电法勘探-32频率域电磁测深

§3.3 频率电磁测深法,3.3.1 频率测深法的基本原理,频率测深法的场源既可采用接地的水平电偶极子，也可采用不接地的磁极子（水平线圈构成的垂立磁偶源）向地下输入不同频率的电磁场。测量时， 既可用水平电偶极子测量电场分量,也可用垂直和水平线圈测量磁场,频率电磁测深装置示意图,1）电磁波传播途径及场区划分, 传播途径,由场源发射的电磁波分为：天波、地面波、地层波,电磁波的水平极化,设均匀半空间：波长,空气中,时：,由反射定律：,无论电磁波入射角多大，入射后总是近似垂直地面传播的平面波。, 波场区的划分,波区：,时，地层波S衰减殆尽，地下只有S0波入射形成的S*波存在。,在波区S*相当于从高空垂直入射的平面电磁波。对地层分辨率最高，各向 异性影响小。,S区：,时，地层波S占主导地位。其观测值与地层关系很弱，或只,与总纵向电导有关。,过渡区：介于波区与S区之间的场区。,一般,注：高频时为波区情况，低频时进入S区与MT的不同之处,2）有效穿透深度,在波区，均匀半空间：设电偶极子AB向地下供入的谐变场为,所以取：,另取：,时,说明：,与电阻率和 f 有关，在某测点下电阻率一定，通过改变 f, 可探测地下不同深度。,3）电磁场表达式,M点的EX 、Ey 、EZ 、及HX 、Hy 、Hz 与,有关。实际工作中常用,时,赤道电偶极源，,波区：,S区：,说明：磁场分量与地层的电性无关。,4）视电阻率的概念,由电场、磁场公式可以计算地层电阻率公式：,在非均匀介质中，还用上式计算，即为综合影响，称为视电阻率,布极常数,接收线圈匝数和面积,MN间的电位差,接收线圈所测电位差,由于频率测深中收发距r是固定不变的，随着频率的降低和断面参数的变化，测点所处的位置会从波区逐渐向S区过渡。频率测深曲线就会呈现高频为波区，低频为S区的全波曲线的特征。,5）理论曲线,完全波区理论曲线：（即整条曲线都符合,）,实际曲线（即整条曲线不能都符合,）,曲线特点:,a) 磁场分量视电阻率曲线,b) 电场分量视电阻率曲线,尾支只与总纵向电导S和r有关。为水平渐近线。,c) 对称性：AQ KH曲线特征呈相反关系，但并不完全等值。,等值原理：同MT S等值性：薄层低阻 H A H等值性：薄层高阻 K Q,3.3.2 频率测深的野外工作方法 1) 测线与装置的布置,一般认为频率测深之记录点是场源和接收点之中点“O”。,2）装置参数,尽可能波区，偶极子,3) 野外观测方法,供电偶极子：f由高低变化，f是离散的，某个频率频点,在测点产生的电位差,或,后，就可根据相关公式计算相应频率,之视电阻率和相位，并绘出该点的视电阻率和相位曲线。,双对数坐标：纵轴,横轴,3.3.3 频率测深的资料解释及应用,1）定性解释 分析对比划分曲线类型绘制各种图件 曲线类型图 等视电阻率平面图、断面图 其它参数的平面图、断面图,2）定量解释 量板对比 其它方法 反演解释,3）应用效果 优点（相对于直流电测深）： 效率高 分辨能力高（主要对低阻层） 能穿透高阻屏蔽层 岩层各向异性影响小 勘探深度大,图10-3-5是H型断面直流电测深曲线与频率测深曲线的比较。曲线的断面参数为； 曲线的参数为: 两种断面基底埋深相差 ，但S值却相差不大(S5，S4.8)，形成S等值，所以直流电测深曲线的幅度只差57，相反频率测深曲线的振幅和相位曲线的幅度相差较大，前者最大达40，后者最大达15。由此可见，频率测深曲线比直流电测深法的分辨力高。,分辨力高,频率测深的几个特点：,直流电测深曲线与频率测深曲线的分辨力比较 （a）直流电测深 （b）（c）频率测深,穿透能力强（能穿透高阻屏蔽层） 由于直流电场和似稳电场均不能穿过电阻率为无限大的屏蔽层，但磁场能穿过。,穿透能力强,由于频率测深法是在波区测量，在测点附近，一次场以平面电磁波的形式垂直向下入射，从而引起的电流线是水平的，因此，对场的分布起作用的是岩层的纵向电导率，而与横向电阻关系较小。可见，相对直流电测深法来说，岩石水平方向的各向异性对频率测深曲线解释结果影响不大。,各向异性影响小,场源附近，场源和接收点之间，甚至接收点上表层电性不均匀和各向异性，都会造成电磁场的畸变。,地表不均匀影响大,(6) 工作效率高,勘探深度大,