電磁法勘探--可控源音頻大地電磁測(cè)深法

1、2.1 電磁法勘探-可控源音頻大地電磁測(cè)深法(CSAMT)由于天然場(chǎng)源的隨機(jī)性和信號(hào)微弱，MT法需要花費(fèi)巨大努力來(lái)記錄和分析野外數(shù)據(jù)。為克服MT法的這個(gè)缺點(diǎn)，加拿大多倫多大學(xué)教授D.W.Strangway和他的學(xué)生Myron Goldstein提出了利用人工（可控）場(chǎng)源的音頻大地電磁法（CSAMT）。這種方法使用接地導(dǎo)線或不接地回線為場(chǎng)源，在波區(qū)測(cè)量相互正交的電、 磁場(chǎng)切向分量， 并計(jì)算卡尼亞電阻率，以保留AMT法的一些數(shù)據(jù)解釋方法。自20世紀(jì)70年代中期， CSAMT法得到實(shí)際應(yīng)用， 一些公司相繼生產(chǎn)用于CSAMT法測(cè)量的儀器和應(yīng)用解釋軟件。進(jìn)入80年代后，該方法的理論和儀器得到很大發(fā)展，應(yīng)

2、用領(lǐng)域也擴(kuò)展到普查、 勘探石油、 天然氣、 地?zé)帷?金屬礦產(chǎn)、 水文、 工程、 環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面， 從而成為受人重視的一種地球物理方法。雖然CSAMT法屬于一種人工源的頻率電磁深測(cè)， 但和通常的頻率域電磁測(cè)深不同。這主要因?yàn)镃SAMT法測(cè)量?jī)蓚€(gè)相互垂直的電磁場(chǎng)切向分量計(jì)算卡尼亞電阻率， 因而具有較強(qiáng)的抗干擾能力， 且更容易獲得對(duì)地電變化較靈敏的相位差信息； 又由于波區(qū)電磁場(chǎng)十分接近平面波， 因而其資料處理、 解釋也較為簡(jiǎn)便， 可以保留AMT法中的許多解釋方法。CSAMT和AMT或MT亦有不同， 根本原因是CSAMT法使用了人工場(chǎng)源，因而極化方向明顯，信噪比高，易于觀測(cè)。但是，由于使用了人工場(chǎng)

3、源， CSAMT法必然受場(chǎng)源效應(yīng)影響， 這主要包括非平面波效應(yīng)、 場(chǎng)源附加效應(yīng)、 陰影效應(yīng)和測(cè)深通道的彎曲。2.2.1 CSAMT基本理論CSAMT有2種常用的場(chǎng)源水平電偶極子和垂直磁偶極子，此處注重討論其場(chǎng)的特征和快速計(jì)算方法。2.2.1.1水平層狀半空間上水平電偶極子的電磁場(chǎng) 如圖2.2.1所示， N層水平層狀介質(zhì)中第n層的電阻率和層厚度分別記為n和hn。水平電偶極子（接地導(dǎo)線）位于層狀介質(zhì)表面，偶極矩為P=IdL（I為諧變電流）。選取公共坐標(biāo)原點(diǎn)位于偶極子中心的柱坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系，使x軸指向偶極矩方向（即=0的方向）， z軸垂直向下，則地表面的電磁場(chǎng)分布可通過(guò)直接求解場(chǎng)所滿足的非齊次亥

4、姆霍茲方程或通過(guò)求電型Lorentz勢(shì)所滿足的方程和邊界條件得到。此處直接寫(xiě)出準(zhǔn)靜態(tài)極限下柱坐標(biāo)系中地表電磁場(chǎng)表達(dá)式： Er= cosJ1(mr)dm-1J0(mr)dm+J1(mr)dm (2.2.1a)E=sinJ1(mr)dm -iJ0(mr)dm+J1(mr)dm (2.2.1b)圖2.2.1水平層狀介質(zhì)上的水平電偶極子Hr=-sinJ1(mr)dm+r J0(mr)dm(2.2.1c)H=cosJ1(mr)dm (2.2.1d)Hz=sinJ1(mr)dm (2.2.1e)式中： R*=cothm1h1+coth-1coth(m2h2+coth-1)R= cothm1h1+coth-

5、1coth(m2h2+coth-1)mj=, k2j=i/j， cothx=（ex+e-x）/（ex-e-x）特別地，當(dāng)N=1時(shí)，可得到均勻半空間表面電磁場(chǎng)各分量的表達(dá)式： Er=cos1+eikr(1-ikr) (2.2.2a) E=sin2-eikr(1-ikr) (2.2.2b)Hr=-sinI1（）K1（）+ I1（）K0（）-I0（）K1（） (2.2.2c) H=cosI1（）K1（） (2.2.2d)Hz=-sin1-eikr(1-ikr-k2r2) (2.2.2e)以上各式中，為磁導(dǎo)率，為諧變電流的圓頻率，I0（）、I1（）和K0（）、 K1（）分別為以為宗量的第一和第二類(lèi)虛宗

6、量貝塞爾函數(shù)，下標(biāo)“0”或“1”表示貝塞爾函數(shù)的階數(shù)，k為波數(shù)。在準(zhǔn)靜態(tài)條件下： k=(1+i)可以看出，綜合參數(shù)ikr決定了電磁場(chǎng)隨收發(fā)距、頻率、電導(dǎo)率的變化規(guī)律。準(zhǔn)靜態(tài)極限下：ikr=(1+i)r/, p=r/稱(chēng)為電距離或感應(yīng)數(shù)，它實(shí)質(zhì)上是以趨膚深度為單位來(lái)表示的觀察點(diǎn)到場(chǎng)源的距離。借助感應(yīng)數(shù)p，可以將電磁場(chǎng)的變化區(qū)域分為：p<< 1 即感應(yīng)數(shù)很小的區(qū)域，稱(chēng)為“近區(qū)”；p>>1 即感應(yīng)數(shù)很大的區(qū)域，稱(chēng)為“遠(yuǎn)區(qū)”或“平面波場(chǎng)區(qū)”；p1 即介于前兩者之間的區(qū)域，稱(chēng)為“過(guò)渡帶”或“中間區(qū)”。不難理解， 感應(yīng)數(shù)p的“大”或“小”， 也就是場(chǎng)區(qū)的“遠(yuǎn)”或“近”， 不

7、但與觀察點(diǎn)到場(chǎng)源的距離有關(guān)，而且與大地的電導(dǎo)率和使用的頻率有關(guān)。在不改變發(fā)收距和大地電導(dǎo)率的條件下，頻率不同，趨膚深度不同，電磁場(chǎng)的特性也不同。當(dāng)介質(zhì)為低阻時(shí)，不大的發(fā)收距r就可以滿足“遠(yuǎn)區(qū)”條件， 反之， 在高阻介質(zhì)中， 即使使用高頻，也不得不使r相當(dāng)大才能滿足“遠(yuǎn)區(qū)”的條件。 (1) 近區(qū)響應(yīng)（p<< 1） 當(dāng)r<<即p<< 1時(shí)，帶入冪級(jí)數(shù)和貝塞爾函數(shù)的漸進(jìn)展開(kāi)式，得到(2.2.2)各式的漸近表達(dá)式為：Ercos (2.2.6a) Esin (2.2.6b) Hr- (2.2.6c) H (2.2.6d) Hz (2.2.6e)比較

