大地电磁测深法阻抗相位的特性与应用
大地电磁测深 电阻率和相位的关系
大地电磁测深电阻率和相位的关系下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!大地电磁测深：电阻率与相位的关系1. 导言地球电磁测深是一种非常重要的地球物理探测方法，用于研究地下构造和岩石性质。
大地电磁测深应用范围面临问题及解决方法-北京欧华联科技有限
1．大地电磁测深应用范围、面临问题及解决方法大地电磁测深（MT ）已成功的应用于油气田勘探、矿产资源勘查、地热资源调查、工程勘察、地壳和上地幔深部地质构造的研究中，取得了明显的地质效果，已成为这些领域的主要应用手段之一。
但由于天然电磁场某些频段振幅弱（图1）、某些地区工频信号及谐波干扰又很强（图2），导致信噪比低，使某些频点的视电阻率和相位值失真。
另一方面，在传统的MT 方法中都是在频带的每个量级中取8-12个目标频率计算视电阻率和相位值，然后将其连成曲线。
由于频点稀可能使某些薄层被圆滑掉了，降低了MT 法的分辨能力。
德国Metronix 公司研发的GMS-07e 综合大地电磁仪所携带的Mapros 数据处理软件成功的解决了上述的两个难题，显著提高了MT 法的应用效果。
`图2测点频谱叠加图50Hz 工频信号 工频谐波干扰 图1 测点频谱叠加图振幅较弱，数据易受干扰2．抑制工频信号及谐波干扰德国metronix 公司研发的综合大地电磁仪GMS-07e 是目前最先进的频率域电磁法勘探仪器，它采集的是天然电磁场时间域信号，而反映地下电性结构的视电阻率和相位值是在频率域中求得的，因此需通过傅里叶变换将时间域信号转换成频率域信号。
若数据采集时存在工频干扰，它也会记录到采集的数据中。
由于工频信号不满足平面电磁波垂直入射的条件，导致视电阻率和相位值失真。
为了抑制工频干扰，在Mapros 预处理软件中可调节目标频率的窗口宽度，避开工频信号及其谐波对数据的干扰，可极大程度的提高数据信噪比，从而提高观测精度。
Mapros 不仅可以通过筛选时间序列、改变目标频率窗口宽度避开噪声频率，而且也可以自定义输出频点个数提高大地电磁法的分辨率。
现举例如下：为了比较目标频率窗口宽度的选择对数据质量的影响，在其他处理参数相同的前提下，对同一频谱数据采用不同窗口宽度计算视电阻率和相位值，其中窗口宽度公式为2f t C r /π，f t 为目标频率，C r 为parzen 半径。
研究生院-大地电磁测深原理及应用
2
在一般情况下，以上两式并不能获得真正的电阻率，这时 求得的量称为视电阻率，并把阻抗的幅角称为阻抗相位
TE / TM
ZTE / TM
2
, TE / TM arg(ZTE / TM )
一维正演：层状介质模型
阻抗的递推公式
Z 1 (h N 1 )
kN
源 信 号
k N 1 coth ik N 1t N 1 coth 1 Z 1 ( h N 1 )
源 信 号
Ex i dE x Hy , Z TE dz Hy
z 0
一维正演：连续介质模型
100 0 0
1 00 0
源 信 号
1 00
/ m
10
1000
1
0 .1
1
z / km
10
1 00
1 00 0
1 00
/ m
10
1
1 00
10
1
0 .1
0 .0 1
0 .0 01
0 .00 01
吉洪诺夫（苏联，1950），卡尼尔（法国人，1953） 从仪器采集系统和资料处理和管理方式，可将MT分为三个发展阶段：
