電法數(shù)據(jù)處理與解釋大作業(yè)

電法數(shù)據(jù)處理與解釋大作業(yè)201226030127,張義蜜2016-1-6目錄一、闡述激發(fā)極化法中等效電阻率的基本原理，分別設(shè)計兩個二維激化體模型（低阻高極化、高阻低極化），采用等效電阻率方法計算視極化率，并繪制極化率斷面圖和視電阻率斷面圖。 3二、井中激發(fā)極化法包括哪幾種方法，其各種的特點是什么，建立一個二維盲礦體模型，分別用井-地，地-井，井-井以及地面激發(fā)極化法進行正演模擬，分別比較計算結(jié)果 5三、試述激發(fā)極化法在金屬礦勘探中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題 9四、頻域電磁法和時間域電磁法的多種特點是什么，有何異同 9五、詳述CSAMT的基本原理，分析近場效應(yīng)產(chǎn)生的原因 11六、在實際勘探中，如何確定CSAMT的最小收發(fā)距 12七、分別建立H型和K型地電模型，改變相關(guān)參數(shù)（電阻率及厚度、埋深等），繪制測深曲線，分別MT對低阻層和高阻層的分辨能力，并試著總結(jié)相關(guān)的規(guī)律 13八、頻域電磁法的靜態(tài)位移產(chǎn)生機理是什么？如何識別和校正靜態(tài)效應(yīng)？并用二維模擬軟件，分別建立高阻和低阻靜態(tài)體模型，改變模型相關(guān)參數(shù)，繪制電阻率測深曲線及繪制斷面等值線圖，分別總結(jié)靜態(tài)位移特征 15九、什么是張量阻抗？為什么要引進張量阻抗，試推導(dǎo)二維介質(zhì)任意坐標系下各張量阻抗的表達式，什么是傾區(qū)，它有何意義 20十、地表有低阻層或高阻層覆蓋，對勘探目標有何意義？分別用大地電磁一維和二維模型舉例說明（需要進行數(shù)值模擬） 23十一、談?wù)勲姶欧ǖ陌l(fā)展現(xiàn)狀，通過該課程的學(xué)習(xí)，你對電磁法的認識及對該課程的學(xué)習(xí)心得和建議 25

一、闡述激發(fā)極化法中等效電阻率的基本原理，分別設(shè)計兩個二維激化體模型（低阻高極化、高阻低極化），采用等效電阻率方法計算視極化率，并繪制極化率斷面圖和視電阻率斷面圖。激發(fā)極化法中等效電阻率的基本原理:激發(fā)極化法是利用巖石、礦石的導(dǎo)電性、激發(fā)極化特性差異，觀測研究人工形成的激發(fā)極化場的變化規(guī)律，進行找礦和解決其他地質(zhì)問題的一組人工場源形式的勘察方法。激電法可以沿用電阻率法的各種電極裝置，其中用得比較廣泛的有中間梯度(中梯)、聯(lián)合剖面(聯(lián)剖)、近場源二極(二極)、對稱四極測深(測深)和偶極—偶極(偶極)等裝置。在本次程序設(shè)計中以對稱四極測深裝置為基礎(chǔ)進行正演程序設(shè)計工作。在計算激發(fā)極化場時我們使用的是等效電阻率法。在電法勘探中，我們將發(fā)生體極化效應(yīng)時，極化體對極化總場的電阻率稱為“等效電阻率”。一般說來，等效電阻率隨頻率或充電時間而變。在T→０或ｆ→∞的極限情況下，總場電位U(T)|Ｔ→０或U(f)|ｆ→∞趨于無激電效應(yīng)的一次場電位U１，等效電阻率ρ(T)｜Ｔ→０或ρ(iw)｜ω→∞就等于介質(zhì)真電阻率。對于電阻率為ρ的均勻介質(zhì)，當不存在激電效應(yīng)時，在地面上采用任何裝置進行觀測，按照下列公式計算電阻率：ρ=K×ΔU1/I（1-1)若介質(zhì)存在激電效應(yīng)，此時按上式計算的電阻率為：ρ1=K×ΔU/I（1-2）公式中ΔU為總場電位差。由于ΔU1>ΔU，故p>p1?？梢娊橘|(zhì)的激發(fā)極化效應(yīng)等效于介質(zhì)電阻率的增大，故稱ρ1為等效電阻率。在長時間供電情況下，極化二次場達到飽和時，有：η=ΔU2/ΔU=（ΔU-ΔU1）/ΔU所以有等效電阻率和真電阻率關(guān)系：ρ1=ρ/（1-η）建立模型所得視電阻率及視極化率圖像如下：所給模型參數(shù)為;100mx100m,低阻體電阻率為10，極化率為0.5，圍巖電阻率為100，極化率為0.1，激化體大小為長4，寬1，在所建模型的中部，從50開始，深度從7m開始。