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大地电磁测深资料的采集

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:野外大地电磁测深资料采集可以是在一个一个测点上进行,在每个测点处大地电磁测深仪器观测记录Ex,Ey,Hx,Hy,Hz这5个电磁场分量随时间变化的信号。大地电磁测深资料采集也可是以排列为单位进行布站,并要求沿测线电偶极首尾相接,这种观测方式称之为连续电磁剖面法。这种方式可以有效压制横向电性不均匀体对观测结果带来的静态位移。考虑到大地电磁测深资料的频带较宽,野外资料采集时分高频段,中频段和低频段采集。

野外大地电磁测深资料采集可以是在一个一个测点上进行,在每个测点处大地电磁测深仪器观测记录Ex,Ey,Hx,Hy,Hz这5个电磁场分量随时间变化的信号(图14-2)。测点间的点距根据探测目的不同而异,一般进行前期油气勘探采用1~2km,而进行大地构造研究和深部地壳结构调查采用5~10km。

测点观测装置的敷设通常采用十字形方式:两对电极以测点中心对称敷设,水平方向的两对电极(Ex,Ey)和两磁传感器(以下简称磁棒)分别按正北(x)正东(y)互相垂直敷设,水平磁棒(Hx,Hy)顶端距中心点8~10m的位置,垂直磁棒(Hz)垂直向下,埋设于方位角225°,顶端距中心点10m的位置(图14-3)。

图14-2 MT野外采集装置布设示意图

大地电磁测深资料采集也可是以排列为单位进行布站,并要求沿测线电偶极首尾相接(图14-4),这种观测方式称之为连续电磁剖面法(Continue Electric Magnetic Profile,CEMP)。这种方式可以有效压制横向电性不均匀体对观测结果带来的静态位移。

考虑到大地电磁测深资料的频带较宽(如加拿大凤凰公司生产的V52000型大地电磁测深仪最高频率为320Hz,最低频率为0.00055Hz),野外资料采集时分高频段,中频段和低频段采集。对采集到的电场或磁场时间序列信号(图14-5)进行付氏变换,换算成Ex,Ey,Hx,Hy和Hz这5个电磁场分量的频谱,求得张量阻抗Z和倾子Tp等参数,进而计算视电阻率和相位以用于解释地层的电性结构。

图14-3 十字形布极示意图

图14-4 连续电磁剖面法观测方式

图14-5 时间序列的电场或磁场记录

实际工作中,假设地下构造满足二维介质的条件,但测量设置的坐标系与构造电性主轴(一般沿走向)有一交角θ0的情况下,电磁场满足关系式E=ZH,式中Z称为张量阻抗。有

式中,Zxx,Zxy,Zyx和Zyy为张量阻抗的4个元素。

实际资料处理中,需要旋转张量阻抗,使得目标函数M(θ)=|Zxx(θ)|2+|Zyy(θ)|2为最小,从而得到构造旋转角θ0、电性主轴方向上的主轴阻抗元素ZTE和ZTM以及相应的视电阻率ρTE,ρTM,相位φTE,φTM和倾子Tp。它们分别由以下关系式从观测资料中求得:

图14-6给出了由上述公式计算得到的某测点的视电阻率ρTE,ρTM曲线。

图14-6 某测点的视电阻率ρTE,ρTM曲线

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