EH-4大地电磁法探测地下暗河

EH-4电磁系统在寻找地下水中的应用张文科;吴艳军;徐玺萍;张健健【摘要】The EH - 4 electromagnetic imaging system has great exploration depth, light efficiency, reflect the results of visual features. It was widely used in searching for groundwater and hydrogeological aspects. To helpan acute shortage of water in Pingan county of qinghai province southern mountains looking for groundwater, select the profile EH - 4 electromagnetic system detection, by determining the area within the concealed fault location and fault fracture zone, the article carries out to construct water. The practice shows the EH - 4 electromagnetic imaging system is strongly penetrating without influence of shallow high re-sistance layer under comparation with other electromagnetic methods and it has strong applicability and high efficiency.%EH-4电磁成像系统具有勘查深度大、轻便高效、反映成果直观等特点。

EH4电磁成像系统在砂岩地区勘查地下水的应用研究伍　岳(核工业北京地质研究院,北京　100029)摘　要　EH4电磁成像系统是1套电磁自动采集和处理系统,它是CSAM T 和M T 的结合体。

本文介绍了EH4电磁成像系统的原理、特点和该系统在砂岩地区,如内蒙、新疆、云南等地区进行地下水勘查的应用实例和效果。

关键词　EH4电磁成像系统;电阻率;地下水电磁勘探方法随着仪器的改进与完善,勘探的效率也在提高。

EH4电磁成像系统依靠其先进的电磁数据自动采集和处理技术,将CSAM T 和M T 方法结合在一起,实现了天然信号源与人工信号源的采集和处理。

2种数据互相补充,可以提高地下水勘查的效果。

1　EH4电磁成像系统方法原理EH4电磁成像系统属于部分可控源与天然源相结合的1种大地电磁测深系统。

深部构造通过天然背景场源成像(M T ),其讯息源为10Hz ～100kHz 。

浅部构造则通过一个新型的便携式低功率发射器发射1～100kHz 人工电磁讯号,补偿天然讯号的不足,从而获得高分辨率的成像。

将大地看作水平介质,大地电磁场是垂直投射到地下的平面电磁波,则在地面上可观测到相互正交的电磁场分量为E x ,H y ;H x ,E y 。

通过测量相互正交的电场和磁场分量,可确定介质的电阻率值。

其计算公式为〔1〕ρ=15f E xH y 2(1)式中,f 为频率,单位Hz ;ρ为电阻率,单位Ω・m 。

由于地下介质是不均匀的,因而计算的ρ值称为视电阻率值。

探测深度理论上为一个趋肤深度,计算公式为δ≈500ρ/f (2)δ为趋肤深度。

上式表明,电磁波的透入深度随电阻率的增加和频率的降低而增大。

2　电磁成像系统的特点EH4电磁成像系统与其它物探方法相比,具有以下一些特点:1.采用人工场源与天然场源共同作用的方式,人工场源弥补了天然场源的在某些频段的不足,使该系统在10Hz ～100kHz 的范围内获得连续的有效信号。

人工场源对解决浅部地质问题尤为有用。

EH4电磁成像系统在水库漏水探测中的应用李绍兴;胡润楚【摘要】Application of the EH-4 electromagnetic imaging system in the leakage detection of a riverbend reservoir is bined with geological information and drilling data, the system is able to locate the deep leakage channel, and find out the geological structures and lithologic boundaries, which provides reliable information to the leakage repai-ring work.%将EH4电磁成像系统应用于岩溶埋深较深的河湾水库漏水的勘察,结合地质及钻探资料对比分析,宏观上查明河湾地块深部漏水通道、地质构造及岩性分界,为该电站河湾地块漏水点的工程的整治和修复方案的制定提供可靠的依据,是现代地球物理方法发挥作用的一个广阔领域.【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】5页(P55-59)【关键词】EH-4电磁成像系统;深部岩溶;水库漏水;自然电场法【作者】李绍兴;胡润楚【作者单位】中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,湖南长沙 410014;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,湖南长沙 410014【正文语种】中文【中图分类】TM930.12+4;TV698.1+2随着我国国民经济的高速发展，工程地质勘探和研究任务成倍增长，勘探工作也逐步由浅部向深部、由简单向复杂发展，常规地震勘探、电法勘探在很大程度上已经不能满足地质勘探的需求。

