大地电磁测深静态效应空间域拓扑处理技术研究

静态效应是大地电磁测深中普遍存在的技术难题,这一影响使得观测结果的处理解释出现无法接受的误差.针对现有大地电磁测深静态效应判别、校正及数据采集装置,提出了以野外实际观测资料为基础的空间域拓扑处理技术.在分析静态效应的成因、表象以及平面波电场分量叠加特性的基础上,从空间采样的实质出发,完善了拓扑点曲线求取公式,获取了同一记录点不同极距的观测结果,提取了连续阵列观测装置中所隐含的变极距观测信息;依据理论模型分析建立了局部不均匀体上不同部位各记录点随拓扑观测极距变化可能出现的静态偏移模型,初步建立了以点进行拟剖面处理,以剖面上所有点的单一频点构成拟平面图来进行拓扑结果图形展示和分析解释的基本方法,并编制了相应的软件包,从理论和实践上初步建立了空间域拓扑处理研究静态效应这一全新的方法技术.实验结果表明,拓扑叠加处理会使资料品质提高,静态偏移效应的判别可从多个方面进行,可有效反映出不均匀体所产生的畸变电场的空间分布,从而可在一定程度上显示出不均匀体的空间位置和分布形态,为认识表层电性结构提供了一种客观的实测信息.同时,由于拓扑处理使观测装置的各种变化所能测得的结果被提取出来,意味着一种新的抑制干扰方法的出现.     

大地电磁测深法拓扑去静态软件的实现与应用

在连续阵列大地电磁(CEMAP)时间域电场空间拓扑理论研究的基础上,提出了使用单频点多极距ρXY曲线来表现地表横向电性不均匀体所产生的静态效应的思路,在同一观测系统中以人机联作的方式正演计算不均匀体所产生多极距静电压曲线,并用其压制实测多极距ρXY曲线上由静态效应引起的形态起伏,以实现静态校正。开发的拓扑去静态软件,在对实测数据处理的过程中取得显著效果。     

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.     

大地电磁测深数据的时频分析

大地电磁测深(MT)数据表现出非线性、非平稳、非最小相位特征,不符合以Fourier变化为基础的传统谱分析的基本要求.为寻求更好的谱分析方法,把最新发展的Hilbert-Huang变换(HHT)引入到大地电磁测深数据的时频分析当中来,针对湖北宜万线实测的MT信号,与短时Fourier变换(STFT)、Winger-Ville分布(WVD)和小波变换(WT)进行了时频分析比较.比较分析表明:HHT方法克服了其它一些方法的缺陷,完全取消了窗函数的作用,其结果不受核函数影响与时频测不准原理限制,具有完全的局部时频特性和更好的时频聚集性.分析认为HHT是一种全新而更优越的分析与处理大地电磁测深信号的时频方法,能更好地提取信号的时频本质特征,用于指导生产勘测实践.     

大地电磁测深相位数据的研究和应用

MT资料处理方法近年来得到了较快发展;各种二维反演、偏移成像技术也有了新的进步。在大地电磁测深资料处理中,长期以来使用视电阻率和相位作为解释参数,但是视电阻率和相位均存在一定的局限性。该文从理论上研究了相位微分的性质,通过模型说明了相位微分的算法:先将获得的相位数据求导,得到相位微分曲线,用比较法得到曲线的极值点,通过极值点对应的周期确定主要导电层的深度和电阻率。利用相位微分能在较小的周期内得到较大的勘探深度。使用该方法对一维和二维模型进行的实验是可行的,对实际资料进行的处理结果也是令人满意的, 从而说明该方法是有效的。     

大地电磁测深数据的二维反演

本文简要地介绍了两种不同的大地电磁测深数据的二维解释方法(从初始模型的确定至偏导数的求取),并编制了反演程序,对固安——霸县大地电磁测深剖面的资料进行了二维反演解释,取得了良好的效果。     

大地电磁测深数据互参考处理的应用研究

大地电磁测深勘探方法易受电台、电网、工业游离电流等人为因素干扰,致使资料数据离差大、曲线形态畸变、可信度差.根据噪声对大地电磁测深张量阻抗估算值的影响规律和大地电磁测深远参考技术的应用效果,阐述了远参考技术的一种折中方案,即互参考道方法.选取不同参考距离、不同质量的大地电磁实测数据作为互参考点,通过计算经互参考处理后的大地电磁测深数据得出相干度、信噪比以及卡尼亚电阻率～相位曲线,分析了经互参考道处理后MT资料的效果.结果表明,该方法是有效的,并总结了应用此方法的一些问题.     