手工量板阶段：五六十年代，起步阶段。模拟信号、标量阻抗 、手工对量 板法 ；
数字化阶段：70～今天。数字信号，张量阻抗，计算机自动正反演技术； 新的观测方式：远参考道、EMAP等；新的资料处理方式：Robust方法、张
为什么能够测深？—感性认识
100 1000
0.1
1
10
Resistivity / m 100
1000
10000
第3节 大地电磁测深法
三、水平层状理论曲线及特点
1、水平二层曲线
2、水平三层曲线
3、大地电磁测深曲线的等值性
什么是等值性？ 当地电断面参数不同时，对应的视电阻率曲线形状基 本不变，这种特性成为等值性。
为什么会出现等值现象？ 理论上将，一个地电断面只能对应一条视电阻率曲线， 但由于一些地电断面与所对应的理论曲线差别甚微， 而实际观测、计算和图示都无法反映这种微小的差别， 所以会出现等值现象。断面中存在薄岩层是出现等值 现象的重要条件。
Dmekmz )
Z xy
Ex Hy
i
km
Cmekmz Dmekmz Cmekmz Dmekmz
记
i
km
Zom
为第m层的特征阻抗。
Z(z)
Zom
Cm e km z Cm e km z
Dm e km z Dm e km z
Z
om
1 1
( (
Dm Dm
/ Cm )e2kmz / Cm )e2kmz
为了说明等值现象的规律，必须导出不同地电断 面具有相同波阻抗的条件，根据波阻抗的递推公式：
取薄岩 层
Zm
Zom
Zom (1 e2kmhm ) Zm1(1 e2kmhm ) Zom (1 e2kmhm ) Zm1(1 e2kmhm )
hm 0 并根据近似公式 lim ex 1 x
Zm
Zom
kmhmZom Zm1 Zom kmhmZm1
2、MT野外工作方法和技术
（1）测线、测点布置
➢测线与测点应按设计书规定进行布置。根据实际情 况允许少量在一定范围内调整，面积测量测线的移动， 在相应比例尺的图上不超过0.5cm；路线测量测点挪 动不超过二分之一点距。 ➢面积测量时，测区范围内发现有意义的异常应及时 加密测线，至少应有3个测点(不同测线)在异常部位。 ➢如因大地电磁测深曲线异常或失去连续性，必须加 密测点。 ➢测点不能选在山顶或狭窄的深沟底，应选周围开阔， 至少是两对电极范围内地面比较平坦相对高差与极距 之比小于10%的地方布点。
大地电磁测深相位数据的研究和应用
The research and application for the phase data of
MT
作者： 王大为;张罗磊
作者机构： 同济大学海洋与地球科学学院,上海200092
出版物刊名： 上海地质
页码： 58-61页
主题词： 大地电磁测深;反演;视电阻率;相位微分
摘要：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。
矿山地质构造探测中大地电磁测深法的应用
矿山地质构造探测中大地电磁测深法的应用摘要：我国的经济发展与工业发展水平有很大的关系，而矿产资源作为工业发展的主要原料，受到国家和社会的高度重视。
因此，近年来由于相关技术和设备的不断优化，地质勘测水平逐年提高。
其中，在矿山地质构造探测中，通过应用大地电磁测深法可以取得较好的效果。
关键词：地质构造；大地电磁测深法；应用分析引言物探技术的发展与技术和设备的应用有直接关系，由于机械制造技术以及电磁波等技术的发展，相关的技术得到较快发展，设备也正在更新换代。