8、(2.2.6)各式可以看出，在近區(qū)，電磁場(chǎng)有如下特點(diǎn)：（1）由于忽略了高次感應(yīng)項(xiàng)，電磁場(chǎng)表達(dá)式與穩(wěn)定電流場(chǎng)相同；（2）電場(chǎng)與電導(dǎo)率成反比，與頻率無(wú)關(guān)；（3）磁場(chǎng)既與電導(dǎo)率無(wú)關(guān)，也與頻率無(wú)關(guān)。近區(qū)電磁場(chǎng)與頻率無(wú)關(guān)的現(xiàn)象稱(chēng)為近區(qū)飽和；（4）電場(chǎng)隨收發(fā)距立方衰減，快于磁場(chǎng)的平方衰減；（5）波阻抗與頻率無(wú)關(guān)，沒(méi)有頻率測(cè)深的意義。此時(shí)波阻抗的模為： Z=E/Hr=2/（r） (2.2.7)可以定義近區(qū)視電阻率： =（rE）/（2Hr） (2.2.8)阻抗與頻率無(wú)關(guān)的事實(shí)表明，近區(qū)視電阻率只與幾何排列有關(guān)。隨頻率下降，近區(qū)電阻率呈水平直線，相位差為0，不再具備頻率測(cè)深的能力。因此，在近區(qū)不具備開(kāi)展CSAM

9、T工作的物理前提。在近區(qū)，按卡尼亞電阻率的計(jì)算公式有：可見(jiàn)，當(dāng)大地電導(dǎo)率和收發(fā)距一定時(shí)，卡尼亞電阻率與頻率呈倒數(shù)關(guān)系，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下表現(xiàn)為，隨頻率下降，卡尼亞電阻率呈45o上升，稱(chēng)為卡尼亞電阻率的近區(qū)畸變。(2) 遠(yuǎn)區(qū)響應(yīng)（p>>1）當(dāng)r>>即p>>1時(shí)，帶入冪級(jí)數(shù)和貝塞爾函數(shù)的漸進(jìn)展開(kāi)式，可得到(2.2.2)各式的漸近表達(dá)式： Ercos (2.2.9a) Esin (2.2.9b)Hr (2.2.9c)H- (2.2.9d)Hz- (2.2.9e) (2.2.9f)比較(2.2.9)各式可以發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)區(qū)電磁場(chǎng)有如下特點(diǎn)：（1）以弛豫頻率為極限（極化速度遠(yuǎn)小

10、于場(chǎng)變化頻率），電場(chǎng)與頻率無(wú)關(guān)，但與電導(dǎo)率成反比，由動(dòng)態(tài)平衡的“靜電荷”決定；（2）磁場(chǎng)與電導(dǎo)率和頻率平方根反比，對(duì)電阻率沒(méi)有電場(chǎng)靈敏，即磁場(chǎng)相對(duì)均勻，是感應(yīng)場(chǎng)；（3）垂直磁場(chǎng)與電導(dǎo)率成反比，即比水平磁場(chǎng)對(duì)電導(dǎo)率更靈敏，但衰減也更快；（4）水平電場(chǎng)與磁場(chǎng)隨收發(fā)距變化規(guī)律相同，相位差是/4或785.4 mrad；（5）波阻抗與電阻率和頻率平方根正比，與場(chǎng)源參數(shù)無(wú)關(guān)，與平面電磁波的波阻抗完全相同?？梢远x卡尼亞電阻率： （2.2.10）當(dāng)采用直角坐標(biāo)時(shí)， Ex=Ercos-Esin= (1-3sin2) (2.2.12a)Hy=Hrsin+Hcos=- (1-3sin2) (2.2.12b) (2

11、.2.13)也可以得到同樣的視電阻率定義= (2.2.14)實(shí)際工作中，多用MKS制單位。此時(shí)E以mV/km為單位， H以(1=10-2/4A/m)為單位，磁導(dǎo)率設(shè)為真空中的值，則有：= (·m） (2.2.16) (2.2.16)式就是以卡尼亞(Cagniard)命名的計(jì)算視電阻率的公式?？醽嗠娮杪蕦?duì)遠(yuǎn)區(qū)， 也就是說(shuō)在滿足平面波的條件下是有效的， 并且是在MT法和滿足遠(yuǎn)區(qū)條件的CSAMT法中常用的關(guān)系式。 (3) 過(guò)渡帶響應(yīng)（p1）此時(shí)r， p1，電磁場(chǎng)各分量由(2.2.2)式嚴(yán)格地描述，電磁場(chǎng)沒(méi)有簡(jiǎn)單的初等函數(shù)表達(dá)式；電場(chǎng)與電導(dǎo)率、頻率相關(guān)，受“靜態(tài)”積累電荷和變化的感應(yīng)磁場(chǎng)影

12、響；磁場(chǎng)與電導(dǎo)率和頻率相關(guān)，是感應(yīng)場(chǎng)，受變化的電場(chǎng)影響；電場(chǎng)與磁場(chǎng)隨收發(fā)距變化規(guī)律不同，由近區(qū)特點(diǎn)向遠(yuǎn)區(qū)過(guò)渡，常形成“低谷”或“凹陷”（參見(jiàn)圖2.2.3）。此帶的波阻抗與電導(dǎo)率，頻率及場(chǎng)源參數(shù)方位角都有關(guān)系，沒(méi)有簡(jiǎn)單的表達(dá)式。2.2.1.2水平層狀半空間表面垂直磁偶極子的電磁場(chǎng)設(shè)水平層狀介質(zhì)分布和圖2.2.1相同， 移去水平電偶極子， 放置一個(gè)中心在坐標(biāo)原點(diǎn)、 磁矩為M的垂直磁偶極子。同樣選擇有公共原點(diǎn)的一個(gè)柱坐標(biāo)系和一個(gè)直角坐標(biāo)系， 使z軸垂直向下， 即與磁偶極子磁矩方向相同。在準(zhǔn)靜態(tài)極限下， 可寫(xiě)出電磁場(chǎng)各分量表達(dá)式為：E= iJ1(mr)dm (2.2.17a)Hr= J1(mr)dm

13、(2.2.17b)Hz=J0(mr)dm (2.2.17c)特別地， 當(dāng)N=1時(shí)， 可得到均勻半空間表面的電磁場(chǎng)為： E=-3-eikr(3-3ikr-k2r2) (2.2.18a)Hr=-I1(）K1(）-I2(）K2(） (2.2.18b)Hz=9-eikr(9-9ikr-4k2r2+ik3r3) (2.2.18c)與水平電偶極子的電磁場(chǎng)類(lèi)似，綜合參數(shù)ikr決定了電磁場(chǎng)隨收發(fā)距、頻率、電導(dǎo)率的變化規(guī)律。(1) 近區(qū)響應(yīng)（p<< 1） 當(dāng)r<<即p<< 1時(shí)，帶入冪級(jí)數(shù)和貝塞爾函數(shù)的漸進(jìn)展開(kāi)式，得到(2.2.18)各式的漸近表達(dá)式為：E

14、 (2.2.19a)Hr (2.2.19b)Hz (2.2.19c)可見(jiàn)，在近區(qū)，垂直磁偶極子的電場(chǎng)E與電導(dǎo)率無(wú)關(guān)，而與頻率成正比；與此相反， 水平電偶極子的電場(chǎng)E與頻率無(wú)關(guān)，而與電導(dǎo)率成反比。垂直磁偶極子的水平磁場(chǎng)Hr與電導(dǎo)率和頻率呈正比，而水平電偶極子的水平磁場(chǎng)與二者都無(wú)關(guān)。兩種場(chǎng)源的垂直磁場(chǎng)與頻率和電導(dǎo)率均無(wú)關(guān)。此時(shí)的波阻抗為：Z=E/Hr=4/（r） (2.2.21)也與頻率無(wú)關(guān)。定義近區(qū)視電阻率： =（r E）/（4Hr） (1.2.22)它是水平電偶極子視電阻率參見(jiàn)(2.2.8)式的一半。也就是說(shuō)，假設(shè)大地是均勻的， 則在近區(qū)用線圈所得的電阻率是用電偶極子測(cè)得的一半。顯然，卡尼亞電

