吉林大学学报(地球科学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (6): 1846-1854.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.201506302

• 地球探测与信息技术 • 上一篇    下一篇

张量CSAMT数据处理技术初步研究与示范应用

孟庆奎1, 林品荣2, 李勇2, 李建华2, 朱宏伟1, 李荡2   

  1. 1. 中国国土资源航空物探遥感中心, 北京 10083;
    2. 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 河北 廊坊 065000
  • 收稿日期:2015-01-23 发布日期:2015-11-26
  • 作者简介:孟庆奎(1987),男,助理工程师,主要从事应用地球物理方法研究和数据处理解释工作,E-mail:qingkui_meng@163.com。
  • 基金资助:

    国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ050060);中国地质调查局地质调查项目(12120115039401)

Preliminary Study and Demonstration of Tensor CSAMT Data Processing Technology

Meng Qingkui1, Lin Pinrong2, Li Yong2, Li Jianhua2, Zhu Hongwei1, Li Dang2   

  1. 1. China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources, Beijing 100083, China;
    2. Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Chinese Academy of Geological Science, Langfang 065000, Hebei, China
  • Received:2015-01-23 Published:2015-11-26

摘要:

面对大深度和三维探测,标量CSAMT(controlled source audio-frequency magnetotellurics)已显力不从心,而张量CSAMT正逐渐成为研究热点。在前人研究基础上,笔者就张量CSAMT数据处理方面提出Mohr圆分析和传统坐标旋转两种处理技术,并首次创新性地使用我国自主研发的综合电法仪开展了张量CSAMT示范应用。结果表明:Mohr圆分析和传统坐标旋转法相结合应用效果良好,可定性挖掘地下地质体的纵向和横向构造特征,主轴方位的视电阻率和阻抗相位与目标体对应良好,并且电阻率反演结果与钻孔等地质资料综合分析对建立试验区的地质地球物理模型是有益的。

关键词: 张量CSAMT, 坐标旋转, Mohr圆, 示范应用

Abstract:

Scalar CASMT is inadequate to the face of great depth and three-dimensional detection; while tensor CSAMT is becoming a research focus. On the basis of previous studies, two kinds of tensor CSAMT processing technologies are proposed; which are Mohr analysis and the traditional coordinate rotation. By innovative use of the integrated electrical instruments developed in China for the first time, we demonstrate the application of tensor CSAMT. The results show that through Mohr analysis and traditional coordinate rotation, the vertical and horizontal structure of underground geological bodies can be qualitatively analyzed; apparent resistivity and impedance phase in principal axis orientation correspond with the targets; and the comprehensive analysis of resistivity inversion and drilling information are profitable for the establishment of geological-geophysical models on the test area.

Key words: tensor CSAMT, coordinate rotation, Mohr circle, demonstration application0

中图分类号: 

  • P631.3

[1] 王家映.我国大地电磁测深研究新进展[J].地球物理学报,1997,40(增刊1):206-216. Wang Jiaying. New Development of Magnetotelluric Sounding in China[J]. Chinese Journal of Geophysics, 1997,40(Sup.1):206-216.

[2] 魏文博.我国大地电磁测深新进展及瞻望[J].地球物理学进展,2002,17(2):245-254. Wei Wenbo. New Advance and Prospect of Magnetotelluric Sounding (MT) in China[J]. Progress in Geophysics, 2002,17(2):245-254.

[3] 严家斌.大地电磁信号处理理论及方法研究[D].长沙:中南大学,2003. Yan Jiabin. The Study on Theory and Method of Magnetotelluric Signal Processing[D]. Changsha: Central South University,2003.

[4] 吴璐萍,石昆法.可控源音频大地电磁法在地下水勘查中的应用研究[J].地球物理学报,1996,39(5):62-69. Wu Luping, Shi Kunfa. Application of CSAMT to the Search for Groundwater[J]. Chinese Journal of Geophysics, 1996,39(5):62-69.

[5] 林品荣,赵子言.分布式被动源电磁法系统及其应用[J]. 地震地质,2001,23(2):138-142. Lin Pinrong, Zhao Ziyan. A Brief Description of Distributive Passive Electromagnetic System and Its Application[J]. Seismology and Geology, 2001, 23(2): 138-142.

[6] 张赛珍,王庆乙,罗延钟. 中国电法勘探发展概况[J]. 地球物理学报,1994 (增刊1):408-424. Zhang Saizhen, Wang Qingyi, Luo Yanzhong. An Overview on the Development of the Electrical Prospecting Method in China[J]. Chinese Journal of Geophysics, 1994 (Sup.1): 408-424.

[7] 李勇,吴小平,林品荣. 大地电磁测深三维正演模拟及异常特征研究[J]. 地球物理学进展,2012,27 (6):2452-2463. Li Yong, Wu Xiaoping, Lin Pinrong. A Study on Three-Dimension Forward Modeling and Anomaly Features of Magnetotelluric Sounding[J]. Progress in Geophysics, 2012, 27(6):2452-2463.

[8] 李勇,林品荣, 李桐林, 等. 基于异常复电位2.5维CR有限元数值模拟[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2011,41(5): 1596-1604. Li Yong, Lin Pinrong, Li Tonglin, et al. Finite Element Method for Solving Anomalous Complex Potential of 2.5-D Complex Resistivity[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2011, 41(5):1596-1604.

[9] 郝兴中, 杨毅恒, 李英平,等. 综合找矿方法在覆盖区的应用:以山东省单县大刘庄铁矿勘查为例[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2013,43(2): 641-648. Hao Xingzhong, Yang Yiheng, Li Yingping, et al. Application of Integrated Ore Prognosis Method in Covered Area: A Case Study of Shanxian Iron Deposit in Shandong Province, China[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2013, 43(2):641-648.