尤其是，大地电磁测深法已经相对成熟，该方法由于包含较多的信息量，并且装置相对简单，携带非常方便，在地质结构勘测的过程中，具有非常好的应用前景。
1、矿山地质概况1.1矿层分析某某矿区位于华北地区的边缘地带，北部为燕山山脉的东段，南部为华北平原北端的冲击平原，东临渤海。
通过对矿区的分析，发现基岩部分裸露，通过进一步的研究分析，发现露出的矿层是太古界、下元古界、燕山期矿体及元古界矿体，整个矿区处于中朝准地台（Ⅰ级）、燕山台褶带（Ⅱ级）、山海关台拱（Ⅲ）构造单内，该地域处于燕山构造带的东端，属于华北地带的北部边缘。
1.2物理特征分析通过探测发现，第四系冲洪积属于低阻矿层，具体的参数在400Ω·m以下，对于太古界的电阻率而言,电阻率在500Ω·m~2000Ω·m之间。
矿区内矿体的类型相对复杂，包括基性、中性、酸性、碱性等，电阻率的数值在3000以上。
太古界与第四系电性在研究过程中发现为低阻。
而燕山期的矿体主要表现为高电阻的电性特征，在本次探测中主要是通过对矿体的电性特征进行研究，从而进行相应的区别和分辨。
2、探测中使用到的设备在正式使用电磁测深法施工之前，需要对 MTU-5 主机、磁棒进行标定，标定通过之后，需要及时投入使用并做好野外试验。
野外仪器试验的设备包括发射机、MTU-5 主机和磁棒的稳定性检测；并做好三个磁棒的一致性检测。
陈小斌-大地电磁测深原理及应用
一维正演：均匀半空间问题 一维正演：均匀半空间问题
假设场源的是沿着x方向极化的电性源（ 模式），由于地 模式）， 假设场源的是沿着x方向极化的电性源（TE模式），由于地 质模型不存在横向的变化，因此，感应的二次场只存在Hy 质模型不存在横向的变化，因此，感应的二次场只存在 分量， 和Ex分量，即总的电磁场可表示为： 分量 即总的电磁场可表示为：
缺点 体积效应，反演的非唯一性较强（跟地震方 体积效应，反演的非唯一性较强（ 法相比） 法相比） 纵向分辨能力随着深度的增加而迅速减弱
大地电磁测深的理论基础
1、正演问题 2、反演问题 3、实际资料的采集和处理
大地电磁测深法（MT）是以天然电磁场为 天然电磁场为 大地电磁测深法（MT）是以天然电磁场 电性结构的一种重要的 场源来研究地球内部电性结构 场源来研究地球内部电性结构的一种重要的 地球物理手段。其基本原理是：依据不同频 地球物理手段。 基本原理是：依据不同频 率的电磁波在导体中具有不同趋肤深度的原 的电磁波在导体中具有不同趋肤深度 趋肤深度的原 理，在地表测量由高频至低频的地球电磁响 在地表测量由高频至低频 高频至低频的地球电磁响 应序列，经过相关的数据处理和分析来获得 应序列， 大地由浅至深的电性结构。 大地由浅至深的电性结构。 由浅至深的电性结构
从理论研究对象的复杂性程度，也可分为三个发展阶段：一维，五十年 从理论研究对象的复杂性程度，也可分为三个发展阶段：一维， 代～八十年代；二维，九十年代～今天；三维，正在兴起 八十年代；二维，九十年代～今天；三维，
大地电磁测深的优缺点
优点
不受高阻层屏蔽、对高导层分辨能力强； 不受高阻层屏蔽、对高导层分辨能力强； 横向分辨能力较强； 横向分辨能力较强； 资料处理与解释技术成熟； 资料处理与解释技术成熟； 勘探深度大、勘探费用低、施工方便； 勘探深度大、勘探费用低、施工方便；
电磁法勘探--可控源音频大地电磁测深法..