针对越来越复杂的地质、地形环境，在20世纪末发展起来一种新的物探勘测方法——EH4电磁成像系统(本文以下简称EH4)。

EH4电磁测深在地质找矿中的应用[摘要]本文主要介绍了EH4电磁测深的基本原理和工作方法，并通过实例分析，说明EH4电磁测深在构造识别、岩性划分等方面的显著效果及其寻找隐伏地质体的可能性。

[关键字]EH4电磁测深构造识别岩性划分0引言随着工业、科技和基础建设等各方面的发展，国家对金属矿产资源的需求量越来越大，地表矿和浅层矿床已基本查明，需要进一步寻找深部矿产。

EH4是在大地电磁测深（MT）的基础上发展起来的可控源测深方法，它既有有源电探法的稳定性，又有无源电磁法的轻便节能，而且测量深度大，分辨率高，能较准确定位构造断裂、隐伏岩体和矿体、查明构造断裂向深部延伸的情况，为地质找矿提供可靠的信息。

1概述1.1地质背景测区为花岗岩区，处于诸广岩体南东边部，百顺断陷带中段，岩浆活动频繁，构造发育。

区内仅有第四系零星分布在山间凹地、山前斜坡及溪流两侧，主要为砾石、砂和粘土等坡积、河流沉积物，厚数米，覆盖于印支期花岗岩之上。

工作区处于多期、多次、多向岩浆活动迭置交错形成的岩浆活动中心。

出露的岩浆岩主要有：印支期岩体（γ51）、燕山期岩体（γ52、γ53）、区内断裂构造十分发育，主要以北东向、北北东向和近东西向为主。

1.2地球物理特征工作区岩石标本测定结果表（表1）表明，构造断裂带、近矿蚀变围岩和花岗岩均具有明显的电阻率差异，说明在该区进行EH4连续电导率测量工作具备充分的地球物理前提。

2 EH4电磁测深基本原理EH4是在大地电磁测深（MT）的基础上发展起来的可控源测深方法，因此在远离源区的电磁场可视为平面波，只要在远离源区的测区内观测相互正交的电场（E）和磁场（H）振幅，再根据公式：计算在各向同性介质中的大地阻抗Z式中：f——表示频率；μ——表示磁导率；ρ——表示电阻率。

当μ=4π×10-7H/m时，经过变换可得到计算电阻率的公式：从上式可以看出，只要测量出电磁场正交水平分量，便可计算介质的电阻率。

EH-4电磁测深法
研究专家
技术原理
EH-4电磁测深系统属于部分可控源与天然源相结合的-种大地电磁测深系统，该系统同时使用天然场源和人工场源进行频域电磁观测，主要通过电阻率的变化来分辨地下构造情况。

对于深部构造通过天然背景场源成像(MT)，其信息源为10-100kHz，浅部构造则通过-个新型的便携式低功率发射器发射1-100kHz人工电磁讯号，补偿天然信号的不足，从而获得高分辨率的成像。

EH-4电磁测深系统既具有有源电探法的稳定性，又具有无源电磁法的节能和轻便的特点，测量速度快，观测时间短，可轻易实现密点连续测量，进行EMAP连续观察，效率高于直流电法;能同时接收和分析X,Y 2个方向的电场和磁场，反演X-Y电导率张量剖面，对判断构造产状特别有利;具有较高的分辨率，使探测某些小的地质构造和区分电阻率差异不大的地层成为可能。

