二层情况航空电磁资料的解释

直升飞机航空电磁系统的发收距与其发收线圈的高度相比是很小的。于是,在计算模型的理论曲线时可以进行较大的简化。本文给出了某些用于解释频率域测量的二层情况的响应曲线。为进行航空电磁数据填图,将航电响应转换为视电阻率和视高度的方法十分简单。本文还给出一种可以确定在无限导电的半空间之上的覆盖导的厚度和电阻率的近似计算方法。     

脉冲航电响应的视电阻率变换及其在地质填图中的应用

航空电磁法发展三十多年来,主要是用来寻找良导的金属矿床。因此,在资料解释中人们通常只对局部异常感兴趣,而忽视大面积背景场的变化。这样只有很少一部分资料得到利用。为了提高实测资料的使用价值,取得更多有关地质体的信息,必须对所测得的全部资料进行解释。于是人们提出将航电实测的二次场值变换为视电阻率,进行视电阻率填图,并期望在适宜的地质条件下根据视电阻率值来识别岩石类型,从而达到地质填图的目的。这个问题在理论上已经基本解决。就时间域航空电磁系统而论,国外已有均     

脉冲航电响应转换为视电阻率的电算方法

利用脉冲式航空电磁法进行视电阻率和地质填图在我国某些地区已取得较明显的地质效果。若使这项工作在大面积上有效地展开,尚有待于仪器、运载工具、资料整理和解释方法的改进。对于解释工作来说,在生产中用手算的方法进行视电阻率转换是难以实现的,因此必须采用计算机解释的方法。本文讨论了将脉     

基于磁导率的频率域航空电磁法双频反演方法

以往的频率域航空电磁法数据反演方法中,通常在模型中以真空磁导率代替介质磁导率,忽略了磁性层影响。但在高磁性区域,这样做将会导致计算电阻率值偏高。针对这一问题,首先根据层状介质模型研究了考虑磁导率和电阻率因素条件下的电磁场正演计算方法,并且分析了不同磁性介质对频率域电磁响应的影响规律。在此基础上,提出了磁导率和电阻率的双频反演方法,电阻率是通过2个频率的虚分量之比计算得到的,计算结果更加可靠,提高了磁性区域视电阻率填图的精度。通过对模型计算和实测数据进行反演计算,表明这种方法具有较高的反演精度,为强磁性区域航空电磁法视电阻率填图提了供一种行之有效的反演方法。     

航空电阻率填图技术及其应用

航空电阻率填图是通过反演或量板转换技术把测量到的航空电磁场信号换算成反映地下岩层的视电阻率值。它摆脱了测量工作中高度的变化以及不同航空电磁系统响应性状差异很大给地质解释工作造成的困难。通过对南宫、嘉鱼地区航空电磁资料的应用,显示出该技术良好的应用前景。     

航空电磁法数据处理与图示技术

在分析探讨影响航空电磁测量数据质量主要因素的基础上,提出了场值标定,相位校验改正等零水平漂移改正方法,研究开发了一套适合航空电磁法数据处理与图示的方法技术。通过对3万多测线公里航空电磁资料的处理与图示,证明了方法的有效性,取得的视电阻率图像反映了各测区浅层电性分布特征,为地质填图提供了新的资料。     

航空电磁法的应用现状与前景

本文介绍了航空电磁法近年来在应用方面的进展情况，指出了航空电磁／电阻率填图的方法技术问题及其解决途径，并概述了航电未来的发展前景。     

海洋可控源电磁场视电阻率计算方法

这里提出了一种计算海洋可控源电磁场视电阻率的方法,分析了水平电场分量振幅与视电阻率之间的关系,并介绍了海洋可控源电磁场视电阻率解释方法的原理。利用1D模型和2D模型海洋可控源电磁场响应计算了视电阻率,验证了视电阻率解释方法的有效性,为海洋可控源电磁资料定性解释提供了一种新的方法。     

