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V8与GDP-32II的对比实验

V8与GDP-32II的对比实验


作者:周安昌
北京桔灯地球物理勘探有限公司技术顾问
中国地质科学院地球物理地球化探勘查研究所原地面电法室主任
 
.   V8GDP-32IICSAMT对比试验

1. 内蒙古西乌旗相同条件对比实验

野外施工时间:2012年4月
工作地点:内蒙古西乌穆沁旗大乌兰林场
实验装置:赤道偶极装置;AB=1400m;MN=40M;TxDis(O-O’)=7600m
实验条件:发射点相同、AB长度相同、发射电流相同、测点相同、MN距大小相同
时间:同日

施工单位:

GDP32II    北京桔灯地球物理勘探有限公司
V8          内蒙古地矿局第二地质队

实验地点地质环境:大乌兰林场Line1线跨越花岗岩与变质岩接触带,接触带内存在含少量黄铁矿的炭质岩。

(1) 多个测点的卡尼亚电阻率和阻抗相位比较

1) 位于测线左侧花岗岩上方的380点

i)图1  380点GDP-32II的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 
ii)图2  380点V8的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 

2) 位于测线中部偏左,其下深部存在低阻地质体的400号点

i)图3  400点GDP-32II卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 
ii)图4  400点V8的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 
 
3) 位于测线右侧的变质岩上的820点

i)图5  820点GDP-32II的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线
 

ii) 图6  820点V8的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线
 


从LINE1线上3个测点的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线对比表明,GDP-32II虽然频点密度比V8的低,有时离差也较大,但是它的卡尼亚电阻率与阻抗相位的特征点都有较好的对应关系。V8虽然频点密,曲线显得相当圆滑,又称是24位机,而GDP是16位,但是结果表明V8没有获得比GDP更高的层分辨能力,且其卡尼亚电阻率与阻抗相位常常没有好的对应关系。此外,虽然V8的高频频率最高频率为9600Hz,但是,当其频率等于和高于4096Hz以上时,它的卡尼亚电阻率和阻抗相位值都出现随着频率升高而降低的现象,甚至阻抗相位出现负值,这表明V8高于4096Hz的数据多不可用。此外,820点位于变质岩区,GDP-32II的卡尼亚电阻率和阻抗相位都显示其很快就出现过渡区低谷和进入近区,V8则因高频的卡尼亚电阻率和阻抗相位值随频率升高而降低导致过渡区低谷被掩盖和何时进入近区难以判断。

(2)图7  LINE1线卡尼亚电阻率和阻抗相位剖面

左上:GDP-32II卡尼亚电阻率剖面
左下:GDP-32II阻抗相位剖面
右上:V8卡尼亚电阻率剖面
右下:V8阻抗相位剖面

 

从LINE1的卡尼亚电阻率剖面可知,GDP-32II高频段为高阻低相位,它与当地地表裸露花岗岩或变质岩相一致。V8高频段出现低阻和负阻抗相位,这与当地的地质情况不符。

(3)图8  LINE1线GDP-32II数据二维反演电阻率剖面



ZK-37钻孔揭露情况为,海拔1300米以上是高阻白色细粒花岗岩,1300-1100米是低阻的矿化炭质岩,1100米以下是高阻的花岗岩。使用ZONGE公司的scs2d程序对Line1线数据进行二维反演,结果与实际地质情况基本吻合。
 
2.广东云浮大降坪硫铁矿16线 GDP-32IIV8实测结果比较

注:实测数据和地质资料均由广东地球物理勘察院提供
野外施工时间:2012年7月
工作地点:广东云浮大降坪硫铁矿
实验装置,赤道偶极:AB=1457m;MN=40m;TxDis(O-O’)=6795m
实验条件:V8和GDP-32II均使用发射点相同、AB长度相同、发射电流相同、测点相同、MN距大小相同。
实验时间:同日

1)卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线对比
a) 位于测线左侧的变质石英砂岩上的430点。
i)图9  430点GDP-32II的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 
 
由图可以看出GDP-32II 430点的卡尼亚电阻率和阻抗相位对应较好,并有明显的过渡区和近区。
ii)图10   430点V8的高频卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 
 
V8低频段的阻抗相位无明显的近区特征,过渡区与远区也很难介定。4096Hz以上高频段的阻抗相位出现随频率升而降低的现象。

b) 位于测线中部接近矿体上延部位上方的494点。
i) 图11  494点GDP-32II卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 

