在線圈中心測量磁場垂直分量的頻率域電磁測深方法研究.pdf

1、頻率域電磁測深是常用的電磁勘探方法之一?，F(xiàn)有的人工源頻率域電磁測深(例如CSAMT或MELOS方法)，理論上都是以電偶極源或者磁偶極源的公式為基礎(chǔ)，要求在離場源比較遠(yuǎn)、使得偶極子公式能夠成立，甚至遠(yuǎn)區(qū)近似公式能夠成立的地方進(jìn)行測量。所測量的信號，與測量點(diǎn)到場源中心的距離的3次方(或更高方次)成反比，非常微弱。至今還沒有一種在場源中心進(jìn)行觀測的、近區(qū)的頻率域電磁測深方法。
　　 本文是在何繼善院士發(fā)明的廣域電磁法理論框架下，詳細(xì)開

2、展了在線圈中心(也就是場源中心)進(jìn)行觀測垂直磁場分量的頻率域電磁測深方法，在一定頻率范圍內(nèi)載流觀測線圈中心電磁場的磁場垂直分量Hz的模，或者其虛分量ImHz或?qū)嵎至縍eHz。本研究能夠彌補(bǔ)遠(yuǎn)區(qū)人工源頻率域電磁測深的不足，結(jié)束頻率域電磁測深不能在近區(qū)觀測的歷史。
　　 本文提出的在載流線圈中心觀測人工源電磁場的磁場垂直分量的方法，包括3種測量和提取視電阻率的方式。一是觀測線圈中心人工源電磁場的磁場垂直分量的模|Hz|提取視電阻率，

3、二是觀測線圈中心人工源電磁場的磁場垂直分量的虛分量ImHz提取視電阻率，三是觀測線圈中心人工源電磁場的磁場垂直分量的實(shí)分量ReHz提取視電阻率。
　　 與現(xiàn)有的頻率域電磁測深方法相比，本研究的創(chuàng)新點(diǎn)是：
　　 1.研究了載流線圈中心測量磁場垂直分量進(jìn)行頻率域電磁測深的可行性，提出三種進(jìn)行測深的方法：(1)，測量磁場垂直分量的模|Hz|的電磁測深法；(2)，測量磁場垂直分量的虛分量ImHz的電磁測深法；(3)測量磁場垂直分

4、量的實(shí)分量ReHz的電磁測深法。
　　 2.測量線圈中心磁場垂直分量的模|Hz|，采用多次迭代、逐次逼近的方法提取視電阻率，打破了頻率域電磁測深不能在近區(qū)觀測的限制，迭代的精度可事先設(shè)定，人為掌握，精度高。
　　 3.通過兩個(gè)不同頻率磁場垂直分量虛分量ImHz或?qū)嵎至縍eHz的雙頻差值(頻散率)提取視電阻率，巧妙地地消去了一次磁場的影響，使得在近區(qū)進(jìn)行頻率域電磁測深成為現(xiàn)實(shí)。特別是測量虛分量ImHz獲得的視電阻率，對地下

5、的幾何結(jié)構(gòu)和電性分布變化敏感，異常的幅度和寬度大，尤其低頻漸近線對基底電性特征的反映明顯。
　　 4.將何繼善院士提出的偽隨機(jī)多頻組合電流移植到本論文研究的方法中，n個(gè)頻率的激勵(lì)電流一次性地同時(shí)發(fā)送、同時(shí)接收n個(gè)頻率的響應(yīng)電位差，時(shí)間省，效率高，抗干擾能力強(qiáng)。
　　 5.在供電線圈的中心進(jìn)行近區(qū)頻率域測量，信號強(qiáng)，觀測精度高?，F(xiàn)有的其它頻率域電磁測深方法(例如CSAMT法或MELOS法)，需要在離線圈中心很遠(yuǎn)的、使遠(yuǎn)區(qū)近

6、似公式或者偶極子公式得以成立的地方進(jìn)行測量。由于場的強(qiáng)度與觀測點(diǎn)到線圈中心的距離的3次方(甚至更高次方)成反比，遠(yuǎn)離線圈中心的場非常微弱，難以測量準(zhǔn)確。本方法直接在線圈中心測量，垂直磁場Hz的信號強(qiáng)大，容易測量準(zhǔn)確。可以減少讀數(shù)疊加的次數(shù)，節(jié)省讀數(shù)時(shí)間，提高工效。
　　 本文內(nèi)容包括五章。第一章緒論，第二章線圈中心頻率域電磁場的基本理論，第三章線圈中心頻率域電磁測深的基本原理，第四章線圈中心測量磁場垂直分量提取視電阻率的數(shù)值模擬