中小收发距CSAMT在浅层地球物理勘查中的应用

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尚通晓, 关艺晓, 朱首峰, 姜国庆, 李建平, 李向前. 中小收发距CSAMT在浅层地球物理勘查中的应用[J]. 物探与化探, 2015,39(2): 425-431.
SHANG Tong-Xiao, GUAN Yi-Xiao, ZHU Shou-Feng, JIANG Guo-Qing, LI Jian-Ping, LI Xiang-Qian. The application of CSAMT with small and medium-sized transmit-receive distance to the shallow geological exploration[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2015,39(2): 425-431.
Doi:10.11720/wtyht.2015.2.36 复制到剪切板

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中小收发距CSAMT在浅层地球物理勘查中的应用

尚通晓^1,², 关艺晓^1,², 朱首峰^1,², 姜国庆^1,², 李建平³, 李向前^1,²

1. 地裂缝地质灾害重点实验室,江苏南京 210018

2. 江苏省地质调查研究院,江苏南京 210018

3. 山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛 266590

作者简介: 尚通晓(1984-),男,硕士,工程师,主要从事电磁法的应用和研究工作。

收稿日期: 2014-03-18

基金: 国土资源公益性行业专项(201411096)

摘要

通过分析双极源在均匀半空间表面电磁场平面分布特征和探讨收发距对最大探测深度的制约关系,认为小收发距、长供电极距、短测量极距的CSAMT装置可以应用于强干扰环境下浅层地球物理勘查,并具有信噪比高、沿测线方向电磁场分布均匀的优点。简要介绍野外工作方式和数据处理方法,列举人文干扰环境下典型实测曲线、偶极-偶极电阻率测深对比试验以及浅层勘查应用实例。对比试验反演结果对应关系较好,但CSAMT有施工便利、分辨率高、抗干扰能力强的优势;应用实例推断结果与钻孔验证情况吻合,表明中小收发距CSAMT在浅层地球物理勘查中有实用价值和应用前景。

关键词: 收发距; CSAMT; 浅层地球物理; 强干扰地区

中图分类号:P631 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2015)02-0425-07

The application of CSAMT with small and medium-sized transmit-receive distance to the shallow geological exploration

SHANG Tong-Xiao^1,², GUAN Yi-Xiao^1,², ZHU Shou-Feng^1,², JIANG Guo-Qing^1,², LI Jian-Ping³, LI Xiang-Qian^1,²

1.Key Laboratory of Earth Fissures Geological Disaster, Ministry of Land and Resources, Nanjing 210018, China

2.Geological Survey of Jiangsu Province, Nanjing 210018, China

3.College of Geological Science & Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China

Abstract

Based on analyzing the excitation distribution characteristics of the bipolar source in a homogeneous half-space electromagnetic field and discussing the correlation between the transmit-receive distance and the maximum depth of prospecting, the authors hold that CSAMT characterized by small transmit-receive distance, long bipolar source and short potential electrodes can be applied to geological exploration in the shallow layer of a strong noisy-level environment, and has such merits as high signal-to-noise and uniform distribution of electromagnetic field along the line direction. This paper briefly describes fieldwork and data-processing methods of CSAMT, and illustrates typical experimental curves under man-made interferences, controlled tests on the dipole-dipole resistivity sounding and applied cases in shallow geophysical exploration. The inversion results are similar in controlled tests, but CSAMT has higher resolution and stronger anti-interference capability. Interpretations of applied cases match the drilling verification, indicating that CSAMT with small and medium-sized transmit-receive distance array has practical value and application prospect in the shallow geophysical exploration.

Keyword: transmit-receive distance; CSAMT; shallow geophysical; noisy level area

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在工程、环境、灾害、水文等浅层地球物理勘查^[1]中, 常需了解覆盖层厚度、基岩面起伏、隐伏断裂、岩溶、空洞、采空区等浅层地质情况, 浅层地球物理方法具有费用低、速度快、勘查信息丰富等优越性, 已获得广泛应用。对于十几到数百米的电法勘探, 高密度电法、瞬变电磁法等方法已获得广泛应用, 并取得了良好的效果^{[2, 3, 4]}。高密度电阻率法抗干扰能力强, 分辨率高, 优势探测深度一般在百米以浅; 瞬变电磁对探测低阻目标体敏感, 同时旁侧影响小, 优势探测深度在数百米以内^[5]。在城区等场地范围有限、施工条件复杂的地区, 以增大装置几何尺寸的方式来获取探测深度的传导类电法施工困难, 瞬变电磁法也存在回线框布置困难、施工效率低的缺点。可控源音频大地电磁测深(CSAMT)有横向分辨率高、对场地的要求相对较低、可以在工作条件复杂的地区开展、工作效率高的优点, 不失为一种较好的勘探方法。

浅层地球物理勘查往往位于人文活动密集的地区, 随着电力、通讯、电气化迅速发展, CSAMT野外测量已很难回避各种电磁干扰。针对日益严重电磁干扰, 李桐林等^{[5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]}做了强干扰区电磁噪声特性、数据采集、处理的研究工作, 给出工频陷波、使用大功率仪器、多次叠加、避开干扰源、噪声监测、滤波等抗干扰措施和数据处理手段。这些措施对于几何尺度小、分辨率要求较高的浅层勘探是不够的, 而且在施工条件复杂地区, 干扰源是难以避开的。

通常CSAMT尽量在远区观测, 特别是在探测深度要求较大的地球物理勘查中, 为减小源效应的影响, 增大探测深度, 收发距应尽量大, 根据工作区平均电阻率和电磁干扰强度, 目前一般多采用五到数十公里的收发距^{[17, 18, 19]}。CSAMT若采用小收发距装置, 可以极大地提高信号强度, 获得高质量的原始数据, 有较强的抗干扰能力; 采用短测量极距提高横向分辨率和高频信号质量, 可以应用于施工条件复杂、干扰严重的浅层地球物理勘查中。

中小收发距CSAMT工作方式应用较少, 笔者仅检索到4例:十几米探测深度的防渗墙检测, 解释方法为一维反演和K剖面法^[20]; 30 m左右的溶洞探测^[21]和10~70 m的采空区探测^[22], 处理方法为BOSTIC反演; 500 m的地下水勘查^[23], 处理方法为近场校正后BOSTIC反演。以定性和半定量解释为主, 论述的侧重点为CSAMT方法本身在浅层勘查中的应用效果。

1 中小收发距CSAMT可行性分析

中小收发距CSAMT采用小收发距、小测量极距、长供电极距的工作装置, 本文所述CSAMT特指标量可控源音频大地电流法, 即使用多通道的仪器来测量多个测点电场E_x和多个测点中部磁场H_y, 磁场的作用仅是换算卡尼亚电阻率和压制同步干扰。

图1~图3为双极源在均匀半空间表面的E_x和H_y平面分布, 图中A、B为供电电极, I=1 A, ρ =50 Ω · m, f=8 192 Hz。可见, 随着收发距r的增大, E_x和H_y迅速衰减, 据电偶源均匀半空间表面电磁场计算公式^[24], 远区水平场E和H随r³衰减, 收发距每增大一倍, 信号响度衰减为原来的1/8。