由图可以看出,GDP-32II 494点的卡尼亚电阻率与阻抗相位曲线有很好的对应关系,低频段的过渡区低谷和近区特征突出,中频段的低阻高相位,突出其浅部受近矿体围岩低阻蚀变体影响。

ii)图12   494点V8的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 
V8的494点低频段的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线均无近区表现,高频段的卡尼亚电阻率和阻抗相位均随频率升高而降低。

c) 位于测线中部矿体上的498点。
i) 图13  498点GDP-32II卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线
 
 
 
GDP-32II 498点的卡尼亚电阻率与阻抗相位曲线有很好的对应关系,中频段低阻高相位相关关系好,进入低频段过渡区低谷和近区特征突出。

ii) 图14  498点V8的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 
 
V8的498点自4096Hz往下卡尼亚电阻率一路往下下降,阻抗相位值始终高于π/4,它们的这些表现说明与低阻矿体关系不明确,其结果能说明什么,令人难以置信。

d) 位于测线中部低阻矿体中心部位的510点。
i)图15  510点GDP-32II卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 
 
GDP-32II 510点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线,高频向中频卡尼亚电阻率迅速下降,阻抗相位处于高值,它们显示了测点下方较浅就有低阻体存在,突出了它与矿体的相关关系,低频段出现渡区低谷和进入近区。
ii)图16   510点V8的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 

V8的510点6400Hz以上的卡尼亚电阻率和阻抗相位值均随频率升高而降低,性质和498点相近,自5120Hz至8Hz卡尼亚电阻率一路下降,6.667Hz至1Hz又无明显变化,说明根据此点的卡尼亚电阻率和阻抗相位很难确认低阻体的状态。

图17  LineZ16跨越地段的地质剖面

 

图18  LineZ16卡尼亚电阻率剖面和阻抗相位剖面
                              左上图GDP-32II卡尼亚电阻率剖面                                 右上图V8卡尼亚电阻率剖面

                                 左下图GDP-32I阻抗相位剖面                                           右下图V8阻抗相位剖面
 


GDP-32II在430点至482点位于高阻围岩上方,过渡区低谷后和迅速进入近区;482点至486点受矿化蚀变体的影响,进入过渡区前出现高相位异常,说明有低阻体出现,且近区频点下移;502点至530点不大深处出现低阻高相位异常,说明此处有厚大的低阻体存在;534点至538点低阻高相位异常消失,表明它们已离开低阻地质体。

V8  430点至482点的卡尼亚电阻率和阻抗相位虽然对地处高阻环境有所显示,但何时算是进入过渡区表现得并不确切;502点至530点的卡尼亚电阻率低阻异常中心下移,阻抗相位异常分别出现在深、浅两处,它们对该处地下低阻地质体的埋深和规模难以判断。

图19  LineZ16二维反演电阻率剖面

                     左图 GDP-32II反演结果                                          右图  V8反演结果
 

由图19可知,GDP-32II的反演结果与实际地质情况比较一致,V8的反演结果与实际地质情况相差甚远,V8的低阻异常出现在比低阻矿体大得多的深度,而在矿体对应深度反而出现高阻。

CSAMT实验小结:通过内蒙古西乌穆沁旗大乌兰林场和广东云浮大降坪硫铁矿的实验对比结果表明,GDP-32II虽然频点密度比V8的低,有时离差也较大,但是它的卡尼亚电阻率与阻抗相位的特征点都有较好的对应关系。V8虽然频点密,曲线显得相当圆滑,但是V8没有获得比GDP更高的层分辨能力。此外,V8的高频频率比GDP-32II的高,但是其频率等于和高于4096Hz以上时的卡尼亚电阻率和阻抗相位值都出现随频率升高而降低的,甚至阻抗相位出现负值,这表明V8的高于4096Hz的数据不可用。当中浅部存在低阻地质体时,V8的卡尼亚电阻率值始终是降低,因而不能对低阻地质体进行较好的描述,也不能获得低阻体下方电性体的有效信息。
 
