[发明专利]用于地质勘探的可控源音频磁场测深法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于地质勘探的可控源音频磁场测深法。

背景技术

随着国民经济的发展，大地电磁测深法（MT）、音频大地电磁测深（AMT）和可控源音频大地电磁测深（CSAMT）在国民生活中应用广泛。这些方法主要是基于Cagniard电阻率来研究地下地质情况，当地表横向电性不均匀或地形起伏时，都会产生静态效应。这种效应总是与二维或三维构造相关，且强度可达两个数量级，引起反演模型产生误差，使推断深度引起大的偏移，并使构造的解释复杂化。许多学者针对静态效应的消除提出很多种方法，但是，静态效应是必须测量电场的Cagniard电阻率所固有的，不可能从理论上根本地消除,因此到目前为止，尚没有一种方法能将静态效应进行彻底地消除。

音频磁场测深法（AFMAG）仅测量磁场，受静态效应影响极小，但是AFMAG采用天然源作为其场源，场源具有随机性、微弱性、极化不确定性等，和采用天然场源的MT、AMT法一样，AFMAG法需要花费巨大努力来记录和分析野外数据。并且由于天然平面波在地电介质一维或近似一维的情况下，没有垂直磁场，因此AFMAG对一维地质体无法探测。

MT、AMT、CSAMT、AFMAG等频率域电磁测深法中使用的倾子（Tipper）对于地下电性介质的横向变化响应灵敏度高，且其倾角可以反映断层、破碎带等的倾向信息，但是，倾子无法反映地下复杂电性介质的电阻率变化，不可通过倾子的值推断地下介质的电阻率变化情况，且其纵向分辨率低。

对于应用广泛的MT、AMT、CSAMT等频率域电磁场测深法，野外必须测量电场，对于地形复杂的地区，布设电极和放线通常非常困难，大大降低了野外采集数据的效率。且对于电场测量，难以实现高密度电磁测深，严重影响电磁勘探精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能较准确推断地下介质的电阻率变化情况，有效提高勘探精度的用于地质勘探的可控源音频磁场测深法。

本发明提供的这种用于地质勘探的可控源音频磁场测深法，包括如下步骤：

（1）.确定测线并布设人工场源；

（2）.根据勘查任务设置场源频率范围，按照该场源频率范围发射具有一系列频率的谐变电磁场信号，该谐变电磁场信号按照频率由低到高的顺序进行顺序循环发射，保证测线中每个测点测量过程中，场源至少发射一个完整频率循环的信号；

（3）.分别用水平磁棒和垂直磁棒在测点测磁场垂直分量及磁场水平分量；

（4）.按如下公式计算频率倾子

                                                               

式中，为磁场垂直分量，为磁场水平分量，为角频率，，其中为人工场源的谐振频率；

（5）.将步骤（4）获得的频率倾子转换为视电阻率，采用如下公式进行转换：

其中，为人工场源谐振频率的序号，为谐振频率的总个数，为视电阻率，为某测点，第个频率时，测量出的频率倾子，为1ohm-m（欧姆·米）均匀半空间，相同场源布置时，同一测点，第个频率时，人工模拟出的频率倾子；

（6）.利用现行的反演方法，反演出地下介质的电阻率和深度；

（7）.根据反演结果，绘制图件，推断解释地下介质构造等地质信息。

本发明由于仅测量磁场，避免了电场测量引起的静态效应；采用人工场源，克服了现有AFMAG天然场的缺陷，实现了对一维地质体的测量；采用频率倾子作为其换算参数，增加了倾子对地下介质电性纵向变化的分辨率，且可实现频率倾子的定量反演；仅测量磁场，不用布置电极，可以实现高速、高密度电磁测量。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2 是本发明场源发射信号示意图。

图3 是一个场源的工作区域，该场源采用的是水平电偶源。

图4a是一种张量测量的示意图。

图4b是另一种张量测量的示意图。

图4c是矢量测量示意图。

图4d是标量测量示意图。

图5是本发明在 N层水平均匀层状模型下，单一水平电偶极源空间布设图。

图6a是本发明频率倾子（FT）在单一电偶源x=y=6000m远区均匀半空间测深图。

图6b是现有技术AFMAG倾子（T）在单一电偶源x=y=6000m远区均匀半空间测深图。

图7a是二层D型模型频率倾子的响应曲线。