2.1 电磁法勘探--可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)
由于天然场源的随机性和信号微弱，MT 法需要花费巨大努力来记录和分析野外数据。为克服MT 法的这个缺点，加拿大多伦多大学教授 D.W.Strangway 和他的学生Myron Goldstein 提出了利用人工（可控）场源的音频大地电磁法（CSAMT ）。这种方法使用接地导线或不接地回线为场源，在波区测量相互正交的电、 磁场切向分量， 并计算卡尼亚电阻率，以保留AMT 法的一些数据解释方法。自20世纪70年代中期， CSAMT 法得到实际应用， 一些公司相继生产用于CSAMT 法测量的仪器和应用解释软件。进入80年代后，该方法的理论和仪器得到很大发展，应用领域也扩展到普查、 勘探石油、 天然气、 地热、 金属矿产、 水文、 工程、 环境保护等各个方面， 从而成为受人重视的一种地球物理方法。 虽然CSAMT 法属于一种人工源的频率电磁深测， 但和通常的频率域电磁测深不同。这主要因为CSAMT 法测量两个相互垂直的电磁场切向分量计算卡尼亚电阻率， 因而具有较强的抗干扰能力， 且更容易获得对地电变化较灵敏的相位差信息； 又由于波区电磁场十分接近平面波， 因而其资料处理、 解释也较为简便， 可以保留AMT 法中的许多解释方法。CSAMT 和AMT 或MT 亦有不同， 根本原因是CSAMT 法使用了人工场源，因而极化方向明显，信噪比高，易于观测。但是，由于使用了人工场源， CSAMT 法必然受场源效应影响， 这主要包括非平面波效应、 场源附加效应、 阴影效应和测深通道的弯曲。
2.2.1 CSAMT 基本理论
CSAMT 有2种常用的场源——水平电偶极子和垂直磁偶极子，此处注重讨论其场的特征和快速计算方法。
2.2.1.1
水平层状半空间上水平
如图2.2.1所示， N 层水平层状介质中第n 层的电阻率和层厚度分别记为ρn 和h n 。水平电偶极子（接地导线）位于层状介质表面，偶极矩为P=IdL （I 为谐变电流）。选取公共坐标原点位于偶极子中心的柱坐标系和直角坐标系，使x 轴指向偶极矩方向（即φ=0的方向）， z 轴垂直向下，则地表面的电磁场分布可通过直接求解场所满足的非齐次亥姆霍兹方程或通过求电型Lorentz 势所满足的方程和边界条件得到。此处直接写出准静态极限下柱坐标系中地表电磁场表达式： Er=2IdL π cos φ[i r ωμ0∞?*11m m R +J 1(mr)dm-ρ10∞?1mm R
J 0(mr)dm +
1r ρ0∞?1m R J 1(mr)dm]
(2.2.1a) E φ=2IdL πsin φ[1
r
ρ0∞?1m R J 1(mr)dm -i ωμ0∞?*1m m m R +J 0(mr)dm +i r ωμ0∞?*11m m R +J 1(mr)dm] (2.2.1b)
图2.2.1水平层状介质上的水平电偶极子 Hr=-2IdL πsin φ[0∞?*1m m m R +J 1(mr)dm+r 0∞?1*m R *
1m m m R +J 0(mr)dm] (2.2.1c )
H φ=2IdL r πcos φ0∞?
*1m m m R +J 1(mr)dm (2.2.1d) Hz=2IdL πsin φ0∞?2*1m m m R
+J 1(mr)dm (2.2.1e) 式中：
R*=coth[m 1h 1+coth -1
12m m coth(m 2h 2+…+coth -11N N m m -
)] R= coth[m 1h 1+coth -11122m m ρρcoth(m 2h 2+…+coth -111N N N N m m ρρ--
)]
m j
2j =i ωμ/ρj ， cothx=（e x +e -x ）/（e x -e -x ）
特别地，当N=1时，可得到均匀半空间表面电磁场各分量的表达式：
Er=32IdL r
πσcos φ1+e ikr (1-ikr)］
(2.2.2a) E φ=32IdL r
πσsin φ［2-e ikr (1-ikr)］
(2.2.2b)
Hr=-
232IdL r πsin φ{I 1（2ikr ）K 1（2
ikr ） +6ikr [I 1（2ikr ）K 0（2ikr ）-I 0（2ikr ）K 1（2
ikr ）] } (2.2.2c) H φ=22IdL r πcos φI 1（2ikr ）K 1（2
ikr ） (2.2.2d) Hz=-2432IdL k r πsin φ［1-e ikr (1-ikr-13
k 2r 2)］ (2.2.2e) 以上各式中，μ为磁导率，ω为谐变电流的圆频率，I 0（2ikr ）、I 1（2ikr ）和K 0（2
ikr ）、 K 1（2ikr ）分别为以2ikr 为宗量的第一和第二类虚宗量贝塞尔函数，下标“0”或“1”表示
贝塞尔函数的阶数，k 为波数。在准静态条件下：
可以看出，综合参数ikr 决定了电磁场随收发距、频率、电导率的变化规律。准静态极限下：ikr=(1+i)r/δ, p=r/δ称为电距离或感应数，它实质上是以趋肤深度δ为单位来表示的观察点到场源的距离。借助感应数p ，可以将电磁场的变化区域分为：
p << 1 即感应数很小的区域，称为“近区”；
p >>1 即感应数很大的区域，称为“远区”或“平面波场区”；
p ≈1 即介于前两者之间的区域，称为“过渡带”或“中间区”。
不难理解， 感应数p 的“大”或“小”， 也就是场区的“远”或“近”， 不但与观察点到场源的距离有关，而且与大地的电导率和使用的频率有关。在不改变发收距和大地电导率σ的条件下，频率ω不同，趋肤深度不同，电磁场的特性也不同。当介质为低阻时，不大的发收距r 就可以满足“远区”条件， 反之， 在高阻介质中， 即使使用高频，也不得不
使r 相当大才能满足“远区”的条件。 (1) 近区响应（p << 1）
当r<<δ即p<< 1时，带入幂级数和贝塞尔函数的渐进展开式，得到(2.2.2)各式的渐近表达式为：
Er ≈3IdL r
πσcos φ (2.2.6a) E φ≈3
2IdL r πσsin φ (2.2.6b) Hr ≈-2
sin 4IdL r ?π (2.2.6c) H φ≈2cos 4IdL r
?π (2.2.6d) Hz ≈2sin 4IdL r ?π (2.2.6e)
比较(2.2.6)各式可以看出，在近区，电磁场有如下特点：（1）由于忽略了高次感应项，电磁场表达式与稳定电流场相同；（2）电场与电导率成反比，与频率无关；（3）磁场既与电导率无关，也与频率无关。近区电磁场与频率无关的现象称为近区饱和；（4）电场随收发距立方衰减，快于磁场的平方衰减；（5）波阻抗与频率无关，没有频率测深的意义。此时波阻抗的模为：
｜Z ｜=｜E φ｜/｜Hr ｜=2/（σr ） (2.2.7)
可以定义近区视电阻率：
ρ=（r ｜E φ｜）/（2｜Hr ｜） (2.2.8)
阻抗与频率无关的事实表明，近区视电阻率只与几何排列有关。随频率下降，近区电阻率呈水平直线，相位差为0，不再具备频率测深的能力。因此，在近区不具备开展CSAMT 工作的物理前提。
在近区，按卡尼亚电阻率的计算公式有：
22241
1
r Z c σμωμωρ== 可见，当大地电导率和收发距一定时，卡尼亚电阻率与频率呈倒数关系，在双对数坐标下表现为，随频率下降，卡尼亚电阻率呈45o 上升，称为卡尼亚电阻率的近区畸变。
(2) 远区响应（p>>1
）
当r>>δ即p>>1时，带入幂级数和贝塞尔函数的渐进展开式，可得到(2.2.2)各式的渐近表达式：
Er ≈32IdL r
πσcos φ (2.2.9a) E φ≈3IdL r
πσsin φ (2.2.9b) Hr
4i π
- (2.2.9c)
H φ≈
4i π
- (2.2.9d) Hz ≈-243sin 2i IdL e r π
?πσμω-
(2.2.9e) 4πσ
μωi e H E Z ±⊥±== (2.2.9f) 比较(2.2.9)各式可以发现，远区电磁场有如下特点：（1）以弛豫频率为极限（极化速度远小于场变化频率），电场与频率无关，但与电导率成反比，由动态平衡的“静电荷”决定；
（2）磁场与电导率和频率平方根反比，对电阻率没有电场灵敏，即磁场相对均匀，是感应场；（3）垂直磁场与电导率成反比，即比水平磁场对电导率更灵敏，但衰减也更快；（4）水平电场与磁场随收发距变化规律相同，相位差是π/4或785.4 mrad ；（5）波阻抗与电阻率和频率平方根正比，与场源参数无关，与平面电磁波的波阻抗完全相同。可以定义卡尼亚电阻率：
221
⊥=H E μωρc （2.2.10） 当采用直角坐标时，
Ex=Ercos φ-E φsin φ=32I dL r
ρπ (1-3sin 2φ) (2.2.12a)
Hy=Hrsin φ+H φcos φ
4i π
-(1-3sin 2φ) (2.2.12b) 4π
σμωi y x xy e H E Z ±== (2.2.13) 也可以得到同样的视电阻率定义
ρ=22
22
1||1||||2||Ex Ex Hy f Hy ωμπμ= (2.2.14) 实际工作中，多用MKS 制单位。此时E 以mV/km 为单位， H 以γ(1γ=10-2/4πA/m)为单位，磁导率设为真空中的值，则有：
ρ=2
21||5||Ex f Hy (Ω2
m (2.2.16)