频率域航空电磁法岩性地质单元填图技术

简述频率域航空电磁测量基本方法原理,讨论解释参量的特性和用于岩性地质组合单元填图的技术,介绍了应用双三频航空电磁资料在推断岩性地质构造方面的地质效果。利用航空电磁勘查资料进行地质填图,可给区域地质调查补充许多以前未发现的地质构造信息,并能增强局部异常对探测目标物的识别能力,提高勘查效果。     

航空瞬变电磁全时域全空域快速成像

航空瞬变电磁法以其快速高效的优势已获得广泛应用,然而航空瞬变电磁采样密集,数据量巨大。为了实现航空瞬变电磁观测数据的快速解释,开展航空瞬变电磁快速成像算法研究。利用反函数定理建立成像迭代格式,并在成像过程中考虑发射源高度和观测时间的影响,进而实现航空瞬变电磁全时域全空域快速成像。这里首先给出了全时域全空域成像理论和实现方法,然后对航空瞬变电磁装置进行了介绍,最后建立了典型采空区模型,利用开发的航空瞬变电磁全时域全空域视电阻率成像方法进行数据成像,成像结果与真实模型基本一致,验证了方法的有效性。     

沙地区航空电磁法找浅层水和土壤盐渍化普查效果

在分析内蒙古自治区通辽市南部地区的水文地质情况的基础上,利用航空电磁法在该区的实测结果及数据转换结果,推断了水质分布特征,圈定了土壤盐渍化范围。结果表明：研究区内重盐渍化地区极少,多为非盐渍化区;北部平原区的地下水资源较丰富,其第四系含水层是一个具有自由水面且相互连通的地下水的巨大赋存空间。     

Regional-scale airborne electromagnetic surveying of the Yucatan karst aquifer (Mexico): geological and hydrogeological interpretation

Geometry and connectivity of high-permeability zones determine groundwater flow in karst aquifers. Efficient management of karst aquifers requires regional mapping of preferential flow paths. Remote-sensing technology provides tools to efficiently map the subsurface at such scales. Multi-spectral remote sensing imagery, shuttle radar topography data and frequency-domain airborne electromagnetic (AEM) survey data were used to map karst-aquifer structure on the Yucatan Peninsula, Mexico. Anomalous AEM responses correlated with topographic features and anomalous spectral reflectance of the terrain. One known preferential flow path, the Holbox fracture zone, showed lower bulk electrical resistivity than its surroundings in the AEM surveys. Anomalous structures delineated inland were sealed above by a low-resistivity layer (resistivity: 1–5 Ωm, thickness: 5–6?m). This layer was interpreted as ejecta from the Chicxulub impact (Cretaceous/Paleogene boundary), based on similar resistivity signatures found in borehole logs. Due to limited sensitivity of the AEM survey, the subsurface configuration beneath the low-resistivity layer could not be unambiguously determined. AEM measurements combined with remote-sensing data analysis provide a potentially powerful multi-scale methodology for structural mapping in karst aquifers on the Yucatan Peninsula and beyond.     

Applying regional airborne electromagnetic (AEM) surveying to understand the architecture of sandstone-hosted uranium mineral systems in the Callabonna Sub-basin,Lake Frome region,South Australia

The Frome airborne electromagnetic (AEM) survey was designed to provide reliable pre-competitive AEM data to aid the search for energy and mineral resources around the Lake Frome region of South Australia. Flown in 2010, a total of 32,317 line kilometres of high-quality airborne geophysical data was collected over an area of 95,450 km² at a flight line spacing mostly of 2.5 km, opening to 5 km spaced lines in the Marree–Strzelecki Desert area to the north. The Lake Frome region hosts a large number of sandstone-hosted uranium deposits with known resources of ～60 000 tonnes of U₃O₈ including the working In Situ Recovery operations at Beverley, Pepegoona, Pannikin and Honeymoon, and deposits at Four Mile East, Four Mile West, Yagdlin, Goulds Dam, Oban, East Kalkaroo, Yarramba and Junction Dam. The aims of the Frome AEM Survey were to map and interpret critical elements of sandstone-hosted uranium mineral systems including basin architecture, paleovalley morphology, sedimentary facies changes, hydrological connections between uranium sources and uranium deposition sites and structures. Interpretations of the data show the utility of regional AEM surveying for mapping crucial elements of sandstone-hosted uranium mineral systems as well as for mapping geological surfaces, structures and depth of cover over a wide area. Data from the Frome AEM Survey allow mineral explorers to put their own high-resolution AEM surveys into a regional context. Survey data were used to map and interpret a range of geological features that are associated with, or control the location of, sandstone-hosted uranium mineral systems and have been used to assess the uranium prospectivity of new areas to the north of the Flinders Ranges.     

