摘要：瞬变电磁法近几年来在国内外得到快速的发展，尤其在工程地球物理勘探中应用较为广泛，也是一种采集速度快、探测深度跨度大、信息量大的地球物理勘探方法，其可以达到较高的勘探精度。因此，对工程地球物理勘探中瞬变电磁法的应用的探讨有其必要性。
关键词：瞬变电磁法；地球物理勘探；应用
引言：
工程勘探是保证工程顺利进行和提高工程质量的一个关键环节。为此，在工程勘探过程中，一定要根据不同的工程要求，选择合理的勘探方法，采用科学先进技术，提高勘探成果的精度和准确性，为工程的进行带来良好的效益。
1 数据采集与处理
物探观测采用长沙白云仪器开发有限公司生产的MSD—1型脉冲瞬变电磁仪，发送脉冲电流不低于3A，发送脉冲频率25Hz，数据采集时间0.0725～8.64ms，信号叠加512次。采用重复观测保证观测质量，工作装置、发射回线边长、和时窗范围的选择以及测区范围的确定等，其他技术要求按照中华人民共和国地质矿产部颁发的《地面瞬变电磁法技术规程》（（DZ/T018）-1997）执行。室内资料整理将仪器采集的数据输入计算机拷贝存档，原始数据经计算机以专用软件进行处理，得到视电阻率值，并自动反演，然后绘制成多测道剖面图，视电阻率剖面图等物探成果图。推断解释时，通过研究分析归一化的二次电位（U/I）随时间衰减的过渡过程快慢特性，来反映地下介质的纵向电性变化；比较同一测道电位响应的强弱，反映介质的横向电性变化。
2 地球物理特征
综合分析本次勘探区及邻地区的地层、测井资料，可得出综合地层电性一览表（见表 1）。不同岩石具有不同的导电性，一般有泥岩，粉砂岩，介质粗砂岩，砾层，煤层和石灰石的电阻率值依次增大。含煤地层分层分布特点比较均匀，纵向电阻率变化的横向传导基本上是相同的。在密实完整的地层电阻率较高，如果在充水的断层，裂隙发育带，泥土或水充填的岩溶，地下暗河或地下水发育地带，具有较强的导电性，电阻率值呈现低阻，与围岩在电阻率上有显著差异，这就是用电磁法进行水文地质探测的地球物理前提。
表 1 综合地层电性一览表
3 勘探方法选择
正常情况下，小区域内同期沉积的地层造岩矿物、岩性组合、岩层发育厚度等特征相似，因此其在横向上电阻率差异较小。垂向上，由于各组地层岩性组合不同，各层之间亦存在明显的电性差异。当岩层发生变形破坏导致裂隙构造发育或岩层中发育岩溶时，如果岩层不含水，则其导电性变差，局部电阻率值增高；如果岩层含水，其导电性好，相当于存在局部低电阻体。据此，通过探测岩层的电阻率及其变化规律，可以查明岩层的富水性。为顺利完成本次勘探任务，选择对低阻反映敏感、体积效应较小的瞬变电磁（TEM）来划分富水区域和对电性分层效果较好的直流电测深来进行电性分层，利用瞬变电磁和直流电测深两种勘探手段进行探测。
4 工程物探方面的应用
4.1 瞬变电磁法的应用条件
通过瞬变电磁法的原理发现，如果被探测的地质体导电性愈好，瞬变过程越长，这样就更容易发现地下异常地质体的存在，并可以确定异常体的电性结构和空间分布形态。根据前人的成功实例，瞬变电磁法适用于含良导体的金、铜、铅、锌矿床。在地势平坦的区域，可以直接进行地面瞬变电磁勘探工作；而在地形复杂的山区，应该选择航空瞬变电磁探测手段。
4.2 瞬变电磁法野外施工
在进行瞬变电磁法野外施工时，根据探测任务、精度要求和地质条件的不同，应该注意装置的选择和测网设计两个方面的问题，通过野外的实验来确定装置及参数的选择。
4.2.1 装置选择
装置选择一般都是移动接收，固定发射式装置，常用的是重叠回线装置、中一b回线装置、大定源回线装置、偶极分离装置四种。当选择了一种装置后，还需要确定回线边长，回线边长一般依据被探测对象的规模、埋深及电性来选择。一般原则是：回线边长与被探测对象的埋深大致相等。
4.2.3 测网设计
主要是测线方向和剖面点距的确定，测线方向应该选择与可能的构造走向相垂直，尽量远离铁路、高压线等干扰源；因为回线边长的增大对局部导体的分辨率降低。
5 瞬变电磁干扰区域数据修正
测区人文环境较复杂，测区内部分地段人文电磁干扰（高压线、变电站、村庄和公路）较严重，对瞬变电磁数据造成一定影响，对直流电测深数据影响较小。为了减少这种影响，在对干扰区段数据处理前，首先对其进行逐点分析，剔除畸变数据，再根据钻孔资料和相同地段的直流电测深资料与瞬变电磁数据的对应关系对数据进行校正，将其整理成专用数据处理软件所需要的顺序和格式，然后对，数据进行滤波，以滤除或压制干扰信号，恢复信号的变化规律，突出有用的地质信息。这些做法第一程度上降低了干扰信号造成的影响，但无法完全消除。在分析应用过程中，对干扰严重的影响区的资料适当进行了降级。测区内第四系地层较厚，平均厚度在130m，其下部分别为二叠系上石盒子组、下石盒子组、山西组、石炭系上统太原组、本溪组和奥陶系中统峰峰组，视电阻率呈中、低、高的变化趋势，奥陶系地层以灰岩为主，其电性为高阻反映。图1为经过DX11陷落柱的瞬变电磁测线断面图，图中地层视电阻率等值线形态与地层倾向一致，DX11陷落柱和DF31断层处视电阻率曲线扭曲严重，与陷落柱和断层位置一致，并且陷落柱向下凹形成正“U”形状，底部视电阻率值较低，疑似为富水陷落柱。
图 1 断层和陷落柱在视电阻率拟断面图上的反映
结束语：
近年来瞬变电磁法的应用范围越来越广，随着技术的进步和仪器系统的简洁化，轻便化，瞬变电磁法在工程上的应用也越来越受到重视，并在不断开拓新的领域。在工程地球物理勘探，瞬变电磁法不失为一种精细并行之有效的方法，但在实际应用中，发现还有很多理论、技术问题需要解决。一定要深入认识到瞬变电磁法的优势和不足，时刻关注理论进展，只有这样，才能更好地利用瞬变电磁法解决实际的工程问题和地质问题，为实际工作提供更好的帮助。
参考文献：
[1]刘谛康，成军.瞬变电磁法在矿井地质探测中的应用[J].水力采煤与管道运输.2011（01）
[2]冯仰军.瞬变电磁法在探测采空区中的应用[J].中国产业.2011（01）
[3]姜金夺.瞬变电磁法在隐伏断层探测中的应用[J].科技信息.2011（06）
论文作者:刘海东
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
标签：电磁论文; 电阻率论文; 地层论文; 岩层论文; 工程论文; 边长论文; 地球物理论文; 《电力设备》2019年第2期论文;