(2.2.16)式就是以卡尼亚(Cagniard)命名的计算视电阻率的公式。卡尼亚电阻率对远区， 也就是说在满足平面波的条件下是有效的， 并且是在MT 法和满足远区条件的CSAMT 法中常用的关系式。
(3) 过渡带响应（p ≈1）
此时r ≈δ， p ≈1，电磁场各分量由(2.2.2)式严格地描述，电磁场没有简单的初等函数表达式；电场与电导率、频率相关，受“静态”积累电荷和变化的感应磁场影响；磁场与电导率和频率相关，是感应场，受变化的电场影响；电场与磁场随收发距变化规律不同，由近区特点向远区过渡，常形成“低谷”或“凹陷”（参见图2.2.3）。此带的波阻抗与电导率，频率及场源参数方位角都有关系，没有简单的表达式。
2.2.1.2
设水平层状介质分布和图2.2.1相同， 移去水平电偶极子， 放置一个中心在坐标原点、 磁矩为M 的垂直磁偶极子。同样选择有公共原点的一个柱坐标系和一个直角坐标系， 使z 轴垂直向下， 即与磁偶极子磁矩方向相同。在准静态极限下， 可写出电磁场各分量表达式为：
E φ=2M π
i ωμ0∞?2*1m m m R +J 1(mr)dm (2.2.17a) Hr=2M π
0∞?1*m R 2*1m m m R +J 1(mr)dm (2.2.17b) Hz=2M π0∞?3*1m m m R
+J 0(mr)dm (2.2.17c) 特别地， 当N=1时， 可得到均匀半空间表面的电磁场为：
E φ=-42M r
ρπ［3-e ikr (3-3ikr-k 2r 2)］ (2.2.18a) Hr=-24Mk r π[I 1(2ikr ）K 1(2ikr ）-I 2(2ikr ）K 2(2
ikr ）] (2.2.18b)
Hz=2
252Mk k r
π［9-e ikr (9-9ikr-4k 2r 2+ik 3r 3)］ (2.2.18c) 与水平电偶极子的电磁场类似，综合参数ikr 决定了电磁场随收发距、频率、电导率的变化规律。
(1) 近区响应（p << 1）
当r<<δ即p<< 1时，带入幂级数和贝塞尔函数的渐进展开式，得到(2.2.18)各式的渐近表达式为：
E φ≈
24iM r
μωπ (2.2.19a) Hr ≈16iM r
μσωπ- (2.2.19b) Hz ≈34M r π- (2.2.19c) 可见，在近区，垂直磁偶极子的电场E φ与电导率无关，而与频率成正比；与此相反， 水平电偶极子的电场E φ与频率无关，而与电导率成反比。垂直磁偶极子的水平磁场Hr 与电导率和频率呈正比，而水平电偶极子的水平磁场与二者都无关。两种场源的垂直磁场与频率和电导率均无关。此时的波阻抗为：
｜Z ｜=｜E φ｜/｜Hr ｜=4/（σr ） (2.2.21)
也与频率无关。定义近区视电阻率：
ρ=（r ｜E φ｜）/（4｜Hr ｜） (1.2.22)
它是水平电偶极子视电阻率［参见(2.2.8)式］的一半。也就是说，假设大地是均匀的， 则在近区用线圈所得的电阻率是用电偶极子测得的一半。显然，卡尼亚电阻率也存在类似于水平电偶极子时的近区畸变。
(2) 远区响应（p>>1）
当r>>δ即p>>1时，带入幂级数和贝塞尔函数的渐进展开式，可得到(2.2.18)各式的渐近表达式：
E φ≈-
432M r πσ (2.2.23a) Hr
(2.2.23b) Hz ≈592M
r
πσμω (2.2.23c) 4πσ
μωi e H E Z ±== （2.2.23d ） 可以看出，磁偶极子远区电磁场有如下特点：（1）频率很高时（场变化频率远快于介质极化速度），电场与频率无关，但与电导率成反比；（2）磁场与电导率和频率平方根反比；（3）垂直磁场与电导率成反比，即比水平磁场对电导率更灵敏，但衰减也更快；（4）水平电场与磁场随收发距变化规律相同，相位差是π/4或785.4 mrad 。但场随r 的增大而衰减的速度比电偶极的快；（5）波阻抗与电阻率和频率平方根正比，与场源参数无关，与水平电偶极子的完全相同，可以定义同样的卡尼亚电阻率，即：在“大”的“电距离”上，用磁偶极子做场
源所测的电阻率与电偶极子所得的完全相同。
(3) 过渡带响应(p ≈1， r ≈δ)
如同水平电偶极子的情形一样， 磁偶极子的过渡带响应由(2.2.18)式严格地描述，场及波阻抗的性质都比较复杂，与电导率、频率及场源参数有关。
2.2.1.3水平分层介质表面谐变偶极子场的数值计算方法
水平层状介质表面人工源激励的电磁场表达式中都含有零阶和一阶贝塞尔函数的无穷积分， 这类积分实质上都是汉克尔变换式。自20世纪70年代初发展起来的快速汉克尔变
换方法是计算这类积分最有效的工具之一。
快速汉克尔变换
考虑含Bessel （贝塞尔）函数在(0， ∞)区间上的积分：
g(r)=0∞
? f(λ)λJv(λr)d λ (2.2.24)
其中Jv 是v 阶第一类Bessel 函数， 实数v ＞-1， 引入如下变换式：
λ=e -x /r
x,y ∈(-∞, ∞) (2.2.25) r=r 0e y
式中x ，y 是快速Hankel 变换中的新变量， r 0是选定常数， 定义如下新函数：
F(x)=f(λ)λ
,G(y)=g(r)r
则（2.2.24）式可重写为： G （y ）=∞
-∞?F （x ）Jv （e y-x ）e y-x dx=∞-∞?F （x ）Hv(y-x)dx=F*Hv (2.2.26)
即G 是函数F 和Hv 的褶积， 这里Hv （x ）=J v （e x ）e x 。
根据抽样定理，对F(x)进行抽样， 并利用抽样定理写出：
()F x =n ∞=-∞∑F(n Δ)P(x ?-n) 其中Δ为抽样间隔， 且：
P(x)=sin(πx)/π
x
将()F x 代入(2.2.26)式，则整理得：
()G y =n ∞=-∞∑F(n Δ)H*v (y-n Δ
)
再对y
离散化，上式可写为
()G m ?=n ∞=-∞
∑F(n Δ)H*v ［(m-n)Δ］ =n ∞=-∞∑ [f （01r e n Δ）0
1r e n Δ] H*v ［(m-n)Δ］ (2.2.27) }
即：
g(r)= 1
r n
∞
=-∞
∑[f（
1
r
e nΔ）
1
r
e nΔ] H*v［(m-n)Δ］(2.2.28)
式中：
H*v (y)=
∞
-∞
?P(x
?
)H v(y-x)dx (2.2.29)
称为汉克尔滤波系数，与抽样间隔△有关。目前已有不同抽样间隔的不同长度的汉克尔滤波系数，可根据要求选用。再根据(2.2.27)式的快速变换，可以计算含贝塞尔函数的无穷积分。
2.2.2 CSAMT野外工作方法和技术
2.2.2.1
如图2.2.6所示，CSAMT包括张量、矢量和标量三种方式，取决于测量分量的数量和使用场源的数量。
（1）张量CSAMT
张量CSAMT利用两个方向的场源来测定五个分量Ex、Ey、Hx、Hy、Hz）
与大地电磁场不同，CSAMT场源不是全方位的，所以需要两个场源。为了完全确定阻抗张量，总共需要测量10个分量。
图2.2.6张量、矢量和标量CSAMT法的定义
（a), （b) 用两个场源，且每个场源做5次的全张量测量
（c) 每个场源观测3个分量的部分张量测量
（d) 单一场源5次观测的矢量测量（e)单一场源2次观测的标量测量
（f) 用一个场源在一个方向上只做电场观测的标量CSAET法，在少量点上测磁场
用以把电场数据转换为近似的电阻率。
张量测量最好用于构造很复杂的地区和测深点距比地质构造尺寸大很多的地区。当测深
点布得很近，地质构造的面貌可以靠高的测量密度来直接填图，因而张量测量的量（如倾斜度）就变得不重要了。即使是在复杂的地区，高密度的标量或矢量数据确定的构造与低密度张量结果相近。但具有强烈的局部非各向同性地区例外，在这些地区用全张量解出的
阻抗可能要好些。
（2）矢量CSAMT
矢量CSAMT利用单一个场源来测量4个或5个分量（Ex、Ey、Hx、Hy, 有时加测Hz）。矢量CSAMT数据提供了关于地下二维或三维构造的信息，但比张量测量的信息少。由于少收集和处理50%的数据，矢量测量比张量便宜。矢量CSAMT在非各向同性不强的地区确定复杂地质构造是有用的，出于经济的考虑，在二维地区常常宁可做矢量而不做张量CSAMT。
（3）标量CSAMT
标量CSAMT利用一个场源测量两个分量（Ex和Hy或者Ey和Hx），标量测量对于一维的层状条件或者走向已知的二维条件是足够了，在更复杂的条件下，则取决于数据的密度。图2.2.7是一个典型的标量CSAMT示意图。在复杂地质条件下采用单一测线的标量CSAMT是非常冒险的。例如，当偶极方向恰好垂直于断层（TM方式）时，用标量数据可以很容易地确定线性的陡倾斜断层；可是如果偶极平行走向（TE方式），断层的解释和定位就很困难。
因此，在二维和三维地区做标量测量通常都用密的测网，密的测网能部分地克服缺少多分量数据（像矢量和张量数据中）的缺陷。主要的例外是区域性非各向同性很强的地方，在这种情况下张量或者矢量数据也许好些。标量CSAMT测量的主要吸引力在于它的成本相
当低，这就是为什么至今取得的CSAMT资料绝大部分是标量结果。
图2.2.7典型的标量CSAMT测量布置示意图
（4）标量CSAET