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	图1 双极源(AB=2km)E_x对数平面等值线

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	图2 双极源(AB=2km)H_y对数平面等值线

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	图3 双极源(AB=4km)H_y对数平面等值线

靠近双极源的磁场在x位于AB范围内时, 有更好的均匀性, x位于AB范围外, 均匀性急剧变差(图2), 计算结果还表明, AB距越大, 均匀性越好(图3), 长AB距、小收发距对于采样不足的H_y有一定的改善作用。由于收发距小, 供电极更容易布置在与测点相同地电结构的位置, 减小场源附加效应。

CSAMT探测深度通常按均匀大地趋肤深度δ 的1/ $\begin{matrix} \sqrt{2} \end{matrix}$ 估值^[25], 最大探测深度D的近似公式为

$\begin{matrix} D = 1 / \sqrt{2} δ = 356 \sqrt{ρ / f_{L}}, δ = 503 \sqrt{ρ / f_{L}}, \end{matrix}$

式中, ρ 为大地电阻率, f_L为最低测量频率。

受到必须保持在近区以外的条件制约, 有限的收发距r决定了能保持在远区以至过渡区的测量频率是有限制的。CSAMT最大探测深度与大地电阻率、最低信号频率有关, 并受收发距制约。频率与大地电阻率以趋肤深度δ 的形式表现出来, 不考虑频率的影响, 即假定测量频段足够宽, 通过δ 建立收发距r对最大探测深度D的制约关系。远区是CSAMT最佳的利用场区, 仅利用远区数据的情况下, 以 r_min> 4δ 作为f_L保持在远区的条件, 导出D< 0.177r。由此可见, 对于数百米的浅层地球物理勘探, 只需3 km左右的收发距。

探测深度本身是比较模糊的概念, 以上收发距对最大探测深度的制约关系是在均匀半空间的条件下估算出的。在水平层状介质中, 情况应复杂化^[26], 不同频率下电阻率纵向分布对计算公式中电阻率的贡献应是不同的, 笔者未做进一步的研究。

野外工作中, 完整的CSAMT数据通常包含了远区、过渡区与部分近区的数据, 在收发距小的情况下, CSAMT相当一部分频点是在过渡区和近区采集, 过渡区数据仍具有频率测深能力, 可以有效扩展CSAMT最大探测深度。同时, 只有满足r_min> 7δ , 才能保证相应观测频率下视电阻率与MT相对误差在1%以内^[26], 即远区条件(r_min> 4δ )下, 低频段仍有非平面波效应的影响。带场源的CSAMT一维反演技术^{[25, 27, 28, 29]}能更有效地消除非平面波效应影响, 充分利用过渡区频点数据, 已广泛应用于野外实测数据反演。

2 中小收发距CSAMT工作方式

收发距:对于几十到数百米的浅层地球物理勘探, 收发距一般为2~5倍的目的探测深度; 地层平均电阻率高、低阻覆盖层厚度小的情况下适当增大收发距, 城区等干扰较大、低阻覆盖层厚度大的地区收发距适当减小。

供电极距:过大的供电极距导致高频电流小, 通常供电极距小, 高频信号强, 极距大则低频信号强^[25], 大供电极距受施工条件的限制, 依据前文的分析结果, 通常选择与测线长度相当的供电极距。

测量极距:采用较小的测量极距以改善高频信号的畸变, 同时考虑目标体尺度和横向分辨率, 通常选择10 ~20 m的测量极距。

数据采集:为保证高频电场的观测结果, 应保证不极化电极与大地稳定、紧密接触, 特别是在接地条件较好的位置, 该问题容易被忽视。采用多级工频陷波压制工频干扰, 实测数据稳定性差的情况下采用多次叠加和多次重复观测。一般数据采集至频率-电阻率双对数图上过渡区低谷之后曲线斜率不再变化。

数据处理:仅对单个突跳频点进行手动圆滑处理。仅有磁场干扰的情况下, 畸变磁场用相邻磁场替换处理, 畸变电场选取大量重复观测值分布最密集的范围做平均, 如仍未改善则直接剔除并备注说明。

在供电电极施工条件不能满足图2中测区范围的情况下, 磁场强度分布不均, 共用的磁场不能代表远离磁棒的测点, 用线性插值计算的方法分别计算每个测点的磁场, 使相邻测点的磁场沿测线逐点变化, 而不是相邻排列之间磁场的突变。

CSAMT由于场源的非偶极性, 在近区和过渡区, 场源不能看作电偶极子, 而是双极源^[30]。收发距越小、供电极距越大, 把双极源当作电偶极源来计算电磁场引起的误差越大^[31]。长供电极距、小收发距的CSAMT数据处理应以双极源正演为基础, 笔者采用带双极场源的CSAMT一维光滑模型反演^[32]。

3 应用实例

3.1 野外实测典型曲线

人文干扰分为两部分: ①电气干扰, 造成观测据不可靠, 数据重现性很差; ②电性干扰, 数据重现性好, 但形成非地质因素引起的“ 人工导体异常” 。

大量野外实测数据表明 , 减小收发距对电气干扰的改善是很明显。例如, 在江苏句容某地开展的CSAMT勘查工作中, 采用7.9 km收发距采集数据, 大量测点数据重现性较差, 曲线突跳严重, 当收发距减小至4.8 km的时候, 干扰区数据重复性显著提高, 曲线圆滑(图4)。但减小收发距对电性干扰是无能为力的, 表现为数据重现很好, 但曲线形态明显畸变。例如, 在宜兴川埠, 尽管使用2.7 km的收发距, 20 m测量极距下低频实测电场振幅达mV级, 数据重复性高, 但无法克服电性干扰引起的曲线畸变, 距离干扰源越近, 畸变越严重(图5)。笔者在阴极保护的输气管道、地下人防工程以及城市未知干扰源附近也得到相似的结果。

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	图4 不同收发距实测数据质量对比

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	图5 电性干扰源环境实测数据曲线

3.2 中小收发距CSAMT与偶极-偶极电阻率测深对比试验

江苏某城市进行地铁建设, 需查明地铁沿线隐伏构造、岩溶发育区不良地质体以及灰岩分布范围。测区位于新城区, 市电线、过往车辆、地下管线等人文干扰严重, 数条220 kV高压线贯穿测区, 建筑物、厂房众多, 施工难度大, 选用施工相对容易、抗干扰能力强的中小收发距CSAMT。笔者在施工条件好的测段进行偶极-偶极电阻率测深的方法对比试验。

试验测段第四系地层覆盖, 根据测区及周边钻孔资料, 第四系厚度约70 m, 下覆地层为震旦系灯影组灰岩、白云岩。采用标量测量, 每7道电场共用1道磁场, 点距20 m, 极距20 m, 供电极距1 km, 收发距2.5 km, 频率8 192~16 Hz, 对应供电电流4~24 A, 在高压线下方高频点出现一定的突跳。偶极-偶极电阻率测深点距20 m, 测量极距20 m, 供电极距60 m, 隔离系数2~13, 供电电流5~10 A, 在高压线附近电阻率畸变, 电场值甚至反号。

