一種野外音頻大地電磁的數(shù)據(jù)采集方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于地球物理勘探領(lǐng)域，具體涉及一種野外音頻大地電磁（AMT）的數(shù)據(jù)采集方法。具體包括以下步驟：（1）在室內(nèi)設(shè)計(jì)好面積性AMT采集的測線和測點(diǎn)坐標(biāo)；（2）利用測量設(shè)備，對設(shè)計(jì)好的測線和測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地定位，清除南北向測線上的障礙物；（3）布設(shè)電極；（4）在中央測點(diǎn)L4M4，布設(shè)南北向水平磁傳感器Hx和東西向水平磁傳感器Hy；（5）測量各測點(diǎn)的電位ULiMj和測網(wǎng)中央的磁場；（6）移動測網(wǎng)，完成整個測區(qū)的工作；（7）利用測點(diǎn)周圍4個點(diǎn)所測電位，計(jì)算電場強(qiáng)度；（8）計(jì)算每個測點(diǎn)的張量阻抗和視電阻率、相位數(shù)據(jù)；（9）計(jì)算各測點(diǎn)的張量阻抗和視電阻率，得到均勻化，高密度的阻抗和視電阻率、相位數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種野外音頻大地電磁的數(shù)據(jù)采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地球物理勘探領(lǐng)域，具體涉及一種野外音頻大地電磁(AMT)的數(shù)據(jù)采集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]音頻大地電磁法(AMT)是基于麥克斯韋爾電磁感應(yīng)原理，利用巖石導(dǎo)電性差異的一種頻率域電磁勘探方法。當(dāng)變化的電磁波入射到地下,地下的電性介質(zhì)由于電磁感應(yīng)將產(chǎn)生二次場，通過在地表測量這種感應(yīng)場和并通過相關(guān)的數(shù)據(jù)處理即可得到地下介質(zhì)的電性分布。電磁波向地下傳播時，其場強(qiáng)隨深度增加而衰減，低頻電磁波衰減慢，可穿透深部地質(zhì)體，高頻電磁波衰減快，穿透深度小，只能解決淺部地質(zhì)問題。通過測量不同頻率的電磁場，就可以探測不同深度地下地質(zhì)體電阻率的分布特征，解決具有電阻率差異的各種地質(zhì)問題。
[0003]在二維非均勻介質(zhì)中，音頻大地電磁法通常測量電磁場的4個分量，即Hx，Hy，Ex，Ey0根據(jù)測量的4個電磁場分量，可計(jì)算介質(zhì)的張量阻抗和視電阻率(公式1、2)
【權(quán)利要求】
1.一種野外音頻大地電磁的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在室內(nèi)設(shè)計(jì)好面積性AMT采集的測線和測點(diǎn)坐標(biāo):南北向測線編號為L1、L2-L7，測點(diǎn)之間的距離為20m ;東西向測線編號為肌、]?2"17，測點(diǎn)之間的距離為20m ;測網(wǎng)中間的測點(diǎn)編號為 LiMj, i e (1,2,3,4,5,6,7), j e (1，2，3，4，5，6，7)； (2)利用測量設(shè)備，對設(shè)計(jì)好的測線和測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地定位，清除南北向測線上的障礙物； (3)在7X7測網(wǎng)的每個測點(diǎn)上布設(shè)電極(1)，每條南北向測線通過多芯電纜(12)將測線上的電極連接好，將7條多芯電纜(12)的南端或北端連接到多通道測量電位的電場測量儀器(7)上； (4)在中央測點(diǎn)L4M4，布設(shè)南北向水平磁傳感器Hx(2)和東西向水平磁傳感器Hy (3)，南北向水平磁傳感器Hx (2)與測網(wǎng)的南北向兩邊平行，東西向水平磁傳感器Hy (3)與測網(wǎng)的東西向兩邊平行，將南北向水平磁傳感器Hx (2)和東西向水平磁傳感器Hy (3)與磁場測量儀器(12)連接； (5)利用步驟(3)中的電場測量儀器(7)和步驟(4)中的磁場測量儀器(12)測量各測點(diǎn)的電位UUMj (i=l,2-7; j = 1，2…7)和測網(wǎng)中央的磁場Hx，Hy，兩臺儀器間利用GPS進(jìn)行時間同步，并將測量數(shù)據(jù)記錄在存儲器中； (6)在野外測量時，根據(jù)音頻大地電磁測量實(shí)際工作，通過移動7X7測網(wǎng)，重復(fù)步驟(2)到(5)，直至完成整個測 區(qū)的工作，完成一個高密度的大面積的測量任務(wù)； (7)室內(nèi)處理時利用測點(diǎn)周圍4個點(diǎn)所測電位，計(jì)算電場強(qiáng)度Ex，Ey:
