感应矢量及在长白山天池火山区的应用.pdfVIP

爹j；警年髻剪 GEoRK磊A淼高。Ew 避?5翩； 感应矢量及其在长白山天池火山区的应用 汤吉晋光文赵国泽李文军 宣 飞 自登海詹艳 (中国地震局地质研究所，北京，100029) 内容提蔓 磁场的垂直分量表征介质的水平不均封性，描述H，与H，、H，之间关系的感应 矢量，是研究电性水平不均匀性的有利参数，它具有受局部畸变影响小·对电性噪声干扰不敏感等优 点。由实感应矢量的方向和长度，呵以确定地下电性不均匀体的位置、规模以及与周围介质的电性 差异。实际应用表明，长白山天池火山区从表屠到深部都存在低阻的电性不均匀体，浅部不均匀体 与天池水和热资源有关，而深部的不均匀体可髓与地下岩浆囊有关。 关键词 大地电磁测探倾于感应矢量岩浆囊水平不均匀性长白山 在大地电磁测深中，经野外数据采集、分析处理后，获得的可以用于地质解释的参数非常 多，它们各自从不同的角度提供了测点下面介质的电性结构信息。但在实际应用中，只用到视 电阻率、阻抗相位和二维偏离度等少数几种参数，显然，这是一种资源的浪费，而且用其作解 释，得不到完整的电性结构特征，特别是测点与其周围电性结构差舁的信息。为提高经济效益． 井获取更多的地下信息，必须让更多的观测资料参与解释。在本文中，将用感应矢量研究长白 山天池火山区电性结构的水平不均匀性，寻找地F不均匀体的位置、范围及其与地表水、浅部 地热以及深部岩浆囊的对应关系。 感应矢量在国内、外早有研究““”，它是地磁测深所得到的主要参数之一，用于研究地球 深部电性结构问题。较之于地磁测深，大地电磁测探向更高频方向发展，因此我们利用大地电 磁测深中的磁场分量计算出感应矢量．既能研究深部，也能得到地球浅部的电性结构。而且，磁 场受局部电流畸变的影响小，结果稳定可靠，此外，在大地电磁测深中，感应矢量只是一种副产 品，若与其他资料配合使用，能相互补充，取长补短，互相验证。这样，可得到地下更可靠、更合 理的电性结构信息，在某种程度上提高了大地电磁测深法的应用效果。 1基本原理 采用直角坐标系，将坐标原点置于地面，若x轴向北，y轴向东和z轴垂直向下，则控制 大地电磁场变化的麦克斯韦尔方程组可展开为 ％一i3E,一im州， 尝一3I_E．一i删， (1) 警～考=i掣H， 注。奉文为国家“九五”重点项目(编号98—1I-01021的成果． ①蒲兴华．地磋测深资料的处理与解释初步．国家地震局地质研究所，学位论文．1982．1～124 本文1999年5月收到，6月改回．章雨旭缩辑。 增刊 汤吉等，感应矢量及其在长白山天池火山区的应用 警一警=幔 警一尝一也 (2) 警一警=晒， 此描述电、磁场各分量的空间变化及其相互联系，其第三个方程分别为电、磁场的一个水平分 量沿另一个水平方向的变化，反映电、磁场的水平不均匀性特征。 根据方程组(1)和(2)，对于平面波大地电磁场t进入水平均匀的大地之后，麦～参。0，故 产生的感应电、磁场亦是平面电磁场，其z分量绝对不存在。当地下存在异常体时，使介质电 性在水平方向上显示不均匀分布，电壕￡场的z分量也就随之出现。而且磁场z分量源于介质 电性的水平不均匀性，电场z分量则源于介质磁性的水平不均匀性。因此，电、磁场的Z分量 可作为地球介质电、磁性质水平不均匀性的一种诊断参数。 在均匀平面电磁波垂直入射到水平地表的假设之下，水平磁场的异常分量为零，所观测的 水平磁场只有正常分量，而垂直磁场的正常分量为零，所观测的垂直磁场只有异常分量，它受 介质电性的水平不均匀性控制“j。换言之，通过研究磁场的z分量，可以得到地下电性结构的 水平不均匀性信息。 在大地电磁测深中，正常场与异常场之问的关系为o。41