最简单的、也是目前所有商业仪器及野外所用的CSAMT形式可称为可控源音频大地电流法（CSAET），它系统地测量电场，只在个别点测量磁场，从而把电场的测量值转换为近似的卡尼亚电阻率。CSAET通常在发射偶极中垂线±15°的扇形区域内测量，它也得不到有意义的相位资料。在磁场完全均匀，地质情况不复杂的层状地区用来普查填图是令人满意的。然而当这些假设条件不成立时则会引起麻烦。图2.2.8是地堑断层的上升和下降断块上的两个一维模拟结果，图2.2.8（a）表明，位于下降断块上的6号点的磁场较4号点的高，这个较大的差平方后计算卡尼亚电阻率可以引起大的电阻率误差。图 2.2.8（b）显示
在6号点测到的CSAMT和CSAET的响应。CSAMT响应正确地描绘了高/低/高的地质断面，但是在这同一个点，用在CSAET排列中点所得较低的磁场值来归一化，则得出错误的结果。层序好像是高/低/高/低/高，其最大的误差几乎达到100%。CSAET资料在冲积盖层下“生”出了一层假高阻层。反过来，错误地选择磁场测点，其结果也可能使真实的层“消失”。如果地质条件更加复杂，可能使结果更坏。因此，除非是在极简单的地质环境中普查，在野外应避免使用CSAET。
图2.2.8 CSAET引起的视电阻率误差
（a) 在6个偶极CSAET排列中，在两个测点上的磁场测量值
（b) 6号测深点CSAMT（E、H均在6号点测）和CSAET（E在6号测而H在排列中心
2.2.2.2 CSAMT场源与测量模式
CSAMT通常使用两种场源：接地导线（水平电偶极子）和不接地回线（垂直磁偶极子）。在均匀大地中，两种场源的远区卡尼亚电阻率与相位是相同的，但信号强度不相同。在大多数实际的野外条件下，电偶极的信噪比优于回线源，而且布置也相对方便，此外，电偶极还可以控制场的方向，所以在CSAMT或者长距离的TEM勘探中很少使用回线源。但在平坦的戈壁荒漠、冻土带等地区，电极接地非常困难，常使用不接地回线。不接地回线的另一个优点是场衰减快，因此，使用较小的收发距即可满足远区的要求。
在使用接地导线场源时，根据发射偶极AB、接收偶极MN和测线布设方向相对于地质构造走向的关系，CSAMT有TM（Transverse Magnetic）和TE（Transverse Electric）两种测量模式。
（1）TM模式
发射偶极AB、接收偶极MN及测线方向垂直于地质构造走向布设。TM模式横向分辨
能力较强，观测的电场受静态影响、地形影响较严重。
（2）TE模式
发射偶极AB、接收偶极MN及测线方向平行于地质构造走向布设。TE模式垂向分辨能力较高，观测的电场受静态影响、地形影响较小。
2.2.2.3 CSAMT测量覆盖范围
CSAMT测量中，有限场源的使用对在平面上允许采集数据的范围提出了一些限制。确
r，它受到进入近区带的限制；②最大定允许勘探范围的因素有三个：①最小发收距
min
r，它受到最小可测信号和噪声水平的限制；③信号强度与 角的依赖联系（对发收距
max
水平电偶源）。
图2.2.9概括了CSAMT主要覆盖范围的界限。所示的类型随地下的和计算的参数不同而变化。图2.2.9（a）是关于Ex/Hy的数据获得区，图2.2.9（b）则是Ey/Hx的采集区。这些区是宽广的，并且有很大的伸缩性。但是，若同时观测Ex/Hy和Ey/Hx或使用一个以上场源情况下，可以进行测量的重叠的区域对均匀半空间而言就很窄了。另外，在2D、3D环境下可测量区带常常要宽一些。
图2.2.9标量CSAMT排列可以进行测量的分带
理论上，测量Ey/Hx似乎稍微优越一点。因为在距离场源三倍趋肤深度以外，测量就可认为是在远区；而测量Ex/Hy至少需要在4倍甚至5倍趋肤深度以外。但在野外实际工作中，通常都是在接地导线中垂线两侧30o的扇形区域内测量Ex/Hy。因为此时信号强度大，生产效率高。
2.2.2.4 CSAMT中的
CSAMT噪声可分为五个类型：操作差错、仪器噪声、大气层/大地噪声、风噪声和地质噪声。
（1）
操作差错，是由于不正确地连接电缆，未发现信号饱和，不适当地放大或校正电位、采用精度不够的模数转换、电场和磁场探头调节不正确、记错发送机的电流、在需要时没有使用有源不极化电极、使用没有重新使电解液饱和的不极化电极等等。
仪器误差由噪声成分、接收机的低输入阻抗、不适当的叠加滤波器的性能、接地不良等引起。
（2）
文化噪声是指人类的电磁活动和建筑设施等对CSAMT测量的影响。
无论如何必须避开以下三种情况：造成场源和测站的直接联系，电场偶极与埋在地
下的金属构件平行放置以及电极布置在文化设施附近。直接联系的问题是可控源测量中最坏的可能排列之一，这种排列直接把电流传输到测点，而不管地质体走向如何。其结果是可重复的但电场的观测则是一个极不规则的变化曲线。受了这种影响的资料几乎不可能进行解释。
（3）
大气层噪声是由雷暴雨作用和大气及云中的静电干扰作用的高频尖峰信号构成。（4）
风、振动等会引起天线的摆动，从而强烈地影响磁场的测量。
以上的仪器噪声、文化噪声、大地电磁噪声、风噪声可以统称为电噪声。有效地增
加信噪比、长时间叠加、低通/带通/高通滤波器是对抗这些噪声的有效方法。
（5）
地质噪声通常指勘探目标以外的地质因素对CSAMT法数据的影响。地表局部不均匀体引起的静态效应是一类广泛存在的地质噪声，可参见AMT的有关章节。这里主要讨论地形和激发极化（IP）对CSAMT的影响。
（1）地形效应
电流密度分布是所有电法（电磁法）中控制性和决定性的。地形的起伏会改变电流密度分布，从而影响电场和磁场的测量结果。图2.2.10是地形影响的简单示意图。等位线和电流线在山脊附近分开，而在山谷靠拢，从而导致二维情况下TE和TM方式数据有不同的类型。TM方式（图2.2.10（b））在山脊下深处表现为虚假的低电阻率异常，而山谷下深处为高电阻率异常，异常的两侧出现上冲/下冲的特征。与此相反，图2.2.10（c）的TE方式在山脊下显示浅的假高阻异常，而山谷下显现浅的低阻异常。
图2.2.10地形对电场测量影响的示意图
（a) 不同地形特点上电流分布的畸变
（b) 不同地形特点上TM方式电阻率拟断面图
（c) TE方式电阻率断面。H代表高电阻率，L代表低电阻率。
（2）CSAMT 中的IP 影响
激发极化效应（IP ）是电荷积聚在金属矿物和电解液的分界面上引起的， 或者是粘土或孔隙束缚离子运动而引起的。电荷的束缚引起能量的存储和释放， 类似于电容器的充放电。
2.2.2.5 CSAMT 数据质量
CSAMT 的数据质量主要决定于场源电流、 发收距和环境噪声水平。 由于CSAMT 的信号较强，
因此其观测数据质量比天然场源的要高。
在一个恰当设计的系统中， 测量结果中出现的噪声大多数是非对称性的， 或随机的， 至少有较长的一段时间中是如此。因此， 天电干扰和大地噪声有可能经过叠加平均而除去， 而闪电和文化噪声则常常不能消去， 引起麻烦。任何电场、 磁场观测中存在的随机误差可以从n 次叠加的结果加以估计， 每次叠加包含m 个连续波的平均， 并可根据平均值来检验每一单个叠加值i x 的偏差：
1
1n
i i x x x n S ===∑ （2.2.34）
x S 是标准偏差。偏离系数x V 为标准偏差相对观测平均值的百分数：
x x S V x =2100% （2.2.35）
出现在卡尼亚电阻率中的误差可由H 和E 的误差传递得到：
2S ρ= （2.2.36）
相位差的误差为：
S φ= （2.2.37）
公式中E S 和H S 分别为电场相位的观测误差。对某一区域，在合适地评估噪声水平的前提下，确定一个合理的误差水平，以此控制每个频点的数据质量。
CSAMT 观测方案设计
地质任务是选择地球物理方法的前提和决定性的因素。CSAMT 是以岩石的电导率差异为基础的，要求勘探的目标体与围岩存在明显的电阻率差异。相比于埋深，目标体应有一定的规模（CSAMT 的横向分辨率相当于接收电偶极子的长度，纵向分辨率则取决于大地电导率、频率和频率抽样密度，一般不超过20%。高阻地层时，分辨率更低），且测区内无强烈的电磁干扰，地形地貌适合开展工作。
一旦决定进行CSAMT 测量，首先应根据任务要求，收集相关的地质、地球物理（包括岩矿石电阻率参数资料）、地球化学、钻探及测绘等资料，实地踏勘测区地形、地貌、交通、
气象、居民点、植被等条件，调查测区电磁干扰源并对电磁干扰情况进行估计，结合地质任务、测区地质构造特征、地形地貌、噪声水平、仪器设备性能等条件，设计合适的装置形式、工作频段、收发距、供电极距、接收极距和测网。
（1） 勘探深度
图 勘探深度影响到CSAMT 设计中的每一个参数，如观测频率、发收距等。CSAMT 的勘探深度与大地电阻率和信号频率有关并按Bostick 深度公式计算。理论上，只要信号频率足够低，勘探深度可达数十公里。但实际中并非如此， 有限的发收距决定了能保持远区测量的频率是有限制的，因此CSAMT 的实际勘探深度大约在10 m~3 km 。更浅的目标体，可以考虑使用
地质雷达、高密度电法等，更深的则应使用AMT 或MT 方法。
（2） 最低工作频率
首先对测区内大地电阻率有一个恰当的估计，这个估计可根据收集或采集的岩（矿）石物性样品的电阻率值、测井电阻率值，以及测区以往经验来获得，然后可根据要求的最大探测深度max h 估算所需要的最低工作频率L f 。
ρ????? ??=2
max 356h f L ………………………… ………………（2.2.38） 测量的最低频率受到必须保持在近区以外的条件限制， 这与受噪声水平制约的最大场源距max r 有关。K.L.Zonge 给出了以下的经验方式：
2
max 4.0L f r ρ=（适于远区数据） （2.3.39）
2max 0.06L f r ρ