图6显示, CSAMT与偶极-偶极电阻率测深对应关系良好, 异常的横向分辨以及纵向分层方面有较好的对应关系, 在深度和细节反映方面有一定的差异。图6a和图6b在浅部都存在次低阻层, 推测由城区浅部工程建设的回填压实引起; 中部为低阻层, 推测为第四系, 深部高阻层为震旦系灯影组灰岩, 等值线密集位置反映基岩面顶界。图6a显示基岩面深度在45 m左右, 图6b在60 m左右, 从测区钻孔资料, 测区第四系厚度在70 m左右, CSAMT对基岩面深度的反映能力更强。基岩面以下的低阻异常方面, 图6a反映出范围较大的低阻异常, 图6b在相同位置也出现低阻异常, 图6a中6 790 m附近没有异常反映, 而图6b在相应位置有小范围的低阻异常, 表明相同极距和点距, CSAMT横向分辨率高于偶极-偶极电阻率测深, 但该异常也可能由静态效应引起, 这是方法自身的缺点, 可以通过相位对比来确定异常的可靠性。在6 500 m上方为220 kV高压线, 偶极-偶极电阻率测深数据受到严重的干扰, CSAMT受到的干扰强度和范围相对较小, 表明中小收发距CSAMT在抗高压线干扰方面优于偶极-偶极电阻率测深。

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	图6 偶极-偶极电阻率测深(a)与CSAMT(b)反演结果对比

3.3 地裂缝成因调查

无锡某镇附近自2000年开始出现地裂缝现象, 至2007年灾情进一步加剧, 原有地裂缝进一步加宽, 共计造成危房402间, 地裂缝整体呈北东走向, 以地裂缝簇的形式出现, 初步推断地裂缝由隐伏断层与基岩面起伏及地下水开采引起, 为指导后续防治工作和工程建设选址, 需查明隐伏断层位置、走向以及区内基岩面起伏形态。

根据区域地质资料, 推断第四系厚度在百米以上, 下覆基岩为志留系茅山组石英砂岩和泥盆系五通组石英砂岩。测区位于村庄, 且水网发育, 施工难度大, 选用中小收发距CSAMT工作方式。

沿北西方位共布设测线5条, 选取经过钻探验证的测线进行分析, 如图7所示, 根据电阻率横向突变, 推断了3条隐伏断层; 根据纵向等值线密集变化位置推测了基岩面起伏形态。经钻探验证, 基岩面深度结果基本吻合, ZK1基岩为泥盆系五通组砂岩, ZK2基岩为志留系茅山组砂岩, 岩芯破碎, 大致验证隐伏构造F2的合理性。另外, ZK1和ZK2钻孔揭露的粉质粘土层深度和厚度基本相同, 该地层变形模量明显低于其上下地层, 对应2 600 m和2 800 m的浅部20~60 m深度的低电阻层, 推断在距离超过2 050 m的位置, 该粉质黏土层的厚度相对增大。

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	图7 无锡某镇地裂缝灾害调查CSAMT反演电阻率断面

3.4 浅部断裂裂隙型水资源勘查

宜兴某工厂位于宜兴开发区, 为解决生产用水需求, 进行物探找水工作, 厂区北东侧山体出露志留系茅山组石英砂岩, 厂区南侧为第四系覆盖, 下覆地层为白垩系浦口组粉砂岩, 区内发育北东向压型断裂和北西向张性断裂。本次工作主要确定水文地质条件相对较好茅山砂岩位置和厚度并探测控水较好的北西向张性断裂带, 难点在于地质构造复杂, 志留系茅山组石英砂岩厚度不详, 白垩系浦口组粉砂岩、砂砾岩和志留系坟头组粉砂岩、泥岩含水性较差, 电阻率呈低阻特性, 为本次工作的地质干扰, 同时位置场地有限, 长剖面的难以布置。以进行了钻孔施工的剖面为例说明中小收发距CSAMT在浅部水资源勘查中的应用。

如图8所示, 在1 000~1 100 m处电阻率相对较低, 推测为白垩系浦口组粉砂岩; 1 100~1 700 m处推测为志留系茅山组石英砂岩, 1 100~1 700 m的石英砂岩厚度在160 m左右, 结合低阻特征和地质资料, 其下覆地层即1 550~1 700 m处厚度350 m以上推测为志留系坟头组粉砂岩、泥岩。

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	图8 宜兴开发区CSAMT反演电阻率断面 1— 白垩系浦口组粉砂岩; 2— 志留系茅山组石英砂岩; 3— 志留系坟头组粉砂岩、泥岩; 4— 推测基岩面; 5— 推测断裂构造; 6— 钻孔

1 525 m附近浅部为高阻体之间的凹形低阻异常, 深部为高低阻之间的分界面, 推测为张性断裂F1; 经钻探验证, 浅部为厚度3 m的第四系, 30~170 m为破碎的石英砂岩, 涌水量40.9 m³/h, 降深14.54 m, 170~200 m为相对完整的粉砂岩。1 150点附近为低阻和高阻的交界位置, 推测为压性的逆冲断层; 经钻探验证, 浅部为厚度10 m的第四系, 10~200 m为石英砂岩, 在30~120 m有破碎带, 含水性相对较差, 涌水量13.6 m³/h, 降深27.34/m。

4 结语

随着人文干扰越来越严重, 电磁干扰区的CSAMT数据采集依赖于发射功率的增大、信号处理技术的革新, 在现有设备的技术条件下, 可选择小收发距装置优先保证数据质量, 采用带场源的CSAMT反演技术, 减小源效应的影响。中小收发距CSAMT与偶极-偶极电阻率测深对比试验以及应用实例验证情况表明, 在城区等有人文干扰的环境下, CSAMT能够获得良好的勘探效果, 可以在浅层地质勘查应用, 特别是在施工条件差、其他方法难以施展的地区。

近区电阻率仅与装置有关, 已经不具备频率测深的能力, 过渡区电阻率虽具有频率测深能力, 但各向异性增强, 横向分辨率变低、场源阴影效应增强^{[33, 34]}。中小收发距CSAMT以探测深度和深部分辨率为代价, 通常应用于几十到数百米的浅层勘查, 仅对大的电性结构有较好的探测效果和可解释性。数据反演水平的提高有待于包含发射源的2.5维和3维反演技术的实用化, 而提高分辨率, 探测精细电性结构, 有待于拟地震处理技术的开发。

The authors have declared that no competing interests exist.

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[34]	汤井田, 葛伟男. 三维CSAMT中的阴影和场源附加效应[J]. 物探化探计算技术, 2012, 34(1): 19-26. [本文引用:1]

1992

0.0

刘光鼎. 浅层地球物理综合研究[J]. 地球物理学进展, 1992, 7(4): 2.

根据以经济建设为中心和坚持改革、开放的基本路线,中国科学院多年以来一贯推行“一院两种运行机制”,即要求所属的研究所在保留少数基础研究队伍向世界科学高峰冲刺的同时,将大部分力量投入国民经济主战场,开拓高新技术产业,广泛进行咨询服务.

... 在工程、环境、灾害、水文等浅层地球物理勘查^[1]中,常需了解覆盖层厚度、基岩面起伏、隐伏断裂、岩溶、空洞、采空区等浅层地质情况,浅层地球物理方法具有费用低、速度快、勘查信息丰富等优越性,已获得广泛应用 ...

2009

0.0

张向宇, 毕炳坤, 杨平太, 等. 高密度电阻率法探测采空区[J]. 物探与化探, 2009, 33(3): 309-312.

Based on an analysis of the mining history, current situation and the formation environment of a metallic ore district, the authors established the unusual response model for the minedout area. Using vague principles of the minedout area, the authors investigated 10 indexes and two indices, and made fuzzy assignment and computation. The utilization of high density electric anomalies to the detection of the location of the mined-out area is discussed in detail.