15、阻率也存在類(lèi)似于水平電偶極子時(shí)的近區(qū)畸變。(2) 遠(yuǎn)區(qū)響應(yīng)（p>>1）當(dāng)r>>即p>>1時(shí)，帶入冪級(jí)數(shù)和貝塞爾函數(shù)的漸進(jìn)展開(kāi)式，可得到(2.2.18)各式的漸近表達(dá)式：E- (2.2.23a)Hr (2.2.23b)Hz (2.2.23c) （2.2.23d） 可以看出，磁偶極子遠(yuǎn)區(qū)電磁場(chǎng)有如下特點(diǎn)：（1）頻率很高時(shí)（場(chǎng)變化頻率遠(yuǎn)快于介質(zhì)極化速度），電場(chǎng)與頻率無(wú)關(guān)，但與電導(dǎo)率成反比；（2）磁場(chǎng)與電導(dǎo)率和頻率平方根反比；（3）垂直磁場(chǎng)與電導(dǎo)率成反比，即比水平磁場(chǎng)對(duì)電導(dǎo)率更靈敏，但衰減也更快；（4）水平電場(chǎng)與磁場(chǎng)隨收發(fā)距變化規(guī)律相同，相位差是/4或785.4 m

16、rad。但場(chǎng)隨r的增大而衰減的速度比電偶極的快；（5）波阻抗與電阻率和頻率平方根正比，與場(chǎng)源參數(shù)無(wú)關(guān)，與水平電偶極子的完全相同，可以定義同樣的卡尼亞電阻率，即：在“大”的“電距離”上，用磁偶極子做場(chǎng)源所測(cè)的電阻率與電偶極子所得的完全相同。(3) 過(guò)渡帶響應(yīng)(p1， r)如同水平電偶極子的情形一樣， 磁偶極子的過(guò)渡帶響應(yīng)由(2.2.18)式嚴(yán)格地描述，場(chǎng)及波阻抗的性質(zhì)都比較復(fù)雜，與電導(dǎo)率、頻率及場(chǎng)源參數(shù)有關(guān)。2.2.1.3水平分層介質(zhì)表面諧變偶極子場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算方法水平層狀介質(zhì)表面人工源激勵(lì)的電磁場(chǎng)表達(dá)式中都含有零階和一階貝塞爾函數(shù)的無(wú)窮積分， 這類(lèi)積分實(shí)質(zhì)上都是漢克爾變換式。自20世紀(jì)70年代初

17、發(fā)展起來(lái)的快速漢克爾變換方法是計(jì)算這類(lèi)積分最有效的工具之一。快速漢克爾變換考慮含Bessel（貝塞爾）函數(shù)在(0， )區(qū)間上的積分：g(r)= f()Jv(r)d (2.2.24)其中Jv是v階第一類(lèi)Bessel函數(shù)， 實(shí)數(shù)v-1， 引入如下變換式： =e-x/r0x,y(-, ) (2.2.25)r=r0ey 式中x，y是快速Hankel變換中的新變量， r0是選定常數(shù)， 定義如下新函數(shù)： F(x)=f(),G(y)=g(r)r則（2.2.24）式可重寫(xiě)為：G（y）=F（x）Jv（ey-x）ey-xdx=F（x）Hv(y-x)dx=F*Hv (2.2.26)即G是函數(shù)F和Hv的褶積， 這里H

18、v（x）=Jv（ex）ex。根據(jù)抽樣定理，對(duì)F(x)進(jìn)行抽樣， 并利用抽樣定理寫(xiě)出： =F(n)P(-n)其中為抽樣間隔， 且： P(x)=sin(x)/x將代入(2.2.26)式，則整理得： =F(n)H*v(y-n) 再對(duì)y離散化，上式可寫(xiě)為=F(n)H*v(m-n)= f（en）en H*v(m-n) (2.2.27)即： g(r)= f（en）en H*v(m-n) (2.2.28)式中： H*v (y)= P()Hv(y-x)dx (2.2.29)稱(chēng)為漢克爾濾波系數(shù)，與抽樣間隔有關(guān)。目前已有不同抽樣間隔的不同長(zhǎng)度的漢克爾濾波系數(shù)，可根據(jù)要求選用。再根據(jù)(2.2.27)式的快速變換，可

19、以計(jì)算含貝塞爾函數(shù)的無(wú)窮積分。2.2.2 CSAMT野外工作方法和技術(shù)2.2.2.1測(cè)量方式如圖2.2.6所示， CSAMT包括張量、 矢量和標(biāo)量三種方式， 取決于測(cè)量分量的數(shù)量和使用場(chǎng)源的數(shù)量。（1）張量CSAMT張量CSAMT利用兩個(gè)方向的場(chǎng)源來(lái)測(cè)定五個(gè)分量（Ex、 Ey、 Hx、 Hy、 Hz）。與大地電磁場(chǎng)不同， CSAMT場(chǎng)源不是全方位的，所以需要兩個(gè)場(chǎng)源。為了完全確定阻抗張量， 總共需要測(cè)量10個(gè)分量。圖2.2.6張量、 矢量和標(biāo)量CSAMT法的定義（a), （b) 用兩個(gè)場(chǎng)源， 且每個(gè)場(chǎng)源做5次的全張量測(cè)量（c) 每個(gè)場(chǎng)源觀測(cè)3個(gè)分量的部分張量測(cè)量（d) 單一場(chǎng)源5次觀測(cè)的矢量測(cè)

20、量（e)單一場(chǎng)源2次觀測(cè)的標(biāo)量測(cè)量 （f) 用一個(gè)場(chǎng)源在一個(gè)方向上只做電場(chǎng)觀測(cè)的標(biāo)量CSAET法，在少量點(diǎn)上測(cè)磁場(chǎng)用以把電場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為近似的電阻率。張量測(cè)量最好用于構(gòu)造很復(fù)雜的地區(qū)和測(cè)深點(diǎn)距比地質(zhì)構(gòu)造尺寸大很多的地區(qū)。當(dāng)測(cè)深點(diǎn)布得很近， 地質(zhì)構(gòu)造的面貌可以靠高的測(cè)量密度來(lái)直接填圖， 因而張量測(cè)量的量（如傾斜度）就變得不重要了。即使是在復(fù)雜的地區(qū)， 高密度的標(biāo)量或矢量數(shù)據(jù)確定的構(gòu)造與低密度張量結(jié)果相近。但具有強(qiáng)烈的局部非各向同性地區(qū)例外， 在這些地區(qū)用全張量解出的阻抗可能要好些。（2）矢量CSAMT矢量CSAMT利用單一個(gè)場(chǎng)源來(lái)測(cè)量4個(gè)或5個(gè)分量（Ex、 Ey、 Hx、 Hy, 有時(shí)加測(cè)Hz）。

21、矢量CSAMT數(shù)據(jù)提供了關(guān)于地下二維或三維構(gòu)造的信息， 但比張量測(cè)量的信息少。由于少收集和處理50%的數(shù)據(jù)， 矢量測(cè)量比張量便宜。矢量CSAMT在非各向同性不強(qiáng)的地區(qū)確定復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造是有用的， 出于經(jīng)濟(jì)的考慮， 在二維地區(qū)常常寧可做矢量而不做張量CSAMT。（3）標(biāo)量CSAMT標(biāo)量CSAMT利用一個(gè)場(chǎng)源測(cè)量?jī)蓚€(gè)分量（Ex和Hy或者Ey和Hx）， 標(biāo)量測(cè)量對(duì)于一維的層狀條件或者走向已知的二維條件是足夠了， 在更復(fù)雜的條件下， 則取決于數(shù)據(jù)的密度。 圖2.2.7是一個(gè)典型的標(biāo)量CSAMT示意圖。在復(fù)雜地質(zhì)條件下采用單一測(cè)線的標(biāo)量CSAMT是非常冒險(xiǎn)的。例如， 當(dāng)偶極方向恰好垂直于斷層（TM方式）時(shí)