大地电磁测深三维反演系统及应用

大地电磁测深是基于电磁感应原理,在地表采集正交的电、磁场来研究地壳乃至上地幔电性结构的地球物理方法,后期衍生出采集高频天然场信号的音频大地电磁测深和采集人工源信号的可控源大地电磁法。此类方法在深部构造研究、矿产资源勘查、油气资源探测等多领域得到了广泛应用。近几年来,虽然其野外工作趋近三维勘探水平,但其采集数据的处理和三维反演研究仍然存在不足,限制了地质解释的准确度和效率。针对这些问题,我们开发了大地电磁测深的三维反演软件系统,系统主要分为静位移校正、三维反演的初始模型构建和三维反演3个模块,有效地解决了数据处理中的静位移问题和数据解释中的三维反演问题,并且其中涉及的很多算法改进了现有技术,在计算精度、计算效率和成本节约方面有很大优势,具有良好的应用前景。     

参考道方法在大地电磁测深数据中的应用研究

通过选取不同的参考距离、不同质量的大地电磁实测数据作为互参考点,研究在分别采用本地电参考,本地磁参考,互参考电场,互参考磁场处理后的大地电磁测深数据的卡尼亚电阻率曲线及相位曲线,及分析了参考道方法在大地电磁测深数据处理中的应用效果。结果表明,采用互参考方法优于采用本地参考方法,且采用磁场作为参考信号要明显好于采用电场作为参考信号,所以多用磁场作为参考信号,也表明了互参考方法是有效的,可行的。     

水中大地电磁法测深

水中大地电磁法就是采用远参考的方法在水面进行大地电磁法。本文结合作者的实际工作经验,介绍了在湖泊、沼泽等水域开展水中大地电磁测深法(MT法)的工作方法和取得高质量测深资料的措施,总结了方法实施工作中的一些经验和体会,为在大面积水域开展MT工作提供了依据。     

用于表示大地电磁测深数据的视电阻率定义

推荐一个新的用于表示大地电磁测深数据的视电阻的定义。新定义是以频率归一化的阻抗函数的为根据。对现有的和以往推荐的电视电阻率的定义都从理论上加以分析，并应用对１维大地膜型计算的曲线加以比较。应用推荐的定义，计算的视电阻率曲线更新近于地地层的真电阻率值。此外还有一个特别优点是对于上升和下降类型的视电阻率曲线，层位在曲线上表现更明显。     

远参考大地电磁测深法应用研究

随着大地电磁法应用领域的不断扩大,勘探环境的干扰背景也越来越复杂,而采用远参考方法是压制干扰、提高信噪比的一种有效方法。本文从信号检测的角度阐述了该方法的原理,并讨论了其在压制各种干扰方面所发挥的作用。     

华北地区大地电磁测深及岩石圈厚度讨论

近些年来，随着地球科学的进展，大陆岩石圈导电性结构的研究越来越引起人们的重视。这是因为固体地球物理学研究的结果告诉我们，有关大陆岩石圈导电性的研究有可能为当前地球科学各领域的进展提供重要的物理依据。大地电磁测深是从导电性的角度研究地壳和上地幔结构不可缺少的方法。长期以来，国内对此开展了大量工作：而当前，随着科学技术发展，无论是仪器、数据采集或数据处理和反演技术都有了长足的进步。中国的大地电磁测深已实现超宽频带、高精度测量技术；在数据处理和反演等方面也基本与国际先进技术接轨。因此，在2001年，沿着山西应县到山东商河，布置一条大地电磁测深剖面进行研究。采用现代先进的大地电磁数据处理技术和快速松弛二维反演方法获得该剖面二维电性结构模型，从而充分展示了华北地区岩石圈电性结构的特点。从电性特征上讲，华北岩石圈以太行山前断裂为界划分为东、西两区。东区为低阻区，上地壳电性结构基本与华北裂谷系的隆、坳构造格局相对应，岩石圈的电导最高达30000S，远远大于强烈活动的安第斯山岩浆弧区和西藏高原岩石圈的电导。西区为高阻区，太行山和恒山的岩石圈为高阻块体，表现出稳定大陆区岩石圈导电性结构的特点。但恒山高阻块体之下发现一组向西缓倾的高导层，其电导率为0，04~o，25S／m，顶面在20krn深处。底面深约40km。研究结果表明，华北裂谷盆地范围内地壳的电阻率很低，属于良导电性的地壳，这可能是由华北裂谷盆地的壳、幔热结构、热状态所决定的。根据对大陆电阻率模型的讨论。推测鄂尔多斯地块的上地幔也许不存在前人所界定的“软流圈”的性状：而华北裂谷盆地虽然是中新生代构造活动区，活动性较强，但与年轻的火山岛弧区或剧烈的构造活动区相比仍有一定差别，因而，上地幔“软流圈”的痕迹并不明显。这也许正是根据现今应县-商河剖面上大地电磁的探测结果看不出来存在通常所说的反映“软流圈”电性特征的“上地幔高导层”的原因。不过，根据这结果还是可以得出；在华北地区西部的地壳和岩石圈厚度大于东部。但更准确的结果还有待于更深入、更精细的地球物理探测。     

