AMT地形影响与带地形反演研究

doi:10.11720/wtyht.2023.1033

AMT地形影响与带地形反演研究

程正璞^,, 郭淑君^,, 魏强, 周乐, 雷鸣, 李戍

中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北保定 071000

Audiomagnetotelluric data: Influence of terrain and the inversion considering terrain

CHENG Zheng-Pu^,, GUO Shu-Jun^,, WEI Qiang, ZHOU Le, LEI Ming, LI Shu

Center for Hydrogeology and Environmental Geology Survey, China Geological Survey, Baoding 071000, China

通讯作者: 郭淑君(1984-),女,工程师,硕士,主要从事水工环、地热等综合物探研究。Email:279464376@qq.com

责任编辑: 王萌

收稿日期: 2022-01-26 修回日期: 2022-04-7

基金资助:

中国地质调查局项目(DD20211336)
中国地质调查局项目(DD20190131)
国家重点研发计划课题(2020YFE0201300)

Received: 2022-01-26 Revised: 2022-04-7

作者简介 About authors

程正璞(1990-),男,工程师,硕士,现主要从事电磁法数据采集、处理与解释及深部地热勘查综合研究。Email:czp1990@126.com

摘要

通过设计1组二维不同宽度、不同坡度的峰谷综合地形模型,分别从极化模式、不同频率、测点位置、山顶宽度、地形落差、地形坡度、相位曲线7个方面来研究总结山区不同起伏地形对AMT资料的影响程度和畸变特征,发现TM模式较TE模式更容易受到地形影响;起伏地形对AMT响应的高频部分影响较小,而在低频部分地形影响较大,某一测点不同频点的视电阻率和相位是对应趋肤深度水平范围内所有地形的综合影响,并非仅仅是该测点附近单一山峰或山谷的影响;山顶测点较山谷测点更容易受到影响,且山顶越窄、地形落差越大、地形越陡,影响越大。此外,文章还通过对比理论模型的不带地形和带地形2D_TE模式反演结果,发现带地形的二维反演可以有效地消除地形影响,并对实测AMT资料开展带地形的二维反演,结果显示带地形的二维反演可以有效消除虚假高低阻异常,改善了“挂面条”现象,与3口钻孔的见锰层位对应较好。

关键词： 音频大地电磁; 地形模型; 地形影响; 带地形2D反演

Abstract

This study designed a group of 2D peak-valley comprehensive terrain models with different widths and slopes and investigated the influence of differently undulating terrains in mountainous areas on the audiomagnetotelluric (AMT) data and corresponding distortion characteristics from seven aspects, namely polarization modes, frequency, positions of measurement points, the width of a mountain top, the elevation difference and slope of terrain, and phase curves. The results are as follows. The transverse magnetic mode (TM mode) is more susceptible to terrain than the transverse electric mode (TE mode). The undulating terrain has little influence on the high-frequency parts of AMT data but has a great influence on their low-frequency parts. The apparent resistivity and phase of different frequency points at a measurement point reflect the comprehensive influence of all terrains within the skin depth level rather than just the influence of a single mountain peak or valley near the measurement point. Measurement points located at the mountain peaks are more easily affected by terrains than those in the valleys. Moreover, narrower mountain tops correspond to greater elevation differences of terrain, and steeper terrain exerts greater influence. In addition, the comparison of the 2D_TE results of the inversion considering and not considering terrains show that the 2D inversion considering terrains can effectively eliminate the influence of terrain. The 2D inversion considering terrains was carried out for measured AMT data. As indicated by the inversion results, the 2D inversion considering terrains can effectively eliminate the false high and low resistance anomalies and relieve the "hanging surface" phenomenon of signals, and the results corresponded well with the horizons with encountered manganese of three boreholes.

Keywords： AMT; terrain model; topographic influence; 2D inversion with terrain

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本文引用格式

程正璞, 郭淑君, 魏强, 周乐, 雷鸣, 李戍. AMT地形影响与带地形反演研究[J]. 物探与化探, 2023, 47(1): 146-155 doi:10.11720/wtyht.2023.1033

CHENG Zheng-Pu, GUO Shu-Jun, WEI Qiang, ZHOU Le, LEI Ming, LI Shu. Audiomagnetotelluric data: Influence of terrain and the inversion considering terrain[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2023, 47(1): 146-155 doi:10.11720/wtyht.2023.1033

