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CSAMT方法在铁路隧道勘探中的应用 夏训银1王身龙1王洪生1严良俊2吴丹1 (1.天津华北地质勘查局3001812.长江大学地球物理系434023) 摘要:襄渝增建二线老河口安康段白石河隧道地形复杂、隧道埋深大,常规的物探方法难以开展。CSAMT法具有地形条件限制小、勘探深度大、观测效果高、兼有测深和剖面研究等特点,可较好地解决这个问题。本文介绍了CSAMT法的工作原理和野外施工方法,采用带地形的二维多参数联合反演,可较好地解决地形影响和静态效应。通过对CSAMT资料的分析,结合地质特征解释认为,高阻层主要为石英片岩,中阻层为云母片岩、炭质硅质岩,含炭质片岩为低阻层,近直立低阻异常为断裂破碎带。 关键词:CSAMT,电阻率,铁路隧道,二维反演,异常特征。 APPLICATIONOFCSAMTTOTHEEXPLORATIONOFRAILWAYTUNNEL Xiaxunyin1Wangshenlong1WangHongsheng1YanLiangjun2WuDan1 (1.TheGeologicalExploitationBureauofTianjinNorthChina,Tianjin,300181,China;2.DepartmentofGeophysics,YangtzeUniversity,Jingzhou,434023,China) DuetoduplicatedterraceanddepthtunnelintheBaishihetunnelofthesecondXiangyurailwaylineinthebandofLaohekou-Ankang,itisdifficultforustocommongeophysicalprospectingwhileCSAMTcanresolvetheproblembecauseitenjoyslesslimitedterraceconditions,depthprospectingandexploration,highobservationresults,betterbathymetryandbisectresearch,etc.wealsointroduceCSAMT’sprinciplesandconstructionmethodsinoutdoors,CSAMTcanresolveterraceinfluenceandstaticstateeffectforadopting2Dmulti-parametercombinedinversion.ThoughanalyzingdocumentsofCSAMTandgeologicalcharacteristics,quartz-schistmainlydepositsinhighresistivitylayer,glimmerite,carbonoliteandsilicolitesmainlyfindinmiddleresistivitylayer,schistandcarbonwillbefindinlowresistivitylayer,verticallowresistivityanomalyrepresentsfaultedzone. KeyWordsCSAMTResistivityRailwaytunnel2DinversionAnomalyfeature. 1引言 襄渝铁路增建二线老河口—安康段地处陕西省与湖北省交界地区,地形起伏较大,山峰林立,沟壑纵横,最低海拔小于200米,最高海拔达900多米。设计的隧道和桥梁占全部铁路线的百分之八十以上。为了铁路隧道的设计和施工安全,查清隧道沿线的地质构造及其分布特征是十分必要的。 由于地形复杂,隧道埋深大,直流电法和浅层地震等物探方法不易开展,且勘探深度难以达到要求。因此需要找到一种适合于复杂地形条件工作,又能快速有效地探测深部地质构造的物探法。可控源音频大地电磁法(CSAMT)具有地形条件限制小、抗干扰能力强、勘探深度大、观测效果高、兼有测深和剖面研究的双重特点,是探测深部地质构造和寻找隐伏矿的有效方法手段。近年来,在我国的油气勘探、金属矿产勘查、地下水和地热勘探中得到了广泛应用[3-5]。 本文以白石河隧道为例,讨论了CSAMT方法探测铁路隧道的基本方法和取得的初步认识。 2CSAMT方法的基本原理 CSAMT法是一种人工源频率域电磁法,其原理与常规大地电磁测深(MT)类似,是针对天然电磁场信号弱的特点,采用可控制人工方式,利用发射电偶极AB(一般1—2km)向地下发送不同频率的交变电流,形成交变电磁场,在距离场源足够远的地方通过测量相互垂直的电场信号和磁场信号,根据Cagniard公式可求得地下介质的视电阻率和阻抗相位[1-2]: (1) 式中为发射频率,为视电