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EH-4大地电磁测深法在某铜矿普查中的应用作者：安岩邹建谢志勇来源：《科技视界》 2014年第13期安岩1 邹建2 谢志勇1（1.核工业西藏地质调查院，四川成都 610000；2.四川省核工业地质调查院，四川成都610000）【摘要】现今使用EH-4仪器进行大地电磁测深法勘，因其轻便、高效、勘探范围大、不受高阻层屏蔽对高导层分辨能力强; 横向分辨能力较强，而测获得了广泛的应用。
在对某铜矿普查项目中，通过对测深资料的分析，能够较为准确的区分基岩和目标层。
再通过与高精度磁测异常的印证，进而圈定下一步重点工作区。
【关键词】EH-4大地电磁测深;轻便;高效;高阻层屏蔽0 前言铜是国家建设不可或缺的战略资源，随着国民经济建设的加快，对铜的需求也日益增大。
目前铜矿资源的已知储量越来越少，这就需要我们对铜矿资源的进一步勘探。
地球物理勘探史地球物理学应用于探测地下地质构造和寻找有用矿产方面的一个分支，是综合性地质调查的重要组成部分，其通过对地球物理场和岩（矿）石物理性质的研究来解决地址问题。
大地电磁测深是天然交变电磁场为场源，研究地下电性结构的地球物理勘探方法。
在众多地球物理勘探方法中，由于它成本低廉，操作轻便，尤其是不受高阻层屏蔽，勘探深度较大，而得到了广泛的应用。
1 EH-4大地电磁测深的基本原理20世纪90年代由美国EMI公司和Geometrics公司联合推出的新一代电磁仪——EH4型StrataGem电磁系统，能观测到离地表几米至1000米内的地质断面的电性变化信息，基于对断面电性信息的分析研究，可以应用于地下水研究、环境监测、矿产与地热勘察，以及工程地质调查等。
该仪器设计精巧、坚实，特别适合地面二位连续张量式电导率测量，在技术上率先突破传统单点测量壁垒，走向电磁测量拟地震化、联合二位连续观测和资料解释。
可以用于单点和连续剖面测量，完成各测点测量后，可获得电场功率谱、视电阻率、相位、相关度、一维反演等资料。
实验五 EH4电磁测深实验一、实验目的1． 掌握EH4工作布置及观测方法。
2． 掌握TM Stratage EH4电导率成像系统操作方法。
二、TM Stratage EH4电导率成像系统 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。
三、TM Stratage EH4工作原理 EH-4它既然是电法勘探仪器，那么它最终所要涉及的物理量离不开电阻率等物质的电性参数、EH-4与直流电法仪不同之处就是它不是直接利用欧姆定理R=U/I ，而是计算地表Ex 、Ey 、Hx 、Hy ，通过计算卡尼亚电阻率（ ）来计算反映地下物质的电性结构。
EH4电磁测深法在隧道断层勘察中的应用胡卫群;王建军【摘要】The fault is affecting the stability of the tunnel adverse geological phenomena, EH4 e-lectromagnetic sounding method operating frequency of 10 Hz ~ 100 kHz, probing depth, In this paper, EH4 electromagnetic sounding method to detect the depth of different tunnel, better fault investigation proved the fault width, orientation, inclination, and other geological elements, the detection results can guide the disaster in the tunnel design and excavation process for prevention and early treatment.%断层是影响隧道稳定的不良地质现象,EH4电磁测深法工作频率在10 Hz～100 kHz,其探测深度大,本文应用EH4电磁测深法探测埋深不同的隧道,断层勘察效果较好,探明了断层的宽度、倾向、倾角等地质要素,其探测结果可指导隧道设计并对开挖过程中的灾害进行预防和提前处理.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2012(037)005【总页数】3页(P191-193)【关键词】EH4;电磁测深法;隧道;断层【作者】胡卫群;王建军【作者单位】中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北武汉 430056;湖北省神龙地质工程勘察院,湖北武汉 430056【正文语种】中文【中图分类】U452.1+71 概述EH4电磁系统实质上是电磁测深法，是美国EMI与Geometrics公司联合研制的一种解决浅、中深度范围内地质问题的双源电磁系统，其工作频率在10 Hz～100 kHz，探测深度达800～1 200 m左右，其对断层、岩溶、采空区［1，2］等具有良好的反应。
