CSAMT中 Ex视电阻率与 Ex/Hy比值视电阻率的对比

引用本文

万伟, 唐新功. CSAMT中 E_x视电阻率与 E_x/H_y比值视电阻率的对比 [J]. 物探与化探, 2015,39(3): 567-571.
WAN Wei, TANG Xin-Gong. A comparative analysis of E_x apparent resistivity and E_x/H_y ratio apparent resistivity in CSAMT [J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2015,39(3): 567-571.
Doi:10.11720/wtyht.2015.3.22 复制到剪切板

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《物探与化探》编辑部

CSAMT中 E_x视电阻率与 E_x/H_y比值视电阻率的对比

万伟^1,², 唐新功^1,²

1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北武汉 430100

2.长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉 430100

通讯作者: 唐新功(1968-),男,教授,博士生导师。E-mail:tangxg@yangtzeu.edu.cn

作者简介: 万伟(1989-),男,硕士研究生在读,研究方向为CSAMT正反演。E-mail:beyondwanwei@163.com

收稿日期: 2014-12-18

基金: 国家自然科学基金项目(41274115,41274082,41404087); 国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2013CB228605); 中石油创新基金项目(2013D-5006-0302)

摘要

常规CSAMT勘探是利用电场与磁场的比值来计算卡尼亚视电阻率。通过均匀半空间及层状介质模型,对CSAMT各场分量进行了计算,对视电阻率定义方式进行了分析。研究结果表明:采用电场 E_x单分量定义的视电阻率,可以减轻比值视电阻率近区畸变严重的问题。实测资料分析结果进一步验证了 E_x分量视电阻率的这一优点。在野外CSAMT资料采集时不必拘泥比值视电阻率这一种定义方式,可以根据野外实际条件灵活地调整采集方式,提高工作质量和效率。

关键词: CSAMT; 电场 Ex分量; Ex/Hy比值视电阻率; 卡尼亚视电阻率; 水平层状介质模型; 近区畸变

中图分类号:P631 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2015)03-0567-05

A comparative analysis of E_x apparent resistivity and E_x/H_y ratio apparent resistivity in CSAMT

WAN Wei^1,², TANG Xin-Gong^1,²

1. Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources, Yangtze University, Wuhan 430100, China

2. Department of Geophysics and Petroleum Resource, Yangtze University, Wuhan 430100, China

Abstract

Currently, the adoption of the ratio of electric field and magnetic field to calculate the Cagniard resistivity is widely used in traditional CSAMT exploration. However, an analysis of the electromagnetic field components and the apparent resistivity definition method in homogeneous half space and layered media indicates that the apparent resistivity defined by electric field E_x component can improve the problem of the near zone distortion of ratio apparent resistivity. Moreover, the advantage of apparent resistivity defined E_x component has been further verified by the measured field data. Therefore it's not necessary to rigidly stick to using the ratio apparent resistivity in the field CSAMT data acquisition, and the acquisition mode flexibility can be adjusted according to actual conditions so as to improve work quality and efficiency.

Keyword: CSAMT; electric field component Ex; Ex/Hy ratio apparent resistivity; comparison; Cagniard resistivity; horizontal layered media model; near zone distortion

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在可控源音频大地电磁法(CSAMT)中, 目前仍广泛采用比值电阻率定义, 即通过测量两个相互正交的电场(E_x)和磁场(H_y)来得到视电阻率。比值视电阻率的优点是计算简便, 在波区能较客观地反映地电断面的垂向变化, 然而在非波区会产生严重畸变, 影响测深曲线的解释 $\begin{matrix} ^{[13]} \end{matrix}$ ; 其次, 由于通常多个电道共用一个磁道, 一旦磁道的数据丢失, 或测量出现偏差, 或噪声严重, 会影响多个测点卡尼亚视电阻率的使用^{[4, 5]}。虽然工作时可在不影响信号质量的前提下尽可能地增大收发距, 但部分频点仍然不可避免地会进入近区, 导致曲线畸变, 造成资料解释不准确。许多学者基于这个原因, 一方面研究针对近区畸变校正的全区视电阻率法^{[1, 6, 7]}, 另一方面开始研究比值视电阻率之外的单分量视电阻率定义方法。林长佑等^[8]研究分析了电场和磁场中三种单分量视电阻率— 相位联合反演方法, 并论述了实际应用的效果; 汤井田等^[9]探讨了CSAMT电场y方向定义的视电阻率具有计算简单、改善近区畸变的优点; 邱卫忠等^[10]运用实测资料分析了CSAMT标量观测中各分量的特征, 认为单分量视电阻率与比值视电阻率在纵向上具有相同的分辨率; 陈明生等^[11]认为在电偶源频率电磁测深中的E_x分量定义视电阻率分辨率强于比值视电阻率。这些学者从不同的角度积极探索了不同视电阻率的定义方式。笔者将从场分量的特点出发来讨论不同视电阻率的定义方式的差别。

