CSAMT法-0531教學(xué)講解課件

OutlineCSAMT法概述CSAMT法基本原理野外工作方法技術(shù)應(yīng)用實例CSAMT是在AMT基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種人工源頻率測深方法。1950年代，在卡尼亞（LCagniard）論文的基礎(chǔ)上，發(fā)展形成了基于觀測天然場大地電場和磁場正交分量，計算視電阻率的大地電磁測深方法。在音頻（n×10-1～n×103Hz）范圍內(nèi)，大地電磁場相對較弱，同時，人為干擾較大。為了克服上述困難，1970年代初，DWStrangway教授和他的學(xué)生MAGoldstein提出沿用AMT的測量方式，觀測人工供電產(chǎn)生的音頻電磁場，由于所觀測的電磁場頻率、場強和方向由人工控制，其觀測的方式與AMT相同，所以稱其為可控源音頻大地電磁測深。CSAMT法可以采用磁性源或電性源兩種人工場源，目前實際主要應(yīng)用電性源可控源音頻大地電磁測深法。目前大多采用赤道偶極裝置進行標(biāo)量測量，同時觀測與場源平行的電場水平分量Ex和與場源正交的磁場水平分量Hy。利用電場振幅Ex和磁場振幅Hy計算卡尼亞阻抗電阻率ρs，電場相位Hp和磁場φs計算卡尼亞阻抗相位。阻抗電阻率和阻抗相位聯(lián)合反演計算反演電阻率參數(shù)，利用反演電阻率進行地質(zhì)推斷解釋。CSAMT法概述工作效率高，利用一個偶極發(fā)射，可以在4個很大的扇形區(qū)域內(nèi)測量勘探深度范圍大，幾十米到二三千米垂向分辨率高，10%～20%之間水平分辨率高。約等于接收電偶極長度地形影響小，易于校正高阻層的屏蔽作用小立體觀測，面積性的CSAMT相當(dāng)于一種3D的立體地電填圖CSAMT法優(yōu)點必須需要發(fā)射發(fā)射端附近存在的導(dǎo)體可能會帶來對發(fā)射源的干擾過渡區(qū)修正比較困難場源效應(yīng)的影響，主要包括：非平面波效應(yīng)、場源附加效應(yīng)、陰影效應(yīng)CSAMT法缺點基本原理CSAMT法是通過沿一定方向（設(shè)為X方向）布置的接地導(dǎo)線AB向地下供入某一音頻f的諧變電流I＝I0e-iωt(角頻率ω＝2πf)；在其一側(cè)或兩側(cè)60o張角的扇形區(qū)域內(nèi)，沿X方向布置測線，逐個測點觀測沿測線（X）方向相應(yīng)頻率的電場分量Ex和與之正交的磁場分量Hy，進而計算卡尼亞視電阻率：和阻抗相位在音頻段內(nèi)（n×10-1~n×103Hz)逐次改變供電和測量頻率便可測出ρs和φz隨頻率的變化，完成頻率測深觀測。TE模式（Ex，Hy，Hz）TM模式（Hx，Ey，Ez）二維情況下極化模式劃分幾個概念I(lǐng)mpedance(阻抗)Resistivity(電阻率)SkinDepth（趨膚深度）原理圖在A點（近區(qū)），接近發(fā)射機，一般認(rèn)為信號具有幾何學(xué)和電阻率的功能。響應(yīng)和研究深度與頻率無關(guān)。在過渡區(qū)（B）電和磁以及研究深度具有幾何學(xué)，電阻率和頻率的功能。在遠(yuǎn)區(qū)（C），大地電磁方法能被使用。區(qū)域被認(rèn)為具有電阻率和頻率的功能。CSAMT(MT/AMT)CS=ControllableSourceMT=megnetelluricsounding(400Hz~0.000001Hz)A=Audio(10000Hz~1000Hz)平面波，垂直入射，阻抗定義場源：太陽風(fēng)引起地球電離層電性規(guī)律分布垂直入射：依據(jù)Snell定律阻抗定義：電場/磁場兩個模式：TE/TMHxZyxEyTEModeExZxyHyTMModeCSAMTCSAMT/EMAP/EH4目前國內(nèi)一般作標(biāo)量的TM模式測量，效率高橫向分辨率較好，縱向較差，結(jié)合相位避開近區(qū)和過渡帶避免過低頻率遠(yuǎn)區(qū)才滿足MT/AMT假設(shè)，為頻率測深過渡區(qū)為綜合效應(yīng)近區(qū)頻率和測深無關(guān)，而和極距有關(guān)低頻直線上升野外工作方法技術(shù)觀測方式勘探深度頻率范圍覆蓋范圍CSAMT6公里之外認(rèn)為是遠(yuǎn)區(qū)超過60度角非平面波AB長度約2-3km由于是TM模式測線必須垂直斷層走向TXU-30AB30°6km2~3km標(biāo)量CSAMT1個發(fā)射源1個電位方向每次調(diào)整點位有1個磁場測量ScalarCSAMT矢量CSAMT1個發(fā)射源2個電位方向每次調(diào)整點位測量2個方向磁場張量CSAMT2個發(fā)射源2個電位方向每次調(diào)整點位有2個磁場測量發(fā)射有效區(qū)標(biāo)量Ex/Hy發(fā)射有效區(qū)

