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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。
可控源音频大地电磁法及在地质勘探中的应用人民长江 2012 年个分量 ( 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。
张量测量一般用于构造复杂的地区和测深点距比地质构造尺寸大很多的地区。
( 2) 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。
矢量 CSAMT 在各向异性不强的地区确定复杂地质构造较为有效。
( 3) 标量。
最简单，也是目前所有商业仪器及野外采用的 CSAMT 形式，亦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。
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，可按 Bostick 深度公式计算。
CSAMT 的实际勘探深度为 10 ～ 3 000 m。
3 数据处理与资料解释数据处理主要包括数据编辑、曲线圆滑、主轴判别、静态效应及地形效应校正等。
室内数据处理的过程包括: ① 对数据进行编辑处理，对照野外记录观察原始曲线形态，判断并剔除飞点、跳点，圆滑曲线，压制噪声，在此基础上给出原始电阻率断面图; ② 结合地形、地质资料评估静态、地形的影响程度，并对初步处理后的数据进行静态校正，进而反演计算。
针对工作环境和地质条件复杂且地表电性不均匀的实际情况，综合分析地下介质电导率，同时采用五点二次滤波去噪、曲线平移和设置汉宁窗滤波法进行静态校正，将三者结合取得较好的校正效果，可真实地反映地下的地质情况。
4 工程应用实例广西桂中治旱乐滩水库引水灌区工程是以乐滩水库水源为主的大型引水工程。
引水工程位于桂西山地与桂中盆地过渡地带，干渠工程主要经过的地层有泥盆系、石盆系、二迭系、三迭系及第四系地层。
可控源音频大地电磁法在实际勘探中的应用作者简介：汪㊀正（１９９０－），男，安徽铜陵人，本科，助理工程师，主要从事地球物理勘查工作㊂汪㊀正（安徽省地质矿产勘查局３１２地质队，安徽蚌埠２３３０４０）摘㊀要：随着我国经济的发展，常规的电法勘探已经无法满足野外的工作需求㊂ＣＳＡＭＴ具有勘探深度大㊁分辨率强㊁观测效率高等特点，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㊂在物探综合剖面（电阻率联合剖面㊁激电测深）工作结果的基础上布置可控源音频大地电磁测深剖面，可进一步研究本区地质特征及地下深部构造㊂关键词：可控源音频大地电磁测深；二维反演；中深部构造中图分类号：Ｐ６３１文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１８）０１－００１２－０２㊀㊀可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）是在大地电磁法（ＭＴ）和音频大地电磁法（ＡＭＴ）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法㊂ＣＳＡＭＴ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，在研究盆地基低起伏和埋深㊁构造形态及断裂展布㊁探测高阻层覆盖区下伏构造㊁预测目标层岩性分布及厚度等方面均取得了较好的地质效果㊂ＣＳＡＭＴ法是采用可控制的人工场源的一种电磁法，是勘探地下金属㊁非金属矿产的有效方法之一㊂１㊀区域地质概况工作区地层属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区㊂区域地层主要为新太古界五河群，元古界凤阳群，青白口系淮南群，古生界寒武系㊁奥陶系等㊂东部地段分布有中生界侏罗系㊁白垩系，北部沉陷盆地中分布有古近系㊁新近系及第四系㊂区域上属于华北地块南缘徐淮地块的蚌埠隆起东段，著名的北北东向郯庐郯断带从东部通过，受其影响区域上以东西向构造及北北东向构造为主构造格架㊂区域岩浆活动频繁，时代大体可划分为蚌埠期㊁燕山晚期和喜山期㊂蚌埠期以磨盘山混合钾长花岗岩体为代表㊂燕山期以涂山二长花岗岩㊁淮光花岗闪长岩㊁曹山二长岩㊁霸王城石英正长斑岩及张家洼石英闪长玢岩体为代表㊂喜山期以郭集次橄玄武岩㊁岗集次安山玄武岩体为代表㊂一般认为蚌埠期花岗岩为花岗岩化作用（包括重熔岩浆作用）产物，为原地或半原地花岗岩㊂区内火山岩有两个世代产物：一是五河群中的变火山岩，有变酸性岩类和变基性岩类；二是晚侏罗世火山岩，主要为中酸性火山岩，有粗安岩㊁英安岩㊁流纹岩及闪长玢岩等㊂工作区大部分为第四系覆盖，出露地层主要为新太古界的五河群西堌堆组㊂西堌堆组出露的岩性主要为斜长角闪片麻岩㊁斜长角闪岩㊁角闪斜长片麻岩㊁花岗质片麻岩㊁片麻花岗岩及与成矿有关的石英脉及构造蚀变岩（构造破碎带）㊂２㊀数据采集及处理２．１㊀可控源音频大地电磁法原理可控源音频大地电磁法是在大地电磁法（ＭＴ）和音频大地电磁法（ＡＭＴ）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法㊂通过观测人工供电产生的音频电磁场，实质上是人工卡尼亚电阻率测深法㊂通过有限长（１ ３ｋｍ）的接地导线中供音频电流，来产生对应频率的电磁场㊂可控源大地电磁测深法的收㊁发距可达到十几公里，因而探测深度较大，在地热资源勘查和水文工程地质勘查及固体矿产深部找矿等方面都得到广泛的应用㊂２．２㊀工作方法为进一步综合研究本区地质特征，在物探综合剖面（电阻率联合剖面㊁激电测深）工作结果的基础上布置可控源音频大地电磁测深（ＣＳＡＭＴ）剖面（图１）㊂本次共布设测线２条，测线方向南北向㊂野外工作仪器采用由德国Ｍｅｔｒｏｎｉｘ公司制造的ＡＤＵ－０７ｅ，发射机电流为１０Ａ，收发距９．２ｋｍ＜ｒ＜１０ｋｍ㊂２．３㊀数据处理野外数据采集质量是数据处理的基础，在勘探期间严格按照规范的标准进行数据采集工作，应用现场处理软件进行实时处理㊂在后期资料处理上对每个测点的视电阻率和相位曲线进行评定，消除实测频谱中的干扰，剔除畸变频点，确保数据质量㊂对ＣＳＡＭＴ的资料解释遵循从已知到未知㊁由易到难㊁定性解释和定量解释相结合及反复深化的原则㊂反演初始模型与地质㊁地球物理资料相结合，运用二维反演的方法获取电性体的物性参数和几何参数，结合现有的资料进行定性解释，根据电性层变化推测岩性变化，对工作区内的构造㊁断层等建立整体的认识㊂２１图１㊀ＣＳＡＭＴ发射装置布置图２．