大地电磁法及其探测中的应用-北京大学学术报告

高频大地电磁法及应用

就频率而言，100KHz以下的电磁波主要是各类低频段 AM电台、接地电网等。但人文电磁波与电离层的相互作用产生的电磁信号可能是另一个因素。
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二、高频大地电磁场的场源
地面波传播:无线电波沿地球表面传播，各类中、长波广播电台、电视发射台、接地电网、电信通讯网络主要是地面波传播。其特点是信号稳定，没有多径效应，基本上不受气象条件的影响，但随频率增高传输损耗迅速加大，因此特别适宜频率小于100KHz的长波和超长波的传播。它们沿地面传播可达几千至几万公里，100KHz到1500KHz的中波可以沿地面传播几百公里,具体决定于波长、功率及土壤的电性参数等。地面波的波前向下倾斜是其损耗与在地下传播的主要原因．
标量测量矢量测量张量测量
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一、历史与发展(CSAMT)
优点：勘探深度中：按Bostick深度，n*10m-n*1000m 信噪比高：信号强，观测效率高，预处理简单穿透力强：不受高阻电性层屏蔽 Cagniard电阻率：抗干扰力相对强
缺点：过度带与近区效应阴影效应人工场源，计算及反演复杂分辨率低静态效应
一、历史与发展
1910: 先驱者的工作 1932: Peters,Bardeen,Maxwell 方程组 1933:L.W.Blau,Eltran 法：层状介质上的TEM:石油 1940后:J.R.wait,S.H.Ward,Tikhonov,Vanyan,Cagniard 1950-1960:MT,AMT 1970-1980:CSAMT，TEM 1990-2000:连续电导率剖面
Gamble(1979):远参考测量
Bostick F X (1991):电磁阵列剖面法(ElectrMagnetic Arry Profiling，EMAP)

可控源音频大地电磁法原理及应用

可控源音频大地电磁法原理及应用摘要：可控源音频大地电磁法（CSAMT）在构造判定和地层划分方面具有独特优势，近年来已广泛应用于矿山资源勘查中。

本文采用控源音频大地电磁法，对衡山市南岳城区东南部进行矿山资源勘查，利用法卡尼亚电阻率及相应反演结果确定电性层分布并推测工作区地层、断裂构造分布，验证断层（节理裂隙）位置及地层分布特征，为可控源音频大地电磁法在今后地质勘查工作中的合理运用提供参考依据。

关键词：可控源音频大地电磁法；地质勘查；断裂构造1前言传统的大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）场源信号微弱、易受周边环境影响，难以有效的对矿山资源进行勘查。