通过半空间中电偶源激发的各个电磁场分量在近区和远区的近似表达式 $\begin{matrix} ^{[1214]} \end{matrix}$ 不难发现:在远区, 相对于E_z、H_x、H_y分量, E_x、E_y、H_z分量与地层电性关系更为密切, 但是H_z分量衰减相对更快, 且在采集过程中易受干扰; 在近区, 除E_x、E_y外, 其余分量均不反映地下电性信息。所以, 在实际测量时, 采集E_x和E_y两个分量较为有利。考虑到CSAMT野外经常采用的是赤道偶极装置进行标量观测, 此次仅对层状介质模型中电偶源频率测深中的E_x分量定义的视电阻率与比值视电阻率定义进行对比研究。

1 CSAMT场分量及视电阻率定义

视电阻率是空间中介质真电阻率的复杂加权平均, 一般通过均匀半空间场等效复杂地电模型场的方式来定义。在准静态极限下, 水平谐变电偶极源在均匀半空间表面产生的电磁场分量为^[13]

E_x= $\begin{matrix} \frac{ρ P_{E}}{2 π r^{2}} \end{matrix}$ [eⁱ^kr(1-ikr)+(3cos²θ -2)](1)

H_y= $\begin{matrix} \frac{ρ P_{E}}{2 π r^{2}} \end{matrix}$ I₁K₁+ $\begin{matrix} \frac{i P_{E}}{8 πr} \end{matrix} \begin{matrix} \sqrt[]{\frac{i μ_{0} w}{ρ}} \end{matrix}$ {(cos2θ -1)[I₀K₁-I₁K₀]}(2)

式中:r为收-发距, θ 为观测点与偶极源连线方向夹角(如图1 所示), P_E为电偶极矩, k为波数, ρ 为半空间中的电阻率, I₀、I₁、K₀、K₁为以-ikr/2为虚宗量的第一类、第二类贝塞尔函数。

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	图1 电偶源及场分量示意

CSAMT观测区域一般限制在如图1所示的梯形或扇形测区内。电偶极源激发的电磁场由两部分组成:一部分在地面传播, 并折射穿到地下, 当|kr|≪1时, 这部分波影响较小, 可以忽略; 另一部分直接从地中传播过去并按指数衰减, 当|kr|≫1时, 进入远区, 可将电磁波视为平面波。当介质由均匀半空间变为层状介质时, 对应的式(1)、(2)改写为

E_x= $\begin{matrix} \frac{P_{E}}{2 π} \end{matrix}$ (iω μ ₀) $\begin{matrix} [\int_{0}^{\infty} \frac{m}{m + m_{1} / R^{*}} J_{0} (mr) dm + \end{matrix}$

$\begin{matrix} \frac{1}{r} \end{matrix} \begin{matrix} \int_{0}^{\infty} \end{matrix}$ ( $\begin{matrix} \frac{m_{1}}{k_{1}^{2} R} \end{matrix}$ - $\begin{matrix} \frac{1}{m + m_{1} / R^{*}} \end{matrix}$ )J₁(mr)dm]sin²θ +

$\begin{matrix} \frac{P_{E}}{2 π} \end{matrix}$ (iω μ ₀)[ $\begin{matrix} \int_{0}^{\infty} \end{matrix} \begin{matrix} \frac{m m_{1}}{k_{1}^{2} R} \end{matrix}$ J₀(mr)dm-

