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摘要：为了解决当前社会存在的能源短缺问题，实现能源和环境的有效保护，在实际发展过程中需要对更多清洁可再生能源进行开发和利用，其中对地热资源的开发和使用非常关键。基于此，本文首先针对地热资源开发利用的重要性进行阐述，并且提出可控源音频大地电磁法（CSAMT）在地热资源调查工作的应用，保证地热资源的调查质量和效率，希望可以为相关工作人员提供参考和借鉴。

关键词：地热资源；调查；可控源音频大地电磁法；应用

地热资源是一种新型清洁能源，随着人们对环境保护意识的增强，对地热资源的开发利用日益受到重视。在地热资源调查工作中，采用地球物理勘探方法进行勘查评价，是地热资源开发利用的前提条件，因此物探技术方法的选择是地热资源调查工作的关键。电法勘探方法在地热资源调查工作中具有快速、直接、高效、经济等优点，但受到电性差异、观测深度等因素的限制，往往不能直接获取地下地质结构信息。可控源音频大地电磁法（CSAMT）具有工作效率高、观测深度大、观测精度高等特点，在地热资源调查工作中得到广泛应用。

1可控源音频大地电磁法CSAMT工作原理

可控源声频大地电磁法（CSAMT）是一种基于声频大地电磁法（AMT）的人工声频探测方法，该方法以地心振极子或地心绕组为人造声源，利用声频激发出可调电磁波，实现对目标的探测。在 CSAMT探测中，由于构造电磁探测需要对地表进行观测，因此，对地表磁场的研究多集中于由均匀的半空间点源或磁偶极子引起的地表磁场。从场论可以看出，偶极天线所产生的电磁波，其实是向四面八方辐射的（图1），根据波的传播路径，可以分为天波、地面波和地层波。在空中的电磁波的波长是 c/Fw （c为光的速度， Fw为频率），在地面上的波长是（107/（Fw sigma 1））1/2。因为在地下电磁波的波长比空气中的波长要小得多，所以，沿着地表传播的地面波（以S0代表）和直接在地中传播的地层波（以S1代表），在某一时刻 t，因为波程不同，会在地面附近形成一个接近于水平的波前面，从而导致一个近乎垂直向下传播的 S*波，也就是近似的水平极化平面波。S0波、S1波、 S*波等地震波都会与地下岩层产生相互作用，并将这些相互作用的结果反馈到地表观测站。

2可控源音频大地电磁法（CSAMT）在地热资源调查工作的应用策略分析

2.1 CSAMT大地电磁测深数据采集

2.1.1野外施工

在每一个工作区域中，都要进行电场来源的选择，通过试验，在本勘查区中，选择最适合电场来源的地点，以便在满足探测条件下，尽可能地提供较大的电流，以提高信号的信噪比等，为现场资料的质量奠定基础。

2.1.2发射点及收发距选择

为了选择合理的收发距和发射偶极的位置，本物探组与工区的实际情况相结合，在发射点 AB处挖了一个深坑，以当地地形地貌及地质概况为依据，供电偶极距 AB选择940 m供电， AB方向误差小于2°。供电 A、 B电极采用1 m*2 m的铝板作为供电电极，埋上4块，埋入地下0.5 m深，并浇灌盐水，以保证接地条件良好，减小接地电阻。结合探测区的地貌和地质特征，选择一种向外传输距离约8.5公里的电偶极子，其输出电流在15 A以下，发送时接收到10 u-200u以上，具有良好的电源性能。A、B电极的配置应避免高压电线，避免矿井（洞）顶，避免地下管线，避免河流和河流，避免与断层相平行的结构。

2.1.2磁棒布置技术

磁棒与前置放大器之间的距离超过5m，要排除人为因素的影响，将两个磁棒埋入地面，以确保其稳定，使用罗盘进行定向，使 HX、HY两个磁棒相互垂直，误差控制在，并且是水平的，工作人员应与磁条保持5m以上的距离，并尽可能将磁条放置在远离房屋、电线和大树的地方。

2.1.3频率段选择

CSAMT方法所测得的所有资料在理论上都是可用的，但受限于当前的资料处理技术，过渡区和近区的资料无法进行运算，近区的资料太多会造成不必要的工作量，因此选择适当的频带，才能在确保数据可靠性的同时，大大提高工作效率。以探测目的层的深度要求和设计要求为依据，本次选取了0.125～8192 Hz来进行实地测量，在进行数据处理的时候，通常情况下，可以在16 Hz以上进行反演，反演结果可以达到2000m左右，最后成图深度为1000m左右。

2.1.4仪器通道稳定性试验

一致性检验就是对GDP-32测试仪中多条线路的运行情况进行检验。在开始工作之前对3个站点的仪器设备进行了一致性检验，确保了多个站点的观测数据的可靠性，同时也确保了全测区的数据质量。下图为该GDP-32仪器的6个通道的测量电位和相位的一致性对比图2：