LiMjCi=I, 2-7; j = 1，2…7;)測點(diǎn)的電場 Ex=(ULiMQ+1)-U



LiKj-D )/40 ；Ey-U )/40 ; (8)利用步驟(7)的方法計(jì)算測網(wǎng)中部5X5網(wǎng)格中每個測量記錄點(diǎn)的電場Ex，Ey，利用測網(wǎng)中央同步測得的磁場Hx，Hy，計(jì)算每個測點(diǎn)的張量阻抗和視電阻率、相位數(shù)據(jù): 在二維非均勻介質(zhì)中，音頻大地電磁法測量電磁場的4個分量Hx，Hy，Ex，Ey，通過如下公式計(jì)算介質(zhì)的張量阻抗和視電阻率: pq「ζ?Ν TH I P =77 H =LzJ rr P ij = 0.2T Zij， ΙΛ」I丑,.J，(P9=Argo
「Ζ Z 式中[Ζ] = 7 為張量阻抗，Zxy和Zyx為主阻抗，Zxx和Zyy為輔助阻抗；P 為視
^yxZ yy電阻率，％為相位，i，j取值為X，y ； (9)在室內(nèi)回放測量數(shù)據(jù)，利用步驟(7)到(8)的方法，根據(jù)各單個面積性測點(diǎn)的測量電位計(jì)算測點(diǎn)的正交電場Ex，Ey ;利用測量的磁場Hx，Hy,計(jì)算各測點(diǎn)的張量阻抗和視電阻率，得到均勻化，高密度的阻抗和視電阻率、相位數(shù)據(jù)；對整個測點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)反演，得到整個測區(qū)內(nèi)地下介質(zhì)的電阻率分布特征，以研究地下的精細(xì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種野外音頻大地電磁的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于:步驟(2)中測量設(shè)備的動態(tài)定位精度在平面上為:±lcm以內(nèi)，高程的定位精度為±2cm以內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種野外音頻大地電磁的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于:步驟(2)中的測量設(shè)備采用差分GPS系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種野外音頻大地電磁的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于:步驟(3)中，在7X7測網(wǎng)的每個測點(diǎn)上布設(shè)的電極(I)是選自以下兩種電極中的一種:鋼釬電極、不極化電極。
5.如權(quán)利要求1所述的一種野外音頻大地電磁的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于:步驟(3)中的多通道測量電位的電場測量儀器(7)測量的電位精度為10-7v以上，同時測量的數(shù)據(jù)通道在49道以上。
6.如權(quán)利要求1所述的一種野外音頻大地電磁的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于:步驟(4)中的南北向水平磁傳感器Hx(2)和東西向水平磁傳感器Hy(3)測量頻率范圍為0.1-104Ηζο
7.如權(quán)利要求1所述的一種野外音頻大地電磁的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于:步驟(4)中的磁場測量儀器(12)測量頻率范圍為0.f IO4Hz,最高采樣率為96000個樣點(diǎn)/秒，同步精度為I微秒。
【文檔編號】G01V3/12GK103809204SQ201210439895
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月6日
【發(fā)明者】劉祜, 程紀(jì)星, 腰善叢, 喬寶強(qiáng) 申請人:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院