可控源音频大地电磁法CSAMT介绍

csamt法
CSAMT是“可控源音频大地电磁法”的英文缩写，是目前国际普遍使用的物探手段。

该方法的原理是利用人工场源激发地下岩石，在电流流过时产生电位差，接收不同供电频率形成的一次场电位，由于不同频率的场在地层中的传播深度不同，所反映深度也就与频率构成一个数学关系。

不同电导率的岩石在电流流过时所产生的电位和磁场是不同的，CSAMT方法就是利用不同岩石的电导率差异观测一次场电位和磁场强度变化的一种电磁勘探方法。

电磁波向地下传播方程的求解极其复杂，国际上不得不采用近似的简化公式来实际应用，因此导致CSAMT法只能勘测到地下1.5公里。

为了打破西方在该领域的垄断，中国工程院院士何继善在1996年开始研究，历时10年演算，提出了精确求解地下电磁波方程的“广域电磁法”，将探测深度由1.5公里增加到8公里，是世界先进方法的5倍。

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）。

第六章可控源音频大地电磁测深可控源音频大地电磁测深(Controlled Source Audio —frequency Magnetotelluric , 简称 CSAMT 是一种利用接地水平电偶源为信号源的一种电磁测深法。

该方法的工作频率为音频,其原理和常规大地电磁测深法类似,其实质是利用人工激发的电磁场来弥补天然场能量的不足。

由于 CSAMT 具有野外数据质量高、重复性好,解释与处理方法简单(解释方法直接套用 MT 方法、解释剖面横向分辨率高、方法不受高阻层屏蔽及工作成本低廉等优点。

近年来,该方法不仅在我国南方和西北地区油气勘探中得到了广泛应用,而且在工程物探、电法找水和地热与金属矿勘探方面也受到了地球物理工作者的青睐。

4.6.1 CSAMT 的基本理论根据在南方地区的试验发现,电偶极子方式的 CSAMT 具有机动性强、效率高、成本低但勘探深度小于 MT ,较之磁偶极子方式更适应于南方地区的油气勘探工作。

因此,本章中仅介绍电偶极子方式的 CSAMT 法。

一、均匀半空间介质中接地水平电偶极子的电磁场如图 4.6.1 建立直角坐标系。

假定电偶极子向地下供入的是谐变场 i t ew - ,在似稳状态下,我们有 P 点的电磁场分量的表达式为3 cos 1(1 2 ikr r Idl E e ikr rqps - éù =++ ëû (4.6.1 3 sin 2(1 2 ikr Idl E e ikr r q qps - éù =-+ ëû (4.6.211101 3 sin 3(((((( 22222222 r o Idl ikr ikr ikr ikr ikr ikr ikr H I K I K I K r q p ìü éù=+- íý êú ëû îþ(4.6.3112 cos (( 222r Idl ikr ikrH I K r q p =-(4.6.422 22 3sin 1 1(1 23 ikrz Idl H e ikr k r k r q p éù =--+- êú ëû(4.6.5式中,s 为均匀介质中的电导率;Idl 为电偶极矩;r 为收发距;q 为 P 点的方位角; m I 、 m K 为第 m 阶修改后的贝塞尔函数。

可控源音频大地电磁法(CSAMT)利用人工场源激发地下岩石，在电流流过时产生的电位差，接收不同供电频率形成的一次场电位，由于不同频率的场在地层中的传播深度不同，所反映深度也就与频率构成一个数学关系，不同电导率的岩石在电流流过时所产生的电位和磁场是不同的，CSAMT方法就是利用不同岩石的电导率差异观测一次场电位和磁场强度变化的一种电磁勘探方法。

