EH-4连续电导率剖面仪讲义.pdf

EH-4 连续电导率剖面仪 一、仪器简介 二、基本原理 三、野外操作 四、应用实例 EH-4连续电导率剖面仪 •上世纪90年代中期，由美国EMI公司和以制造高分 辨率地震仪著名的Geometrics公司联合研制出EH4。 这是全新概念的电导率张量测量仪。 •该仪器利用大地电磁的测量原理，测量TE\TM两个 模式的电阻率。配置了磁偶极子发射源，以弥补 大地电磁寂静区信号不足，并加强了仪器抗干扰 能力。 EH-4的特点及应用 •EH-4遵循大地电磁测深（MT）的基本原理，支持 音频大地电磁测深（AMT）和可控源音频大地电磁 测深（CSAMT）, 属于部分可控源与天然场源相结 合的一种大地电磁测深系统。 •EH-4经历了十几年的使用与发展，已成为一种稳 定成熟的电磁测深仪器，在中国已得到广泛的应 用，为中国地下水的调查、环境的地下特征调查、 矿产勘查与地热勘探及工程研究做出了不少的贡 献。 EH-4技术发展现状 • 目前，AMT采集技术研究朝两个相反的方向发展： •一个是重设备、大功率可控源音频大地电磁法。 其代表是GDP系列和V系列电法仪。这一类仪器采 用大功率的电偶源场。 •另一个发展方向则是轻设备，小功率，其代表是 EH-4系统。EH-4研究了天然场的特点，认为500Hz 以上的波段受当前人文活动干扰较大。因此，设 计用500Hz以上的高频人工场作为补充。EH-4采用 一组垂直布置的水平磁偶极子作为场源。 目前我国使用的大地电磁仪器: 1）小功率、轻型设备 美国EMI公司和Geometrics公司的EH-4 2）大功率重设备 加拿大Phoenix公司的V8 美国Zonge公司的GDP32 Ⅱ 德国Metronix公司的GMS-06 7 EH-4的优势 EH4可以使用人工电磁场和天然电磁场两种场源。 因此其所具有的优势就包括： •人工场源用在信号较弱或没有信号的地区，保证全频 段观测到可靠信号； •它支持张量人工场源的测量，反演X-Y电导率张量成 像剖面，对判断二维构造特别有利，而一般人工场源 电磁测深仅能进行标量测量，不能正确判断二维构造； •整套仪器设备轻便，观测时间短，完成一个1000米深 度的电磁测深，大约只需15分钟左右，具有较高的工 作效率，为进行EMAP连续观测提供技术保证； •实时数据处理与成像，资料解释简捷，图像直观。 一、仪器简介 二、基本原理 三、野外操作 四、应用实例 大地电磁测量基本原理 当天然交变电磁场入射大地，在地下以波的 形式传播时，地面电磁场的观测值由于电磁感应 的作用，会包含地下介质的电阻率分布信息。而 由于不同频率的电磁场信号具有不同穿透深度， 因此大地电磁测深通过研究地表采集的电磁数据 能够反演出地下不同深度介质电阻率分布的信息 大地电磁测深三点假设 •1950年，吉洪诺夫提出大地电磁三点假设： 1、大地电磁场比较复杂，但可以近似的看作 来源于高空的平面电磁波垂直入射地球。 2、可以在地电学中引入阻抗的概念，阻抗反 映了地球电性分布对大地电磁场的影响。 3、有可能利用单点的大地电磁观测资料探测 地球。 •EH-4观测的基本参数为：正交的电场分量（Ex,Ey） 和磁场分量（Hx,Hy）的时间序列。然后通过傅立 叶变化将时间域的电磁信号变成频谱信号，得到 E 、E 、H 、Hy，最后计算卡尼亚电阻率： x y x 1 2 E E  Z ,Zxy x ,Zyx y 5f H y