瞬变电磁原理与应用

关于瞬变电磁原理与应用第一页，共三十七页，编辑于2023年，星期二实例之一：秦家屯模型实验勘察研究在秦家屯测区的村路和农田旁边，分别在1米和2米深的位置埋设了不同电阻率的目标体，为坑1号坑和2号坑，在1号坑中埋放了一个铁皮盒子，高为0.5米的正方形，在2号坑中埋放了高1.2米、长和宽均为0.8米和暖气片的低阻体。2号坑的目标体的电阻率比1号坑目标体的电阻率明显低。010203040506070m2m1m1号坑2号坑一、模型概况2005北京第二页，共三十七页，编辑于2023年，星期二中心回线装置，点距为10m发射回线：20m×20m，接收探头有效面积：200m2，谐振频率：250KHz，发射电流:6.0A，发射频率:25Hz，关断时间:48μs。二、工作参数：最早取样时间为16.7μs，浅层电阻率为5Ω·m

，计算后存在勘探盲区为9.15m。2005北京第三页，共三十七页，编辑于2023年，星期二ATTEM实际测量全程瞬变电磁信号ATTEM实际测量电流波形VIt/μst/μs第四页，共三十七页，编辑于2023年，星期二010203040506070m2m1m1号坑2号坑三、勘察结果2005北京“烟圈”计算结果层状计算结果实验模型图目标体的深度接近实际目标体的深度严重偏离实际第五页，共三十七页，编辑于2023年，星期二“烟圈”理论计算的深度从－20米以下，20米以上的深度探测不到，实际并非如此，对于两个不同电阻率的两个低阻体，测到50米处低阻异常体。对埋在1米的低阻体反映不清楚。对于近地表浅层探测时，“烟圈”理论计算的视深度不在适用，在浅层探测时计算结果严重偏离实际的深度，计算的深度从距地表20米至40米之间，探测明显存在着盲区；对浅层1号坑的1米深的低阻异常反映不出来，但对于2号坑的2米深的低阻异常，反映清晰，但异常体的深度位置在视深度－25米至40米位置，与实际的目标体埋深不符。“烟圈”理论在浅层探测时存在问题：2005北京第六页，共三十七页，编辑于2023年，星期二采用层状计算深度：2005北京剔除后的测量结果常规的测量结果实验模型图目标体的深度接近实际,但不能探测到1号坑的异常体，对于2号坑异常体在－3米深反映不清晰。目标体的深度同实际非常吻合，可以在－1.5米深度探测到1号坑的异常体，2号坑异常体在－2米深度反映清晰。010203040506070m2m1m1号坑2号坑第七页，共三十七页，编辑于2023年，星期二四、结论2005北京1、常规瞬变电磁方法处理的在-10米存在探测盲区，浅层信息丢失，不能探测到1米以内的异常体。2、通过采用一次场的剔出算法的处理，可以清晰反映测线在20米处埋深1米的低阻体，以及对50米处埋深2米的低阻体在－1.5米开始有反映，而且可以明显区分两个不同电阻率的低阻体的异常特征。3、近地表的探测能力达到1米有效。4、“烟圈”在计算浅层深度时有一定的适用范围。第八页，共三十七页，编辑于2023年，星期二长春市部分区域基底分布图（△标号为蔡家活断层）蔡家勘查实例实例之二：长春蔡家活断层勘查实例研究第九页，共三十七页，编辑于2023年，星期二

发射回线边长10m×10m，接收回线的面积100m2，点距为10m，发射电流为6.2A，发射频率为25Hz，关断时间18μs。野外工作装置与参数选择蔡家勘查实例

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第十页，共三十七页，编辑于2023年，星期二蔡家勘查实例低阻异常蔡家剖面曲线第十一页，共三十七页，编辑于2023年，星期二蔡家剖面电阻率断面图

采用大电流较好的压制电磁噪声。实现浅层探测，勘探深度距地表10米以下均有效探测。同探地雷达相比，在低阻覆盖层瞬变电磁方法不受影响。蔡家勘查实例第十二页，共三十七页，编辑于2023年，星期二蔡家勘查实例

蔡家剖面综合地质解释第十三页，共三十七页，编辑于2023年，星期二实例之三：浙江舟山大陆连岛工程桥位探测实例探测桥位区基岩中的断裂破碎、海蚀洞册子岛－－－－－－老虎山－－－－－－金塘岛1650米悬索桥西堠门大桥南锚碇北锚碇北塔舟山桥位探测实例第十四页，共三十七页，编辑于2023年，星期二老虎山测区测线分布平面图