低阻高極化低阻高極化模型視電阻率斷面圖低阻高極化低阻高極化模型視極化率斷面圖高阻低極化模型視電阻率斷面圖所給模型參數(shù)說明：100mx100m,高阻體電阻率為100，極化率為0.1，圍巖電阻率為10，極化率為0.高阻低極化模型視電阻率斷面圖高阻低極化高阻低極化模型視極化率斷面圖二、井中激發(fā)極化法包括哪幾種方法，其各種的特點是什么，建立一個二維盲礦體模型，分別用井-地，地-井，井-井以及地面激發(fā)極化法進行正演模擬，分別比較計算結(jié)果。井中激發(fā)極化法包括三種方法以及其特點如下：（1）地-井方式：即地-井工作方式是將供電電極A、B布置在地面，其中A極置于距井口一定距離r處或置于井口，B極則置于“無窮遠”。測量電極M、N置于井中，M在上，N在下。地-井方式的施工順序是：先進行r=0米的地-井方式測量，如發(fā)現(xiàn)有井旁盲礦異常需要進一步做工作時，再用最佳r進行地-井方式方位測量。地-井方式的基本特點在于，它利用鉆孔是測量電極MN接近礦體，因而能是觀測到的礦體激電異常大大增加。同時，它又能通過把A極布置在不同位置上而改變礦體的極化方向和強度。由于A的位置不同，井旁盲礦的極化方向和強度也就各不相同，因而各方位上測得的激電異常曲線形態(tài)和強弱也就不一樣，利用這種差異就可以推斷井旁盲礦體相對于鉆孔所在的方位。（2）井-地方式：即即把供電電極A放入鉆孔中，供電電極B仍為“無窮遠”極，測量裝置則置于地面。固定井中供電點源A的深度，在地面按一定測網(wǎng)(通常是方格網(wǎng)，也可用以井口為中心的輻射網(wǎng))沿剖面測量的排列，稱為井-地方式剖面測量，它主要用來圈定和追索礦體或礦化帶范圍。相反，若在井中改變供電點源A的深度，在地面移動測量裝置MN，或距井口某一距離固定測量裝置進行激發(fā)極化測量的排列，稱作井-地方式激電測深，它主要用來預(yù)報井底盲礦。井-地方式是將A極置于井內(nèi)某一選定的深度上，B極在地面“無窮遠”處，測量電極MN布置在地面并沿測線進行測量。在井-地方式中常用刷子電極作為A極，將它放到鉆孔的某一位置上進行充電?！盁o窮遠”B極至測區(qū)的距離必須足夠大，并使“無窮遠”極至井的連線垂直與測線。當井旁存在礦體時，“無窮遠”B極應(yīng)布置在遠離礦體的方向上，否則B極的電場將對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，從而成解釋上的誤差，并降低勘探深度和勘探范圍。（3）井-井方式：即單井井-井方式是將供電裝置和測量裝置同時放入一個鉆空中，因此它只需一個鉆孔就能進行工作。單井井-井方式包括激發(fā)極化測井、大電極距三極梯度排列、偶極體度排列、中間梯度排列等測量方法；雙井井-井方式需要同時具有兩個鉆孔才能進行工作，其排列方式較多，歸納起來大致可分為：固定單極供電移動雙極測量，固定雙極供電移動雙極測量，中間梯度排列，雙極供電和雙極測量等深同步移動四種。井-井方式的突出優(yōu)點就在于大大增加勘探深度。

井-地、地-井、井-井以及地面激發(fā)極化法進行正演模擬結(jié)果如下：地—井選一段作圖視電阻率視電阻率圖圖視極化率圖視極化率圖井—地選一段作圖視電阻率圖視電阻率圖視極化率圖視極化率圖井—井選一段作圖視電阻率圖視電阻率圖視極化率圖視極化率圖根據(jù)以上測量模型曲線圖可以看出地—井模型看上去能較好的反映地下盲礦體的位置。對于井—井模型，當激發(fā)電極在礦體的上方時，極大值為與礦體的上方；對于井—地模型，極大值始終位于礦體的左側(cè)，而在礦體上方對應(yīng)的是極小值。三、試述激發(fā)極化法在金屬礦勘探中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題應(yīng)用現(xiàn)狀：激發(fā)極化法是根據(jù)巖石、礦石的激發(fā)極化效應(yīng)來尋找金屬和解決水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等問題的一組電法勘探方法。它又分為直流激發(fā)極化法（時間域法）和交流激發(fā)極化法(頻率域法(SIP))。常用的電極排列有中間梯度排列、聯(lián)合剖面排列、固定點電源排列、對稱四極測深排列等。