H_y= $\begin{matrix} \frac{P_{E}}{2 π} \end{matrix}$ [ $\begin{matrix} \int_{0}^{\infty} \end{matrix} \begin{matrix} \frac{m_{1}}{R^{*}} \end{matrix} \begin{matrix} \frac{m}{m + m_{1} / R^{*}} \end{matrix}$ J₀(mr)dm-

$\begin{matrix} \frac{1}{r} \end{matrix} \begin{matrix} \int_{0}^{\infty} \end{matrix} \begin{matrix} \frac{m}{m + m_{1} / R^{*}} \end{matrix}$ J₁(mr)dm]sin²θ +

$\begin{matrix} \frac{P_{E}}{2 π} \end{matrix}$ [ $\begin{matrix} \frac{1}{r} \end{matrix} \begin{matrix} \int_{0}^{\infty} \end{matrix} \begin{matrix} \frac{m}{m + m_{1} / R^{*}} \end{matrix}$ J₁(mr)dm]cos²θ ; (4)

R^*=coth $\begin{matrix} [m_{1} H_{1} + arcot h \frac{m_{1}}{m_{2}} \cdot \end{matrix}$

coth $\begin{matrix} (m_{2} H_{2} + \dots + arcot h \frac{m_{N - 1}}{m_{N}})] \end{matrix}$ , $\begin{matrix} R_{N}^{*} \end{matrix}$ =1, (5)

R=coth $\begin{matrix} [m_{1} H_{1} + arcot h \frac{m_{1} ρ_{1}}{m_{2} ρ_{2}} \cdot \end{matrix}$

coth $\begin{matrix} (m_{2} H_{2} + \dots + arcot h \frac{m_{N - 1} ρ_{N - 1}}{m_{N} ρ_{N}})] \end{matrix}$ , R_N=1。 (6)

式中:m_i= $\begin{matrix} \sqrt[]{m^{2} + k_{i}^{2}} \end{matrix}$ , m的物理意义是空间频率, 具有距离倒数的量纲, $\begin{matrix} k_{i}^{2} \end{matrix}$ =-iω μ /ρ _i; R、R^*为电性参数。

当|kr|≫1时, 有如下近似关系

$\begin{matrix} \begin{matrix} E_{xp} = \frac{ρ P_{E}}{2 π r^{3}} (3 co s^{2} θ - 2), (7) \\ H_{yp} = (1 + i) \frac{P_{E}}{4 π r^{3}} \sqrt[]{\frac{2 ρ}{ω μ_{0}}} (3 co s^{2} θ - 2) 。 (8) \end{matrix} \end{matrix}$

E_xp、H_yp可视为均匀半空间中的平面波场。

计算层状介质的平面波场, 只需将半空间中平面波场公式乘上一个与地层有关的因子。当场强与ρ 成正比时, 乘上1/ $\begin{matrix} G_{0}^{2} \end{matrix}$ (G₀为地层因子), 当场强与 $\begin{matrix} \sqrt[]{ρ} \end{matrix}$ 成正比时, 乘上1/ $\begin{matrix} {G_{0}}^{[14]} \end{matrix}$ 。对于两层介质, 有

G₀(ρ ₁, ρ ₂, h₁)= $\begin{matrix} \frac{(\sqrt[]{1 / ρ_{1}} + \sqrt[]{1 / ρ_{2}}) - (\sqrt[]{1 / ρ_{1}} - \sqrt[]{1 / ρ_{2}}) e^{2 i k_{1} h_{1}}}{(\sqrt[]{1 / ρ_{1}} + \sqrt[]{1 / ρ_{2}}) + (\sqrt[]{1 / ρ_{1}} - \sqrt[]{1 / ρ_{2}}) e^{2 i k_{1} h_{1}}} \end{matrix}$ , (9)