22、， 用標(biāo)量數(shù)據(jù)可以很容易地確定線性的陡傾斜斷層； 可是如果偶極平行走向（TE方式）， 斷層的解釋和定位就很困難。因此， 在二維和三維地區(qū)做標(biāo)量測(cè)量通常都用密的測(cè)網(wǎng)， 密的測(cè)網(wǎng)能部分地克服缺少多分量數(shù)據(jù)（像矢量和張量數(shù)據(jù)中）的缺陷。主要的例外是區(qū)域性非各向同性很強(qiáng)的地方， 在這種情況下張量或者矢量數(shù)據(jù)也許好些。標(biāo)量CSAMT測(cè)量的主要吸引力在于它的成本相當(dāng)?shù)停?這就是為什么至今取得的CSAMT資料絕大部分是標(biāo)量結(jié)果。圖2.2.7典型的標(biāo)量CSAMT測(cè)量布置示意圖（4）標(biāo)量CSAET最簡(jiǎn)單的、也是目前所有商業(yè)儀器及野外所用的CSAMT形式可稱(chēng)為可控源音頻大地電流法（CSAET）， 它系統(tǒng)地測(cè)量電場(chǎng)

23、，只在個(gè)別點(diǎn)測(cè)量磁場(chǎng)，從而把電場(chǎng)的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為近似的卡尼亞電阻率。CSAET通常在發(fā)射偶極中垂線±15°的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量，它也得不到有意義的相位資料。在磁場(chǎng)完全均勻，地質(zhì)情況不復(fù)雜的層狀地區(qū)用來(lái)普查填圖是令人滿意的。然而當(dāng)這些假設(shè)條件不成立時(shí)則會(huì)引起麻煩。圖2.2.8是地塹斷層的上升和下降斷塊上的兩個(gè)一維模擬結(jié)果， 圖2.2.8（a）表明，位于下降斷塊上的6號(hào)點(diǎn)的磁場(chǎng)較4號(hào)點(diǎn)的高， 這個(gè)較大的差平方后計(jì)算卡尼亞電阻率可以引起大的電阻率誤差。圖2.2.8（b）顯示在6號(hào)點(diǎn)測(cè)到的CSAMT和CSAET的響應(yīng)。CSAMT響應(yīng)正確地描繪了高/低/高的地質(zhì)斷面， 但是在這同一個(gè)點(diǎn)，

24、用在CSAET排列中點(diǎn)所得較低的磁場(chǎng)值來(lái)歸一化， 則得出錯(cuò)誤的結(jié)果。層序好像是高/低/高/低/高， 其最大的誤差幾乎達(dá)到100%。CSAET資料在沖積蓋層下“生”出了一層假高阻層。反過(guò)來(lái)， 錯(cuò)誤地選擇磁場(chǎng)測(cè)點(diǎn)， 其結(jié)果也可能使真實(shí)的層“消失”。如果地質(zhì)條件更加復(fù)雜， 可能使結(jié)果更壞。因此， 除非是在極簡(jiǎn)單的地質(zhì)環(huán)境中普查， 在野外應(yīng)避免使用CSAET。圖2.2.8 CSAET引起的視電阻率誤差（a) 在6個(gè)偶極CSAET排列中， 在兩個(gè)測(cè)點(diǎn)上的磁場(chǎng)測(cè)量值（b) 6號(hào)測(cè)深點(diǎn)CSAMT（E、H均在6號(hào)點(diǎn)測(cè)）和CSAET（E在6號(hào)測(cè) 而H在排列中心2.2.2.2 CSAMT場(chǎng)源與測(cè)量模式CSAMT通

25、常使用兩種場(chǎng)源： 接地導(dǎo)線（水平電偶極子）和不接地回線（垂直磁偶極子）。在均勻大地中， 兩種場(chǎng)源的遠(yuǎn)區(qū)卡尼亞電阻率與相位是相同的， 但信號(hào)強(qiáng)度不相同。在大多數(shù)實(shí)際的野外條件下，電偶極的信噪比優(yōu)于回線源，而且布置也相對(duì)方便，此外，電偶極還可以控制場(chǎng)的方向，所以在CSAMT或者長(zhǎng)距離的TEM勘探中很少使用回線源。但在平坦的戈壁荒漠、凍土帶等地區(qū)，電極接地非常困難，常使用不接地回線。不接地回線的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是場(chǎng)衰減快，因此，使用較小的收發(fā)距即可滿足遠(yuǎn)區(qū)的要求。 在使用接地導(dǎo)線場(chǎng)源時(shí)，根據(jù)發(fā)射偶極AB、接收偶極MN和測(cè)線布設(shè)方向相對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造走向的關(guān)系，CSAMT有TM（Transverse Magne

26、tic）和TE（Transverse Electric）兩種測(cè)量模式。（1） TM模式發(fā)射偶極AB、接收偶極MN及測(cè)線方向垂直于地質(zhì)構(gòu)造走向布設(shè)。TM模式橫向分辨能力較強(qiáng)，觀測(cè)的電場(chǎng)受靜態(tài)影響、地形影響較嚴(yán)重。（2） TE模式發(fā)射偶極AB、接收偶極MN及測(cè)線方向平行于地質(zhì)構(gòu)造走向布設(shè)。TE模式垂向分辨能力較高，觀測(cè)的電場(chǎng)受靜態(tài)影響、地形影響較小。2.2.2.3 CSAMT測(cè)量覆蓋范圍CSAMT測(cè)量中，有限場(chǎng)源的使用對(duì)在平面上允許采集數(shù)據(jù)的范圍提出了一些限制。確定允許勘探范圍的因素有三個(gè)： 最小發(fā)收距， 它受到進(jìn)入近區(qū)帶的限制； 最大發(fā)收距， 它受到最小可測(cè)信號(hào)和噪聲水平的限制； 信號(hào)強(qiáng)度與角的

27、依賴(lài)聯(lián)系（對(duì)水平電偶源）。 圖2.2.9概括了CSAMT主要覆蓋范圍的界限。所示的類(lèi)型隨地下的和計(jì)算的參數(shù)不同而變化。圖2.2.9（a）是關(guān)于Ex/Hy的數(shù)據(jù)獲得區(qū)，圖2.2.9（b）則是Ey/Hx的采集區(qū)。這些區(qū)是寬廣的，并且有很大的伸縮性。但是， 若同時(shí)觀測(cè)Ex/Hy和Ey/Hx或使用一個(gè)以上場(chǎng)源情況下，可以進(jìn)行測(cè)量的重疊的區(qū)域?qū)鶆虬肟臻g而言就很窄了。另外，在2D、3D環(huán)境下可測(cè)量區(qū)帶常常要寬一些。圖2.2.9標(biāo)量CSAMT排列可以進(jìn)行測(cè)量的分帶理論上，測(cè)量Ey/Hx似乎稍微優(yōu)越一點(diǎn)。因?yàn)樵诰嚯x場(chǎng)源三倍趨膚深度以外，測(cè)量就可認(rèn)為是在遠(yuǎn)區(qū)；而測(cè)量Ex/Hy至少需要在4倍甚至5倍趨膚深度以外