CSAMT采用可控制人工场源。

测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量，两个电极电源的距离为1-2km。

测量是在距离场源5—10km 以外的范畴进行．此时场源可以近似为一个平面波。

编辑本段优点由于该方法的探测深度较大(通常可达2km)，并且兼有剖面和测深双重性质，因此具有诸多优点：第一。

使用可控制的人工场源，测量参数为电场与磁场之比——卡尼亚电阻率．增强了抗干扰能力，并减少地形的影响。

第二，利用改变频率而非改变几何尺寸进行不同深度的电测深．提高了工作效率．一次发射町同时完成7个点的电磁测深。

第三．探测深度范围大，一般可达1~2km。

第四，横向分辨率高。

可以灵敏地发现断层。

第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。

与MT和AMT法相同，CSAMT 法也受静态效应和近场效应的影响．可以通过多种静态校正方法来消除“静态效应”的影响。

编辑本段前景CSAMT法一出现就展示了比较好的应用前景．尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题，如在寻找隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或火山岩下找煤、地热勘查和水文工程地质勘查等方面．均取得了良好的地质效果第一章野外工作方法和技术3.1频率域激电工作程序3.1.1踏勘根据地质任务在选择测区时，应组织力量进行踏勘，踏勘的目的在于了解测区的地质特点和地球物理前提以及接地条件、干扰水平、生活驻地、交通运输等情况。

3.1.2试验工作对新的工作测区，在编写设计时应在典型的地质剖面上或具有代表性的地段，做一定数量的试验工作，具体实验工作量以能对测区的地球物理特征有一定的了解为宜。

可控源音频大地电磁测深法在双尖山矿区勘探中的应用可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）是一种通过地下电导率分布的变化来探测地下储层的地球物理勘探方法。

它常用于矿区勘探，特别是对深部矿体的探测有很好的效果。

本文将介绍CSAMT在双尖山矿区勘探中的应用。

CSAMT方法的原理是利用可控源产生的低频信号，通过测量地下不同深度处电场与磁场之间的相对相位差来计算地下储层的电导率。

由于不同储层的电导率差异较大，因此可以通过分析电导率的变化推测矿体的位置和形态。

在双尖山矿区的应用中，CSAMT方法可以用来确定矿体的深度、厚度和延伸程度。

通过在矿区不同地点布设接收器和激发器，可以获得一系列的电场和磁场观测数据。

利用这些数据，可以进行逆推计算，得到地下不同深度处的电导率剖面图。

根据电导率的变化特征，可以判断出矿体的空间分布。

CSAMT方法还可以用于探测矿区的水文地质环境。

矿区地下水的存在往往与矿体的形成密切相关，因此通过测量地下水电导率的变化，可以对矿体的位置和形态进行初步预测。

这对于矿区的开采规划和环境保护具有重要意义。

CSAMT方法还可以与其他地球物理勘探方法结合使用，例如地震勘探、电磁测深等。

通过综合利用多种方法的数据，可以获得更全面、更准确的地下储层信息。

CSAMT方法也存在着一些局限性。

由于地下电导率剖面的解释存在一定的主观性，因此需要结合地质学知识和其他勘探数据进行综合分析。

CSAMT方法对地下介质的电导率差异要求较高，对于电导率变化较小的矿体或岩石，其探测能力可能有限。

CSAMT方法在双尖山矿区的应用具有重要意义。

通过该方法可以获得地下储层的电导率剖面图，从而推测出矿体的位置和形态。

CSAMT方法还可以用于探测矿区的水文地质环境。

该方法也存在一定的局限性，需要结合其他勘探数据进行综合分析。

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∠5×10¯10∕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。

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∠5×10¯10∕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。

可控源音频大地电磁法(CSAMT)利用人工场源激发地下岩石，在电流流过时产生的电位差，接收不同供电频率形成的一次场电位，由于不同频率的场在地层中的传播深度不同，所反映深度也就与频率构成一个数学关系，不同电导率的岩石在电流流过时所产生的电位和磁场是不同的，CSAMT方法就是利用不同岩石的电导率差异观测一次场电位和磁场强度变化的一种电磁勘探方法。

CSAMT采用可控制人工场源。

测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量，两个电极电源的距离为1-2km。

测量是在距离场源5—10km 以外的范畴进行．此时场源可以近似为一个平面波。

编辑本段优点由于该方法的探测深度较大(通常可达2km)，并且兼有剖面和测深双重性质，因此具有诸多优点：第一。

使用可控制的人工场源，测量参数为电场与磁场之比——卡尼亚电阻率．增强了抗干扰能力，并减少地形的影响。

第二，利用改变频率而非改变几何尺寸进行不同深度的电测深．提高了工作效率．一次发射町同时完成7个点的电磁测深。

第三．探测深度范围大，一般可达1~2km。

第四，横向分辨率高。

可以灵敏地发现断层。

第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。

与MT和AMT法相同，CSAMT 法也受静态效应和近场效应的影响．可以通过多种静态校正方法来消除“静态效应”的影响。

编辑本段前景CSAMT法一出现就展示了比较好的应用前景．尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题，如在寻找隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或火山岩下找煤、地热勘查和水文工程地质勘查等方面．均取得了良好的地质效果第一章野外工作方法和技术3.1频率域激电工作程序3.1.1踏勘根据地质任务在选择测区时，应组织力量进行踏勘，踏勘的目的在于了解测区的地质特点和地球物理前提以及接地条件、干扰水平、生活驻地、交通运输等情况。