= （适于远区和过渡带数据）2.2.40）
以上公式中假定了最低信噪比为1∶100。通常，为保证不漏掉所要探测的地质目标体，要求野外应测到比最低工作频率L f 还要低几个频率。
（3）最小收发距
图 最小收发距取决于最低工作频率的趋肤深度和观测装置。对于电偶极子的旁侧装置，若要求观测在远区进行，要求min r ＞δ4（δ为趋肤深度），对于轴向装置测量，要求min r ＞δ5；
如果允许在近场观测，则可放宽到min r ＞δ5.0。
(4) 最大收发距
最大发收距max r 受到给定噪声条件下可探测的最小电场强度min E 的制约。对于旁侧测量， 在远区条件下：
1
3max
min sin IdL r E ρ?π??= ??? （2.2.41
） 例如，若ρ为m ?Ω10，A I 30=，dL 长度km 2，旁侧y x H E /装置（?=90φ）测量，外界随机噪声水平V μ10，当km V E /1.0min μ=时（假定最低信噪比为1：100，目前的CSAMT 数字采集系统可在信噪比为1：100时随机噪声条件下经过叠加和平均得到最小准确信号），可计算得到km r 4.12max =。max r 随电阻率增高和噪声水平降低而增大，反之则减小。事实
上，仪器观测系统本身的分辨率由于各种噪声的存在，min E 一般应大于km V /5.0μ，因此实际max r
应小于km 4.12才能观测到最小准确信号。
2.2.2.7 CSAMT 仪器设备
2.2.2.7.1 基本要求
CSAMT 仪器设备主要包括发射机、接收机、磁探头、发电机组、电极、电缆等，其主要性能指标应达到CSAMT 方法技术的要求（参见表2.2.1-2.2.3），不符合要求的仪器设备不得用于生产。目前国内外常用的CSAMT 仪器主要有美国Zonge 工作与研究组织生产的GDP-16/32系列和加拿大凤凰公司生产的V6/V8系列仪器。
供电电极A 、B 要坚固耐用，导电性能良好，可选用铜板、铜丝网、铝箔或采用铁或钢制的金属棒电极。金属棒电极一般长度为60cm ～100cm ，直径为1.6cm ～2.2cm 为宜。在接地电阻大或需要大供电电流工作的地区，宜用铜板等片状电极。一般供电导线应选用内阻小、
绝缘性能好、轻便、强度高的多芯全铜导线，其内阻应小于8Ω／km 。当电压为500V 时，供电导线的绝缘电阻应大于2MΩ／km 。
接收电极M 、N 应采用电化学性能稳定、极差变化小的不极化电极。接收导线也应选用内阻小、绝缘性能好、拉力强的耐磨导线，当电压为500V 时，接收导线的绝缘电阻应大于5MΩ／km 。
2.2.2.7.2 检测与标定
工作前和工作期间应视工期长短定期对接收机、发射机及附属设备进行调节检测。接收机具有自检功能的，应定期进行自动校准检测。磁探头应定期进行标定（标定方法可依据各个仪器自带的说明书的规定）。仪器设备各项指标合格后方可进行野外工作。
同一型号两台及两台以上接收机在同一测区野外工作前，应进行多台仪器一致性对比试验。一致性试验应选择电磁干扰小的地段进行单点全频段测定，并由m 台仪器观测的卡尼亚电阻率总均方相对误差一致性ε来衡量，计算公式为：
∑∑==-±=n i m j ij n L V
112)/(一致性ε…………………………………………（2.2.42）
式中：ij V ——第j 台仪器在第i 频点卡尼亚电阻率观测值与m 台仪器在第i 频点上卡尼亚电阻率观测值平均值的相对误差，i i ij ij V ρρρ/)(-=；ij ρ——第j 台仪器在第i 频点卡尼亚电阻率观测值；
i ——m 台仪器在第i 频点卡尼亚电阻率观测值平均值，∑==m j ij i m 1
/ρρ；m ——参加一致性观测的仪器台数；n ——参与一致性试验的观测频点数；L ——相对误差ij V 的总个数n m L ?=。
2.2.2.7 CSAMT 野外工作技术
场源布设
（1）供电电极A 、B 点位的地理位置既要尽可能满足远区观测的条件，AB 要尽可能平行于测线方向布设，其方位误差应小于3°。
（2）A 、B 极布置还要考虑交通情况和接地条件。A 、B 极布置要尽量避开高压线、矿山（洞）上方、暗埋管道、溪流水域、平行的断裂构造等以减少电磁干扰。
（1）A 、B 极下或与测区间应尽量避开已知金属矿、煤矿、湖泊、溶洞和局部高阻隆起等可能引起场源效应的已知地质体。
（2）A 、B 布设完毕后，应检查供电导线是否有漏电情况、A 、B 极是否正确连接、接地情况是否良好，各连接点是否牢固。
接收装置布设
（1）接收导线应贴地放置，避免因风吹使导线晃动产生电磁干扰。
（2）接收电极的接地电阻一般应低于2kΩ，如遇基岩裸露地区，可适当放宽，但不应大于10kΩ。
（3）接收电极M 、N 处遇到人文设施（如人工导体、金属栏杆、管道、供电线路、无线电塔、铁路、钻井、道路等）时，应适当平移，以减小干扰。
（4）磁探头应垂直于接收电极方向布设，采用罗盘仪定位，方位误差应小于2°；磁探头应水平放置，为避免较大的误差，应使用长度大于40cm 的水平尺校准；磁探头到接收机的距离应大于7m ；磁探头布设应远离高压输电线、远离有车辆行驶的道路等干扰源，观测期间所有人员和车辆应远离磁探头并停止使用所有通讯设备。
（5）采用共磁道测量方式观测时，为施工方便，接收机、磁探头应尽可能布设在多道电极排列中间。
（6）M 、N 极布设完毕后，还应检查接收导线是否有漏电情况。
（7）M 、N 极和磁探头布设完毕后，应检查接收电极、磁探头是否正确连接，检查接收电极接地是否良好，各连接点是否牢固。
（8）M 、N 极布设完毕后，还应检查接收电极间直流电位差的稳定性。
安全措施
（1）出工前必须对供电导线进行检查，任何损坏和开裂都必须进行及时的修复和替换，接头处应使用高压绝缘胶布包裹。
（2）在山区收、放导线经过高压线时，严禁抛抖导线或手持长物，以防高压触电。在供电电极和导线经过的村庄、路口等障碍物的位置，应有明显清晰的高压警示标志，并派专人巡视看管。
（3）供电前，操作员必须仔细检测供电线路，确认接线正确、连通和接地情况良好后，明确发出供电指令，当确认所有工作人员已离开A 、B 极，方可开始供电。
（4）供电期间，操作员应密切看护发射机及配套设备，保证其处于正常工作状态并随时处置出现的故障；在改变发射机输出电压挡位、变换频点前，必须退出发射状态；需手动调节发射机输出电流时，必须平稳缓慢调节；退出发射状态前，必须将输出电流调节钮旋至最小。
（5）发电机组运行期间，不得添加燃油。
（6）连接或断开供电导线、发射控制器电缆、发射机电源输入电缆时，必须确认发射机是处于停机状态。
（7）移动测站前或全天工作结束后，在尚未收到发射机操作员明确断电的指令前，为确保人身安全，不允许任何人接触供电导线和电极。
（8）野外作业车辆应配备灭火器、急救箱等；野外人员应配齐可靠的通讯工具；供电系统人员必须使用绝缘胶鞋、绝缘手套等防护用品。
（9）雷雨天气，应停止野外作业。突遇雷电，应迅速关机、断开连接仪器设备的所有电缆。
（10）布线需要经过水域时，除处理好导线外，应保证过水安全、严禁徒手托拽导线涉水（或泅渡）；水上或冰上作业必须制定相应的安全制度和应急措施。
数据采集
（1）数据采集前，操作员应确保接收机与发射机的时钟处于同步状态；操作员应检测接收电极和磁探头接地和连通情况，确保接收电极接地良好、其间的直流电位差稳定，磁探头工作正常。
（2）在供电之前，应观测噪声水平，根据噪声情况，设定叠加次数（可根据2.2.2.5中偏差大小设定）和重复观测次数。供电观测时，应停止无线电通信。当工频干扰较严重时，可选取陷波滤波器抑制噪声。强干扰条件下应选择避开干扰严重的时间段采集数据。当干扰较小时，单个频点一般至少取两次读数；在干扰较强时，应增加读数次数，直到符合（2.2.44）式要求时，方可进行下一个频点的测量。
M n a a a a 2%100)2()(min max min max ≤???
????+-ρρρρ………………（2.2.44）
式中：max a ρ——某频点观测的卡尼亚电阻率读数中最大值；min a ρ——某频点观测的卡
尼亚电阻率读数中最小值；n ——某频点卡尼亚电阻率的读数个数；M ——设计的工作精度。
（3）观测时要做野外观测现场工作记录（参见表2.2.4），应使用铅笔记录。除按规定记录点、线号等信息外，还应记录观测点附近影响观测结果的地质现象、地形地貌、可能引起噪声的干扰源等，要求字迹清晰。
（4）同一测线需改变场源位置时，应至少有2～3个覆盖观测点，改变场源位置前后两次观测的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线形态应大体一致或基本重合。当曲线形态、数值差别较大时要调整场源，重新观测。
（5）收工后应及时将当天采集的数据传入计算机，经检查确认无丢失遗漏数据后，另存盘备份并设定为唯一标识，直至确认所有数据无遗漏并备份成功后方可清除仪器内存储的数据。
质量检查与评价
（1）系统检查观测应在同一场源、不同操作员、重布接收排列、不同时间、不同供电电流进行，测量全部工作频段。
（2）检查观测点数不得少于全区观测点总数的3%，并在测区内大体均匀分布，在异常区段必须有一定数量的检查点。
（3）在全区检查观测的数据中剔除明显畸变频点后，以单个物理点为单位，计算各个频点的卡尼亚电阻率或阻抗相位相对误差i m ，编列i m 统计表并绘制i m 分布曲线。i m 计算公式为：
%100)2()(''???
