电磁法在工程地质勘察中的应用

本文采用有场源电磁法勘探粤东沿海广(州)深(圳)珠(海)及深(圳)汕(头)南线等高速公路工程,勘探使用美国GDP—12及加拿大EM—37电磁数据采集系统。文章论述了时间域与频率域的多种电磁法装置在桥梁、互通、遂道及软土公路工程中的地磁物理应用前提及它们的应用环境、工作效率、勘探深度等,低阻覆盖下的地质分层及断层产状性质等问题是本文探讨要点。文中例举了多种装置的电磁异常场剖面图及其曲线形态:对磨刀门桥址西江断裂的电磁异常剖面曲线形态、特征作了构造地质解释,认为该断裂系由两条主干断层组成的蠕滑断层组。上述工程地质解释结论已作为工程勘察设计依据。有的电磁异常已被工程地震及钻探证实。     

瞬变电磁法在场地勘探中的研究及应用

本文利用等效代换的方法建立计算瞬变电磁响应的概念及方法,通过视电阻率的计算,进行实测剖面的二维电阻率成像,并利用该成像技术进行场地勘探,获得良好的效果。     

高频电磁测深在地下热水勘探中的应用

高频电磁测深法是一种利用天然高频电磁场作为场源的电磁勘探方法,具有高分辨率和相对直流电法较深的勘探深度的特点,特别适合中浅层地热和地下水勘探。本文介绍了一个应用高频电磁测深评价地下热水资源的一个成功实例。野外数据采集采用了高频电磁测深系统MT-U5A,采用远参考技术,以保证数据采集质量。高频电磁测深资料二维反演成像处理结果较好地描述了地下热水的空间分布范围,为查明该区的地下热水的来源提供了较有利的证据。     

甘肃金昌金川镍矿SEP系统与国外仪器比对试验

地面电磁探测(SEP)系统在辽宁兴城杨家杖子矿与国外高端仪器对比试验中取得了不错效果.为了检验地面电磁探测(SEP)系统各组成部分在强干扰区中的性能及可靠性,以及由SEP系统各组成部分集成的整体系统的野外实际工作能力,继续在甘肃金川镍矿区,在强干扰背景下开展了与国外先进仪器的比对试验.利用SEP系统和国际高端著名商业仪器系统,通过不同发射机原始曲线、不同接收机原始曲线、反演剖面的对比,表明二者数据一致性较好,SEP系统的抗干扰能力已经和国际先进仪器相当,已经能够胜任各种复杂的勘探任务.     

瞬变电磁法在地下水勘查中的应用综述

水是地球上最重要的天然资源,供人类需要的淡水有95％以上取自地下水,地下水在人类经济活动中发挥着重要的作用．传统的地球物理方法在地下水勘查工作中得到应用的同时,新的更先进的物探方法不断涌现．近年来,瞬变电磁法在国内外的应用得到迅速发展,在地下水勘查领域的应用也得到拓展．与其它电探方法相比,利用瞬变电磁法进行地下水勘查具有明显优势。     

电磁学中的某些进展与电磁法的有关问题

本文介绍了电磁学研究热点中与电磁脉冲有关的瞬变电磁场（ＴＥＭＦ）、Ｍａｘｗｅｌｌ方程组的瞬态解等方面的最新进展，对各界瞩目的电磁导弹（ＥＭＭ）问题做了较详细评述，对ＴＥＭＦ的求解方法做了简要总结，并着重介绍了一种适于任意媒质，高维情况下的广义时域有限差分算法（ＧＦＤＴＤ）；通过引入手征媒质中电磁场的本构方程，证明了电磁波在地中传播时，源电极化和源磁极化之间存在耦合关系，这种耦合作用的结果总是程度不     

电磁勘探中工频噪声采集技术研究

电磁法是对地探测的支柱技术,随着经济和社会发展,电磁干扰日益严重,极大地的影响了对地探测效果,亟需研发工频电磁干扰快速测试分析技术和仪器,为电磁探测测点选择提供依据;本文开发了一套环境电磁噪声测量装置,可实时记录电磁场总场强度与工频基波及其二次、三次谐波振幅强度,实验表明6套实验样机一致性数据Pearson相关系数达0...     