3.1.2试验工作对新的工作测区，在编写设计时应在典型的地质剖面上或具有代表性的地段，做一定数量的试验工作，具体实验工作量以能对测区的地球物理特征有一定的了解为宜。

可控源音频大地电磁法CSAMT介绍可控源音频大地电磁法（Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics，CSAMT）是一种非侵入式的电磁勘探方法，用于探测地下的电阻率变化。

它可以通过分析地下储层的电阻率变化来识别岩石、土壤和地下水等地下构造。

CSAMT是由音频大地电磁法（Audio-frequency Magnetotellurics，AMT），引入了交流信号激励来监测地下电阻率的变化。

传统的AMT是通过自然地球电磁场中的噪声频段来进行测量和分析，而CSAMT则利用控制信号源在大地表面产生低频交流电磁信号。

CSAMT的工作原理基于法拉第电磁感应原理。

在测量过程中，一台交流发生器将低频激励信号输入地下，信号源产生的电流在地下不同介质中会受到电阻、电感和电容的影响，从而产生电位差变化。

通过放置多个电磁感应探测器，测量不同位置的电位差变化，就可以计算出地下介质的电阻率分布。

CSAMT主要适用于测量浅层地下的电阻率变化，一般可以探测的深度为几十米到几百米。

它在矿产勘探、水资源调查、地质工程和环境地球物理等领域有着广泛的应用。

CSAMT的优势在于：1.非侵入性：CSAMT不需要在地下进行钻探或破坏性的取样，减少了勘探对环境的影响。

2.低频激励：CSAMT使用的是低频交流信号，相比于其他方法（如高频电磁法），其穿透力更强，对地下电阻率的识别能力更强。

3.便于数据处理：CSAMT生成的数据较为稳定和可靠，并且可以通过数值模拟和反演方法进一步处理，提供更详细的地下电阻率剖面。

然而，CSAMT也存在一些局限性：1.数据解释复杂：由于地下介质的复杂性，CSAMT数据的解释可能会受到多种因素的影响，如地层变化、水体存在等。

因此，数据处理和解释是CSAMT应用中的一个技术难点。

2.仪器配置要求高：由于低频信号的特殊性，CSAMT设备的设计和配置要求较高，需要特殊的控制信号源和电磁感应探测器。

可控源音频大地电磁测深法在双尖山矿区勘探中的应用可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）是一种利用频率范围在0.001Hz-100Hz的低频电磁场进行地下电导率结构研究的物理勘探方法，广泛应用于矿产资源勘探和地质工程等领域。