0 引言

大地电磁工作是将天然电磁场的球面波近似为均匀平面波,将地球表面看作水平层状介质,且电磁波垂直入射,但在山区进行AMT测量时,特别是测点多、小点距测深时,地球表面不能假设为水平面,此时均匀平面波垂直入射水平层状介质的假说不再完全成立。任何尺度的起伏地形,使得区域电磁场在地形变化处重新分布,从而导致区域场产生畸变。起伏地形对AMT资料的影响很大,若不考虑起伏地形的影响,会给AMT资料引入误差,其解释结果将会偏离实际构造,因此在山区开展AMT工作必须着重考虑起伏地形的影响。

长期以来国内外专家针对起伏地形下的2D、2.5D、3D电磁数值模拟和反演技术开展了大量的研究工作,Wannamaker等^[1]利用矩形单元中带三角形单元剖分的有限单元法研究起伏地形的2D电磁响应,实现了起伏地形条件下的MT_2D正演数值模拟,结果表明起伏地形对大地电磁测深两种极化模式(TE、TM)的影响不同,从而显现出的畸变特征也不同。TM模式在山脊深部产生虚假低阻,在山谷深部产生虚假高阻;TE模式在山脊浅部产生虚假高阻,山谷浅部产生虚假低阻;Redding等^[2]的研究结果表明,TM模式比TE模式更易受地形影响,且程度更大、更复杂。Andrieux等^[3]认为当地形起伏范围远小于波长时,此时起伏地形相当于地表不均匀体,地形影响等同于静态效应。Chouteau等^[4]研究了二维电磁的地形校正问题。Baranwal等^[5]利用自适应非结构网格剖分方法,实现了地形起伏下MT的二维正演模拟与反演成像;Myung等^[6]利用矢量有限单元法实现了地形起伏下MT的三维正演问题。

在国内,徐世浙等^[7-8]采用有限单元法和边界单元法对M二维地形的影响进行了研究,并合理解释了TE、TM极化模式下视电阻率畸变的原因;陈小斌^[9]、赵广茂等^[10]利用有限单元法模拟并总结了不同起伏地形对MT视电阻率的影响成因、特征和规律;刘晓甲等^[11]、孙鸿雁^[12]模拟总结了不同地形对CSAMT法的电阻率影响特征和规律;周茜茜^[13]开展了多种方法的二维反演,研究表明地形对TE极化模式影响较小,而对于TM的极化模式非常的大;晋光文等^[14]、王绪本等^[15]主要采用比值法来进行地形校正;张翔等^[16-17]总结出了地形对大地电磁测深(MT)视电阻率的影响规律,确定了一种将地形与浅层电性非均匀体对大地电磁测深影响同时校正的二维反演方法;吴頔等^[18]提出了附加列插值计算法,提高了计算精度和抗干扰能力;顾观文等^[19]研究了基于矢量有限元方法的大地电磁带地形三维反演算法并开发了三维反演计算程序代码,取得了很好的结果。胡祖志等^[20]采用有限元法模拟了疏密两种高程地形对不同极化模式数据的畸变关系,并提出了用地层随地形起伏变化的层状模型进行地形校正的方法。

以往研究主要偏重于大点距MT法或CSAMT法的地形影响,且地形模型较为单一,本文主要是针对山区小点距AMT法,利用不同宽度、不同坡度的峰谷综合模拟地形起伏,系统地对综合地形模型的正演结果进行分析,研究不同测点全频段曲线形态受地形影响的规律,对理论模型开展2D带地形与不带地形反演,对比地形校正效果。

1 地形模型

如图1所示,模型A为带地形起伏的均匀半空间模型,电阻率为100 Ω·m,地形起伏由不同宽度、不同坡度的峰谷模拟。求解区域为0~4 km,点距为50 m,共81个测点。频率范围模拟真实采样频段,为10 040~0.35 Hz,采用以10为底的对数采样间隔,共54个频点(表1)。文章选择了12个测点,其中1号点远离山峰边缘,2、5、8、11号点位于山顶平台中间位置,3、4、6、7、9、10、12号点分别位于山峰和山谷的边缘。