28、。但在野外實(shí)際工作中，通常都是在接地導(dǎo)線中垂線兩側(cè)30o的扇形區(qū)域內(nèi)測(cè)量Ex/Hy。因?yàn)榇藭r(shí)信號(hào)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率高。2.2.2.4 CSAMT中的噪聲CSAMT噪聲可分為五個(gè)類(lèi)型： 操作差錯(cuò)、 儀器噪聲、 大氣層/大地噪聲、 風(fēng)噪聲和地質(zhì)噪聲。（1）操作與儀器噪聲操作差錯(cuò)，是由于不正確地連接電纜， 未發(fā)現(xiàn)信號(hào)飽和， 不適當(dāng)?shù)胤糯蠡蛐Ｕ娢弧?采用精度不夠的模數(shù)轉(zhuǎn)換、 電場(chǎng)和磁場(chǎng)探頭調(diào)節(jié)不正確、 記錯(cuò)發(fā)送機(jī)的電流、 在需要時(shí)沒(méi)有使用有源不極化電極、 使用沒(méi)有重新使電解液飽和的不極化電極等等。儀器誤差由噪聲成分、 接收機(jī)的低輸入阻抗、 不適當(dāng)?shù)寞B加濾波器的性能、 接地不良等引起。（2）文化噪聲文化

29、噪聲是指人類(lèi)的電磁活動(dòng)和建筑設(shè)施等對(duì)CSAMT測(cè)量的影響。無(wú)論如何必須避開(kāi)以下三種情況： 造成場(chǎng)源和測(cè)站的直接聯(lián)系， 電場(chǎng)偶極與埋在地下的金屬構(gòu)件平行放置以及電極布置在文化設(shè)施附近。直接聯(lián)系的問(wèn)題是可控源測(cè)量中最壞的可能排列之一， 這種排列直接把電流傳輸?shù)綔y(cè)點(diǎn)， 而不管地質(zhì)體走向如何。其結(jié)果是可重復(fù)的但電場(chǎng)的觀測(cè)則是一個(gè)極不規(guī)則的變化曲線。受了這種影響的資料幾乎不可能進(jìn)行解釋。（3）大地電磁噪聲大氣層噪聲是由雷暴雨作用和大氣及云中的靜電干擾作用的高頻尖峰信號(hào)構(gòu)成。（4）風(fēng)噪聲風(fēng)、 振動(dòng)等會(huì)引起天線的擺動(dòng)， 從而強(qiáng)烈地影響磁場(chǎng)的測(cè)量。以上的儀器噪聲、 文化噪聲、 大地電磁噪聲、 風(fēng)噪聲可以統(tǒng)稱(chēng)為

30、電噪聲。 有效地增加信噪比、 長(zhǎng)時(shí)間疊加、 低通/帶通/高通濾波器是對(duì)抗這些噪聲的有效方法。（5）地質(zhì)噪聲地質(zhì)噪聲通常指勘探目標(biāo)以外的地質(zhì)因素對(duì)CSAMT法數(shù)據(jù)的影響。地表局部不均勻體引起的靜態(tài)效應(yīng)是一類(lèi)廣泛存在的地質(zhì)噪聲，可參見(jiàn)AMT的有關(guān)章節(jié)。這里主要討論地形和激發(fā)極化（IP）對(duì)CSAMT的影響。（1）地形效應(yīng)電流密度分布是所有電法（電磁法）中控制性和決定性的。地形的起伏會(huì)改變電流密度分布， 從而影響電場(chǎng)和磁場(chǎng)的測(cè)量結(jié)果。圖2.2.10是地形影響的簡(jiǎn)單示意圖。等位線和電流線在山脊附近分開(kāi)， 而在山谷靠攏， 從而導(dǎo)致二維情況下TE和TM方式數(shù)據(jù)有不同的類(lèi)型。TM方式（圖2.2.10（b）在山

31、脊下深處表現(xiàn)為虛假的低電阻率異常， 而山谷下深處為高電阻率異常， 異常的兩側(cè)出現(xiàn)上沖/下沖的特征。與此相反，圖2.2.10（c）的TE方式在山脊下顯示淺的假高阻異常， 而山谷下顯現(xiàn)淺的低阻異常。圖2.2.10地形對(duì)電場(chǎng)測(cè)量影響的示意圖（a) 不同地形特點(diǎn)上電流分布的畸變（b) 不同地形特點(diǎn)上TM方式電阻率擬斷面圖（c) TE方式電阻率斷面。H代表高電阻率， L代表低電阻率。（2）CSAMT中的IP影響激發(fā)極化效應(yīng)（IP）是電荷積聚在金屬礦物和電解液的分界面上引起的， 或者是粘土或孔隙束縛離子運(yùn)動(dòng)而引起的。電荷的束縛引起能量的存儲(chǔ)和釋放， 類(lèi)似于電容器的充放電。2.2.2.5 CSAMT數(shù)據(jù)質(zhì)量

32、CSAMT的數(shù)據(jù)質(zhì)量主要決定于場(chǎng)源電流、 發(fā)收距和環(huán)境噪聲水平。 由于CSAMT的信號(hào)較強(qiáng)， 因此其觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量比天然場(chǎng)源的要高。在一個(gè)恰當(dāng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中， 測(cè)量結(jié)果中出現(xiàn)的噪聲大多數(shù)是非對(duì)稱(chēng)性的， 或隨機(jī)的， 至少有較長(zhǎng)的一段時(shí)間中是如此。因此， 天電干擾和大地噪聲有可能經(jīng)過(guò)疊加平均而除去， 而閃電和文化噪聲則常常不能消去， 引起麻煩。任何電場(chǎng)、 磁場(chǎng)觀測(cè)中存在的隨機(jī)誤差可以從n次疊加的結(jié)果加以估計(jì)， 每次疊加包含m個(gè)連續(xù)波的平均， 并可根據(jù)平均值來(lái)檢驗(yàn)每一單個(gè)疊加值的偏差： （2.2.34）是標(biāo)準(zhǔn)偏差。偏離系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)偏差相對(duì)觀測(cè)平均值的百分?jǐn)?shù)： ·100% （2.2.35）出現(xiàn)在卡

33、尼亞電阻率中的誤差可由H和E的誤差傳遞得到： （2.2.36）相位差的誤差為： （2.2.37）公式中和分別為電場(chǎng)相位的觀測(cè)誤差。對(duì)某一區(qū)域，在合適地評(píng)估噪聲水平的前提下，確定一個(gè)合理的誤差水平，以此控制每個(gè)頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。CSAMT觀測(cè)方案設(shè)計(jì)地質(zhì)任務(wù)是選擇地球物理方法的前提和決定性的因素。CSAMT是以巖石的電導(dǎo)率差異為基礎(chǔ)的，要求勘探的目標(biāo)體與圍巖存在明顯的電阻率差異。相比于埋深，目標(biāo)體應(yīng)有一定的規(guī)模（CSAMT的橫向分辨率相當(dāng)于接收電偶極子的長(zhǎng)度，縱向分辨率則取決于大地電導(dǎo)率、頻率和頻率抽樣密度，一般不超過(guò)20%。高阻地層時(shí)，分辨率更低），且測(cè)區(qū)內(nèi)無(wú)強(qiáng)烈的電磁干擾，地形地貌適合開(kāi)展工作

34、。一旦決定進(jìn)行CSAMT測(cè)量，首先應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求，收集相關(guān)的地質(zhì)、地球物理（包括巖礦石電阻率參數(shù)資料）、地球化學(xué)、鉆探及測(cè)繪等資料，實(shí)地踏勘測(cè)區(qū)地形、地貌、交通、氣象、居民點(diǎn)、植被等條件，調(diào)查測(cè)區(qū)電磁干擾源并對(duì)電磁干擾情況進(jìn)行估計(jì)，結(jié)合地質(zhì)任務(wù)、測(cè)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征、地形地貌、噪聲水平、儀器設(shè)備性能等條件，設(shè)計(jì)合適的裝置形式、工作頻段、收發(fā)距、供電極距、接收極距和測(cè)網(wǎng)。（1） 勘探深度圖 勘探深度影響到CSAMT設(shè)計(jì)中的每一個(gè)參數(shù)，如觀測(cè)頻率、發(fā)收距等。CSAMT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，只要信號(hào)頻率足夠低，勘探深度可達(dá)數(shù)十公里。但實(shí)際中并非如此，