也可以用使礦體直接或間接允電的辦法來圈定礦體的延展范圍和增大勘探深度。激電法是勘察各類金屬礦產(chǎn)的主要方法，特別是對電阻率與圍巖相差不大的浸染型金屬礦床而言，與電阻率法和電磁法相比更為有效。激發(fā)極化法在金屬礦勘探中的應(yīng)用范圍已日益廣泛，除尋找銅礦床外，在找鐵(山西式鐵礦、沉積型錳鐵礦，鏡鐵矽)、找鉛鋅礦，在超基性巖區(qū)找鎳鉻礦和找金礦等都取得了—定的地質(zhì)效果。在國外，在五十年代初期，激發(fā)極化法在礦產(chǎn)普查勘探中發(fā)揮了重要作用，找到了一些大型低品位的硫化礦體(其他物探方法是難以奏效的)。從趨勢來看，除研制新儀器外，加大電源功率是另—個途徑。如果有足夠功率，可以探測埋深達1.6～3.2公里的大型低品位的工業(yè)礦體(只需要加大電極距和提高電源功率)。當前，已廣泛采用頻率域激發(fā)極化法(變頻法)。其優(yōu)點是輸出功率(只要幾百瓦)相對時間域激發(fā)極化法(幾千瓦)要低得多，同時操作技術(shù)亦為簡便。應(yīng)用實例有：柳建新等在甘肅南石居里銅礦區(qū)選定20km2雙頻激電示范區(qū)進行方法試驗并取得了較好的地質(zhì)效果；離家盛在緬甸金廠鉛鋅礦應(yīng)用激電法尋找隱伏礦體取得了理想的找礦效果；陳紹裘等在河北易縣孔各莊金礦應(yīng)用中間梯度激發(fā)極化法追索石英脈達到較好的找礦效果；舒明使用激發(fā)極化法中間梯度為主，結(jié)合激電測深，在云南阿空錳礦去找礦取得了較好的效果等等；存在問題：在野外勘探中仍存在許多需要特別注意的問題：供電回路和測量回路間存在電容耦合和電感耦合；充放電頻率大小的選擇；在不同地質(zhì)情況下裝置類型的選擇；供電電流的控制；觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題。儀器測量精度需要進一步提高，來提高分辨率，且電源功率需要進一步提高，以便提高勘探深度，找到更深部的礦體。四、頻域電磁法和時間域電磁法的多種特點是什么，有何異同在電法勘探野外工作中通常所能達到的電流密度條件下，上述實驗中的與成線性關(guān)系。在此情況下，可將測得的對和裝置進行歸一化，計算交流電阻率，，這里K為裝置系數(shù)。由于激發(fā)極化作用，通常為f的復(fù)變函數(shù)，即為復(fù)數(shù)，一般相對有相位移（），隨f而變，是前述交流電位差隨頻率變化的結(jié)果。這便是激電效應(yīng)的“頻率特性”。圖3.1.7示出了在一塊黃鐵礦人工標本上，實測到的激電效應(yīng)頻率特性曲線。為了對比，可回憶一下前面討論的穩(wěn)定電流場中激電效應(yīng)的時間特性：激電作用隨充電時間延長而從零逐漸增大，并當充電時間相當長時趨于飽和值。交流電阻率幅值隨頻率的變化曲線（幅頻特性）與上述時間特性有很好的對應(yīng)關(guān)系：隨著f從高降低，相應(yīng)的單向供電持續(xù)時間T（即半周期T=1／2f）從零增大，激電效應(yīng)逐漸增強，結(jié)果總場（電阻率幅值）隨之變大；而當頻率趨于零時，單向供電持續(xù)時間，激電效應(yīng)最大，因而總場趨于飽和值。由于激電效應(yīng)充、放電過程的時間常數(shù)一般在幾毫秒到幾分鐘之間，故在不太低（赫）和不太高（赫）的頻率上，激電效應(yīng)的性態(tài)已十分接近兩個極限頻率（和）的情況。在時，單向供電持續(xù)時間，故交流電位差的幅值趨于穩(wěn)定電流激發(fā)下總場的飽和值，即同理，在時，單向供電持續(xù)時間，因而有圖還給出了實測的激電效應(yīng)相頻特性（相位隨頻率的變化曲線）。其特點是在各個頻率上，相位皆為負值；當頻率很低或很高時，相位皆接近于零，而在中間某個頻率上，相位取得負極值。將相頻和幅頻特性曲線對比，可看到相位值與幅頻特性曲線的斜率約成正比：振幅值隨頻率增大而下降越快，相位負得越大；幅頻曲線的拐點約與相頻曲線的極值點對應(yīng)。相頻特性曲線的某些特點，如在頻率很高（）和很低（）時總場相位，也可用穩(wěn)定電流激發(fā)下的時間特性作解釋：在頻率很高（）時，如前所述，二次場趨于零，總場就等于一次場，故無相移；而頻率很低（）時，相當于長時間單向充電（）激發(fā)極化達飽和的情況，這時二次場雖最大，但其與電流“同步”（即二次場無相位差），故總場相位也為零。