[发明专利]一种频率域天然电场三维勘探方法

说明书

一种频率域天然电场三维勘探方法。本方法采用一台测量天然电场的电法设备采集某个已知点的天然电场频率域信号，在待测区按照待测区的实际地形地貌等情况布置待测区的网格状测点，采用另一台测量天然电场的电法设备测量待测区的测点与该测点的所有相邻测点间的多个频率的天然电场频率域信号，选择相同时刻、相同频率的记录点和已知点的天然电场频率域信号进行比值换算，获得整个待测区的剔除了日变的三维勘探成果，从而实现对待测区的频率域天然电场三维勘探目的。

技术领域

本发明涉及一种勘查地球物理领域的频率域天然电场三维勘探方法。

背景技术

在电法勘探中有一种采用测量天然电场进行地质勘探的选频法。该方法采用两个接地的测量电极直接测量大地的天然电场不同频率的电场信号强度，而无需测量大地的天然磁场，也无需布置人工电场，故该方法的工作效率较高、勘探成本低、抗人文电磁干扰能力强，在地质勘探中具有比较明显的优势。但由于形成大地的天然电场信号的激励源并不是稳定的，不但不同频率的激励源的信号强度不同，即使是相同频率的激励源的信号强度也会随着时间发生变化，故不同时刻获取的相同频率的天然电场信号强度不同；另由于人文电场干扰也随着时间发生变化；若对不同时刻获取的天然电场数据进行直接解译，则会由于不同时刻的激励源信号强度和人文电场干扰不同，导致不同时刻获取的天然电场数据可比性降低，从而影响该方法的勘探效果。这也是选频法目前更多的作为前期定性勘探的主要原因。

选频法目前主要用于一维环形勘探和二维剖面勘探，由于该方法存在不同测点的信号可比性不强，导致勘探成果精度不高，也难以开展三维勘探。

基于目前天然电场方法所存在的上述问题，为提高该方法的勘探效果，故提出一种频率域天然电场三维勘探方法。

发明内容：

本发明的目的是基于现有选频法存在不同测点的天然电场信号可比性低、勘探效果较差、无法开展三维勘探等问题，提出一种频率域天然电场三维勘探方法，提高提高天然电场的勘探精度和效果。

一种频率域天然电场三维勘探方法，其具体步骤如下：

a)根据勘探目的、勘探要求选择并设置好所有测量频率域天然电场的电法设备的测量频率数量和频率数值，测量天然电场的频率数量不少于2个，测量天然电场的电法设备不少于2台，并对所有电法设备开展一致性检查，获取仪器之间的系统差；频率数量越多，勘探精度越高；选用的测量天然电场的电法设备越多，勘探效率越高；可根据具体的勘探要求、勘探难度等因素综合选择选择需要测量的频率数据和具体数值；在待测区布置网格状测点，且在每个测点上布置测量电极和导线；。

b)在待测区或周边选择地质情况基本已知、人文电场干扰小的已知点布设第一台频率域天然电场的电法设备，按照固定的时间间隔测量已知点某个时间段不同频率的天然电场信号，并采用已知点的两个测量电极距离对该天然电场信号进行距离归一化处理，获得距离归一化处理后的已知点某个时间段不同频率的天然电场时间序列数据U₀(t,f)，其中t为测量天然电场的采集时刻，f为天然电场的频率数值；已知点的选择可以结合前期的地质等方面的成果进行选择，尽量选择地质情况简单、地层稳定、干扰小的地点布置已知点的电法设备；测量的时间间隔可以根据仪器的存储空间大小、野外测点多少、勘探精度要求等进行选择；记录电法设备的测量电极MN距离；为提高已知点的天然电场信号稳定性，采用不极化电极作为测量电极；已知点的测量天然电场的电法设备的工作参数与测点的测量天然电场的电法设备相同，但数据采集的时间间隔可以不同；已知点的测量天然电场的测量时间范围完全覆盖测点的测量天然电场的测量时间范围。

c)对步骤b)所采集的已知点的不同频率的天然电场信号时间序列数据U₀(t,f)，采用插值方法对时间序列数据进行时间、天然电场幅值的插值，获得已知点的不同频率的插值后的天然电场信号的时间序列数据U_C(t,f)；数据插值方法可优选二次样条插值、拉格朗日插值等方法；插值后的结果以不改变原始曲线总体形态为准。