2.1 电磁法勘探--可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)由于天然场源的随机性和信号微弱，MT 法需要花费巨大努力来记录和分析野外数据。
为克服MT 法的这个缺点，加拿大多伦多大学教授 D.W.Strangway 和他的学生Myron Goldstein 提出了利用人工（可控）场源的音频大地电磁法（CSAMT ）。
这种方法使用接地导线或不接地回线为场源，在波区测量相互正交的电、 磁场切向分量， 并计算卡尼亚电阻率，以保留AMT 法的一些数据解释方法。
自20世纪70年代中期， CSAMT 法得到实际应用， 一些公司相继生产用于CSAMT 法测量的仪器和应用解释软件。
进入80年代后，该方法的理论和仪器得到很大发展，应用领域也扩展到普查、 勘探石油、 天然气、 地热、 金属矿产、 水文、 工程、 环境保护等各个方面， 从而成为受人重视的一种地球物理方法。
虽然CSAMT 法属于一种人工源的频率电磁深测， 但和通常的频率域电磁测深不同。
这主要因为CSAMT 法测量两个相互垂直的电磁场切向分量计算卡尼亚电阻率， 因而具有较强的抗干扰能力， 且更容易获得对地电变化较灵敏的相位差信息； 又由于波区电磁场十分接近平面波， 因而其资料处理、 解释也较为简便， 可以保留AMT 法中的许多解释方法。
CSAMT 和AMT 或MT 亦有不同， 根本原因是CSAMT 法使用了人工场源，因而极化方向明显，信噪比高，易于观测。
但是，由于使用了人工场源， CSAMT 法必然受场源效应影响， 这主要包括非平面波效应、 场源附加效应、 阴影效应和测深通道的弯曲。
2.2.1 CSAMT 基本理论CSAMT 有2种常用的场源——水平电偶极子和垂直磁偶极子，此处注重讨论其场的特征和快速计算方法。
2.2.1.1水平层状半空间上水平如图2.2.1所示， N 层水平层状介质中第n 层的电阻率和层厚度分别记为ρn 和h n 。
水平电偶极子（接地导线）位于层状介质表面，偶极矩为P=IdL （I 为谐变电流）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第３ ７卷第 １ 期
２ ０ １ ３年 ２月
物
探
与
化
探
Ｖｏ １ ． ３ ７． Ｎｏ． １ Ｆｅ ｂ．． ２ ０１ ３
ＧＥ ＯＰ ＨＹＳ Ｉ ＣＡＬ ＆ ＧＥＯＣ ＨＥ ＭＩ Ｃ ＡＬ ＥＸ Ｐ ＬＯ ＲＡＴ １ ０ Ｎ
大 地 电磁 测 深 法 阻抗 相 位 的特 性 与应 用
刘 建
＝
寻 ［ ＋
］ ，
（ ２ ）
其中 为视电阻率， 丝
率 测深 曲线 的斜 率 。则有 ｄ ｌ
＝
为双对数坐标系中 频
ｇ 厂
４
、 Ｊ
＿１０
。
（ ３ ）
、
式（ ２ ） 和式（ ３ ） 给 出 了视 电阻率 和 阻抗相 位 的关 系 。 由此 可见 ， 大 地 电磁 响 应 函数 的振 幅 和 相 位并 不 是
４ ． １ 利用 阻抗相 位资 料进 行静态 校正
到的阻抗相位资料和视电阻率资料 ， 并不代表测点 下 面某 个 特定层 位介 质 的本 征 阻抗相 位 和本 征 电阻 率， 而是测点附近地下介质 中各层 电性介质的综合
反映， 并 与 电磁 波 场 源 的周期 有 关 。模 型 计 算 与观 测 结果 均显 示 ， 虽 然 位 场 的体 积 效 应影 响大 地 电磁 法 分辨 地下介 质 的 电性 结 构 ， 但 阻抗 相 位 与 视 电 阻 率 的一 阶导 数 相关 （ 见式（ ２ ） ） ， 对 地 下 介 质 的 电性
） （ ｆ ￣ － ｉ ） （
ｉ ： ２， ３， … ， ｎ ＋ ｌ＜
卜 ， （ ５ ）
， （ ６ ）
１ 阻抗相位 与视 电阻率 的关 系
阻抗 振 幅与相 位 之 间的关 系 可 由希 尔 伯特 转换