４㊀资料分析ＣＳＡＭＴ测深剖面１２０线位于工区中部，南北向布置，长约４ｋｍ㊂从１２０剖面二维反演断面图可以看出（图２），剖面南部下部基本为完整岩性，剖面中北部下部有几条地质构造，推测断层Ｆ１㊁Ｆ２㊁Ｆ３分别对应中深部地质构造和浅层局部构造㊂图２㊀１２０线ＣＳＡＭＴ二维反演断面图由于１２０线下部构造位于工区范围内，在其东侧１５０ｍ布置旁测剖面１３５线（图３），１３５线反应的地质构造与１２０线形态相似，中心点向南偏移１００ｍ㊂推断地质构造的走向为北西向，角度３０４ʎ；从异常形态初步推测地质构造产状为北东向㊂３㊀结论ＣＳＡＭＴ在本次勘探中体现出其较强的抗干扰能力㊁图３㊀１３５线ＣＳＡＭＴ二维反演断面图勘探深度大㊁高分辨率的特点㊂结合资料解释的结果，我们大致推测出勘探区较大的构造发育规模及深度等信息；大致查明部分隐伏构造的位置及规模，为以后的地质及物探工作的展开提供了依据㊂参考文献：［１］㊀何继善．可控源音频大地电磁法［Ｍ］．长沙：中南工业大学出版社，１９９８．［２］㊀张兴昶，罗延钟，高勤云．ＣＳＡＭＴ技术在深埋隧道岩溶探测中的应用效果［Ｊ］．工程地球物理学报，２００４（４）：３７０－３７５．［３］㊀柳建新，王㊀浩，程云涛，等．ＣＳＡＭＴ在青海锡铁山隐伏铅锌矿中的应用［Ｊ］．工程地球物理学报，２００８（３）：２７４－２７８．［４］㊀何传江，张㊀毅，李维耿．可控源音频大地电磁法在西南地热资源勘查中的应用［Ｊ］．矿产与地质，２０１５（４）：５３１－５３４．［５］㊀黄兆辉，底青云，候胜利．ＣＳＡＭＴ的静态效应校正及应用［Ｊ］．地球物理学进展，２００６（４）：１２９０－１２９５．３１。
音频大地电磁法(AMT)勘探在公路隧道围岩划分中的应用摘要：该文讲述了音频大地电磁法勘探在阿尔金山公路隧道中的实际应用。
依据音频大地电磁法（AMT）的带地形二维非线性共轭梯度（NLCG）反演结果，探查地质构造位置、性质、倾向及破碎带宽度，查清是否存在隐伏断裂等地质构造；划分出不同地层岩性、岩带的分界线并查明其接触关系及完整性；查明相对软弱岩体在隧道洞身段的分布形态特征；查明地下水发育特征，并进行赋水性分析；针对不同地层岩性或同一岩性的富水性、完整程度不同分段提供电阻率等物性参数。
把电阻率异常带和地调、钻孔勘探成果相结合，综合划分隧道围岩级别，为隧道设计和施工提供依据关键词：音频大地电磁隧道电阻率围岩分级中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0066-03音频大地电磁测深法（AMT）勘测精度高，仪器轻便，费用低，所以在工程建设中应用广泛。
在隧道工程的应用中，AMT结合地质资料能够一定程度上探测并判段出断层破碎带宽度及产状（视倾角），软弱带及富水带的埋深和规模，主要地层岩性界线和判释隧道洞身高程范围内的资料等，为隧道设计提供基础资料，所以一直以来在隧道工程的应用中十分广泛。
该文主要讲述音频大地电磁在阿尔金山公路隧道的实际应用1 测区地质概况1.1 地质概况地形地貌：拟建隧道位于中高山区，总体呈东西向延伸山脉。
区域内山势陡峻，层峦叠嶂，植被稀少，多基岩裸露且沟谷纵横，山体南北两侧宽度一般11～35 km，隧道所在区山体宽度约13 km。
隧址区地形地貌受东西向断裂构造控制，隧道穿越山梁南坡通过区域断裂F5、F7、F6，受区域断裂构造影响强烈，地势相对较低，东西向沟谷发育，地形破碎，地表切割强烈，起伏变化大，岩体风化严重，褶皱发育，形成众多山间沟谷；北坡受区域断裂影响相对较小，山体陡峻，地势较高，山脊高耸，地表切割较小。
隧道轴线方向为SE149°，隧址区地面高程3 200～3 760 m，相对高差约560 m地层岩性：隧址区地层按其时代及成因分类，在勘察深度范围内上覆地层为第四系全新统坡积、洪积粉土、碎石土、角砾土（Q4dl、Q4pl）；下伏基岩为侵入岩和变质岩，主要有长城系党河群（Zc）石英片岩和大理岩、震旦系多若诺尔群上岩组玄武岩、加里东期侵入（γ3）二长花岗岩和斜长花岗岩、断层角砾岩等，岩性变化大地质构造：隧址区位于塔里木地块的东部，青藏高原的东北边缘，受阿尔金山弧形褶皱带影响，隧址区属康藏歹字型构造的头部外围褶皱带，这个褶皱带大致呈向北突出的弧形。
可控源音频大地电磁法在贵定某锌矿区中的应用摘要：可控源音频大地电磁法，因采用人工场源，具有抗干扰能力强，分辨率高等特点。
在贵定某层控锌矿床上应用，合理的选择了工作方法及成果解释程序，推断深部不同地质体的分布；提出了含矿层的地球物理特征及分布特性；经少量钻孔验证，取得了满意的找矿效果。
为该矿区进一步深部勘查提供了方法依据。
关键词：可控源音频大地电磁法；贵定某锌矿；应用效果可控源音频大地电磁测深（CSAMT）是一种利用人工电源，进行频率域深部探测的地球物理方法。
通过测量卡尼亚电阻率和相位，它具有供电电流大，压制干扰强，探测深度大等特点。
由已知地质和坑道资料，参考相邻工作区成矿条件，推断贵定锌矿是属于层控矿床。
由于CSAMT具有横向分辨率强的特点，本工作区经过剖面测深成果，推断成矿位置的指示层位，经过钻孔验证，取得了很好的找矿效果。
1、工作区地质和地球物理特征1.1 工作区地层主要出露地层有第四系(Q)、下二叠统梁山组(P1l)、下石炭统摆左组(C1b)、详摆组(C1x)、上泥盆统者王组（D3z）、尧梭组(D3y)、望城坡组(D3w)以及中泥盆统蟒山组(D2m)。
其中，望城坡组(D3w)为主要含矿层位。
望城坡组（D3w）：分两段(含矿层)：第二段（D3w2）：为局限台地相灰、深灰色薄至中厚层状泥晶生物屑灰岩局部夹白云质灰岩、白云岩。
第一段（D3w1）：分a、b、c三层C层（D3w1c）：为潮坪间带相灰、深灰色薄至中厚层状含泥白云岩、泥质白云岩夹深灰色晶洞白云岩。
B层（D3w1b）：为局限台地边缘相（台隆）-生物礁滩相。
含矿层。
A层（D3w1a）：为局限台地相灰、深灰色薄至中厚层状生物白云岩，含泥生物白云岩夹中厚层状生物白云岩夹泥质石英粉砂岩。
与下伏地层为整合接触。
1.2 工作区构造工作区地处扬子准地台内部次级构造单元的两个构造单元体的接合区（即黔南台陷贵定南北向构造变形区与黔北台隆贵阳复杂构造变形区），区域性大断裂有黄丝断层从贵定县该锌矿区北部通过工作区内断层构造较为发育,主要有近东西向和北西向两组，北东向组为次级分枝构造，均为后期构造，对矿体（含矿层）有一定的破坏作用。
