MN长度误差及接地电阻对卡尼亚电阻率的影响

文章通过理论推导和数值计算结果说明了可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)野外工作中由于MN长度误差及MN间的接地电阻对卡尼亚电阻率的影响特征.计算结果表明,由于CSAMT测深中计算电阻率的公式与传统的直流电测深的视电阻率计算公式不同,及所使用的频率范围不同,由接收电极MN长度误差及MN间接地电阻对测量结果所产生的误差与传统的直流电阻率法是不同的.     

接地电阻稳定性对音频大地电磁法测量的影响

音频大地电磁测深已经成为一种研究地球中浅部电性结构的重要方法,其需要采集微弱且易受环境噪声影响的天然电磁场信号,接地电阻稳定性是影响其测量精度的重要因素。这里基于大地电磁测量的等效电路,计算了均匀半空间条件下测量电场以及AMT视电阻率和相位的响应,并进行了野外对比实验。研究结果表明:接地电阻的变化对测量电场、视电阻率和相位影响不可忽视,尤其是高频;接地电阻变化范围很大时,高的接地电阻可以给电场和相位带来最大50%的误差,给视电阻率带来最大75%的误差。     

电性源瞬变电磁对薄层的探测能力

电性源短偏移距瞬变电磁法是目前的研究热点。针对地球物理勘查中经常遇到的薄层探测问题,以接地长导线源一维正演为基础,通过定义垂直磁场的相对异常,分析对比了电性源瞬变电磁法对不同电阻率、不同厚度、不同埋深的薄层的探测能力,并讨论了不同偏移距对探测灵敏度的影响。最后将电性源瞬变电磁法与回线源瞬变电磁法以及可控源音频大地电磁法进行对比,探讨不同电磁法装置对薄层的探测能力。结果显示,薄层电阻率越低、厚度越大、埋深越浅、观测偏移距越小越有利于电性源对薄层的探测;时间域电磁法对低阻薄层探测能力优于频率域电磁法,当偏移距较小时,电性源瞬变电磁对薄层的探测能力和回线源相当。     

关于可控源音频大地电磁法探测深度的探讨

分析了水平电偶极子源均匀半空间电磁场表达式特征,进而推广到双极源电磁场。基于双极源一维模拟结果,研究了可控源音频大地电磁法探测深度与频率、电距、收发距、覆盖层电阻率的关系。结果表明:在保证一定信噪比的前提下,决定可控源音频大地电磁法最大探测深度的是收发距和电阻率综合作用下进入过渡区及近区场时对应的频率,并不是简单的频率越小,探测深度越大。进入近区场,可控源音频大地电磁法不再具有测深能力。最后统计得到电磁场由远区进入过渡区时的|kr|值约为4.789,由过渡区进入近区时的|kr|值约为0.106,进而得到卡尼亚视电阻率的最大探测深度约为0.3倍的收发距,全区视电阻率的最大探测深度为3.7倍的收发距。在某多金属矿上的勘探实例印证了上述认识。     

激发极化介质的瞬变电磁一维正演

为了研究激发极化介质所产生的激电效应对瞬变电磁的响应规律,先求解相同装置的频率域电磁法响应,将表征介质激电效应的Dias模型在频率域中引入,然后采用正弦变换得到带有激电信息的瞬变电磁响应;重点讨论均匀半空间和层状可极化大地下的瞬变电磁响应特征。通过正演模拟分析得到:在均匀半空间情况下,极化率越大极化效应越强;激电时间常数越大,出现激电异常的时间越晚;极化电阻系数越大,出现激电异常时间越早。对于中间层极化率相同的不同电阻率的三层模型呈现如下规律:H型地电断面反映极化层能力最强,K型反映极化层能力最差,A型和Q型介于两者之间。     

基于cole-cole复电阻率模型的线源可控源有限元数值模拟

受激发极化效应的影响,大地中岩(矿)石电阻率是一个与频率、电化学性质等因素有关的复电阻率。接收到的电磁场信号中,包含了电磁感应效应以及激发极化效应双重因素的影响。将cole-cole复电阻率模型引入二维线源可控源正演理论,加载伪delta函数,实现了含激发极化效应的线源可控源有限元数值模拟。计算了不同极化参数的二维地质体线源可控源的影响特征。结果表明:线源可控源响应对IP效应反映明显,视电阻率出现增高的特征;低阻高极化相对于高阻高极化模型受IP效应影响更大,从低阻中提取IP效应更加乐观。该研究为实现从复杂地质条件下CSAMT信号提取IP效应奠定了基础。     

