关于频率电磁测深几个问题的探讨(二)——频率电磁测深探测深度的几个问题分析

分析了天然源频率电磁测深(MT/AMT)及人工源频率电磁测深(FEM/CSAMT)的探测深度及评估方法。人工源频率电磁测深在观测点侧面有发射源,分析其探测深度的有关问题比较复杂,除受地电断面和发射频率的影响外,收-发距(偏移距)的作用很大。考虑实际应用,在探测对象已定和仪器频率范围已知情况下,通过模拟计算研究了偏移距对探测深度的影响。将偏移距和频率、地电断面参数同时考虑,综合反映出场区对探测深度的影响,通过模拟计算出典型频率电磁测深曲线。曲线特征说明:近区场仅能做几何测深,只有满足远区或中区(过渡区)的条件才能实现频率电磁测深。人工源频率电磁测深探测深度的影响因素较天然源频率电磁测深多了偏移距的作用,其深度评估式应是经验的。所阐述的频率电磁测深的探测深度及评估方法是偏重理论的,并以此指导施工设计或作半定量解释;要更准确得出频率电磁测深的探测深度应通过正确的反演解释。      

电偶源瞬变电磁测深研究(一)——基本原理

从分析瞬变电磁测深激发波形的频谱出发,进而证明瞬变电磁测深与频率电磁测深场分量间的关系,最后论述了探测地质结构的物理原理。      

电偶源频率电磁测深中的EX分量

在电偶源频率电磁测深的各场量中,电场ＥＸ分量具有分辨率同,观测信噪比高,不需作近场改正等优点。在有地表电性不均匀引起的静态偏移情况下,可通过转换相位消除静态偏移。因此在资料处理与解释中可不局限于比值电阻率的模式,使频率电磁测深具有更大的灵活性与适应性。     

频率域电磁测深中的记录规则

首先讨论了频率域电磁测深中的记录规则,然后利用三维数值模拟结果作了具体分析。认为,在不考虑微弱的阴影效应时,将测深点作为频测记录点更为合理。野外试验对比说明了同样的结论。     

频率域电磁测深资料处理软件包

本文利用混合语言编程技术,设计编制了频率域电磁测深资料处理程序包,描述了程序各功能模块的基本功能,给出了利用该软件包对实际数据处理的例子。     

任意角度瞬变电磁测深正演问题计算方法

针对目前比较普遍的瞬变测深晚期场计算精度较低的情况,本文依据频率域电磁场实虚分量的奇偶性及付氏变换的导数性质,利用余弦变换实现了由频率域到时间域电磁场的转换。计算表明,本算法计算晚期瞬变电磁及视电阻率响应具有较高的精度。文中重点计算了单一偶极供电,多点测量的任意角度瞬变测深的正演问题,并对其规律性作了总结。     

频率域电磁测深中干扰的识别与压制

针对高压线对电磁频率测深数据影响严重的现状,从方法原理和野外实测数据两个方面分析了线状干扰源引起的水平电场干扰特征和识别技术,提出了一种应用干扰估算滤波技术来压制电磁干扰的方法。应用成果表明,高压线等线状电磁干扰源对电场的干扰主要体现在平行干扰源方向的水平电场,野外通过布置垂直高压线的测线可提高数据信噪比,室内通过干扰估算滤波技术压制电磁干扰。     

关于频率电磁测深几个问题的探讨（一）——从可控源音频大地电磁测深原理看解释中的问题

从频率电磁测深原理出发,说明了人工源频率测深的电磁场存在3个场区,也只有远区场的可控源音频大地电磁测深(CSAMT)法的资料才能用音频大地电磁测深(AMT)法进行反演解释。对于存在中近区的CSAMT法资料,可进行近场校正,然后按AMT法解释。由于近场校正是建立在均匀半空间模型之上,校正误差大。为此提出了不加校正直接对比值视电阻率数据进行反演解释,最好按电磁场单分量资料解释,以减少不必要的校正误差。      

大地电磁测深数据子库

“大地电磁测深数据子库研制”是国土资源部“深部地球物理探测数据共享与对比研究”项目的课题之一。在此介绍课题的研究概况,详细讨论了大地电磁测深数据库的需求分析,开发平台的选取,系统结构和功能设计等问题。     

校正电磁频率测深“静态偏移”的有效方法

在进行直流电测深、大地电磁测深以及电磁频率测深等各种大地电阻率法测量时，局部近地表电性不均匀体（冲积物、河床、山坡局部潮湿带、盐渍体以及岩石露头等）经常严重地影响所观测到的视电阻率数据，使视电阻率数据产生与频率无关的     