35、 有限的發(fā)收距決定了能保持遠(yuǎn)區(qū)測(cè)量的頻率是有限制的，因此CSAMT的實(shí)際勘探深度大約在10 m3 km。更淺的目標(biāo)體，可以考慮使用地質(zhì)雷達(dá)、高密度電法等，更深的則應(yīng)使用AMT或MT方法。（2） 最低工作頻率首先對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)大地電阻率有一個(gè)恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)，這個(gè)估計(jì)可根據(jù)收集或采集的巖（礦）石物性樣品的電阻率值、測(cè)井電阻率值，以及測(cè)區(qū)以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)獲得，然后可根據(jù)要求的最大探測(cè)深度估算所需要的最低工作頻率。 （2.2.38）測(cè)量的最低頻率受到必須保持在近區(qū)以外的條件限制， 這與受噪聲水平制約的最大場(chǎng)源距有關(guān)。K.L.Zonge給出了以下的經(jīng)驗(yàn)方式： （適于遠(yuǎn)區(qū)數(shù)據(jù)） （2.3.39） （適于遠(yuǎn)區(qū)和過(guò)渡帶數(shù)據(jù)）

36、（2.2.40）以上公式中假定了最低信噪比為1100。通常，為保證不漏掉所要探測(cè)的地質(zhì)目標(biāo)體，要求野外應(yīng)測(cè)到比最低工作頻率還要低幾個(gè)頻率。（3）最小收發(fā)距圖 最小收發(fā)距取決于最低工作頻率的趨膚深度和觀測(cè)裝置。對(duì)于電偶極子的旁側(cè)裝置，若要求觀測(cè)在遠(yuǎn)區(qū)進(jìn)行，要求（為趨膚深度），對(duì)于軸向裝置測(cè)量，要求；如果允許在近場(chǎng)觀測(cè)，則可放寬到。(4) 最大收發(fā)距最大發(fā)收距受到給定噪聲條件下可探測(cè)的最小電場(chǎng)強(qiáng)度的制約。對(duì)于旁側(cè)測(cè)量， 在遠(yuǎn)區(qū)條件下： （2.2.41）例如，若為，dL長(zhǎng)度，旁側(cè)裝置（）測(cè)量，外界隨機(jī)噪聲水平，當(dāng)時(shí)（假定最低信噪比為1：100，目前的CSAMT數(shù)字采集系統(tǒng)可在信噪比為1：100時(shí)隨機(jī)

37、噪聲條件下經(jīng)過(guò)疊加和平均得到最小準(zhǔn)確信號(hào)），可計(jì)算得到。隨電阻率增高和噪聲水平降低而增大，反之則減小。事實(shí)上，儀器觀測(cè)系統(tǒng)本身的分辨率由于各種噪聲的存在，一般應(yīng)大于，因此實(shí)際應(yīng)小于才能觀測(cè)到最小準(zhǔn)確信號(hào)。2.2.2.7 CSAMT 儀器設(shè)備2.2.2.7.1 基本要求CSAMT儀器設(shè)備主要包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、磁探頭、發(fā)電機(jī)組、電極、電纜等，其主要性能指標(biāo)應(yīng)達(dá)到CSAMT方法技術(shù)的要求（參見(jiàn)表2.2.1-2.2.3），不符合要求的儀器設(shè)備不得用于生產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)外常用的CSAMT儀器主要有美國(guó)Zonge工作與研究組織生產(chǎn)的GDP-16/32系列和加拿大鳳凰公司生產(chǎn)的V6/V8系列儀器。表 2.2.

38、1 接收機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)要求參數(shù)技術(shù)指標(biāo)備注輸入阻抗10 M動(dòng)態(tài)范圍120 db最小檢測(cè)信號(hào)0.05 V頻率范圍0.01Hz 10kHz根據(jù)工作任務(wù)選擇AD模數(shù)轉(zhuǎn)換16 24位時(shí)基同步精度恒溫晶體震蕩器OCXO老化率 ±5×10-924小時(shí)工作溫度20 45濕度0 80%表 2.2.2 發(fā)射機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)要求參數(shù)技術(shù)指標(biāo)備注輸出電壓范圍100 V 1000 V頻率范圍0.01Hz 10k Hz根據(jù)工作任務(wù)選擇發(fā)送電流10 A根據(jù)工作任務(wù)選擇功率10 kW根據(jù)工作任務(wù)選擇時(shí)基同步精度恒溫晶體震蕩器OCXO老化率±5×10-924小時(shí)工作溫度20 45濕度08

39、0%表 2.2.3 磁探頭主要技術(shù)指標(biāo)要求參數(shù)技術(shù)指標(biāo)備注頻率范圍0.01Hz 10k Hz根據(jù)工作任務(wù)選擇噪聲水平1200（在1Hz）；20(一般60Hz時(shí))通頻帶靈敏度100mV/(mV/nT)供電電極A、B要堅(jiān)固耐用，導(dǎo)電性能良好，可選用銅板、銅絲網(wǎng)、鋁箔或采用鐵或鋼制的金屬棒電極。金屬棒電極一般長(zhǎng)度為60cm100cm，直徑為1.6cm2.2cm為宜。在接地電阻大或需要大供電電流工作的地區(qū)，宜用銅板等片狀電極。一般供電導(dǎo)線應(yīng)選用內(nèi)阻小、絕緣性能好、輕便、強(qiáng)度高的多芯全銅導(dǎo)線，其內(nèi)阻應(yīng)小于8km。當(dāng)電壓為500V時(shí)，供電導(dǎo)線的絕緣電阻應(yīng)大于2Mkm。接收電極M、N應(yīng)采用電化學(xué)性能穩(wěn)定、極

40、差變化小的不極化電極。接收導(dǎo)線也應(yīng)選用內(nèi)阻小、絕緣性能好、拉力強(qiáng)的耐磨導(dǎo)線，當(dāng)電壓為500V時(shí)，接收導(dǎo)線的絕緣電阻應(yīng)大于5Mkm。2.2.2.7.2 檢測(cè)與標(biāo)定工作前和工作期間應(yīng)視工期長(zhǎng)短定期對(duì)接收機(jī)、發(fā)射機(jī)及附屬設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)檢測(cè)。接收機(jī)具有自檢功能的，應(yīng)定期進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)檢測(cè)。磁探頭應(yīng)定期進(jìn)行標(biāo)定（標(biāo)定方法可依據(jù)各個(gè)儀器自帶的說(shuō)明書(shū)的規(guī)定）。儀器設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)合格后方可進(jìn)行野外工作。同一型號(hào)兩臺(tái)及兩臺(tái)以上接收機(jī)在同一測(cè)區(qū)野外工作前，應(yīng)進(jìn)行多臺(tái)儀器一致性對(duì)比試驗(yàn)。一致性試驗(yàn)應(yīng)選擇電磁干擾小的地段進(jìn)行單點(diǎn)全頻段測(cè)定，并由臺(tái)儀器觀測(cè)的卡尼亞電阻率總均方相對(duì)誤差來(lái)衡量，計(jì)算公式為：（2.2.42）式中：

