CSAMT法-0531教學(xué)講解課件

OutlineCSAMT法概述CSAMT法基本原理野外工作方法技術(shù)應(yīng)用實(shí)例OutlineCSAMT法概述1CSAMT是在AMT基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種人工源頻率測(cè)深方法。1950年代，在卡尼亞（LCagniard）論文的基礎(chǔ)上，發(fā)展形成了基于觀測(cè)天然場(chǎng)大地電場(chǎng)和磁場(chǎng)正交分量，計(jì)算視電阻率的大地電磁測(cè)深方法。在音頻（n×10-1～n×103Hz）范圍內(nèi)，大地電磁場(chǎng)相對(duì)較弱，同時(shí)，人為干擾較大。為了克服上述困難，1970年代初，DWStrangway教授和他的學(xué)生MAGoldstein提出沿用AMT的測(cè)量方式，觀測(cè)人工供電產(chǎn)生的音頻電磁場(chǎng)，由于所觀測(cè)的電磁場(chǎng)頻率、場(chǎng)強(qiáng)和方向由人工控制，其觀測(cè)的方式與AMT相同，所以稱其為可控源音頻大地電磁測(cè)深。CSAMT法可以采用磁性源或電性源兩種人工場(chǎng)源，目前實(shí)際主要應(yīng)用電性源可控源音頻大地電磁測(cè)深法。目前大多采用赤道偶極裝置進(jìn)行標(biāo)量測(cè)量，同時(shí)觀測(cè)與場(chǎng)源平行的電場(chǎng)水平分量Ex和與場(chǎng)源正交的磁場(chǎng)水平分量Hy。利用電場(chǎng)振幅Ex和磁場(chǎng)振幅Hy計(jì)算卡尼亞阻抗電阻率ρs，電場(chǎng)相位Hp和磁場(chǎng)φs計(jì)算卡尼亞阻抗相位。阻抗電阻率和阻抗相位聯(lián)合反演計(jì)算反演電阻率參數(shù)，利用反演電阻率進(jìn)行地質(zhì)推斷解釋。CSAMT法概述CSAMT是在AMT基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種人工源頻率測(cè)深方法。2工作效率高，利用一個(gè)偶極發(fā)射，可以在4個(gè)很大的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量勘探深度范圍大，幾十米到二三千米垂向分辨率高，10%～20%之間水平分辨率高。約等于接收電偶極長(zhǎng)度地形影響小，易于校正高阻層的屏蔽作用小立體觀測(cè)，面積性的CSAMT相當(dāng)于一種3D的立體地電填圖CSAMT法優(yōu)點(diǎn)工作效率高，利用一個(gè)偶極發(fā)射，可以在4個(gè)很大的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量3必須需要發(fā)射發(fā)射端附近存在的導(dǎo)體可能會(huì)帶來(lái)對(duì)發(fā)射源的干擾過(guò)渡區(qū)修正比較困難場(chǎng)源效應(yīng)的影響，主要包括：非平面波效應(yīng)、場(chǎng)源附加效應(yīng)、陰影效應(yīng)CSAMT法缺點(diǎn)必須需要發(fā)射CSAMT法缺點(diǎn)4基本原理CSAMT法是通過(guò)沿一定方向（設(shè)為X方向）布置的接地導(dǎo)線AB向地下供入某一音頻f的諧變電流I＝I0e-iωt(角頻率ω＝2πf)；在其一側(cè)或兩側(cè)60o張角的扇形區(qū)域內(nèi)，沿X方向布置測(cè)線，逐個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)沿測(cè)線（X）方向相應(yīng)頻率的電場(chǎng)分量Ex和與之正交的磁場(chǎng)分量Hy，進(jìn)而計(jì)算卡尼亞視電阻率：和阻抗相位在音頻段內(nèi)（n×10-1~n×103Hz)逐次改變供電和測(cè)量頻率便可測(cè)出ρs和φz隨頻率的變化，完成頻率測(cè)深觀測(cè)?；驹鞢SAMT法是通過(guò)沿一定方向（設(shè)為X方向）布5TE模式（Ex，Hy，Hz）TM模式（Hx，Ey，Ez）二維情況下極化模式劃分TE模式TM模式二維情況下極化模式劃分6幾個(gè)概念I(lǐng)mpedance(阻抗)Resistivity(電阻率)SkinDepth（趨膚深度）幾個(gè)概念I(lǐng)mpedance(阻抗)Resistivity(電7原理圖在A點(diǎn)（近區(qū)），接近發(fā)射機(jī)，一般認(rèn)為信號(hào)具有幾何學(xué)和電阻率的功能。響應(yīng)和研究深度與頻率無(wú)關(guān)。在過(guò)渡區(qū)（B）電和磁以及研究深度具有幾何學(xué)，電阻率和頻率的功能。在遠(yuǎn)區(qū)（C），大地電磁方法能被使用。區(qū)域被認(rèn)為具有電阻率和頻率的功能。原理圖在A點(diǎn)（近區(qū)），接近發(fā)射機(jī)，一般認(rèn)為信號(hào)具有幾何學(xué)和電8CSAMT(MT/AMT)CS=ControllableSourceMT=megnetelluricsounding(400Hz~0.000001Hz)A=Audio(10000Hz~1000Hz)平面波，垂直入射，阻抗定義場(chǎng)源：太陽(yáng)風(fēng)引起地球電離層電性規(guī)律分布垂直入射：依據(jù)Snell定律阻抗定義：電場(chǎng)/磁場(chǎng)兩個(gè)模式：TE/TMHxZyxEyTEModeExZxyHyTMModeCSAMT(MT/AMT)CS=Controllable9CSAMTCSAMT/EMAP/EH4目前國(guó)內(nèi)一般作標(biāo)量的TM模式測(cè)量，效率高橫向分辨率較好，縱向較差，結(jié)合相位避開近區(qū)和過(guò)渡帶避免過(guò)低頻率遠(yuǎn)區(qū)才滿足MT/AMT假設(shè)，為頻率測(cè)深過(guò)渡區(qū)為綜合效應(yīng)近區(qū)頻率和測(cè)深無(wú)關(guān)，而和極距有關(guān)低頻直線上升CSAMT遠(yuǎn)區(qū)才滿足MT/AMT假設(shè)，為頻率測(cè)深低頻直線上升10野外工作方法技術(shù)觀測(cè)方式勘探深度頻率范圍覆蓋范圍野外工作方法技術(shù)觀測(cè)方式11CSAMT6公里之外認(rèn)為是遠(yuǎn)區(qū)超過(guò)60度角非平面波AB長(zhǎng)度約2-3km由于是TM模式測(cè)線必須垂直斷層走向TXU-30AB30°6km2~3kmCSAMT6公里之外認(rèn)為是遠(yuǎn)區(qū)TXU-30AB30°6km212標(biāo)量CSAMT1個(gè)發(fā)射源1個(gè)電位方向每次調(diào)整點(diǎn)位有1個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量ScalarCSAMT標(biāo)量CSAMT1個(gè)發(fā)射源ScalarCSAMT13矢量CSAMT1個(gè)發(fā)射源2個(gè)電位方向每次調(diào)整點(diǎn)位測(cè)量2個(gè)方向磁場(chǎng)矢量CSAMT1個(gè)發(fā)射源14張量CSAMT2個(gè)發(fā)射源2個(gè)電位方向每次調(diào)整點(diǎn)位有2個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量張量CSAMT2個(gè)發(fā)射源15發(fā)射有效區(qū)標(biāo)量Ex/Hy發(fā)射有效區(qū)標(biāo)量Ex/Hy16發(fā)射有效區(qū)