二.  GDP-32II与V8的AMT对比实验

说明:实验是GDP-32II和V8在同地点同时间进行测量的,实验由核工业航测遥感中心完成。数据未做任何特殊编辑处理。图件及相关文字说明由周安昌完成。


图20  GDP-32II的0点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 
GDP-32II的0号点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线比较圆滑,异常特征点有很好的对应关系,根据它们就可做出多层体定性解析,连10Hz段的高阻薄层都有表述。


图21   V8的0点的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线



V8的1KHz段数据缺失,数10Hz至100Hz段数据出现脱节,低于5Hz受噪音影响,数据很难利用。


图22  GDP-32II的50点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线
 

GDP-32II的50号点的卡尼亚电阻率和阻抗相位数据虽然显得离差大,但仍然不失曲线的连续性和分层能力。


图23   V8的50点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线



V8的50号点除1Hz以下失去可用性外,其余频点显得十分圆滑,但1Hz~1KHz段的卡尼亚电阻率表现为斜线上升,阻抗相位表现为斜线下降,分层能力差。


图24  GDP-32II的150点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线


GDP-32II的150号点的卡尼亚电阻率和阻抗相位数据也显得离差大些,但仍然不失曲线的连续性和分层能力。


图25  V8的150点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 

V8的150号点低于数Hz的十余个频点受噪音影响数据脱节和凌乱外,50Hz附近亦受噪音干扰,其它频段虽然曲线连续性好,但分层能力差。

图26  GDP-32II的200点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线


GDP-32II的200号点的卡尼亚电阻率和阻抗相位数据连续性好,特征点对应也很好,表现了多层曲线特征。

图27  V8的200点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线



V8的200点自50Hz~1KHz的卡尼亚电阻率数据都比较凌乱,1Hz以下的相邻频点存在蹦跳。此外,其卡尼亚电阻率和阻抗相位都表现出5个频点一组5个频点一组的分段取样相互不连续现象,曲线分层能力差。


图28  GDP-32II的250点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线


GDP-32II的250号点的卡尼亚电阻率和阻抗相位数据即使有时离差大,但是,其连续性都表现得很好,特征点对应得也很好,数据曲线显示出多层电性结构特征,甚至中、低频段对薄层也有明显显示。


图29  V8的250点卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线

 

V8的250点的除低于1Hz的数据显得凌乱外,50Hz附近受工频干扰数据上下蹦跳,其它频段的曲线显得相当光滑,但它们缺少分层能力。

AMT实验小结:上述5个AMT测点的对比结果表明,尽管GDP-32II的密度小,一个级次8个频点,但是其卡尼亚电阻率曲线和阻抗相位曲线的连续性都表现得不错,特征点的对应也好,分层效果明显,中、低频段亦如此。V8频点的密度虽然比GDP大,一个级次13个频点和多数情况下曲线光滑,但是,无论卡尼亚电阻率还是阻抗相位都缺少分层能力。此外,V8的低频数据不好和有时受工频干扰影响大,个别测点出现分段取样的段与段之间不连续。

三.  GDP-32II与V8的CSAMT和AMT对比实验总结

由于GDP-32II内置多种滤波器,包括四点贝塞尔去假频滤波器、四级陷频滤波器、工频滤波器(50/150/250/350/450Hz)和数字大地电流滤波器,故具有很强的抗干扰能力;GDP-32II的CSAMT测量采用单个频点测量,既可逐个频点测量,又可选定某些干扰大的频点进行重复多次测量,还可指定测量的叠加次数来压制干扰,即使在强干扰地区,如大中城市市区和工矿区等干扰大的地方也能取好的效果。GDP-32II采用截对相位测量,故受干扰的影响相对小,高频段更显优越。

对比实验结果表明,无论是CSAMT测量,还是AMT测量,GDP-32II的结果都优于V8。
 
附录

城市等强干扰环境的CSAMT测量三原则:

一.使用GDP-32II接收机盖板上的表头进行监控,表头摆动小时迅速取数,表头摆动大时千万不要取数。
二.采用单频点逐个频点测量,而不使用系列测量方式进行测量。
三.强调少叠加多次重复测量。既需要有足够多的叠加次数压制随机干扰,又需要用尽可能多的重复测量次数减少偶然干扰的影响。一般叠加次数设定在测量频率的2倍以上,重复测量的测量次数最好不少于10次。

参考文件:
1. 周安昌城市等特殊干扰环境下的CSAMT测量
2. CSAMT测量的多种干扰与应对