公 式 给 出…
或
（ ） ｐ ＋ ） 【 ）
４ 应用实例
为 了研究银 额 盆地基 底结 构构造 和地 层 的分布 特征， 西 北 中小 盆 地 群 油气 远 景 调 查项 目部 署 了 ７ 条 大地 电磁测 深 剖面 ， 点距 ５ ０ ０ Ｉ Ｔ Ｉ ， 累计 剖 面长 度为 １ ３ ５ ５ ｋ ｍ。现 以该项 目完成 的盆 地西部 Ｍ Ｔ － ０ １剖 面 段 为例 ， 说 明阻抗 相位 在资料 处理 与解 释 中的应用 。
关键词 ： 大地电磁测深法 ； 阻抗相位 ； 视电阻率 ； 静 态校 正 ； 电性界 面； 银额盆地 中图分类号 ：Ｐ ６ ３ １ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ Ｏ ０— ８ ９ １ ８ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ １— ０ ０ ７ ３— ０ ５
大地电磁测深法采集 的资料含多种参数 ， 主要
２ 由阻抗相位计算视 电阻率 的递推公式
以差分形式取代式 （ ３ ） 中的微分， 并推得
ｇ ＝ ｃ 一 ・ 】 ｇ 等，㈩
则 由相位计算视 电阻率的递推公式为
步校正残余静态效应 ， 准确确定电性界面， 弥补了视 电阻率资料处理和解释 中的不足之处 ， 提高 了大地
电磁 法 的解 释精 度 和客 观准 确性 。
队， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ４ ３ ）
利
（ １ ． 中国地质 大 学 地 球 科 学 与 资源 学 院 ， 北 京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ；２ ．陕 西省 地 质 矿 产 勘的主要参数 ， 阻抗 相位和视 电阻率相 比， 具有较 强的抗 干扰能力 和较 高的分辨率 。笔
ｉ ＝ ２， ３， … ， ｎ ＋ ｌ＜
式（ ５ ） 和（ ６ ） 分 别 给 出 了 由高 频 向低 频 和 由低 频 向
（ ： ‘ ｆ 一 ｇ ｄ ｇ ，
由此求 得 近似 公式
收 稿 日期 ： ２ ０ １ １—１ ２—０ ７
（ １ ）
高频递推的视电阻率计算公式 ， 为了与Ｅ ｈ 振幅计算 的视电阻率 （ ｐ ） 加 以区别 ， 称此电阻率为相位递推
视 电阻率 （ ｐ ） 。式 （ ５ ） 、 式（ ６ ） 的初始值 可 由实 测 视
申． 阳率 给 出 。
其 中， ∽ 为相位 ， ｚ （ ｇ ） 为阻抗振 幅， Ｉ 厂 、 ｇ为频率 。
物
探
与
化
探
３ ７卷
３ 阻抗相位 的重要特性
大地 电 磁法 是 一 种体 积 勘探 方 法 ， 在地 表 观 测
者从分析阻抗相位 与视电阻率 的关 系人手 ， 导 出了相 位视 电阻率 的递推公 式 ， 分析 了阻抗相 位的重要 特性 。以银
额盆地实测 大地 电磁测深剖面资料 的处 理和解释为例 ， 利用 相位递推视 电阻率校正 了低 频段视 电阻率 曲线 的形 态 畸变 ， 使视 电阻率 的残余静态 效应 得到 了较好 的压制 ， 利用 相位 曲线的极值 点准 确地确 定 了白垩系低 阻电性层 的 界面 ， 弥补 了视 电阻率在资料解释 中的不足之处 ， 说 明了阻抗相位在大地 电磁测深资料处理解释 中的作用 。
独立 的。
用， 使获取与视电阻率 同样精度的阻抗 相位资料成
为现实 ， 人 们对 相 位 资 料 的 研 究 和应 用 也 日趋 广 泛 和成熟 。笔者 通过 分析 阻抗相 位 的重要 特 性及其 和 视 电 阻率 的关 系 ， 以银 额 盆地 实测 大 地 电磁 测 深 剖 面 资料 的处 理 和解 释 为 例 ， 成 功应 用 相 位 资 料 进 一