Ey/Hx發(fā)射有效區(qū)

Ey/Hx17發(fā)射有效區(qū)

矢量標(biāo)量Ex/Hy標(biāo)量Ey/Hx發(fā)射有效區(qū)

矢量標(biāo)量Ex/Hy標(biāo)量Ey/Hx18矢量CSAMT有效的矢量CSAMT數(shù)據(jù)是被限制在可見的四個(gè)區(qū)域內(nèi)矢量CSAMT有效的矢量CSAMT數(shù)據(jù)是被限制在可見的四個(gè)19電道距離(=一個(gè)點(diǎn)位)磁道標(biāo)量CSAMT野外布置示意圖電道磁道標(biāo)量CSAMT20要點(diǎn)發(fā)射端（AB極）應(yīng)該和接收端測(cè)線盡可能的平行。要求偏差15度以內(nèi)。保證整個(gè)接收線是布置在“梅花”狀區(qū)域內(nèi)。發(fā)射機(jī)通常離接收測(cè)線5-8km。如果偶極不可用，則可以使用線圈做發(fā)射源。但是線圈發(fā)射源的效率非常低，需要電流達(dá)到偶極源的10倍才能達(dá)到相同的效果。要點(diǎn)發(fā)射端（AB極）應(yīng)該和接收端測(cè)線盡可能的平行。要求偏21CSAMTDesignDepth:Skindepth=δH＝503(ρ/f)0.5m δH有效＝δH/20.5=356(ρ/f)0.5m1°接收極距a=點(diǎn)距，它與橫向分辯力相關(guān)；2°發(fā)射長(zhǎng)度AB＝1/4～1/3倍收發(fā)距長(zhǎng)度，2～3km場(chǎng)強(qiáng)大，信號(hào)強(qiáng)；粗線2ohm/Km,AB=2000m較好。3°收發(fā)距，指收發(fā)測(cè)線之間的線距r①盡量保證目標(biāo)探測(cè)頻段處在遠(yuǎn)區(qū)，r＞6～7倍最大目標(biāo)探深。②保證觀測(cè)信號(hào)夠強(qiáng)(發(fā)射電流要求)CSAMTDesignDepth:Skindepth22勘探深度