无线电磁法(WEM)在地球物理勘探中的初步应用

无线电磁法(WEM)是上世纪90年代发展起来的一种新的人工源电磁探测技术,它通过一个固定大功率发射台发射0.1~300 Hz超低频/极低频电磁信号来探测地下地质结构.国内对WEM法的应用已做了大量的理论和实际试验工作,例如,大功率发射台辐射的电磁场计算,不同距离电磁信号发射接收试验,油田深部结构探测试验等.从试验的结果看,WEM法在提高电磁测深数据质量上具有很大的优势.     

井地电磁法勘探深度研究

结合国家深部资源勘探的迫切需求,应用电磁场理论,从麦克斯韦方程出发推导出井地电磁场公式.通过两层大地模型与均匀半空间井地电磁场响应比较,研究了井地电磁法勘探深度,并给出了不同发射电流、发射频率、线源长度及两层大地电导率差异对勘探深度的影响,为井地电磁探测的野外勘探参数的选择奠定了理论基础.计算结果表明,加大发射电流、线源长度、两层大地电导率差异和降低发射频率可以增大接收信号的强度,提高有效勘探深度,从而,有利于进行深部资源勘探.     

An electromagnetic prospecting instrument for subsurface conducting zones

Summary A portable electromagnetic prospecting unit comprising a transmitter, receiver and resolver, designed and constructed to operate with a vertical setup of coils at a single frequency of 1250 cps, measures the components of the magnetic field at the receiver station resolved in phase and at quadrature with field near the transmitter. This may be used to locate vertical or steeply dipping conductors down to a depth of about 0.6 times the maximum workable transmitter receiver separation of 120 meters, the accuracy of measurements of the resolved components being better than 2%. The variation of resolved components over a buried conductor indicates its position and depth.This paper is published by the kind permission of the Director General, Geological Survey of India.     

Field testing of the surface electromagnetic prospecting system

To test the performance of the Chinese whole-surface electromagnetic prospecting (SEP) system, system integrations, instrument performances, and large-scale production viabilities in Liaoning province and Inner Mongolia were measured via extensive field tests. Resultant electric fields, magnetic fields, apparent resistivities, impedance phases, and inversion profiles compared favorably with results of commercial equipment from other countries. The inversion results agreed well with the geologic information from boreholes. Field tests showed that the SEP system is stable, reliable, lightweight, and easy to operate, making it suitable and ready for real-field exploration.     

分布式电磁法仪器系统设计及实现

本文介绍一种采用大功率稳流发射、低噪声测量、宽频带接收以及分布式同步等技术,自主研制的分布式多功能电磁法仪器系统.系统包括大功率电磁法发射机、分布式电磁法接收机、磁场传感器、整流源等设备.采用ARM芯片和FPGA芯片进行发射机的整机控制和信号整形发射,采用PC104工控机和FPGA芯片进行接收机的整机控制和信号处理.在人工场源模式下实现了可控源音频大地电磁法（CSAMT）、谱激电法（SIP）和时域激电法（TDIP）等测量功能;在天然场源模式下实现了大地电磁法（MT）、音频大地电磁法（AMT）的测量功能.发射机在满功率发射的情况下连续可靠运行时间大于12 h,接收机的动态范围大于120 dB,接收机可接收信号频率范围是0.001 Hz~32 kHz.通过典型矿区的野外实验和应用,表明本系统的性能总体上达到了国际先进水平.

     

嵌入式Linux移植技术在地磁观测仪器中的应用研究

结合地磁观测系统的特点,研究了嵌入式Linux系统的裁剪和移植技术,实现了地磁观测系统中嵌入式Linux的应用开发.采用本文技术开发的系统,既可以通过以太网对仪器系统实时远程监控,满足对地磁观测系统的实时性和网络控制要求,又具有良好的可扩展性,对其他观测系统具有一定的借鉴意义.     

