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一、可控源音频大地电磁测深法（CSAMT ）（1）方法特点及应用范围可控源源音频大地电磁法(Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics, 简称CSAMT 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。
从而从理论和实验两方面奠定了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。
特别是自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。
我们可以用图2-1来说明最常用的一种标量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，从而可使用卡尼亚电阻率计算公式并方便解释。
若选用直角坐标系，X 轴平行AB ，Z 轴垂直向下，那么标量测量是在测点测量每一频率的电场分量E X 和正交的磁场分量H Y ，并按：E E y x f 251=ρ计算卡尼亚电阻率。
式中f 为频率。
当从高到低逐个改变频率。
便可得到卡尼亚电阻率测深曲线。
根据需要，可以分别以相互垂直的两组场源供电，对每个场源都测量5个电磁场分量，从而形成张量CSAMT 测量。
ATM物探仪（音频大地电磁测深）原理一、电磁波:地球物理勘探，简称物探。
分为电法、磁法和电磁法三种。
本质上都是电法，因为磁场也是电场感应而来。
物探电磁法分为两种：一）连续电磁波电磁波不间断（频率域即有很多不同频率的电磁波可作为工作频率进行选择，比如我们可以选择长波（音频范围的电磁波），另外还有微波、红外线等短波等）连续电磁波按产生方式还分为:1、人工场源电磁波又叫可控源音频大地电磁CSAMT,需人工产生发射电磁场。
优点：信号强，精度高，测量时间短。
缺点：近场效应，近处不准，设备大，转场不便，施工电极敷设需要挖较大的坑深埋，设备造价高。
2、天然音频大地电磁波ATM，天然音频大地的英文简称，是此次介绍的重点内容，它主要利用天然产生的电磁波(简称天电)进行地下介质电阻率异常的测量，省掉人工发射电磁波环节。
优点：测量简单，施工效率高。
无需发电设备，转场方便，适合矿区扫面，靶区筛查。
随着数据分析的发展，现在ATM在中国有较好的应用发展趋势。
该法最早由法国、俄罗斯提出。
2000年中南大学何继善院士在此基础上进一步探索，提出广域电磁法，电磁测深由原来的简化的平面波模型回归现在的曲面波模型，并因此获国家科技进步一等奖。
目前大地电磁测深技术无论理论与应用，我国已经有所领先。
缺点：精度较低，单次数据采集时间长。
天然场源电磁波又分长波、中波及短波，其中音频大地电磁波属于长波，是ATM法的工作波段，下节详细介绍。
二）瞬变电磁（时间域，时间为变量）瞬变电磁的电磁波属于间断脉冲型，利用接通、间断电流产生交变电磁波，进行地下介质电阻率异常的测量，与连续电磁波比，属于另一大类，与ATM无关，不多介绍。
见图二、ATM天然音频大地电磁波的波形电场波与磁场波（简称电波与磁波）互相垂直正交，且都垂直于传播方向，其中磁场波由电场波感应产生。
这样，电磁波测量电波与磁波两组信息，与单独的电法与磁法来说，信息量是翻倍提高的。
天然场源电磁波，也叫天电，主要由太阳风、地球磁暴及地球雷电区经几千或几万公里传播而来。
二可控源音频电磁测深工作方法（一）测地工作测地工作首先由甲方在测区导引出两条基线，然后使用经纬仪、测距仪从一条基线出发沿每条测线放置测点，并向另一基线闭合，基线点采用木桩作标记。
测线采用原勘探线1～3线，线距120米、点距40米，北西起始点编号为2号点，共计坐标点数270个，各测点坐标参见表2—1。
（二）可控源音频电磁测深工作（CSAMT）CSAMT法是近年来发展起来的电磁测深法，它要求场源具有强大的激发电流源，并以密集布点的排列观测装置实现高精度数据采集。
本次野外工作采用美国ZONGE公司生产的大功率GDP—16地球物理数据采集系统，该仪器包括一台30KW的大功率发电机和一台大功率发射机，具有8道接收系统的GDP－16接收机和配套设备，性能优良，稳定性好。
该方法的野外数据采集工作以观测点位于远场区为宜，考虑本次工作的勘探深度（ 60O～800米），选取收发距为6000—6840米，供电极距AB为 1500米，接收偶极距为40米，采用赤道偶极装置，标量观测方式，通过增加迭加次数和单频点采集次数来提高信号质量；见CSAMT野外工作示意图（2—1）：图2-l中P1、P2、P3为同步观测点，P2处为测站，也是磁探头位置，AB为供电偶极。