CSAMT法的勘探深度與大地電阻率和信號(hào)頻率有關(guān)并按Bostick深度公式計(jì)算。理論上，只要頻率足夠低，勘探深度可達(dá)數(shù)十公里。但實(shí)際大約在10m～3Km?？碧缴疃菴SAMT法的勘探深度與大地電阻率和信號(hào)頻率23頻率范圍適于遠(yuǎn)區(qū)數(shù)據(jù)適于遠(yuǎn)區(qū)和過(guò)渡帶數(shù)據(jù)頻率范圍適于遠(yuǎn)區(qū)數(shù)據(jù)適于遠(yuǎn)區(qū)和過(guò)渡帶數(shù)據(jù)24覆蓋范圍確定最低頻率fL后，fL對(duì)應(yīng)的趨膚深度為：對(duì)于X方向的場(chǎng)源，rmin受到排列方式的限制：1、旁側(cè)（赤道）排列的Ex/Hy測(cè)量：rmin>4δ2、軸向排列的Ex/Hy測(cè)量：rmin>5δ3、Ey/Hx測(cè)量：rmin>3δ4、如果允許在過(guò)渡帶觀測(cè)，則對(duì)于所有的方式都可放寬到rmin>0.5δ覆蓋范圍確定最低頻率fL后，fL對(duì)應(yīng)的趨膚深度為：對(duì)于X方25應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例26ExampleExample27CSAMTStatic-ShiftStatic-shiftAfterspacefilterInversionCSAMTStatic-ShiftStatic-shift28反演電阻率與礦體及地質(zhì)體關(guān)系對(duì)照

反演電阻率與礦體及地質(zhì)體關(guān)系對(duì)照292線反演電阻率斷面2線反演電阻率斷面30CSAMT法-0531教學(xué)講解課件31UnidadTaxcoLine1:2DInversionModelResistivity

UnidadTaxcoLine1:2DInver32本次課到此結(jié)束，謝謝大家！本次課到此結(jié)束，謝謝大家！33

Thankyou拯畏怖汾關(guān)爐烹霉躲渠早膘岸緬蘭輛坐蔬光膊列板哮瞥疹傻俘源拯割宜跟三叉神經(jīng)痛-治療三叉神經(jīng)痛-治療拯畏怖汾關(guān)爐烹霉躲渠早膘岸緬蘭輛坐蔬光膊列板哮瞥疹34

