水總干線全長110.0km。地質(zhì)情況較復(fù)雜，全線主要穿過有灰?guī)r、凝灰?guī)r、砂（礫）巖，泥巖、角礫巖、安山巖、花崗巖、斑巖、閃長巖等。因此在進(jìn)行工程勘察建設(shè)時(shí)，采用恰當(dāng)?shù)目睖y(cè)方法，給予適當(dāng)?shù)墓こ痰刭|(zhì)綜合評(píng)價(jià)，一直是該工程地質(zhì)勘察的首要問題。

物探由于具有測(cè)區(qū)廣，效率高，指導(dǎo)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為該工程不可缺少的主要勘探手段之一。通常工程勘探應(yīng)用的主要地球物理方法有高密度電法、地震勘探法（如淺層地震、面波法、折射法等）、地質(zhì)雷達(dá)法、瞬變電磁法等，但這些方法的勘探深度有限，受地形條件限制等影響，適合本工程勘察作業(yè)面不大。

美國EMI公司和Geometrics公司聯(lián)合推出的可控源變頻大地電磁測(cè)量EH-4，又稱StratagemMT。儀器發(fā)射頻率從500Hz到100kHz，反饋式高靈敏度低噪音磁棒和特制的電極，分別接收X、Y兩個(gè)方向的磁場和電場。能觀測(cè)到地下幾十米至2000米內(nèi)地質(zhì)斷面的電性變化信息。該系統(tǒng)適用于各種不同的地質(zhì)條件和比較惡劣的野外環(huán)境，具有效率高、勘探深度大、受地形影響小等優(yōu)點(diǎn)，比較適合該工程大部分勘察工作。

1 EH-4原理及數(shù)據(jù)處理

EH4通過發(fā)射和接收地面電磁波來達(dá)到電阻率或電導(dǎo)率的測(cè)深。大地的穿透深度或趨膚深度與頻率有關(guān)。

式中δ的單位是m。由此式計(jì)算得到的電阻率稱視電阻率。在一個(gè)寬頻帶上測(cè)量E和H，并由此計(jì)算出視電阻率和相位，可確定地下構(gòu)造及破碎帶和接觸帶。

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理時(shí),根據(jù)每個(gè)測(cè)點(diǎn)給出的視電阻率、相位、相關(guān)度及振幅曲線,進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量的實(shí)時(shí)分析。對(duì)于一些不可靠的數(shù)據(jù)可以從曲線中剔除,然后繼續(xù)測(cè)量，或者整條曲線的數(shù)據(jù)質(zhì)量太差,采取措施，實(shí)施重復(fù)測(cè)量。在完成整條測(cè)線的連續(xù)觀測(cè)后，可在現(xiàn)場采用EMAP法（該法可以有效地消除靜態(tài)效應(yīng)）給出擬二維反演解釋結(jié)果的灰度圖。

2 工程應(yīng)用效果

圖1 樁號(hào)56+140～56+600段測(cè)線剖面成

圖1為EH-4探測(cè)該工程引水隧洞線樁號(hào)56+140～56+600段二維反演剖面及解譯成果圖。由電阻率的變化形態(tài)分析，圖中可見縱向電阻率等值線錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象，且斷層的兩盤清晰。物探分析在勘探線樁號(hào)56+370處發(fā)現(xiàn)一處構(gòu)造異常帶，構(gòu)造異常帶呈明顯的電性異常反映，樁號(hào)56+370處呈低阻（ρs=100～400Ω?m）異常反映，兩側(cè)相對(duì)為高阻（ρs=450～5500Ω?m），解譯推斷為FW27斷層異常帶。在斷面高程150～300m之間，勘探線樁號(hào)56+196處，上游電阻率普遍較高（ρs=350～1500Ω?m），下游電阻率普遍較低（ρs=150～700Ω?m），物探推測(cè)分析是由不同巖性造成的。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料此處存在一巖性接觸帶，分析斷面中的上游為花崗巖，下游為凝灰?guī)r。根據(jù)物探資料，進(jìn)行物探異常鉆探復(fù)核（布置鉆孔ZK0623和鉆孔ZK0996進(jìn)行驗(yàn)證，ZK0623在高程237.4m處巖性發(fā)生變化，其上為凝灰?guī)r，其下為花崗巖；ZK0996在高程247.3～242.1m段揭示斷層泥，整個(gè)鉆孔巖石較破碎）。

3 結(jié)語

（1）工程實(shí)測(cè)40多公里的EH-4資料，地形影響分析及各種校正、解譯結(jié)果地質(zhì)主要采用鉆探（布置鉆孔約25個(gè)）手段來抽檢驗(yàn)證，驗(yàn)證準(zhǔn)確率大于75%,結(jié)果見表1。

表1 鉆探驗(yàn)證成果表

（2）EH-4采用頻率域電磁測(cè)深，不同的頻率對(duì)應(yīng)不同的深度，不受高阻層屏蔽，其探測(cè)深度大，比較輕便，可以在復(fù)雜地形條件下工作，工作效率較高。EH-4在延續(xù)了大地電磁法的諸多優(yōu)點(diǎn)之外，還利用人工可控場源補(bǔ)充了其弱信號(hào)頻段的問題。

（3）EH-4大地電磁探測(cè)在該工程實(shí)踐應(yīng)用效果明顯，勘探的結(jié)果反映了實(shí)際地質(zhì)情況。隨著該方法的進(jìn)一步發(fā)展完善，儀器采集精度的提高，分析校正和反演解譯技術(shù)的長足進(jìn)步，該方法必將獲得更為廣闊的應(yīng)用空間。

（4）Eh-4屬體積勘探方法，所得異常范圍涵蓋了異常源及其影響帶，有異?！皶灐毙?yīng)，導(dǎo)致探測(cè)結(jié)果異常范圍放大，異常的參考背景變小，同時(shí)對(duì)一些規(guī)模相對(duì)較小的異常體反映不甚明顯。

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