代县盆地可控音频大地电磁浅层电性结构探测.pdf

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1、第33卷第4期地震地质V01．33．No．42011年12月SEISM0L0GYANDGE0L0GYDec．．2011doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2011．04．016代县盆地可控音频大地电磁浅层电性结构探测王立凤陈小斌赵国泽詹艳汤吉(中国地震局地质研究所，北京100029)摘要为研究代县盆地及其断裂的空间展布以及深部的延展情况，东南跨过五台山北麓断裂带，西北至恒山山前黄土丘陵区，布置了一条NW向穿过代县盆地的可控音频大地电磁(CSAMT)测深剖面，全长12．55km。共完成可控源音频大地

2、电磁测点246个，观测频率为8533．333—1．333333Hz。视电阻率、相位曲线具有明显的分段特征，每段内测点的曲线形态和视电阻率值变化不大，其分段与地貌特征有很好的对应关系。采用NLCG二维反演方法对该剖面进行了反演，获得该测区1km以上范围内的电性剖面。沿剖面自西向东可以划分出6个电性分区，电性边界带与五台山北麓断裂和恒山南麓断裂对应得很好。结果显示，五台山北麓断裂带由一组北倾的正断裂组成，呈阶梯状逐渐下降，倾向代县盆地；剖面没有完全通过恒山南麓断裂带，揭示了部分断裂带的特征，在薄层的低阻洪积物之下，断裂的下

3、盘为高阻基岩，上盘为低阻冲洪积物，倾向SE；此外还发现代县盆地横向上与地貌相呼应，具有非均匀性，洪积倾斜平原下电阻率较低，冲积平原下电阻率稍大。CSAMT在代县盆地应用的结果表明，CSAMT法能给出断裂的构造位置、倾向以及发育规模等信息，为活动断裂探测提供可靠的基础资料。关键词可控音频大地电磁电性结构断裂代县盆地中图分类号：P631．325文献标识码：A文章编号：0253—4967(2011)04—0928—100引言可控源音频大地电磁法(ConrolledSourceAudio一~equencyMagnetotell

4、urics，简称CSAMT)，是用地面的电偶极子或水平线圈作为可控的人工电磁波信号源(发射源)，在一定区域范围内接受由发射源产生的不同频率的电磁波信号，从而达到测深的目的。在远区测量相互正交的电、磁场切向分量，并计算视电阻率，在此种情况下数据处理解释方法与AMT法或者MT法一致(朴化荣，1990；何继善，1990；石昆法，1999)。CSAMT法的场源信号强度和频率都是可控的，因此，它具有抗干扰能力强、受地形条件限制小、工作效率高等特点。自20世纪70年代中期起，CSAMT法得到实际应用，特别是自80年代以来，随着仪器

5、和解释应用软件的发展，它在寻找地下水、油气等矿产资源勘探、地热探查、环境和工程勘探中起到了重要的作用(Whiteeta1．，2000；底青云等，2002；Pederseneta1．，2005；柳建新等，2008；安志国等，2008；龙作元等，2009；张家德等，2009)。此外，它在活断层探测中也取得了很好的效果(李帝铨等，2008，2010；董泽义等，2010；Ascheta1．，2011)。在地震行业科研专项“中国地震活动断层综合探察(I)：华北构造区”的支持下，我们在[收稿日期]2011—10—25收稿，2011

6、—11—30改回。[基金项目]地震行业科研专项“中国地震活动断层探察一华北构造区”(200908o01)资助。930地震地质5775、5825、5875和5925等4个测点无法测112．99。113．03。113．07。量。两12475赤土沟1．3野外观测装置以及参数设置11175l本次野外施工采用标量CSAMT数据采O10475水峪E75集方式，观测装置示意图如图4。数据采集侣8225系统由V8多功能接收机(简称V8盒子)和77s~b645o上磨e§475RXU-3E辅助站组成；发射系统由30kVA⋯：53．的多功能

7、发射机TXU一30、控制器RXU—TMR⋯以及30kW的发电机组成。辅助设备还有凤307975)凰公司生产的AMT一30磁探头(频率范围从：。f；$10000Hz至0．1Hz)和不极化电极。7750lkr‘◇CS^MT测F庄0为了满足CSAMT远场观测，同时又能／保证获得高信噪比资料，在施工之前，反复试验确定收发距、发射偶极的长度、发射电图3L1测线测点分布图Fig．3Thesketchmapshowingthelocation流和发射信号频率范围等相关工作参数。oftheCSAMTsitesandtheCSAMTli

8、nesegment为了获得尽量深的地下结构，选择尽量低的观测频率进行观测，最终选择的频率为8533．333～1．333333Hz。CSAMT法的有效探测深度既受频率的控制又受地下电阻率的限制，如使用远场解释方法，其收发距R也影响探测深度。为了尽量满足远场观测条件(图4)，最终选定为15km，AB长3．2kin，确保从地表到地下1k