航電三頻補(bǔ)償式航電系統(tǒng)在內(nèi)蒙古二連浩特東烏旗地區(qū)的應(yīng)用

0航空s應(yīng)用于大面積地質(zhì)填圖航空視障錄制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了20多年。在區(qū)分鹽和淡水、跟蹤和劃分地層方面，它具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但航空航天航天航天航天航天航天航天航天航天航天填圖技術(shù)很少。作者在本文利用內(nèi)蒙古自治區(qū)二連浩特～東烏旗地區(qū)1∶50000航空電磁測(cè)量結(jié)果,進(jìn)行視電阻率巖性構(gòu)造填圖,取得了57000km2范圍內(nèi)視電阻率填圖試驗(yàn)研究成果,對(duì)航空ρs填圖應(yīng)用進(jìn)行了有益的嘗試。1航空視電阻率轉(zhuǎn)換方法航電記錄是用一次場(chǎng)歸一化的二次磁場(chǎng),以10-6表示。這種數(shù)據(jù)直接反映了電磁響應(yīng)的大小,間接反映了巖石、礦石的電性特征,但電法勘探多采用視電阻率來(lái)評(píng)價(jià)介質(zhì)的電性。按照均勻大地半空間導(dǎo)出的電阻率測(cè)量公式,對(duì)非均勻介質(zhì)實(shí)測(cè)結(jié)果所計(jì)算的電阻率稱視電阻率,它是一種在有效探測(cè)深度范圍內(nèi)各層巖石電阻率的綜合效應(yīng),其數(shù)值與電阻率的空間分布、裝置形式等有關(guān)。HDY-402型航電系統(tǒng),收～發(fā)線圈配置采用垂直共面方式。因發(fā)射線圈尺寸(相對(duì)大地而言)很小,可用水平磁偶極子表示。均勻半空間歸一化的二次響應(yīng)理論公式為:Hr=?r2∫0∞λ?u1λ+u1e?2λhλJ1(λr)dλΗr=-r2∫0∞λ-u1λ+u1e-2λhλJ1(λr)dλu1≈λ2+iωμ1σ1??????????√=λ2+iωμ1/ρ1???????????√u1≈λ2+iωμ1σ1=λ2+iωμ1/ρ1其中h為偶極子距地面高度;r=x2+y2??????√r=x2+y2,為收發(fā)距;u1為磁導(dǎo)率。所以,視電阻率可表示為ρs=f(Hx,ω,K)這里,K為裝置系數(shù),與系統(tǒng)收發(fā)距、飛行高度相關(guān)。同樣,航空視電阻率也是被一次場(chǎng)歸一化的一個(gè)電性參量,是系統(tǒng)裝置系數(shù)和發(fā)射頻率的函數(shù)。顯然,如果實(shí)際大地為均勻介質(zhì),則ρs=ρ1。當(dāng)大地介質(zhì)不均勻時(shí),ρs能反映出地下不均勻體的位置和電阻率的相對(duì)高低等信息。用視電阻率比用電磁響應(yīng)更直觀,而且可以克服電磁響應(yīng)直接解釋時(shí)的某些缺點(diǎn)。當(dāng)?shù)叵掠卸喾N電阻率不同的地質(zhì)體存在時(shí),視電阻率值是在高頻、中頻、低頻有效探測(cè)深度范圍內(nèi),所有地質(zhì)體電性特征的綜合反映。因此,可以利用三個(gè)頻率反演的視電阻率的分布特征來(lái)研究相應(yīng)深度內(nèi)地質(zhì)斷面的電性特征,據(jù)此進(jìn)行地質(zhì)解釋。在地面直流電法測(cè)量時(shí),電極接地。