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1、V8 多功能电法仪器系统方法技术 培训要点崔先文 13955230153 V8 系统方法技术培训要点提纲、电法的地位 二、电法的分类 三、V8 的功能 四、电法的应用原则1、2、3、4 五、SIP法的原理与应用 六、CSAMT法的原理与应用 七、TEM法的原理与应用、电法的地位： 在地质找矿勘查与其他服务领域中，电法是一类 应用广泛的物探方法；物探又是4大类地学方法中 的一个大类。 在地学领域中，地质、物探、化探、遥感4大类方 法皆可独立使用，也可以相互结合起来服务于社 会所需的各个项目中。 物探的4大应用空间：航空、地面、地下、海洋。 物探的6大方法：震、电、重、磁、放、温。电法是其中之一，
2、它的技术难度最大、探深最大 、施工成本较高、适用领域较广、应用效果较好 。二、电法的分类电法的分类方式很多，基本的3种分法： 1、按场源分：天然源类、人工源类； 2、按研究方式分：时间域类t、频率类f； 3、按物性分：导电性类、激发极化性IP类 、介电常数类三、V8的功能 CSAMT （人工源、f、） SIP/CR/FDIP （人工源、f、 、） TDEM （人工源、t、） MT/AMT （天然源、f、） TDIP （人工源、t、 、）四、电法的应用原则11、电法应用要与地质紧密结合这种结合应该贯彻于项目工作的立项、设 计、施工、解释、钻探验证的全过程之中 。四、电法的应用原则22、目标转换：
3、 把需求目标转化为电法的探测目标，即电性目标：a、需求目标作为直接探测目标转换；b、需求目标作为间接探测目标转换； 3、电法探测目标的分析与估计：a、电性特点： 、 ；b、形态规模：区域层（1D）、有一定走向长度的断层等 目标体（2D）、其它局部目标体（3D）c、探测目标与围岩的电性差异；d、探测目标与干扰目标的可能分布；e、探测目标的埋深与空间展布估计；四、电法的应用原则34、选好方法做好设计根据对探测目标的分析与估计结果选择合 适的电法方法，力求探测效果好、成本低 、探测施工方便。四、电法的应用原则45、目标再转换电法资料解释 过程：电法资料电法探测目标需求目标 要求： a、要遵循从已知到
4、未知的原则； b、注意甄别探测目标与干扰目标； c、先易后难，先定性后定量，确保定性准确； d、先做好数据的预处理，要确保预处理准确无误， 再作后处理解释。五、SIP的原理与应用六、CSAMT的原理与应用1-1 基本原理CSAMT principles六、CSAMT的原理与应用1-2 基本原理CSAMT principles六、CSAMT的原理与应用1-3 卡尼亚电阻率Cagniard resistivity: a (f) =0.2(Ex (f) /Hy (f) )2/f六、CSAMT的原理与应用1-4六、CSAMT的原理与应用1-5设计 1.目的 1满足地质需求 2提高效率；依据H503，H
5、有效H/=356 2.参数 1接收极距a=点距与横向分辨率相关； 2发射长度AB1/41/3倍收发距长度，场强大，信号强；2 3km，粗线2 ohm/km,AB=2000m较好。 3收发距，指收发测线线距r 尽量保证目标探测频段处在远区，r67倍最大目标探深。 保证观测信号够强 4工作频组f 避开50Hz的倍频七、TEM的原理与应用1-11、原理： TDEM的瞬变场：是指在阶跃变化的电流作用下，地中产生的过渡过程的感应电磁场。这一过渡过程的 场具有瞬时变化的特点故取名为瞬变场，即瞬变场指的就是过渡过程的场。 在阶跃电流（通电或断电）的强大变化磁场作用下，良导介质内感应产生涡旋的交变电磁场，其结