ρ ₁与ρ ₂分别为第一、二层的电阻率, h₁为第一层的厚度。对于层介质, 只需要将 $\begin{matrix} \sqrt[]{1 / ρ_{n - 1}} \end{matrix}$ 变成 $\begin{matrix} \sqrt[]{1 / ρ_{n - 1}} \end{matrix}$ G₀(σ _n-₁, σ _n, h_n-₁), 再代入式(9)即可递推得到。显然对于均匀半空间有G₀=1。

由式(7)、(8)可分别得到各场分量及对应比值视电阻率(卡尼亚视电阻率)的定义式

$\begin{matrix} \begin{matrix} ρ^{| E_{x} |} = \frac{2 π r^{3}}{P_{E} (1 - 3 si n^{2} θ)} | E_{x} |, (10) \\ ρ^{| H_{y} |} = 4 ω μ_{0} {[\frac{π r^{3}}{P_{E} (3 co s^{2} θ - 2)}]}^{2} | H_{y} |^{2}, (11) \\ ρ^{|\frac{E_{x}}{H_{y}}|} = \frac{1}{ω μ_{0}} {|\frac{E_{x}}{H_{y}}|}^{2} 。 (12) \end{matrix} \end{matrix}$

2 E_x分量及视电阻率计算结果分析

赤道偶极装置(θ =π /2)是CSAMT最常采用的测量方式。均匀半空间作为最简单的模型, 可以直观地反映出各视电阻率定义方法的优劣。图2a分别为均匀半空间(ρ =100 Ω · m)中各视电阻率随频率变化的曲线, 图2b为各视电阻率值相对真电阻率的偏差δ 。为了方便比较, 均使用对数刻度计算, 计算式定义为

$\begin{matrix} δ = |\frac{\lg (F_{f}) - \lg (F)}{\lg (F)}| \times 100 %, (13) \end{matrix}$

式中, F表示真电阻率或平面波场幅值, F_f表示各视电阻率或全区场幅值。由图2a、b可以看出, 由磁场分量H_y定义的视电阻率偏差最大, 其次是卡尼亚阻抗视电阻率, 偏差最小的是用电场E_x定义的视电阻率。视电阻率曲线的形态与场分量直接相关, 可从场的幅值随频率的变化来探讨其对视电阻率曲线形态的影响。

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	图2 固定收发距下均匀半空间各视电阻率曲线及其分析结果

CSAMT视电阻率的定义是基于平面波的假设, 而在收发距r一定时, 电偶极源产生的电磁波在低频段通常并不是平面波而导致计算的比值视电阻率发生畸变。图2c给出了对数坐标系中平面波场与非平面波场的电场与磁场幅值随频率的变化规律, 可以看出磁场幅值变化跨度远大于电场, 使得在计算阻抗视电阻率时磁场的影响占有较大的比重; 在图2d中, 磁场偏离平面波场的幅度也远大于电场, 进一步导致阻抗(E_x/H_y)的偏离。

综合分析图2可见, 比值视电阻率在近区发生严重的畸变与磁场分量密切相关, 虽然电场与磁场都有非平面波效应, 但磁场的影响比电场大得多, 继而影响到比值视电阻率的形态。基于这个原因, 在实际测量时, 可以考虑不使用磁场分量, 这样做一方面可以在一定程度上降低近场效应的影响, 提高数据资料的可利用率, 另一方面也能减少野外工作量, 降低成本, 提高工作效率。

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	图3 三层介质中的各视电阻率曲线

下面继续以水平层状介质模型来验证E_x分量定义视电阻率的优点。图3为三层介质中E_x分量视电阻率、比值视电阻率及平面波场视电阻率(ρ _s)的对比, 分别计算了基底为高阻和基底为低阻情况下的各视电阻率。由图可见, 以ρ _s为参考, 在低频段(近区), 在各模型中E_x视电阻率均优于比值视电阻率, 即E_x视电阻率比比值视电阻率在近区发生严重畸变的情况要轻得多。这种情况对于基底为低阻模型时优势更为明显, E_x视电阻率整体形态上更加接近于平面波场视电阻率。所以层状模型的计算结果说明了E_x分量定义的视电阻率相对比值视电阻率有减轻近区畸变的优点。