图1

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图1 峰谷相间地形模型A示意

Fig.1 Schematic diagram of peak valley terrain model A

表1 模型A正演模拟采样频率

Table 1 The forward sampling frequency by Model A

序号	频率/Hz	序号	频率/Hz	序号	频率/Hz
1	9135.5500	19	288.8914	37	9.1356
2	7540.5210	20	238.4522	38	7.5405
3	6223.9780	21	196.8195	39	6.224
4	5137.2970	22	162.4556	40	5.1373
5	4240.3470	23	134.0915	41	4.2403
6	3500.0000	24	110.6797	42	3.5000
7	2888.9150	25	91.3555	43	2.8889
8	2384.5220	26	75.4052	44	2.3845
9	1968.1950	27	62.2398	45	1.9682
10	1624.5560	28	51.3730	46	1.6246
11	1340.9150	29	42.4035	47	1.3409
12	1106.7970	30	35.0000	48	1.1068
13	913.5550	31	28.8891	49	0.9136
14	754.0521	32	23.8452	50	0.7541
15	622.3978	33	19.6820	51	0.6224
16	513.7297	34	16.2456	52	0.5137
17	424.0347	35	13.4092	53	0.4240
18	350.0000	36	11.0680	54	0.3500

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文章首先利用Winglink软件有限差分法对模型A进行正演模拟,通过分析模型A不同测点电磁响应的特征,从极化模式、不同频率、测点位置、山顶宽度、地形落差、地形坡度、相位曲线7个方面来总结不同地形对AMT资料的影响规律。

1.1 极化模式

图2为模型A正演模拟的视电阻率和相位曲线,不存在地形畸变的情况下,全频段内TE和TM模式的视电阻率均应为100 Ω·m。但从图2中可以看出不同极化模式(TE、TM)的视电阻率和相位曲线受地形影响的程度不同,地形畸变特征也不相同。以位于山峰上的3、5、6、8、9这5个点为例可知,起伏地形的存在使TM模式的视电阻率在全频段产生畸变,随频率减小而剧烈下降,最低值小于0.01 Ω·m;TE模式的视电阻率在全频段受地形影响较小,整体电阻率保持在100 Ω·m左右,可知TM 模式较TE模式更容易受到起伏地形的影响而发生畸变。

图2

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图2 模型A正演TE和TM模式的视电阻率和相位曲线(红色圆圈是TE曲线,蓝色三角是TM曲线)

Fig.2 The forward apparent resistivity and phase curves of TE and TM by model A(red circle is TE curve, blue triangle is TM curve)

这是因为在理论二维模型中,TE模式(XY曲线)的电场平行于构造走向,磁场垂直于构造走向,TM模式(YX曲线)则正好相反。但一般情况下磁场变化较平缓,受地形起伏影响很小,基本上可以忽略。TM模式,电流的流动方向与水平非均匀界面垂直,由于起伏地形的存在,电场在空间中的分布发生畸变,主要因为垂直于走向方向的水平电场分量是由一次电场和二次电场组成的。一次电场垂直穿过悬崖面时会积累面电荷从而引起二次电场,且二次电场随离悬崖面的距离的变化而变化,特别是靠近悬崖的地方,二次电场产生突变,导致总电场的水平分量发生剧烈改变,视电阻率值发生突变。TE模式中,电流的流动方向与水平非均匀界面平行,即电场的水平分量与走向方向平行,而且只存在一次电场,悬崖面上并不积累电荷,所以TE模式的视电阻率值受地形影响较小。

1.2 不同频率

如图2所示,起伏地形对AMT响应的高频部分影响较小,而在低频部分地形影响较大,这是因为低频段的趋肤深度远大于地形尺寸,此时地形引起的电磁场感应效应很小,电流效应起主要作用,即在地形边界处累积的电荷产生的电场会附加在观测的电场上,导致视电阻率受到较大影响,而相位基本不受影响;高频段时,地形会引起较强的感应效应,电流效应不起主要作用,从而导致视电阻率受到的影响小于低频段。

日本学者冈崎金雄等^[21]研究了地形影响涉及的水平范围和介质中电磁波一个波长之间的关系,研究表明在某一观测点上,利用测量的周期和视电阻率求取趋肤深度,若在某频点趋肤深度的水平范围内存在着地形变化,则至少要离开垂直的直立断面约5倍落差的距离才可忽略该测点所受到的地形影响。

所以,如图1所示意的综合地形模型,某一测点不同频点的视电阻率和相位是对应趋肤深度水平范围内所有地形的综合影响,并非仅仅是该测点附近单一山峰或山谷的影响,虽然不同地形影响的权重不易量化,但可以明确的是距离测点近的起伏地形影响大,距离远的起伏地形影响小,综合地形的影响使得视电阻率和相位并非单纯的增加或减小,导致视电阻率和相位曲线在不同频点处出现不同程度的起伏。