锚地舟山桥位探测实例第十五页，共三十七页，编辑于2023年，星期二重叠回线装置，边长为20m×20m，接收回线的面积为400m2，点距为10m，发射电流为11.2A，发射频率为25Hz，关断时间为34μs。野外工作装置与参数选择舟山桥位探测实例第十六页，共三十七页，编辑于2023年，星期二老虎山4测线的二次瞬变磁场剖面舟山桥位探测实例第十七页，共三十七页，编辑于2023年，星期二剔除一次感应电压后的测量结果常规的测量结果感应电压计算的结果磁场计算的结果探测到据地表5米以内的破碎体。存在探测盲区，近地表信息丢失。第十八页，共三十七页，编辑于2023年，星期二－11.51－34.21舟山桥位探测实例二次瞬变磁场电阻率断面第十九页，共三十七页，编辑于2023年，星期二通过考虑接收线圈的过渡过程的前提，剔除一次场的影响，可以实现浅层探测，勘探深度距地表5米以下为有效探测。发现该测线上有多处大小不等的海蚀洞，同钻孔资料、高密度电法勘探相符。由于探测到多处海蚀洞，工程无法回填，最后取消北塔选在老虎山，改其它方案。勘查表明：舟山桥位探测实例第二十页，共三十七页，编辑于2023年，星期二根据旗自来水公司2000年供水资料，现供水井可供水量为37.23万立方米/年，而实际需水量为72.9万m3/a，其中城镇居民生活用水43.8万m3/a，沿线农牧区生活用水7.52万m3/a，工业用水15万m3/a，其它用水6.64万m3/a，年缺水35.73万m3/a，日缺水979m3/d，目前解决缺水困难措施是采取降低用水标准和自备水源井的办法来解决，为此，急需要寻找新的地下水源地。实例之四：内蒙古正镶白旗地下水资源勘探第二十一页，共三十七页，编辑于2023年，星期二勘探工区图第二十二页，共三十七页，编辑于2023年，星期二

2003年6月进行瞬变电磁勘察，查明井2、井3的出水量小的原因，根据勘察成果布设了另一探孔（井5），钻孔深度168米,下管成井深度158米。瞬变电磁测量剖面图第二十三页，共三十七页，编辑于2023年，星期二正镶白旗L1视电阻率断面图自流井1L1剖面发现明显的低阻异常带，自流井位于低阻异常带的西边缘，解译结论低阻异常带为断裂带，断裂带呈直立高角度与地震勘测成果一致，深度250m左右，宽度180m左右，电性反映为100～130ΩΜ。自流井第二十四页，共三十七页，编辑于2023年，星期二井5L4剖面发现明显的低阻异常带，解译结论低阻异常带为断裂带，断裂带呈直立高角度与地震勘测成果一致，深度200m左右，宽度550米左右，电性反映为100～140ΩΜ。井3位于低阻异常带的中部靠西，140m以上和160m以下为高阻层，说明含水层厚度薄，同时也说明地层电性为140ΩΜ时的富水性较电性为130ΩΜ时的富水性差一些。正镶白旗L4视电阻率断面图第二十五页，共三十七页，编辑于2023年，星期二正镶白旗L3视电阻率断面图L3剖面在L4剖面的北边220m左右，L3剖面发现两处明显的低阻异常带，解译结论低阻异常带为断裂带，其中东部650米，解译深度160m左右，宽度300米左右，西部200米，解译深度220m左右，宽度300m左右，电性反映为100～130ΩΜ。井5承压水头+2.55m，42.24m降深涌水量58m3/h,75米降深，涌水量可达2400m3/d。第二十六页，共三十七页，编辑于2023年，星期二第二十七页，共三十七页，编辑于2023年，星期二结论1、勘察区（阿苏木水源地）井1（自流井）成井于1978年，至2003年已经开采25年，成井时涌水量达3489.70600m3/d，后经填孔处理，现在井深只有9m，目前涌水量为600m3/d。井5（自流井）42m降深，涌水量达1392m3/d，75米降深，涌水量可达2471m3/d。井1和井5已满足3000m3/d的供水需求。2、阿苏木水源地根据保守资源估算,仅目前勘察区（阿苏木水源地）可以保证3000m3/d，30年的开采。3、勘察区（阿苏木水源地）水质较好，水化学类型为HCO3-Na型水,各项指标均符合国家居民生活饮用水标准。

第二十八页，共三十七页，编辑于2023年，星期二实例之五：安徽铜陵凤凰山矿区资源勘探第二十九页，共三十七页，编辑于2023年，星期二工作装置工作仪器：吉林大学研制的ATEM-II型强场源系统。重叠回线：100×100m，发射电流：35A（25Hz）关断时间：500μs。ATEM-Ⅱ瞬变电磁测量系统在该矿区进行了55线、51线二条剖面测量，剖面长度分别500米、400米。第三十页，共三十七页，编辑于2023年，星期二第三十一页，共三十七页，编辑于2023年，星期二表2发射电流与信噪比、勘探深度对比表时间t/ms感应电压安徽铜陵凤凰山某矿区55线7点衰减曲线（发射电流分别为2.4A、11.5A、38.5A）第三十二页，共三十七页，编辑于2023年，星期二铜陵凤凰山相思树55线剖面曲线图（电流为2.4安培）第三十三页，共三十七页，编辑于2023年，星期二铜陵凤凰山相思树55线剖面曲线图（电流为32安培）第三十四