3 实测资料验证

以山西大同帽帽山地区2013年CSAMT的L1线实测资料为例。野外采集方式如图1所示, 通过实测的电场E_x和磁场H_y分量计算了由电场E_x和比值定义的两种视电阻率, 图4给出了部分测点的计算结果。图中显示, 相对阻抗比值视电阻率, 电场E_x定义的视电阻率均有改善近区畸变的效果。

实测资料的计算结果进一步说明, 在改善近区畸变方面, 电场E_x定义视电阻率要优于比值视电阻率。因而, 在野外实际工作时可以只采集一个电场分量, 这样可以大大减少野外工作量, 提高工作效率。

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	图4 帽帽山地区CSAMT测量L1线部分测点的 $\begin{matrix} ρ^{\| E_{x} \|} \end{matrix}$ 与 $\begin{matrix} ρ^{\| E_{x} / H_{y} \|} \end{matrix}$ 曲线

4 结论

传统的CSAMT阻抗视电阻率曲线在近区畸变严重, 较大程度上是受到磁场H_y分量的影响, 因此在数据采集时可以考虑放弃测量或放弃使用磁场H_y分量, 即单独采集E_x分量。均匀半空间和层状模型的计算结果表明, 用E_x分量定义的视电阻率比比值视电阻率的近区畸变程度小, 曲线形态更加接近平面波场视电阻率, 能够更准确地反映地下介质的电性变化。野外实测资料的计算也表明了这一点。使用E_x分量定义的视电阻率突出的优点是使得野外数据采集可以仅观测一个电场分量, 从而大大减少野外工作量, 降低成本, 提高工作效率。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[1]	汤井田, 何继善. 水平电偶源频率测深中全区视电阻率定义的新方法[J]. 地球物理学报, 1994, 37(4): 543-552. [本文引用:1]
[2]	汤井田, 何继善. 可控源音频大地电磁法及其应用[M]. 长沙: 中南大学出版社, 2005. [本文引用:1]
[3]	林威. CSAMT法过渡区电磁场的特征[J]. 物探与化探, 2009, 33(2): 148-150 [本文引用:1]
[4]	王坤坤, 廖全涛. 高压线对CSAMT探测结果的影响及数据处理[J]. 物探与化探, 2014, 38(5): 1051-1054. [本文引用:1]
[5]	杨建军, 钟仁. CSAMT中磁探头摆放位置对卡尼亚视电阻率的影响[J]. 物探与化探, 2013, 37(3): 521-523. [本文引用:1]
[6]	毛先近, 鲍光淑. 水平电偶源频率电磁测深全区视电阻率的直接算法[J]. 中南工业大学学报, 1996, 27(3): 253-256. [本文引用:1]
[7]	詹少全, 钱美平, 冯戋戋. CSAMT全区视电阻率电场正演迭代拟合近场校正方法[J]. 物探与化探, 2011, 35(5): 663-665. [本文引用:1]
[8]	林长佑, 武玉霞, 罗东山, 等. 频率测深中单分量视电阻率—相位联合反演[J]. 煤田地质与勘探, 1993, 21(3): 46-52. [本文引用:1]
[9]	汤井田, 周聪, 张林成. CSAMT电场 y方向视电阻率的定义及研究[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2011, 41(2): 552-558. [本文引用:1]
[10]	邱卫忠, 闫述, 薛国强, 等. CSAMT的各分量在山地精细勘探中的作用[J]. 地球物理学进展, 2011, 26(2): 664-668. [本文引用:1]
[11]	陈明生, 阎述, 陶冬琴. *电偶源频率电磁测深中的 E_x分量*[J]. 煤田地质与勘探, 1998, 26: 60-66. [本文引用:1]
[12]	朴华荣. 电磁法测深原理[M]. 北京: 地质出版社, 1990. [本文引用:1]
[13]	底青云, 王若. 可控源音频大地电磁数据正反演及方法应用[M]. 北京: 科学出版社, 2008: 9-27. [本文引用:1]
[14]	石昆法. 可控源音频大地电磁法理论与应用[M]. 北京: 科学出版社, 1999: 10-12. [本文引用:1]

1994

0.0

汤井田, 何继善. 水平电偶源频率测深中全区视电阻率定义的新方法[J]. 地球物理学报, 1994, 37(4): 543-552.

