摘要
以川藏铁路茶洛隧道水热不良地质体大地电磁场特征为研究对象，利用大地电磁测深多测点-多频点阻抗张量成像分析，分解出电性主轴统计玫瑰图、频率分布云图、测点分布云图及构造维性参数等进行大地线性构造识别，利用精细二维反演技术推测地质结构特征，对不良地质体进行成像，为川藏铁路隧道选线提供地球物理参考。得出结论为：拟建隧道处大地构造二维性强，适宜开展二维大地电磁测深作为隧道水热勘察手段；通过查明研究区构造特征，推测出了研究区热泉群深部地热运移模式机理，且该热害影响茶洛隧道建设的可能性很小，只有在杂马岗-毛垭坝断裂与隧道位置交汇处存在一定规模的水害影响。
规划建设川藏铁路对国家经济社会发展具有重大深远意义，然而川藏铁路尤其是雅安至林芝段地形起伏大，地质构造复杂，地质灾害高度频
宽频大地电磁法是一种频率域电磁测深法，采用全频段采集，对地下地层、构造等地质体探测精度高，覆盖深度范围
拟建茶洛隧道地貌属川西强烈隆起高山高原的金沙江东岸构造侵蚀高山峡谷区，受南北向断裂控制，形成南北向高山与峡谷。区域构造上位于松潘甘孜地槽褶皱系一级构造单元的二级构造单元义敦优地槽褶皱
图1 研究区地质构造简图
Fig.1 Geological structure map of the study area
拟建茶洛隧道自措拉至尼戈方向展布，隧道附近存在3条主要断裂构造，包括查龙-然布断裂带（F1）、杂马岗-毛垭坝断裂带（F2）、茶洛-沙多断裂带（F3）（见
断裂F1呈北北西向延伸，呈南北向展布。断裂两侧主要出露三叠系上统曲嘎寺组（T3q）石英砂岩、粉砂质板岩、千枚岩等及图姆沟组（T3t）板岩、变质砂岩、流纹岩、灰岩地层。断裂东侧出露燕山晚期黑云母二长花岗岩体。
断裂F2南起茶洛，呈北西向展布。该断裂可能控制中部燕山晚期侵入岩带中单个岩体的边界并对岩体有破坏作用，推测为一组活动性构造，沿其至今仍是一个频繁的地震活动带。
断裂F3由茶洛-沙多等2条彼此平行的北东向断裂构成。断裂之间均相距3 km，单条断裂长6~10 km。断裂走向北东东，倾向不定，倾角较陡。该断裂带在茶洛切割燕山晚期岩体和查龙-然布断裂，在茶洛附近两断层交汇处，温（热）泉发育，类型齐全，泉眼大致沿北东东向沟谷分布。
大地电磁法是一种天然场源的频率域电磁测深法，利用不同频率具有不同趋肤深度以达到测深目的（频率由高到低对应深度由浅到深），通过在地面接收2个相互垂直的天然源平面波电磁场（Ex，Ey，Hx，Hy）来实现数据采集，其中x代表南北方向，y代表东西方
本文以2条大地电磁测线为基础，对其进行处理与反演解译。经数据采集后，每个测点经数据处理，均能得到2个方向的视电阻率曲线，即ρxy、ρyx，若x轴与地质体走向垂直，则ρxy为TM极化，ρyx为TE极化。
图2 典型测点大地电磁观测曲线
Fig.2 Magnetotelluric observation curve of typical observation points
阻抗张量分解技术能压制近地表三维小异常体的影
野外时间序列数据采集完成后，通过初步处理计算单测点的功率谱，在功率谱基础上再进行阻抗张量成像，进行测线测点电性主轴、构造维性分析以识别大地电性构造。下面对CL01线、CL03线开展阻抗张量成像分析。
图3 CL01线所有测点、频点电性主轴统计成像
Fig.3 Statistical images of geo⁃electrical strikes for CL01 line with all site and all frequencies data
图4 CL01线构造维性分布云图
Fig. 4 Cloud maps of structural dimensionality for CL01 line
综上可初步推测，测线上存在２个不同延伸范围的横向边界，一处为测点CL105处的杂马岗-毛垭坝断裂F2，一处为测点CL109处的查龙-然布断裂（F1），均分割了两侧不同走向的地质体构造。同时确定了CL101~CL109所对应位置的地质体走向以NNE15°方向为主，测点CL110~CL112对应位置的地质体走向以NE50°为主。
图5 CL03线所有测点、频点电性主轴统计成像
Fig.5 Statistical images of geo⁃electrical strikes for CL03 line with all site and all frequencies data
从
图6 CL03线构造维性分布云图
Fig.6 Cloud maps of structural dimensionality for CL03 line
综上可初步推测，测线上存在３个不同延伸范围的横向边界，一处为测点CL304处的断裂（F4），一处为测点CL309处的茶洛-沙多断裂（F3），一处为测点CL314处的杂马岗-毛垭坝断裂（F2），这些断裂均分割了两侧不同走向的地质体构造。CL03线测点CL301~CL315、CL310~CL314地质体走向约为NE47°，其他位置地质体走向均以NNW2°~6°为主。
经上节研究表明，研究区内地质构造二维性较强，适合于进行二维反演。本次反演使用中国地震局MT Pioneer软件，反演方法采用经典的带地形二维非线性共轭梯度算法，反演前首先将阻抗数据旋转到了最佳主轴方位上，且由于正则化因子的选取对二维反演结果影响较大，故采用L曲线分析法对正则化因子优化取
依据2条测线二维反演结果并结合阻抗张量初步定性成果，共计发现电性层4个，推测三叠系上统地层呈相对低阻特征，三叠系下统呈相对中阻特征，二叠系地层呈相对中低阻特征，花岗岩体呈高阻特征（见
图7 CL01线、CL03线物探综合解译图
Fig.7 Comprehensive geophysical interpretation map for CL01 and CL03 lines
（1）本文通过多测点-多频点大地电磁阻抗张量成像技术及二维反演技术，以拟建茶洛隧道为研究对象，研究表明，研究区内地质构造二维性强，有效识别了测线位置处的大地线性构造，解译出了丰富的电性体的构造几何特征，为进一步的二维精细反演及综合解译提供了丰富信息，大大降低了反演的多解性，解译成果更准确。
（2）通过查明研究区构造特征，推测出了隧道附近地热泉群的深部成因模式机理，并确定了该处热害对拟建隧道造成影响的可能性较小，只有在断裂F2经隧道位置处存在一定规模的水害影响，在下一步隧道选线工作中，可对该隐患点做进一步详细勘查，评价其影响程度。
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