通过对某金属矿区开采历史、现状和形成环境的分析，创建了该矿区采空区的异常响应模型；利用模糊分析的原理，提出了采空区调查的10个指标、2个指数，并对其进行了模糊赋值和运算。对利用高密度电测异常进行采空区空间位置的认定给予了积极的探讨。

... 对于十几到数百米的电法勘探,高密度电法、瞬变电磁法等方法已获得广泛应用,并取得了良好的效果^[2,3,4] ...

2011

0.0

胡树林, 陈炬, 帅恩华. 超高密度电阻率法在岩溶及破碎带探测中的应用[J]. 物探与化探, 2011, 35(6): 821-824.

With engineering examples, this paper describes the application of the ultra-high density resistivity to the investigation of karst caves and fracture zones, summarized the points for attention during the data acquisition, and made a comparison between the achievements obtained and the drilling data. The results show that this method is fairly effective in detection of the distribution, sizes, buried depths and development of karst caves and fracture zones, and can thus serve as a geophysical method for improving the precision of engineering exploration.

结合工程实例,介绍了超高密度电阻率法在勘探岩溶及破碎带中的应用,总结了数据采集过程中的注意事项,并将成果与钻孔资料作了对比分析。结果表明,该方法在岩溶及破碎带的分布位置、大小、埋藏深度及发育情况等方面的勘察上都取得了较好的效果,是一种能有效提高工程勘察精度的物探方法。

... 对于十几到数百米的电法勘探,高密度电法、瞬变电磁法等方法已获得广泛应用,并取得了良好的效果^[2,3,4] ...

2006

0.0

郭文波, 宋建平, 曹捷, 等. 回线源瞬变电磁法在地质灾害调查中的应用[J]. 物探与化探, 2006, 30(4): 327-329.

The small structure survey problems should be solved in the project performance and the geological disaster investigation. The transient electromagnetic method volume effect of loop-source is small. The equivalent action sphere is narrower than the galvanic resistivity sounding method and the frequency sounding. So the transverse and the longitudinal resolution is high. The application of the TEM to detecting the faulted structure fracture zone and the coalfield mined-out zone can yield good effects.

针对工程与地质灾害调查要求解决精细构造的问题,投入了近年来广泛应用于工程勘测的回线源瞬变电磁探测。分析了瞬变电磁测深的特点,该方法体积效应小,等值作用范围较直流测深和频率测深窄,故横向和纵向分辨率高。通过2个实例的成功应用,说明回线源瞬变电磁在探测构造破碎带、煤田采空区等方面的应用效果。

... 对于十几到数百米的电法勘探,高密度电法、瞬变电磁法等方法已获得广泛应用,并取得了良好的效果^[2,3,4] ...

2002

0.0

白登海, 王立凤, 孙洁, 等. 城市活断层探测中电磁噪音和环境干扰对浅层电磁方法的影响[J]. 地震地质. 2002, 24(4): 549-550.

Of the geoelectromagnetic techniques, multi-electrode Direct Current(DC)and Transient Electromagnetic(TEM)methods are the most powerful tools for shallow soundings. For city active fault detection, urban noise is a key problem in the use of electrical or electromagnetic methods. Effects of some major noises on DC and TEM are discussed on the basis of the experiments carried out in Fuzhou City in 2001. The experiments show that underground noises(pipes, cables, etc.)are most harmful to DC soundings, while for TEM, in addition to the underground noises, the aerial noises(power lines, metal sheds, etc.)will also lead to serious effects. Even so, effective soundings can be obtained providing that the noises are not too strong and some proper countermeasures are taken. In the experiments, specific measurement environments, including aerial and underground power lines and cables, water supply pipelines, roads, metal sheds, waste disposal sites, etc., were chosen as the urban noise sources. A set of RESECS instruments from DMT, Germany, were used for DC test, and EM-47/EM-67 by Geonics, Canada, for TEM test. The results of the experiments show that for DC soundings if the underground noise is not too strong, an effective record generally can be obtained, and especially the results would be much improved if the sampling time window of the instrument could be adjusted according to the noise distribution. We strongly recommend, therefore, that an instrument with real-time display of injection current and measurement potential, having adjustable time window be used for the active fault detection in urban areas. The configuration of electrodes is also important in some cases. For TEM soundings, it is better to set the measurement traverse at least 50m away from power lines, roads, cables, and big pipes. If the pipes are not big and not densely distributed within the transmitter loop, good data can be obtained at the sites several meters away from the pipes. In an area with electric current channeling, different configurations of the transmitter loops of different dimensions should be tested before the measurement.

城市噪音主要指由于城市设施和人类活动(如电网、管线、通讯设备、建筑物、交通等)对电磁信号的干扰.克服城市噪音、提高信噪比是保证城市活断层的电磁探测能否成功的关键.因而,在福州市活断层的电磁试验探测中,噪音观测与分析被列为试验的一项重要内容 ① .文中将主要讨论不同类型的噪音对高密度电法(DC)和瞬变电磁法(TEM)的影响,并提出一些实用的解决办法.试验表明,影响高密度电法观测质量的主要因素是地下噪音源,如地下管道、地下电缆等,地面以上噪音的影响相对较小.对于瞬变电磁法,不管地面以下还是地面以上的噪音源都将产生影响.但是,只要仪器的性能好,对不同噪音源采取相应的措施,可以获得满意的结果.

... 瞬变电磁对探测低阻目标体敏感,同时旁侧影响小,优势探测深度在数百米以内^[5] ...

... 针对日益严重电磁干扰,李桐林等^{[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]}做了强干扰区电磁噪声特性、数据采集、处理的研究工作,给出工频陷波、使用大功率仪器、多次叠加、避开干扰源、噪声监测、滤波等抗干扰措施和数据处理手段 ...

2000

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李桐林, 刘福春, 韩英杰, 等, 50万伏超高压输电线的电磁噪声的研究[J]. 长春科技大学学报, 2000, 30(1): 80-83.

目前的野外电磁测量已很难回避各种输电线的干扰,且有时各种输电线已影响到地震台站的电磁测量.高压输电线的电磁场规律如何对各种电磁测量具有重要的实际意义.利用自行研制的阵列大地电磁测深仪对长春-哈尔滨超高压输电线的电磁场进行了实际观测,对获得的数据进行了分析,对高压线的电磁场规律给出了明确的结论.

2011

0.0

朱威, 范翠松, 姚大为, 等. 矿集区大地电磁噪声场源分析及噪声特点[J]. 物探与化探, 2011, 35(5): 658-662.

Based on analyzing the actually measured MT data of an ore concentration area in the middle and lower reaches of the Yangtze River and considering the actual situation in the study area, this paper analyzed the profile characteristics of noise and divided the noise into 6 kinds, namely, impulse noise, periodic noise, triangle-wave noise, square-wave noise, step noise and triangular charge-discharge mode noise. The results obtained are helpful to making de-noising treatments directed against different noise types in the late-stage data processing.