海洋可控源电磁法二维有限元正演及反演海洋可控源电磁法（Marine Controlled-Source Electromagnetic，MCSEM）是一种新兴的海洋地球物理勘探技术。
它通过在海洋中设置控制电源，利用电磁场对海底地质进行探测，可以获取地底结构的信息。
本文将从MCSEM的原理入手，介绍MCSEM的二维有限元正演和反演方法，并讨论其应用及优缺点。
一、MCSEM原理MCSEM利用控制电源发出高频电信号，该信号在海洋中传播时，会激发海底地质物体中的电流。
这些电流在海水中会产生电磁场，通过检测电磁场的变化，可以解析出地底物质的电导率、磁导率等物理参数，从而获取地底结构信息。
MCSEM主要有两种控制电源：直流电源和交流电源。
直流电源具有较大的侵入深度和较好的低频响应，适用于大区域的浅层勘探；交流电源具有较好的高频响应，适用于小区域的深部勘探。
控制电源的设置可以根据勘探的需求进行调整。
二、二维有限元正演MCSEM二维有限元正演是指将地下介质分布描述为二维平面的电导率分布，采用有限元理论计算出该模型产生的电磁响应。
MCSEM的二维有限元正演主要包括以下步骤：1.建立数学模型建立地下介质的二维平面电导率模型，将所要研究的地质构造物体分为多个区域。
2.建立有限元网格将地下介质划分为若干小块，每个小块中的电导率均为常数。
在每个小块内部建立一个节点，并通过有限元网格连接所有的节点。
3.设置边界条件和时间离散在模型的边缘处设置边界条件，确定控制电源和检测电极的位置。
对时间进行离散化，并设置时间步长。
4.求解定态矩阵根据有限元法原理，求解定态矩阵，包括系统矩阵、电势向量和电流向量。
5.计算电场和磁场响应根据电场和磁场的计算公式，使用有限元法计算出电场和磁场的响应。
三、二维有限元反演MCSEM二维有限元反演是指利用已知的电磁响应数据，反推出地下介质的电导率分布。
MCSEM的二维有限元反演主要包括以下步骤：1.误差函数的定义确定反演的误差函数，通常采用观测数据与模拟数据之间的二次差值作为误差函数。
可控源音频大地电磁法在辽南某厂区温泉勘查中的应用【摘要】近年来，随着社会的高速发展，国家对于能源的需求量与日俱增。
相比于煤炭石油等传统能源，地热作为一种新型的可再生绿色清洁能源,越来越受到广泛的重视。
而温泉作为地热资源的其中一种，在旅游开发中占据着极其重要的地位。
【关键词】可控源、地热、断裂构造、地球物理1 前言地热资源是地下水在导热构造内被加热，沿延断裂运移至地表而成，电性异常表现为相对低阻。
而地热水长距离运移过程中，必然会溶入大量围岩和断裂中的矿物质和微量元素等，这样就增强了其导电性，使得热储和导热构造更具明显的低阻特征。
可控源音频大地电磁法在进行断裂构造探测、寻找热储等方面上，具有良好的勘探效果。
2 地热地质条件区域地层主要为变粒岩，还有厚度很小的大理岩，岩层产状较稳定，形成了本区的隔水层，使地热流体在相对封闭的体系内补给与排泄，保存了其高温高矿物质含量的特征。
区域地热类型为对流型，受北东或北西向断层控制，出露于盖县组变粒岩中。
3 地球物理特征测区被第四系地层所覆盖，地层主要为辽河群盖县组，岩性为透闪变粒岩、黑云斜长变粒岩、浅粒岩、透闪石岩、二云母石英片岩；侵入岩主要为花岗岩。
工作区裸露岩石较少，仅仅采集到风化较严重的变粒岩、花岗岩，根据标本参数测定结果结合以往工作记录，花岗岩视电阻率值较高，一般在5000Ω·Μ以上，属于高阻；盖县组变粒岩和浅粒岩视电阻率值通常在2000Ω·Μ以上，风化程度越大阻值越小，盖县组岩性整体呈中高阻特征。
该区断裂构造较发育，断裂构造及岩层裂隙由于不同程度含水，通常会引起相对低阻反映。
温泉是地下水在储热构造内被加热，延断裂运移至地表而成，而温泉水长距离运移过程中，必然会溶入大量围岩和断裂中的矿物质、微量元素等，这样就增强了其导电性，使得热储和导热构造更具明显的低阻特征。
4 可控源音频大地电磁法的基本原理可控源音频大地电磁法（CSAMT）是一种频率域人工源电磁测深法，研究大地的电磁响应，探测地下电性分布及地质构造。
可控源音频大地电磁法（CSAMT）在某石墨矿中的应用【摘要】可控源音频大地电磁法(CSAMT)是在大地电磁法(MT)的基础上，针对解决大地电磁法场源的随机性强和信号微弱而发展成的一种人工场源电磁测深方法。
该方法由于使用了功能强大的人工信号源，与大地电磁法(MT)相比，更能够压制干扰，采集到高品质的数据；该方法具有勘探深度大、快速高效、横向分辨力高等优点。
【关键词】石墨地球物理勘探可控源音频大地电磁视电阻率1.工区地质及地球物理特征区内出露地层单一，仅见第四系全新统洪冲积（Qhapl）分布于矿区沟谷及地势低洼地带，出露面积较小，主要由花岗岩碎块、亚粘土松散堆积而成，花岗岩碎块大小0.1～3厘米不等，碎块多呈棱角或次棱角状，磨圆度较差。
地表植被较发育，洪冲积层厚度0.3～1.5米不等。
花岗岩类石墨矿是由岩浆热液不同阶段结晶矿物和石墨组成的各种含石墨花岗岩，石墨呈侵染状分布于花岗岩中，石墨可呈球状、豆状聚积，构成球状石墨花岗岩。
根据统计，本区内主要为含钾长石、斜长石及石英的花岗岩，其常见电阻率如表2-1所示。
根据以往工作经验，含石墨花岗岩电阻率一般为数十欧姆每米，而花岗岩等普遍在数千欧姆每米，随着花岗岩体中石墨矿矿化程度的升高，其整体电阻率反应会呈现逐渐降低的趋势，因此，本区目标矿体石墨矿体与花岗岩等围岩之间存在明显的电性差异，采用可控源音频大地电磁法寻找石墨矿具备良好的地球物理前提。
表2-1 勘探区常见岩矿石电阻率统计表2.工作方法与技术本次可控源音频大地电磁法共布设4条试验测线（X线、Y线、0线、7线），17条勘探测线，其中X、Y线为南北向布设，其余测线均为东西向布设。
东西向测线线距200米，点距50米，南北测线线距200米，点距50米，共设计线上物理点386个。
采用赤道偶极装置方法，测量方式为标量测量，即使用发送机通过接地电极A、B向地下供不同频率交变电流，在距离AB相当远的地方同时测量互相垂直的水平电场分量Ex和磁场分量Hy，从而计算卡尼亚电阻率和阻抗相位。
可控源音频大地电磁法探测隐伏断层的正演模拟
马志飞
【期刊名称】《工程地质计算机应用》
【年(卷),期】2009(000)004
【摘要】为了分析可控源音频大地电磁法探测隐伏断层的理论基础和可行性,结合隐伏断层的电性特征,建立不同埋深、不同断距的隐伏断层等两组地质模型,进行正演模拟。
通过正演计算,研究不同埋深、不同产状的断层的电磁响应,分析其视电阻率和阻抗相位特征,为正确识别隐伏断层提供理论依据。