????+-=ai ai ai ai i A A A A m ……………………（2.2.45） 式中：ai A ——第i 频点原始观测卡尼亚电阻率或阻抗相位；'ai A ——第i 频点检查观测卡尼
亚电阻率或阻抗相位。
（4）单个物理点l 检查观测结果按以下各式计算误差，并应满足设计工作精度要求。
a. 阻抗相位大于200mrad 时，卡尼亚电阻率和或阻抗相位用均方相对误差l M 按公式（2.2.46）计算：
∑=±=n i i l m n M 1
221…………………………………………（2.2.46） 式中：i m ——第i 个频点的卡尼亚电阻率或阻抗相位相对误差；n ——检查观测并参与统计的频点数。
b. 阻抗相位小于等于200mrad 时，卡尼亚电阻率仍用均方相对误差l M 按公式（7）计算，而阻抗相位使用均方误差l ε按公式（2.2.48）计算：
∑=-±=n i ai ai l n 12'2)(??ε…………………………………………（2.2.48）
式中：ai ?——第i 个频点的原始观测阻抗相位数据；'ai ?——第i 个频点的检查观测阻抗相
位数据；n ——检查观测并参与统计的频点数。
当同点质量检查结果出现下列情况之一者，应确定该点为质量不合格：
a ）误差超过设计工作精度的频点数大于该物理点频点总数的1／3；
b ）误差超过2倍设计工作精度的频点数大于该物理点频点总数的5%；
c ）误差超过设计工作精度的观测值在相邻的3个频点上连续出现；
d ）误差大于设计工作精度。
（5）全区系统检查观测质量用总均方相对误差M 按公式（2.2.49）计算，M 应在各个测深点质量评价基础上由卡尼亚电阻率和阻抗相位均方相对误差l M （或均方误差l ε）统计得出，统计时不得剔除单个物理点系统检查确定为质量不合格的检查点。全区数据质量合格应满足的条件是：质量不合格的检查点数不超过被评价区域内检查点总数的1／3；全区M 应满足设计工作精度的规定。M 的计算公式为：
∑=±=k l l A k M 1
21…………………………………………（2.2.49） 式中：l A ——第l 个物理点的均方相对误差或均方误差；k ——全区系统检查观测的全部物理点数。
（6）当质量不合格的检查点数超过被评价区域内检查点总数的1／3时，可增加系统检查工作量（可直至总工作量的20%）后进一步统计，但系统检查观测精度仍旧达不到合格标准时，不得再增加检查工作量，确定为此测区全部观测资料作废。
CSAMT 资料处理与解释
资料处理
资料处理的目的是压制CSAMT数据中的各种噪声的影响，如仪器噪声、天然电磁噪声与人文噪声，或校正由地质噪声（静态位移、地形影响）以及非平面波引起的过渡区畸变等，从各种叠加场中分离、突出或增强地质目标体的场信息或趋势，有利于后续的解释。一般的处理方法包括：数据编辑、静态位移校正、地形校正及过渡区校正等。
数据编辑是压制由仪器噪声、风噪声、天然电磁噪声和人文噪声引起的明显畸变。应根据野外观测工作原始记录的信息、原始卡尼亚电阻率曲线和阻抗相位曲线趋势特征、误差统计表或分布曲线，对受干扰大、噪声强的数据做合理的编辑（剔除或圆滑）处理。
静态位移校正主要用于消除近地表局部导电性不均匀体引起的静态位移效应。在校正静态效应时可参考利用阻抗相位资料进行识别，依据地质构造和地形起伏情况，判断静态效应及其严重程度，并选取利用相位实测数据、空间滤波法、小波多尺度分析等适当的静态校正方法（参见2.1中AMT有关部分），谨慎地结合测区已知资料进行分析校正。
地形校正是用于消除由于地形起伏引起的卡尼亚电阻率曲线和阻抗相位的畸变。对地形复杂地区，宜采用合适的方法做地形校正，例如比值法校正，或者选取带起伏地形反演的二维、三维软件进行反演以直接校正地形影响。
过渡区校正主要用于改正卡尼亚电阻率在过渡区由于非平面波效应产生的畸变。可根据解释工作需要，选用有效的方法，如利用等效阻抗计算全区视电阻率，从而提取出过渡区数据中“隐藏”的有用频率测深信息，使其得到有效利用。
为判别多重资料处理过程的真实可靠性，应检查处理过程正确与否，并将处理结果与原始资料进行比较，还应对多重处理引进的误差进行评估。正确可靠的处理结果应是确保原始数据中的固有真实信息或趋势不但不会丢失，相反是得到保留或增强。
资料解释
资料解释是在资料处理的基础上，对CSAMT测量数据作出客观合理的地质推断。解释工作的主要步骤是定性解释、定量解释和综合地质解释。实际解释工作中，资料处理、定性解释、定量解释和综合地质解释需要交叉或反复进行，使资料解释工作逐步深化。
定性解释是根据初步建立的地质―地球物理模型和标志，对卡尼亚电阻率和阻抗相位异常的性质、规模及起因进行分析判定。定性解释通常采用从已知到未知的类比法和模型对比法等，有时还需运用定量计算的结果来支持定性的结论，定性解释要多次反复进行。具体包括如下步骤。
（1）根据测区内已知地质目标体上建立的地质―地球物理模型显示的标志（异常强度、形态、走向、规模、展布特点等）进行类比来判断异常的性质、规模和起因。
（2）根据测区地质图标出的岩性、本区实测物性或邻区的物性，进行半定量正演估算，判断异常的性质、规模和起因。
（3）对某些可以定量反演的异常进行定量反演，求取电性异常体的埋深形态和物性参数，与已知地质体的相应参数进行对比，来判断异常的性质、规模和起因。
（4）与收集到的地质、地球化学及地球物理等相关资料和测区异常成果资料进行综合研究与对比分析，判断异常的性质、规模和起因。
（5）定量解释是在定性解释基础上，建立反演初始模型，运用各种定量反演的方法求取电性异常体的物性参数和几何参数。
（6）定量解释要尽可能利用测区内实测的物性参数、已有地质勘探控制的地下地质情况以及其他物探资料作为约束条件和先验控制信息，并利用定性解释的分析结论或认识建立反演
本科生实习报告 实习类型生产实习 题目AMT生产实习 学院名称地球物理学院 专业名称勘查技术与工程 学生姓名ZRY 学生学号 指导教师 实习地点东苑及5417 实习成绩 二〇一二年十一月二〇一二年十一月
目录 AMT音频大地电磁法 摘要 学会使用V8仪器以及野外音频大地电磁法测量的基本原理和方法，从而进行数据资料的采集；此外也需要学会使用SSMT2000软件对所采集的电磁信号进行处理，最终通过一系列的计算得到最终的成果，这是要求学会AMT数据资料的处理与解释。 关键字：V8；SMT；SSMT2000 第1章AMT数据资料的采集 1.1数据采集仪器 V8主机，AMTC-30磁棒，不极化电极，GPS，电线及屏蔽电缆，CF卡以及读卡器，蓄电池等，参数设计工具软件TBLEDIT.exe，台式机或笔记本电脑。 其中V8多功能电法仪具备时间域的常规电剖面、电测深、高密度电法、瞬变电磁测量功能；具备频率域的MT（大地电磁法）AMT（音频大地电磁法）CSAMT（可控源音频大地电磁法）SIP（频谱激电）勘探测量功能. 1.2实习内容 1.学习使用V8仪器，会熟练操作V8仪器； 2.学会AMT数据资料采集的野外布线方式； 3.掌握音频大地电磁法的基本原理以及操作方式。
1.3V8布线方式 1.3.1“十”字布极法 图 1“十”字布极法 工作特点：AMT/MT单点测；张量观测：五分量测量；为适应不同地形条件。 1.3.2“L”型布极法 图 2 “L”型布极法 工作特点：AMT/MT单点测；张量观测：五分量测量；为适应不同地形条件。
1.3.3“T”字型布极法 图 3 “T”字型布极法 工作特点：AMT/MT单点测；张量观测：五分量测量；为适应不同地形条件。 1.3.4 RXU-3ER连接方法 图 44 RXU-3ER连接方法 工作特点：AMT/MT单点测深；张量观测：2电道观测；也有三种布极方法；只测量两个电道与V8主机共用磁道；提高工作效率 本次实习采用的是“十”字布极法。
大地电磁测深法作业指导书 大地电磁测深法是指可控源音频大地电磁测深(CSAMT)和音频大地电磁测深(AMT)。 1.目的 为了规范和提高大地电磁测深法的勘查工作及其质量，提出该项目的设计、勘查、资料整理和报告编写等方面的要求。 2.适用范围 本作业指导书主要针对地热勘查工作中的适用于大地电磁测深法，其他地质勘查中的大地电磁测深法应遵照相应的规范要求执行。 3.总则 地热勘查工作中的大地电磁测深法工作，必需按本作业指导书和相应的规范要求执行。 设计编写 1.实施步骤 1.1 设计书编写的准备工作(综合研究) 1.1.1 项目实施单位根据有关部门下达的《任务书》，认真研究项目的目标任务，落实设计编写的具体方案，系统收集，分析与任务有关的资料。充分收集测区内所有前人工作成果
资料(包括地质、矿产、物探、化探和遥感图像资料及各种科研成果)，详细研究各种资料的可信度和存在问题，了解测区地质构造轮廓及地层、火成岩分布等性质。同时，应注意收集环境地质、水文地质、灾害地质、管道设施及输变电网布局等资料。作到充分利用以往资料，不作重复工作，分析在以往工作成果基础上获得新成果的可能性和新成果的价值，分析方法的有效性，充分利用先进适用的方法技术，获得最大的地质找矿效果。 1.1.2必要时，应在设计前进行现场踏勘和方法有效性试验，其主要内容为： a.实地考察测区地形、地貌、交通及生活条件 b.核对已收集的地质、物化探及测绘资料 c.测定电性参数，并分析它们于勘
查对象的相关性 d.在某些典型地段进行方法有效性试验 1.1.3落实编写部门和任务。编写部门用两天时间起草编写的具体方案，报有关专业地质调查部门审核，经批准后着手设计前的准备工作。 1.2技术设计 1.2.1 CSAMT 装置 AB 接地长导线为发射源，在ｒ＞3δ(趋肤深度)的扇形范围内布置测网，通过在接收点同时测量电场和磁场两个互相垂直的水平分量的振幅和相位，计算阻抗视电阻率P E/H 和相位差φ E-H 。装置图如下： A B O ≥3δHy Ex 1.2.2 CSAMT 装置的技术要求 1.2.2.1利用场强单分量视电阻率时，装置必须满足偶极子条件，而利用单一的比值视电阻率时可放宽。 1.2.2.2确定ｒ距(发射源到测量点的距离)的原则是确保勘
可控源音频大地电磁法(C S A M T)勘查设计
精品资料 可控源音频大地电磁法（CSAMT）勘查方案 设计单位： 二〇〇八年四月 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
第一章前言 1.1 项目概况 目标任务是：查明区内地层、及构造的分布情况……………………… 1.2位置与交通 1.3自然地理及经济地理概况 1.4以往开展的类似工作 第二章工作区域地质及构造情况 第三章工作方法 3.1测网布设 3.2 工作方法及技术要求 本次物探工作投入可控源音频大地电磁法执行以下有关规范、规程： 1) 《可控源声频大地电磁法勘探技术规程》（SY/T 5772 – 2002） 2) 《物化探工程测量规范》（DZ/T0153-1995） 3) 《地球物理勘查图式图例及用色标准》（DZ/T0069 –1993） （1）工作中采用的仪器为加拿大凤凰公司生产的V8多功能电法采集系统。 根据工作区要求的勘查深度大、附近人文干扰大等实际情况，采用抗干扰能力强的可控源音频大地电磁法（CSAMT法）进行勘查，CSAMT法测量方式采用标量。收发距暂定为3km，具体将按试验结果定。了解300m深度范围内岩体、构造分布情况。 （2)数据处理采用V8多功能采集系统配套反演软件。
