CSAMT靜態(tài)效應(yīng)校正方法研究

劉偉

(東北煤田地質(zhì)局物探測量隊,遼寧沈陽 110101)

CSAMT靜態(tài)效應(yīng)校正方法研究

劉偉

(東北煤田地質(zhì)局物探測量隊,遼寧沈陽 110101)

可控源音頻大地電磁法(CSAMT),多用于深部隱伏金屬礦、油氣構(gòu)造勘查、地熱資源勘查等。而地表局部電性的不均勻會在大地電磁測深過程中產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)。為提高勘探數(shù)據(jù)的質(zhì)量,本文從CSAMT方法和靜態(tài)效應(yīng)原理出發(fā),建立空間濾波、中值濾波和EMAP濾波處理靜態(tài)效應(yīng)的模型,并對實際資料進行處理,結(jié)果表明合理選擇濾波方法可以消除靜態(tài)效應(yīng),提高信噪比。

CSAMT 靜態(tài)效應(yīng) 空間濾波 中值濾波 EMAP濾波

可控源音頻大地電磁法(CSAMT)在尋找深部隱伏金屬礦、油氣構(gòu)造勘查、地熱資源勘查等方面取得了良好的應(yīng)用效果。但是由于地表存在局部電性的不均勻，在勘探過程中會形成一種電荷積累的效應(yīng)，從而造成視電阻率曲線發(fā)生上下移動，也就是常說的靜態(tài)效應(yīng)。本文通過建立CSAMT靜態(tài)模型，選擇不同的靜態(tài)校正方法對數(shù)據(jù)進行靜校正，以分析靜態(tài)效應(yīng)校正方法的適用性。

1 原理

1.1 CSAMT原理

CSAMT是基于電磁法理論和麥克斯韋方程組，在音頻大地電磁法和大地電磁法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種人工源頻率域測深方法。Cagniard給出了CSAMT方法的卡尼亞視電阻率方程和趨膚深度公式：

1.2 靜態(tài)效應(yīng)原理

靜態(tài)效應(yīng)是大地電磁測深過程中，由于地表局部電性不均勻，產(chǎn)生電荷積累效應(yīng)，從而使電場畸變，突出表現(xiàn)為頻率—視電阻率曲線在雙對數(shù)坐標中發(fā)生移動。靜態(tài)效應(yīng)的主要特點包括：(1)靜態(tài)效應(yīng)只影響電場數(shù)據(jù)，不影響磁場數(shù)據(jù)；(2)靜態(tài)效應(yīng)會使視電阻率曲線發(fā)生上下偏移，但不改變形態(tài)和相位。

1.3 靜態(tài)效應(yīng)校正方法原理

1.3.1 空間濾波法

圖1 模型靜態(tài)效應(yīng)校正方法對比分析圖

圖2 東北某礦靜態(tài)效應(yīng)校正結(jié)果分析圖

利用空間濾波法作靜態(tài)效應(yīng)校正的基本思路是認為地下電性異常體和地表局部電性不均勻體引起的視電阻率沿測線變化是不同的，因此采用低通濾波器作空間濾波，可抑制高頻靜態(tài)效應(yīng)。

1.3.2 中值濾波法

中值濾波是在空間濾波法的基礎(chǔ)上，采用中位法對濾波窗口內(nèi)各測點的穩(wěn)定頻率進行排序，然后選擇中位數(shù)作為測點數(shù)據(jù)的方法。

1.3.3 EMAP濾波法

電磁陣列剖面法(EMAP)是依靠密集數(shù)據(jù)，采用低通濾波方法消除淺部電性橫向不均勻性和地形起伏造成的靜態(tài)影響的處理方法。其實質(zhì)仍然是低通濾波，但處理的數(shù)據(jù)既可以是波數(shù)域數(shù)據(jù)，也可以是空間域數(shù)據(jù)。

2 靜態(tài)模型分析

以均勻半空間中低阻靜態(tài)模型數(shù)據(jù)為例，設(shè)不均勻體寬50米，厚50米，頂部埋深分別為0米、50米、100米、150米和200米，大地電阻率為50Ω.m，靜態(tài)低電阻率為10Ω.m，測深點38個，頻率點14個。結(jié)合靜態(tài)效應(yīng)校正方法，給出靜校結(jié)果，如圖1。

比較分析空間濾波法、中值濾波法、EMAP濾波法的模型應(yīng)用效果，從圖1可知，空間濾波法能很好地抑制高頻特性的靜態(tài)效應(yīng)，適用于任意電性結(jié)構(gòu)，但參數(shù)選擇不當會造成校正過量或校正不足；中值濾波法適用于地下陡立電性分界面，且不改變階躍函數(shù)的空間位置和形態(tài)；EMAP濾波法可以自由選擇濾波窗口，簡化了數(shù)據(jù)處理方法，能有效地消除靜態(tài)效應(yīng)。

3 實際應(yīng)用效果

東北某礦區(qū)CSAMT收發(fā)距為6Km，測點距為50m，測量電極距50m，測深頻率為12～4096Hz，如圖2(a)可以看出，存在靜態(tài)效應(yīng)，造成存在陡立斷層或巖脈的假象。利用靜態(tài)校正方法對靜態(tài)效應(yīng)進行校正，校正結(jié)果如圖2(b)～2(d)。

從圖2可知，通過濾波處理后，不存在陡立面假象異常，靜態(tài)效應(yīng)得到了壓制和削弱，層狀構(gòu)造突顯出來，低阻異常也得到了明顯的突出。

4 結(jié)語

可控源音頻大地電磁法在勘探過程產(chǎn)生的靜態(tài)效應(yīng)會給后期的資料處理解釋帶來嚴重的影響，為提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，從空間濾波法、中值濾波法和EMAP濾波法的原理出發(fā)，通過模型和實際資料驗證，分析靜態(tài)效應(yīng)校正方法的適用性和有效性，結(jié)果表明通過合理選擇濾波方法可以消除靜態(tài)效應(yīng)，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

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