EH-4在中部城市引松供水工程中應用效果

關鑲鋒,范燕波,王立民（吉林省水利水電勘測設計研究院,長春 130012）

EH-4在中部城市引松供水工程中應用效果

關鑲鋒,范燕波,王立民
（吉林省水利水電勘測設計研究院,長春 130012）

摘 要：結合工程實例，介紹了EH-4可控源變頻大地電磁測量的原理，闡述采用EH-4電導率成像系統能夠準確快速的探測一定深度范圍內的斷層及破碎帶等地質構造的賦存狀態。野外鉆探進行復核所取的應用效果。

關鍵詞：EH-4；電導率；可控源變頻大地電磁測量；斷層；破碎帶；地質構造；應用效果。

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個鎮作為供水對象。由松花江向以上城市調水。工程規劃選線輸水總干線全長110.0km。地質情況較復雜，全線主要穿過有灰巖、凝灰巖、砂（礫）巖，泥巖、角礫巖、安山巖、花崗巖、斑巖、閃長巖等。因此在進行工程勘察建設時，采用恰當的勘測方法，給予適當的工程地質綜合評價，一直是該工程地質勘察的首要問題。

物探由于具有測區廣，效率高，指導性強等優點，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）、地質雷達法、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面不大。

美國EMI公司和Geometrics公司聯合推出的可控源變頻大地電磁測量EH-4，又稱StratagemMT。儀器發射頻率從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兩個方向的磁場和電場。能觀測到地下幾十米至2000米內地質斷面的電性變化信息。該系統適用于各種不同的地質條件和比較惡劣的野外環境，具有效率高、勘探深度大、受地形影響小等優點，比較適合該工程大部分勘察工作。

1 EH-4原理及數據處理

EH4通過發射和接收地面電磁波來達到電阻率或電導率的測深。大地的穿透深度或趨膚深度與頻率有關。

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

數據實時處理時,根據每個測點給出的視電阻率、相位、相關度及振幅曲線,進行數據質量的實時分析。對于一些不可靠的數據可以從曲線中剔除,然后繼續測量，或者整條曲線的數據質量太差,采取措施，實施重復測量。在完成整條測線的連續觀測后，可在現場采用EMAP法（該法可以有效地消除靜態效應）給出擬二維反演解釋結果的灰度圖。

2 工程應用效果

圖1 樁號56+140～56+600段測線剖面成

圖1為EH-4探測該工程引水隧洞線樁號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分析，圖中可見縱向電阻率等值線錯動現象，且斷層的兩盤清晰。物探分析在勘探線樁號56+370處發現一處構造異常帶，構造異常帶呈明顯的電性異常反映，樁號56+370處呈低阻（ρs=100～400Ω?m）異常反映，兩側相對為高阻（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），物探推測分析是由不同巖性造成的。根據區域地質資料此處存在一巖性接觸帶，分析斷面中的上游為花崗巖，下游為凝灰巖。根據物探資料，進行物探異常鉆探復核（布置鉆孔ZK0623和鉆孔ZK0996進行驗證，ZK0623在高程237.4m處巖性發生變化，其上為凝灰巖，其下為花崗巖；ZK0996在高程247.3～242.1m段揭示斷層泥，整個鉆孔巖石較破碎）。

3 結語

（1）工程實測40多公里的EH-4資料，地形影響分析及各種校正、解譯結果地質主要采用鉆探（布置鉆孔約25個）手段來抽檢驗證，驗證準確率大于75%,結果見表1。

表1 鉆探驗證成果表

（2）EH-4采用頻率域電磁測深，不同的頻率對應不同的深度，不受高阻層屏蔽，其探測深度大，比較輕便，可以在復雜地形條件下工作，工作效率較高。EH-4在延續了大地電磁法的諸多優點之外，還利用人工可控場源補充了其弱信號頻段的問題。

（3）EH-4大地電磁探測在該工程實踐應用效果明顯，勘探的結果反映了實際地質情況。隨著該方法的進一步發展完善，儀器采集精度的提高，分析校正和反演解譯技術的長足進步，該方法必將獲得更為廣闊的應用空間。

（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瑢е绿綔y結果異常范圍放大，異常的參考背景變小，同時對一些規模相對較小的異常體反映不甚明顯。

參考文獻：

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