可控源音频大地电磁法（CSAMT）是一种通过测量卡尼亚电阻率和相位的电磁探测技术，具有探测深度大、抗干扰性强等优势。

本文以某省南岳传奇小镇矿山资源勘查为例，论述该方法在矿山地质勘查中的应用。

2方法原理CSAMT法是一种通过使用人工控制场源以获得更佳探测效果的电磁测深法。

该方法通过改变发射源的发射频率进行测深，通过测量相互正交的电场和磁场分量计算卡尼亚视电阻率。

式中：。

CSAMT法所使用的人工场源分为磁性源和电性源。

其中磁性源是在不接地回线或线框中，供以音频（n×10-1～n×10-3Hz）电流，产生相应频率的电磁场。

电性源是在有限长（1km～3km）的接地导线中供以音频电流，产生相应频率的电磁场，通常称为电偶极。

电性源的收发距离可达十几公里，探测深度大。

CSAMT法常采用电偶源，旁侧观测装置。

一般要求场源和测深点之间的距离要达到3～5倍的趋肤深度，（503fρδ=，其中δ为趋肤深度、ρ为探区内预期的平均电阻率，f为工作频率）。

在平行于场源中垂线两边张角各30°的扇形区域内逐点观测电场分量EX和与之正交的水平磁场分HY振幅和相位，进而计算卡尼亚视电阻率和阻抗相位。

3野外测量3.1测量方法及测线布置主要仪器为V8多功能电法工作站，采用装置为TM标量测量模式。

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

北航物理研究性实验报告——各向异性磁阻传感器(AMR)与地磁场测量

R = Rmin＋(Rmax－Rmin)cos2θ 在磁阻传感器中，为了消除温度等外界因素对输出的影响，由 4 个相同的磁阻元件构成惠斯通电桥，结构如图 1 所示。图 1 中，易磁化轴方向与电流方向的夹角为 45 度。理论分析与实验表明，采用 45 度偏置磁场，当沿与易磁化轴垂直的方向施加外磁场，且外磁场强度不太大时，电桥输出与外加磁场强度成线性关系。无外加磁场或外加磁场方向与易磁化轴方向平行时，磁化方向即易磁化轴方向，电桥的 4 个桥臂电阻阻值相同，输出为零。当在磁敏感方向施加如图 1 所示方向的磁场时，合成磁化方向将在易磁化方向的基础上逆时针旋转。结果使左上和右下桥臂电流与磁化方向的
a．测量磁阻传感器的磁电转换特性 .......................................................... 5 b．测量磁阻传感器的各向异性特性.......................................................... 6 3、赫姆霍兹线圈的磁场分布测量.................................................................. 6 a. 赫姆霍兹线圈轴线上的磁场分布测量..................................................6 b．赫姆霍兹线圈空间磁场分布测量.......................................................... 7 4．地磁场测量.................................................................................................. 8 五、实验数据及数据处理 ................................................................................... 9 1.磁阻传感器特性测量..................................................................................... 9 a.测量磁阻传感器的磁电转换特性 ............................................................. 9 b．测量磁阻传感器的各向异性特性........................................................ 10 2．赫姆霍兹线圈的磁场分布测量................................................................ 12 a．赫姆霍兹线圈轴线上的磁场分布测量 ................................................ 12 b．赫姆霍兹线圈空间磁场分布测量........................................................ 12 3．地磁场测量................................................................................................ 13 六、实验误差分析及注意事项： .....................................................................13 1．我在实验中遇到的问题和现象................................................................ 13 a．携带的电子仪器对实验的干扰 ............................................................ 13 b．实验仪间磁场的相互干扰.................................................................... 13 c．复位（R/S）的使用 .............................................................................. 14 d．操作要细心............................................................................................ 14 2．其它注意事项............................................................................................ 15 七、思考题 .........................................................................................................15 八、磁阻传感器的应用 ..................................................................................... 15 1．磁阻传感器在车辆检测中的应用............................................................ 15 a．车辆的分类 ............................................................................................ 16 b．车辆的方向............................................................................................ 17 c．车辆的存在 ............................................................................................ 17 2．罗盘定向与导航........................................................................................ 18 九、实验感想 .....................................................................................................19 参考文献 .............................................................................................................20

可控源音频大地电磁法在隐伏活动断裂探测中的应用

可控源音频大地电磁法在隐伏活动断裂探测中的应用董泽义;汤吉;周志明【期刊名称】《地震地质》【年(卷),期】2010(032)003【摘要】根据已有地质和地球物理研究结果,北京东部平原地区存在多条第四纪隐伏活动断裂.为了查明该区基岩面的起伏情况、断裂的空间展布以及深部断面的延伸情况,2010年初,在北京顺义区庙卷村和朝阳区孙河地区附近完成了2条可控源音频大地电磁测深剖面.文中介绍了可控源音频大地电磁法(CSAMT)隐伏活动断裂勘探的特点、资料采集过程及数据处理方法,结合区域地质资料对研究区域进行了综合地质解释.结果表明:CSAMT法在隐伏活动断裂探测中能给出工区内断裂的构造位置、倾向、断距以及发育规模,为地质分析工作提供可靠的基础资料.CSAMT 法已经成为隐伏活动断裂探测中一种重要的地球物理手段,在城市活动断裂探测中发挥着重要的作用.【总页数】11页(P442-452)【作者】董泽义;汤吉;周志明【作者单位】中国地震局地质研究所,北京,100029;中国地震局地质研究所,北京,100029;北京恒大新创仪器有限公司,北京,100020【正文语种】中文【中图分类】P318.6【相关文献】1.土壤氡气测量在沙湾断裂带中段隐伏断裂探测中的应用研究 [J], 曾敏;董好刚;张宏鑫;陈雯;刘凤梅2.高分辨率反射波地震勘探在城市隐伏断裂探测中的应用——以成都天府新区苏码头断裂为例 [J], 刘远志; 刘胜; 李大虎; 夏友钢; 李颖; 周德帅3.浅层地震勘探在隐伏断裂探测中应用——以蜀山断裂为例 [J], 马董伟4.综合地球物理方法在山前隐伏断裂探测中的应用——以巍山—长山南坡断裂为例 [J], 赵建明;李明;费书民;张志相;高嘉琳5.综合地球物理方法在山前隐伏断裂探测中的应用——以巍山—长山南坡断裂为例 [J], 赵建明;李明;费书民;张志相;高嘉琳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

