EH4雙源大地電磁測深系統(tǒng)及應(yīng)用張西君2013年8月15日一、EH4測深系統(tǒng)簡介二、EH4的基本理論三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實例

1、EH4測深系統(tǒng)簡述EH-4測量系統(tǒng)是一種用來測量地下電阻率的一種電法儀器。這套儀器是一種特殊的大地電磁測深（MT）儀器。它既可以接收天然場源的大地電磁信號，又可以接收人工場源的電磁信號，并且它所接收的頻率高于MT儀器所采集的頻率。上世紀(jì)90年代中期，由美國EMI公司和以制造高分辨率地震儀著名的Geometrics公司聯(lián)合研制出EH4。這是全新概念的電導(dǎo)率張量測量儀。該儀器基于大地電磁理論及測量原理，采用天然場源，同時配置了磁偶極子發(fā)射源，發(fā)射頻率從500Hz到100KHz，以彌補大地電磁場的寂靜區(qū)和幾百赫茲附近的人文造成的電磁干擾諧波，故稱為雙源大地電磁測深系統(tǒng)。2.EH4測深系統(tǒng)在電法勘探中所處的位置常規(guī)電法直流電法激發(fā)極化法（時域）自然電場法充電法電磁法時間域電磁法：時域瞬變電磁法（TEM）頻率域電磁法：MT及其衍生方法AMT、CSAMT3、EH4主要測量哪些物理量

與直流電法儀不同，EH4主要測量地表電場與磁場各分量，分別為Ex、Ey、Hx、Hy4、原理概述：

大地電磁測深既然是電法勘探的一個分支，那么它最終所要涉及的物理量離不開電位、電阻率等物質(zhì)的電性參數(shù)、大地電磁測深與直流電法不同之處就是它不是直接利用歐姆定理R=U/I，而是利用測量地表Ex、Ey、Hx、Hy，通過計算卡尼亞電阻來計算反映地下物質(zhì)的電性結(jié)構(gòu)。直流電法儀是通過改變供電電極距來改變測量深度，EH-4是通過改變測量電磁場頻率來改變探測深度。（見下圖）直流電法儀測深大地電磁測深一、EH4測深系統(tǒng)簡介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實例EH4遵循大地電磁測深（MT）的基本原理，支持音頻大地電磁測深（AMT）和可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）,屬于部分可控源與天然場源相結(jié)合的一種大地電磁測深系統(tǒng)大地電磁測深法（Magnetotelluric），簡稱MT，是蘇聯(lián)學(xué)者Tikhonov（1950）和法國學(xué)者Cagniard（1953）50年代提出來的、利用天然交變電磁場研究地球電性結(jié)構(gòu)的一種地球物理勘探方法。大地電磁測深兩點假設(shè)1950年，吉洪諾夫提出大地電磁兩點假設(shè)：1、場源源于高空，大地電磁場可以近似地看作是向地球表面垂直入射的平面波；2、地質(zhì)模型為水平的層狀介質(zhì)，每層介質(zhì)為電性各向同性均勻體，這種介質(zhì)模型的電性參數(shù)只隨深度“z”變化?；驹鞥H4屬于部分可控源與天然場源相結(jié)合的一種大地電磁測深系統(tǒng)。其觀測的基本參數(shù)為：正交的電場分量（Ex,Ey）和磁場分量（Hx,Hy）的時間序列。然后通過傅立葉變化將時間域的電磁信號變成頻譜信號，得到Ex、Ey、Hx、Hy，最后計算卡尼亞電阻率：

因為大地電磁的頻譜成份屬于低頻的范疇，通常可以忽略位移電流，這時K進(jìn)一步簡化為電磁場的理論基礎(chǔ)：麥克斯韋方程波動方程亥母霍茲方程電磁波的傳播理論如何達(dá)到測深的目的？電磁波在大地介質(zhì)中的穿透深度（或趨膚深度）與頻率有關(guān)。穿透深度可由下式表示：高頻的資料主要反映淺部介質(zhì)的電性特征，而低頻資料則主要反映深部介質(zhì)的電性變化特征。在一個寬頻帶上測量E和H，并由此計算出不同頻率下的卡尼亞視電阻率和相位，可以確定地下巖層的電性結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造。一、方法簡介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實例1接收機野外布置示意圖HxHyExEy2發(fā)射機野外布置示意圖Ex、EyHx、Hy信息采集前置放大濾波主機數(shù)據(jù)存儲處理@文件時間序列互功率譜阻抗文件3EH4采集數(shù)據(jù)過程一、方法簡介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實例大地電磁測深的目的在于探測地下不同深度上介質(zhì)的導(dǎo)電性結(jié)構(gòu),它的全過程包括數(shù)據(jù)采集、處理和反演。數(shù)據(jù)采集是基礎(chǔ),是關(guān)鍵；大地電磁測深的應(yīng)用成功與否,在很大程度上取決于數(shù)據(jù)采集質(zhì)量.數(shù)據(jù)處理和反演是緊密相關(guān)的二個重要環(huán)節(jié),通過它們才能達(dá)到大地電磁測深的目的,獲取盡可能準(zhǔn)確的有用信息大地電磁測深法資料處理是反演和解釋的基礎(chǔ)。獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù),采用先進(jìn)有效的處理手段是資料處理的發(fā)展趨勢。大地電磁測深法資料處理的一般步驟是對獲得的時間記錄作付里葉變換后進(jìn)行標(biāo)定、校正,求得電磁場頻譜,采用有效的數(shù)值方法獲取張量阻抗,進(jìn)行有意義的分解之后計算各種描述參數(shù)一、方法簡介二、EH4的基本原理三、EH4野外工作四、EH4數(shù)據(jù)處理五、EH4的應(yīng)用實例秋木溝鐵稀礦勘查勘查區(qū)北西向短軸向斜發(fā)育，出露二疊系中統(tǒng)峨眉山玄武巖組、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M地層。根據(jù)項目初期地質(zhì)考察成果以及工作目的任務(wù)要求，擬在玄武巖區(qū)域?qū)ふ诣F質(zhì)、鋁