正演结果显示:相位数据对断层反映很敏感,特别是断层左右两边岩性不同时,阻抗相位截然不同,界限明显;隐伏断层的覆盖层越厚,即断层埋藏越深,则视电阻率的反映越不明显,但阻抗相位依然能够清晰体现出来;与视电阻率资料相比,阻抗相位具有更高的敏感度,且阻抗相位资料更易于捕捉到地层深部的信息。
【总页数】7页(P8-14)
【作者】马志飞
【作者单位】北京市地质研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P631.325
【相关文献】
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可控源音频大地电磁法在南宁盆地地热勘探中的应用摘要：地热作为一种新型的环保的能源，逐步受到世人的瞩目，国内许多大中城市为开发利用地热进行了探索，并取得了显著的成效。
南宁盆地内断裂构造发育，有良好的地热地质条件，为探测深部控热、含水地质构造分布，通过开展可控源音频大地电磁法（简称CSAMT），对采集的CSAMT测深数据进行二维反演计算获得的地下电阻率异常分布特征，再结合已知的地质、水文条件，对反演图件进行推断解释，结果清晰显示了地层及断裂构造的分布情况，为下步钻探工程提供依据。
关键词：可控源、音频大地电磁法、地热、勘探1 前言地热是一种宝贵的自然资源，不仅为人类提供热能，同时也提供了水源和矿物资源，随着地热资源开发的深度越来越大，地表观测到由地热异常引起的电阻率差异越来越小，所以深部地热资源勘探的主要任务是勘查热储地层及地质构造分布情况。
南宁盆地内西北部构造复杂、断裂较为发育具有良好的地热地质条件，地热资源期待开发利用，为查明工作区深部断裂的空间分布形态，要求勘探深度大，由于测区内第四系覆盖层厚，该层电阻率小，形成一个坚固的低阻屏蔽堡垒，常规的直流电法很难达到深度要求，因此投入可控源音频大地电磁测深法进行勘探，它具有勘探深度大、横向分辨率高、抗干扰能力强等特点，可以有效地探测深部控热构造的分布和发育状况，定性判断断层带的含水、导热性等，为地热资源勘探提供地球物理资料。
2 地质-地球物理特征勘查区位于华南板块的南部，即华南准地台的西南端；右江再生地槽南缘的西大明山隆起的百色-武鸣拗褶带大明山-高峰隆起束内，昆仑关复式背斜南部边缘。
勘查区出露地层以寒武系为主：寒武系小内冲组（∈x），中下部为中—厚层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、页岩等，上部中—厚层粉砂质泥岩、砂质泥岩、泥岩夹粉砂岩等。
厚度＞499m。
寒武系黄洞口组（∈h），底部为含细砾粗砂岩和石英砂岩，中下部为厚层中—粗粒砂岩、细砂岩、长石石英砂岩夹砂岩、泥质砂岩、泥岩，上部为中—厚层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩夹泥岩。
可控源音频大地电磁法(CSAMT)在茅山地热资源勘查中的应用王军成;黄仕茂;徐燕燕【摘要】近年来,可控源音频大地电磁法(CSAMT)在地热资源勘查中应用越来越多,在构造判定和地层划分方面具有独特的优势.介绍了CSAMT的方法原理,详细论述了江苏句容茅山地热资源勘查中V8多功能电法系统野外施工、数据采集、数据处理及最后的应用成果.茅山CSAMT成果与地质及地热井资料吻合较好,说明CSAMT法在地热资源勘查方面是一种行之有效的物探方法.该方法工作成本低、效率高,是当前地热勘查工作首选也是较为有效的方法.【期刊名称】《地质学刊》【年(卷),期】2018(042)001【总页数】6页(P161-166)【关键词】可控源音频大地电磁法(CSAMT);V8电法系统;地热资源;茅山;江苏句容【作者】王军成;黄仕茂;徐燕燕【作者单位】江苏省地质勘查技术院,江苏南京210008;江苏省地质勘查技术院,江苏南京210008;江苏省地质勘查技术院,江苏南京210008【正文语种】中文【中图分类】P631.3+250 引言可控源音频大地电磁法(CSAMT)是20世纪70年代兴起的一种测量卡尼亚电阻率和相位的电磁探测技术(石昆法，1999)。
该方法改善了大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)的场源随机性、信号微弱、易受自然环境和人文环境因素影响的缺点，具有探测深度大、横向分辨率高、抗干扰性能强等特点(汤井田等，2005)。
目前，该方法已经成功地应用于油气、金属矿产、工程地质及地热资源勘查等领域，成为越来越重要的一种地球物理方法(底青云等，2008；王彩会等，2014)。
以江苏句容茅山地热勘查为例，探讨该方法在地热勘查中的应用。
1 方法原理CSAMT法是采用可以控制人工场源的一种电磁法(何继善,1990)。
其中最常用的场源是将可以改变频率的发射机产生的交变电流，通过一定长度的导线连接到2个供电电极(A和B)，将交变电流供入大地，通常称为水平电偶极子。
可控源音频大地电磁法在复杂地形山区寻找煤系地层中的应用 收稿日期：２０２０－０６－１２ 作者简介：葛伟男（１９８６－），男，工程师，主要从事地球物理勘探工作。
葛伟男（福建省地质调查研究院，福州，３５００１３）摘 要 研究区处于闽西南凹陷带的大田—龙岩凹陷，地形条件复杂，煤矿资源较为丰富且煤系地层埋深较深，常规的地球物理方法无法满足勘探要求。
可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）具有勘探深度大、分辨率高和受高阻屏蔽作用小等优点，在勘探工作中发挥了重要作用。
可控源音频大地电磁法数据经过处理和反演，结合研究区地质资料与物性参数，可以消除地形影响，正确划分区内地层，揭露了地下岩体及构造的电性特征；依据圈定的电阻率异常可以有效地指导钻孔布设与实施。
通过钻探验证，证实了可控源音频大地电磁法在复杂地形条件下寻找煤系地层的有效性，为今后复杂地形区域的深部找煤提供了指导和借鉴意义。
关键词 可控源音频大地电磁法 复杂地形 煤系地层 应用 闽西南凹陷带福建境内主要含煤地层为中二叠世童子岩组煤系地层，是一套海陆交互含煤沉积，广泛分布于闽中及闽西南地区。
煤系地层从下往上一般分为３个段，其中一、三段为含煤段，二段为不含煤泥岩段。
经多年的开采，浅部煤炭基本被采完。
由于煤炭资源埋藏较深，以往常规槽探、钻探方法见煤率低、效果差［１－５］，因此，勘探工作重点和难点是在复杂地形条件下寻找隐伏煤层。
深部找煤常采用物探手段与深孔验证相结合的方式，实践表明，地形能够引起物探虚假异常，从而掩盖地下由矿体或目标物引起的异常，如果不能对地形异常进行正确的认识和消除，将直接影响解释效果和勘探方法的有效性，甚至导致完全错误的解译结果。