在地面電磁法測(cè)量時(shí),也可以準(zhǔn)確控制發(fā)射和接收儀器的高度,其高差為零米或一兩米之間,由高度變化引起的視電阻率變化可忽略不計(jì)。而航空電磁法則不同,飛機(jī)的飛行高度隨地形高差變化不能準(zhǔn)確控制。在進(jìn)行視電阻率轉(zhuǎn)換時(shí),實(shí)分量、虛分量和飛行高度,都可以參與計(jì)算,造成參數(shù)多于電阻率轉(zhuǎn)換所需參數(shù),因此,利用不同的參量組合,便可產(chǎn)生出不同的視電阻率轉(zhuǎn)換方法,應(yīng)根據(jù)不同的地電條件加以選擇利用。在傳統(tǒng)上,航空電磁法多是利用實(shí)分量、虛分量來(lái)計(jì)算視電阻率,而實(shí)分量、虛分量法計(jì)算得到的視飛行高度,對(duì)研究地質(zhì)體的視埋深是很有意義的。求解航空視電阻率的過(guò)程,實(shí)際上就是以均勻大地為模型的一維反演,一般情況都能夠得到穩(wěn)定的解。在實(shí)際應(yīng)用中,編制成列線圖或相位矢量圖(即解釋量板),用計(jì)算機(jī)插值求解視電阻率和視飛行高度,詳見(jiàn)圖1。由于頻率域航空電磁系統(tǒng)是測(cè)量地下地質(zhì)體電磁感應(yīng)的二次磁場(chǎng),其異常幅值與距離的3次方～5次方成反比,因此,在飛行測(cè)量中,航高不斷變化對(duì)航空電磁場(chǎng)影響很大。此外,不同航空電磁系統(tǒng)對(duì)大地響應(yīng)性狀彼此差異甚大,不利于研究對(duì)比。若通過(guò)ρs反演計(jì)算技術(shù),把測(cè)量到的航空電磁場(chǎng)信號(hào),轉(zhuǎn)換成反映地下地質(zhì)體電性特征的ρs值,即可反映出地下巖石電性分布特征。由此可見(jiàn),將電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成視電阻率的主要作用在于:①消除飛行高度變化的影響,使解釋參量簡(jiǎn)化;②電阻率是反映巖(礦)石電性的一個(gè)特征參量,與地下地質(zhì)體對(duì)應(yīng)關(guān)系更直接、更直觀,便于地質(zhì)解釋。2航空s率下的巖性構(gòu)造填圖研究區(qū)位于內(nèi)蒙古二連浩特～東烏旗一帶,面積約57000km2。區(qū)內(nèi)地層以新生代最為發(fā)育,占全區(qū)面積三分之二以上;其次為上古生界泥盆系、石炭系、二疊系和中生界侏羅系沉積含煤碎屑巖,以及陸相火山巖、火山碎屑巖,下古生界及前古生界小范圍零星分布。在研究區(qū)中,西部石炭紀(jì)～二疊紀(jì)中酸性侵入巖發(fā)育,主要巖性為花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖;東部侏羅紀(jì)中酸性巖漿巖發(fā)育,呈巖基大面積出露于東烏旗以北、以西地區(qū),以花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖為主?；鹕綆r以古生代、中生代中酸性火山熔巖、凝灰?guī)r為主,白堊紀(jì)晚期玄武巖、第三紀(jì)安山玄武巖及第四紀(jì)更新統(tǒng)玄武巖呈大片分布。研究區(qū)線性構(gòu)造以北東～北東東向區(qū)域斷裂為主,而北西、近東西向構(gòu)造為派生次級(jí)斷裂。