当发射频率从高到低改变时，在观测点处观测每一频点的水平电场Ex和水平磁场Hy的幅值及相位，从而计算出每个频点的卡尼吉亚视电阻率和相位值，其计算公式为：335线50号检查点误差统计表335线50号检查点误差统计表251Hy Ex f =ρ 、Φ=Φe -Φh ，随着观测点的频率逐次降低，电磁波穿透深度（δ）不断加大，其表达式为δ＝356f ρ。
针对本次工作地质任务的特殊要求，CSAMT 勘探工作频点选为4～8192 HZ ，以达到详查之目的。
1、CSAMT 勘探技术要求：（1）、测点观测只能在场源AB 垂直平分线两侧30o 扇形范围内进行。
（2）、在视电阻率曲线的关键部位，如极值点处应重复观测，确保数据精度，对相邻测点曲线的极值点在频率轴上有位移时，重复检查观测。
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。
實驗音頻大地電磁波法一、目的實習頻率域電磁波法，利用音頻大地電磁波法(Audio Magnetotellurics, AMT)之實際操作，了解其原理及操作過程，並依所得之數據作定性分析﹐比較CSAMT與AMT法之優缺點。
二、儀器音頻大地電磁測深法，屬於電探領域領中的一種技術，與傳統地電方法最大差別的是『無源測量』。
利用天然交變電磁場之音頻域(…Hz)場源，可避免因大電流供電，對環境造成的影響，但天然電磁場的不穩定性，且在某些頻段上先天不足、訊號微弱，容易受人為活動干擾。
在幾十Hz到104Hz範圍內，人文活動的電磁場干擾特別嚴重。
故大地電磁法野外作業時，必須針對測點位置作詳細篩選，避免過度人為干擾區域，如:商業區、道路旁等人文活動頻繁地區，以利增加資料品質的可信度。
另外，AMT儀器施測步驟及注意事項，也是攸關資料品質好壞的因素之一。
本實驗採用的儀器設備，是由加拿大鳳凰公司(Phoenix Geophysics, Canada)所製造之MTU系列大地電磁測深儀(圖1)。
儀器接收訊號頻寬範圍約 1/1800Hz ~384Hz，MTU-5儀器主要分成三大部份:(1)MTU-5主機，(2)電場感測器（grounding electrode, E x, E y），(3)磁場感測器（coils, H x、H y、H z）。
MTU-5儀器設備主要功能分述如下:1)主機(MTU-5):主要功能為接收來自五組頻道訊號，其中包含H x,、H y, 、H z及E x、E y，再將所收集到的類比訊號經濾波、增益放大後，轉換成數位信號，並利用全球定位系統(GPS)，紀錄訊號時間，經、緯度及高程等資料，儲存於主機內部快閃記憶體。
2) 電場感測器（接地電極）:由五個非極化電極(Pb/PbCl)及不等長的屏蔽電線(約50~100公尺)數條，配置於測點，量測水平電場訊號E x 、E y 。
3) 磁場感測器（線圈）:共計三組，量測水平與垂直磁場訊號(H x 、H y 、 H z )。
可控源大地电磁测深法(CSAM T)在沙漠腹地找水中的技术应用严盛新(新疆有色地质勘查局物探大队 乌鲁木齐830011)摘 要 运用可控源大地电磁测深法在沙漠腹地进行水文物探工作在我国很少使用,无前人经验可供借鉴。
物探方法具有技术先进、透视力强、信息量大等诸多特点,但也有局限性和多解性的弱点。
为了发挥物探方法的特点,克服其自身的不足,在对资料进行解释时,应以实际资料建立的地球物理勘探模型和综合解释相互结合,以确保物性资料的准确性。
关键词 可控源大地电磁测深法(CSAM T) 沙漠腹地 找水 理论模型 综合解释 近些年,随着西部大开发的不断深入,在塔里木盆地大规模的油气资源被广泛开发、利用,工业及生活用水的需求越来越大,水资源短缺已成为制约能源开发的关键。
迫切需要在塔中找到可供使用的水源地,为油田开发提供便利服务。
基于此目的,我们在塔中开展了为期3个月的水文物探工作,在我区已有的两大沙漠,都具有形成历史较长、地表覆盖以细砂及亚砂土层为主的特点。
我们开展的工作区在塔克拉玛干沙漠腹地,工作区地下水丰富,沉积厚度一般在500～800m,山前坳陷带达上千米,低洼处1～2 m即可见水。
据钻探资料,塔中地区深部600多米深度仍为松散饱和含水砂层,局部含薄层亚粘土、粘土透镜体夹层。
塔里木盆地地下水长途径流向沙漠中补给,在向沙漠腹地运移过程中,由于径流滞缓,水位埋深浅,在高温蒸发浓缩作用下,地下水化学特征具有明显的垂直和水平分带性。
在水平方向上是径流路径愈长,地层颗粒越细,矿化度逐渐升高;同时在垂直于径流方向的水平面上,离古河道愈远,水质越差,粘土质含量越大,在沿垂直方向上具有上咸下淡的分带性,同时随着深度加深,地温增高,离子活动性加大。
通过实验表明:地下水电阻率与其矿化度、温度存在着密切关系。
经过测定数据对比发现:随着地下水矿化度的逐渐升高,电阻率逐渐降低,二者呈对数负关系。
这为我们利用CSAM T电法勘探在本区划分岩性分层及了解地下储水构造(主要指断裂构造)方面有了很好的基础。
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。