拯畏怖汾關(guān)爐烹霉躲渠早膘岸緬蘭輛坐蔬光膊列板哮瞥疹傻俘源拯割宜跟三叉神經(jīng)痛-治療三叉神經(jīng)痛-治療拯畏怖汾關(guān)爐烹霉躲渠早膘岸緬蘭輛坐蔬光膊列板哮瞥疹35OutlineCSAMT法概述CSAMT法基本原理野外工作方法技術(shù)應(yīng)用實(shí)例OutlineCSAMT法概述36CSAMT是在AMT基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種人工源頻率測(cè)深方法。1950年代，在卡尼亞（LCagniard）論文的基礎(chǔ)上，發(fā)展形成了基于觀測(cè)天然場(chǎng)大地電場(chǎng)和磁場(chǎng)正交分量，計(jì)算視電阻率的大地電磁測(cè)深方法。在音頻（n×10-1～n×103Hz）范圍內(nèi)，大地電磁場(chǎng)相對(duì)較弱，同時(shí)，人為干擾較大。為了克服上述困難，1970年代初，DWStrangway教授和他的學(xué)生MAGoldstein提出沿用AMT的測(cè)量方式，觀測(cè)人工供電產(chǎn)生的音頻電磁場(chǎng)，由于所觀測(cè)的電磁場(chǎng)頻率、場(chǎng)強(qiáng)和方向由人工控制，其觀測(cè)的方式與AMT相同，所以稱其為可控源音頻大地電磁測(cè)深。CSAMT法可以采用磁性源或電性源兩種人工場(chǎng)源，目前實(shí)際主要應(yīng)用電性源可控源音頻大地電磁測(cè)深法。目前大多采用赤道偶極裝置進(jìn)行標(biāo)量測(cè)量，同時(shí)觀測(cè)與場(chǎng)源平行的電場(chǎng)水平分量Ex和與場(chǎng)源正交的磁場(chǎng)水平分量Hy。利用電場(chǎng)振幅Ex和磁場(chǎng)振幅Hy計(jì)算卡尼亞阻抗電阻率ρs，電場(chǎng)相位Hp和磁場(chǎng)φs計(jì)算卡尼亞阻抗相位。阻抗電阻率和阻抗相位聯(lián)合反演計(jì)算反演電阻率參數(shù)，利用反演電阻率進(jìn)行地質(zhì)推斷解釋。CSAMT法概述CSAMT是在AMT基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種人工源頻率測(cè)深方法。37工作效率高，利用一個(gè)偶極發(fā)射，可以在4個(gè)很大的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量勘探深度范圍大，幾十米到二三千米垂向分辨率高，10%～20%之間水平分辨率高。約等于接收電偶極長(zhǎng)度地形影響小，易于校正高阻層的屏蔽作用小立體觀測(cè)，面積性的CSAMT相當(dāng)于一種3D的立體地電填圖CSAMT法優(yōu)點(diǎn)工作效率高，利用一個(gè)偶極發(fā)射，可以在4個(gè)很大的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量38必須需要發(fā)射發(fā)射端附近存在的導(dǎo)體可能會(huì)帶來(lái)對(duì)發(fā)射源的干擾過(guò)渡區(qū)修正比較困難場(chǎng)源效應(yīng)的影響，主要包括：非平面波效應(yīng)、場(chǎng)源附加效應(yīng)、陰影效應(yīng)CSAMT法缺點(diǎn)必須需要發(fā)射CSAMT法缺點(diǎn)39基本原理CSAMT法是通過(guò)沿一定方向（設(shè)為X方向）布置的接地導(dǎo)線AB向地下供入某一音頻f的諧變電流I＝I0e-iωt(角頻率ω＝2πf)；在其一側(cè)或兩側(cè)60o張角的扇形區(qū)域內(nèi)，沿X方向布置測(cè)線，逐個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)沿測(cè)線（X）方向相應(yīng)頻率的電場(chǎng)分量Ex和與之正交的磁場(chǎng)分量Hy，進(jìn)而計(jì)算卡尼亞視電阻率：和阻抗相位在音頻段內(nèi)（n×10-1~n×103Hz)逐次改變供電和測(cè)量頻率便可測(cè)出ρs和φz隨頻率的變化，完成頻率測(cè)深觀測(cè)?；驹鞢SAMT法是通過(guò)沿一定方向（設(shè)為X方向）布40TE模式（Ex，Hy，Hz）TM模式（Hx，Ey，Ez）二維情況下極化模式劃分TE模式TM模式二維情況下極化模式劃分41幾個(gè)概念I(lǐng)mpedance(阻抗)Resistivity(電阻率)SkinDepth（趨膚深度）幾個(gè)概念I(lǐng)mpedance(阻抗)Resistivity(電42原理圖在A點(diǎn)（近區(qū)），接近發(fā)射機(jī)，一般認(rèn)為信號(hào)具有幾何學(xué)和電阻率的功能。響應(yīng)和研究深度與頻率無(wú)關(guān)。在過(guò)渡區(qū)（B）電和磁以及研究深度具有幾何學(xué)，電阻率和頻率的功能。在遠(yuǎn)區(qū)（C），大地電磁方法能被使用。區(qū)域被認(rèn)為具有電阻率和頻率的功能。原理圖在A點(diǎn)（近區(qū)），接近發(fā)射機(jī)，一般認(rèn)為信號(hào)具有幾何學(xué)和電43CSAMT(MT/AMT)CS=ControllableSourceMT=megnetelluricsounding(400Hz~0.000001Hz)A=Audio(10000Hz~1000Hz)平面波，垂直入射，阻抗定義場(chǎng)源：太陽(yáng)風(fēng)引起地球電離層電性規(guī)律分布垂直入射：依據(jù)Snell定律阻抗定義：電場(chǎng)/磁場(chǎng)兩個(gè)模式：TE/TMHxZyxEyTEModeExZxyHyTMModeCSAMT(MT/AMT)CS=Controllable44CSAMTCSAMT/EMAP/EH4目前國(guó)內(nèi)一般作標(biāo)量的TM模式測(cè)量，效率高橫向分辨率較好，縱向較差，結(jié)合相位避開近區(qū)和過(guò)渡帶避免過(guò)低頻率遠(yuǎn)區(qū)才滿足MT/AMT假設(shè)，為頻率測(cè)深過(guò)渡區(qū)為綜合效應(yīng)近區(qū)頻率和測(cè)深無(wú)關(guān)，而和極距有關(guān)低頻直線上升CSAMT遠(yuǎn)區(qū)才滿足MT/AMT假設(shè)，為頻率測(cè)深低頻直線上升45野外工作方法技術(shù)觀測(cè)方式勘探深度頻率范圍覆蓋范圍野外工作方法技術(shù)觀測(cè)方式46CSAMT6公里之外認(rèn)為是遠(yuǎn)區(qū)超過(guò)60度角非平面波AB長(zhǎng)度約2-3km由于是TM模式測(cè)線必須垂直斷層走向TXU-30AB30°6km2~3kmCSAMT6公里之外認(rèn)為是遠(yuǎn)區(qū)TXU-30AB30°6km247標(biāo)量CSAMT1個(gè)發(fā)射源1個(gè)電位方向每次調(diào)整點(diǎn)位有1個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量ScalarCSAMT標(biāo)量CSAMT1個(gè)發(fā)射源ScalarCSAMT48矢量CSAMT1個(gè)發(fā)射源2個(gè)電位方向每次調(diào)整點(diǎn)位測(cè)量2個(gè)方向磁場(chǎng)矢量CSAMT1個(gè)發(fā)射源49張量CSAMT2個(gè)發(fā)射源2個(gè)電位方向每次調(diào)整點(diǎn)位有2個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量張量CSAMT2個(gè)發(fā)射源50發(fā)射有效區(qū)標(biāo)量Ex/Hy發(fā)射有效區(qū)標(biāo)量Ex/Hy51發(fā)射有效區(qū)