在双尖山矿区勘探中，CSAMT方法具有以下优势：一、高分辨率。

CSAMT方法主要通过测量地下介质对低频电磁场的响应来获取地下电导率结构信息，其具有较高的垂向分辨率和水平分辨率。

对于双尖山矿区存在的矿体、矿化带、断裂构造等目标体，CSAMT方法可以提供较为清晰的空间分布图像，为勘探人员提供准确的信息。

二、深部探测能力强。

CSAMT方法适用于探测埋藏较深的矿体和矿化带。

在双尖山矿区勘探中，普通的地球物理勘探方法可能无法触达目标区域，而CSAMT方法能够利用其低频特性穿透深层，获取深部地下电导率结构信息。

三、对地下电导率反演准确。

CSAMT方法是一种定量反演方法，可以通过分析测量数据准确地反演出地下电导率结构。

在双尖山矿区中，CSAMT方法可以对矿产资源的空间分布进行精确的定位和划分，为后续的勘探工作提供准确的指引。

四、数据采集速度快。

CSAMT方法采用控制源和固定接收器进行测量，可以同时获取多个位置的测量数据，提高了勘探效率。

在双尖山矿区勘探中，准备工作相对简单，数据采集速度快，可以更快地获取勘探结果。

可控源音频大地电磁测深法在双尖山矿区勘探中具有较高的应用价值和潜力。

通过该方法可以获取高分辨率、深部探测、准确反演的地下电导率结构信息，为矿产资源的勘探和开发提供重要的科学依据。

随着勘探技术的不断发展和改进，CSAMT方法在未来的矿区勘探中将会得到更广泛的应用。

可控源音频大地电磁法(CSAMT)利用人工场源激发地下岩石，在电流流过时产生的电位差，接收不同供电频率形成的一次场电位，由于不同频率的场在地层中的传播深度不同，所反映深度也就与频率构成一个数学关系，不同电导率的岩石在电流流过时所产生的电位和磁场是不同的，CSAMT方法就是利用不同岩石的电导率差异观测一次场电位和磁场强度变化的一种电磁勘探方法。

CSAMT采用可控制人工场源。

测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量，两个电极电源的距离为1-2km。

测量是在距离场源5—10km 以外的范畴进行．此时场源可以近似为一个平面波。

编辑本段优点由于该方法的探测深度较大(通常可达2km)，并且兼有剖面和测深双重性质，因此具有诸多优点：第一。

使用可控制的人工场源，测量参数为电场与磁场之比——卡尼亚电阻率．增强了抗干扰能力，并减少地形的影响。

第二，利用改变频率而非改变几何尺寸进行不同深度的电测深．提高了工作效率．一次发射町同时完成7个点的电磁测深。

第三．探测深度范围大，一般可达1~2km。

第四，横向分辨率高。

可以灵敏地发现断层。

第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。

与MT和AMT法相同，CSAMT 法也受静态效应和近场效应的影响．可以通过多种静态校正方法来消除“静态效应”的影响。

编辑本段前景CSAMT法一出现就展示了比较好的应用前景．尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题，如在寻找隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或火山岩下找煤、地热勘查和水文工程地质勘查等方面．均取得了良好的地质效果第一章野外工作方法和技术3.1 频率域激电工作程序3.1.1踏勘根据地质任务在选择测区时，应组织力量进行踏勘，踏勘的目的在于了解测区的地质特点和地球物理前提以及接地条件、干扰水平、生活驻地、交通运输等情况。

3.1.2试验工作对新的工作测区，在编写设计时应在典型的地质剖面上或具有代表性的地段，做一定数量的试验工作，具体实验工作量以能对测区的地球物理特征有一定的了解为宜。

可控源音频大地电磁法概述CSAMT方法主要通过测量地下的电阻率分布来反演地下结构。

电阻率是指材料对电流通过的阻碍程度，是地下结构及其中的岩石和土壤性质的重要指标。

在CSAMT方法中，通过在地表上放置一对电极，将交流电信号注入地下。

这种信号的频率通常在数十到数百赫兹之间，是可控源音频大地电磁法的特征之一、注入的电流通过地下的不同岩石和土壤层时会因为不同的电阻而发生衰减、延迟和相位变化。

然后，由另一对电极测量地下电压响应，通过测量不同距离、不同方位和不同频率的电压响应，可以计算地下的电阻率分布。

CSAMT方法的核心思想是利用地下导电体对电磁信号的吸收和扩散作用，来推断地下结构的特征。

导电体通常是地下储层、矿体或岩石中的含金、含铜、含铅等矿物。

这些导电体对电流的传导具有较低的电阻率，因此，当电流流经这些导电体时，将会在其周围形成一个较低的电阻区域。

这就是常说的“高频电阻效应”。

通过测量这种电阻效应，可以确定导电体的位置、形状和电阻率。

可控源音频大地电磁法的测量过程中需要进行多个频率、多个方位和多个距离的测量。

通过对这些数据进行分析和处理，可以获得地下的电阻率模型。

通常，数据处理包括反演、二维或三维建模、剖面解释和解释等环节。

最终，可以得到地下结构的电阻率剖面图或三维模型。

CSAMT方法具有高分辨率、快速、成本低等优点，因此在地质勘探、油气勘探、矿产勘探和环境调查中得到广泛应用。

它可以提供地下的电阻率信息，进而推断地下结构、矿体、水文地质等特征，为工程设计和资源评估提供支持。

总结起来，可控源音频大地电磁法是一种基于音频频率范围的地球物理勘探方法，通过测量地下的电阻率分布来推断地下结构。

它适用于寻找地下的导电体和地下水资源，具有高分辨率、快速和成本低的优点，已经得到广泛应用。