利用小波变换确定电磁测深曲线拐点的应用研究

电磁测深数据是地下地质体对电磁波传输特性的综合反映。由于地下情况的复杂性和地质体对电磁波特性反映的迟钝性,往往由电磁波携带的有用信息非常弱小和复杂,因此,要想通过正演对比和建模反演的方式来准确解释电磁测深资料和正确建立反演模型是相当困难的。电磁波在均匀介质中传播时,其幅度按指数规律单调递减,而随着地下地质体的变化将会改变这一规律。通过寻找测深曲线的拐点,就可以确定地下地质体的基本形态和分界情况,从而为资料定性解释和反演建模提供参考。然而在实际应用中,要直接求出观测曲线的拐点是不可能的。小波变换方法被称为“数学显微镜”方法,用小波变换来处理观测信息后,在不同尺度的小波变换结果中,分析结果是一种非常实用可行的方法。     

对瞬变电磁测深几个问题的思考（四）——从不同角度看瞬变电磁场法的探测深度

从几个方面阐述了瞬变电磁（TEM）场法的探测深度,引用“烟圈效应”的等效电流环向下扩散深度,推导平面波场极大值扩散深度,并通过时频（T-F）分析阐明时间域、频率域探测深度的联系与区别。TEM场的扩散深度主要取决于延迟时间,地面实际探测到同样深度的信息所需时间至少是单向扩散深度时间的2倍,即双程时;根据电磁感应、电磁波的反射、频率测深曲线的假极值现象以及拟地震转换波的慢度等几个方面论述了此结论。论述的TEM探测深度的理论可为其应用扩展思路。      

单点绝对定位在瞬变电磁测深中的应用

在瞬变电磁测深测地工作中,用手持式GPS单点绝对定位测定测点三维坐标,减少了控制测量环节,节约了成本。本文通过长白测区瞬变电磁测深的应用事例,证明这种方法完全可以应用于生产实践。     

水平载流线圈中心点组合波频域电磁测深视电阻率定义

由于近区场的复杂性及目前频域电磁测深方法的局限性,近区频域电磁测深多年来一直是地球物理领域一个悬而未决的问题.本文在近区场理论的基础上,通过引人组合波理论,提出了一种能适于近区频域电磁测深的视电阻率的定义式.该视电阻率在近区具有有效压制背景场、突出地电异常信息的功能,并能客观地反映地电断面的电性变化规律.     

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。     

瞬变测深视电阻率曲线的正演计算及其初步解释

本文以垂直磁偶极子发射,接地导线测量这样一种发一收装置为例,讨论了求解时间减电磁场问题的计算方法,具体思路是：用线性滤波法,先求解频率域问题,然后且Ｇａｖｅｒ－Ｓｔｅｈｆｅｓｔ逆拉氏变换法将频率测深正演问题转化为相对应瞬变测深（时间域）正演问题,得到了垂直磁极子场中,水平层状介质表面瞬变电磁场分量的近似表达式,由此计算了视电阻率曲线,并从理论上探讨了瞬变测深视电阻率曲线的垂向分辨能力,本文试图对中     

关于频率电磁测深几个问题的探讨(四)——对频率电磁测深静态效应问题的再探讨

频率电磁测深属电磁法,同样存在静态效应问题。在前人研究的基础上,根据静态效应的概念与特征,提出用电磁场边界条件直接阐明其产生机理与表现特征,由此可以更好地解释视电阻率在双对数坐标上沿其坐标轴平移的方向与幅度。又根据视电阻率曲线在双对数坐标的平移性,指出利用与斜率不变性相关的方法做静态效应校正是有效的,例如相位法。最后补充说明了几个概念问题,以期更好地理解静态效应问题。      

对瞬变电磁测深几个问题的思考(一)——瞬变电磁测深中偶极子源及其转换

偶极子源是电磁法研究的基本对象,是构成更复杂探测装置与资料解释的前提,也是电磁法勘探技术开发与创新的理论基础。从偶极子源的概念出发,导出了均匀大地表面上的主要偶极子源瞬变电磁场公式,并指明正垂直阶跃脉冲与负垂直阶跃脉冲激发的瞬变电磁场公式的异同,以加深认识。举例说明了相应于电性源与磁性源的场分量可根据电磁场的互易定理相互转换,便捷推导公式。重点阐述了由偶极子源的场强公式运用叠加原理可衍生更复杂的电磁场公式,诸如大回线源及其任意一点的瞬变电磁场公式,盘活了瞬变场的应用。      

高频时域电磁场模拟

根据不同时域电磁场的频率特性,从频率域到时间域的转换一般有二种方法,即线性滤波算法(余弦变换)和快速傅氏变换(FFT)。利用高密度采样的线性滤波算法计算余弦变换,对层状介质的甚早期瞬变电磁进行模拟,并与均匀半空间的闭合解析式结果进行对比,证明了该方法的有效性。另外,从层状介质的高频电磁场响应出发,利用FFT算法,有效地模拟了不同频率和地电参数的GPR射线,以及层状介质的剖面图。甚早期瞬变电磁和低频GPR的频率,都跨越了传统电磁法中所忽略的中间频率。这里的主要目的就是通过对比选择有效的模拟方法,利用模拟结果来分析该频段时域电磁场的特征。