此外，不難證明，如果知道了直流激電效應(yīng)的時間特性，便可換算出交流激電效應(yīng)的頻率特性；反過來，也一樣。這說明直流激電（時間域）的觀測與交流激電（頻率域）的觀測，本質(zhì)上是一致的，在數(shù)學(xué)意義上是等效的；差別主要在于觀測技術(shù)。從圖可看出，雖然各種巖、礦石的幅頻和相頻曲線的基本形態(tài)都是一樣的，但不同的巖、礦石具有不同的頻率特征。在時間域中充、放電較快的巖、礦石，在頻率域中便具有高頻特征，即在比較高的頻率上總場幅值才快速衰減，并取得相位極值；反之，在時間域中充、放電較慢的巖、礦石，在頻率域中具有低頻特征，即總場幅值的迅速衰減和相位極值出現(xiàn)在較低的頻率上。

頻率域的實驗觀測同樣說明，在電法勘探通常所能達到的電流密度條件下，與成線性關(guān)系。因此，將總場電位差對電流和裝置作歸一化，可計算出與電流大小無關(guān)的交流電阻率式中的K為裝置系數(shù)。由于隨頻率而變化，且與之間一般有相位移，所以是頻率f（或角頻率=2f）的復(fù)變函數(shù)。常稱交流電阻率為復(fù)電阻率，記為，即 顯然，復(fù)電阻率的頻譜與（電流幅值保持不變情況下）的頻譜具有相同的特征。相同點：都是感應(yīng)方法類，是利用介質(zhì)與電磁波相互作用來進行的勘探方法。不同點：時間域電磁法通過改變觀測時間來達到測深的目的，觀測的是各種頻率的電磁波與介質(zhì)相互作用來進行的勘探方法。頻率域電磁法：根據(jù)不同頻率的電磁波有不同的趨膚深度的目的，通過改變頻率來達到測深的目的，觀測到的是介質(zhì)與某個特定頻率的電磁波相互作用的結(jié)果。五、詳述CSAMT的基本原理，分析近場效應(yīng)產(chǎn)生的原因CSAMT的基本原理：CSAMT法是通過沿一定方向（設(shè)為X方向）布置的接地導(dǎo)線AB向地下供入某一音頻f的諧變電流I＝I0e-iωt(角頻率ω＝2πf)；在其一側(cè)或兩側(cè)60o張角的扇形區(qū)域內(nèi)，沿X方向布置測線，逐個測點觀測沿測線（X）方向相應(yīng)頻率的電場分量Ex和與之正交的磁場分量Hy，進而計算卡尼亞視電阻率：

和阻抗相位在音頻段內(nèi)（n×10-1~n×103Hz)逐次改變供電和測量頻率便可測出ρs和φz隨頻率的變化，完成頻率測深觀測。工作中通過調(diào)整二次場觀測頻率進而采集各觀測頻率進而采集各觀測點不同頻率下不同方位的電、磁場振幅及相位數(shù)據(jù)，通過各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理、反演手段，最終反映出地下電阻率三維分別特征，從而達到測深的目的。在CSAMT法中，增大供電電極距AB和電流I，可使待測電磁場信號足夠強，達到必須的信噪比。所以野外觀測較易進行，一般完成一整套頻率的測量只需一個小時左右。加之，敷設(shè)一次供電線路，能觀測一塊相當大的測區(qū)，更有利于提高生產(chǎn)效率。一般該方法的測點距取得較小，所以它兼有測深和剖面測量的雙重性質(zhì)，即垂向和橫向的分辨率都很高，適用于地電構(gòu)造立體填圖，研究地下電性的三維空間分布。CSAMT法的激勵場源為可以人工控制發(fā)射電流計其頻率的點偶極子或磁偶極子，觀測端（測深點）位于距場源較遠地段（依觀測裝置、目標勘查深度而定），通過觀測不同發(fā)射頻率下電磁場的正交電磁分量及其相位差，計算出不同頻率下的視電阻率；由于不同頻率的激勵場具有不同的趨膚深度，因而觀測結(jié)果可以反映測點下電阻率隨深度的變化特征；通過對各測深點數(shù)據(jù)進行匯總、處理及反演計算，則可得到整個測區(qū)內(nèi)電阻率的空間分布狀態(tài)，為進一步的地質(zhì)解釋提供詳實可靠地深部資料。