可控源音频大地电磁法及在地质勘探中的应用

可控源音频大地电磁法及在地质勘探中的应用
魏岩峻;董亮;高建华;刘海涛;谌进波
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2012(043)003
【摘要】介绍了一种用于地球深部勘察的可控源音频大地电磁方法,该方法具有快速、受地形影响小、可穿透高阻屏蔽层等特点,并具有较大的勘探深度和较高的分辨率,其成果精度较高,且稳定可靠.将该方法用于广西桂中乐滩水库引水工程的工程地质勘察中,取得较好的效果,所布设的两务剖面勘察成果均为钻探和后期施工所证实.
【总页数】3页(P43-45)
【作者】魏岩峻;董亮;高建华;刘海涛;谌进波
【作者单位】水利部长江勘测技术研究所,湖北武汉430011;水利部长江勘测技术研究所,湖北武汉430011;水利部长江勘测技术研究所,湖北武汉430011;水利部长江勘测技术研究所,湖北武汉430011;武汉科岛地理信息工程有限公司,湖北武汉430081
【正文语种】中文
【中图分类】TV698.14
【相关文献】
1.综合地质勘探法在煤矿地质勘探中的应用 [J], 白鹏
2.地质勘探中综合地质勘探方法的应用分析 [J], 于帅
3.地质勘探中综合地质勘探方法的应用研究 [J], 高巍;贺琦
4.综合地质勘探方法在地质勘探中的应用分析 [J], 陈韫
5.地质勘探中综合地质勘探方法的应用价值研究 [J], 李向东
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大地电磁测深法在深埋隧洞勘察中的应用

电磁测深法是深埋地下工程较为有效的勘察手段，可供类似隧洞工程参考借鉴。
关键词：大地电磁法；深埋隧洞；勘察技术；地层岩性；断裂构造；富水性；围岩类别
ｄｏｉ：１０．１３９２８／ｊ．ｅｎｋｉ．ｗｒａｈｅ．２０１７．１０．００３
中图分类号：Ｕ４５２．１１＋Ｐ６３１．３２５
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００ — ０８６０（２０１７）１０ — ００１８ — ０８
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｔｏｔｅｌｌｕｒｉｃｓｏｕｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｄｅｅｐｌｙｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌ
同岩性、断裂构造特征、岩体富水性和围岩类别的电磁特性，并利用施工开挖和钻探等方法对勘
察精度和可靠性进行比较。据此，总结提出了判别标准，同时也分析了该方法的适用条件和局限。结果表明：电阻率很低的软岩岩体富水性一般较强，硬岩地下水活动强烈的岩体电阻率主要受地下水性质控制，岩石强度和完整性的影响微弱。随着埋深加大地应力会逐渐提高ＮｉｎｇｘｉａＷａｔｅｒＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５０００１，Ｎｉｎｇｘｉａ，Ｃｈｉｎａ）

