大地电磁场课件:EM6-频率域电磁法
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席振铢作为大地电磁测深的场源——大地电磁场大地电磁场((又称天然场然场),),),具有很宽的频率范围具有很宽的频率范围具有很宽的频率范围,,它主要由太阳风与地球磁层地球磁层、、电离层之间复杂的相互作用电离层之间复杂的相互作用,,以及雷电活动等这些地球外层空间场源引起的区域性活动等这些地球外层空间场源引起的区域性,,乃至全球性的天然交变电磁场全球性的天然交变电磁场,,不同频率的电磁场相互迭加在一起迭加在一起,,是一个非常复杂的电磁振荡是一个非常复杂的电磁振荡。
大地电磁场入射到地下时磁场入射到地下时,,一部分被介质吸收衰减一部分被介质吸收衰减;;一部分反射到地面分反射到地面。
它带有反映地下介质电性特征的电磁场信息磁场信息,,人们通过观测地表的电人们通过观测地表的电、、磁场分量磁场分量,,来研究地下地质结构及其分布特征。
磁场电场(mv/km)频率(Hz)随着频率的降低,勘探深度在增加,这就是频率测深的原理。
埋深埋深、、产状布置测网尽量规整、、②尽量包含所有的测区地质信息尽量包含所有的测区地质信息。
网度越小越好网度越小越好。
、测深工作频率范围和电偶极距长度帮助后期资料处理与分析帮助后期资料处理与分析;;③选择工作参数电磁噪声比较平静电磁噪声比较平静,,各种人文干扰不严重各种人文干扰不严重;;选择测区内典型地质剖面;;④有一定规模的目标体存在有一定规模的目标体存在;;⑤尽量选择地形开阔尽量选择地形开阔、、起伏平野外工作方法技术1、电偶极子方向相互垂直电偶极子方向相互垂直,,要用罗盘仪定向要用罗盘仪定向。
2、电偶极子的长度用测绳测量电偶极子的长度用测绳测量,,误差误差<0.5<0.5<0.5米米。
3、磁传感器磁传感器((磁棒磁棒))应距前置放大器大于应距前置放大器大于55米,干扰两个磁棒要埋在地下干扰两个磁棒要埋在地下,,保证其平稳保证其平稳,,用罗盘仪定向使用罗盘仪定向使Hx 磁棒相互垂直磁棒相互垂直,,误差控制在误差控制在11度,且水平且水平。
第一节、方法原理频率域大地电磁法是以天然电磁场为场源来研究地球内部电性结构的一种重要的地球物理手段。
天然变化的电磁场或人工发射的电磁场向地下穿透并在地下介质中感生出受地下电性结构控制的大地电磁场,依据不同频率的电磁波在导体中具有不同趋肤深度的原理,在地表测量由高频至低频的地球电磁响应序列,经过相关的数据处理和分析来获得大地由浅至深的电性结构,进而根据不同地质体或地质构造的电性差异达到解决地质问题的目的,主要运用的频率范围为10-4Hz ~104Hz 。
根据利用的场源或频率范围不同电磁法可分为天然场源的大地电磁法MT (Magnetotelluric )、音频大地电磁法AMT (Audio Magnetotelluric )以及人工场源的可控源音频大地电磁法CSAMT (Controlled Source Audio Magnetotelluric )和利用无线电长波电台为场源的 RMT (Radio Magnetotelluric )等。
音频大地电磁法(AMT )相较于大地电磁法(MT ),研究频带较高,探测深度较浅稍。
其频率范围主要为1~104~5Hz ;音频大地电磁法理论模型基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组导出的水平电偶极源在地面上的电场及磁场公式:)2cos 3(2231-⋅⋅⋅=θπρr AB I E x (1) E I AB r y =⋅⋅⋅⋅34213ρπθsin (2) E i I AB r z =-⋅⋅⋅⋅()cos 1221201ρπμωρθ (3) H i I AB r x =-+⋅⋅⋅⋅()cos sin 1342310πρμωθθ (4) H i I AB r y =+⋅⋅⋅-()(cos )142323102πρμωθ (5)H i I AB r z =⋅⋅⋅32104ρπμωθsin (6)式中,I 为供电电流强度;AB 为供电偶极长度;r 为场源到接收点之间距离。