MCSEM电磁场能流密度分布特征研究

采用海洋可控源电磁方法进行海底油气和水合物的勘查,需事先在海底布放接收机阵列,而后用一艘携带深拖缆的科考船将大功率电磁发射机牵引至海底,沿预设路线慢速走航,并将大功率电磁场导入海底.海底的人工电磁场中,空气波和直达波对提取勘探目标体的异常信息不做贡献.只有当折射波经过被测目标体时,产生电磁感应,海底的接收机对此感应信号进行数据采集,经数据处理,揭示被测目标体的几何大小和物理属性.异常体的有用信息与导入海底电磁场的能流密度（坡印廷矢量）有着密切的关系,以致于后者决定了前者的有效探测范围、有效带宽以及尽可能达到的最佳测量精度.能流密度在海底的分布情况十分复杂,但在均匀全空间中可较清楚地认识其分布特征,可为复杂地质条件的情况作理论铺垫.以此推广,在水平层状介质的地电条件下,建立能流密度的数理模型,利用海洋生产作业中的典型物性与几何参数,对海底以下有覆盖层的高阻体（可模拟油气或天然气水合物）进行正演,建立电磁场能流密度分布特征与数据采集技术的有机联系,为海洋可控源电磁发射机和接收机的优化改进提供理论依据.

     

多道震电非周期信号测试仪的研制

震电效应研究已成为当今地球物理学界最热门的研究课题之一。与该课题相配套的测试仪器对研究工作的进展起关键作用。仪器的研制本着智能化、高精度、低噪声的设计思想 ,采用单片微型计算机作控制单元 ,以菜单设置各种采集命令 ,操作简便。具有电位和梯度两种采集方式 ,电极距为 10 0m ,测线长度为 10 0 0m。仪器启动后 ,各通道间的切换、放大、A/D、存储都是自动完成的 ,可连续采样 15h。野外测量完成后 ,可对计算机进行数据回放。在结构设计上 ,针对野外作业的特点 ,使仪器轻便化、抗震、防潮、可靠耐用 ,适应各种恶劣的野外环境。该仪器经过油田上的现场试验 ,初步证明能满足震电效应研究的技术要求。     

最近25年珠江口水环境的遥感监测

应用遥感技术手段监测珠江口水质环境的变化。根据Landsat卫星在最近25年间的图像信息,显示出珠江口与香港周围海域浑浊水域不断扩大的趋势,揭示多种因素叠加带来海洋环境恶化的深层原因。研究方法上提出了在邻近海岸带的浑浊和较浅的二类水体中存在“多次散射”的概念,应用海洋遥感研究成果“斜率法”进行标定,并尝试应用“对比”的方法探讨二类水体的图像处理方法。     

超宽频带大地电磁信号的采集方法和技术

摘 要　 青藏高原地壳巨厚‚构造复杂。用大地电磁方法 （MT） 研究其壳幔结构‚必须采集 到 n×10 2 ～3×10 —5 Hz 的大地电磁信号。配合使用 V-5系统和 LIMS 系统进行超宽频带 MT 数据的观测‚这在我国是首次。两种系统都记录了时间序列。长周期数据采集中应用了远参 考站观测技术。这些为获得高质量的 MT 响应资料提供了条件。     

西藏中、南部壳内高导体与热结构特点———INDEPTH-MT 提供的证据

摘 要　 以 INDEPTH-MT 发现的西藏中、南部壳内高导体分布特征为依据‚结合西藏地热 学研究资料进行综合分析‚探讨了喜马拉雅构造带与冈底斯构造带的地壳热结构特点。认为 藏南喜马拉雅地区是以横向发育的中深层区域性热变异带迭加纵向延深的局部热异常带为其 地壳热结构特点。而藏中冈底斯地区则以宽阔热背景叠覆较大面积熔融或局部熔融层为地壳 热结构特点。就热量来源而论‚喜马拉雅地区以构造生热作用为主‚而冈底斯地区则来源于 炽热软流圈上隆和熔融或局部熔融层。     