高密度电法与大地电磁法在地质勘查中的综合应用

2021年第1期地质勘查化工矿物与加工INDUSTRIAL MINERALS & PROCESSING文章编号:1008-7524(2021 )01-0024-05 DOI ：10.16283/j. cnki. hgkwyjg. 2021. 01. 006高密度电法与大地电磁法在地质勘查中的综合应用，李松1,张菊1,李虎杰1,蔡长发2(1 •西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳621000； 2.中国建筑材料工业地质勘查中心广东总队，广东广州510000)摘要：为了查明广东省廉江大堀矿区的地层覆盖层厚度和岩溶、破碎带发育等情况，采用高密度电法和大地电磁法对该矿区进行了调查研究，获得了调查区的电阻率二维成像图，对其异常形态进行了分析，结果表明：高密度电法与大地电磁法对于确定土层的厚度、区分土层和岩石的分界面具有良好的效果;根据电阻率的分布及变化趋势可以较好地圈定岩溶、溶洞的分布范围、大小和埋深，但容易受到外界因素的影响，需要人为排除干扰点。

经钻探资料验证，高密度电法和大地电磁法的综合推断结果与实际情况吻合。

关键词：高密度电阻率法;大地电磁测深;低阻异常；电阻率;岩溶;溶洞；物探;钻探中图分类号:TD166;P631.8文献标志码：BIntegrated application of multi-electrode resistivity method and magnetotelluric sounding in geological explorationLi Song 1 , Zhang Ju 1 , Li Hujie 1, Cai Changfa 2(1. Southwest University of Science and Technology, Mianyang Sichuan 621000, China;2. Guangdong General Team of China Building Materials Industry GeologicalExploration Center , Guangzhou Guangdong 510000, China)Abstract : In order to find out the overburden thickness and the development o£ karst and fracture zone in Dadongmining area of Lianjiang, Guangdong Province , the multi-electrode resistivity method and magnetotelluric sounding method, were used to investigate the mining area, from which the two-dimensional imaging map of apparent resistivity was obtained? and its abnormal patterns were analyzed. The results show that multi-electrode resistivity method and magnetotelluric sounding method have positive effect on determining the thickness of soil layer and identify the inter face between soil layer and rock. With the distribution and variation, trend of resistivity, the distribution, range > sizeand depth o£ karst and caves can be well delimited. They are vulnerable to external factors of which the interference is required to be eliminated artificially. As verified with the drilling data , the integrated results from deduction by use ofmulti-electrode resistivity method and magnetotelluric sounding method are consistent with the actual situation.Keywords :multi-electrode resistivity method ; magnetotelluric sounding ； abnormal resistivity ； resistivity ； karst ；caves ； geophysical exploration ； drivingH 一^I ^一|•引用格式:李松，张菊，李虎杰，等.髙密度电法与大地电磁法在地质勘査中的综合应用[J].化工矿物与加工，2021,50(l)：24-27 + 32「+ff —0引言高密度电法是一种以岩石和矿石之间存在电阻率差异为前提，对空间中与差异性相关的电场分布特征和变化规律进行分析的方法E ;该法可有效查明地下不均匀电性体，被广泛应用于浅层基岩埋深、地下岩溶洞穴以及地下破碎带的调查炉勺。

大地电磁法（MT）在地热勘查中的应用

大地电磁法（MT）在地热勘查中的应用刘志彬;黄子莹【摘要】大地电磁法（MT）在地热勘查中得到了广泛的应用，也取得了不错的应用效果。

本文介绍了MT的基本原理，并结合奥特莱斯商城项目对MT在地热勘查中的具体应用进行了重点分析，希望对相关工作人员有所帮助。

【期刊名称】《资源信息与工程》【年(卷),期】2016(031)005【总页数】2页(P68-68,70)【关键词】MT 地热勘查探测深度【作者】刘志彬;黄子莹【作者单位】河北省地矿局水文工程地质勘查院,河北石家庄050021【正文语种】中文【中图分类】P314地热勘查主要是勘查地质构造以及热储地层的分布。

