瞬變電磁原理與應(yīng)用

關(guān)于瞬變電磁原理與應(yīng)用第1頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五實(shí)例之一：秦家屯模型實(shí)驗(yàn)勘察研究在秦家屯測區(qū)的村路和農(nóng)田旁邊，分別在1米和2米深的位置埋設(shè)了不同電阻率的目標(biāo)體，為坑1號(hào)坑和2號(hào)坑，在1號(hào)坑中埋放了一個(gè)鐵皮盒子，高為0.5米的正方形，在2號(hào)坑中埋放了高1.2米、長和寬均為0.8米和暖氣片的低阻體。2號(hào)坑的目標(biāo)體的電阻率比1號(hào)坑目標(biāo)體的電阻率明顯低。010203040506070m2m1m1號(hào)坑2號(hào)坑一、模型概況2005北京第2頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五中心回線裝置，點(diǎn)距為10m發(fā)射回線：20m×20m，接收探頭有效面積：200m2，諧振頻率：250KHz，發(fā)射電流:6.0A，發(fā)射頻率:25Hz，關(guān)斷時(shí)間:48μs。二、工作參數(shù)：最早取樣時(shí)間為16.7μs，淺層電阻率為5Ω·m

，計(jì)算后存在勘探盲區(qū)為9.15m。2005北京第3頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五ATTEM實(shí)際測量全程瞬變電磁信號(hào)ATTEM實(shí)際測量電流波形VIt/μst/μs第4頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五010203040506070m2m1m1號(hào)坑2號(hào)坑三、勘察結(jié)果2005北京“煙圈”計(jì)算結(jié)果層狀計(jì)算結(jié)果實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨D目標(biāo)體的深度接近實(shí)際目標(biāo)體的深度嚴(yán)重偏離實(shí)際第5頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五“煙圈”理論計(jì)算的深度從－20米以下，20米以上的深度探測不到，實(shí)際并非如此，對于兩個(gè)不同電阻率的兩個(gè)低阻體，測到50米處低阻異常體。對埋在1米的低阻體反映不清楚。對于近地表淺層探測時(shí)，“煙圈”理論計(jì)算的視深度不在適用，在淺層探測時(shí)計(jì)算結(jié)果嚴(yán)重偏離實(shí)際的深度，計(jì)算的深度從距地表20米至40米之間，探測明顯存在著盲區(qū)；對淺層1號(hào)坑的1米深的低阻異常反映不出來，但對于2號(hào)坑的2米深的低阻異常，反映清晰，但異常體的深度位置在視深度－25米至40米位置，與實(shí)際的目標(biāo)體埋深不符?！盁熑Α崩碚撛跍\層探測時(shí)存在問題：2005北京第6頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五采用層狀計(jì)算深度：2005北京剔除后的測量結(jié)果常規(guī)的測量結(jié)果實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨D目標(biāo)體的深度接近實(shí)際,但不能探測到1號(hào)坑的異常體，對于2號(hào)坑異常體在－3米深反映不清晰。目標(biāo)體的深度同實(shí)際非常吻合，可以在－1.5米深度探測到1號(hào)坑的異常體，2號(hào)坑異常體在－2米深度反映清晰。010203040506070m2m1m1號(hào)坑2號(hào)坑第7頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五四、結(jié)論2005北京1、常規(guī)瞬變電磁方法處理的在-10米存在探測盲區(qū)，淺層信息丟失，不能探測到1米以內(nèi)的異常體。2、通過采用一次場的剔出算法的處理，可以清晰反映測線在20米處埋深1米的低阻體，以及對50米處埋深2米的低阻體在－1.5米開始有反映，而且可以明顯區(qū)分兩個(gè)不同電阻率的低阻體的異常特征。3、近地表的探測能力達(dá)到1米有效。4、“煙圈”在計(jì)算淺層深度時(shí)有一定的適用范圍。第8頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五長春市部分區(qū)域基底分布圖（△標(biāo)號(hào)為蔡家活斷層）蔡家勘查實(shí)例實(shí)例之二：長春蔡家活斷層勘查實(shí)例研究第9頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五

發(fā)射回線邊長10m×10m，接收回線的面積100m2，點(diǎn)距為10m，發(fā)射電流為6.2A，發(fā)射頻率為25Hz，關(guān)斷時(shí)間18μs。野外工作裝置與參數(shù)選擇蔡家勘查實(shí)例

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第10頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五蔡家勘查實(shí)例低阻異常蔡家剖面曲線第11頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五蔡家剖面電阻率斷面圖

采用大電流較好的壓制電磁噪聲。實(shí)現(xiàn)淺層探測，勘探深度距地表10米以下均有效探測。同探地雷達(dá)相比，在低阻覆蓋層瞬變電磁方法不受影響。蔡家勘查實(shí)例第12頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五蔡家勘查實(shí)例

蔡家剖面綜合地質(zhì)解釋第13頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五實(shí)例之三：浙江舟山大陸連島工程橋位探測實(shí)例探測橋位區(qū)基巖中的斷裂破碎、海蝕洞冊子島－－－－－－老虎山－－－－－－金塘島1650米懸索橋西堠門大橋南錨碇北錨碇北塔舟山橋位探測實(shí)例第14頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五老虎山測區(qū)測線分布平面圖