了解矿区内异常响应特征，包括异常强度、形态、范围、时间特性、频率特性、地质噪声及信噪比等，查明外来电磁噪声电平及干扰特征，检查设计工作精度工作装置等是否合理工方法是否有效等，并依据方法试验结果确认，确定最佳的装置和测量参数。 3.3 质量要求和评价 3.4 可控源音频大地电磁法（CSAMT）精度及质量要求 1）本次CSAMT测量的质量评价将通过计算检查点与原始测量卡尼亚电阻率的均方相对误差Mr来衡量。其计算公式如下： Mr＜±5%为合格。 2）质量检查：总工作量的5%。 3）CSAMT工作精度 综合CSAMT测地工作精度要求，CSAMT精度用电磁法测地精度表中B级精度。 3.5 仪器型号及主要技术指标 3.5.1本项目拟使用以下几种物探仪器：V8多功能接收机、TXU-30多功能发射机、30KW发电机 3.5.2各仪器主要技术指标如下： 1）V8多功能接收机主要技术指标 V8是加拿大凤凰公司自1975年以来研制开发的第八代多功能电法系统，在非常成熟的系统2000和V5,V6A的基础上，V8更趋向于尽善尽美，包括轻便坚固的采集系统和GPS同步系统以及触摸式防水ASCII键盘和彩色的背光屏幕，让操作员可以轻松地对数据质量进行监控处理。
目录 章节号内容页码 1. 立项作业指导书 (2) 2. 设计编写作业指导书 (4) 3. 野外作业指导书 (11) 4. 资料整理作业指导书 (16) 5. 资料野外验收作业指导书 (20) 6. 成果报告编写作业指导书 (23) 7. 成果报告评审作业指导书 (26)
立项作业指导书 1.目的 立项是可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)工作质量的起点，其质量将直接影响成果质量和找矿效果。本规范对可控源音频大地电磁测深法立项工作所必须遵循的规则作了具体规定，以提高立项质量。 2.适用范围 本规范适用于申请上级主管部门、社会企事业单位委托承包、招标承包的可控源音频大地电磁测深法的前期立项工作。 3.总则 可控源音频大地电磁测深法立项工作必须严格执行本规定及 DZ/T地球物理勘查名词术语 GB/T14499-93地球物理勘查技术符号 GB/T0069-93地球物理勘查图式图例及用色标准 4.实施步骤 4.1 综合研究 在确定任务时，应结合具体情况系统地收集和细致地研究目标区内前人工作成果资料(含以往地质、物探、化探、遥感等资料)，作到充分利用已有资料，不作重复工作，分析在以往工作成果基础上获得新成果的可能性和新成果的价值，研究开展可控源音频大地电磁测深法的地球物理前提及方法的有效性。 4.2 项目规划 4.2.1可控源音频大地电磁测深法(以下简称CSAMT)是利用人工源建立谐变电磁场，在固定发收距r的情况下人为的改变电磁场的频率f，以达到探测地下不同深度地层构造的目的。该方法的主要特点是能穿透高阻容屏蔽层，探测深度大，分辨率高。可用于金属矿勘探、油气田勘探、深部地层构造勘探和解决水文工程地质等问题。 4.2.2 CSAMT应用条件 4.2.2.1勘查对象与周围地质体之间存在较明显的电阻率差异。 4.2.2.2勘查对象产生的电性异常能从干扰背景中分辨出来。
可控源音频大地电磁法介绍 1.方法原理和仪器 可控源音频大地电磁法(Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics, 简称CSAMT 卡尼亚电阻率测深曲线，因此又称可控源音频大地电磁测深法。 该法最早是由加拿大多伦多大学的D. W.Strangway教授和他的学生Myaron Goldtein于1971年提出。针对大地电磁测深法场源的随机性和信号微弱，以致观测十分困难这一状况，他们提出了一种改变方案——采用可以控制的人工场源。从而在理论和实践两方面奠定了CSAMT法的基础。 自70年代中期起CSAMT法得到了实际应用，一些公司相继生产用于CSAMT法测量的仪器和解释应用软件。主要仪器是美国Zonge公司生产的GDP-16和GDP-32两种多功能电磁仪。现以GDP-32为例说明仪器的技术指标：该仪器有八个接收通道，能够完成时域激发极化（TDIP）、频域激发极化（RPIP）、复电阻率（CR）、瞬变电磁法（TEM）、可控源音频大地电磁法（CSAMT）测量。其性能指标为工作频率0.007Hz—8192Hz,工作温度-20℃--60℃，工作湿度5%--100%，时钟稳定度∠5×10ˉ10∕24h,输入阻抗10 Ω ∕D C ,动态范围190dB,最小检测信号电压０.03μv、相位±0.1mard（毫弧度），最大输入信号电压±３２v,自动补赏电压±２.２５v（自动），增益１／８－６５５３６（自动）。 2.方法技术 80年代以来，方法理论和仪器都得到了很大发展，应用领域也扩展到了地质普查，勘探石油、天然气、地热、金属矿床，水文，环境等方面，从而成为受人重视的一种地球物理方法。目前在我国已将本方法作为危机矿山深部资源勘探的重要手段，在许多矿山取得了很好的效果。 可控源音频大地电磁测深法是以有限长地电偶极子为场源,在距偶极中心一定距离处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深法。需要考虑的装置是： 测点距：２０－１００米 供电电极距：（AB）：１０００－３０００米 接收电极距（MN）：２０－１００米 可测扇区的夹角（?）≤１５° 我们可以用图1来说明最常用的一种赤道偶极装置进行标 量CSAMT法的测量过程： 场源：用发送机通过接地电极A、B向地下供交变电流， 在地下形成交变电磁场。电流的频率可在一定范围内变化，通 常从2-3~213Hz按2进制递变，在接地十分困难的地方可用不 接地回线作垂直磁偶极子来发送电磁场。 测量：在距离AB相当远的地方进行测量。所谓“相当远” 指的是在这些地方的电磁场已接近平面波，从而可使用卡尼亚
可控源音频大地电磁法（CSAMT）勘查方案 设计单位： 二〇〇八年四月
第一章前言 1.1 项目概况 目标任务是：查明区地层、及构造的分布情况……………………… 1.2位置与交通 1.3自然地理及经济地理概况 1.4以往开展的类似工作 第二章工作区域地质及构造情况 第三章工作方法 3.1测网布设 3.2 工作方法及技术要求 本次物探工作投入可控源音频大地电磁法执行以下有关规、规程： 1) 《可控源声频大地电磁法勘探技术规程》（SY/T 5772 – 2002） 2) 《物化探工程测量规》（DZ/T0153-1995） 3) 《地球物理勘查图式图例及用色标准》（DZ/T0069 –1993） （1）工作中采用的仪器为加拿大凤凰公司生产的V8多功能电法采集系统。 根据工作区要求的勘查深度大、附近人文干扰大等实际情况，采用抗干扰能力强的可控源音频大地电磁法（CSAMT法）进行勘查，CSAMT法测量方式采用标量。收发距暂定为3km，具体将按试验结果定。了解300m深度围岩体、构造分布情况。 （2)数据处理采用V8多功能采集系统配套反演软件。 了解矿区异常响应特征，包括异常强度、形态、围、时间特性、频率特性、地质噪声及信噪比等，查明外来电磁噪声电平及干扰特征，检查设计工作精度工作装置等是否合理工方法是否有效等，并依据方法试验结果确认，确定最佳的装置和测量参数。 3.3 质量要求和评价
3.4 可控源音频大地电磁法（CSAMT）精度及质量要求 1）本次CSAMT测量的质量评价将通过计算检查点与原始测量卡尼亚电阻率的均方相对误差Mr来衡量。其计算公式如下： Mr＜±5%为合格。 2）质量检查：总工作量的5%。 3）CSAMT工作精度 综合CSAMT测地工作精度要求，CSAMT精度用电磁法测地精度表中B级精度。 3.5 仪器型号及主要技术指标 3.5.1本项目拟使用以下几种物探仪器：V8多功能接收机、TXU-30多功能发射机、30KW发电机 3.5.2各仪器主要技术指标如下： 1）V8多功能接收机主要技术指标 V8是加拿大凤凰公司自1975年以来研制开发的第八代多功能电法系统，在非常成熟的系统2000和V5,V6A的基础上，V8更趋向于尽善尽美，包括轻便坚固的采集系统和GPS同步系统以及触摸式防水ASCII键盘和彩色的背光屏幕，让操作员可以轻松地对数据质量进行监控处理。 V8有三个电道和三个磁道，磁道可以连接MTC-50,AMTC-30磁探头或TDEM 线圈。V8可以单机工作;也可以和多个其他系统单元如V8或RXU-3ER（3个电道采集站）组成多测站多道无线局域网络采集系统。 所有地记录单元及场源发射均通过GPS信号保持精确同步,在GPS信号不好的地方,系统晶振时钟会自动启动同步. （1）其技术特点为： ●先进地模块化设计●灵活，配置可选择●重量轻，便携 式 ●工作温度：-20℃到+50℃●网络化，站与站或和发射机之间无连 线 ●场源和接收网络均通过GPS同步●不受地域限制高精度同步叠加，扫 频 ●可控源功能，用户可添加测量频点提高测量分辨率
可控源音频大地电磁测深CSAMT成果报告编写作业指导书1．目的 本规程对CSAMT成果报告编写所必须遵循的规则作了基本的规定，以保证报告的质量。 2．适用范围 本规范适用于CSAMT成果报告的编写工作。 3．总则 CSAMT成果报告编写必须严格执行本规定。 4．实施步骤 4.1分队在通过野外验收后一个月内拟定报告编写提纲报院物化探部审批。 4.2报告编写提纲已经审批，分队立即组织人员落实编写任务，报告编写时间规定为5个月。 4.3成果报告编写要求 4.3.1成果报告应实事求是，内容全面，突出，立论有据，文字简练，逻辑严密，所用名词、术语、符号、格式等必须统一。
4.3.2报告的附图，附件，附表应目的明确，配置得当，文字说明简练。 4.4成果报告的内容 4.4.1成果报告的正文应包括： a.承担地质任务及完成情况 b.测区地质、地球物理概况 c.野外工作方法与技术要求 d.资料的处理解释 e.地质推断 f.结论与建议 4.4.2成果报告附图包括： a.交通位置图 b.实际材料图 c.曲线类型图 d.电性参数剖面等值线图 e.频率测深工作成果图 f.电性－地质剖面图
d.其他图件 4.4.3成果报告附件包括： a.岩石电性资料说明 b.正反演解释方法论述 c.静态位移校正方法说明 d.正反演解释结果数据表及软盘 e.资料质量统计表 f.其它 4.5报告编写其间，分队要不定期开展讨论会，以便了解进展情况，处理有关问题。对各章节，分队技术负责必须认真审阅修改，以达到各方面的统一，必要时责成编写人修改，补充。 4.6经技术负责统稿后的初稿，报送院有关部门初审，初审通过的报告复制(一式八份)，同时向项目主管单位提交评审申请书。 4.7评审所需资料有：野外验收意见书和补充工作的报告，项目合同书，设计书，设计审查意见书，文字报告及附