可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）是在大地电磁和音频大地电磁法基础上发展起来的一种人工源方法，具有工作效率高、勘探深度范围大、垂向和水平分辨率高、受地形影响及高阻层的屏蔽作用小等优点。
如今该方法应用领域扩展到了地质普查以及石油、天然气、地热、金属矿床、水文环境等勘查［６－１１］，成为一种重要的深部勘探地球物理方法。
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。
可控源音频大地电磁法可控源音频大地电磁法(CSAMT)是电磁法的一种，它的主要特点是用人工控制的场源做频率测深。
采用人工场源可以克服天然场源信号微弱的缺点，但是波的非平面波特性决定了处理资料时的复杂性。
当发射距是探测深度的3～5倍，高频时非平面波可以近似地看作平面波，低频时则会出现电阻率随频率降低而在双对数坐标图上呈45°上升的近场效应，因此须作近场改正，校正后的数据可看作为平面波产生的结果，然后再采用用MT的方法来分析。
所以，MT的反演方法原则上都可用来做近场校正后的CSAMT 反演。
如不作平面波校正的反演，其有效数据只能取远场的值，而对于近场甚至过渡场的资料都要摒弃不用，这将造成较大的浪费。
Pargha S.Rou thet.al.尝试了在一维空间用不做平面波校正的全资料来做CSAMT反演。
全资料的CSAMT反演需要有源理论电磁法的正演解，当介质为水平成层介质时有积分解，这方面的反演容易实现，但当电性结构复杂时，就没有解析解，因此其反演问题也就更加复杂。
大多数的电磁反演都为线性反演，最小二乘解法是最传统的，也是行之有效的方法.一维CSAMT反演可以精确地模拟电磁场，但它只限于简单的水平层状模型。
如果发射机和接收机间的导电构造较复杂，即2D甚至3 D情况下,这种方法就会给出错误解。
为了处理有限源效应和地电高维构造Wannamaker在解释野外资料时把一维CSAMT反演和二维MT反演结合起来。
若给最小二乘法加一光滑限制，就可得到模型的正则化解，奥克姆反演、最小构造反演和快速松弛反演RRI算法都属于这一类型。
这些方法在二维资料反演中取得了较好的结果。
但在三维反演中,一般方法的应用遇到了困难。
我们知道，正演是反演的基础，在电磁法二维和三维正演方法中，最常用的方法是有限差分和有限元方法，模型被剖分成的网格越多，雅可比矩阵就越大，占用的内存也就越多，反演时需要解的方程组也就越多，现在计算机的内存和计算速度提高了很多，为电磁法三维资料的处理解释在微机上实现展现了前景。
㊀第３８卷第１期物㊀探㊀与㊀化㊀探Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．１㊀㊀２０１４年２月ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ＆ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＦｅｂ．，２０１４㊀ＤＯＩ：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，北京㊀１０００１２；２．中国地质大学地球物理与信息技术学院，北京㊀１０００８３）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：Ｐ６３１㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１０００－８９１８（２０１４）０１－０１５１－０６㊀㊀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㊂１㊀可控源音频大地电磁法正演１．１㊀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１㊀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］∇ˑＥｓ＝－ｉωμＨｓ，∇ˑＨｓ＝σＥｓ＋σａＥｐ，}（１）其中，μ为自由空间磁导率；σ㊁σ０分别为模型及背景的电导率，σａ＝σ－σ０为异常电导率；Ｅｓ㊁Ｈｓ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物㊀探㊀与㊀化㊀探３８卷㊀计算背景场值㊂利用公式［１９］＾Ｆ（ｘ，ｋｙ，ｚ，ω）＝ʏɕ－ɕＦ（ｘ，ｙ，ｚ，ω）ｅ－ｉｋｙｙｄｙ（２）沿走向方向对ｙ做傅立叶变换，将式（１）从频率空间域变换到频率波数域中，将三维问题转化成二维的数值模拟问题㊂用 ＾ 表示频率波数域的结果，变换后经整理得到的频率波数域的电磁场方程为［１９］∂∂ｘ＾ｙｋ２ｅ∂＾Ｅｓｙ∂ｘæèçöø÷＋∂∂ｚ＾ｙｋ２ｅ∂＾Ｅｓｙ∂ｚæèçöø÷－＾ｙ＾Ｅｓｙ＋ｉｋｙ∂∂ｘ１ｋ２ｅæèçöø÷∂＾Ｈｓｙ∂ｚ－∂∂ｚ１ｋ２ｅæèçöø÷∂＾Ｈｓｙ∂ｘéëêêùûúú＝σａ＾Ｅｐｙ－ｉｋｙ∂∂ｘσａｋ２ｅ＾Ｅｐｘæèçöø÷＋∂∂ｚσａｋ２ｅ＾Ｅｐｚæèçöø÷éëêêùûúú，（３）∂∂ｘ＾ｚｋ２ｅ∂＾Ｈｓｙ∂ｘæèçöø÷＋∂∂ｚ＾ｚｋ２ｅ∂＾Ｈｓｙ∂ｚæèçöø÷－＾ｚ＾Ｈｓｙ＋ｉｋｙ－∂∂ｘ１ｋ２ｅæèçöø÷∂＾Ｅｓｙ∂ｚ＋∂∂ｚ１ｋ２ｅæèçöø÷∂＾Ｅｓｙ∂ｘéëêêùûúú＝∂∂ｘ＾ｚσａｋ２ｅ＾Ｅｐｚæèçöø÷－∂∂ｚ＾ｚσａｋ２ｅ＾Ｅｐｘæèçöø÷éëêêùûúú㊂（４）其中，＾Ｅｓｙ㊁＾Ｈｓｙ分别为电场和磁场ｙ方向二次场波数域的值，＾Ｅｐｘ㊁＾Ｅｐｙ㊁＾Ｅｐｚ分别为电场ｘ㊁ｙ㊁ｚ三个方向背景场波数域的值，ｋｙ为波数值，＾ｚ＝ｉμω，＾ｙ＝δ，ｋ２＝－ｉμδω，ｋ２ｅ＝ｋ２ｙ－ｋ２㊂式（３）和式（４）加上相应的边界条件就构成了正演模拟所要解决的问题㊂１．