论文-可控源音频大地电磁测深法认识与探讨.docVIP

可控源音频大地电磁测深法认识与探讨 张 健 甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院 甘肃 天水 741020 摘要:本文主要介绍了一种用于地球物理深部勘查的可控源音频大地电磁法，该方法具有快速、受地形影响小、可穿透高阻屏蔽层等特点，并具有较大的勘探深度和较高的分辨率，探讨了可控源音频大地电磁法在实际应用中的若干方法技术。 关键词：可控源音频大地电磁法；方法技术；卡尼亚电阻率 Abstract: This paper introduce a deep exploration method,namely controlled source audio-frequency magnetotellurics CSAMT ,which has advantages of quick operation,less geography influence and ability of penetrating high resistance shielding layers ,as well as large exploration depth and high resolution,research several technologes and means of the practical application in CSAMT. Key words: Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics; technologes and means;Cagnicad resistivity 0 引言 可控源音频大地电磁法（Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics）,简称CSAMT法，是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁测深（AMT）基础上发展起来的一种人工源频率域电磁测深方法。20世纪50年代，在吉洪诺夫和卡尼亚经典著作的基础上，发展形成了基于观测天然场大地电场和磁场正交分量，计算视电阻率的大地电磁测深方法。自20世纪70年代中期起CSAMT法得到了实际应用，80年代以来，该方法理论和仪器都得到了很大的发展，应用领域也扩展到了地质普查、勘探石油、天然气、地热、金属矿床、水文、环境等方面，从而成为受人重视的一种地球物理方法。 其工作方法是在测区一定距离外，采用电偶源发射不同频率的电磁波，在测区测点上观测相应频率的电场响应（Ex）和磁场响应（Hy），计算出不同频率的视电阻率和阻抗相位。 因不同频率的电磁波穿透深度不同，高频穿透的浅，低频穿透的深，所以实测资料随着频率的降低所反应的深度增大，通过反演的方法，获得不同深度的电阻率分布情况，达到测深的目的。 1 CSAMT工作中常见术语 1 趋肤深度：电磁波能量随传播距离按指数衰减。当电磁波能量衰减到1/e的距离。 2 探测深度：一般取趋肤深度，也可以按Bostick深度计算，约相当于电磁波能量衰减50%。 3 卡尼亚（Cagniard）电阻率: 4 阻抗相位： 2 CSAMT的优点 1 .对于低阻地质体非常敏感； 2 .垂向分辨率高可有效识别断层，尤其1D反演，定位准确； 3 .地形影响小，切易于校正； 4 .勘探深度大； 5 .可很好的克服地表的高阻屏蔽作用，穿透高阻层，实现普通电法、地震折射无法勘查的目的； 6 .工作效率高。 3 CSAMT工作中常见问题及处理办法 1 收发距的估算 CSAMT法远区测量，由于有限场源的使用使平面上允许采集数据的范围受到限制。限制因素有三个：1）最小收发距，它受到进入近场的限制；2）最大收发距，它受到最小可探测信号的限制；3）信号强度与偏离场源中垂线两边方位角30°的依赖关系。因此，要保证所使用的工作频率均在远区，且在目标最大探测深度处信号强度足够强，需要对收发距进行估算。当测区大地岩性参数未知时，为保证在“远区”工作，经验上通常按（为目标体最大埋深）来设计收发距，即约在5～10km范围内。在特高阻地区相比较低阻地区会过早地进入过渡区，因此在特高阻地区既要考虑增大最低频率也要考虑进一步加大收发距满足远区工作条件。若已知测区大地平均电阻率，根据需求探测深度可反算该探测深度对应的工作频率，然后再计算，此时收发距（为趋肤深度）即可满足工作要求。 2 磁探头的布置方法 CSAMT测量的是绝对相位，也就是测量发送信号与接收信号间的绝对相位移。在低频观测时，电场的相位移约在-100～200毫弧度区间，而磁场则在+π/2 1571毫弧度 左右。如果电场相位接近π弧度（3142 毫弧度），则某些导线被接反了。通过反接发送机上的供电导线或者反接输入到接收机的引线，就可避开π弧度相位的困扰。对于多通道接收机说来，容易的办法是改变发送机接线，然后在