结合长江中下游某矿集区大地电磁观测环境,分析大型矿山、通讯基站及其他主要电磁噪声源对视电阻率曲线的影响。依据时域波形将噪声分为脉冲噪声、周期噪声、三角波噪声、方波噪声、阶跃噪声、似充放电模式的三角噪声,便于在后期资料处理过程中针对不同的噪声类型对大地电磁数据进行降噪处理。

2011

0.0

刘慧鹏, 李文尧. 10kV高压电线对EH4观测的影响特征分析及噪声压制[J]. 地球物理学进展, 2011, 26(5): 1859-1867.

When working with EH4 in the countryside or towns, it often encounters 10 KV transmission lines. 50 Hz with its harmonic will strongly influence EH4 work which is closer to high voltage wire. Therefore, EH4 work should be as far as possible from high voltage wires. The experimental research shows that signal strength changes little between 150 meters and 200 meters' working distance from high voltage wires. Through the fast Fourier transformation and choosing appropriate threshold denoising, it can effectively suppress the noise from 50Hz and its harmonic.

在农村或乡镇周围进行EH4工作时经常会遇到10 KV高压输电线,距离高压线较近时,50 Hz及其谐波的能量较强,对观测的影响较大,EH4工作应尽量远离高压线.经实验研究,距高压线约150 m和200 m的EH4信号强度变化不明显,此时通过快速傅里叶变换,选择合适的阈值进行去噪,可有效地对50 Hz及其谐波引起的噪声进行压制.

2008

0.0

李帝铨, 底青云, 王光杰, 等. CSAMT探测断层在北京新区规划中的应用[J]. 地球物理学进展, 2008, 23(6): 1965-1966.

In order to provide basic geological information for a new planning district in Beijing, it is necessary to identify the precise location of the faults, the thickness of the overburden, and estimate the activity of the faults. We used CSAMT method for survey work. As there was strong electromagnetic interference in the survey area, we took many means to ensure the data obtained credible. By employing genetic algorithms full data inversion program for data inverse, we achieved a good result. With comprehensive analysis of the geophysics and geological data, we have determined the precise locations of faults, and provided reliable information for the new district planning.

为了给规划中的北京市某新区提供基础地质资料，需查明区内断裂的准确位置、产状以及覆盖层厚度.利用CSAMT方法进行了勘察工作，由于区内人文干扰和电磁干扰严重，野外施工时采用了多种手段以保证观测数据的可信度；数据处理时利用作者开发的基于遗传算法的CSAMT全资料反演程序对野外数据进行反演.分析反演结果并结合已知地质资料，给出了区内断裂的准确位置等信息.为新区规划提供了可靠的基础资料.

2013

0.0

武军杰, 邓晓红, 张杰, 等. 强干扰区电磁法勘探抗干扰措施及效果分析[J]. 物探化探计算技术, 2013, 35(1): 40-46.

电磁法勘探在老矿山深部及外围找矿中面临强而广的电磁干扰,通过大量野外试验,针对不同电磁方法给出了不同的抗干扰措施及其应用效果。经试验结果表明:①瞬变电磁法宜采用大功率、多叠加、多次重复观测、逐点噪声监测的数据采集方式;②CSAMT方法宜采用大功率仪器,大发射电流,使用多级工频陷波器,多重复观测、逐点噪声监测的数据采集方式;③在矿区开展AMT方法,建议使用多级工频陷波器,如果矿区噪声较强,则不建议布置AMT工作。

2004

0.0

杨生. 大地电磁测深法环境噪声抑制研究及其应用[D]. 长沙: 中南大学, 2004.

大地电磁测深(MT)的目的在于探测地下不同深度上介质的导电性结构，它的全过程包括数据采集、资料处理和反演解释。数据质量是基础，是关键，大地电磁测深的应用成功与否在很大程度上取决于数据的质量。如何有效地抑制各种电磁噪声，提高信噪比，消除静态效应，保证大地电磁测深数据质量，这始终是大地电磁资料采集与处理的核心问题。本文以大量的实测资料为基础，理论与实践相结合，在研究了大地电磁场信号特征和环境噪声(电磁干扰和静态、地形影响)对MT资料的影响规律后，提出并研究了多种抑制环境噪声，提高数据质量的方法技术，最后通过应用实例，证实了这些方法的有效性和实用性。论文通过研究不同地区近万个实测大地电磁测深点资料，获得了MT方法中所利用的天然电磁场的特征，并与全球电磁场平均振幅进行了对比研究。对MT资料中的噪声提出了多种分析方法，从不同的角度系统地研究了大地电磁测深中噪声来源、频谱特征和对MT资料质量的影响规律。引入CSAMT的理论，对MT勘探中电干扰和磁干扰进行了研究，从理论上证实了磁场的信噪比要优于电场的，指出人类活动所产生的电磁信号并不全部是干扰，其中一部分构成了有用信号。通过误差理论分析，得到了视电阻率误差与相位误差的数学关系，该结论对合理制定大地电磁测深规范以及正确建立MT反演解释的目标函数具有重要意义。用感度分析的方法，研究了地质噪声对MT资料的影响规律。论文研究了实测资料中的误差对反演解释结果的影响，明确了误差传递规律，以及静态效应对反演解释结果的影响规律，论文探讨了MT观测频率分布间隔的合理性问题。对目前几乎所有的静态校正方法进行了理论分析，并结合实例作了客观评述，指出了它们的应用条件和存在的问题。研究分析了静态效应对视电阻率曲线、阻抗相位曲线、电性主轴、二维偏离度等参数的影响规律。论文从静态效应的机理出发，提出并研究了一种对实测电场进行静校正的方法一阻抗张量校正法，该方法对阻抗张量进行了校正，所以由张量各要素计算出的所有MT参数(视电阻率，阻抗相位，二维偏离度，椭率等)均得到了校正。使这些参数能客观真实地反映地质信息，克服了目前仅对视电阻率实施静态校正存在的问题。从信号相关分析的角度，论文对远参考方法原理进行了系统的研究。纠正了目前对该方法的一些错误认识，通过具体的试验工作 (如不同参考信号道试验，不同参考距试验)和相应的理论分析，获得了较系统的技术参数，首次提出参考距应为设计最大勘探深度的14倍。提出了电场道也可以做远参考道并与参考点的地质特征无关。论文从4个方面肯定了远参考方法在抑压制噪声中的作用，同时指出了远参考方法难以改善低频资料质量的事实。采用远参考处理时资料的误差棒会增大，文中对这一现象进行了理论分析。论文通过理论研究、针对性的试验和各种参考方式结果的比较分析，得出了阻抗相位资料比视电阻率资料受噪声干扰小的结论。基于这一结论，首次提出并研究了利用阻抗相位抑制视电阻率资料中的噪声干扰的方法与原理。通过分析目前资料圆滑方法无法消除飞点的现实，提出并研究了利用层状目标函数拟合实测资料，剔除MT资料中飞点的方法。该方法避免了常规圆滑方法对资料造成二次污染的问题，并通过数值试验，证明了该方法的优越性。文中提出的抑制噪声方法己逐步应用到作者所承担的大地电磁测深资料处理项目中，目前完成了30多个MT(CEMP)资料处理项目，累计产值达数千万元。论文最后介绍了其中的一个应用实例， MT资料处理结果与已知地震剖面具有很好的一致性，与钻井资料相吻合，证实了各种去噪方法的有效性和实用性。

2003

0.0

刘洋. 强工频干扰波的提取与消除方法[J]. 石油物探, 2003, 42(2): 154-159.

