全区张量可控源大地电磁法工作原理及应用实例.pdfVIP

北京欧华联科技有限责任公司 专注物探20 年 全区张量可控源大地电磁法工作原理及应用实例 北京欧华联科技有限责任公司 全区张量CSAMT 原理与张量大地电磁法（MT）原理是一样的，所不同的是大地电磁法 的场源是天然的、即被动场源，全区张量CSAMT 场源是人工发射源、即主动源。天然场源 的频带极宽，从10000Hz-10000 s 或更宽，所以勘探深度极大；而人工场源限于低频和远区 观测时信噪比的限制，可利用的频带范围一般为 8192Hz—几十秒，勘探深度一般在 2000-3000m 以内。天然场源信号来自太空，可视为平面电磁波，符合大地电磁法对场源的 要求；而人工场源发射的是非平面电磁波，传播一定距离后方可视为平面电磁波，该距离为 勘探深度的3-5 倍，所以CSAMT 方法的发射—接收的距离一般为 7-15km。MT 场源是不同 频率简谐波组成的连续复合波，CSAMT 场源一般是谐波丰富的、不同频率的矩形波序列或 伪随机二进制序列波（PRBS），所以两者的数据处理方法不同，但反演解释方法相同。CSAMT 方法除场源发射设备外，其接收设备与MT 法相同。 全区张量CSAMT 方法的最大优点是发射频率和强度可控，可以弥补MT 法天然场源“死 区”信号弱的缺点，并可在电磁环境噪声大的地区获得高质量的视电阻率曲线和相位曲线。 全区张量CSAMT 发射机通过三个电极向地下注射电流，在地下建立的是三维电流体系，所 [1] 以CSAMT 法对低阻层和高阻层都敏感 。全区张量CSAMT 方法可在复杂地质条件下进行： ·矿产资源勘探 ·地下水和断层含水性勘探 ·热水资源勘探·小煤窑勘探 ·溶洞勘探 ·工程地质勘探 ·环境勘探 ·浅层油气田勘探 一、全区张量CSAMT 和标量CSAMT 当地下构造是水平层状、电性仅沿垂直方向变化时，称其为一维电性结构。由于电性沿 水平方向不变，所以电性为标量，称其为标量阻抗Z 。 求取标量阻抗Z 只需在地面观测磁场分量Hy 及其在地下感应的、互为垂直的电场分量 Ex[3] ，即： Ex Z （1） Hy  测点下的视电阻率 为： a 2 a 0.2T Z （2 ） T 是所观测的电磁波周期。 目前普通应用的CSAMT 发射装置只有一组发射电偶极子（图1），发射的电流矢量方向 与电偶极子方向一致，场的极化方向不变，因此只能求取标量阻抗Z，并且在以发射偶极子 为中心的 30°角范围内发射的场强弱，不能进行观测（图 3 ）。我们称该装置为标量 CSAMT 发射装置。 网址： 联系人：陆建波 电话 01082920623 北京欧华联科技有限责任公司 专注物探20 年 图2 标量CSAMT 观测装置 图3 标量CSAMT 发射的场强分布图 当地下是二维或三维结构时，电性除沿垂直方向变化外，还沿倾向变化，称其为二维电 性结构；若电性沿垂直方向，两个水平方向都变化时，称其为三维电性结构。定义二维电性 结构需要四个电性参数，即Zxy、Zyx、Zxx、Zyy ，定义三维电性结构需要六个电性参数，即 Zxy 、Zyx、Zxx 、Zyy、Zzx 和Zzz 。此时电性为张量，称其为张量阻抗。 张量阻抗与电磁场的关系为： （3 ）