[10] 张文秀, 周逢道, 林君, 等. 分布式电磁探测系统在深部地下水资源勘查中的应用[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2012,42(4): 1207-1213. Zhang Wenxiu, Zhou Fengdao, Lin Jun, et al. Application of Distributed Electromagnetic System in Deep Groundwater Prospecting[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2012, 42(4):1207-1213.

[11] 于向前,赵义平,王明新,等. 音频大地电磁法与核磁共振法结合划分含水层的试验[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2014,44(1): 350-358. Yu Xiangqian, Zhao Yiping, Wang Mingxin, et al. Combination of Audio Magnetotelluric and Nuclear Magnetic Resonace Used to Aquifer Division[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2014, 44(1): 350-358.

[12] 汤井田, 周聪, 张林成. CSAMT电场y方向视电阻率的定义及研究[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2011,41(2): 552-558. Tang Jingtian, Zhou Cong, Zhang Lincheng. A New Apparent Resistivity of CSAMT Defined by Electric Field y-Direction[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2011, 41(2): 552-558.

[13] Li X. Controlled-Source Tensor Magnetotellurics and Its Application to the Detection of Azimuthal Anisotropy in the Earth's Crust[D]. Uppsala: Uppsala University, 1994.

[14] Li X, Pedersen L B. Controlled Source Tensor Magnetotellurics[J]. Geophysics, 1991, 56:1456-1461.

[15] Li X, Pedersen. The Electromagnetic Response of an Azimuthally Anisotropic Half-Space[J]. Geophysics, 1991, 56:1462-1473.

[16] Li X, Pedersen. Controlled-Source Tensor Magnetotelluric Responses of a Layered Earth with Azimuthal Anisotropy[J]. Geophysics J Int, 1992,111:91-103.

[17] Boerner D E, Wright J A. Tensor CSAMT Studies at the Buchans Mine in Central New Foundland[J]. Geophysics, 1993, 38(1):12-17.

[18] Bernhard F. Multi Dipole CSAMT[C]//The 10th China International Geo-Electromagnetic Workshop. Nangchang: Chinese Geophysical Society, 2011:96-99.

[19] 晋光文,孙洁,江钊.大地电磁阻抗张量不变量及其Mohr圆分析[J].地震地质,1995,17(4):439-445. Jin Guangwen, Sun Jie, Jiang Zhao. Mohr Circles and Magnetotelluric Impedance Tensor Invariant Analysis[J]. Seismology and Geology, 1995,17(4):439-445.

[20] 晋光文,孙洁,江钊.区域三维大地电磁阻抗张量畸变效应的Mohr圆分析[J].地震地质,1996,18(4):382-390. Jin Guangwen, Sun Jie, Jiang Zhao. Mohr Circle Analysis 3D Magnetotelluric Impedance Data Affected by Distortion[J]. Seismology and Geology, 1996,18(4):382-390.

[21] Lilley F E M. Magnetotelluric Analysis Using Mohr Circle[J]. Geophysics,1993,58(10):1498-1506.

[1] 殷长春, 杨志龙, 刘云鹤, 张博, 齐彦福, 曹晓月, 邱长凯, 蔡晶. 基于环形扫面测量的三维直流电阻率法任意各向异性模型响应特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(3): 872-880.
[2] 刘新彤, 刘四新, 孟旭, 傅磊. 低频缺失下跨孔雷达包络波形反演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 474-482.
[3] 王焱, 鹿琪, 刘财, 佘松盛, 刘四新. 利用GPR天线-目标极化的瞬时属性分析方法探测LNAPL污染土壤[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 491-500.
[4] 殷长春, 卢永超, 刘云鹤, 张博, 齐彦福, 蔡晶. 多重网格准线性近似技术在三维航空电磁正演模拟中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(1): 252-260.
[5] 陈辉, 尹敏, 殷长春, 邓居智. 大地电磁三维正演聚集多重网格算法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(1): 261-270.
[6] 李大俊, 翁爱华, 杨悦, 李斯睿, 李建平, 李世文. 地-井瞬变电磁三维交错网格有限差分正演及响应特性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(5): 1552-1561.
[7] 李光, 渠晓东, 黄玲, 方广有. 基于磁偶极子的频率域电磁系统几何误差分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(4): 1255-1267.
[8] 刘永亮, 李桐林, 朱成, 关振伟, 苏晓波. 基于拟线性积分方程法的三维电磁场数值模拟精度分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(4): 1268-1277.
[9] 陈帅, 李桐林, 张镕哲. 考虑激发极化效应的瞬变电磁一维Occam反演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(4): 1278-1285.
[10] 曾昭发, 李文奔, 习建军, 黄玲, 王者江. 基于DOA估计的阵列式探地雷达逆向投影目标成像方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(4): 1308-1318.
[11] 蔡剑华, 肖晓. 基于组合滤波的矿集区大地电磁信号去噪[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(3): 874-883.
[12] 翁爱华, 刘佳音, 贾定宇, 杨悦, 李建平, 李亚彬, 赵祥阳. 有限长导线源频率测深有限内存拟牛顿一维反演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(2): 597-605.
[13] 习建军, 曾昭发, 黄玲, 崔丹丹, 王者江. 阵列式探地雷达信号极化场特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(2): 633-644.
[14] 罗天涯, 熊彬, 蔡红柱, 陈欣, 刘云龙, 兰怀慷, 李祖强, 梁卓. 复杂电性结构大地电磁二维响应特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(1): 215-223.
[15] 李世文, 殷长春, 翁爱华. 时间域航空电磁电阻率和磁导率全时反演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(6): 1830-1836.
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