EH4双源大地电磁测深系统及应用

EH4双源大地电磁测深系统及应用张西君2013年8月15日一、EH4测深系统简介二、EH4的基本理论三、EH4野外工作四、EH4数据处理五、EH4的应用实例

1、EH4测深系统简述EH-4测量系统是一种用来测量地下电阻率的一种电法仪器。这套仪器是一种特殊的大地电磁测深（MT）仪器。它既可以接收天然场源的大地电磁信号，又可以接收人工场源的电磁信号，并且它所接收的频率高于MT仪器所采集的频率。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。这是全新概念的电导率张量测量仪。该仪器基于大地电磁理论及测量原理，采用天然场源，同时配置了磁偶极子发射源，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，故称为双源大地电磁测深系统。2.EH4测深系统在电法勘探中所处的位置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、CSAMT3、EH4主要测量哪些物理量

与直流电法仪不同，EH4主要测量地表电场与磁场各分量，分别为Ex、Ey、Hx、Hy4、原理概述：

大地电磁测深既然是电法勘探的一个分支，那么它最终所要涉及的物理量离不开电位、电阻率等物质的电性参数、大地电磁测深与直流电法不同之处就是它不是直接利用欧姆定理R=U/I，而是利用测量地表Ex、Ey、Hx、Hy，通过计算卡尼亚电阻来计算反映地下物质的电性结构。直流电法仪是通过改变供电电极距来改变测量深度，EH-4是通过改变测量电磁场频率来改变探测深度。（见下图）直流电法仪测深大地电磁测深一、EH4测深系统简介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4数据处理五、EH4的应用实例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大地电磁测深法（Magnetotelluric），简称MT，是苏联学者Tikhonov（1950）和法国学者Cagniard（1953）50年代提出来的、利用天然交变电磁场研究地球电性结构的一种地球物理勘探方法。大地电磁测深两点假设1950年，吉洪诺夫提出大地电磁两点假设：1、场源源于高空，大地电磁场可以近似地看作是向地球表面垂直入射的平面波；2、地质模型为水平的层状介质，每层介质为电性各向同性均匀体，这种介质模型的电性参数只随深度“z”变化。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如何达到测深的目的？电磁波在大地介质中的穿透深度（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。一、方法简介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4数据处理五、EH4的应用实例1接收机野外布置示意图HxHyExEy2发射机野外布置示意图Ex、EyHx、Hy信息采集前置放大滤波主机数据存储处理@文件时间序列互功率谱阻抗文件3EH4采集数据过程一、方法简介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4数据处理五、EH4的应用实例大地电磁测深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、处理和反演。数据采集是基础,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采集质量.数据处理和反演是紧密相关的二个重要环节,通过它们才能达到大地电磁测深的目的,获取尽可能准确的有用信息大地电磁测深法资料处理是反演和解释的基础。获得高质量的数据,采用先进有效的处理手段是资料处理的发展趋势。大地电磁测深法资料处理的一般步骤是对获得的时间记录作付里叶变换后进行标定、校正,求得电磁场频谱,采用有效的数值方法获取张量阻抗,进行有意义的分解之后计算各种描述参数一、方法简介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4数据处理五、EH4的应用实例秋木沟铁稀矿勘查勘查区北西向短轴向斜发育，出露二叠系中统峨眉山玄武岩组、二叠系上统龙潭组地层。根据项目初期地质考察成果以及工作目的任务要求，拟在玄武岩区域寻找铁质、铝