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] 涂君汕, 陈辉, 邓居智, 陈康, 李焱, 余辉. 水库堤坝对高密度电法的影响及校正技术[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 1013-1025.
[2] 崔扬, 刘洋, 李鹏, 刘璐, 陈佳伟.  海洋可控源电磁偶极子振荡噪声局部时频域阈值压制方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 1038-1050.
[3] 张阳阳, 杜威. 基于超收敛单元片梯度恢复的自适应有限元法音频大地电磁正演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 673-683.
[4] 柳杰, 刘海飞, 李星, 赵莹杰, 张宇豪, 李小强, 柳建新. 受限观测场地三维电阻率层析成像[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1309-1320.
[5] 孙旭东, 马举举, 凌嘉宣, 杨化军, 马强, 李昆. 侵入岩模型直流电响应特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1321-1335.
[6] 龙刚, 沈金松, 苏朝阳, 冉尚. 电各向异性海底多金属硫化矿地层时域电磁响应模拟与特征分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(1): 274-288.
[7] 雷松达, 王显祥, 刘遂明. 复杂地质条件下浅海区电性源瞬变电磁法三维响应特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(3): 1016-1030.
[8] 顾观文, 王顺吉, 李桐林, 武晔, 许志河. 不同供电方向激励对多极距组合中梯装置三维激电探测效果的影响#br#[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(1): 292-309.
[9] 杨夫杰, 杨海燕, 姜志海, 岳建华, 刘志新, 苏本玉, 张华, 李哲, 汪凌. 圆锥型场源瞬变电磁自适应正则化反演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(4): 1328-.
[10] 罗卫锋, 胡志方, 王胜建, 杨云见, 张林, 张云枭. 基于可控源电磁技术的页岩压裂监测试验——以宜昌地区鄂阳页2HF井为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(4): 1338-.
[11] 崔焕玉, 沈金松, 冉尚, 周杰民. 基于有限体积法的煤矿巷道瞬变电磁响应二维反演与富水区探测应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(4): 1314-.
[12] 丁超, 解阳波, 张家豪, 熊志国, 马小梅, 袁翔, 张雷, 方石. 三维高密度电法揭示SAGD地面窜漏通道[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(6): 2021-2033.
[13] 宋文鹏, 李静, 熊洪强, 张领, 王艳龙, 刘忠富. 嫦娥四号探月雷达数据成像及月壤分层结构解释[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(6): 2051-2059.
[14] 叶青, 王晓, 杜学彬, 解滔, 范晔, 周振贵, 刘高川. 中国地震井下地电阻率研究进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(13): 669-683.
[15] 徐正玉, 付能翼, 周洁, 付志红. 瞬变电磁法非线性优化反演算法对比[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(13): 744-753.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 于 平,李瑞磊,付 雷,郝 雪,张向军,廉国芬. 松辽盆地滨北地区区域构造特征及意义--地震长剖面给出的证据[J]. J4, 2005, 35(05): 611 -615 .
[2] 张原庆, 宋炳忠, 王玉福, 张宁. 鲁西铜石岩体金成矿规律和成矿预测[J]. J4, 2010, 40(6): 1287 -1294 .
[3] 李建平,李桐林,张 辉,徐凯军. 不规则回线源层状介质瞬变电磁场正反演研究及应用[J]. J4, 2005, 35(06): 790 -0795 .
[4] 高松, 宋莹, 王琳,蒋步新. 水体中秋兰姆特效降解菌的筛选及其降解性能研究[J]. J4, 2006, 36(03): 455 -457 .
[5] 张凤君,李 卿,马玖彤,于广菊. 膜蒸馏处理糠醛废水的实验研究[J]. J4, 2006, 36(02): 270 -0273 .
[6] 卢双舫,李吉君,薛海涛,徐立恒. 油成甲烷碳同位素分馏的化学动力学及其初步应用[J]. J4, 2006, 36(05): 825 -829 .
[7] 丁志宏,冯平,毛慧慧. 考虑径流年内分布影响的丰枯划分方法及其应用[J]. J4, 2009, 39(2): 276 -0280 .
[8] 任何军, 刘娜,高松,张兰英,张玉玲,周睿. 假单胞菌DN2对多氯联苯的降解及bphA1核心序列测定[J]. J4, 2009, 39(2): 312 -0316 .
[9] 黄奇波, 覃小群, 刘朋雨, 康志强, 唐萍萍. 半干旱区岩溶碳汇原位监测方法适宜性研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(1): 240 -246 .
[10] 熊晓亮,孙红月,张世华,蔡岳良. 高扬程虹吸保障条件分析与合理管径选择数值模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(5): 1595 -1601 .