錨地舟山橋位探測實(shí)例第15頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五重疊回線裝置，邊長為20m×20m，接收回線的面積為400m2，點(diǎn)距為10m，發(fā)射電流為11.2A，發(fā)射頻率為25Hz，關(guān)斷時(shí)間為34μs。野外工作裝置與參數(shù)選擇舟山橋位探測實(shí)例第16頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五老虎山4測線的二次瞬變磁場剖面舟山橋位探測實(shí)例第17頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五剔除一次感應(yīng)電壓后的測量結(jié)果常規(guī)的測量結(jié)果感應(yīng)電壓計(jì)算的結(jié)果磁場計(jì)算的結(jié)果探測到據(jù)地表5米以內(nèi)的破碎體。存在探測盲區(qū)，近地表信息丟失。第18頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五－11.51－34.21舟山橋位探測實(shí)例二次瞬變磁場電阻率斷面第19頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五通過考慮接收線圈的過渡過程的前提，剔除一次場的影響，可以實(shí)現(xiàn)淺層探測，勘探深度距地表5米以下為有效探測。發(fā)現(xiàn)該測線上有多處大小不等的海蝕洞，同鉆孔資料、高密度電法勘探相符。由于探測到多處海蝕洞，工程無法回填，最后取消北塔選在老虎山，改其它方案?？辈楸砻鳎褐凵綐蛭惶綔y實(shí)例第20頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五根據(jù)旗自來水公司2000年供水資料，現(xiàn)供水井可供水量為37.23萬立方米/年，而實(shí)際需水量為72.9萬m3/a，其中城鎮(zhèn)居民生活用水43.8萬m3/a，沿線農(nóng)牧區(qū)生活用水7.52萬m3/a，工業(yè)用水15萬m3/a，其它用水6.64萬m3/a，年缺水35.73萬m3/a，日缺水979m3/d，目前解決缺水困難措施是采取降低用水標(biāo)準(zhǔn)和自備水源井的辦法來解決，為此，急需要尋找新的地下水源地。實(shí)例之四：內(nèi)蒙古正鑲白旗地下水資源勘探第21頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五勘探工區(qū)圖第22頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五

2003年6月進(jìn)行瞬變電磁勘察，查明井2、井3的出水量小的原因，根據(jù)勘察成果布設(shè)了另一探孔（井5），鉆孔深度168米,下管成井深度158米。瞬變電磁測量剖面圖第23頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五正鑲白旗L1視電阻率斷面圖自流井1L1剖面發(fā)現(xiàn)明顯的低阻異常帶，自流井位于低阻異常帶的西邊緣，解譯結(jié)論低阻異常帶為斷裂帶，斷裂帶呈直立高角度與地震勘測成果一致，深度250m左右，寬度180m左右，電性反映為100～130ΩΜ。自流井第24頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五井5L4剖面發(fā)現(xiàn)明顯的低阻異常帶，解譯結(jié)論低阻異常帶為斷裂帶，斷裂帶呈直立高角度與地震勘測成果一致，深度200m左右，寬度550米左右，電性反映為100～140ΩΜ。井3位于低阻異常帶的中部靠西，140m以上和160m以下為高阻層，說明含水層厚度薄，同時(shí)也說明地層電性為140ΩΜ時(shí)的富水性較電性為130ΩΜ時(shí)的富水性差一些。正鑲白旗L4視電阻率斷面圖第25頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五正鑲白旗L3視電阻率斷面圖L3剖面在L4剖面的北邊220m左右，L3剖面發(fā)現(xiàn)兩處明顯的低阻異常帶，解譯結(jié)論低阻異常帶為斷裂帶，其中東部650米，解譯深度160m左右，寬度300米左右，西部200米，解譯深度220m左右，寬度300m左右，電性反映為100～130ΩΜ。井5承壓水頭+2.55m，42.24m降深涌水量58m3/h,75米降深，涌水量可達(dá)2400m3/d。第26頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五第27頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五結(jié)論1、勘察區(qū)（阿蘇木水源地）井1（自流井）成井于1978年，至2003年已經(jīng)開采25年，成井時(shí)涌水量達(dá)3489.70600m3/d，后經(jīng)填孔處理，現(xiàn)在井深只有9m，目前涌水量為600m3/d。井5（自流井）42m降深，涌水量達(dá)1392m3/d，75米降深，涌水量可達(dá)2471m3/d。井1和井5已滿足3000m3/d的供水需求。2、阿蘇木水源地根據(jù)保守資源估算,僅目前勘察區(qū)（阿蘇木水源地）可以保證3000m3/d，30年的開采。3、勘察區(qū)（阿蘇木水源地）水質(zhì)較好，水化學(xué)類型為HCO3-Na型水,各項(xiàng)指標(biāo)均符合國家居民生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

第28頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五實(shí)例之五：安徽銅陵鳳凰山礦區(qū)資源勘探第29頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五工作裝置工作儀器：吉林大學(xué)研制的ATEM-II型強(qiáng)場源系統(tǒng)。重疊回線：100×100m，發(fā)射電流：35A（25Hz）關(guān)斷時(shí)間：500μs。ATEM-Ⅱ瞬變電磁測量系統(tǒng)在該礦區(qū)進(jìn)行了55線、51線二條剖面測量，剖面長度分別500米、400米。第30頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五第31頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五表2發(fā)射電流與信噪比、勘探深度對比表時(shí)間t/ms感應(yīng)電壓安徽銅陵鳳凰山某礦區(qū)55線7點(diǎn)衰減曲線（發(fā)射電流分別為2.4A、11.5A、38.5A）第32頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五銅陵鳳凰山相思樹55線剖面曲線圖（電流為2.4安培）第33頁，共37頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)46分，星期五銅陵鳳凰山相思樹55線剖面曲線圖（電流為32安培）第34頁，共37頁，2022年，5月20