MT属于一种频率域测探法，在探测过程中，合理利用天然磁场完成相应的探测工作，该方法具有分辨力强、探测深度大等诸多优点，因此得到了广泛应用。

MT通过对天然交换磁场的合理应用，对地球电性结构进行研究的一种地球物理探测法。

在具体探测过程中，突出反映浅部的MT被称作AMT（音频大地电磁测深），有着不错的应用前景。

MT的基本原理是将大地视作水平介质，地球表面存在的磁场都是垂直于地面的电磁波，利用仪器完成对相交磁场的测量，测量结果分别利用Ex、Hy；Ey、Hx表示，公式（1）表示相交磁场分量下的地下电阻率值。

式中f为电磁场频率，Hz；ρ为介质电阻率，Ω·m。

因为地下介质和常见的电阻不同，其并非均匀的，因此ρ的大小也被称作视电阻率。

探测深度理论上是为趋肤深度，计算如公式（2）所示。

式中δ为趋肤深度，m。

通过公式（2）可以看出，MT在具体应用中，探测深度会随电频率的降低以及电阻率的增加而逐渐变大。

电阻率固定不变时，低频反映的深部信息，而高频反映的是浅部信息。

因此，在具体勘查过程中，利用不同的频率电磁波信号反映观测的数据采集，完成对不同深度介质中电阻率值的计算，然后通过地下电阻率分布信息，完成对地质构造特征的判断。

在勘查过程中，为了最大程度降低人为因素对电磁场所造成的干扰，必须在在几百公里外铺设参考站，将远参考站与Robust技术合理结合在一起，可以使遭受干扰较为严重区域的电磁资料质量得到提升，提高数据准确性。

大地电磁在深部找矿的应用

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｏｕｎｄｉｎｇ（ＭＴ）ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｅ１ｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ
ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｉｎｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ａｎｄｉｔｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ．．Ｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｎｏｔｒｅｑｕｉｒｅｄ，ｓｏｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｐｏｒｔａｂｌｅａｎｄｔｈｅｔａｒｇｅｔｉｓｎｏｔａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｈｉｇｈｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｓｈｉｅｌｄｉｎｇ．Ｉｔｃａｎｂｅｄｅｅｐｌｙｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｉｔｉｓｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｈｅｌｏｗｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙａｎｄｔｈｅｌｏｗｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ．．Ａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｂａｎｄｏｆｔｈｅｅ１ｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｏｆｔｈｅｅａｒｔｈｉｓａｌｓｏｖｅｒｙｗｉｄｅ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｋｉｎｅｆｆｅｃｔｂａｓｅｄｏｎｓｋｉｎ，ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｂｉｎｇｄｅｐｔｈｇｒｅａｔｌｙ．Ｉｔｃａｎｓｏｌｖｅｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｉｓｍｏｒｅ，ｓｕｃｈａｓｌａｒｇｅｓｃａｌｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｕｎｉｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎｓｔｕｄｙａｎｄｄｅｅｐｃｒｕｓｔｍａｎｔｌｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｌａｙｅｒｉｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃｒｕｓｔａｎｄｃｒｕｓｔｍａｎｔｌｅ，ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，ｏｉｌａｎｄｇａｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓｃｅｎｓｕｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｍａｇｎｅｔｏｔｅｌｌｕｒｉｃｓｏｕｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｆｉｅｌｄｗｏｒｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｏｉｓｅａｎｄｏｖｅｒｃｏｍｅ，ａｎｄｗｉｔｈｅｘａｍｐｌｅｓｔｏｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｕｎｉｑｕｅａｄｖａｎｔａｇｅｅｍｂｏｄｉｅｄｉｎｔｈｅｄｅｅｐｐａｒｔｏｆｔｈｅｏｒｅｂｏｄｉｅｓｆｏｒｍａｇｎｅｔｏｔｅｌｌｕｒｉｃｓｏｕｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．