The definition of effective resistivity and its algorithms In horizontal electric dipole frequency electromagnetic soundings are discussed on the basis of the unity of electromagnetic field. Theoretical analysis shows that the effective resistivity improves the curves pattern of the wave-zone apparent resistivity significantly, So it can correct the so called non-plane-wave effect well in frequency electromagnetic soundings, and can indicate the changes of electric sections.A great deal of its application shows that the effective resistivity Possesses reasonable characteristics and goodp rospects of application.

Department of Geologyy, Central South University of Technology, Changsha 410083

从电磁场的统一性出发，分析了水平电偶源频率测深中等效电阻率的算法原理和具体定义．分析表明，等效电阻率可明显地改善波区视电阻率在非波区场的畸变，较为形象、直观地反映出地电断面的电性变化．数值计算、三维模型计算和实际数据处理表明，等效电阻率具有良好的特性和应用前景．

... 许多学者基于这个原因,一方面研究针对近区畸变校正的全区视电阻率法^[1,6,7],另一方面开始研究比值视电阻率之外的单分量视电阻率定义方法 ...

2005

0.0

2009

0.0

林威. CSAMT法过渡区电磁场的特征[J]. 物探与化探, 2009, 33(2): 148-150

Based on an analysis of the frequency sounding curve of the CSAMT method (controlled source audio-frequency electromagnetic method), the authors have found that the curve intersects the curve in the transition region. The physical mechanism of such a phenomenon was studied, and a method for correcting the curve in the transition region was put forward. It is shown that the corrected curve is quite consistent with the actual stratigraphic electric character.

Anhui Institute of Geophysical and Geochemical Exploration Technology, Hefei 230022, China

通过对卡尼亚视电阻率法频率测深曲线的分析，发现卡尼亚视电阻率与远区电场分量Ex的视电阻率曲线在过渡区出现相交的现象。对产生这种现象的物理机制进行了探讨，并提出在过渡区卡尼亚视电阻率曲线的一个改正方法。改正后的卡尼亚视电阻率曲线与实际地层电性比较吻合。

2014

0.0

王坤坤, 廖全涛. 高压线对CSAMT探测结果的影响及数据处理[J]. 物探与化探, 2014, 38(5): 1051-1054.

With the effect of high-voltage line on CSAMT data in a prospecting area as an example, the authors tried to find the methods of data processing on the basis of the characteristics of electromagnetic interference. This paper summarizes the characteristics of the effects of high voltage line on CSAMT data in the prospecting area. The authors recovered magnetic signal close to the normal field using interpolation method, then calculated the apparent resistivity using the original electric signal and recovered magnetic signal. Comparative studies and drilling verification demonstrate that this method is pretty good and could be used in data processing under similar conditions.

Hubei Institute of Geophysical Exploration Technology, Wuhan 430056, China

以干扰严重的某工作区为例，探讨高压线对CSAMT法所测数据的影响，总结了本工作区高压线对CSAMT数据影响的特征；根据其电磁干扰特征，寻求数据处理的方法，运用插值法恢复接近正常场的磁信号，再利用原始电场信号和恢复的磁信号，计算得出视电阻率。这种方法经对比和钻探验证，效果良好。

... 其次,由于通常多个电道共用一个磁道,一旦磁道的数据丢失,或测量出现偏差,或噪声严重,会影响多个测点卡尼亚视电阻率的使用^[4,5] ...

2013

0.0

杨建军, 钟仁. CSAMT中磁探头摆放位置对卡尼亚视电阻率的影响[J]. 物探与化探, 2013, 37(3): 521-523.

