EH4双源大地电磁测深系统培训讲义(2012)ppt课件.ppt

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1、EH4双源大地电磁测深系统培训讲义一、方法简介及发展现状二、EH4的工作原理三、EH4仪器简介及野外操作四、EH4数据处理五、EH4的应用实例众所周知，地下一千米至几百米上下的范围内，正是人类经济、文明活动在地壳上层最活跃的深度。而适用于该深度范围的电法仪器相对较少，也正是这种现状激发了国内外众多的科学家和仪器制造商要研制开发出一种既轻便又可以勘探浅、中深度的电法仪器。EH4双源大地电磁测深系统上世纪90年代中期，由美国EMI公司和以制造高分辨率地震仪著名的Geometrics公司联合研制出EH4。这是

2、全新概念的电导率张量测量仪。该仪器利用大地电磁的测量原理，同时配置了磁偶极子发射源。这种发射源的天线是一对十字交叉的天线，组成两个正交方向的磁偶极子，采用汽车电瓶供电，发射频率从500Hz到100KHz，以弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹附近的人文造成的电磁干扰谐波。大地电磁测深的工作频率范围EH4方法的重要意义EH4遵循大地电磁测深（MT）的基本原理，支持音频大地电磁测深（AMT）和可控源音频大地电磁测深（CSAMT）,属于部分可控源与天然场源相结合的一种大地电磁测深系统。。EH4出现为1000米左右

3、范围的电法勘探提供了一种具有现实价值的新手段，很快成为解决这一深度范围内的各种地质问题的有效工具。一、方法简介及发展现状二、EH4的工作原理三、EH4仪器简介及野外操作四、EH4数据处理五、EH4的应用实例电法的主要分类：常规电法直流电法激发极化法（时域）自然电场法充电法电磁法时间域电磁法：时域瞬变电磁法（TEM）频率域电磁法：MT及其衍生方法AMT、CSAMT基于MT法的双源型音频大地电磁仪：EH4大地电磁测深三点假设1950年，吉洪诺夫提出大地电磁三点假设：1、大地电磁场比较复杂，但可以近似的看作来

4、源于高空的平面电磁波垂直入射地球。2、可以在地电学中引入阻抗的概念，阻抗反映了地球电性分布对大地电磁场的影响。3、有可能利用单点的大地电磁观测资料探测地球。基本原理EH4属于部分可控源与天然场源相结合的一种大地电磁测深系统。其观测的基本参数为：正交的电场分量（Ex,Ey）和磁场分量（Hx,Hy）的时间序列。然后通过傅立叶变化将时间域的电磁信号变成频谱信号，得到Ex、Ey、Hx、Hy，最后计算卡尼亚电阻率：因为大地电磁的频谱成份属于低频的范畴，通常可以忽略位移电流，这时K进一步简化为E：电场强度矢量；D：

5、电感应强度矢量；ε：介质的介电常数；H：磁场强度矢量；B：磁感应强度矢量；µ：介质的导磁率q:电荷密度ρ：电阻率σ：电导率电磁场的理论基础：麦克斯韦方程波动方程亥母霍兹方程电磁波的传播理论均匀半空间中的大地电磁场E极化H极化在均匀大地介质中，以场沿Y方向的偏振，可得如下两组方程：13均匀半空间中的大地电磁场以E偏振为例，根据边界条件求解方程地面场值公式表示任一点的场随时间是谐变的，场的振幅是沿传播方向谐变并且呈指数规律衰减的。可得地面场值为：14如何达到测深的目的？----*趋肤深度*电磁波在大地介质中

6、的穿透深度（或趋肤深度）与频率有关。穿透深度可由下式表示：高频的资料主要反映浅部介质的电性特征，而低频资料则主要反映深部介质的电性变化特征。在一个宽频带上测量E和H，并由此计算出不同频率下的卡尼亚视电阻率和相位，可以确定地下岩层的电性结构和地质构造。直流电法仪测深大地电磁测深*勘探深度*把电磁波能量衰减到原来的50%时的传播深度定义为勘探深度，它可以近似的由下式计算：*波阻抗*定义表面阻抗为：在一维情形下此时的阻抗称为标量阻抗，无TE与TM模式之分在二维情形下TE与TM模式阻抗的定义由其电磁场分量的偏振

7、方向与构造的空间位置关系决定，电场与构造走向平行的称为TE模式阻抗，磁场分量与构造走向平行的称为TM模式阻抗，二维以及三维电性结构上的阻抗称为张量阻抗*视电阻率*根据卡尼亚的定义，视电阻率可以表示为：在不均匀层状介质情况下我们用上述公式得出的“电阻率值”称为视电阻率。一般说来，视电阻率不是某层介质的真正电阻率，而是地下层状介质电性参数分布的综合反映。视电阻率与地电断面参数及观测电场信号的频率有关。一定频段的大地电磁场有一定的穿透深度和影响范围，而视电阻率就表示这一范围内地点断面的‘平均’效应。一、方法简

8、介及发展现状二、EH4的工作原理三、EH4仪器简介及野外操作四、EH4数据处理五、EH4的应用实例EH4的主要部件EH4接收系统主机前置放大器30米连接线带缓冲电路的电极线不锈钢电极磁棒及磁棒线EH4发射系统发射机发射天线低频探头：300Hz-0.1Hz选点选点是一件非常重要的事情，它直接影响原始数据的好坏，所以我们选择的测点应注意以下事项：1、测点离高压线至少要500米以上，离民用220伏照明电线至少100米以上，离高速公路至少500米以