近場效應(yīng)產(chǎn)生的原因：近場效應(yīng)：采用人工源做AMT測量，雖有信號較強，易于觀測和生產(chǎn)效率較高等優(yōu)點，但同時也引入了一系列與人工源有關(guān)的的問題，由于發(fā)送功率有限，為保持足夠強的觀測信號，收發(fā)距r總是有限的。這樣在中。低頻率上，r相對趨膚深度不是很大時，電磁場進入“近區(qū)”（r/《1）或“過渡區(qū)”（r/接近于1）。然而，卡尼亞電阻率計算公式是對遠區(qū)（或稱波區(qū)，r/》1）導(dǎo)出的，在過渡區(qū)或近區(qū)，卡尼電阻率發(fā)生了畸變，即使再均勻大地條件下，算出的也明顯的偏離了大地的真電阻率，這稱為非波區(qū)場效應(yīng)或近場效應(yīng)。其實質(zhì)是為了從復(fù)雜的電磁場中提取出電阻率的參數(shù)而引入的必要條件。六、在實際勘探中，如何確定CSAMT的最小收發(fā)距通常，根據(jù)所需要的勘探深度以及測量區(qū)域的大地電阻率（可據(jù)標本、露頭、測井等估計）可確定最低的探測頻率以及合適的頻率范圍。有可得對應(yīng)的趨膚深度及所需要的最小收發(fā)距。理想的情況是盡可能的小，同時對使用的所有頻率而言仍保持在遠區(qū)。而根據(jù)所給定噪聲條件下可探測的最小電場及磁場強度，由電磁場值（E,H）與收發(fā)距r的關(guān)系可以得到最大的收發(fā)距.另外，通過通過研究電偶極源的電磁場分布特征，以避開場值微弱的區(qū)域為原則可確定適合進行觀測的方位角。七、分別建立H型和K型地電模型，改變相關(guān)參數(shù)（電阻率及厚度、埋深等），繪制測深曲線，分別MT對低阻層和高阻層的分辨能力，并試著總結(jié)相關(guān)的規(guī)律。H型：K型：比較H型與K型結(jié)果曲線圖可知，MT方法對低阻層的分辨能力比對高阻層的分辨能力強。由圖所給曲線可知，對于H型曲線，曲線先出現(xiàn)極大值，而后出現(xiàn)極小值，最后又上升最后穩(wěn)定，而K型曲線則是，曲線先出現(xiàn)一個幅度很小的極小值，再出現(xiàn)一個幅度比較大的極大值，最后趨于穩(wěn)定。八、頻域電磁法的靜態(tài)位移產(chǎn)生機理是什么？如何識別和校正靜態(tài)效應(yīng)？并用二維模擬軟件，分別建立高阻和低阻靜態(tài)體模型，改變模型相關(guān)參數(shù)，繪制電阻率測深曲線及繪制斷面等值線圖，分別總結(jié)靜態(tài)位移特征頻域電磁法的靜態(tài)位移產(chǎn)生機理：在頻率域電磁測深中，靜態(tài)效應(yīng)是較為麻煩的問題。這種效應(yīng)總是與二維或三維構(gòu)造相關(guān)的。一般，它主要是由于近地表的電性橫向不均勻性或地形起伏引起的，并且可能在某種程度上影響所有的電場測量。這些非均勻體表面上的電荷分布可能使電場數(shù)據(jù)向上或向下移動一個數(shù)值，這個數(shù)值與頻率無關(guān)。因此視電阻率曲線也發(fā)生移動，但相位曲線不受影響。如果視電阻率曲線向上或向下移動一個數(shù)值，并仍保持平行，但相位曲線仍保持重合，則定義為靜態(tài)位移。靜態(tài)效應(yīng)的強度可達兩個數(shù)量級，在推斷深度時會引起大的誤差，并使構(gòu)造的解釋復(fù)雜化。

在不均勻體的界面上，所有穿過邊界的場和位都是連續(xù)的，只有電感應(yīng)強度的法向分量不連續(xù)：此處qs為物體表面的面電荷密度,利用D=εE根據(jù)，并假定頻率依從關(guān)系為e-iwt，得到：在準靜態(tài)情況下，，這個表面電荷密度是很小的，然而它對電場的作用卻不可忽略，它是所謂靜態(tài)位移的物理原因。當趨膚深度比不均勻體的尺寸大許多時，便可察覺到這種表面電荷的影響。這表明，在地表或地表附近小的二維或三維不均勻體可能對整個電場測量都有影響。當然，較深的物體也能引起靜態(tài)位移，但地表附近的不均勻性是最麻煩的。靜態(tài)偏移可以部分地看作一個分辨率問題。當電磁波波長與物體尺寸之比為中等并且直接在物體上作測深時，是可以直接分辨物體的，但是低頻段視電阻率曲線存在偏移。當波長與物體尺寸之比很大時，并且測深點在物體上或以外，物體是不可分辨的，但是它引導(dǎo)起測量結(jié)果的偏移。