均匀半空间有限长接地导线源地面电场响应特征

本文分析了导线对可控源音频大地电磁勘探中电场的影响。在分析过程中,将有限长直接地导线源在层状介质中激发的电场的x分量分解为接地电极贡献的传到部分和通电长导线形成的感应部分,分别计算出在均匀半空间条件下,两部分及总电场随频率和收发距的变化规律。通过对计算结果的分析可见：在小收发距时,电场实部在低频区完全由接地电极部分贡献,在高频区由通电导线部分决定;电场虚部在低频区完全由通电导线部分决定,在高频区由接地电极部分和通电导线部分共同决定,且数值近似相等。在大收发距时,电场实部在低频区完全是由接地电极部分贡献,在高频区由接地电极部分和通电导线部分共同决定,且数值近似相等;电场虚部在低频区由通电导线贡献,在高频区由接地电极部分和通电导线部分共同决定,且数值近似相等。从上述分析可以看出,作为大收发距电磁法代表的可控源音频大地电磁法,其观测数据是由接地两端的传导分量和通电导线感应分量组成,并且感应分量贡献与传导贡献相当。由于导线敷设的非直线形,而引发与直导线理论不一致的结果。因此在数据采集工作中,必须考虑导线形状。同时要注意选择合适的收发距和工作频率,尽量把通电导线的影响降到最低。     

广域电磁法的主要特点

广域电磁法(Wide-Field Electromagnetic Method,缩写为WFEM)是何继善院士于2010年提出的一种人工源频率域电磁勘探新方法。与已有的可控源音频大地电磁法(CSAMT)相比,同等条件下,WFEM有效观测的平面范围大,获得的观测信号强,数据精度高,对地下电阻率的变化比较敏感,能够比较真实地反映地下电阻率的变化,只测量一个电场分量Ex,通过计算机迭代提取视电阻率,装备轻便,野外效率高。本文介绍广域电磁法的主要特点,以便有益于广域电磁法的推广应用。     

基于OpenMP一维CSAMT正演并行计算研究

电偶极子场源在水平层状介质中传播的电磁场的数值解是通过求解含有零阶和一阶贝塞尔函数的积分(汉克尔变换)所得,可控源音频大地电磁法(CSAMT)一维正演计算就是计算各个频率的视电阻率,使用传统串行方式对频点逐一计算,速度相对较慢。本文旨在使用Intel Visual Fortran 2013和VS2012软件,编写基于OpenMP的CSAMT一维正演并行计算程序。与一维CSAMT串行程序的对比:相同的计算量下,并行程序运行时间少于串行运行时间,计算量越大并行加速比越明显;验证了并行程序的可行性,为CSAMT多维复杂模型正演计算提供了并行研究基础。     

Stratagem ^TM EH—4电导率成像系统简介及应用

ＥＨ－４电导率成像系统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。由接收与发射两部分组成。根据勘探目的,可选择高频配置或低频配置。通过采集时间域两组相互正交的电磁场信号经过频谱分析及运算,求得不同频率的电阻率,相位及相关度变化曲线。通过分析对比这些曲线,现场判别数据质量,同时对剖面测点的一维视电阻率连续反演结果进行ＥＭＡＰ二维连剖面反演,图示电阻率断面灰度图,可即时对勘测结果进行初步解释     

CSAMT静态校正及其在煤矿采空区探测的应用

可控源音频大地电磁法（CSAMT）是一种煤矿采空区探测的有效方法,针对可控源音频大地电磁法易受浅部不均匀体影响出现静态效应的特点,参考瞬变电磁法（TEM）晚期视电阻率数据,使用曲线平移法对CSAMT数据进行校正,可以消除静态影响,还原真实的电阻率响应,提高数据解释的精度。以正演模型为例,验证了方法的有效性。将该方法应用于山西某煤矿采空区探测,校正后的反演结果与已知资料吻合,取得了良好的探测效果。理论和实践证明了该校正方法的可行性。      

大地电磁标定曲线的畸变及校正

以野外实际工作为例,对大地电磁测深系统中磁探头的响应函数进行分析,总结了转角频率的偏高或偏低与视电阻率和相位曲线畸变之间的关系,提出了合理的校正方案。     

对三种频域电磁法视电阻率的探讨

<正>人工源频域电磁法主要有原苏联提出的频率电磁测深]和欧美国家所提的可控源音频大地电磁法(CSAMT)]两种比较常用的勘探方法,两种方法的基本原理相同,只是在测量电磁分量和电阻率计算等方面略有差别。由何继善院士基于传统的可控源音频大地电磁法(CSAMT)和磁偶源频率测深法(MELOS)提出来的广域电磁法继承了CSAMT     

基于Matlab与Fortran混合编程的一维fCSEM正演可视化

这里介绍了Matlab与Fortran混合编程在可控源音频大地电磁法(fCSEM)一维正演中的应用,实现了一维fCSEM正演的可视化,建立了操作界面窗口,加入了可以调节H_y取值的功能,使曲线更接近真实值。并以双极源全区视电阻率计算为例,验证了该方法的可实用性。     

WFEM与CSAMT在新元煤矿富水区探测效果对比

为了探测煤层中的富水体,首次在新元矿区开展了基于广域电磁法的富水区探测,并同时配套了可控源音频大地电磁法作为对比。通过视电阻率数据曲线、频率—视电阻率拟断面图和反演结果的对比结果,显示广域电磁法具有探测深度大、效率高、精度高的特点,可为煤矿富水区探测提供新的有效技术。     