The relative error formula of the Cagniard resistivity was calculated so as to know the influence of the the location of the antenna laid in CSAMT on the Cagniard resistivity, which was based on the wave zone of the electromagnetic fields in the homogeneous half-space ground caused by the horizontal electric dipole source. In the case of given parameter, three models of the antenna deviations, i.e., horizontal deviation, vertical deviation and comprehensive deviation, were built, and the characteristics of the influence of each model on Cagniard resistivity were discussed. The maximum relative errors of these models on Cagniard resistivity are 170%, 7% and 190% respectively. In addition, the influence of the antenna horizontal deviation of the antenna on Cagniard resistivity is more obvious than that of the vertical deviation.

Geological Survey Institute of Inner Mongolia, Huhhot 010020, China

为了了解可控源音频大地电磁法中磁探头摆放位置对卡尼亚视电阻率的影响特征,在均匀半空间地面水平电偶极子源的波区电磁场中,推导出了卡尼亚视电阻率的相对误差公式。在给定参数的情况下,分磁探头仅存在水平方向偏差、垂直方向偏差和综合方向偏差三种情况讨论了对卡尼亚视电阻率的影响特征,通过计算,上述三种情况的卡尼亚视电阻率的相对误差最大值分别为170%、7%和190%,且磁探头仅存在水平方向偏差对卡尼亚视电阻率的影响比磁探头仅存在垂直方向偏差对卡尼亚视电阻率的影响显著。

... 其次,由于通常多个电道共用一个磁道,一旦磁道的数据丢失,或测量出现偏差,或噪声严重,会影响多个测点卡尼亚视电阻率的使用^[4,5] ...

1996

0.0

... 许多学者基于这个原因,一方面研究针对近区畸变校正的全区视电阻率法^[1,6,7],另一方面开始研究比值视电阻率之外的单分量视电阻率定义方法 ...

2011

0.0

詹少全, 钱美平, 冯戋戋. CSAMT全区视电阻率电场正演迭代拟合近场校正方法[J]. 物探与化探, 2011, 35(5): 663-665.

Using the electromagnetic field stimulated by the horizontal electric dipole, this paper proposes the method of CSAMT near-field correction. According to the experiments, the result of this method is equivalent to that of the Cagniard resistivity in the distant area; nevertheless, the utilization of this method can obviously improve the distortion of the Cagniard resistivity in the near and transitional area. Therefore, this method will increase the depth of CSAMT exploration, extend the application field and reflect the changes of the vertical subsurface electric vividly.

No. 814 Geological Party, East China Mineral Exploration and Development Bureau, Zhenjiang 212005, China

利用水平电偶源激发的电磁场,提出了正演迭代拟合电场强度的CSAMT近场校正方法。实验应用表明,在远区该方法的结果等于卡尼亚电阻率,在近区和过渡区则明显改善了卡尼亚电阻率的非波区场畸变。使用该方法能扩大CSAMT的勘探深度,扩展应用领域,更形象地反映地下介质的垂向电性的变化。

... 许多学者基于这个原因,一方面研究针对近区畸变校正的全区视电阻率法^[1,6,7],另一方面开始研究比值视电阻率之外的单分量视电阻率定义方法 ...

1993

0.0

... 林长佑等^[8]研究分析了电场和磁场中三种单分量视电阻率#cod#x02014 ...

2011

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汤井田, 周聪, 张林成. CSAMT电场 y方向视电阻率的定义及研究[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2011, 41(2): 552-558.

Under the quasi-static conditions, the measurement sector, features and advantages of electric field  y -direction ( E y ) of controlled source audio-frequency magnetotelluric are discussed according to the formula of electromagnetic field data from horizontal electric dipole. The amplitude range of electric field y -direction is different from the common scalar CSAMT measurement. E y component data can be gathered and uesed to expand the CSAMT field observation sector and reduce the acquisition costs. According to the basic principal for definition of apparent resistivity in electrical prospecting, a new apparent resistivity defined by E y is put forward and the sounding significance by frequency of which is explained. Through numerical calculation of several typical layered models, such as homogeneous half-space, D, G, H, K, KH and HK typical models, E y apparent resistivity is compared with wave-area apparent resistivities defined by E x 、 H y 、 Z xy 、Re( Z xy ) and full-wave apparent resistivities defined by E x 、 Z xy . The results show that the derivation of E y apparent resistivity only needs the coordinate of the sounding station and one direction E -field intensity and the iterative procedures are unnecessary. The new apparent resistivity easily calculated can satisfactorily eliminate the distortion effect of the near and transient area,because it can converge to a stable value at low frequency parts.