Ey/Hx發(fā)射有效區(qū)

Ey/Hx52發(fā)射有效區(qū)

矢量標(biāo)量Ex/Hy標(biāo)量Ey/Hx發(fā)射有效區(qū)

矢量標(biāo)量Ex/Hy標(biāo)量Ey/Hx53矢量CSAMT有效的矢量CSAMT數(shù)據(jù)是被限制在可見的四個(gè)區(qū)域內(nèi)矢量CSAMT有效的矢量CSAMT數(shù)據(jù)是被限制在可見的四個(gè)54電道距離(=一個(gè)點(diǎn)位)磁道標(biāo)量CSAMT野外布置示意圖電道磁道標(biāo)量CSAMT55要點(diǎn)發(fā)射端（AB極）應(yīng)該和接收端測(cè)線盡可能的平行。要求偏差15度以內(nèi)。保證整個(gè)接收線是布置在“梅花”狀區(qū)域內(nèi)。發(fā)射機(jī)通常離接收測(cè)線5-8km。如果偶極不可用，則可以使用線圈做發(fā)射源。但是線圈發(fā)射源的效率非常低，需要電流達(dá)到偶極源的10倍才能達(dá)到相同的效果。要點(diǎn)發(fā)射端（AB極）應(yīng)該和接收端測(cè)線盡可能的平行。要求偏56CSAMTDesignDepth:Skindepth=δH＝503(ρ/f)0.5m δH有效＝δH/20.5=356(ρ/f)0.5m1°接收極距a=點(diǎn)距，它與橫向分辯力相關(guān)；2°發(fā)射長(zhǎng)度AB＝1/4～1/3倍收發(fā)距長(zhǎng)度，2～3km場(chǎng)強(qiáng)大，信號(hào)強(qiáng)；粗線2ohm/Km,AB=2000m較好。3°收發(fā)距，指收發(fā)測(cè)線之間的線距r①盡量保證目標(biāo)探測(cè)頻段處在遠(yuǎn)區(qū)，r＞6～7倍最大目標(biāo)探深。②保證觀測(cè)信號(hào)夠強(qiáng)(發(fā)射電流要求)CSAMTDesignDepth:Skindepth57勘探深度

CSAMT法的勘探深度與大地電阻率和信號(hào)頻率有關(guān)并按Bostick深度公式計(jì)算。理論上，只要頻率足夠低，勘探深度可達(dá)數(shù)十公里。但實(shí)際大約在10m～3Km?？碧缴疃菴SAMT法的勘探深度與大地電阻率和信號(hào)頻率58頻率范圍適于遠(yuǎn)區(qū)數(shù)據(jù)適于遠(yuǎn)區(qū)和過(guò)渡帶數(shù)據(jù)頻率范圍適于遠(yuǎn)區(qū)數(shù)據(jù)適于遠(yuǎn)