音频大地电磁法毕业论文

可控源音频大地电磁法（CSAMT）是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法。我们知道,大地电磁场的场源,主要是与太阳辐射有关的大气高空电离层中带电离子的运动有关,其频率范围从n× 10－4～n×10－2Hz。由于频率很低,MT法的探测深度很大,达数十千米乃至一百多千米,是研究深部构造的经济和有效手段,近年来也被用于研究油气构造和地热探测。但由于其频率偏低,对浅层的分辨能力较差,而且生产效率较低。

为了更好地研究人类当前采矿活动深度范围内（几十米至几千米）的地电构造,在MT法的基础上,形成了音频大地电磁法（AMT）。其工作方法、观测参数与 MT法相同。但其场源主要是由于雷电作用产生的音频（n×10－1～n×103Hz）大地电磁场。因为它的工作频率较高,故其探测深度对资源勘查比较合适。但另一方面,在音频段内,天然大地电磁场的强度较弱,人文干扰强度较大而导致信噪比很低,使AMT法的野外观测十分困难。

为了克服 AMT 法的上述困难,20世纪 70年代初,加拿大多伦多大学的教授和他的学生提出沿用AMT的测量方式,观测人工供电产生的音频电磁场。由于所观测电磁场的频率、场强和方向可由人工控制,而其观测方式又与AMT法相同,故称这种方法为可控源音频大地电磁法（CSAMT）。

的方法特点

1）勘探深度范围大。一般勘探深度可以到2～3km,根据不同的勘探目的及当地的地电条件,合理选择收发距离及观测频率范围,可以达到勘探的目的。

2）分辨力。CSAMT方法横向分辨能力受接收电极间距离（MN）影响,且与地质体的规模及电性特征有关,一般横向分辨率为接收偶极距的1/2；纵向分辨率（电性层或目标体的厚度与埋深之比）可达到10%,但受地形及地质情况不同影响,实际纵向可识别能力可能较低。

3）低阻的敏感性。由于CSAMT方法使用的是交变电磁场,可以穿过高阻盖层,对高阻背景中的深部低阻反映效果较好。

4）抗干扰能力强。与其他频率域电磁法相比,由于CSAMT方法采用了人工可控发射源,发射功率达到30kW ,能获得较强的信号,对压制干扰有较好效果。

5）效率高。在实际工作中,一般采用几个电道对应一个共用磁道的方式,因此工作起来更显快捷、灵活。

的场源与应用范围

CSAMT法采用的人工场源有磁性源和电性源两种。磁性源产生的电磁场随距离衰减较快,为保持较强的观测信号,场源到观测点的距离（收—发距）r一般较小（n×102m）,故其探测深度较小 ,主要用于解决水文、工程或环境地质中的浅层问题。电性源是在有限长（1～3km）的接地导线中供音频电流,以产生相应频率的电磁场,通常称其为电偶极或双极源。视供电电源功率（发送功率）不同,电性源CSAMT法的收、发距可达几千米到十几千米,因而探测深度较大（通常可达2km）,主要用于地热、油气藏和煤田探测及固体矿产深部找矿。目前,电性源CSAMT法应用很广泛,在寻找浅部隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或火山岩下找煤、地热资源勘查和水文、工程地质勘察等方面,都取得了良好的地质效果。

的分类

根据场源和测量方式的不同可将CSAMT分为以下四类。

1）可控源声频大地电流法（CSAET）。其特点：只布置一个场源,测量一个电场分量Ex或Ey,测量一个与被测电场垂直的水平磁场分量,以计算Cagniard视电阻率。

CSAET只能用于一维构造而且磁场相当均匀的地区的普查工作。

2）标量CSAMT。其特点也只布置一个场源,而在测点同时测量互相垂直的水平电磁场分量Ex或Hy,或Ey或Hx,并以此计算Cagniard视电阻率。因而生产效率高、成本低。所以目前大多数CSAMT工作仍为标量测量。标量CSAMT成功与否完全取决于场源和测量方位的选择以及资料采集的密度。单场源的工作法,在构造复杂地区,解释有发生错误的危险。例如,一条直线延伸且倾角很陡的断层,如果场源偶极垂直于断层的走向（TM极化）,用标量法是有效的；然而,如果场源偶极平行于断层布置（TE极化）,断层的识别及其位置的确定就十分困难了。在构造复杂的地区,最好做网格状标量CSAMT,或者采用矢量和张量CSAMT。

3）矢量CSAMT。其特点：也只用一个场源,但在测点要测量四个或五个电磁场分量（Ex、Ey、Hx、Hy,有时也测Hz）。矢量CSAMT可用于研究二维或三维构造,但与张量相比,反演的非唯一性较严重。由于矢量测量比张量测量少50% 的采集和处理工作,因此其耗费也较低。

4）张量CSAMT。张量测量要求布置两个场源,因为与天然大地电磁场不同,单场源的电磁场的极化方向是固定的,不能用测量的结果计算张量阻抗要素。因此,必须使用两个极化方向的场源。两个场源即可互相正交布置,也可分开布置。用张量测量时,必须记录五个分量（Ex、Ey、Hx、Hy、Hz）。

CSAMT方法工作时通过人工可控制的激励场源，向大地发送不同频率的交变电磁场，观测位置处于距场源较远地段，一般大于勘探深度的3倍到5倍（依据目标勘探深度和采用的观测装置而定），通过观测不同频率的正交电、磁场分量及其阻抗相位差，计算出不同频率的视电阻率。由于不同频率的电磁场具有不同的趋肤深度，频率越高趋肤深度越浅，反之则越深。趋肤深度与地下地质体的导电性有很大关系，导电性越好趋肤深度越浅，反之则越深。因而不同频率的视电阻率、相位就反映了不同深度的地电信息。经过数据预处理、反演计算，最终得到勘察地段的地电模型，通过研究电性空间分布特征做出地质上的分析，进而为工程设计提供深部地质资料。

CSAMT方法具有如下特点：

1）勘探深度范围大。一般勘探深度可达2～3km，根据不同的勘探目的及当地的地电条件，合理选择收-发距离及观测频率范围，可以达到勘探的目的。

2）分辨力较强。CSAMT方法横向分辨能力受接收电极间距离（MN）影响，且与地质体的规模及电性特征有关，一般横向分辨率为接收偶极距的1/2；纵向分辨率（电性层或目标体的厚度与埋深之比）可达到10%，但受地形及地质情况不同影响，实际纵向可识别能力可能较低。

3）低阻敏感。由于CSAMT方法使用的是交变电磁场，可以穿过高阻盖层，对高阻背景中的深部低阻反映效果较好。

4）抗干扰能力强。与其他频率域电磁法相比，由于CSAMT方法采用了人工可控发射源，发射功率达到30kW，能获得较强的信号，对压制干扰有较好效果。

5）效率高。在实际工作中，一般采用几个电道对应一个共用磁道的方式，因此工作起来更显快捷、灵活。