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csamt法-20110531可控源音频大地电磁法(C C ontrolled S S ource A A udio- udio- Frequency Frequency M M o o T T ellurics ellurics ) Outline Outline ?? CSAMT CSAMT 法概述法概述?? CSAMT CSAMT 法基本原理法基本原理??野外工作方法技术野外工作方法技术??应用实例应用实例 CSAMT 是在 AMT 基础上发展起来的一种人工源频率测深方法。 1950 年代,在卡尼亚( L Cagniard )论文的基础上,发展形成了基于观测天然场大地电场和磁场正交分量,计算视电阻率的大地电磁测深方法。在音频( n× 10 -1~n× 10 3 Hz )范围内,大地电磁场相对较弱,同时,人为干扰较大。为了克服上述困难, 1970 年代初, D W Strangway 教授和他的学生 M A Goldstein 提出沿用 AMT 的测量方式, 观测人工供电产生的音频电磁场,由于所观测的电磁场频率、场强和方向由人工控制,其观测的方式与 AMT 相同,所以称其为可控源音频大地电磁测深。 CSAMT 法可以采用磁性源或电性源两种人工场源, 目前实际主要应用电性源可控源音频大地电磁测深法。目前大多采用赤道偶极装置进行标量测量,同时观测与场源平行的电场水平分量 Ex 和与场源正交的磁场水平分量 Hy 。利用电场振幅 Ex 和磁场振幅 Hy 计算卡尼亚阻抗电阻率ρs,电场相位 Hp 和磁场φs计算卡尼亚阻抗相位。阻抗电阻率和阻抗相位联合反演计算反演电阻率参数,利用反演电阻率进行地质推断解释。 CSAMT 法概述??工作效率高,利用一个偶极发射,可以在工作效率高,利用一个偶极发射,可以在 4 4个很大的个很大的扇形区域内测量扇形区域内测量??勘探深度范围大,几十米到二三千米勘探深度范围大,几十米到二三千米??垂向分辨率高, 垂向分辨率高, 10% 10% ~ ~ 20% 20% 之间之间??水平分辨率高。约等于接收电偶极长度水平分辨率高。约等于接收电偶极长度??地形影响小,易于校正地形影响小,易于校正??高阻层的屏蔽作用小高阻层的屏蔽作用小??立体观测,面积性的立体观测,面积性的 CSAMT CSAMT 相当于一种相当于一种 3D 3D 的立体地的立体地电填图电填图 CSAMT 法优点??必须需要发射必须需要发射??发射端附近存在的导体可能会带来对发发射端附近存在的导体可能会带来对发射源的干扰射源的干扰??过渡区修正比较困难过渡区修正比较困难??场源效应的影响,主要包括:非平面波场源效应的影响,主要包括:非平面波效应、场源附加效应、阴影效应效应、场源附加效应、阴影效应 CSAMT 法缺点基本原理基本原理 CSAMT 法是通过沿一定方向(设为 X方向)布置的接地导线 AB 向地下供入某一音频 f的谐变电流 I=I 0e -iωt(角频率ω=2π f);在其一侧或两侧 60 o张角的扇形区域内, 沿X方向布置测线,逐个测点观测沿测线( X)方向相应频率的电场分量 E x和与之正交的磁场分量 H y,进而计算卡尼亚视电阻率: 和阻抗相位在音频段内( n× 10 -1 ~n × 10 3 Hz) 逐次改变供电和测量频率便可测出ρ s和φ z随频率的变化,完成频率测深观测。 21y H x Es ???? Hy Ex z????? TE 模式( Ex , Hy , Hz ) TM 模式( Hx , Ey , Ez ) 二维情况下极化模式划分二维情况下极化模式划分几个概念几个概念 Impedance( Impedance( 阻抗阻抗) ) y x xyH EZ??? xyZT?? Resistivity( Resistivity( 电阻率电阻率) ) ???? 2?f ?? 503 ? Skin Depth Skin Depth (趋肤深度) (趋肤深度) 原理图原理图?在A点(近区),接近发射机, 一般认为信号具有几何学和电阻率的功能。响应和研究深度与频率无关。?在过渡区( B)电和磁以及研究深度具有几何学,电阻率和频率的功能。?在远区( C),大地电磁方法能被使用。区域被认为具有电阻率和频率的功能。 CSAMT(MT/AMT) CS = Controllable Source CS = Controllable Source MT = MT = elluric elluric sounding (400Hz ~ ) sounding (400Hz ~ ) A = Audio (10000Hz ~ 1000Hz) A = Audio (10000Hz ~ 1000Hz) 平面波,垂直入射,阻抗