一第３８卷第１期物一探一与一化一探Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．１一一２０１４年２月ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ＆ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＦｅｂ．，２０１４一 ＤＯＩ：１０．１１７２０／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－８９１８．２０１４．１．２８ 带地形的可控源音频大地电磁法二维正演 张斌１，谭捍东２ （１．有色金属矿产地质调查中心，北京一１０００１２；２．中国地质大学地球物理与信息技术学院，北京一１０００８３） 摘要：利用二次场算法研究了可控源音频大地电磁法二维正演问题三采用有限单元法进行正演模拟，将矩阵压缩存储和共轭梯度解方程方法应用到正演算法中，加快了正演算法的速度，并且将地形因素考虑到正演算法中三通过不同的模型验算，检验了算法的精度三 关键词：可控源音频大地电磁法；２．５维正演；地形因素；有限元单元法 中图分类号：Ｐ６３１一一一文献标识码：Ａ一一一文章编号：１０００－８９１８（２０１４）０１－０１５１－０６ 一一可控源音频大地电磁法因其勘探深度大二抗干扰能力强二采集效率高而被广泛应用于地质勘探中，仪器的功能和测量精度日臻完善三但是由于人工场源的引入，其处理技术却远不如大地电磁方法那么成熟三目前多采用二维大地电磁反演程序处理可控源数据，但可控源数据中包含了场源的影响，近区场和过渡区场二阴影效应等因素会影响处理结果的解释，所以有必要研究场源对数据的影响三另外，通过时频转换，可将频率域电磁法的结果变换到时间域，为时间域电磁法正演奠定基础三因此研究可控源音频大地电磁法正演有一定的实际应用价值三 相关领域国内外学者作了许多工作，Ｓｔｏｙｅｒ和Ｇｒｅｅｎｆｉｅｌｄ［２０］通过有限元方法计算了磁偶极子频率域的电磁响应；Ｕｎｓｗｏｒｔｈ［１５］计算了电偶极子频率域的响应；Ｓｕｇｅｎｇ和Ｍｉｔｓｕｈａｔａ先后应用等参单元研究了带地形的电磁场模拟三国内罗延钟［７］和底青云［２］研究了ＣＳＡＭＴ有限元正演算法；雷达［４］研究了带地形的正反演算法；沈金松［６］研究了海底可控源的电磁响应三阎述［１０］二陈小斌［１１］二王若［１２］二张继峰［１３］二柳建新［１４］等分别研究了线源大地电磁法正演模拟三 此次研究考虑从三维场源二维模型入手，一方面比线源模拟更加符合实际情况，另一方面比三维算法计算速度更快三现有的研究中常通过总场算法来处理地形问题，而二次场算法中因涉及到一次场的求取，很少考虑地形因素三为了减小场源对计算精度的影响，在二次场算法中使用 拟均匀半空间 方法将地形因素加入到二次场算法中，提高方法的收稿日期：２０１２－１０－３０适用性和精度三同时分析算法的特点，以提高正演模拟计算速度三 １一可控源音频大地电磁法正演 １．１一电磁场方程 二维正演计算中所用到的模型和网格如图１所示，ｙ为走向方向，电阻率值沿走向方向不变，仅在ｘｚ平面内变化 三 图１一正演剖分网格 参考Ｎａｂｉｇｈｉａｎ等人的研究成果［１９］，假设时间因子为ｅｉωｔ，并且忽略位移电流的影响，二次场满足的麦克斯韦方程组描述为［１９］ ??Ｅｓ＝－ｉωμＨｓ， ??Ｈｓ＝σＥｓ＋σａＥｐ， }（１） 其中，μ为自由空间磁导率；σ二σ０分别为模型及背景的电导率，σａ＝σ－σ０为异常电导率；Ｅｓ二Ｈｓ分别为电场二磁场的二次场值，Ｅｐ为根据背景场计算的电场值三该方法相对总场模拟方法精度高，并且适用于不同场源的数值模拟三以下使用均匀半空间来
题目：大地电磁勘测法 学号： 201220120109 姓名：李星星 班级： 1221201 专业：测控技术与仪器 课程名称：地球物理仪器 课程老师：徐哈宁 二零一五年十二月
目录 1引言............................................................. 1.1定性近似反演法 ............................................... 1.1.1博斯蒂克反演法.......................................... 1.1.2曲线对比法.............................................. 1.1.3拟地震解释方法.......................................... 1.2马奎特反演法................................................. 1.2.1广义反演法.............................................. 1.2.2奥克姆反演法............................................ 1.2.3快速松弛反演法.......................................... 1.2.4共轭梯度反演法.......................................... 1.2.5拟线性近似反演法......................................... 1.2.6聚焦反演法.............................................. 2.1全局搜索最优反演方法.......................................... 2.1.1二次函数逼近反演法....................................... 2.1.2多尺度反演法............................................ 2.1.3模拟退火反演法.......................................... 2.1.4量子路径积分反演算法..................................... 2.1.5遗传算法反演法.......................................... 2.1.6人工神经网络反演法....................................... 2.1.7贝叶斯统计反演.......................................... 2.1.8粒子群优化反演.......................................... 3大地电磁反演方法存在的问题.......................................... 4大地电磁反演技术发展方向............................................ 4.1复杂地电结构条件下电磁理论研究 ................................. 4.2提高反演方法速度的研究 ........................................ 4.3非线性反演理论研究............................................ 4.1混合反演方法的研究............................................ 4.2与其它资料的联合反演研究....................................... 5 学习总结 ........................................................
AMT音频大地电磁法实验报告 本科生实习报告 实习类型生产实习题目AMT生产实习 学院名称地球物理学院专业名称勘查技术与工程学生姓名ZRY 学生学号指导教师 实习地点东苑及5417 实习成绩 二〇一二年十一月二〇一二年十一月 目录 AMT音频大地电磁法 摘要 学会使用V8仪器以及野外音频大地电磁法测量的基本原理和方法，从而进行数据资料的采集；此外也需要学会使用SSMT2000软件对所采集的电磁信号进行处理，最终通过一系列的计算得到最终的成果，这是要求学会AMT数据资料的处理与解释。 关键字：V8；SMT；SSMT2000 第1章AMT数据资料的采集 1.1数据采集仪器 V8主机，AMTC-30磁棒，不极化电极，GPS，电线及屏蔽电缆，CF卡以及读卡器，蓄电池等，参数设计工具软件TBLEDIT.exe，台式机或笔记本电脑。其中V8多功能电法仪具备时间域的常规电剖面、电测深、高密度电法、瞬变电磁测量功
能；具备频率域的MT（大地电磁法）AMT（音频大地电磁法）CSAMT（可控源音频大地电磁法）SIP（频谱激电）勘探测量功能. 1.2实习内容 1.学习使用V8仪器，会熟练操作V8仪器； 2.学会AMT数据资料采集的野外布线方式； 3.掌握音频大地电磁法的基本原理以及操作方式。 1.3V8布线方式 1.3.1“十”字布极法 图1“十”字布极法 工作特点：AMT/MT单点测；张量观测：五分量测量；为适应 不同地形条件。 1.3.2“L”型布极法 图 2 “L”型布极法 工作特点：AMT/MT单点测；张量观测：五分量测量；为适应 不同地形条件。 1.3.3“T”字型布极法 图 3 “T”字型布极法 工作特点：AMT/MT单点测；张量观测：五分量测量；为适应 不同地形条件。 1.3.4 RXU-3ER连接方法 图 44 RXU-3ER连接方法
可控源音频电磁法（CSAMT）勘查方案 设计单位： 二〇〇八年四月
第一章前言 1.1 项目概况 目标任务是：查明区地层、及构造的分布情况……………………… 1.2位置与交通 1.3自然地理及经济地理概况 1.4以往开展的类似工作 第二章工作区域地质及构造情况 第三章工作方法 3.1测网布设 3.2 工作方法及技术要求 本次物探工作投入可控源音频电磁法执行以下有关规、规程： 1) 《可控源声频电磁法勘探技术规程》（SY/T 5772 – 2002） 2) 《物化探工程测量规》（DZ/T0153-1995） 3) 《地球物理勘查图式图例及用色标准》（DZ/T0069 –1993） （1）工作中采用的仪器为加拿大凤凰公司生产的V8多功能电法采集系统。 根据工作区要求的勘查深度大、附近人文干扰大等实际情况，采用抗干扰能力强的可控源音频电磁法（CSAMT法）进行勘查，CSAMT法测量方式采用标量。收发距暂定为3km，具体将按试验结果定。了解300m深度围岩体、构造分布情况。 （2)数据处理采用V8多功能采集系统配套反演软件。 了解矿区异常响应特征，包括异常强度、形态、围、时间特性、频率特性、地质噪声及信噪比等，查明外来电磁噪声电平及干扰特征，检查设计工作精度工作装置等是否合理工方法是否有效等，并依据方法试验结果确认，确定最佳的装置和测量参数。 3.3 质量要求和评价
3.4 可控源音频电磁法（CSAMT）精度及质量要求 1）本次CSAMT测量的质量评价将通过计算检查点与原始测量卡尼亚电阻率的均方相对误差Mr来衡量。其计算公式如下： Mr＜±5%为合格。 2）质量检查：总工作量的5%。 3）CSAMT工作精度 综合CSAMT测地工作精度要求，CSAMT精度用电磁法测地精度表中B级精度。 3.5 仪器型号及主要技术指标 3.5.1本项目拟使用以下几种物探仪器：V8多功能接收机、TXU-30多功能发射机、30KW发电机 3.5.2各仪器主要技术指标如下： 1）V8多功能接收机主要技术指标 V8是加拿大凤凰公司自1975年以来研制开发的第八代多功能电法系统，在非常成熟的系统2000和V5,V6A的基础上，V8更趋向于尽善尽美，包括轻便坚固的采集系统和GPS同步系统以及触摸式防水ASCII键盘和彩色的背光屏幕，让操作员可以轻松地对数据质量进行监控处理。 V8有三个电道和三个磁道，磁道可以连接MTC-50,AMTC-30磁探头或TDEM 线圈。V8可以单机工作;也可以和多个其他系统单元如V8或RXU-3ER（3个电道采集站）组成多测站多道无线局域网络采集系统。 所有地记录单元及场源发射均通过GPS信号保持精确同步,在GPS信号不好的地方,系统晶振时钟会自动启动同步. （1）其技术特点为： ●先进地模块化设计●灵活，配置可选择●重量轻，便携 式 ●工作温度：-20℃到+50℃●网络化，站与站或和发射机之间无连 线 ●场源和接收网络均通过GPS同步●不受地域限制高精度同步叠加，扫 频 ●可控源功能，用户可添加测量频点提高测量分辨率