大地电磁测深应用于地热勘探

根据某小区的实际地质情况,使用V5-2000大地电磁测深仪,应用大地电磁法（MT）,对该小区进行了勘探。勘测中使用的频率范围为0.0005493～320Hz,分为两个频段;布极方式为“十、T、L”型,电极距一般为50～150m,利用井旁测深点反演电性分层结果与测区内测线的反演电性分层结果进行对比验证。通过对勘测结果进行解释,掌握了该小区内基底埋深及断裂构造发育情况,分析该区可能有含水的砂岩体存在,并推断地热水赋存深度为2600m。     

大地电磁测深曲线平滑尺度

在大地电磁测深中由于噪声干扰常使得观测的信号发生畸变,严重地影响了信号的分析,因此如何有效地对噪声干扰进行滤波及怎样选择滤波时间尺度是当前数据处理中的难点。利用各向异性扩散(Anisotropic Diffusion,AD)及扩散平衡(Diffusion Balance,DB)方法在噪声压制与信号特征的保护及形态特征的恢复上达到了合理的平衡。模拟与实测数据显示:利用AD与DB可使平滑后的信号与原始信号达到高精度的逼近,信噪比从14.19 dB提高到69.25 dB;扩散平衡时间与噪声强度密切相关,噪声强度越高达到扩散平衡的时间越长;有效地压制了实测信号中的“飞点”干扰,恢复了信号的基本形态。     

大地电磁测深在下扬子及邻区的应用

全面分析、对比了下扬子及邻区电性层与电性特征。下扬子盆地与周边构造单元的边界及接触关系的研究表明,下扬子盆地基本上为东西对冲结构,东与西均以推覆带形式相接触。建立了下扬子地区岩石圈的层块结构,其特点是各层系间在横向上为隆(薄块)坳(厚块)相间,纵向上为隆坳交替。发现了四条岩石圈级深大断裂,特别是大别—舟山断裂与滨海—桐庐隐伏深断裂是近期研究所得。首次编制出海相中—古生界残留厚度图,并发现了变质岩推覆带下海相中—古生界新领域及火山岩覆盖下海相中—古生界新领域,这些成果为下扬子地区寻找海相油气藏开辟了新的方向。     

大地电磁测深技术发展及在油气勘探的应用

文章在简要介绍大地电磁测深法方法原理的基础上,对采集系统、二维三维采集方法、处理解释系统及发展方向进行了评述,结合在油气勘探中的实例,对如何正确应用大地电磁测深法方法技术进行了分析.     

大地电磁测深资料解释的新方法

大地电磁测深 (MT)资料解释中 ,长期以来使用观测的视电阻率作为解释参数。但视电阻率存在一定的局限性。相位微分为MT的解释增加了一种新的手段。从理论上研究了相位微分的性质 ,并将其应用于松辽盆地北部MT资料解释中 ,得出了A剖面的电性特征 ,确定了主要电性层的深度和电阻率。     

大地电磁测深资料的噪声干扰

在概述大地电磁场场源的基础上,阐明了影响大地电磁测深资料的噪声分为场源噪声、地质噪声和人文噪声,它们分别来自不同的源。研究了各种噪声对大地电磁测深资料的影响特点,并对几种常见的噪声干扰信号进行了频谱分析。结果表明地质噪声一般影响全频域,近场干扰主要影响高频的有限频率,但近处雷电影响高频的较宽频带,而负荷系统的不稳定则主要影响低频。最后提出了消除或降低各种噪声干扰的可能办法或建议。