因上述综合地形影响的权重不易量化,为方便找寻规律,在针对测点位置、山顶宽度、地形落差、地形坡度、相位曲线等方面对比时,主要以测点邻近的地形变化为主,暂不考虑综合地形的叠加因素。

1.3 测点位置

TM模式视电阻率曲线的偏移程度和方向随测点位置的不同而不同,其变化规律是:TM 模式视电阻率曲线偏移程度随着测点靠近陡坎而增大,1号点高中频段基本无偏移,仅在低频段存在偏移,3号点比2号点、6号点比5号点、9号点比8号点、12号点比11号点偏移程度要大。此外山谷与山峰处的不同测点,其TM模式视电阻率曲线偏移方向也不尽相同,位于山谷的测点TM视电阻率值偏大,如1、4、7、10号点TM模式的视电阻率值大于100 Ω·m,位于山峰测点的TM视电阻率值偏小,如2、3、5、6、8、9、11、12号点 TM 极化的视电阻率小于100 Ω·m。同时对比3、4号点,6、7号点及9、10号点,发现位于山顶的3、6、9号点视电阻率曲线的偏移程度比处在山谷中的4、7、10号点要大,可知山顶测点比山谷测点更容易受到起伏地形的影响。

1.4 山顶宽度

模型A中左边峰谷宽度为600 m,右边峰谷宽度为150 m,高度一致。图2中,3号点位于山顶宽度600 m的山峰边缘,TM模式的视电阻率随周期缓慢递减,最小值在1 Ω·m左右,9号点TM模式的视电阻率随周期递减速率比3号点快,最小值约0.1 Ω·m。通过上述分析可知,左边山峰宽度为右侧的4倍,对应点的TM模式的视电阻率值相差一个数量级,所以山顶宽度的变化对TM模式下视电阻率曲线的变化影响大,山顶越窄,地形影响越严重,视电阻率曲线畸变越严重。对比4、10号点可以看出,山谷宽度的变化对TM模式下视电阻率曲线的变化影响不大,故在野外布设点位时,应尽量避开窄小的山峰,应选择宽缓的山谷或宽度较大的山顶平台。

1.5 地形落差

模型A中悬崖落差分别为500、250 m。对比5、6、8、9号点,5、6号点TM模式视电阻率曲线的畸变程度较8、9要严重得多,几乎呈-45°急剧下降,电阻率极小值更低。因此地形落差越大,TM模式的视电阻率受地形影响就越大。

1.6 地形坡度

对比8、9、11、12号点的TM模式视电阻率曲线,4个点的起始(第1个频点)电阻率值不同,但最终(最后一个频点)电阻率值相似,且8、9号点TM模式视电阻率曲线的畸变程度较11、12号点严重,曲线下掉速率更快,可见地形越陡,AMT资料受地形影响就越严重。

1.7 相位曲线

如图2 所示,TE模式的相位曲线几乎不受地形影响,仅在高频段相位值有细小变化;TM模式的相位曲线在整个频段受地形影响较大,且山峰处比山谷处更容易受影响,对比2、3、5、6、11、12号点的相位曲线可以看出,地形落差越大,地形坡度越陡,相位受地形影响越大。这也是地形影响与静场效应的区别之一,地形对相位曲线有影响,而静场效应对相位几乎无影响^[22]。

2 地形校正

常规地形校正方法有空间滤波法^[15] 、比值法^[23],但在实际工作中难以选择合适的系数,且受技术人员人为主观因素影响较大,较少应用。

本文拟采用带地形的2D反演方法^[23-24]间接地消除地形影响,为了验证带地形的2D反演方法的有效性,设计了模型B、C、D,对其正演结果进行反演,对比地形校正效果。

模型B、C、D均由2组不同宽度、边缘渐变的峰谷相间构成,其中模型B是均匀半空间,电阻率为100 Ω·m;模型C为水平层状构造,共3层;模型D是在模型C的基础上构建的,在中间层加了一个500 Ω·m的高阻异常体,如图3所示。

图3

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图3 边缘渐变的峰谷相间地形模型示意

Fig.3 Schematic diagram of peak valley terrain model with gradual edge change

通过对模型A正演结果的分析,得出TM 模式较TE模式更容易受到起伏地形的影响而发生畸变,所以本文选取TE模式开展带地形及不带地形的2D反演。

图4a、b、c分别是模型B、C、D不带地形2D_TE模式反演结果,整体上山峰下方浅部出现虚假低阻异常,深部出现虚假高阻异常,山谷下方则相反。模型B、C不带地形的反演结果无法反映地下的电性分层,且模型D的反演结果所反映矩形高阻体埋深偏大,电阻率值小于500 Ω·m。