靜態(tài)位移還取決于傳播的方式。在嚴格的二維地質(zhì)條件下，只有TM方式受影響。在三維條件下，TE和TM方式都受到影響，依物體的幾何尺寸和進行測量的地點而異。在間接的意義上，靜態(tài)位移也與地下電阻率有關(guān)。因為電阻率影響波長。電阻率高意味著波長大，甚至在較高的測量頻率時靜態(tài)效應(yīng)也趨于明顯。綜上所述，地表局部不均勻體的存在可導(dǎo)致靜態(tài)偏移。識別靜態(tài)效應(yīng)的方法：根據(jù)靜態(tài)效應(yīng)的特點，在雙對數(shù)坐標系中，受靜態(tài)影響的測點曲線與不受靜態(tài)影響的曲線形態(tài)不變，結(jié)合地下電性連續(xù)變化的特點，將觀測點的全部頻點的視電阻率值看成是一組數(shù)據(jù)系列Xi，同樣參考點的全部頻點所對應(yīng)的視電阻率值也是一組數(shù)據(jù)系列Yi，將這兩組數(shù)據(jù)進行相關(guān)匹配，求取兩者之間的互相關(guān)系數(shù)Rxy,認為如果曲線形態(tài)相同或者相近，則它們的互相關(guān)系數(shù)大，說明這是由靜態(tài)效應(yīng)引起的數(shù)據(jù)偏移，予以校正；反之，相關(guān)系數(shù)小，則判定是由異常引起的反映地下電性的真實數(shù)據(jù)。一般選取臨近測點且有明顯數(shù)值差異的視電阻率數(shù)據(jù)，或者是通過其他手段獲得的區(qū)域背景視電阻率值數(shù)據(jù)作為參考數(shù)據(jù)。用相同的方法，還可以求出相位曲線之間的相關(guān)系數(shù)由靜態(tài)效應(yīng)的特征，相位曲線形態(tài)不同，電阻率曲線形態(tài)不同，必是異常；相位曲線形態(tài)相似，電阻率曲線形態(tài)不同是異常體，電阻率曲線形態(tài)相似則是靜態(tài)體。校正靜態(tài)效應(yīng)的方法：（1）空間濾波方法做靜校正利用空間濾波法作靜態(tài)校正的基本出發(fā)點，是認為地下電性異常體或地質(zhì)構(gòu)造引起的式電阻率沿著測線的變化時平緩漸變的，而地表局部電性不均勻體或局部地形不平則會引起視電阻率沿著測線急劇變化。這樣，若設(shè)計某種低通濾波器沿著測線作空間濾波，則可壓制“高頻”的靜態(tài)效應(yīng)。（2）中值濾波方法做靜校正中值濾波是在空間濾波的基礎(chǔ)上，保持其余處理步驟不變，羅延鐘等提出的一種非線性濾波——“中位數(shù)”法，其做法是首先對濾波窗口內(nèi)各測點的穩(wěn)定頻率段內(nèi)的平均視電阻率p進行排序，然后選取其“中位數(shù)”（排序處于中間的p）作為p的值，即若pa（i+k）按大小排序后，新排序為pa1,pa2,……,則取：pLi=pa(D+1/2),中值濾波具有以下特點：它絕對阻止高頻噪聲，只取中位數(shù)而不會取異常數(shù)，因而對于具有高頻特性的靜態(tài)位移有很好的壓制作用，它不改變階躍函數(shù)的空間形態(tài)和位置，因而特別適用于地下存在陡立電性分界面的情況，不致因采用空間濾波而使地電構(gòu)造變平緩和移位。（3）EMAP濾波法做靜校正電磁排列剖面法是美國著名地球物理學(xué)家勃士蒂克提出的，它實質(zhì)上市大地電磁法的一種改進方法，其改進目的是為了避免大地電磁法工作時因?qū)M向（沿著測線方向）電場變化采樣不足而對地下電性造成的錯誤解釋。這種錯誤主要是由于常規(guī)的大地電磁測深點過稀而不能容易的識別普遍存在的“靜態(tài)效應(yīng)”對測深曲線產(chǎn)生的畸變而造成的，該方法在野外工作時沿著測線連續(xù)地布設(shè)點偶極，這種排列裝置除了可減小空間假效應(yīng)外，還有助于資料解釋時對橫向電場進行空間低通濾波以最大限度地減小靜態(tài)效應(yīng)的影響。（4）相位換算資料做靜校正阻抗相位只與視電阻率在雙對數(shù)坐標系中頻率測深曲線的斜率成正比，靜態(tài)效應(yīng)只是雙對數(shù)坐標系中的p頻測曲線上下平移，而不改變其對斜率和沿頻率軸的位置。所以，靜態(tài)效應(yīng)對阻抗相位的頻測結(jié)果無影響。故而可通過積分相位數(shù)據(jù)，計算由相位導(dǎo)出的視電阻率,以獲得無靜態(tài)位移的視電阻率資料。