针对强工频干扰问题,提出了在时间域内提取单频干扰的共轭梯度方法.采用串联方法消除工频干扰及其谐波,即逐个提取单频干扰波,然后从地震记录中减去该单频干扰波,最终达到消除工业电干扰的目的.理论记录试算和实际资料处理结果表明,即使是对于常规滤波方法难以消除的极强的工频干扰,该方法仍然获得了较好的效果.在工频干扰较强的情况下,陷波滤波方法将导致信号起跳时刻模糊,而本方法则不存在这样的问题.此法适用于提取和消除各种频率的干扰波.

2013

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夏训银, 李毅, 王身龙, 等. CSAMT在城市隐伏断层探测中的应用[J]. 物探与化探, 2013, 37(4): 689.

This paper introduces the technical measures of the CSAMT in the detection of urban faults in the aspects of data acquisition, data processing and methods of overcoming the electromagnetic interference, on the basis of geological data available. There are multiple buried faults in the new district planning of Changping District in Beijing, as shown by the existing geological data. In order to provide the basic geological data for the new district planning and identify the exact location and attitude of the fracture as well as the buried depth of the bedrock on both sides of the fracture, the authors arranged four CSAMT profiles in the study area, obtained a comprehensive explanation of the 4 profiles, and determined the accurate location of the fault. The results show that the CSAMT is effective in buried faults detection and can play an increasingly important role in the exploration of buried faults in urban areas.

介绍了CSAMT在城市隐伏断层探测中数据采集、资料处理方法和克服电磁干扰的技术措施。已有地质资料显示,北京昌平规划新区内存在多条隐伏断层。为了给规划新城提供基础地质资料,查清区内断层的准确位置、产状以及断层两侧的基岩埋深,布设了4条CSAMT剖面。结合地质资料对4条剖面进行了综合解释,给出了断层的准确位置。结果表明CSAMT在本区隐伏断层探测中的应用是有效的,可在城市隐伏断层探测中发挥重要作用。

2010

0.0

程辉, 李帝铨, 底青云, 等. 基于CSAMT法的地基基础评价[J]. 中南大学学报: 自然科学版, 2010, 41(4): 1563.

摘　要：针对规划中的唐山市中心高层建筑工区内存在采空塌陷、岩溶塌陷和隐伏构造及地裂缝等不良地质隐患,对地基基础及上层建筑物构成安全威胁等问题,为了给后续施工提供基础地质资料,查明场区内的不良体地质,采用CSAMT进行探测,并采用多种数据处理办法,多测线比较,获取场区内可靠的三维电阻率。通过研究断面图和不同深度的水平切片图的电性分布,对场区的地基进行合理划分与评价。研究结果表明：采用CSAMT探测结果能区分多种不同类型的不良地质结构与构造,并可合理布置钻探位置。

2010

0.0

2010

0.0

雷达, 赵国泽, 张忠杰, 等. 强干扰地区CSAMT数据信息熵与有理函数滤波的处理方法[J]. 地球物理学进展, 2010, 25(6): 2015-2023.

Though adapting many measures for suppressing interferences during field data collection, lingering of strong EM interferences remains a major factor affecting data quality. An important link for improving data inversion and interpretation is to further suppress interferences at the step of data pre-processing. With features of strong EM interferences in mines considered, a processing method is suggested in the paper, based on noise removing by using information entropy combined with rational function filtering, of CSAMT data collected with the GDP meter made by Zong Company, USA. Those CSAMT data having strong inferences should first be removed successively by using average information entropy until satisfied entropy is obtained and so with useful information achieved. The sounding curves based on the processed data are then filtered by using rational function, and with tears rejected. Finally, smooth curves, called "pure anomalies", are obtained in this way. The method mentioned above has been tested with digital models. The test results show that the accuracy of the method is higher than that of averaging. After performing processing of measured data collected in mines having strong EM interferences, it is believed that the suggested method is rather effective for improving S/N ratio and quality of measured data.

1998

0.0

于昌明. CSAMT方法在寻找隐伏金矿中的应用[J]. 地球物理学报, 1998, 41(1): 133-138.

Controlled Source Audiomagnetotelluric method is one of the geophysical methods applied in Beilidian region. Because penetration coefficient and resolution power of induced polarization method （IP） is correlative with geometric factors, so the deeper geology features can not been obtained clearly by IP method. CSAMT is a better way to solve mis problem. First area survey by IP method was carried out according to the regional geology background, mineralization conditions and physical features of rocks in mine field, then CSAMT method was measured. After data processing, two low-resistivity gradient zones in deeper part of measure area can be found; one of them inclined steeply and another one inclined slowly. They intersect in 800m depth.We believe that they are main host structure and ore-control strictires.

可控源音频大地电磁法（CSAMT）的应用是百里店矿山多种地球物理研究的一部分．由于激发极化法（IP）的穿透率和分辨率是与几何因素密切相关，对于较深部的地质特征，靠IP法不容易分辨出来．CSAMT较好地解决了这个问题，首先，根据区域地质背景、成矿条件和矿区岩石物性特征，开展了面积性的激电测量，进而开展了CSAMT方法的探测研究．通过对CSAMT原始数据的分析解释，发现测区深部存在两条低电阻率梯级带，其中一条为陡倾斜；另一条为缓倾斜，两者在地下800m左右深度处相互斜交．经地质推断解释认为：这是测区内金矿的主要控矿、导矿及容矿构造．

... 通常CSAMT尽量在远区观测,特别是在探测深度要求较大的地球物理勘查中,为减小源效应的影响,增大探测深度,收发距应尽量大,根据工作区平均电阻率和电磁干扰强度,目前一般多采用五到数十公里的收发距^[17,18,19] ...

2010

0.0

张国鸿, 李仁和. 可控源音频大地电磁法深部找矿实验效果[J]. 物探与化探, 2010, 34(1): 67.

To examine the actual result of the electricmagnetic method in detecting deep metallic ore deposits and structures, the authors conducted two tests in two known buried iron and copper ore deposits by using Controlled Source Audiofrequency Magnetotelluric Method (CSAMT). The two known ore bodies have the buried depths of about 500 m and 1 100 m, respectively. The results of the tests show that the geoelectrical anomalies can indicate the distribution of ore bodies, faults and lithologic contact zones. When the buried depth of the ore body is less than 500 m and the ore bed is relatively thick, the geoelectrical anomaly is very obvious. When the buried depth of the ore body is more than 1 000 m, the geoelectrical anomaly mainly reflects the orecontrolling and orehosting structure.

为了考查电磁法在探测深部金属矿及地质构造方面的实际效果，用可控源音频大地电磁法分别在埋深为500 m和1 100 m的两个已知隐伏铁、铜矿体上进行了实验工作。实验结果表明地电异常显示了矿体、断层以及岩层接触带的分布。在矿体埋藏深度小于500 m、矿层较厚时，地电异常十分明显；若矿体埋藏深度大于1 000 m，地电异常主要反应了控矿、容矿构造。

2005

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孙英勋. CSAMT法在高速公路长大深埋隧道勘察中的应用研究[J]. 地球物理学进展, 2005, 20(4): 1187.