时间域航空电磁数据加权横向约束反演

传统的单点一维反演技术处理时间域航空电磁数据得到的电阻率和层厚度容易呈现横向不连续性,导致层界面不光滑。即使相邻测点的反演结果也会出现突变现象,与实际地质情况不符,给解释工作带来困难。笔者针对时间域航空电磁数据空间采样密集、在沉积岩地区工作时地下电性结构横向连续性较好的特点,研究了时间域航空电磁数据参数加权横向约束反演方法。反演时同时考虑数据拟合、相邻测点电阻率和层厚度横向约束以及深度横向约束,利用参数加权来调整对各层模型参数和深度横向光滑度的约束强度。通过对理论和实测数据反演并与传统的单点一维反演结果进行对比,验证了拟二维横向加权约束反演是处理时间域航空电磁数据的有效方法。横向约束反演结果电阻率和层厚度横向光滑连续,层界面清晰。引入参数加权实现对不同参数横向光滑度和连续性的制约,可进一步提高反演解的稳定性。加权因子对反演结果有较大影响,在实际应用中,应该综合考虑地质资料选择合适的加权因子。     

频率域航空电磁法地形影响和校正方法

为了研究地形对频率域航空电磁法的影响程度,以及如何有效提取由于地形产生的航空电磁场,笔者利用频率域有限差分法开展了复杂地形条件下的频率域航空电磁响应计算和分析研究。计算结果表明,坡度较陡的地形对频率域航空电磁响应影响较大(尤其在沟谷位置地形影响最大),以至于增加了电磁异常的复杂程度,影响了电磁异常的解释结果。在综合研究的基础上,采用二维和三维的地形校正方法对典型地形地电模型进行校正,有效去除和压制了地形引起的电磁干扰异常,突出了异常体引起的电磁异常,提高了频率域航空电磁的解释效果。     

电磁感应仪EM38用于土壤盐渍剖面分类与评价研究

结合电磁感应仪EM38测量与田间采样,文章分析了黄河三角洲典型区域土壤电导率的剖面分布特征,建立了磁感式表观电导率与土壤电导率间的(多元)回归解译模型,探讨了不同分类方法对土壤盐渍剖面分类结果的准确性,并对典型盐渍剖面类型进行了评价。结果表明:研究区土壤盐分具有较强的表聚性与变异强度;土壤电导率与磁感表观电导率EMh、EMv间呈极显著的相关关系,EMh对浅层土壤电导率的解译精度较高,而EMv对深层土壤电导率的解译精度较高;EMv/EMh法和理论函数法对土壤盐渍剖面的分类结果均具有较高的精度,且理论函数法分类结果的准确性明显优于EMv/EMh法;研究区土壤盐渍剖面可划分为表聚型、底聚型与均匀型,在数量上以表聚型及底聚型为主,其中表聚型与均匀型属于积盐型剖面,底聚型属于脱盐型剖面。该结果对研究黄河三角洲地区土壤盐渍化的发生、机理、预测与评估该地区土壤盐渍化的发生、发展具有重要意义。     