根據(jù)區(qū)內(nèi)收集的電性資料表明,不同時(shí)代的中酸性巖漿巖電阻率多為n×102Ω·m～n×103Ω·m,沉積巖中灰?guī)r、砂礫巖等電阻率為n×103Ω·m,砂巖、粉砂巖等電阻率為n×102Ω·m,第三系-白堊系泥巖、粉砂巖、砂巖等電阻率一般為n×10Ω·m或更低,變質(zhì)巖類電阻率一般為n×103Ω·m(炭質(zhì)板巖除外),礦石類電阻率多在n×100Ω·m～n×102Ω·m,構(gòu)造蝕變帶、斷裂破碎帶因充水,電阻率一般為n×10Ω·m～n×102Ω·m。由此可知,在該區(qū)進(jìn)行航空ρs率巖性構(gòu)造填圖,具較好的應(yīng)用前提。本次巖性構(gòu)造填圖是以1∶200000地質(zhì)圖為先驗(yàn)前提,以1∶200000高頻(8333Hz)視電阻率(Hρs)等值線圖為依據(jù),圈定區(qū)內(nèi)中酸性巖體、地層、線性構(gòu)造和土壤鹽漬化的分布范圍等,從而編制1∶200000巖性構(gòu)造略圖。根據(jù)綜合研究結(jié)果,其巖性構(gòu)造填圖的主要解譯標(biāo)志如下:(1)基巖出露區(qū)標(biāo)志。研究區(qū)的基巖系指華力西期、印支期和燕山期的中酸性巖體及元古界、古生界等巖系。視電阻率圖表明,上述基巖出露區(qū)的視電阻率均大于100Ω·m。而ρs值突變則反映地質(zhì)體的邊界,這種突變帶在ρs剖面平面圖上表現(xiàn)為梯度帶,在等值線平面圖上表現(xiàn)為等值線密集帶。故本區(qū)主要以Hρs100Ω·m等值線為基巖出露區(qū)之邊界標(biāo)志(見(jiàn)圖2及圖3)。但在地形低洼鹽漬化區(qū)域內(nèi),由于電磁法本身的趨膚效應(yīng),電阻率明顯減小,結(jié)合地形地貌分析,在此類區(qū)域中,中酸性巖體是以Hρs50Ω·m等值線為解譯標(biāo)志。(2)隱伏中酸性巖體標(biāo)志。在1∶200000地質(zhì)圖上為新生代地層(低阻體)覆蓋區(qū),即在ρs值小于100Ω·m的區(qū)域背景上,局部地段呈現(xiàn)出ρs值大于100Ω·m的電性分布特征,此乃隱伏巖體存在的主要解譯標(biāo)志(見(jiàn)圖4及圖5)。(3)低阻覆蓋區(qū)標(biāo)志。在Hρs平面等值線圖上,ρs小于100Ω·m的區(qū)域表現(xiàn)為低阻覆蓋區(qū),即為解譯白堊系、第三系、第四系覆蓋區(qū)的解譯標(biāo)志。(4)斷裂構(gòu)造標(biāo)志。通常,斷裂破碎帶一般充水填泥,或呈線性溝谷帶展布,其電性標(biāo)志表現(xiàn)為ρs線性低阻帶,或串珠狀低阻帶(見(jiàn)圖6、圖7)。(5)咸水體、土壤鹽漬化標(biāo)志。干旱、半干旱區(qū)的內(nèi)陸湖泊均為咸水體,在電性上具良導(dǎo)特性,其ρs一般小于10Ω·m;鹽漬化土亦表現(xiàn)為低阻～良導(dǎo)電性特征。因此,在低阻覆蓋區(qū)內(nèi)ρs小于10Ω·m分布區(qū),即為咸水體、鹽漬化土的解譯標(biāo)志(見(jiàn)圖8和圖9)。依據(jù)上述解譯標(biāo)志,研編了1∶200000二連浩特～東烏旗地區(qū)巖性構(gòu)造略圖(如下頁(yè)圖10為查干敖包～呼和敖包特地區(qū)視電阻率巖性構(gòu)造略圖)。3研究區(qū)地質(zhì)意義在二連浩特～東烏旗地區(qū)的航空ρs填圖結(jié)果表明,在劃分地層、圈定巖體、追蹤斷裂破碎帶等方面,與1∶200000地質(zhì)圖有較好的一致性,這說(shuō)明填圖方法有效。同時(shí),在淺覆蓋層下發(fā)現(xiàn)了一些隱伏中酸性巖體、地層等新的重要地質(zhì)