Copyrights?JingtianTang,CSU電磁法勘探及應(yīng)用

——層狀介質(zhì)上偶極子諧變電磁場(chǎng)與可控源音頻大地電磁法

中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院年5月1/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1均勻大地上水平電偶極子

3.9CSAMT特點(diǎn)、儀器、野外方法及應(yīng)用介紹3.3均勻大地上垂直磁偶極子3.4層狀大地上垂直磁偶極子3.2層狀大地上水平電偶極子3.8可控源音頻大地電磁法解釋3.7場(chǎng)源效應(yīng)3.6可控源音頻大地電磁法3.5電性源與磁性源異同

2/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1均勻大地上水平電偶極子3/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.1電磁模型及邊值問(wèn)題圖1：水平電偶極子4/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.1電磁模型及邊值問(wèn)題5/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.1電磁模型及邊值問(wèn)題6/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.1電磁模型及邊值問(wèn)題7/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.1電磁模型及邊值問(wèn)題介質(zhì)1介質(zhì)28/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.1電磁模型及邊值問(wèn)題9/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.1電磁模型及邊值問(wèn)題10/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.1電磁模型及邊值問(wèn)題11/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.1電磁模型及邊值問(wèn)題12/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.2電磁場(chǎng)分布特征

ExEyHyHxρρyxxy13/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.2電磁場(chǎng)分布特征

右圖：均勻大地與層狀大地上電磁場(chǎng)

在同一點(diǎn)上，電磁場(chǎng)隨頻率降低，從遠(yuǎn)區(qū)改變到近區(qū)，場(chǎng)強(qiáng)逐步增強(qiáng)。近區(qū)電場(chǎng)約為遠(yuǎn)區(qū)2倍（隨方位角改變）14/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.3電距離與遠(yuǎn)區(qū)、近區(qū)15/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.3電距離與遠(yuǎn)區(qū)、近區(qū)近區(qū)、遠(yuǎn)區(qū)與過(guò)渡區(qū)示意圖16/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.3電距離與遠(yuǎn)區(qū)、近區(qū)17/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.4遠(yuǎn)區(qū)及近區(qū)場(chǎng)特征近區(qū)電磁場(chǎng)（p<<

1）忽略高次感應(yīng)項(xiàng)后，場(chǎng)與穩(wěn)定電流場(chǎng)相同；電場(chǎng)與電導(dǎo)率成反比，與頻率無(wú)關(guān)，能夠幾何測(cè)深，不能頻率測(cè)深；磁場(chǎng)既與電導(dǎo)率無(wú)關(guān)，也與頻率無(wú)關(guān)，即磁場(chǎng)是均勻電場(chǎng)隨收發(fā)距立方衰減，快于磁場(chǎng)平方衰減波阻抗與頻率無(wú)關(guān)，無(wú)頻率測(cè)深意義18/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.4遠(yuǎn)區(qū)及近區(qū)場(chǎng)特征遠(yuǎn)區(qū)電磁場(chǎng)（p>>1

）以弛豫頻率為極限（極化速度遠(yuǎn)小于場(chǎng)改變頻率），電場(chǎng)與頻率無(wú)關(guān)，但與電導(dǎo)率成反比，由動(dòng)態(tài)平衡“靜電荷”決定；磁場(chǎng)與電導(dǎo)率和頻率平方根反比，對(duì)電阻率沒(méi)有電場(chǎng)靈敏，即磁場(chǎng)相對(duì)均勻，是感應(yīng)場(chǎng)；垂直磁場(chǎng)對(duì)電導(dǎo)率更靈敏，但衰減也更加快；水平電場(chǎng)與磁場(chǎng)隨收發(fā)距改變規(guī)律相同；波阻抗與電阻率和頻率平方根正比，與場(chǎng)源參數(shù)無(wú)關(guān)，與平面電磁波阻抗完全相同。其它場(chǎng)源有類(lèi)似結(jié)論。即任意人工場(chǎng)源在遠(yuǎn)區(qū)電磁場(chǎng)都類(lèi)似于非均勻平面電磁波，波阻抗表示式與平面電磁波阻抗完全相同，可與MT一樣，定義卡尼亞電阻率。19/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.4遠(yuǎn)區(qū)及近區(qū)場(chǎng)特征過(guò)渡帶電磁場(chǎng)（p≈1