根据仪器的六个通道的测量电位和相位一致性对比图可以看出，该仪器的一致性与相关规范的要求相一致，可以满足本次勘探工作的技术要求。

2.1.5接收装置布设

沿测线方向布置接收偶极MN；MN金属丝应紧贴地面，以免被风吹拂而摇摆，造成电磁干扰。MN电极的接地电阻通常都在2KΩ以下，如果是在基岩裸露的区域，可以进行适当的放松，但要确保大多数测点不能超过10KΩ。在工作中MN电极不能埋设在流水、污水或废石堆上，也不能在极坑中留下砂砾等杂物；当地面干燥时要预先浇透水，以降低地面的电阻；在测试点暴露的岩石上，要用湿润的土壤充填，并且要保证电极的基座和湿润的土壤有良好的接触。在遇到如人造导线、金属栅栏、管道、电力线、无线电发射塔、铁路、钻井、公路等都要进行适当的调整，以减少对人的影响。磁针的放置要与大北角垂直，并使用林间指南针进行定位，方位误差不能超过2°；磁性探针必须平放，为了减少测量结果的偏差，必须用40cm以上的标尺进行标定；磁性探针必须与地面紧密相连，或者用特殊的非金属材质支撑，如遇有强风天气，为防止振动引起噪音，可将磁针埋在地下。

2.2干扰源调查

在 CSAMT EEM中，资料品质的优劣对获得理想的地质成果至关重要，而资料品质的优劣很大程度上决定了资料品质的优劣。测线1350-1450以上有高压电线穿越，可能会对测量资料的采集造成影响，所以在施工过程中，我们使用了50Hz的电位槽。

2.3 数据采集质量保证措施

除了要严格遵守有关规定，还应特别注意下列事项：1）在每一次工作之前，都要先对仪表做一次同步调试，以保证发送和接收的信号在同一时刻；2）在开始工作之前，要对每一对电偶极的极差进行检查，当极差超过2mV时，就不能在工作中使用，并要对各个电极进行最优组合，以保证接受电偶极的容器的极差在2mV以下。在完成工作后，应及时对每一对电偶极作短路处理；3）当有风或其他外部噪音干扰时，应将磁探头和连接电缆挖入地底，以保证磁条工作在最好的条件下；4）在实际工作中，应尽可能避免在水泥路面、下水道、流水、垃圾堆等处放置，以减少静力效应、极化、接地不良等因素对测量结果的影响；5）确保信号的稳定性和信噪比的改善。为 AB电极提供电源时，电极坑的深度不能超过0.5m，并用泥土将电极埋入并多浇入盐水，以增加电源电流；对受电电极应埋得很深，并用盐水浇灌，以减小接地电阻；6）为了确保数据的准确性和可靠性，需要对数据进行多次的重复观察。

2.4安全施工措施

1）在开工之前，对电源线路进行漏电检测，如有破损或断裂，立即进行修补或更换，并在连接部位用高电压绝缘胶带包扎；2）在山区穿越高压线，收放电线时，切勿将电线甩动，也切勿拿长物体，以免造成高电压造成电击。在村庄、路口A、B电极及线缆通过的障碍部位，设置明确的高电压警告牌，并安排人员进行巡逻和警戒；3）发送器操作者在向发送器提供电源之前，应认真检查发送器电路，在确定线路正确，通讯畅通，接地状况良好后，才能向发送器发出电源命令，并在确定所有的员工都已离开 A， B电极后，才能进行电源供应；4）在电力供应过程中，操作者要对发射器和辅助装置进行严密的监护，确保它们在正常的工作条件下，并在任何情况下对发生的故障进行处理；在变换频率点和电压档位之前，需要先退出发送模式；当需要人工调整发送器的输出电流时，调整要平缓；在离开点火状态之前，一定要拧紧输出电流调整按钮；5）在发电机运转过程中，不允许再加燃料；6）当电源导线，发送控制器电缆，发送器电源输入电缆被连接或拆卸时，确定发送器是否处于关闭状态；7）在移动式测试台之前，或一天工作完成之后，在没有接到发送器操作人员切断电源的明确指示之前，不得有任何人员与电源导线及电源电极相接触，以保证人员的安全。

3调查成果评价

参考《电性可控源音频大地电磁法技术规程》（DD200X-XX）（征求意见稿）中关于检测点到被检测点的全频率（0.125Hz-8192Hz-1192hz-1v）的视电阻率。在每一个测点，每一个频率，都进行了3个数据块的测量，其中有7个检查点，总共有96个，占到了全区观测点总数的7.29%，数据结果是稳定的，可以满足采集的要求。本次只有一条剖面，长度1900m，点距20m，总点数96个，数据处理过程中通过初步分析发现，所有数据都是在远区测量。经过对视电阻率、频率二维反演，测线的二维反演结果及解译如图2反演结果，整个测区可控源的所有图件色标统一，由低到高的反演颜色由蓝色逐渐变为红色，蓝色表示低阻，红色表示高阻，推测断层或接触带用红色虚线表示。剖面上横坐标为测量点，纵深度为反演深度。推测从左到右为白垩系的砂岩和花岗岩体。剖面最大电阻率8300欧姆每米，最小电阻率为10欧姆每米。推测本条测线存在1条断裂带或地层接触带F，倾向朝小号方向（即：倾向西北）产状60°左右，其产状变化不大，出露点在测线1200号点附近。

4结语：

综上所述，可控源音频大地电磁法（CSAMT）是以研究地下地质体的电性分布规律为目的而发展起来的一种新的勘探方法，具有对地下地质体定位准确、对电性结构反映敏感、勘探精度高等特点，目前已在地热资源调查中得到广泛应用。

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作者简介：彭杰（1989.02.04-），男，汉，湖南邵东，本科，主研究方向：地球物理勘查。