在線圈中心測(cè)量磁場(chǎng)垂直分量的頻率域電磁測(cè)深方法研究.pdf

1、頻率域電磁測(cè)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(cè)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(chǎng)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(cè)量。所測(cè)量的信號(hào)，與測(cè)量點(diǎn)到場(chǎng)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(chǎng)源中心進(jìn)行觀測(cè)的、近區(qū)的頻率域電磁測(cè)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(chǎng)源中心)進(jìn)行觀測(cè)垂直磁場(chǎng)分量的頻率域電磁測(cè)深方法，在一定頻率范圍內(nèi)載流觀測(cè)線圈中心電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)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(cè)深的不足，結(jié)束頻率域電磁測(cè)深不能在近區(qū)觀測(cè)的歷史。
　　 本文提出的在載流線圈中心觀測(cè)人工源電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)垂直分量的方法，包括3種測(cè)量和提取視電阻率的方式。一是觀測(cè)線圈中心人工源電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)垂直分量的模|Hz|提取視電阻率，

3、二是觀測(cè)線圈中心人工源電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)垂直分量的虛分量ImHz提取視電阻率，三是觀測(cè)線圈中心人工源電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)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(cè)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(cè)量磁場(chǎng)垂直分量進(jìn)行頻率域電磁測(cè)深的可行性，提出三種進(jìn)行測(cè)深的方法：(1)，測(cè)量磁場(chǎng)垂直分量的模|Hz|的電磁測(cè)深法；(2)，測(cè)量磁場(chǎng)垂直分量的虛分量ImHz的電磁測(cè)深法；(3)測(cè)量磁場(chǎng)垂直分

4、量的實(shí)分量ReHz的電磁測(cè)深法。
　　 2.測(cè)量線圈中心磁場(chǎng)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(cè)深不能在近區(qū)觀測(cè)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(chǎng)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(chǎng)的影響，使得在近區(qū)進(jìn)行頻率域電磁測(cè)深成為現(xiàn)實(shí)。特別是測(cè)量虛分量ImHz獲得的視電阻率，對(duì)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(duì)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(cè)量，信號(hào)強(qiáng)，觀測(cè)精度高?，F(xiàn)有的其它頻率域電磁測(cè)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(cè)量。由于場(chǎng)的強(qiáng)度與觀測(cè)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(chǎng)非常微弱，難以測(cè)量準(zhǔn)確。本方法直接在線圈中心測(cè)量，垂直磁場(chǎng)Hz的信號(hào)強(qiáng)大，容易測(cè)量準(zhǔn)確?？梢詼p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(chǎng)的基本理論，第三章線圈中心頻率域電磁測(cè)深的基本原理，第四章線圈中心測(cè)量磁場(chǎng)垂直分量提取視電阻率的數(shù)值模擬