）電磁場(chǎng)沒(méi)有簡(jiǎn)單初等函數(shù)表示式；電場(chǎng)與電導(dǎo)率、頻率相關(guān)，受“靜態(tài)”積累電荷和改變感應(yīng)磁場(chǎng)影響；磁場(chǎng)與電導(dǎo)率和頻率相關(guān)，是感應(yīng)場(chǎng)，受改變電場(chǎng)影響；電場(chǎng)與磁場(chǎng)隨收發(fā)距改變規(guī)律不一樣，由近區(qū)特點(diǎn)向遠(yuǎn)區(qū)過(guò)渡，常形成“低谷”或“凹陷”波阻抗與場(chǎng)源參數(shù)相關(guān)。20/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.5各種視電阻率定義及特點(diǎn)

卡尼亞電阻率：依據(jù)波阻抗能夠定義視電阻率：E以mv/km為單位，H單位為卡尼亞電阻率對(duì)遠(yuǎn)區(qū)，也就是說(shuō)在滿足平面波條件下是有效，而且是在MT法和滿足遠(yuǎn)區(qū)條件CSAMT法中慣用視電阻率。21/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1.5各種視電阻率定義及特點(diǎn)

波區(qū)視電阻率：除卡尼亞電阻率外，利用遠(yuǎn)區(qū)電磁場(chǎng)近似表示式，還能夠定義以下波區(qū)視電阻率。在遠(yuǎn)區(qū)，波區(qū)視電阻率能夠客觀地反應(yīng)電性改變規(guī)律，過(guò)分帶和近區(qū)則有不一樣畸變；一級(jí)近似上，近區(qū)不具備頻率測(cè)深意義，對(duì)畸變更正只有修飾價(jià)值。但若能提取出高次感應(yīng)項(xiàng)，近區(qū)場(chǎng)也能夠利用；過(guò)渡帶電磁場(chǎng)是電導(dǎo)率、頻率復(fù)雜函數(shù)，含有利用價(jià)值，對(duì)畸變正確修正有意義；比值視電阻率不能提供更多信息，但能夠壓制同向干擾或消除場(chǎng)源影響，提升精度；波阻抗實(shí)部定義視電阻率能充分靠近各層真電阻率，范圍較窄，假極值最小；波阻抗虛部定義視電阻率效果最差，范圍最寬且出現(xiàn)顯著假極值。其它視電阻率介于二者之間。22/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.1均勻大地上水平電偶極子

3.9CSAMT特點(diǎn)、儀器、野外方法及應(yīng)用介紹3.3均勻大地上垂直磁偶極子3.4層狀大地上垂直磁偶極子3.8可控源音頻大地電磁法解釋3.7場(chǎng)源效應(yīng)3.6可控源音頻大地電磁法3.5電性源與磁性源異同

3.2層狀大地上水平電偶極子23/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.2.1電磁模型及邊值問(wèn)題水平層狀介質(zhì)上水平電偶極子24/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.2.1電磁模型及邊值問(wèn)題25/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.2.1電磁模型及邊值問(wèn)題26/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.2.1電磁模型及邊值問(wèn)題

在電（磁）測(cè)深中，各種方法對(duì)地電斷面反應(yīng)均取決于空間頻率特征函數(shù)。直流電測(cè)深、大地電磁測(cè)深和人工源電磁測(cè)深根本異同主要表達(dá)在各自空間頻率特征函數(shù)上，源只是外在表現(xiàn)形式。27/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.2.1電磁模型及邊值問(wèn)題28/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.2.1電磁模型及邊值問(wèn)題29/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.2.1電磁模型及邊值問(wèn)題30/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.2.2層狀介質(zhì)上電磁場(chǎng)分布特征注意與均勻大地電磁場(chǎng)分布特征異同！31/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU3.2.3層狀介質(zhì)上幾個(gè)視電阻率比較

利用上一節(jié)所定義幾個(gè)視電阻率和前面討論層狀介質(zhì)上電磁場(chǎng)分量計(jì)算公式，能夠計(jì)算出經(jīng)典層狀介質(zhì)上幾個(gè)視電阻率曲線，并進(jìn)行對(duì)比。32/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU1.在過(guò)渡帶和近區(qū)各種波區(qū)視電阻率均產(chǎn)生了畸變；其中卡尼亞視電阻率曲線隨頻率減小而快速上升。2.

視電阻率曲線在反應(yīng)下伏電阻率改變之前,往往有一個(gè)小振蕩干擾.兩層斷面中各種波區(qū)視電阻率比較3.2.3層狀介質(zhì)上幾個(gè)視電阻率比較33/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU三層斷面中各種波區(qū)視電阻率比較各種波區(qū)視電阻率中，能夠更加快靠近各層真電阻率值，且假極值較小，但其近區(qū)畸變也最快速。3.2.3層狀介質(zhì)上幾個(gè)視電阻率比較34/362024/5/1Copyrights?JingtianTang,CSU