２㊀有限元单元法计算公式利用４节点等参单元来进行数值模拟，将伽里金方法和格林公式应用到式（３）和式（４），正演使用第一类边界条件，边界网格上的电磁场值为零，最终得到电磁场有限元计算公式［１６］４ｉ＝１ʏʏ∂Ｎｉ∂ｘ＾ｙｋ２ｅ㊃∂＾Ｅｓｙ∂ｘæèçöø÷＋∂Ｎｉ∂ｚ＾ｙｋ２ｅ㊃∂＾Ｅｓｙ∂ｚæèçöø÷＋Ｎｉ＾ｙ＾Ｅｓｙ＋ｉｋｙｋ２ｅ∂Ｎｉ∂ｘ㊃∂＾Ｈｓｙ∂ｚ－∂Ｎｉ∂ｚ㊃∂＾Ｈｓｙ∂ｘæèçöø÷éëêêùûúúｄｘｄｚ＝－ ４ｉ＝１ʏʏＮｉσａ＾Ｅｓｙ＋ｉｋｙσａｋ２ｅ∂Ｎｉ∂ｘ＾Ｅｐｘ＋∂Ｎｉ∂ｚ＾Ｅｐｚæèçöø÷éëêêùûúúｄｘｄｚ，（５）４ｉ＝１ʏʏ∂Ｎｉ∂ｘ＾ｚｋ２ｅ㊃∂＾Ｈｓｙ∂ｘæèçöø÷＋∂Ｎｉ∂ｚ＾ｚｋ２ｅ㊃∂＾Ｈｓｙ∂ｚæèçöø÷＋Ｎｉ＾ｚ＾Ｈｓｙ＋ｉｋｙｋ２ｅ－∂Ｎｉ∂ｘ㊃∂＾Ｅｓｙ∂ｚ＋∂Ｎｉ∂ｚ㊃∂＾Ｅｓｙ∂ｘæèçöø÷éëêêùûúúｄｘｄｚ＝－ ４ｉ＝１ʏʏ＾ｚσａｋ２ｅ∂Ｎｉ∂ｘ＾Ｅｐｘ－∂Ｎｉ∂ｚ＾Ｅｐｚæèçöø÷éëêêùûúúｄｘｄｚ，（６）Ｎｉ为形函数㊂通过单元分析和系数矩阵存储，最终正演计算形成的矩阵方程形式为ｋ１ｋ２ｋ３ｋ４æèçöø÷㊃ｅｈæèçöø÷＝Ｓ１Ｓ２æèçöø÷，（７）ｋ１＝ʏʏ＾ｙｋｅ２∂Ｎｉ∂ｘ㊃∂Ｎｊ∂ｘ＋∂Ｎｉ∂ｚ㊃∂Ｎｊ∂ｚæèçöø÷＋＾ｙＮｉＮｊéëêêùûúúｄｘｄｚ，ｋ２＝ʏʏｉｋｙｋｅ２∂Ｎｉ∂ｘ㊃∂Ｎｊ∂ｚ－∂Ｎｉ∂ｚ㊃∂Ｎｊ∂ｘæèçöø÷éëêêùûúúｄｘｄｚ，ｋ３＝ʏʏ＾ｚｋｅ２∂Ｎｉ∂ｘ㊃∂Ｎｊ∂ｘ＋∂Ｎｉ∂ｚ㊃∂Ｎｊ∂ｚæèçöø÷＋＾ｚＮｉＮｊéëêêùûúúｄｘｄｚ，ｋ４＝ʏʏｉｋｙｋｅ２－∂Ｎｉ∂ｘ㊃∂Ｎｊ∂ｚ＋∂Ｎｉ∂ｚ㊃∂Ｎｊ∂ｘæèçöø÷éëêêùûúúｄｘｄｚ，Ｓ１＝－ʏʏＮｉδａ＾Ｅｐｙ＋ｉｋｙδａｋｅ２∂Ｎｉ∂ｘ＾Ｅｐｙ＋∂Ｎｉ∂ｚ＾Ｅｐｙæèçöø÷éëêêùûúúｄｘｄｚ，Ｓ２＝－ʏʏ＾ｚδａｋｅ２∂Ｎｉ∂ｚ＾Ｅｐｘ－∂Ｎｉ∂ｘ＾Ｅｐｚæèçöø÷éëêêùûúúｄｘｄｚ㊂式（７）中ｅ和ｈ代表网格节点上待求的电场和磁场值㊂求解由以上各式构成的线性方程组，即可得到频率波数域中的结果，将不同波数值的结果通过样条插值和反余弦变换，即可得到频率域的结果㊂以下在１０－１ １０－５间按对数等间隔取２１个波数值计算㊂１．３㊀矩阵压缩存储有限元形成的右端矩阵具有稀疏和对称的特点，如果将其全部储存需要很大的内存空间㊂考虑到矩阵每行只有有限个非零元素，如果能充分利用这个特点，可以有效的节约内存空间㊂结合有限元法的特点，单元分析时仅每个节点与其周围的几个节点参与运算㊂以４节点的等参单元为例，最终形成的矩阵中每行最多只有１８个非零元素，将它们存储即可㊂每行１８个非零元素的位置，在网格剖分后，即可根据有限元单元分析特点得到非零元素的行列号㊂采用ＣＳＲ（即按行压缩稀疏矩阵）方法，通过三个一维向量就可完成矩阵的存储，便于共轭梯度法的使用㊂使用对称逐步超松驰预处理共轭梯度法解线性方程组，来加快正演的速度㊂㊃２５１㊃㊀１期张斌等：带地形的可控源音频大地电磁法二维正演１．４㊀地形模拟野外常在地形有起伏的地方采集数据，因此采用肖明顺介绍的 拟均匀半空间 方法［９］来模拟地形对数据产生的影响㊂算法仅在求取一次场时有所变化，如图２所示，将地形的最高点作为均匀半空间水平面的起始位置，其下的空气当做高阻异常，场源位于水平面以下㊂一次场计算时，即计算距水平面Ｈ处场源在均匀半空间产生的场值，通过这种方法可以方便的模拟地形起伏的影响㊂图２㊀地形起伏下模拟示意２㊀结果检验将正演结果与ＫｅｙＫｅｒｒｙ的一维程序进行对比验证㊂模型见图３，采用ｘ方向电偶极子，模型层数为３层，发射频率为５０Ｈｚ㊂测点沿ｘ轴方向布设，范围从３００ ３０００ｍ㊂通过正演计算可以得到ｈｙ和ｅｙ的结果，然后利用ｈｙ和ｅｙ的导数值求得ｅｘ二次场的结果，重点对比ｅｘ二次场的结果㊂图４为一维和二维正演结果对比，通过ｅｘ二次图３㊀三层模型示意图４㊀ｅｘ实部与虚部对比结果图５㊀ｅｘ实部与虚部相对误差曲线场实部㊁虚部的对比可以看出，两种计算方法得到的结果能很好地对应上㊂图５显示，大部分测点误差在５％左右，部分测点离场源远，网格剖分粗糙误差稍大，说明本算法精度是可靠的㊂３㊀模型计算３．１㊀近地表低阻模型二维模型如图６ａ所示，发射源位于原点，采用ｘ向偶极子，模型背景电阻率为１００Ω㊃ｍ，在４０００㊃３５１㊃物㊀探㊀与㊀化㊀探３８卷㊀５０００ｍ间有一位于地表的低阻体，２００ｍ长，１５０ｍ厚㊂图６ｂ给出了发射信号为１０００㊁５０Ｈｚ时，用ｅｘ和ｈｙ计算的卡尼亚视电阻率曲线㊂图６ｃ是发射信号在１０００ １Ｈｚ时，不同测点上的测深曲线㊂图６㊀单模型及其计算结果从图６ｂ可以看出，发射频率不同时视电阻率曲线都对低阻体有所反应㊂发射频率为１０００Ｈｚ时，若接收距离大于１０００ｍ，则测点进入远区，且异常部位曲线对称性很好；发射频率为５０Ｈｚ时，当接收距大于４０００ｍ时，曲线仍然受到场源的影响㊂所以加大收发距和发射高频信号，可以减小场源对测点的影响㊂从图６ｃ可以看出，不同测点的频率进入近场区后，视电阻率曲线都呈４５ʎ直线上升，曲线已经不能真实地揭示地下模型㊂相比距离场源２０００ｍ处的测点，５０００ｍ处的测点进入近场区的频率更低，且近区场时的视电阻率值更低㊂而距离场源４４４０ｍ处的测点位于近地表的低阻上，曲线相对其他测点发生了偏移，低阻体的存在一直影响到反映深部的低频数据㊂由于使用ｅｘ和ｈｙ分量计算视电阻率，在近地表由于电阻率值横向变化大，对ｅｘ分量产生影响，视电阻率曲线静态效应明显，因此可以通过正演模拟来研究近地表地质体的影响，达到寻找浅部地质体的目标㊂３．２㊀组合模型构造如图７所示的高㊁低阻组合模型㊂在离ｘ方向发射源４０００ｍ的地下有两个低阻㊁高阻模型，电阻率分别为１０㊁１０００Ω㊃ｍ，发射频率１０００ ５０Ｈｚ，按对数等间隔取了９个频率值，测点位于４０００ ５０００ｍ间，点距４０ｍ，正演计算ｅｘ与ｈｙ分量的值，求取卡尼亚视电阻率㊂从计算结果中可以清楚地看出，在４４００ｍ下存在一低阻异常体，在４７２０ｍ下存在一高阻异常体，大部分的测点位于远区，场源的影响相对较小，通过卡尼亚视电阻率的计算可以分辨出两个组合模型的位置和大小㊂但是在拟断面４０００ ４２００ｍ的下部，由于测点离场源近，信号频率低，产生了一个虚假的高阻异常体㊂图７㊀组合模型及其视电阻率拟断面３．３㊀地形模拟使用图８ａ所示的模型，进行带地形的均匀半空间正演模拟㊂起伏地形最高点中心离发射源４５００ｍ，偶极子沿测线方向，频率为１０００Ｈｚ，测点位于４０００ ５０００ｍ之间，可以保证接收点位于远区，视㊃４５１㊃㊀１期张斌等：带地形的可控源音频大地电磁法二维正演图８㊀带地形的模型及其正演模拟结果电阻率曲线可以与大地电磁的数据进行对比，以验证算法的正确性㊂图８ｂ为可控源音频大地电磁数据与大地电磁数据的对比结果，其中大地电磁正演数据使用陈小斌［８］的程序计算得到，图中三角点为可控源音频大地电磁ｅｘ与ｈｙ分量计算的视电阻率结果，实线为大地电磁ＴＭ模式计算的视电阻率结果㊂可以看到，两种计算结果可以较好地重合上，说明在二次场算法中使用 拟均匀半空间 方法可以有效模拟地形起伏对数据产生的影响㊂从图８ｂ还可以看出，正演的结果近似 Ｗ 形态，在地下无异常的情况下，地形起伏变化大的地方产生了虚假的低阻异常㊂可见，地形对数据的影响是不容忽视的，在数据的处理中应加以考虑㊂４㊀结语通过正演模拟得出，在可控源音频大地电磁应用中，场源㊁频率㊁收发距㊁近地表异常体以及地形起伏都会对数据产生一定的影响，增加了处理和解释的难度，不恰当的处理方法可能带来错误的认识㊂通过更加深入的正演模拟来了解可控源音频大地电磁方法的特点，以及对数据产生影响的因素，并且如何在处理中去除它们的影响是以后进一步研究的重点㊂参考文献：［１］㊀底青云，ＵｎｓｗｏｒｔｈＭ，王妙月．