图4

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图4 模型B、C、D 2D_TE模式反演电阻率剖面

a—模型B不带地形2D_TE反演电阻率剖面;b—模型C不带地形2D_TE反演电阻率剖面;c—模型D不带地形2D_TE反演电阻率剖面;d—模型B带地形2D_TE反演电阻率剖面;e—模型C带地形2D_TE反演电阻率剖面;f—模型D带地形2D_TE反演电阻率剖面

Fig.4 2D_TE inversion apparent resistivity profile of model B, C and D

a—2D_TE inversion apparent resistivity profile by without terrain of model B; b—2D_TE inversion apparent resistivity profile by without terrain of model C; c—2D_TE inversion apparent resistivity profile by without terrain of model D; d—2D_TE inversion apparent resistivity profile by with terrain of model B; e—2D_TE inversion apparent resistivity profile by with terrain of model C; f—2D_TE inversion apparent resistivity profile by with terrain of model D

图4d、e、f分别是模型B、C、D带地形2D_TE模式反演结果,与真实模型相比,带地形2D_TE模式反演结果较好地反映了地下电性结构和分层,较好地反映了高阻异常体的位置、边界,其二维反演模型的电阻率值也很接近真实值。此外,斜坡处出现的多余虚假高阻异常,可能与边界效应或施加的光滑约束有关。

对比发现,TE模式下带地形2D反演可以更好、更真实地反映地下电性结构与分层,较好地圈定地下高低阻异常体,因此从理论模型结果来看,带地形2D反演方法可以有效地削弱地形影响。

3 实测AMT资料的地形影响分析

通过上述理论模型分析,可以得知山谷对AMT资料的影响很小,而山峰和陡坡对AMT资料影响很大,因此文章选取贵州山区锰矿整装勘查区一条实测AMT剖面(图5),剖面长度1.2 km,剖面方向121°。设计音频大地电磁测深点25个,点距50 m。对部分陡坡、山峰处的测点,从电阻率曲线形态、拟断面、2D反演3个方面予以分析。

图5

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图5 实测AMT剖面布置

Fig.5 Actual AMT survey line deployment

所选整装勘查区为云贵高原向湘西丘陵过渡的斜坡地带,地形复杂,主要为中高山侵蚀山地地形,一般海拨标高800~1 200 m,相对高差400~600 m,区内地层属华南地层大区扬子地层区黔东北小区,出露有新元古界青白口系板溪群(下江群)、南华系、震旦系和下古生界寒武系等地层。

通过小四极法在勘查区不同层位、不同岩性露头上实测了497个物性点(表2),包括白云岩、灰岩、砂岩、粉砂岩、炭质页岩、硅质岩、含砾粉砂岩、含砾砂岩、粉砂质粘土岩、块状锰矿石、冰碛砾岩、板岩、变余砂岩等不同岩矿石的物性特征。

表2 勘查区岩矿石物性特征统计

Table 2 Statistics of physical properties of rocks and ores in the exploration area

岩性名称	地层代号	样点数(点)	电阻率平均值/(Ω·m)	极化率平均值/%
粘土	Q	28	115.42	2.05
白云岩	∈₂₊₃ls、∈₁q	52	2508.71	1.79
灰岩	∈₁q	38	4579.28	1.86
砂岩、粉砂岩	∈₁p、∈₁b、Qbq	40	1614.33	1.93
粉砂质页岩	Nh₁d¹	35	551.35	2.38
碳质页岩	Nh₁d¹	33	24.24	22.05
冰碛砾岩	Nh₂n	37	1500.73	2.93
板岩	Qb_bh	41	1707.68	2.53
硅质岩	Z₁l	40	4050.97	1.77
含砾砂岩、含砾粉砂岩	Nh₂n、Nh₁t	35	1732.58	2.17
粉砂质粘土岩、页岩	Nh₁d²	61	983.86	3.12
块状锰矿石	Nh₁d¹	31	22.66	10.42
变余砂岩	Qb_bh	26	1748.09	2.40

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锰矿成矿地质体(大塘坡组第一段,即含锰岩系(Nh₁d¹))主要由碳质、粉砂质粘土岩夹条带状、块状菱锰矿等组成,其综合电性表现为低阻、高极化。其上覆的大塘坡组第二段(Nh₁d²)、南沱组(Nh₂n)含砾粉砂岩和下伏铁丝坳组(Nh₁t)冰砾砂岩均表现为高阻、低极化。故含锰岩系与上覆、下伏地层岩性差异明显,具备音频大地电磁法测深条件。