6、构和 频谱在时间与空间上均连续的发生变化。2、瞬变电磁场的激发源：一次磁场；3、瞬变电磁场时间特性： 研究瞬变电磁场状态的基本参数是时间。 瞬变场有瞬间建立（快于s、ns级）、较快消失（nx10nx100ms、nnx10s、60s、60s）的时间 特性。这一时间特性主要与地下不同深度、不同的的导电性的介质相关。 一般而言，瞬变电磁场的早期特性是浅部介质的响应；晚期特性是深部介质的响应。但瞬变场在向下传 播过程中遇到良导地层时，良导层中产生的强涡旋电流能持续较长的时间（即降低了向下传播的速 度）。在高阻岩层中瞬间建立和消失很快；而在良导地层中这一过程变得缓慢。 研究瞬变电磁场随时间的变化规律，可
7、探测具有不同导电性的地层分布，也可以发现地下附存的较大的 良导体。 4、瞬变电磁场传播方式： 向下及向外扩散传播5、瞬变电磁场扩散参数： = (2t107) 0.5米七、TEM的原理与应用1-2七、TEM的原理与应用2-1七、TEM的原理与应用2-26、瞬变电磁场的扩散规律：“烟圈”式扩散效应。瞬变电磁场的激发源是一次磁场； 1979美M.N.Nabighian提出了利用等效代换法计算均匀大地的晚期瞬变电磁响应的概念及 计算方法。由此人们可以从物理意义上去理解瞬变电磁场的扩散规律烟圈效应： 在电导率1/和磁导率0的均匀大地表面敷设输入阶跃电流的回线Tx，当Tx中电流突然断开 时在下半空间中就会
8、被激起感应涡流场以维持在断开电流以前存在的磁场，此瞬间的 电流集中在Tx附近的地表，并按r4规律衰减（r为Tx中心到观测点的距离）。随后， 感应电流开始扩散到下半空间中，在切断电流后的任一晚期时间里感应涡流成多个层 壳的“环带”形。随着时间的延长，涡流场将向下并向外扩展。依据计算的结果，涡流场 电流密度极大值将沿从Tx中心起始与地面成30度倾角的锥形斜面向下及向外传播，极 大值点在地面投影点的半径Rmax为： Rmax(2.56t0)0.5 ；它与扩散参数有关系； 5.55 Rmax ； 感应涡流场在地表引起的磁场为整个“环带”各个涡流层的总效应，这种效应可用一个简单 的电流环来等效。当发送电
9、流切断后3个时刻的地下等效电流分布略图是一系列与发送 回线同形状并且向下及向外扩散的电流环，通常称之为“烟圈” 它的等效电流密度为：J2i2/(4C2t0) 它的半径为：a(8C2t0)0.5 它所在的深度：d4/(t0/)0.5七、TEM的原理与应用37、TEM磁偶源晚期定义式( M=L2 I ；sn=L2 );Ez(0)2.5Mr/(401.51.5t2.5) zz(0)2.5Msn/(201.51.5t2.5) E晚0/(4t)(0Mr/(5tE)2/3 V晚20/(4t)(0Msn/(5tz)2/3瞬变场扩散参数：对于无磁性介质，忽略位移电流时的表达式： = (2t107) 0.5米
10、与频率域的趋附深度类似： H=503(/f)0.5，H有效=H/(2)0.5=356 (/f)0.5同点回线的晚期:=6.32e-3L1.5(ABS(z(t)/I)-2/3t-2.5七、TEM的原理与应用4-18、设计： 装置，同点回线装置： a、小回线单点测量 b、大回线1/3中心区扫面 c、共圈回线、重叠回线、中心回线三者基本 一致。七、TEM的原理与应用4-2七、TEM的原理与应用4-3七、TEM的原理与应用4-49、粗略确定极限探测深度的表达式：H极限(z)40(M)0.2H极限(Bz)28M1/3M=L2I磁场分量Bz(t)要比感应电压Z(t)衰减慢中心回线：H极限=0.55(L2I
11、1/)0.2AB线源装置H极限 0.48(AB.Ir1/)0.2 =0.20.5 nV/m2七、TEM的原理与应用4-510、时间范围选择： 据水平薄板上推导，采样时间t与薄层纵向电 导S、埋深h及探测深度H之间的关系为： t=0S(4H/3)-h 可见，对目标层的探测深度是时间的函数。 例：目标层范围hminhmax、探测窗口 HminHmax可算出tmin与tmax七、TEM的原理与应用4-6工作频率选择：参考以上估算结果，通过采集试验确定。 一般而言：要选25Hz，如果采集时间不够晚 ；通过试验后增补一个合适的低频频率 。七、TEM的原理与应用4-7七、TEM的原理与应用4-8七、TEM的原理与应用4-9七、TEM的原理与应用5-1七、TEM的原理与应用5-2