复杂介质有限元法２．５维可控源音频大地电磁法数值模拟［Ｊ］．地球物理学报，２００４，４７（４）：７２３－７３０．［２］㊀底青云，ＵｎｓｗｏｒｔｈＭ，王妙月．有限元法２．５维ＣＳＡＭＴ数值模拟［Ｊ］．地球物理学进展，２００４，１９（２）：３１７－３２４．［３］㊀徐世浙．地球物理中的有限单元法［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９４．［４］㊀雷达．起伏地形下ＣＳＡＭＴ二维正反演研究与应用［Ｊ］．地球物理学报，２０１０，５３（４）．［５］㊀林绍忠．对称逐步超松弛预处理共轭梯度法的改进迭代格式［Ｊ］．数值计算与计算机应用，１９９７（４）．［６］㊀沈金松．２．５维电磁响应的有限元模拟与波数取值研究［Ｊ］．物探化探计算技术，２００８，３０（２）．［７］㊀罗延钟，周玉冰，万乐．勘查地球物理勘查地球化学文集［Ｍ］．北京：地质出版社，１９９６，２０：５７－６８．［８］㊀陈小斌．有限元直接迭代算法［Ｊ］．物探化探计算技术，１９９９，２１（２）：１６５－１７１．［９］㊀肖明顺．带地形的瞬变电磁２．５维有限元数值模拟研究［Ｄ］．武汉：中国地质大学，２００８．［１０］阎述．线源频率电磁测深二维正演［Ｊ］．煤田地质与勘探，１９９９（５）．［１１］陈小斌．有限元直接迭代算法及其在线源频率域电磁响应计算中的应用［Ｊ］．地球物理学报，２００２，４５（１）．［１２］王若．频率域线源大地电磁法有限元正演模拟［Ｊ］．地球物理学报，２００６（６）．［１３］张继峰．基于二次插值的线源可控源有限元数值模拟［Ｊ］．吉林大学学报：地球科学版，２００９（５）．［１４］柳建新．基于全区视电阻率的线源ＦＣＳＥＭ二维正演模拟［Ｊ］．地球物理学进展，２０１２（１）．［１５］ＵｎｓｗｏｒｔｈＭＪ，ＴｒａｖｅｓＢＪ，ＣｈａｖｅＡＤ．Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎｂｙａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｃｔｒｉｃｄｉｐｏｌｅｓｏｕｒｃｅｏｖｅｒａ２⁃Ｄｅａｒｔｈ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，１９９３，５８（２）：１９８－２１４．［１６］ＭｉｔｓｕｈａｔａＹ．２⁃Ｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇｂｙｆｉｎｉｔｅ⁃ｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈａｄｉｐｏｌｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，２０００，６５（２）：４６５－４７５．［１７］ＷｉｌｓｏｎＧＡ，ＲａｌｃｈｅＡＰ，ＳｕｇｅｎｇＦ．２．５Ｄｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆａｉｒｂｏｒｎｅｅｌｅｃ⁃ｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｄａｔａ［Ｊ］．ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，２００６，３７：３６３－３７１．［１８］ＫｅｒｒｙＫ．１Ｄｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｍｕｌｔｉｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍａｒｉｎｅＣＳＥＭｄａｔａ：Ｍｅｔｈｏｄｏｇｙａｎｄｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓｔｕｄｉｅｓｆｏｒｒｅｓｏｌｖｉｎｇｔｈｉｎｒｅ⁃ｓｉｓｔｉｖｅｌａｙｅｒｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，２００９，７４（２）．［１９］ＮａｂｉｇｈｉａｎＮ．ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＭｅｔｈｏｄｓｉｎＡｐｐｌｉｅｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ［Ｊ］．ＴｈｅｏｒｙＳｏｃｉｅｔｙｏｆＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃｉｓｔｓ，１９９２（１）．［２０］ＳｔｏｙｅｒＣＨ，ＧｒｅｅｎｆｉｅｌｄＲＪ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｔｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅａｒｔｈｔｏａｎｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｄｉｐｏｌｅｓｏｕｒｃｅ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，１９７６，４１（３）：５１９－５３０．㊃５５１㊃㊃６５１㊃物㊀探㊀与㊀化㊀探３８卷㊀ＴＨＥＴＷＯ⁃ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬＣＳＡＭＴＭＯＤＥＬＩＮＧＷＩＴＨＴＯＰＯＧＲＡＰＨＹＺＨＡＮＧＢｉｎ１，ＴＡＮＨａｎ⁃ｄｏｎｇ２（１．