吊舱式直升机频率域电磁系统性能及应用效果

IMPULSE系统是2003年2月从加拿大Scintrex公司引进的吊舱式直升机频率域电磁、磁综合系统.该系统采用新型的宽带技术,数字化程度较高,系统较为灵活,尤其适合于地形较为复杂地区的矿产和水工环勘查工作.目前该系统已经完成了飞行试验和4个测区的试生产测量工作,并在地下煤火勘查、矿产勘查等方面取得了明显的效果,实践证明该系统在地质和水工环勘查中具有良好的应用前景.     

电磁勘探中各向异性研究现状和展望

电各向异性广泛存在于自然界中,已成为电磁勘探资料解释中不可忽视的因素.特别是在一些沉积岩地区,由于层理发育导致地下介质电阻率随电流方向发生变化,表现出很强的各向异性导电性.此时,利用各向同性模型进行电磁数据解释将引起很大的误差.本文回顾了电磁勘探中电各向异性研究的历史,简要介绍电各向异性成因、数值模拟中的数学描述及电各向异性介质中电磁场正反演模拟方法等研究现状,总结电各向异性在大地电磁、可控源电磁、航空电磁和感应测井等方面的最新研究进展及未来的挑战.随着多维电磁数据采集及正反演模拟技术的进步和计算能力的提高,给电各向异性信息提取和应用带来了新的契机.电各向异性研究将在矿产资源勘查、油气存储与运移特征分析、地下水和地热、环境工程地质调查、大地构造及地质灾害预测等方面发挥积极作用.

     

电磁勘探数据粗大误差处理的一种新方法

由于存在各种地电干扰, 电磁法勘探采集到的原始电场数据中往往包含粗大误差.电磁法勘探中信号量的测量与传统的精密测量在误差来源与特点、测量值分布等方面均存在较大差异.经试验, 对电磁勘探采集到的原始电场数据采用传统的莱伊达、格拉布斯、狄克逊等准则进行粗大误差的自动判别和剔除, 处理效果不好;采用Robust估计和中值滤波方法, 也不能达到满意的效果;采用手工方式挑拣剔除粗大误差, 处理效率太低, 均不能满足电磁勘探数据预处理的要求.作者提出了一种自适应双向均方差阈值法实现电磁勘探数据粗大误差的自动判别和剔除, 此方法对采集到的原始电场数据样本进行排序后, 采用迭代或递归的方式, 每次均以中点为界分别计算前后两部分数据的均方差, 将较大的一个与预先设置的均方差阈值进行比较, 若其大于阈值, 则判断粗大误差存在于相应的一端, 进而剔除相应端端点位置的数据点;若前后均方差值都小于阈值或样本数量小于3个时算法结束.此方法具有自适应优化、阈值参数化控制、适应小样本数据以及计算简单效率高等特点.大量实验结果表明:在选取均方差阈值在30至90范围内时(经验值), 能够有效地剔除电磁勘探原始电场数据中的粗大误差, 保留最可信数据.目前已在多个实际勘探生产项目中应用此方法处理粗大误差, 取得了令人满意的处理效果.     

水平n层导电介质中时谐垂直电偶极子的电磁场

对于包含n层线性、均匀、各向同性的水平成层导电介质,本文应用汉克尔变换及其逆变换推导求得了位于顶层导电媒质中的时谐垂直电偶极子在该层产生的电磁场的表达通式．通过这些表达式能够很方便地求得包含任意多层导体半空间中的电磁场．文中最后计算了导电半体空间和二层导电介质中时谐垂直电偶极子产生的电磁场,验正了本文所得结果的正确性。     

瞬变电磁低噪声前置放大器研制

为了增大瞬变电磁勘探深度,充分利用晚期道数据,针对瞬变信号频带宽等特点和低噪声运放放大电路的设计原则,通过对放大电路的噪声来源和降低噪声措施的研究,设计了基于超低噪声运算放大芯片LT1028的低噪声差分前置放大电路.建立模型对噪声进行计算和仿真,得出的单运放噪声和总噪声分别为3.2uVrms和4.53uVrms.对实际电路进行噪声测试,得到的噪声频谱图表明在0～100kHz的频率范围内,电路噪声在10～20uVrms之间,设计的差分前置放大电路具有很低的噪声水平,能够满足瞬变信号前置放大的需要.