. . 页脚可控源音频电磁法（CSAMT）勘查方案 设计单位： 二〇〇八年四月
第一章前言 1.1 项目概况 目标任务是：查明区地层、及构造的分布情况……………………… 1.2位置与交通 1.3自然地理及经济地理概况 1.4以往开展的类似工作 第二章工作区域地质及构造情况 第三章工作方法 3.1测网布设 3.2 工作方法及技术要求 本次物探工作投入可控源音频电磁法执行以下有关规、规程： 1) 《可控源声频电磁法勘探技术规程》（SY/T 5772 – 2002） 2) 《物化探工程测量规》（DZ/T0153-1995） 3) 《地球物理勘查图式图例及用色标准》（DZ/T0069 –1993） （1）工作中采用的仪器为加拿大凤凰公司生产的V8多功能电法采集系统。 根据工作区要求的勘查深度大、附近人文干扰大等实际情况，采用抗干扰能力强的可控源音频电磁法（CSAMT法）进行勘查，CSAMT法测量方式采用标量。收发距暂定为3km，具体将按试验结果定。了解300m深度围岩体、构造分布情况。 （2)数据处理采用V8多功能采集系统配套反演软件。 了解矿区异常响应特征，包括异常强度、形态、围、时间特性、频率特性、地质噪声及信噪比等，查明外来电磁噪声电平及干扰特征，检查设计工作精度工作装置等是否合理工方法是否有效等，并依据方法试验结果确认，确定最佳的装置和测量参数。 3.3 质量要求和评价
3.4 可控源音频电磁法（CSAMT）精度及质量要求 1）本次CSAMT测量的质量评价将通过计算检查点与原始测量卡尼亚电阻率的均方相对误差Mr来衡量。其计算公式如下： Mr＜±5%为合格。 2）质量检查：总工作量的5%。 3）CSAMT工作精度 综合CSAMT测地工作精度要求，CSAMT精度用电磁法测地精度表中B级精度。 3.5 仪器型号及主要技术指标 3.5.1本项目拟使用以下几种物探仪器：V8多功能接收机、TXU-30多功能发射机、30KW发电机 3.5.2各仪器主要技术指标如下： 1）V8多功能接收机主要技术指标 V8是加拿大凤凰公司自1975年以来研制开发的第八代多功能电法系统，在非常成熟的系统2000和V5,V6A的基础上，V8更趋向于尽善尽美，包括轻便坚固的采集系统和GPS同步系统以及触摸式防水ASCII键盘和彩色的背光屏幕，让操作员可以轻松地对数据质量进行监控处理。 V8有三个电道和三个磁道，磁道可以连接MTC-50,AMTC-30磁探头或TDEM 线圈。V8可以单机工作;也可以和多个其他系统单元如V8或RXU-3ER（3个电道采集站）组成多测站多道无线局域网络采集系统。 所有地记录单元及场源发射均通过GPS信号保持精确同步,在GPS信号不好的地方,系统晶振时钟会自动启动同步. （1）其技术特点为： ●先进地模块化设计●灵活，配置可选择●重量轻，便携 式 ●工作温度：-20℃到+50℃●网络化，站与站或和发射机之间无连 线 ●场源和接收网络均通过GPS同步●不受地域限制高精度同步叠加，扫 频 ●可控源功能，用户可添加测量频点提高测量分辨率
... ... 可控源音频电磁法（CSAMT）勘查方案 设计单位： 二〇〇八年四月 . ... .c
第一章前言 1.1 项目概况 目标任务是：查明区地层、及构造的分布情况……………………… 1.2位置与交通 1.3自然地理及经济地理概况 1.4以往开展的类似工作 第二章工作区域地质及构造情况 第三章工作方法 3.1测网布设 3.2 工作方法及技术要求 本次物探工作投入可控源音频电磁法执行以下有关规、规程： 1) 《可控源声频电磁法勘探技术规程》（SY/T 5772 – 2002） 2) 《物化探工程测量规》（DZ/T0153-1995） 3) 《地球物理勘查图式图例及用色标准》（DZ/T0069 –1993） （1）工作中采用的仪器为加拿大凤凰公司生产的V8多功能电法采集系统。 根据工作区要求的勘查深度大、附近人文干扰大等实际情况，采用抗干扰能力强的可控源音频电磁法（CSAMT法）进行勘查，CSAMT法测量方式采用标量。收发距暂定为3km，具体将按试验结果定。了解300m深度围岩体、构造分布情况。 （2)数据处理采用V8多功能采集系统配套反演软件。 了解矿区异常响应特征，包括异常强度、形态、围、时间特性、频率特性、地质噪声及信噪比等，查明外来电磁噪声电平及干扰特征，检查设计工作精度工作装置等是否合理工方法是否有效等，并依据方法试验结果确认，确定最佳的装置和测量参数。 3.3 质量要求和评价
3.4 可控源音频电磁法（CSAMT）精度及质量要求 1）本次CSAMT测量的质量评价将通过计算检查点与原始测量卡尼亚电阻率的均方相对误差Mr来衡量。其计算公式如下： Mr＜±5%为合格。 2）质量检查：总工作量的5%。 3）CSAMT工作精度 综合CSAMT测地工作精度要求，CSAMT精度用电磁法测地精度表中B级精度。 3.5 仪器型号及主要技术指标 3.5.1本项目拟使用以下几种物探仪器：V8多功能接收机、TXU-30多功能发射机、30KW发电机 3.5.2各仪器主要技术指标如下： 1）V8多功能接收机主要技术指标 V8是加拿大凤凰公司自1975年以来研制开发的第八代多功能电法系统，在非常成熟的系统2000和V5,V6A的基础上，V8更趋向于尽善尽美，包括轻便坚固的采集系统和GPS同步系统以及触摸式防水ASCII键盘和彩色的背光屏幕，让操作员可以轻松地对数据质量进行监控处理。 V8有三个电道和三个磁道，磁道可以连接MTC-50,AMTC-30磁探头或TDEM 线圈。V8可以单机工作;也可以和多个其他系统单元如V8或RXU-3ER（3个电道采集站）组成多测站多道无线局域网络采集系统。 所有地记录单元及场源发射均通过GPS信号保持精确同步,在GPS信号不好的地方,系统晶振时钟会自动启动同步. （1）其技术特点为： ●先进地模块化设计●灵活，配置可选择●重量轻，便携 式 ●工作温度：-20℃到+50℃●网络化，站与站或和发射机之间无连 线 ●场源和接收网络均通过GPS同步●不受地域限制高精度同步叠加，扫 频 ●可控源功能，用户可添加测量频点提高测量分辨率
大地电磁法 研究专家 单位姓名 中南大学柳建新 中国地质大学(武汉) 胡祥云 成都理工大学王绪本 技术原理 大地电磁法（Magnetotelluric mehtod, MT) 是利用天然电磁场作场源，是在地面布设仪器测量5个分量的电磁场（3各相互垂直的磁场分量Hx, Hy and Hz 和2个相互垂直的水平分量Ex, Ey）（图1）. 图1 野外观测装置示意图（包括3个磁场分量，2个电场分量） 大地电磁数据处理 对观测记录的5个分量的原始时间序列（time series)数据，通过频谱(spectre)分析，获得各个场分量的频谱，然后计算它们各自的和相互之间的自功率谱和互功率谱(auto, cross- spectrum )，进而计算反映地下构造的张量阻抗(tensor impedance)，以及视电阻率(apparent resistivity)、阻抗相位(impedance phase)等其他参数（图2）。
图2 数据处理流程示意图 图3 是得到的视电阻率和阻抗相位图 0.0010.0100.100 1.00010.000100.0001000.00010000.000 0.1 1.0 10.0 100.01000.010000.0 100000.0 l o g 10(a p p .r e s i s t i v i t y /O h m m )0.0010.0100.100 1.00010.000100.0001000.00010000.000 log10(period/sec)0 30 6090p h a s e (d e g )xy yx 图3视电阻率（上图）和阻抗相位（下图）， 横坐标是数据的周期
大地电磁法 研究专家 技术原理 大地电磁法（Magnetotelluric mehtod, MT) 是利用天然电磁场作场源，是在地面布设仪器测量5个分量的电磁场（3各相互垂直的磁场分量Hx, Hy and Hz 和2个相互垂直的水平分量Ex, Ey）（图1）. 图1 野外观测装置示意图（包括3个磁场分量，2个电场分量） 大地电磁数据处理 对观测记录的5个分量的原始时间序列（time series)数据，通过频谱(spectre)分析，获得各个场分量的频谱，然后计算它们各自的和相互之间的自功率谱和互功率谱(auto, cross- spectrum )，进而计算反映地下构造的张量阻抗(tensor impedance)，以及视电阻率(apparent resistivity)、阻抗相位(impedance phase)等其他参数（图2）。
图2 数据处理流程示意图 图3 是得到的视电阻率和阻抗相位图 图3视电阻率（上图）和阻抗相位（下图）， 横坐标是数据的周期 0.0010.0100.100 1.00010.000100.0001000.00010000.000 0.1 1.0 10.0 100.01000.010000.0 100000.0 l o g 10(a p p .r e s i s t i v i t y /O h m m )0.0010.0100.100 1.00010.000100.0001000.00010000.000 log10(period/sec)0 30 6090p h a s e (d e g )xy yx
大地电磁数据反演 对视电阻率和阻抗相位等参数进行反演(inversion)解释得到地下的构造认识。对于资料的反演，目前较成熟的是二维反演方法(2-D inversion)。现世界上可用的先进的二维反演方法有几种，每种方法都有自己的优势，可以选择或对比使用。图4是对观测资料（视电阻率、相位等）进行反演过程示意图 反演得到的是沿每个测量剖面的地下的二维电性结构（电阻率或电导率），基于电性结构，进行地质解释。 一些先进数据处理和解释技术的应用 当前，为了提高观测资料的质量，即克服其他干扰因素的影响，一般采用远参考道(remote reference MT)测量法，并结合先进的对数据进行处理的robust技术，得到资料误差尽量小的视点阻率、阻抗相位以及其他资料，以保证反演解释结果的可靠性。 远参考道方法是，在观测目标区之外的其他地方（一般选择构造相对简单、干扰相对较小的地方），架设另一套完整大地电磁测量仪器（测量5个分量），把这个站称为远基准站（remote station).利用远基准站观测的资料和观测目标区的仪器测量的资料联合进行处理，得到目标观测区的张量阻抗、视电阻率和阻抗相位等参数，达到压制其他干扰影响的目的。 为了克服进地表往往存在的小的三维异常体对资料产生的畸变(distortion)影响，可以采用小点距的的测量方法，或者采用各个相邻测点的测量电场的电极相互连接（称为电磁阵列剖面 EMAP electromagnetic array profile)技术进行测量。