ＣｈｉｎａＮｏｎ－ｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓＲｅｓｏｕｒｃｅｓＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ㊀１０００１２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒ⁃ｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ㊀１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｅｃｏｎｄａｒｙｆｉｅｌｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙＣＳＡＭＴｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｏｒｗａｒｄｐｒｏｂｌｅｍ．Ｆｏｒｗａｒｄｍｏｄｅｌｉｎｇｕｓｅｄｆｉｎｉｔｅ－ｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｉｔｅｍｐｌｏｙｓｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｓｔｏｒａｇｅａｎｄｃｏｎｊｕｇａｔｅｇｒａｄｉｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏａｃｃｅｌｅｒａｔｅｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｆｏｒｗａｒｄａｌｇｏ⁃ｒｉｔｈｍ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｗａｓａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｆｏｒｗａｒｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｔｅｓｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆａｓｙｎｔｈｅｔｉｃｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｔｅｓｔｓｈｏｗｓｐｒｏｍｉｓｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＳＡＭＴ；２．５Ｄｆｏｒｗａｒｄ；ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｆａｃｔｏｒ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ作者简介：张斌（１９８５－），男，硕士研究生，主要从事有色金属矿产勘查和电磁法研究工作㊂上接１４４页ＴＨＥＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＦＩＢＥＲＢＲＡＧＧＧＲＡＴＩＮＧＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＴＯＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧＯＦＬＡＮＤＳＬＩＤＥＺＥＮＧＫｅ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ＣＧＳ，Ｂａｏｄｉｎｇ㊀０７１０５１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＦｉｂｅｒＢｒａｇｇＧｒａｔｉｎｇＳｅｎｓｏｒ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｐａｃｋａｇｉｎｇｏｆｆｉｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｓｔｒａｉｎｓｅｎｓｏｒｓ，ａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｉｔｓｓｅｎｓｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｉｔｈｌａｂｏｒａｔｏｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．ＦｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｏｒｓｉｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｈａｚａｒｄｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｍｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ａｎｄｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｏｒｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｈａｎｇｅ．Ｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｏｒｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｌａｎｄｓｌｉｄｅｓｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｅａｒｌｙ⁃ｓｔａｇｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｄｖｉｃｅｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｈａｎｄｌｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｍａｙｏｃｃｕｒｄｕｒｉｎｇｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｅｏｈａｚａｒｄｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ＦｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｏｒ；ｌａｎｄｓｌｉｄｅｂｏｄｙ作者简介：曾克（１９６３－），国土资源部地质环境监测技术重点实验室工程师，主要从事地质仪器和地质灾害监测系统的研究与开发㊂。