School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha410083,China

在准静态近似条件下，利用水平电偶源在均匀半空间表面激发电磁场的计算公式，讨论了可控源音频大地电磁法（CSAMT）水平电场 y 分量 E y 的观测范围、特点和由其定义视电阻率的应用优势； E y 与常规标量CSAMT测量的 E x 、 H y 幅值范围不同，采集并利用 E y 数据可以扩大CSAMT野外观测扇区，减少采集成本。依据电法及电磁法勘探中视电阻率定义的基本原则，提出了 E y 视电阻率的定义，说明了其具备频率测深的意义；通过几种典型层状模型（均匀半空间，两层D、G，三层H、K以及四层KH、HK型）的数值计算，对比了 E y 视电阻率和 E x 、 H y 、 Z xy 、Re( Z xy )等对应的波区视电阻率及 E x 、 Z xy 等对应的全区视电阻率对地电断面电性特征的反映效果。结果表明： E y 视电阻率的求取仅需测点的坐标和一个方向的电场值，计算方便、不必迭代，并且在曲线低频端收敛于一稳定值，可以明显改善非波区的畸变效应。

... 汤井田等^[9]探讨了CSAMT电场y方向定义的视电阻率具有计算简单、改善近区畸变的优点 ...

2011

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邱卫忠, 闫述, 薛国强, 等. CSAMT的各分量在山地精细勘探中的作用[J]. 地球物理学进展, 2011, 26(2): 664-668.

In order to obtain better results in CSAMT mountainous fine prospecting and exploit all information acquired from scalar measurement sufficiently, beside traditional specific apparent resistivity, we study single component electric and magnetic field respectively which composed it. Observed data from field and theoretical analysis exhibit that electric field is sensitive to static shit and topographic effects, i. e. transversal variation in resistivity, magnetic field is not subject to static shift and sensitive to topographic effect; noise and other interferences have different influences on electric field and magnetic field; fitting inversion computations show that each component and their specific value have the same longitudinal resolution of strata. Therefore, magnetic field could be used as datum for static and topographic correction to obtain more objective data processing and interpretation results, and when electromagnetic noise exists, the electrode and magnetic pole might be grounded and buried not very well inevitably in mountainous explorations that observes specific apparent resistivity have disturbed, the detection assignment could be completed by using single field components.

1. 115 Coal Geological Exploration Institute, Datong 037003, China; 2. School of Computer Science and Telecommunication Engineering, Jiangsu University Zhenjiang 212013, China; 3. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Science, Beijing 100029, China; 4. Xi'an Branch, China Coal Research Institute, Xi'an 710054, China

为了在山地CSAMT精细勘探中取得好的效果,充分利用标量观测中的全部信息,在传统的比值视电阻率之外,本文分别研究了构成比值的单分量电场和磁场.野外实测结果和理论分析表明:电场对静态偏移、地形起伏等地表横向电性变化敏感,磁场不受静态偏移的影响,对地形影响不敏感;噪声和其他干扰对电场和磁场的影响也不相同;拟合反演计算表明CSAMT各分量及其比值对地层的纵向电性变化有着相同的分辨率.因此,磁场可以作为静态和地形校正的基准,以获得更客观的资料处理和解释成果,当实测比值视电阻率受山地施工中不可避免的电磁噪声、电极接地和磁棒埋设不良等干扰时,利用单个场量仍然有可能完成地质任务.

... 邱卫忠等^[10]运用实测资料分析了CSAMT标量观测中各分量的特征,认为单分量视电阻率与比值视电阻率在纵向上具有相同的分辨率 ...

1998

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... 陈明生等^[11]认为在电偶源频率电磁测深中的E_x分量定义视电阻率分辨率强于比值视电阻率 ...

1990

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2008

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... 在准静态极限下,水平谐变电偶极源在均匀半空间表面产生的电磁场分量为^[13] ...

1999

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