41、第臺(tái)儀器在第頻點(diǎn)卡尼亞電阻率觀測(cè)值與臺(tái)儀器在第頻點(diǎn)上卡尼亞電阻率觀測(cè)值平均值的相對(duì)誤差，；第臺(tái)儀器在第頻點(diǎn)卡尼亞電阻率觀測(cè)值；臺(tái)儀器在第頻點(diǎn)卡尼亞電阻率觀測(cè)值平均值，；參加一致性觀測(cè)的儀器臺(tái)數(shù)；參與一致性試驗(yàn)的觀測(cè)頻點(diǎn)數(shù)；相對(duì)誤差的總個(gè)數(shù)。2.2.2.7 CSAMT野外工作技術(shù)場(chǎng)源布設(shè)（1）供電電極A、B點(diǎn)位的地理位置既要盡可能滿足遠(yuǎn)區(qū)觀測(cè)的條件，要盡可能平行于測(cè)線方向布設(shè)，其方位誤差應(yīng)小于3°。（2）A、B極布置還要考慮交通情況和接地條件。A、B極布置要盡量避開(kāi)高壓線、礦山（洞）上方、暗埋管道、溪流水域、平行的斷裂構(gòu)造等以減少電磁干擾。（1） A、B極下或與測(cè)區(qū)間應(yīng)盡量避開(kāi)已知金屬

42、礦、煤礦、湖泊、溶洞和局部高阻隆起等可能引起場(chǎng)源效應(yīng)的已知地質(zhì)體。（2） A、B布設(shè)完畢后，應(yīng)檢查供電導(dǎo)線是否有漏電情況、A、B極是否正確連接、接地情況是否良好，各連接點(diǎn)是否牢固。接收裝置布設(shè)（1） 接收導(dǎo)線應(yīng)貼地放置，避免因風(fēng)吹使導(dǎo)線晃動(dòng)產(chǎn)生電磁干擾。（2） 接收電極的接地電阻一般應(yīng)低于2k，如遇基巖裸露地區(qū)，可適當(dāng)放寬，但不應(yīng)大于10k。（3） 接收電極M、N處遇到人文設(shè)施（如人工導(dǎo)體、金屬欄桿、管道、供電線路、無(wú)線電塔、鐵路、鉆井、道路等）時(shí)，應(yīng)適當(dāng)平移，以減小干擾。（4） 磁探頭應(yīng)垂直于接收電極方向布設(shè)，采用羅盤(pán)儀定位，方位誤差應(yīng)小于2°；磁探頭應(yīng)水平放置，為避免較大的誤差，

43、應(yīng)使用長(zhǎng)度大于40cm的水平尺校準(zhǔn)；磁探頭到接收機(jī)的距離應(yīng)大于7m；磁探頭布設(shè)應(yīng)遠(yuǎn)離高壓輸電線、遠(yuǎn)離有車(chē)輛行駛的道路等干擾源，觀測(cè)期間所有人員和車(chē)輛應(yīng)遠(yuǎn)離磁探頭并停止使用所有通訊設(shè)備。（5） 采用共磁道測(cè)量方式觀測(cè)時(shí)，為施工方便，接收機(jī)、磁探頭應(yīng)盡可能布設(shè)在多道電極排列中間。（6） M、N極布設(shè)完畢后，還應(yīng)檢查接收導(dǎo)線是否有漏電情況。（7） M、N極和磁探頭布設(shè)完畢后，應(yīng)檢查接收電極、磁探頭是否正確連接，檢查接收電極接地是否良好，各連接點(diǎn)是否牢固。（8） M、N極布設(shè)完畢后，還應(yīng)檢查接收電極間直流電位差的穩(wěn)定性。安全措施（1）出工前必須對(duì)供電導(dǎo)線進(jìn)行檢查，任何損壞和開(kāi)裂都必須進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)和替

44、換，接頭處應(yīng)使用高壓絕緣膠布包裹。（2） 在山區(qū)收、放導(dǎo)線經(jīng)過(guò)高壓線時(shí)，嚴(yán)禁拋抖導(dǎo)線或手持長(zhǎng)物，以防高壓觸電。在供電電極和導(dǎo)線經(jīng)過(guò)的村莊、路口等障礙物的位置，應(yīng)有明顯清晰的高壓警示標(biāo)志，并派專(zhuān)人巡視看管。（3） 供電前，操作員必須仔細(xì)檢測(cè)供電線路，確認(rèn)接線正確、連通和接地情況良好后，明確發(fā)出供電指令，當(dāng)確認(rèn)所有工作人員已離開(kāi)A、B極，方可開(kāi)始供電。（4） 供電期間，操作員應(yīng)密切看護(hù)發(fā)射機(jī)及配套設(shè)備，保證其處于正常工作狀態(tài)并隨時(shí)處置出現(xiàn)的故障；在改變發(fā)射機(jī)輸出電壓擋位、變換頻點(diǎn)前，必須退出發(fā)射狀態(tài)；需手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)輸出電流時(shí)，必須平穩(wěn)緩慢調(diào)節(jié)；退出發(fā)射狀態(tài)前，必須將輸出電流調(diào)節(jié)鈕旋至最小。（5）

45、 發(fā)電機(jī)組運(yùn)行期間，不得添加燃油。（6） 連接或斷開(kāi)供電導(dǎo)線、發(fā)射控制器電纜、發(fā)射機(jī)電源輸入電纜時(shí)，必須確認(rèn)發(fā)射機(jī)是處于停機(jī)狀態(tài)。（7） 移動(dòng)測(cè)站前或全天工作結(jié)束后，在尚未收到發(fā)射機(jī)操作員明確斷電的指令前，為確保人身安全，不允許任何人接觸供電導(dǎo)線和電極。（8） 野外作業(yè)車(chē)輛應(yīng)配備滅火器、急救箱等；野外人員應(yīng)配齊可靠的通訊工具；供電系統(tǒng)人員必須使用絕緣膠鞋、絕緣手套等防護(hù)用品。（9） 雷雨天氣，應(yīng)停止野外作業(yè)。突遇雷電，應(yīng)迅速關(guān)機(jī)、斷開(kāi)連接儀器設(shè)備的所有電纜。（10） 布線需要經(jīng)過(guò)水域時(shí)，除處理好導(dǎo)線外，應(yīng)保證過(guò)水安全、嚴(yán)禁徒手托拽導(dǎo)線涉水（或泅渡）；水上或冰上作業(yè)必須制定相應(yīng)的安全制度和應(yīng)急措

46、施。數(shù)據(jù)采集（1） 數(shù)據(jù)采集前，操作員應(yīng)確保接收機(jī)與發(fā)射機(jī)的時(shí)鐘處于同步狀態(tài)；操作員應(yīng)檢測(cè)接收電極和磁探頭接地和連通情況，確保接收電極接地良好、其間的直流電位差穩(wěn)定，磁探頭工作正常。（2） 在供電之前，應(yīng)觀測(cè)噪聲水平，根據(jù)噪聲情況，設(shè)定疊加次數(shù)（可根據(jù)2.2.2.5中偏差大小設(shè)定）和重復(fù)觀測(cè)次數(shù)。供電觀測(cè)時(shí)，應(yīng)停止無(wú)線電通信。當(dāng)工頻干擾較嚴(yán)重時(shí)，可選取陷波濾波器抑制噪聲。強(qiáng)干擾條件下應(yīng)選擇避開(kāi)干擾嚴(yán)重的時(shí)間段采集數(shù)據(jù)。當(dāng)干擾較小時(shí)，單個(gè)頻點(diǎn)一般至少取兩次讀數(shù)；在干擾較強(qiáng)時(shí)，應(yīng)增加讀數(shù)次數(shù)，直到符合（2.2.44）式要求時(shí)，方可進(jìn)行下一個(gè)頻點(diǎn)的測(cè)量。 （2.2.44）式中：某頻點(diǎn)觀測(cè)的卡尼亞電阻

