[发明专利]采用瞬变电磁法和地震映像法对淘金洞进行探测的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种采用瞬变电磁法和地震映像法对淘金洞进行探测的综合物探方法，是一种高阻中找高阻异常的一种综合物探方法。

背景技术

云南金沙江中游流域常年水位线以上分布有许多淘金洞，洞径1.5m左右。由于历史久远，大部分洞口均被掩埋，淘金洞的延伸方向及分布范围都无法得知。近年，金沙江正在修建许多大型工程，而淘金洞的存在对于工程基础而言是一个安全隐患，因而，查明工程基础内淘金洞的分布情况有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为查明某水电工程基础左岸堆积体中的淘金洞分布情况，提供一种采用瞬变电磁法和地震映像法对淘金洞进行探测的综合物探方法。

本发明以工程基础已出露的一个淘金洞为实验对象，采用瞬变电磁法和地震映像法，对已知淘金洞进行了反复的试验工作。验证了方法的有效性后，再对左岸堆积台地淘金洞的分布情况进行普查。

地震映像法，是基于反射波的最佳偏移距技术发展起来的，这种方法可以利用多种地震波作为有效波来进行勘测，也可以根据探测目的要求仅采用一种特定的地震波作为有效波。

地震映像法的主要特点：数据采集速度较快，但抗干扰能力弱，勘探深度有限；地震映像法在资料解释中可以利用多种地震波的信息；在探测目的较单一、只需研究横向地质变化的情况下，地震映像法效果较好。而探测目的层较多时，不易确定最佳偏移距；由于每个记录道都采用了相同的偏移距，地震记录上的时间变化主要为地下地质的反映，这给资料解释带来极大的方便，可直接对资料进行数字解释。如频谱分析、相关分析等。

该方法最重要的就是选择合适的偏移距，在地震映像数据采集中，激发和接收距离一般称为最佳偏移距，它已不仅仅是反射波意义上的最佳，而是采集有效波的最佳偏移距，有效波可以多于一个，为了获得具有高信噪比和分辨率的地震映像记录，需要使用多道地震仪在一定的接收长度上获得剖面，分析实验剖面上各种地震波的传播规律，确定能够最好地反映探测目标的有效波的偏移距，即为最佳偏移距，要求在选择的偏移距上折射波、多组反射波、面波或其他有特征的波在实践上尽可能互相分离，信号清晰，受干扰波影响小，因为要利用尽可能多的信息、不同的条件下最佳偏移距的选择原则不同。

瞬变电磁法(TEM)是一种时间域的人工源地球物理电磁感应探测方法。其基本原理是测量强大的脉冲源(如方波的下降沿或上升沿)所感生的随时间变化的二次场。由于这些变化的二次场是脉冲源所感生的涡流场在地下扩散过程中的电磁散射场，因此包含了丰富的地电信息，通过对这些信息的提取和解释，从而达到探测地下电性介质的目的，瞬变电磁法(TEM)探测原理图见图1。

本发明的瞬变电磁法和地震映像法对淘金洞进行了探测的方法如下：

1）地震映像法：每个测试排列布置12个120Hz检波器，偏移距2.0m～8.5m，道间距0.5m，采样率0.2ms，采样点数2048；每条测线长度25m，用18磅大锤锤地进行激发，采用6次覆盖迭加技术收集讯号（多次覆盖叠加技术是指采用一定的观测系统获得对地下每个反射点多次重复观测的采集地震波讯号的方法），最后采取抽道方法（将每条测线上炮检距相同的地震道讯号抽取出来，进行重新排列）对地震波讯号进行处理，根据反射波同相轴的变化情况定性推断地质异常情况，根据反射界面上的介质速度计算深度；

2）瞬变电磁法：主要采用中心回线装置（发射线圈是大的水平线圈，接收线圈位于发射线圈中心，水平放置，不断改变发射频率，接收不同频率时的垂直磁场，根据垂直磁场与频率的关系来达到测深的目的，这种仪器加上相应的解释称中心回线装置），中心回线测深点在发射线框的中心附近，发射回线边长20×20m，面积为400m²，工作频率62.5HZ，发射电压24V，发射电流4.0A~4.5A，叠加次数120次，关断时间9μs，中心点距0.5m；通过接收被测体的反射信号，根据所测的电阻率的变化情况，判定被测体的电阻异常，通过地震映像法和瞬变电磁法的综合测试，推断被测体存在的高阻异常，根据这些高阻异常情况推断为地下空洞（淘金洞）。

高阻中找高阻异常历来是一个物探界的难题，特别对于高阻中的小体积高阻异常，本发明利用已经淘金洞进行反复试验工作，验证方法有效性后，对某电站左岸淘金洞进行普查，取得了较好的效果，并取得较好的经济效益。其中，瞬变电磁法在横向分辨率上有优势，但易出现假异常；地震映像法在深度分辨率上有优势，但其效果的准备须紧密结合地质资料，需要在不同地质条件下做多个地质剖面。两种方法相互结合有助于判断出真实异常并确定异常的中心位置。