基于电磁感应仪的表聚型土壤盐渍剖面特征解译研究

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍化问题,以该地区分布最广泛的表聚型盐分剖面类型为研究对象,运用磁感大地电导率仪EM38,建立了磁感式表观电导率和土壤盐分之间的(多元)回归模型,在分析土壤盐分剖面分布特征的基础上提出了指数衰减模型,并运用该模型对盐分剖面进行了参数拟合和验证。结果表明:磁感式表观电导率EMh和EMv呈极显著的线性相关,土壤盐分在垂直方向上的变异主要表现在表层0~25cm的深度范围内。统计分析和Friedman检验结果表明,回归模型和指数衰减模型均具有较好的拟合结果和预测效果,二者的预测精度差异也不显著,表明本文提出的指数衰减模型不仅能降低待估参数的数量、提高土壤盐分剖面磁感式解译的实用性,同时还具有较高的预测精度。该研究结果为利用电磁感应仪快速、精确地进行土壤盐分预测以及盐分剖面解译提供了一定的理论参考和实践依据。     

航空电磁法在水文地质调查中的应用

为了对水文地质调查提供多方法、多深度和多参数解释,提高航空电磁法在水文地质调查中的应用效果,以河北曹碑店地区、定陵—北京十三陵水库地区、黑龙江宝清地区、澳大利亚桥维拉地区、山东黄河口地区的航空电磁资料为基础,建立了利用航空电磁法研究海侵程度、水质填图、寻找浅层淡水的定性和定量解释方法。结果表明: 航空电磁法可以快速高效地研究不同深度的地下水及海侵程度空间分布特征,快速计算地下水矿化度,尤其可为大范围水文地质调查提供多层次的海侵底界面和水平界线、含水层和隔水层分布及水质分布信息,在多个研究区取得了较好的水文地质勘查效果。     

Airborne electromagnetics — Providing new perspectives on geomorphic process and landscape development in regolith-dominated terrains

In regolith-dominated terrains, the nature of contemporary processes and the surface distribution of regolith materials may be a poor guide to the character and history of regolith materials at depth. The nature of regolith materials at depth is often critical to unravelling the development of a landscape. Conventional mapping aids such as air photos, multispectral remote sensing and airborne radiometrics are not wholly adequate in this context, as they penetrate limited depths (<0.4 m). Airborne electromagnetics (AEM) on the other hand, has the potential to map regolith materials to considerable depths (>100m).The application of AEM to regolith mapping and its potential as a tool in geomorphology are illustrated by reference to an AEM survey flown at Lawlers in the Yilgarn Craton of Western Australia. At Lawlers, AEM identifies a palaeochannel that has no surface expression. It cannot be seen in images of the Landsat, airborne radiometric or airborne magnetic data. The disposition of this channel in the landscape, and in particular its association with ferruginous materials forming breakaways, suggest that inversion of relief has been a significant factor in the evolution of the Lawlers landscape.The AEM data at Lawlers have also been used to map the weathering front. The topography of the weathering front not only reflects the movement of water through the landscape in a general sense, but also reflects the influence of lithology and structure. Different lithologies are clearly weathering to different depths. Information on the nature of the weathering front is potentially an important constraint on models of groundwater flow, and by association, models of solute dispersion.     

时间域航空电磁数据线圈运动噪声去除方法仿真研究

时间域航空电磁探测中,接收线圈在地磁场中的运动产生感应电动势,形成线圈运动噪声,因其幅度较大而成为航空电磁探测中的主要噪声源之一。线圈运动噪声具有低频特性,虽然幅度随频率增大而迅速衰减,但仍然含有高于发射基频的频率成分;因此,传统的高通滤波器在处理线圈运动噪声中存在一定的局限性。根据航空电磁数据的特点,采用多项式拟合全波半周期运动噪声,运用拉格朗日优化算法求解运动噪声多项式系数,并将其从半周期电磁数据中去掉以达到去除噪声的目的。通过仿真实测数据的运动噪声压制实验,对比分析了多项式拟合法与传统高通滤波器法的线圈运动噪声去除能力。仿真结果表明,多项式拟合法能够有效去除航空电磁数据中的线圈运动噪声,提高信噪比超过40 dB。