音频大地电磁测深（EH-4）在隐伏断裂调查中的应用摘要：在隐伏地质构造调查中，常使用直流电阻率法等地球物理探测技术，但受到地形、地表低阻体等因素的干扰，常规电法勘探深度有限，而音频大地电磁测深恰好弥补常规电法这一不足。
本文以EH-4电磁成像系统为例简单介绍了音频大地电磁测深，并结合实例说明音频大地电磁测深（EH-4）在隐伏断裂调查中的应用效果。
关键词：音频大地电磁 EH-4 断裂调查前言断裂调查对地质工作都来说显得尤为重要，地质矿产调查中断裂构造往往与成矿有密切的关系，在工程勘察中断裂也会对工程建设、地质环境有着重大的影响。
在地表出露的断裂较容易识别，但多数情况下，断裂构造往往隐伏于地表几十至几百米之下，而地表之下数十米至一千米左右范围内的深度，与人类基础建设、地质开发关系密切。
多年来，音频大地电磁测深（EH-4）凭借其在隐伏断裂调查的优势特点，广泛应用于矿产勘查、地热开发、工程建设等领域，并取得了显著的地质效果。
本文简单介绍音频大地电磁测深（EH-4）的工作原理及方法技术，并以工程实例阐述了该方法在隐伏断裂中的应用。
1 音频大地电磁测深（EH-4）工作原理音频大地电磁测深属于电磁法中的一种勘探方法。
它是以地下岩土的导电性与导磁性差异为物质基础，通过观测和研究电磁场空间与时间分布，以达到探测地下地质构造、解决地质问题的目的。
EH-4电磁成像系统是一套以电磁理论为基础的大地电磁测深系统，其场源为部分可控源与天然场源相结合，采用大地电磁场的声频部分（10～100kHz）进行工作。
其理论探测深度能达到几千米，广泛应用于金属矿产、油气勘查、工程环境等各领域，是地球物理勘查技术中的重要方法。
EH-4电磁成像系统工作时观测的基本参数为正交的电场分量Ex、Ey和磁场分量Hx、Hy的时间序列，通过傅立叶变化将时间域的电磁信号变成频率域信号，最后计算视电阻率ρ：式中h勘探深度，单位为m；δ为穿透深度，单位为m；ρ为视电阻率，单位Ω.m；f为频率，单位为Hz。
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。
一、EH4是全新概念的电导率张量测量仪通常意义下的电探仪，指的是交、直流电阻率剖面仪。
这两种方式都是有源测量方式，需要向地下直接供电，而且随着测量深度加大，电极布线和供电量都不断增加，野外劳动强度大，效率低。
另一方面，尽管这两种方式都属于有源电探，但搜集到的视电阻率值都属于标量范围，对分辨地下二度体异样的走向无能为力。
大地电磁同属于电探，但它是无源测量。
利用天然电磁场，尽管幸免了大电流供电，但天然电磁场不稳固，而且某些频段先天不足，干扰强，讯号弱。
参看（图1）大地电磁场水平分量频谱展现图。
它反映了天然电磁场与人文电磁场的散布情形。
在1Hz左右，不管电场和磁场都是低谷；在1000Hz处磁场几近寂静，电场有一低谷。
在几十赫兹到104Hz范围内，人文活动的电磁场干扰专门严峻。
这些特点决定了大地电磁法只适合于搜集较低频率。
通常观测时刻长，分辨率较低，适合解决深层宏观问题。
因此尽管电探方式起源最先，几十年来，由于以上的局限性，一直阻碍它的进展。
几十年来，1000米之内，几百米上下，正是人类经济、文明活动在地壳上层最活跃的深度。
其它物探方式，如地震勘探法，自40~50年代以后都开始大展身手，而浅、中深度范围的电探那么相对孤单冷落，处于陪衬地位。
也正是这种现状激发了国内外众多的科学家和仪器制造商不断研制开发新的电探仪器，寻觅新的电探方式。
96年中下旬，由美国以研制大地电磁仪器而闻名的EMI公司和以制造高分辨率地震仪闻名的Geometrics公司联合研制出EH4。
这是全新概念的电导率张量测量仪。
它利用大地电磁的测量原理，但配置了特殊的人工电磁波发射源。
这种发射源的天线是一对十字交叉的天线，组成X、Y两个方向的磁偶极子，轻便而且只用于一般汽车电瓶供电，发射率从500Hz到100KHz，专门用来弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹周围的人文电磁干扰谐波（见图1）。
仪器用反馈式高灵敏度低噪音磁棒和特制的电极，别离接收X、Y两个方向的磁场和电场。