图1 EH-4电磁测深法工
作流程图
野外布置
实际野外测量中需要采取必要的技术措施来保证数据质量，这些技术措施包括以下几项。

1)开展工作前进行平行试验，确认仪器工作正常。

2)前置放大器(AFE)放在测量点上，与磁棒距离大于5m，与主机距离大于10m。

电极、磁
棒、前置放大器(AFE)和主机尽可能远离人工设施(如围墙)和噪声源(如电力线)，减少人文因素等的干扰。

3)使用罗盘仪定向，保证Y-Dipole电偶极子的方向与X-Dipole电偶极子的方向、2个磁棒
的方向相互垂直。

x和y方向的电极和磁棒应始终保持一致，不能随意调换方向，以减少系统误差。

4)数据质量较差时，应增加叠加次数，必要时择时重测。

简介0.0 简介Stratagem这套仪器是一种用来测量地下几米到一公里多深的地球电阻率的特殊大地电磁测深（MT）仪器。

这套仪器既可以使用天然场源的大地电磁信号，又可以使用人工场源的电磁信号，以此来获得测量点下的电性结构。

大地电磁测深（MT）仪器是通过同时对一系列当地电场和磁场波动的测量来获得地表的电阻抗。

这些野外测量要经过几分钟；傅立叶变换以后以能谱存储起来。

这些通过能谱值计算出来的表面阻抗是一个复杂的频率函数，在这个频率函数中，高频数据受到浅部或附近的地质体的影响，而低频数据受到深部或远处地质体的影响。

一个大地电磁（MT）测量给出了测量点以下垂直电阻率的估计值，同时也表明了在测量点的地电复杂性。

在那些点到点电阻率分布变化不快的地方，电阻率的探测是一个对测量点下地电分层的一个合理估计。

Stratagem这套系统是由两个基本组件构成：一个接受机，一个发射机。

在高频段，天然信号通常比较微弱，使用发射机能够提高数据的质量；对于某些应用或某些情况下，由发射机提供的额外的高频信号我们可以不必使用。

Stratagem这套仪器可以有效的用于地下水调查、环境的地下特征调查、矿产与地热勘探及工程研究。

因为该仪器的供电电池既灵巧致密又便携，所以即使在崎岖的山区和恶劣的地区也能顺利的操作和工作，Stratagem系统的快速采集速度和便携性为我们的勘察设计提供了灵活性。

表面阻抗可以很快的以电阻率的形式显示出来，也可以一组组处理，并实时在剖面中呈现出来，这种实时显现的灵活多样性能够让调查者根据对初步处理和测量结果的分析而改变测量设计。

1．0系统配件以下说明的是Stratagem的各个组件。

该系统配置的标准接收机设计的采集频宽为100KHz到11.7Hz。

可选的接收机组件和标准的接收机一块使用它的采集频率可以从1000Hz 扩展到0.1Hz。

标准配件及它们的连接见图一和图二。

标准接收机配件4 不锈钢电极1 系统地电极与接地电缆4 带有26米电缆的缓冲电极1 前置放大器2 磁探头（型号BF6）2 磁探头连接线1 EH4主机1 IBM键盘1 主机控制电缆1 主机电源线1 操作说明书1 深循环12伏可充电电池（不包括在电解组件）可选接受机组件4 非极化电极（铜-硫酸铜）4 100米电极线2 磁探头（BF10）2 磁探头连接线发射机组件（400A㎡）2 发射天线组合1 中心扣环1 发射机1 发射机电源线和接地电极1 发射控制器和电缆1 发射机存储包1深循环12伏可充电电池(NOT included with lease-pool units)发射机组件（5000安系统）2 发射天线组合1 循环回路天线组件4 带拉杆的夹板回路天线组件7 高标准的金属电极8 发射机1发射机电源线和接地电极1发射控制器电缆组1深循环12伏可充电电池(NOT included with lease-pool units)可选有用配件罗盘（秀珍经纬仪可以定方向，校准磁探头水平）水平仪（如没有袖珍经纬仪可用的情况下可以用用来校准磁探头水平）测量尺（至少30米长）水容器（装水用来湿润非极化电极）铲子和挖壕工具（用来埋磁传感器和非极化电极）小铁锤或地质锤（使钢电极插入坚硬的土里）万用表（用来检查电池，测量电阻，检查接触电阻和电路接通）彩旗和塑料锥（用来标主测点）对讲机及充电器（用于发射机与接收机两地之间的人员通讯）外部的框架背包（用于携带主机）野外的笔记本或文件夹（用于野外记录和热敏打印机的输出）12伏电池充电器系统备份：时间序列文件因太大而不能存储在高密度软盘上，一般情况一天中生成的数据大概在50到100M之间。

物探EH4在西藏高寒地区的找矿应用EH4作为目前比较先进的电磁法仪器，在国内找矿工作中有很多成功的应用案例，但在高寒地区找矿应用实例还较少。

本次工作，在海拔4900m～5500m的山区，采用EH4大地电磁测深，成功找到埋藏于深部的隐伏矿体，为矿山节约了大量时间和资金，也延长了矿山的服务年限。

标签：EH4 电磁法高寒地区找矿0引言随着社会发展，矿产资源的需求量越来越大，而现有矿产储量迅速在减少，提高对高寒地区的矿产勘查能力，是一个亟待解决的问题。

高寒地区缺氧严寒，开展勘查工作难度大。

EH4作为目前比较先进的电磁法仪器，适用范围广，探测深度大，且仪器较轻便，适合应用于高寒地区的找矿工作。

本文就西藏某矿区的EH4找矿应用效果做简单介绍。

1矿区概况及地球物理特征1.1基本概况矿区地处西藏自治区中部，拉萨市堆龙德庆县境内，矿区一带地势西高东低，地形坡度在20-50°，最高海拔5500m，最低海拔约4900m，最大高差达600m。