首先选取位于山峰处的36~46点,其电阻率曲线如图6所示。36、42、44、46这4个点位于陡坡上,较位于山顶平台上的38、40两点下降的快,6个点的曲线形态有一定相似,主要受地形的影响,导致视电阻率值迅速下掉。

图6

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图6 实测AMT剖面山峰处测点视电阻率曲线(红色圆圈是xy曲线,蓝色三角是yx曲线)

Fig.6 Apparent resistivity curve of measuring points on the peak of measured AMT profile(red circle is TE curve, blue triangle is TM curve)

图7是实测AMT剖面的视电阻率和相位拟断面图。由于工区工业游散电流、密集的高压线分布,加上复杂的地形起伏,导致相位资料比较零散,局部出现超相位现象。其中0~4点、12~18点、36~44点分别位于陡坡和山峰处,其视电阻率和相位的拟断面主要表现为陡直的条带,20~34点之间地势较平缓,地形影响不大。尤其是TM模式下,0~2号点之间的视电阻率最小值接近0.001 Ω·m,主要是因为0、2号点处在工区海拔最高的陡坡上,受到陡坡和窄立山峰的双重影响,导致视电阻率值曲线发生严重畸变;而在TE模式下,0、2号点的视电阻率受到的地形影响较TM模式弱的多。

图7

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图7 实测AMT剖面视电阻率和相位拟断面(上:TE模式;下:TM模式)

Fig.7 Apparent resistivity and phase pseudo section of measured AMT profile (upper: TE mode; down: TM mode)

为验证带地形2D反演的有效性,文章对实测AMT测线开展不带地形2D和带地形2D的NLCG反演对比分析,初始模型为均匀半空间,电阻率为100 Ω·m,光滑因子 $τ$ 取3,横纵光滑因子 $α$ 取1,视电阻率和相位误差权各设为10%,反演迭代40次,拟合差为1.05。

根据上述理论模型和实测AMT剖面视电阻率—相位拟断面图(图7)的研究分析,在地形条件复杂的山区,TM模式比TE模式更容易受到地形影响或其他噪声干扰而发生畸变,反演应采用TE模式而不是TM模式,图8为某测线带地形与不带地形的2D_TE模式反演结果。

图8

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图8 某山区锰矿AMT测线2D_TE模式不带地形(a)和带地形(b)反演结果

Fig.8 2D_TEinversion results of AMT line in a mountainous area of manganese ore without terrain(a) and with terrain(b)

对比可见,二者所反映的地下电性结构是不一致的,不带地形的反演结果在山谷处有一虚假直立低阻,在山峰处有一虚假直立高阻,电阻率最大值与最小值相差8个数量级;标高-200 m以上的视电阻率等值线几乎直立,呈现“挂面条”的现象,主要是受起伏地形影响,TM模式的视电阻率产生畸变,若不做地形校正,反演结果必然偏离实际构造,造成错误的地质解释,且3口钻孔的见锰层位对应不好。带地形的二维反演结果消除了虚假高低阻异常,改善了“挂面条”现象,3口钻孔的见锰层位对应较好,可见带地形的2D反演可以有效地消除地形影响。

4 结论

1)山区复杂地形对AMT资料的影响较大,在资料处理过程中,应予以校正。

2)通过构建理论地形模型,发现①TM模式较TE模式更容易受到地形影响;②在复杂地形条件下,测点起伏地形对AMT响应的高频部分影响较小,而在低频部分地形影响较大;某一测点不同频点的视电阻率和相位是对应趋肤深度水平范围内所有地形的综合影响,并非仅仅是该测点附近单一山峰或山谷的影响,但不同地形影响的权重不易量化;③山顶测点比位于山谷测点更容易受到地形影响,山谷测点的TM视电阻率值偏大,山顶测点的TM视电阻率值偏小;④山顶越窄、地形越陡、落差越大,地形影响越大;⑤TM模式的相位曲线也受地形影响,落差越大,地形越陡,影响越大。

3)通过对比理论模型及实测AMT资料的不带地形和带地形反演结果,表明带地形的2D反演可以有效地消除地形影响。

参考文献

原文顺序

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文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

Wannamaker

P E

, Stodt

J A

, Rijo

Two dimensional topographic responses in magnetotellurics modeled using finite-elements

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