【电磁法勘探的频率电磁测深法概述1700字】

电磁法勘探的频率电磁测深法概述频率电磁测深法是电磁法研究不同深度地电结构的一个重要分支。与直流电测深法不同，它是通过改变电磁场的频率来达到改变探测深度的目的。近年来，利用人工场源的频率测深在解决各种地质构造问题方面取得了良好的地质效果。由于其生产效率高、分辨率强、等效影响范围小、能穿透高电阻率屏蔽层等优点，受到勘探地球物理界的广泛重视。人工场源频率测深有两种激发方式，一种是利用接地极AB将交流电送入地面。当电源偶极子AB之间的距离不是很大时，其产生的电磁场相当于水平电偶极子场。另一种激励方式是使用不接地的框架，在施加交流电后，在框架周围形成相当于垂直磁偶极子场的电磁场。由于供电频率较低，对于大多数地下非导磁介质，位移电流的影响可以忽略不计，视为准稳定场，即电磁波的传播可以视为在远离场源的一段以平面波的形式垂直入射到地表。电源偶极子(AB)的距离一般取决于勘探对象的埋深，因为只有当极距r>0.1λ(λ为介质中电磁场的波长)时，只有地电剖面参数对电磁场观测结果有影响。因此，一般选择极距R大于研究深度的68倍，即通常在所谓的“远区”进行观测，即可揭示地电剖面参数对所测磁场的影响。由于垂直磁偶极子场比水平电偶极子场衰减得快得多，电偶极子场源常用于深度探测。然而，由于磁偶极子场是由不接地线圈激发的，因此磁偶极子源通常用于一些接地条件差的地区或解决一些浅层问题的检测中。固定极距赤道偶极子装置主要用于人工场源的频率测深。电源偶极子依次向地面提供交流电和不同频率的交流电。测量偶极子MN，观察电场水平分量Ex形成的电位差δUEx和磁场垂直分量Bx形成的感应电动势UBx，然后根据下式计算视电阻率：式中:，为电场和磁场的视电阻率(ωm)；KE和KB分别是电场和磁场的电极器件系数；UBx和UBx分别是电场水平分量形成的电位差和磁场垂直分量形成的感应电动势(v)。r是场源到观测点的距离(m)；n是接收线圈的匝数；s为面积(m2)；AB是电源极a和b之间的距离(m)。此外，通过将测量信号的相位与电源电流的初始相位进行比较，还可以获得电场和磁场的相位差和。实测视电阻率曲线一般以横坐标(T为周期)和纵坐标在对数坐标系中绘制。相位曲线在单对数坐标系中绘制，横坐标(对数)和纵坐标(算术坐标)。频率测深曲线的解释与其他测深曲线的解释相似，可以用测量板和计算机的方法进行。解释结果通常给出横截面各层的厚度和电阻率。和DC测深一样，其理论曲线按层数分为两层、三层和多层曲线。图3-35为水平二层截面的理论曲线，纵坐标为/，横坐标为，参数为。当>1时，在低频带，曲线随着频率的降低而上升，越大上升越陡。当→∞时，曲线的端点趋于干，其渐近值为。这是因为电磁波频率低，穿透深度大。第一层的影响可以忽略不计。当→∞时，尾部没有水平渐近线，而是一条与水平轴成63°25′角上升的直线。在高频带工作时，如果波长较短，第二层的存在对曲线没有影响，所以曲线前段趋于渐近线。需要指出的是，由于趋势的复杂过程，曲线的第一段存在波动现象。曲线<1可以用同样的方法分析，如图3-35的下半部分所示。图3-35平二层断面理论振幅曲线图根据地电剖面参数的不同，人工场源频率测深可分为四种三层曲线，分别称为H型、A型、K型和Q型曲线。图3-36是→∞，=和v2=4时不同极距的曲线(曲线的参数为r/h1)。曲线中段的减少反映了地电剖面中低阻中间层的存在。随着传输频率的降低，高阻层()的影响增大，曲线急剧增大，尾部与横轴呈63°23′角上升。工作频率持续降低，即当→∞时，在曲线末端出现一条平行于水平轴的水平线。当然,随着工作频率的升高，即当时→0，曲线趋于渐近线。与二层曲线类似，曲线趋于的过程也是经过数次摆动后形成的。图3-36三层H型曲线断面振幅理论曲线图图3-37是吉林省二道白河至两江的频率测深视电阻率剖面图，收发距离2900米。从图中可以看出，频率测深剖面图很好地反映了该地区的地质构造特征。其中13号和19号测点下的视电阻率等值线密集陡峭，与两侧视电阻率值明显不同，反映出断层的存在。15号测点曲线为典型的H型曲线，人机交互反演解释结果为=80ω·m、=ω·m、=1000ω·m，三个电性层分别对应图们子组、白