[发明专利]一种新的处理CSAMT资料的方法

说明书

一种新的处理CSAMT资料的方法不改变现有CSAMT的工作方法技术，不增加投入，仅从现有的CSAMT采集的数据中，提取出电场分量幅值数据，开发一种对电场分量幅值数据直接进行一维反演的算法，丰富现有CSAMT资料的处理手段。

技术领域

本发明涉及矿产资源勘查领域，具体为一种新的处理CSAMT资料的方法。

背景技术

CSAMT法是可控源音频大地电磁法的简称，该方法是由D.W.Strangway和MyronGoldstein于20世纪70年代提出的一种地球物理勘探方法。该方法使用接地导线或不接地回线作为场源，在波区测量相互正交的电磁场分量，计算卡尼亚视电阻率。CSAMT法使用人工场源，克服了AMT法场源的随机性的缺点，在信号强度、工作效率和工作精度上都比AMT有了很大的提高。该方法自提出至今，在矿产、水文和环境勘查中得到了广泛的应用，并取得了很好的勘查效果。但是，CSAMT法也有它固有的缺点：其采用人工场源，但仍按照AMT的方法进行解释，很容易进入过渡区和近区，不满足波区条件，带来了解释上的误差。

为了解决CSAMT过渡区和近区的问题，Duroux提出了MELOS方法，这种方法只测量一个电分量或一个磁分量来计算视电阻率，突破了远区的限制，把观测区域扩大到了中区。我国的何继善院士提出了广域电磁法（2010），认为只测量一个电或磁分量并不会减少获得的地下电性信息，基于此，他研发了广域电磁法，并同时好研制了特定的仪器设备。闫述、薛国强、邱卫忠等人也提出了CSAMT单分量数据解释方法（2017）；因此，利用CSAMT的电场幅值这个但分量进行处理解释 ，是可行的。

本发明所提出的一种基于现有仪器和方法技术的新的数据处理方法，针对现有仪器设备的CSAMT电场分量幅值数据直接进行一维反演的算法，可以丰富现有的CSAMT资料的处理手段。

发明内容

由于国内大部分的地质勘查科研和生产单位，目前都能进行CSAMT勘查工作，本发明不改变现有CSAMT的工作方法技术，不增加投入，仅从现有的CSAMT采集的数据中，提取出电场分量幅值数据，开发一种对电场分量幅值数据直接进行一维反演的方法技术，丰富现有CSAMT资料的处理手段；本发明所解决的技术问题在于提供一种新的处理CSAMT资料的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

在CSAMT的电场和磁场分量的数学表达式中，电场幅值的表达式是包含有地下介质的电阻率信息的，因此从理论上来讲，从电场幅值信息中直接反演得到地下介质的电阻率信息是可行的。

1、确定电偶源一维层状介质CSAMT电场分量数学表达式：

式中： 表示与源同方向的水平电场分量， 为偶极源的电偶极矩，，为供电电流，为电偶极长度，为自由空间磁导率，为角频率，，，为第一层电阻率，为电偶源中点到接收点的矢径和电偶源方向的夹角，为收发距，和分别为零阶和一阶贝塞尔函数，和分别为联系各层电性的函数。

2、确定基于光滑模型约束的总目标函数：

式中：为总目标函数，为模型水平粗糙度，为模型横向粗糙度矩阵，定义为模型参数的一阶导数，为正则化因子，为期望的拟合差，为数据残差，为模型修改量，为Ex对电导率一阶偏导数矩阵，为数据加权矩阵。

3、对模型参数进行约束：

对模型进行分层剖分，假设模型有M层，测量得到的CSAMT单分量电场幅值数据个数为N个，为了有效地减少多解性和确保参数的非负性，取：