Ey/Hx發(fā)射有效區(qū)

矢量標(biāo)量Ex/Hy標(biāo)量Ey/Hx矢量CSAMT有效的矢量CSAMT數(shù)據(jù)是被限制在可見的四個區(qū)域內(nèi)電道距離(=一個點位)磁道標(biāo)量CSAMT野外布置示意圖要點發(fā)射端（AB極）應(yīng)該和接收端測線盡可能的平行。要求偏差15度以內(nèi)。保證整個接收線是布置在“梅花”狀區(qū)域內(nèi)。發(fā)射機通常離接收測線5-8km。如果偶極不可用，則可以使用線圈做發(fā)射源。但是線圈發(fā)射源的效率非常低，需要電流達(dá)到偶極源的10倍才能達(dá)到相同的效果。CSAMTDesignDepth:Skindepth=δH＝503(ρ/f)0.5m δH有效＝δH/20.5=356(ρ/f)0.5m1°接收極距a=點距，它與橫向分辯力相關(guān)；2°發(fā)射長度AB＝1/4～1/3倍收發(fā)距長度，2～3km場強大，信號強；粗線2ohm/Km,AB=2000m較好。3°收發(fā)距，指收發(fā)測線之間的線距r①盡量保證目標(biāo)探測頻段處在遠(yuǎn)區(qū)，r＞6～7倍最大目標(biāo)探深。②保證觀測信號夠強(發(fā)射電流要求)勘探深度

CSAMT法的勘探深度與大地電阻率和信號頻率有關(guān)并按Bostick深度公式計算。理論上，只要頻率足夠低，勘探深度可達(dá)數(shù)十公里。但實際大約在10m～3Km。頻率范圍適于遠(yuǎn)區(qū)數(shù)據(jù)適于遠(yuǎn)區(qū)和過渡帶數(shù)據(jù)覆蓋范圍確定最低頻率fL后，fL對應(yīng)的趨膚深度為：對于X方向的場源，rmin受到排列方式的限制：1、旁側(cè)（赤道）排列的Ex/Hy測量：rmin>4δ2、軸向排列的Ex/Hy測量：rmin>5δ3、Ey/Hx測量：rmin>3δ4、如果允許在過渡帶觀測，則對于所有的方式都可放寬到rmin>0.5δ應(yīng)用實例ExampleCSAMTStatic-ShiftStatic-shiftAfterspacefilterInversion反演電阻率與礦體及地質(zhì)體關(guān)系對照

2線反演電阻率斷面UnidadTaxcoLine1:2DInversionModelResistivity