EH4雙源大地電磁測(cè)深系統(tǒng)及應(yīng)用

EH4雙源大地電磁測(cè)深系統(tǒng)及應(yīng)用張西君2013年8月15日一、EH4測(cè)深系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、EH4的基本理論三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實(shí)例

1、EH4測(cè)深系統(tǒng)簡(jiǎn)述EH-4測(cè)量系統(tǒng)是一種用來測(cè)量地下電阻率的一種電法儀器。這套儀器是一種特殊的大地電磁測(cè)深（MT）儀器。它既可以接收天然場(chǎng)源的大地電磁信號(hào)，又可以接收人工場(chǎng)源的電磁信號(hào)，并且它所接收的頻率高于MT儀器所采集的頻率。上世紀(jì)90年代中期，由美國EMI公司和以制造高分辨率地震儀著名的Geometrics公司聯(lián)合研制出EH4。這是全新概念的電導(dǎo)率張量測(cè)量?jī)x。該儀器基于大地電磁理論及測(cè)量原理，采用天然場(chǎng)源，同時(shí)配置了磁偶極子發(fā)射源，發(fā)射頻率從500Hz到100KHz，以彌補(bǔ)大地電磁場(chǎng)的寂靜區(qū)和幾百赫茲附近的人文造成的電磁干擾諧波，故稱為雙源大地電磁測(cè)深系統(tǒng)。2.EH4測(cè)深系統(tǒng)在電法勘探中所處的位置常規(guī)電法直流電法激發(fā)極化法（時(shí)域）自然電場(chǎng)法充電法電磁法時(shí)間域電磁法：時(shí)域瞬變電磁法（TEM）頻率域電磁法：MT及其衍生方法AMT、CSAMT3、EH4主要測(cè)量哪些物理量

與直流電法儀不同，EH4主要測(cè)量地表電場(chǎng)與磁場(chǎng)各分量，分別為Ex、Ey、Hx、Hy4、原理概述：

大地電磁測(cè)深既然是電法勘探的一個(gè)分支，那么它最終所要涉及的物理量離不開電位、電阻率等物質(zhì)的電性參數(shù)、大地電磁測(cè)深與直流電法不同之處就是它不是直接利用歐姆定理R=U/I，而是利用測(cè)量地表Ex、Ey、Hx、Hy，通過計(jì)算卡尼亞電阻來計(jì)算反映地下物質(zhì)的電性結(jié)構(gòu)。直流電法儀是通過改變供電電極距來改變測(cè)量深度，EH-4是通過改變測(cè)量電磁場(chǎng)頻率來改變探測(cè)深度。（見下圖）直流電法儀測(cè)深大地電磁測(cè)深一、EH4測(cè)深系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實(shí)例EH4遵循大地電磁測(cè)深（MT）的基本原理，支持音頻大地電磁測(cè)深（AMT）和可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）,屬于部分可控源與天然場(chǎng)源相結(jié)合的一種大地電磁測(cè)深系統(tǒng)大地電磁測(cè)深法（Magnetotelluric），簡(jiǎn)稱MT，是蘇聯(lián)學(xué)者Tikhonov（1950）和法國學(xué)者Cagniard（1953）50年代提出來的、利用天然交變電磁場(chǎng)研究地球電性結(jié)構(gòu)的一種地球物理勘探方法。大地電磁測(cè)深兩點(diǎn)假設(shè)1950年，吉洪諾夫提出大地電磁兩點(diǎn)假設(shè)：1、場(chǎng)源源于高空，大地電磁場(chǎng)可以近似地看作是向地球表面垂直入射的平面波；2、地質(zhì)模型為水平的層狀介質(zhì)，每層介質(zhì)為電性各向同性均勻體，這種介質(zhì)模型的電性參數(shù)只隨深度“z”變化?；驹鞥H4屬于部分可控源與天然場(chǎng)源相結(jié)合的一種大地電磁測(cè)深系統(tǒng)。其觀測(cè)的基本參數(shù)為：正交的電場(chǎng)分量（Ex,Ey）和磁場(chǎng)分量（Hx,Hy）的時(shí)間序列。然后通過傅立葉變化將時(shí)間域的電磁信號(hào)變成頻譜信號(hào)，得到Ex、Ey、Hx、Hy，最后計(jì)算卡尼亞電阻率：

因?yàn)榇蟮仉姶诺念l譜成份屬于低頻的范疇，通?？梢院雎晕灰齐娏鳎@時(shí)K進(jìn)一步簡(jiǎn)化為電磁場(chǎng)的理論基礎(chǔ)：麥克斯韋方程波動(dòng)方程亥母霍茲方程電磁波的傳播理論如何達(dá)到測(cè)深的目的？電磁波在大地介質(zhì)中的穿透深度（或趨膚深度）與頻率有關(guān)。穿透深度可由下式表示：高頻的資料主要反映淺部介質(zhì)的電性特征，而低頻資料則主要反映深部介質(zhì)的電性變化特征。在一個(gè)寬頻帶上測(cè)量E和H，并由此計(jì)算出不同頻率下的卡尼亞視電阻率和相位，可以確定地下巖層的電性結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造。一、方法簡(jiǎn)介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實(shí)例1接收機(jī)野外布置示意圖HxHyExEy2發(fā)射機(jī)野外布置示意圖Ex、EyHx、Hy信息采集前置放大濾波主機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理@文件時(shí)間序列互功率譜阻抗文件3EH4采集數(shù)據(jù)過程一、方法簡(jiǎn)介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實(shí)例大地電磁測(cè)深的目的在于探測(cè)地下不同深度上介質(zhì)的導(dǎo)電性結(jié)構(gòu),它的全過程包括數(shù)據(jù)采集、處理和反演。數(shù)據(jù)采集是基礎(chǔ),是關(guān)鍵；大地電磁測(cè)深的應(yīng)用成功與否,在很大程度上取決于數(shù)據(jù)采集質(zhì)量.數(shù)據(jù)處理和反演是緊密相關(guān)的二個(gè)重要環(huán)節(jié),通過它們才能達(dá)到大地電磁測(cè)深的目的,獲取盡可能準(zhǔn)確的有用信息大地電磁測(cè)深法資料處理是反演和解釋的基礎(chǔ)。獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù),采用先進(jìn)有效的處理手段是資料處理的發(fā)展趨勢(shì)。大地電磁測(cè)深法資料處理的一般步驟是對(duì)獲得的時(shí)間記錄作付里葉變換后進(jìn)行標(biāo)定、校正,求得電磁場(chǎng)頻譜,采用有效的數(shù)值方法獲取張量阻抗,進(jìn)行有意義的分解之后計(jì)算各種描述參數(shù)一、方法簡(jiǎn)介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實(shí)例秋木溝鐵稀礦勘查勘查區(qū)北西向短軸向斜發(fā)育，出露二疊系中統(tǒng)峨眉山玄武巖組、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M地層。根據(jù)項(xiàng)目初期地質(zhì)考察成果以及工作目的任務(wù)要求，擬在玄武巖區(qū)域?qū)ふ诣F質(zhì)、鋁