E-E_x广域电磁法对低阻薄层分辨能力探讨

对E-Ex模式广域电磁法对低阻薄层结构的分辨能力和在传统意义上"近区"的勘探能力进行了探讨。近期关于广域电磁法的工作重心都放在二、三维正反演上,从一维响应出发,设置了几组含有低阻薄层结构的一维地质模型,正演得出全区视电阻率曲线,了解到广域电磁法对低阻薄层的分辨能力;分析曲线特征,并与可控源音频大地电磁法(CSAMT)一维数值模拟结果进行对比,得出广域电磁法在"近区"工作的优越性。     

CSAMT视电阻率曲线对水平层状大地的识别与分辨

在三层和五层介质模型上,通过改变各电性层层参数并进行相应的数值计算,比较并分析了可控源音频大地电磁法卡尼亚视电阻率曲线对各层信息的识别与分辨能力。上部覆盖层厚度的增大和电阻率的减小使视电阻率曲线对下部信息的分辨能力下降,而下部地层层参数变化的影响则相对较小;低阻薄夹层对曲线的影响主要由其纵向电导所决定,纵向电导越大异常值越明显;高阻夹层对曲线的影响则取决于其厚度埋深比,比值越大高阻层越易于分辨,而曲线对高阻层电阻率值变化反应不敏感;在10%的分辨标准下,当低阻夹层纵向电导大于覆盖层的0.2倍、高阻夹层电阻率大于围岩5倍以上并且厚度埋深比大于0.2时,各有可分辨异常。相邻高低阻层差异的增大将使曲线的震荡假异常更加明显,导致分辨能力下降。     

利用可控源大地音频电磁测深(CSAMT)法和地面磁法寻找深部隐伏岩体的应用效果初探

通过对吉林省临江市上乱泥塘铁矿北侧1:5万地面磁测发现的磁异常进行综合研究,并利用可控源大地音频电磁测深(CSAMT)视电阻率反演结果进行磁异常正演拟合验证计算,初步确定了引起磁异常的磁性体产状,指导钻孔验证,发现了地下隐伏的次火山岩体,取得了较好的可控源大地音频电磁测深(CSAMT)法应用效果。     

可控源音频大地电磁法在探测铝土矿中的应用

河南洛阳某工区的铝土矿赋存层位为石炭系本溪组,属开阔平坦的近陆滨海侵蚀平原沉积,位于中奥陶统马家沟组之上,层理不发育。铝土矿与其围岩有较大的电性差异,特别是铝土矿与其标志层奥陶系灰岩侵蚀面的电阻率值相差较大,达数千欧姆米乃至数万欧姆米。在可控源音频大地电磁法测绘的视电阻率反演断面图,铝土矿发育处电阻率曲线横向表现为不连续,呈现一明显的低阻异常,通过实际地质资料验证,可控源音频大地电磁法提供的铝土矿探测资料可靠。     

安徽铜陵舒家店铜矿的电磁法试验研究

安徽铜陵地区是长江中下游铜-金-铁-硫成矿带内的一个重要成矿区,成矿类型主要为矽卡岩和热液型,成矿作用与岩浆岩活动密切相关,而舒家店斑岩型铜矿是近年来在该地区新发现的矿床类型,矿体主体主要赋存在靠北西接触带的岩体中,铜矿化与舒家店辉石闪长岩密切相关。针对该类型矿床开展的电磁法找矿有效性试验对本地区寻找同类型的矿床具有重要意义。本文首先在该矿区开展了可控源音频大地电磁测深和复电阻率两种电磁法野外测量工作,接着对两种试验的数据进行反演,并结合该区地质与钻孔资料对剖面进行了地质解释。CSAMT反演结果基本反映了该矿区的地电结构,电阻率从高到低依次为:花岗闪长斑岩、闪长岩、辉石闪长岩、石英闪长斑岩和志留系下统坟头组砂岩及粉砂岩地层。铜矿体位于高阻(闪长岩)和低阻(辉石闪长岩)的过渡带上,处于高阻闪长岩的右侧。虽然CSAMT的结果不能直接反映铜矿体,但可以通过追踪CSAMT各线中高阻体的位置来大致推测矿体的存在位置与走向。复电阻率法获得了零频电阻率,极化率,时间常数和频率相关系数4个反演断面图。在零频电阻率反演断面图中,辉石闪长岩电阻率表现中等,花岗闪长斑岩和闪长岩的电阻率比较高,这与CSAMT反演的结果相同。在矿体处,电阻率表现较小,极化率中等,时间常数和频率相关系数较大。本文最后得出如下结论:可控源音频大地电磁测深能够获得深部电阻率结构,对找矿提供间接信息,而复电阻率法通过反演的零频电阻率、极化率、频率相关系数和时间常数可以为斑岩型铜矿提供直接找矿信息。