CSAMT system is of electromagnetic auto collecting and analysis system comprises advantages of MT and AMT. The Paper discusses the principle, characteristics, working methodology and data analysis of CSAMT based on the case study of its application in survey and investigation of the deeply-buried long tunnel in Expressway in Yunnan. CSAMT successfully interprets the location of soft and weak layer, underground water and broken fractures with assistance of other technical method, which provides good rationale for the classifying of surrounding rocks of the tunnel acting as a new and the first methodology for survey and investigation for deeply-buried long highway tunnels.

CSAMT法是一套综合了MT和AMT各自优点的电磁自动采集和处理系统.本文介绍了CSAMT的原理、特点、工作方法和资料处理.该系统首次运用于高速公路长大深埋隧道勘察中，结合其它手段，成功解译出了隧道的软弱层、地下水及断层破碎带的位置，为划分隧道围岩类别提供了较好的依据，同时也为高速公路长大深埋隧道提供了一种新的勘察方法.

2003

0.0

余才盛. 堤防防渗芯墙质量检测技术及效果[J]. 地球物理学进展, 2003, 18(3): 410-415.

This paper draws the outline of dike quality detecting and its development. The principle of CSAMT method, its several formulas and practical effect are presented in the paper. In order to employ the method effectively, some details on how to use it are discusse.

简要阐述了长江堤防检测方法产生的历史背景和现状,具体介绍了CSAMT法的基本原理、"K"剖面法资料处理的计算公式以及CSAMT法在堤防防渗芯墙质量检测中的试验效果及应用效果,并指出在工作中应该注意的问题.

... 中小收发距CSAMT工作方式应用较少,笔者仅检索到4例:十几米探测深度的防渗墙检测,解释方法为一维反演和K剖面法^[20] ...

2006

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刘静. CSAMT法探测公路路基空洞的效果[J]. 内蒙古石油化工, 2006(11): 122-123.

在工程地球物理中,空洞探测是一项非常重要的任务.本文介绍了CSAMT的原理,工作方法,通过对CSAMT的探测能力进行理论上的讨论,对路基下空洞的电磁响应特征的定性分析,得出用CSAMT法探测路基空洞的可行性.并在道路检测中进行实验,成功找到空洞,说明该方法具有很好的应用前景.

... 30 m左右的溶洞探测^[21]和10~70 m的采空区探测^[22],处理方法为BOSTIC反演 ...

2012

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贾永梅, 姚成林, 邓中俊, 等. 可控源音频大地电磁法探测煤矿采空区[J]. 物探与化探, 2012, 36(S): 7-11.

This paper deals with an example of detecting coal mine goaf by using controllable source audio magnetic technique (CSAMT). The following aspects are discussed:the working principle of CSAMT,the geophysical premise of detecting coal mine goaf,the equipment and its parameter setting,the working field layout and the data analysis. The result of the study was verified by drilling. Drilling verification shows that the detecting result is coincident with the coal mine goaf. It is thus held that the CSAMT is effective in detecting coal mine goaf.

从可控源音频大地电磁法工作原理、采空区地球物理前提、探测设备及参数设置、探测现场布置、资料分析、探测结果及钻孔验证情况等方面,介绍采用可控源音频大地电磁法对某煤矿采空区的探测实例。经过钻孔验证,采空位置与检测结果相吻合,说明可控源音频大地电磁法探测煤矿采空区是可行的。

... 30 m左右的溶洞探测^[21]和10~70 m的采空区探测^[22],处理方法为BOSTIC反演 ...

1996

0.0

吴璐萍, 石昆法. 可控源音频大地电磁法在地下水勘查中的应用研究[J]. 地球物理学报, 1996, 39(5): 712-717.

Through analyzing a vast amount of data by prospecting the groundwater using CSAMT（controlled source audio magnetic telluric）, we sum up the apparent resistivity y features which show low in the central part and high in the both sides corresponding to the warel-bearing structure.Using this features,we have solved the groundwater prospecting problem in the mountain area and hilly area. The successful rate is very high in well-driving.

根据可控源音频大地电磁（ＣＳＡＭＴ）法进行地下水勘查时取得的大量资料，通过总结、分析与研究，提出了在蓄水构造的断层上，ＣＳＡＭＴ测量的视电阻车断面等值线图呈中间低、两侧高的异常特征．利用这一模式解决了在山区、半山区，很多地球物理方法难以解决的地下水勘查问题．经打井验证，成井率很高．

... 500 m的地下水勘查^[23],处理方法为近场校正后BOSTIC反演 ...

2005

0.0

... 可见,随着收发距r的增大,E_x和H_y迅速衰减,据电偶源均匀半空间表面电磁场计算公式^[24],远区水平场E和H随r³衰减,收发距每增大一倍,信号响度衰减为原来的1/8 ...

2008

0.0

... 的1/2估值^[25],最大探测深度D的近似公式为 ...

... 带场源的CSAMT一维反演技术^{[25,27,28,29]}能更有效地消除非平面波效应影响,充分利用过渡区频点数据,已广泛应用于野外实测数据反演 ...

... 供电极距:过大的供电极距导致高频电流小,通常供电极距小,高频信号强,极距大则低频信号强^[25],大供电极距受施工条件的限制,依据前文的分析结果,通常选择与测线长度相当的供电极距 ...

2013

0.0

汤井田, 周聪, 肖晓. 复杂介质条件下CSAMT最小发收距的选择[J]. 中国有色金属学报, 2013, 23(6): 1681-1693.

摘　要：提出利用CSAMT与MT的响应相对误差来区分CSAMT近区、过渡区与远区场数据的方法,考虑发收距r、测量角度φ、测深频率f、覆盖层厚度h1和各层电阻率等因素。通过3种数值模型,讨论复杂介质条件下最小发收距rmin的选择方案。结果表明：均匀半空间模型中,rmin的值可精确给定;两层介质时,rmin的选择需根据勘探深度分情况讨论;多层介质时,可等效成两层介质进行估计。

... 在水平层状介质中,情况应复杂化^[26],不同频率下电阻率纵向分布对计算公式中电阻率的贡献应是不同的,笔者未做进一步的研究 ...

... ,才能保证相应观测频率下视电阻率与MT相对误差在1%以内^[26],即远区条件(r_min#cod#x0003E ...

1999

0.0

... 带场源的CSAMT一维反演技术^{[25,27,28,29]}能更有效地消除非平面波效应影响,充分利用过渡区频点数据,已广泛应用于野外实测数据反演 ...

2007

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王若, 王妙月. 一维全资料CSAMT反演[J]. 石油地球物理勘探, 2007, 42(1): 107-114.

本文围绕一维全资料CSAMT反演探讨了一种用于层状地层的反演方法。该方法将网格参数法和剥层法联合应用，并使用两个控制参数作约束，使反演结果更理想。网格参数法和剥层法的联合应用具有反演参数少，不依赖初始模型的优点。文中给出了四个三层及两个五层数字模型进行实验，反演结果表明，该方法能够再现模型的层状结构，而且对噪声有一定的抑制能力。将反演方法用于具有层状分布的实际资料，其反演结果与地质资料基本吻合。这种方法避免了近场校正带来的误差,为全资料CSAMT反演的可行性提供了依据。

... 带场源的CSAMT一维反演技术^{[25,27,28,29]}能更有效地消除非平面波效应影响,充分利用过渡区频点数据,已广泛应用于野外实测数据反演 ...

2010

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李帝铨, 张永超, 薛融晖, 等. CSAMT在某重大城市活动断层探测中的应用[J]. 地球物理学进展, 2010, 25(4): 1387-1395.