（5）磁場實測數(shù)據(jù)做靜校正靜態(tài)效應(yīng)是局部不均勻體表面積累電荷形成的附加電場，使實測電場產(chǎn)生畸變，但附加電場對磁場分量幾乎無影響。因此，如果利用實測磁場分量計算視電阻率，便可避免靜態(tài)效應(yīng)。（6）曲線平移法做靜校正在野外工作區(qū)域的局部范圍內(nèi)，對于其深部地質(zhì)情況可以看成是地層連續(xù)性較好，這樣就可以考慮相鄰測點的低頻數(shù)據(jù)在沒有地質(zhì)異常的情況下是有一定的連續(xù)性的，由此，可以先通過某種辦法給出背景頻率-視電阻率數(shù)據(jù)，然后用在這個測區(qū)的每個測點數(shù)據(jù)與之相比較，判別各條曲線不連續(xù)是受靜態(tài)效應(yīng)影響還是地下確有異常體所致，分析所受靜態(tài)位移影響的原因和受影響的程度，通過對受靜態(tài)效應(yīng)影響的整條曲線進行平移歸位的方法來進行校正。（7）聯(lián)合反演方法做靜校正瞬變電測測深法是一種時間域電磁法，它觀測的是建立在大地中場源在消失時產(chǎn)生的瞬變磁場響應(yīng)信號，局部3-D不均勻體在一次場存在時，生成的界面積累電荷在斷電一定時間后消失，因此在觀測結(jié)果中不會有靜態(tài)效應(yīng)，所以可在CSAMT同點進行TEM法測量，利用TEM成果進行CSAMT的靜態(tài)效應(yīng)，校正的方法有兩種：一種是采用時-頻對應(yīng)關(guān)系，將TEM時域視電阻率直接轉(zhuǎn)換到頻率域中，爾后與CSAMT實測視電阻率曲線進行對比，結(jié)合曲線平移達到消除靜態(tài)效應(yīng)的目的；另一種方法是對TEM成果進行反演，獲得測點處的地電模型，然后正演計算該模型的CSAMT高頻響應(yīng)，以此對CSAMT實測曲線進行平移校正。均勻介質(zhì)（地表有不均勻體）：圖1圖1圖2圖2三層介質(zhì)H型（地表有低阻體）靜態(tài)效應(yīng)的特征：（1）淺部的小規(guī)模的電性不均勻體在大地電磁測深過程中會產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)（2）靜態(tài)效應(yīng)只影響電場數(shù)據(jù)的觀測，而不影響磁場數(shù)據(jù)的觀測；（3）在雙對數(shù)坐標系中，視電阻率曲線會沿視電阻率軸上下整體偏移，不改變曲線形態(tài)，而相位曲線不受影響；（4）在視電阻率擬斷面圖上，靜態(tài)效應(yīng)表現(xiàn)為直立的密集的等值線圖，或垂直的紡錘形局部封閉等值線，或更為復(fù)雜的形態(tài)?？傮w圖像特征是橫向范圍不大的陡立密集等值線。九、什么是張量阻抗？為什么要引進張量阻抗，試推導(dǎo)二維介質(zhì)任意坐標系下各張量阻抗的表達式，什么是傾區(qū)，它有何意義在水平各向異性介質(zhì)中阻抗與測量軸的取向有關(guān)，阻抗不再是標量，而是張量。因此，稱之為張量大地電磁阻抗。張量阻抗：在各向異性或二維、三維介質(zhì)中，導(dǎo)電率是一張量。這時電場強度E與電流密度j之間的關(guān)系由下式給出：其中等為張量導(dǎo)電率的元素。由上式可見，j與E的方向不在相同，但磁場強度的方向總與J的方向垂直，由此導(dǎo)致電場強度的方向不在與磁場方向垂直。這時，水平電磁場分量之間關(guān)系變?yōu)橛上率矫枋鰧懗删仃囆问綖椋浩渲小綵】稱為張量阻抗。引入張量阻抗的原因：迄今為止，討論過的介質(zhì)都是一維的，即介質(zhì)的電性只在一個方向有變化，具體地說只沿垂向方向有變化，而沿水平方向是均勻的。但實際的地質(zhì)體，一般來說，電性可能沿兩個方向或三個方向都有變化。我們把電性在兩個方向都變化的地質(zhì)體稱為二維介質(zhì)。把電性在三個方向都變化的地質(zhì)體稱為三維介質(zhì)。對二維介質(zhì)，通常認為在垂向和一個水平方向電性發(fā)生變化，而另一個水平方向電性不變化。把這個電性不變化的方向稱為二維介質(zhì)的走向方向。在直角坐標中，一般z表示垂向方向，x表示走向方向（對二維介質(zhì)）。這就是說，對二維介質(zhì)，在z和y方向電性發(fā)生變化。