[发明专利]一种基于多组接地导线源的伞状源瞬变电磁探测方法

说明书

本发明公开了一种基于多组接地导线源的伞状源瞬变电磁探测方法，涉及一种基于伞状源的瞬变电磁三维电性结构，即纯异常场探测方法。伞状源由多组具有相反电流方向的对称分布的接地导线源组成，多组线源共用中心电极，实测的垂直磁场或其时间导数本身不再包含地下层状大地的响应，只包含三维结构的信息。源由多组对称分布、电流方向相反的接地电流源组成，每一对电流源共用中心的接地项，每组源之间的夹角是相同的。任一点的响应由组成伞状源的各条线源叠加而成。由源1所激发的场需要通过源1所属坐标系X₁OY₁中的测点P(x₁,y₁)的响应计算得到。本发明能避免通过数据三维反演获取三维结构带来的不精确性和误差。

技术领域

本发明地质研究技术领域，涉及一种基于多组接地导线源的伞状源瞬变电磁探测方法，具体地说，涉及一种地下三维电性结构信息直接提取的伞状源瞬变电磁探测方法。

背景技术

传统瞬变电磁探测方法的早期研究基于大地是地下均匀半空间或层状半空间的假设，通过将观测的响应归一化为对应频率或者时间的均匀大地的响应，获得地下层状电性结构。基于均匀层状或半空间大地的研究思路对于研究地下层状结构取得较好的效果，但对于地下三维结构，基于均匀大地假设的一维、二维反演难以取得理想的效果。三维反演目前仍处于实验室研究阶段。

瞬变电磁法是矿产资源、煤田水文地质、油气资源探测的重要手段。当前瞬变电磁数据的处理多采用1D或2D的反演，恢复地下电性分布，得到以层状大地为背景的电性结构，并不能精细获取地下实际的3D结构。采用3D反演可以更好的恢复地下3D结构，但当前的3D反演仍未达到实用化。如何获取地下真实3D电性结构信息，更加精细识别地下结构具有重要的研究价值。

如果可以有效去除层状大地介质中激发的场，那么剩余的场就可以认为是地下三维电性结构的场。根据场的极化类型，瞬变电磁场又可以看作横磁极化(TM)场或横电极化(TE)场。虽然接地导线源在地下三维电性结构中激发的场不局限于单一极化场，但对于层状大地而言，极化场的类型得到简化。根据发射场源的类型，分为磁性源(回线源)和电性源(接地导线源)瞬变电磁法。层状大地表面回线源仅激发产生TE场，而接地导线源激发TE、TM场及二者的混合场。其中，接地导线源激发的垂直磁场由导线部分激发产生。通过多组具有相反极性的接地导线源，有效消除反映层状介质信息的TE场，仅保留地下三维结构体的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多组接地导线源的伞状源瞬变电磁探测方法。涉及一种基于伞状源的瞬变电磁三维电性结构，即纯异常场探测方法。伞状源由多组具有相反电流方向的对称分布的接地导线源组成，多组线源共用中心电极，实测的垂直磁场或其时间导数本身不再包含地下层状大地的响应，只包含三维结构的信息。

其具体技术方案为：

一种基于多组接地导线源的伞状源瞬变电磁探测方法，包括以下步骤：

源由多组对称分布、电流方向相反的接地电流源组成，每一对电流源共用中心的接地项，每组源之间的夹角是相同的。

任一点的响应由组成伞状源的各条线源叠加而成。由源1所激发的场需要通过源1所属坐标系X₁OY₁中的测点P(x₁,y₁)的响应计算得到。

层状大地表面激发和接收时，接地导线源激发产生的垂直磁场表达式为

各条源激发产生的响应表达式为

对于同一测点P(x₁,y₁)，在不同坐标系中的坐标可以通过坐标系平移与旋转关系取得，

1)坐标系X₁OY₁平移到X'O'Y'，坐标