地下介质对电磁波衰减特性及MT-VCT大地电磁法中的物性反映（四）

　　　　　　　　　　　　寇伟 寇通

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　　摘要： MT-VCT大地电磁法从2012年创新提出至今不足十年，其理论方法及其应用仍在不断探索完善之中，对于不同介质在MT-VCT成像测值中对应的物性反映区间，经过长期实践总结与验证，在此给予粗略性的界定，并对MT-VCT成像剖面图中某些规律性异常显示给予初步解释。

　　关键词：MT-VCT大地电磁法，电磁波，物性参数

　　四、地下不同介质在MT-VCT成像中的物性反映

不同物探方法的原理不同、反映介质的物性不同；即使是原理相同的物探方法，基于对理论的认识不同，实现的方法、采集数据的硬件及反演分析软件也会存在较大的差异。我们没有必要去追求不同物探方法反映介质物性的一致性，每一种物探方法都有自己特定的测值区间和反映介质物性的特点、都有自己相对独立的区分不同介质物性参数的体系。关键是每一种物探仪器都应该要做到：一致性好，硬件检测校准后的指标相同、误差小，重复性勘探结果的近似程度高；采集数据真实可靠，采集数据中含有真实反映地下介质物性的信息所占比例要高、干扰信号要少；测深精度高，测深分层细密、成像清晰度高，不能依靠人为删补数据成图造成多解性。

物探分析的主要目标是要找异常、找构造，也就是要找与上下层或左右明显不同的介质及其形成的构造。在MT-VCT大地电磁法成像数据剖面图设计由蓝绿黄红四种颜色且各有10种色差的MT-VCT成像色块图，用以显示从低到高的测值区间，以便在MT-VCT成像剖面图上一眼就能看出蓝色块低值与红色快高值异常；需要观察反映不同介质物性的某一测值区间时，还可以利用分析软件具有的设定过滤区段显示功能来同时显示两个区段内的色块，以便观察不同介质在勘探剖面图上的分布及位置。

MT-VCT大地电磁法从2012年创新提出至今不足十年，其方法理论及其应用仍在不断探索完善中，对于不同介质在MT-VCT成像测值上对应的反映区间仍处在验证、总结与修正阶段，对于地下某些超乎寻常的介质电磁反应现象仍未能给出科学、精准的解释。根据目前在实践中总结与验证得出的成果，只能对于地下不同介质在MT-VCT成像剖面图中的测值区间给予粗略性的界定，对于MT-VCT成像剖面图中某些规律性异常显示给予初步解释。虽然MT-VCT大地电磁法在贫水区找水定井、地热勘探定井中的应用已较为成熟，但是在油气勘探、矿产资源勘查、海底勘探等方面的应用刚刚进入探索期，还需要在实践中不断学习、探索、成长。

1、MT-VCT成像剖面图中各种介质电磁特性的测值区间

根据以往应用中总结出的不同介质电磁特性在VCT成像中的测值区间大致为：

测值0--1：液态水或石油。一般来说地下空隙内蓄水或聚水多的含水层的测值低，含水裂隙内测值较低，细小裂隙和孔隙内测值稍高，无论含水点围岩是泥土、泥岩或是花岗岩等，只要有含水裂隙或孔隙，都会是1以下的低值。

测值1--2：不含水的各种第四系土层，砂，小砾石，煤，破碎的面岩，结块的卵石和碎石，胶结的卵石和砂砾岩，各种不坚硬的面岩、泥灰岩、泥岩、泥质砂岩，等等。

测值2—3：砂质面岩，片状砂岩，普通砂岩，砂岩，灰岩，白云岩，中粗粒花岗岩，等等。

测值3—4：很硬的石灰岩、白云岩，不硬的花岗岩，硬的砂岩，硬大理岩，黄铁矿，等等。

测值4—5：硬度高的花岗岩、花岗质岩石，石英质矿脉，很硬的砾岩，很硬的铁矿石，中深层坚硬的砂岩和石灰岩，等等。

测值5—6：坚硬且完整性较高的石英质矿脉，纯度略差的石英岩，深层很硬的花岗岩、石英斑岩硅质面岩及硬度很高的岩石，等等。

测值6以上：极硬、极致密和韧性最大的石英质矿脉，石英岩，几千米之下坚硬的花岗岩、石英斑岩硅质面岩，等等。

　　2、地下液态水和石油在MT-VCT成像中的低值物性反映

在MT-VCT成像剖面图中水、石油等液体都显示出明显的低值异常，测值约在0--1范围内。液体对电磁波的折射率大、将电磁波能量转换成热能的吸收衰减性好，其对应的MT-VCT测值相对就低，在地下容水空间大的含水层内测值低于0.4的深度层点多、赋水性好，而只存在细小孔隙裂隙含水时测值低于0.4的深度层点明显就少。液态石油的折射率和对电磁波能量的吸收衰减性略低于水，其对应的测值区间略高于水、但明显低于其它固态介质，地下聚油多的断裂构造内测值相对就低，而散布在砂岩细小孔隙裂隙内油的测值相对偏高。

3、MT-VCT成像剖面图中的高值异常反映

在MT-VCT成像剖面图中地下空穴中气体的电磁波穿透性好、折射率小，其对应的测值基本上为4以上的高值。固体测值范围大多数与介质硬度和强度的参数值较为吻合，随着介质硬度与强度的增加其测值递阶增高。然而，在MT-VCT成像剖面图上会有规律性地出现一些高值异常情况，与其硬度和强度参数值相比明显会高出许多，就像是加热处理后同样硬度的金属、淬火急速冷却的与缓慢降温退火的存在着非常明显的差异一样。目前对这种现象的理解是岩浆上涌或喷发后迅速冷却、或者是岩层间产生剧烈摩擦等地质构造运动，导致该类介质表面硬度明显增大形成的。比如：在上下两种地层之间、或覆盖层之下会有一薄层明显高于两种地层测值、大于4的带状高值，以此可判断覆盖层深度或分层深度；曾经遇到过路边第四系土层中（地表10米之下）出现约1米厚看似烧烤过的浅黑色土层，在其上探测时该层测值明显高出上下土层一倍以上；含矿石英细、中脉带的测值约在4-6之间，含矿石英中、大脉带的测值约在5-7之间；而纯度较高的石英脉呈现6--20的红色高值反映，在MT-VCT成像剖面图上明显清晰可见。

　　参考文献：

【1】寇伟，寇通，对现有大地电磁法理论的几点异论，工程技术，2017（1）

【2】陈清礼、肖希等，电磁波衰减系数特性分析，石油天然气学报，2014（8）