47、率讀數(shù)中最大值；某頻點(diǎn)觀測(cè)的卡尼亞電阻率讀數(shù)中最小值；某頻點(diǎn)卡尼亞電阻率的讀數(shù)個(gè)數(shù)；設(shè)計(jì)的工作精度。（3） 觀測(cè)時(shí)要做野外觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工作記錄（參見(jiàn)表2.2.4），應(yīng)使用鉛筆記錄。除按規(guī)定記錄點(diǎn)、線號(hào)等信息外，還應(yīng)記錄觀測(cè)點(diǎn)附近影響觀測(cè)結(jié)果的地質(zhì)現(xiàn)象、地形地貌、可能引起噪聲的干擾源等，要求字跡清晰。 表2.2.4 CSAMT野外記錄表(參考)工區(qū)： 極坐標(biāo)： 極坐標(biāo)： . 工作裝置幾何參數(shù)： m ： m接收機(jī)型號(hào)及編號(hào)： 發(fā)射機(jī)型號(hào)及編號(hào)： 操作員： 記錄員： 日期： 天氣： .點(diǎn)號(hào)線號(hào)收發(fā)距（m）頻率范圍(Hz)數(shù)據(jù)塊標(biāo)識(shí)測(cè)點(diǎn)描述（地質(zhì)描述、地形地物、電磁干擾源等）備注（4） 同一測(cè)線需改變場(chǎng)源

48、位置時(shí)，應(yīng)至少有23個(gè)覆蓋觀測(cè)點(diǎn)，改變場(chǎng)源位置前后兩次觀測(cè)的卡尼亞電阻率和阻抗相位曲線形態(tài)應(yīng)大體一致或基本重合。當(dāng)曲線形態(tài)、數(shù)值差別較大時(shí)要調(diào)整場(chǎng)源，重新觀測(cè)。（5） 收工后應(yīng)及時(shí)將當(dāng)天采集的數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)，經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)丟失遺漏數(shù)據(jù)后，另存盤(pán)備份并設(shè)定為唯一標(biāo)識(shí)，直至確認(rèn)所有數(shù)據(jù)無(wú)遺漏并備份成功后方可清除儀器內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。質(zhì)量檢查與評(píng)價(jià)（1） 系統(tǒng)檢查觀測(cè)應(yīng)在同一場(chǎng)源、不同操作員、重布接收排列、不同時(shí)間、不同供電電流進(jìn)行，測(cè)量全部工作頻段。（2） 檢查觀測(cè)點(diǎn)數(shù)不得少于全區(qū)觀測(cè)點(diǎn)總數(shù)的3%，并在測(cè)區(qū)內(nèi)大體均勻分布，在異常區(qū)段必須有一定數(shù)量的檢查點(diǎn)。（3） 在全區(qū)檢查觀測(cè)的數(shù)據(jù)中剔除明顯畸變頻點(diǎn)后

49、，以單個(gè)物理點(diǎn)為單位，計(jì)算各個(gè)頻點(diǎn)的卡尼亞電阻率或阻抗相位相對(duì)誤差，編列統(tǒng)計(jì)表并繪制分布曲線。計(jì)算公式為：（2.2.45）式中：第頻點(diǎn)原始觀測(cè)卡尼亞電阻率或阻抗相位；第頻點(diǎn)檢查觀測(cè)卡尼亞電阻率或阻抗相位。（4） 單個(gè)物理點(diǎn)檢查觀測(cè)結(jié)果按以下各式計(jì)算誤差，并應(yīng)滿足設(shè)計(jì)工作精度要求。a. 阻抗相位大于200mrad時(shí)，卡尼亞電阻率和或阻抗相位用均方相對(duì)誤差按公式（2.2.46）計(jì)算：（2.2.46）式中：第個(gè)頻點(diǎn)的卡尼亞電阻率或阻抗相位相對(duì)誤差；檢查觀測(cè)并參與統(tǒng)計(jì)的頻點(diǎn)數(shù)。b. 阻抗相位小于等于200mrad時(shí)，卡尼亞電阻率仍用均方相對(duì)誤差按公式（7）計(jì)算，而阻抗相位使用均方誤差按公式（2.2.4

50、8）計(jì)算：（2.2.48）式中：第個(gè)頻點(diǎn)的原始觀測(cè)阻抗相位數(shù)據(jù)；第個(gè)頻點(diǎn)的檢查觀測(cè)阻抗相位數(shù)據(jù)；檢查觀測(cè)并參與統(tǒng)計(jì)的頻點(diǎn)數(shù)。當(dāng)同點(diǎn)質(zhì)量檢查結(jié)果出現(xiàn)下列情況之一者，應(yīng)確定該點(diǎn)為質(zhì)量不合格：a）誤差超過(guò)設(shè)計(jì)工作精度的頻點(diǎn)數(shù)大于該物理點(diǎn)頻點(diǎn)總數(shù)的13；b）誤差超過(guò)2倍設(shè)計(jì)工作精度的頻點(diǎn)數(shù)大于該物理點(diǎn)頻點(diǎn)總數(shù)的5%；c）誤差超過(guò)設(shè)計(jì)工作精度的觀測(cè)值在相鄰的3個(gè)頻點(diǎn)上連續(xù)出現(xiàn)；d）誤差大于設(shè)計(jì)工作精度。（5） 全區(qū)系統(tǒng)檢查觀測(cè)質(zhì)量用總均方相對(duì)誤差按公式（2.2.49）計(jì)算，應(yīng)在各個(gè)測(cè)深點(diǎn)質(zhì)量評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上由卡尼亞電阻率和阻抗相位均方相對(duì)誤差（或均方誤差）統(tǒng)計(jì)得出，統(tǒng)計(jì)時(shí)不得剔除單個(gè)物理點(diǎn)系統(tǒng)檢查確定為質(zhì)量不

51、合格的檢查點(diǎn)。全區(qū)數(shù)據(jù)質(zhì)量合格應(yīng)滿足的條件是：質(zhì)量不合格的檢查點(diǎn)數(shù)不超過(guò)被評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)檢查點(diǎn)總數(shù)的13；全區(qū)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)工作精度的規(guī)定。的計(jì)算公式為：（2.2.49）式中：第個(gè)物理點(diǎn)的均方相對(duì)誤差或均方誤差；全區(qū)系統(tǒng)檢查觀測(cè)的全部物理點(diǎn)數(shù)。（6） 當(dāng)質(zhì)量不合格的檢查點(diǎn)數(shù)超過(guò)被評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)檢查點(diǎn)總數(shù)的13時(shí)，可增加系統(tǒng)檢查工作量（可直至總工作量的20%）后進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)，但系統(tǒng)檢查觀測(cè)精度仍舊達(dá)不到合格標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不得再增加檢查工作量，確定為此測(cè)區(qū)全部觀測(cè)資料作廢。CSAMT資料處理與解釋資料處理資料處理的目的是壓制CSAMT數(shù)據(jù)中的各種噪聲的影響，如儀器噪聲、天然電磁噪聲與人文噪聲，或校正由地質(zhì)噪聲（靜態(tài)位移、地形影響）以及非平面波引起的過(guò)渡區(qū)畸變等，從各種疊加場(chǎng)中分離、突出或增強(qiáng)地質(zhì)目標(biāo)體的場(chǎng)信息或趨勢(shì)，有利于后續(xù)的解釋。一般的處理方法包括：數(shù)據(jù)編輯、靜態(tài)位移校正、地形校正及過(guò)渡區(qū)校正等。數(shù)據(jù)編輯是壓制由儀器噪聲、風(fēng)噪聲、天然電磁噪聲和人文噪聲引起的明顯畸變。應(yīng)根據(jù)野外觀測(cè)工作原始記錄的信息、原始卡尼亞電