摘　要：某城市位于我国南北地震带中段东侧,是一个中强地震频发的地区,1996年被国务院列为全国地震重点检测防御城市,因此该城市的地震活动断层的探测任务非常紧迫.为了对该城市的活动断层进行探测和评价,需查明区内断裂的准确位置、产状以及覆盖层厚度.采用CSAMT方法进行了勘察工作,由于区内人文干扰和电磁干扰严重,野外施工时采用了多种手段以保证观测数据的可信度;采用CSAMT全资料反演程序对野外数据进行反演.分析反演结果并结合已知地质资料,描述了3个背斜形态,识别出了多条断层.

... 带场源的CSAMT一维反演技术^{[25,27,28,29]}能更有效地消除非平面波效应影响,充分利用过渡区频点数据,已广泛应用于野外实测数据反演 ...

1994

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殷长春. 可控源音频磁大地电流法一维正演及精度评价[J]. 长春地质学院学报, 1994, 24(4): 438-453.

研究发现，两种目前比较常用的可控源音频磁大地电流法（ＣＳＡＭＴ）的正演计算方法，即简化积分法和二次插值法之间计算结果差异较大。为了正确地评价这两种方法的计算精度，本文提出了利用直接积分进行，ＣＳＡＭＴ一维正演的算法，即通过将任意角度频率测深正演结果沿发射源方向直接进行数值积分，得到有限长度发射源的ＣＳＡＭＴ正演结果，大量计算和精度评价发现，在这些算法中，简化积分法和本文提出的直接积分法计算结果吻合

... CSAMT由于场源的非偶极性,在近区和过渡区,场源不能看作电偶极子,而是双极源^[30] ...

2011

0.0

刘颖, 柳建新, 何展翔, 等. 频率域双极源全区视电阻率的计算及分析[J]. 地球物理学进展, 2011, 26(2): 675-68.

Frequency domain controlled-source electromagnetic method is non-dipole characteristic. The space between receiver and transmitter is limited by the Power of the transmitters. So dipole field source cannot be seen as the field, but bipolar field, in the nearby and the transition region. For the bipolar source data's correction in the nearby and transition region, with a dipole source correction, it is a big error. The space between receiver and transmitter is changeless, then the greater dipole moment, the greater error. Bipolar source all time apparent resistivity, which is defined with apparent resistivity in the half-space model, is equivalent to underground complex models. And comparing with the definition of the dipole's all time apparent resistivity, which can reflect ground conditions correctly. At last a few models prove that this method is effective and correct.

频率域可控源电磁法由于其发射源的非偶极性,收发距受到发射场源功率的限制,在近区和过渡区,场源不能看做偶极子源,而是双极源. 对于双极源数据在近区和过渡区的校正,若采用偶极子源校正,存在很大的误差,收发距一定时,偶极距越大,误差越大. 双极源全区视电阻率利用半空间模型视电阻率等效地下复杂模型视电阻率计算全区视电阻率,对比偶极子定义的全区视电阻率,能够正确的反应地下情况.

... 收发距越小、供电极距越大,把双极源当作电偶极源来计算电磁场引起的误差越大^[31] ...

2008

0.0

尚通晓, 双极源CSAMT一维全区反演[D]. 长春: 吉林大学, 2008.

本文开展可控源音频大地电磁法一维正反演研究,首先计算双极源激发下地表任意位置的响应,然后分别采用阻尼最小二乘法和OCCAM反演方法进行了不做近场校正的一维全区反演。双极源可以看作是若干个电偶源的叠加,应用汉克尔变换计算各个电偶源在地表任意位置产生的水平方向电场和磁场,然后将电偶源的响应叠加得到双极源的响应;雅克比矩阵由差分的方法求解,阻尼最小二乘法使用阻尼因子控制迭代步长,保证迭代快速稳定地收敛,在初值选择合适的时候,可以得到正确的结果;本文中OCCAM反演是通过对数据拟合度的判断使用阻尼因子与拉格朗日乘子控制迭代过程,首先固定拉格朗日乘子进行迭代,当数据拟合度不再减小的时候,减小拉格朗日乘子继续迭代,直到数据拟合度达到最低要求,阻尼因子的作用与阻尼最小二乘法中相同,用来控制迭代步长。OCCAM反演加入对模型的光滑约束,有不依赖于初始模型的优点,同时减低数据拟合度得到光滑的模型,避免数据过拟合与人为分层所造成的假性不连续层。本文中OCCAM反演不做拉格朗日乘子的搜索,简化了常规的OCCAM反演,提高了计算效率。

... 长供电极距、小收发距的CSAMT数据处理应以双极源正演为基础,笔者采用带双极场源的CSAMT一维光滑模型反演^[32] ...

2005

0.0

陈明生, 闫述. CSAMT勘探中场区、记录规则、阴影及场源复印效应的解析研究[J]. 地球物理学报, 2005, 48(4): 951-958.

With vector potential of magnetic type this paper derives the closed form expressions of subsurface electromagnetic fields generated by a grounded horizontal harmonic electric dipole in a homogeneous half_space, which distinguish formation waves from surface waves explicitly. According this, we define surface_ and subsurface_ wave zones corresponding to far_ and near_field zones. The record rules, shadow and source overprint effects, that have disturbed CSAMT explorers for a long time, are explained with physics. The methods of quantitatively dividing zones, the conditions of the optimum record rule for each component and the prerequisites for causing shadow and source overprint effects are provided by the ratio of formation wave to surface wave. The deduction of covering points of CSAMT prospecting in the Qinshui basin, Shanxi Province shows that the shadow and source overprint effects are real geological information carried by formation waves between the transmitting source and the observation point or beneath the source, which can be exploited.

由矢量位导出均匀大地表面上水平接地谐变电偶极子地下电磁场的闭合表达式, 将地层波和地面波显式地区分开来, 据此定义了与远区场和近区场对应的地面波区和地层波区. 对长期困扰CSAMT勘探工作者的记录点问题、阴影和场源复印效应问题给出了物理解释. 由地层波与地面波之比给出了定量划分场区的方法, 每一场分量最佳记录规则下的条件和判断是产生阴影和场源复印效应的前提. 山西沁水盆地CSAMT勘探覆盖点的推断结果表明, 阴影和场源复印效应是由地层波所携带的源与观测点之间、源下方真实地质情况的信息决定, 是可以利用的.

... 近区电阻率仅与装置有关,已经不具备频率测深的能力,过渡区电阻率虽具有频率测深能力,但各向异性增强,横向分辨率变低、场源阴影效应增强^[33,34] ...

2012

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汤井田, 葛伟男. 三维CSAMT中的阴影和场源附加效应[J]. 物探化探计算技术, 2012, 34(1): 19-26.

摘　要：阴影和场源附加效应将导致对地质构造的错误推断,在实际工作中将导致一定的经济损失。这里通过利用有限单元法数值模拟了阴影和场源附加效应,对比分析均匀半空间中异常体在场源与测线之间不同位置的数值模拟结果,得出了阴影效应影响规律。同时,通过扩大测区范围得出阴影效应的影响区域比异常体本身大得多,并且阴影区域穿过异常体的中心,从中心向两边阴影效应逐渐减弱。通过改变收发距的大小,异常体的埋深以及其形态大小,分析了阴影和场源附加效应的影响程度。