對三維介質(zhì)，在z、x和y三個方向電性都發(fā)生變化。在非一維情況下，標量阻抗已不再適用，將要引入張量阻抗的概念。推導(dǎo)二維介質(zhì)任意坐標系下各張量阻抗的表達式設(shè)以x,y,z表示任意方位直角坐標系中三個坐標軸的方向，它與地質(zhì)體走向x1,y1,z1之間的對應(yīng)關(guān)系為：z和z1重合都鉛垂向下，水平坐標軸x,y相對x1,y1順時針旋轉(zhuǎn)了θ角，則旋轉(zhuǎn)后坐標系中的電磁場分量可用原電磁場分量表示成：（1）上式可以寫成矩陣形式為：（2）當然對于磁場強度也有：其中【v】稱旋轉(zhuǎn)矩陣，由上兩式可得到：(4)由于【v】是正交矩陣，故有：因此可有：（3）把帶入（2）式中得：在把（4）的下半式帶入上式得：將的值帶入上式得到：其中：注意：上式中的為坐標系與走向一致時的阻抗，為任意方向時的阻抗，上式給出了兩種坐標系中阻抗的轉(zhuǎn)換關(guān)系。4）傾子：在三維模型大地電磁場場分量有這樣一個關(guān)系5）傾子的意義：聯(lián)系垂直磁場與水平磁場之間的復(fù)系數(shù)線性關(guān)系。十、地表有低阻層或高阻層覆蓋，對勘探目標有何意義？分別用大地電磁一維和二維模型舉例說明（需要進行數(shù)值模擬）一維模擬結(jié)果（以兩層介質(zhì)為例說明）：圖1不同電阻率圖1不同電阻率圖2不同厚度圖2不同厚度（圖1.）實驗?zāi)Ｐ头治觯翰煌蠈与娮杪蕦σ曤娮杪是€影響的對比。高頻情況視電阻率值趨于第一層電阻率值，具有和好的對應(yīng)關(guān)系。低頻情況，視電阻率值漸近于第二層電阻率值，在達到穩(wěn)定之前都會表現(xiàn)出一個反向的次級極小，有假極值現(xiàn)象。當為（D型）時，假極值現(xiàn)象不再明顯。（圖2）實驗?zāi)Ｐ头治觯焊哳l段：視電阻率曲線趨于第一層的電阻率，中頻段：視電阻率出現(xiàn)增大過程中先有一個次小極值出現(xiàn)，即假極值現(xiàn)象。低頻段：視電阻率曲線持續(xù)增大，接近第二層電阻率，但沒有出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。MT一維高阻或低阻層對勘探目標影響分析：高阻層的電阻率對電磁勘探影響很小，因為在低頻段電阻率是以第二層電阻率（100）漸進線。而低阻層對電磁勘探影響較大，低頻段也以第二層電阻率（100）為漸進線，但收斂較慢，有屏蔽作用。二維模擬結(jié)果：11低阻巖層22高阻層二維MT模擬分析低阻層和高阻層對勘探的影響(假定目標層為第二層)：低阻層的情況下，對于視電阻率曲線很難分辨出勘探層（第二層）的具體位置，故低阻層在電磁測深中對電阻率有較大的影響。十一、談?wù)勲姶欧ǖ陌l(fā)展現(xiàn)狀，通過該課程的學(xué)習(xí)，你對電磁法的認識及對該課程的學(xué)習(xí)心得和建議眾所周知，電法是應(yīng)用地球物理學(xué)中方法種類最多，用面最廣、應(yīng)性最強的一門分支應(yīng)適學(xué)科。實踐證明，它在深部構(gòu)造、固體礦產(chǎn)、源和水文、程、境等各地質(zhì)領(lǐng)域的勘測調(diào)查能工環(huán)中，已經(jīng)和正在發(fā)揮著重要作用。８０年代以來，著經(jīng)濟建設(shè)的迅猛發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷隨進步，其它地球物理方法一樣，和電法在方法理論和方法技術(shù)等方面都得到了很大提高，得取了許多理論和應(yīng)用重要成果。由于電法勘探方法的種類很多，展也是多方面的，于篇幅，發(fā)限這里僅對其中常用的和發(fā)展較快的幾種主要方法，激發(fā)極化法、譜激電法、變電磁法、如頻瞬可控源音頻大地電磁法和探地雷達等作扼要介紹。電磁法可分為地面電磁法、航空電磁法和井中電磁法等。電磁法的基本原理是：當?shù)叵麓嬖陔姷刭|(zhì)體時，在交變電磁場的（一次場）的作用下，導(dǎo)體中將產(chǎn)生渦流（感應(yīng)電流），渦流又在其周圍產(chǎn)生二次磁場（二次場）。二次場的出現(xiàn)使一次場發(fā)生畸變。一般說，一次場和二次場疊加后的總場