新型坐底式海洋可控源电磁发射系统及其海试应用

利用拖曳式海洋可控源电磁发射系统在探测埋藏较浅的天然气水合物资源时,会遇到一些新问题.如拖曳式轴向发射偶极源不能贴紧海底,发射偶极源和海底间海水的电磁衰减,使得10 Hz以上的相对高频能量难以导入至海底以下介质;发射偶极源有可能出现水平或垂向摆动;拖曳式发射时,时间窗口内叠加的数据有限;拖曳路线可能与海底构造走向平行,不利于揭示探测目标体的异常形态.新型坐底式发射系统有望解决上述问题.坐底式发射系统的硬件部分包括甲板端供电和监控单元、长距离电力和数据通信单元,以及水下发射机主体.新型坐底式发射系统的发射电极紧贴海底,没有海水层衰减,有利于相对高频的人工源电磁信号经过海底以下介质传输至接收端;通过超短基线信标更容易精确定位发射机拖体,利用姿态方位参考系统确定发射电极的供电方向,可以精确校正电偶源水平偏角的影响;增加单点供电时间,提高接收信号信噪比;提供两对电偶极源,从两个相互垂直的方向对异常体进行人工源激发.2015年海洋试验的结果表明,坐底式与拖曳式发射系统联合作业,可从多角度对海底异常体进行宽频带电磁激发,为数据采集提供丰富的场源信息.

     

抽取滤波在海底大地电磁探测中的应用

海底大地电磁仪使用了△-Σ调制技术来实现微伏级信号的采集.从抽样理论出发,讨论了针对△-∑调制器输出的高频位流信号而进行的抽取滤波的原理及其构成,指出抽取滤波过程中必须使用多级抽取结构进行抽取和滤波,海底大地电磁仪器中使用的三级抽取滤波结构实现了数字抽取、抗混叠和滤除基带以外量化噪声的功能.同时也介绍了滤波模块的接口和海底大地电磁数据采集器中数字通道原理.结合海底大地电磁仪器的海上试验,通过分析采集的时间序列及其频谱曲线,说明海底大地电磁仪中使用的抽取滤波是合理、可行的.     

海底电磁接收机新进展

海洋电磁法广泛用于物理海洋学、地球物理学、水下目标检测等领域,以上研究及应用均建立在对海洋环境下的电磁场信号高精度观测基础上。用于海底电磁场高精度观测的海底电磁接收机,需要解决仪器的高可靠性投放回收、高稳定性水下作业、低噪声、大动态范围、低时漂等一系列技术难题。文中介绍了中国地质大学(北京)近些年来在海底电磁接收机研制方面为达到以上目标所取得的一些经验、成果以及最新进展。新海底电磁接收机的典型电场本底噪声为0.1 nV/m/ Hz@0.5 Hz,动态范围大于110 dB,时漂小于5 ms/day,与国外同类先进产品技术指标平齐。截止到2016年初,累计完成了约60站位的海底电磁数据采集作业,2012年以来接收机回收率达到100%,获取了多批次高质量的海底MT及CSEM资料,研制的接收机成功应用于水合物勘查及油气勘探领域。     

SoPC技术在高精度地电数据采集中的应用

现代地球物理学科要取得更好更快的发展,需要汲取最新技术提升地球物理数据采集精度。而可编程片上系统(SoPC)技术是一种基于FPGA的灵活、高效的片上系统解决方案,为研制新型高精度地电数据采集装置提供了一条新途径。介绍了应用SoPC技术来研究并设计遵从CS5372芯片工作时序的A/D转换芯片控制器及串并转换模块,借助Matlab、DSP Builder工具的FIR重采样数字滤波器,在QuartusⅡ环境下合理集成NIOS II软核模块,并结合LabVIEW开发的上位机软件,实现了用Cyclone系列芯片替代昂贵的CS5376进行高精度地电数据采集。结果表明,采用SoPC技术可大大提升高精度地电数据采集系统的性能,且可将地电数据采集中的数字电路部分全部整合到一片SoPC芯片上。这为解决复杂地电条件提供了一种有效途径。     

最近25年珠江口水环境的遥感监测

应用遥感技术手段监测珠江口水质环境的变化。根据Landsat卫星在最近25年间的图像信息,显示出珠江口与香港周围海域浑浊水域不断扩大的趋势,揭示多种因素叠加带来海洋环境恶化的深层原因。研究方法上提出了在邻近海岸带的浑浊和较浅的二类水体中存在“多次散射”的概念,应用海洋遥感研究成果“斜率法”进行标定,并尝试应用“对比”的方法探讨二类水体的图像处理方法。