矿区西北-东北部为河谷区，有明显的高原河谷垂直气候特征。

本次工作于2月上旬开始，由于天气严寒，工作难度大，经过实地踏勘以及对已有资料的分析，确定使用EH-4大地电磁法作为本次的工作方法。

1.2矿区地质特征矿区大地构造位置处于晚古生代-中生代冈底斯-喜马拉雅构造区中段北部，念青唐古拉弧背断隆带南侧，邱桑—直孔断裂带上，属冈底斯东段北部铜铁铅锌多金属成矿带。

矿区及附近出露地层有第四系（Q）、下第三系帕拉组（E2P）和三叠系上统麦龙岗群（T3ml）。

出露岩性为粗安岩、英安质熔结角砾凝灰岩和流纹质角砾熔结凝灰岩、紫红色砂岩、灰-深灰色砂岩、粉砂岩、闪长岩、泥岩、大理岩、钙质泥岩。

区内构造为断裂，为近南北向的推测断层F1和F2。

F1断层位于矿区西面，断层走向约160°，错距约为100m，矿区内长度约1.9km，断层两侧均为砂岩、粉砂岩。

F2断层位于矿区中部，断层走向约160°，倾向北东，倾角57°～78°，错距为100-150m，长度约2km，断层两侧均为花岗闪长岩、矽卡岩、大理岩。

科学中国人2016年11月EH-4在地热资源勘查中的应用杨殿宝河北省地球物理勘查院地热资源是一种十分宝贵的综合性矿产资源，其功能多，用途广，不仅是一种洁净的能源资源，可供发电、采暖、医疗等利用，而且还是一种可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源。

在地热资源勘查中因埋藏深度的不同，所选择勘测的仪器方法也不同，本文主要介绍EH4（连续电导率剖面仪）在浅、中深部地热资源勘查中的应用。

EH-4（连续电导率剖面仪）由Geometrics公司研制。

是一种电导率张量测量仪。

利用大地电磁的测量原理，测量TE\TM两个模式的电阻率。

配置了磁偶极子发射源，发射频率从1KHZ～70KHZ，以弥补大地电磁场1KHZ～5KHZ寂静区信号不足。

EH-4遵循大地电磁测深（MT）的基本原理，支持音频大地电磁测深（AMT）和可控源音频大地电磁测深（CSAMT）,属于部分可控源与天然场源相结合的一种大地电磁测深系统。

经历了十几年的使用与发展，已成为一种稳定成熟的电磁测深仪器。

EH-4又称StratagemMT，既可控源变频大地电磁测量，所不同的是其磁偶极子发射天线为X，Y方向的垂直线圈。

垂直磁偶极子发射的场以TE型波为主，分辨率高，分层定厚能力强。

EH4可以使用人工电磁场和天然电磁场两种场源。

因此其相较同类型仪器的独特之处包括：①人工场源用在信号较弱或没有信号的地区，保证全频段观测到可靠信号；②它支持张量人工场源的测量，反演X-Y电导率张量成像剖面，对判断二维构造特别有利，而一般人工场源电磁测深仅能进行标量测量，不能正确判断二维构造；③整套仪器设备轻便，观测时间短，完成一个800米深度的电磁测深，大约只需15分钟左右，具有较高的工作效率，为进行EMAP连续观测提供技术保证；④实时数据处理与成像，资料解释简捷，图像更直观。

EH-4通过发射和接收地面电磁波来达到电阻率或电导率的测深。

连续的测深点阵组成地下二维电阻率剖面、甚至三维立体电阻率成像。

EH4高频大地电磁法探明地下水埋深的应用
闫永峰
【期刊名称】《广东水利水电》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】采用EH4高频大地电磁法,通过二维反演处理,确定低阻异常区,进行定量解释,进而根据物探测试剖面确定基岩界面、埋深和地下水水位埋深情况。

结果表明,EH4高频大地电磁法能够有效探明地下水埋深情况,结合水文地质、钻孔资料可较大提高解释精度,可为区域地下水环境调查提供理论依据。

【总页数】4页(P57-60)
【作者】闫永峰
【作者单位】新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】P631.325;TV211.12
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