V8系统方法技术培训要点

在电导率1/ρ和磁导率μ0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r－4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≈(2.56tρμ0)0.5 ； 它与扩散参数τ有关系； τ＝5.55 Rmax ；
V8系统方法技术培训 要点
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。
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
七、TEM的原理与应用3
7、TEM磁偶源晚期ρτ定义式( M=L2 ×I ；sn=L2 );
Eφz＝(μ0)2.5Mr/(40π1.5ρ1.5t2.5)
εzz＝(μ0)2.5Msn/(20π1.5ρ1.5t2.5) ρ τ E晚＝μ0/(4πt)(μ0Mr/(5tEφ))2/3
ρ τ V晚＝2μ0/(4πt)(μ0Msn/(5tεz))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：
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4-4
9、粗略确定极限探测深度的表达式： H极限(εz)≈40(Mρ)0.2 H极限(Bz)≈28M1/3 M=L2×I 磁场分量Bz(t)要比感应电压εZ(t)衰减慢 中心回线：H极限=0.55(L2Iρ1/η)0.2 AB线源装置H极限≈ 0.48(AB.Irρ1/η)0.2 η=0.2~0.5 nV/m2
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：J2＝i2/(4πC2tρμ0) 它的半径为：a＝(8C2tρμ0)0.5 它所在的深度：d＝4/(tρμ0/π)0.5
• 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，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
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: • ρa (f) =0.2(Ex (f) /Hy (f) )2/f
七、TEM的原理与应用4-5
10、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=μ0S[(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hmin～hmax、探测窗口
Hmin～Hmax可算出tmin与tmax
七、TEM的原理与应用4-6
τ= (2π×ρ×t×107) 0.5米
与频率域的趋附深度δ类似： δH=503(ρ/f)0.5，δH有效=δH/(2)0.5=356 (ρ/f)0.5
同点回线的晚期:ρτ=6.32e-3L1.5(ABS(εz(t))/I)-2/3t-2.5
七、TEM的原理与应用4-1
8、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
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δH＝503，δH有效＝δH/=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AB＝1/4～1/3倍收发距长度，场强大，信号强；2～
3km，粗线2 ohm/km,AB=2000m较好。
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ρ、激发极化性IP类η、
介电常数类ε
三、V8的功能
• CSAMT
（人工源、f、ρ）
• SIP/CR/FDIP （人工源、f、 η 、ρ）
• TDEM
（人工源、t、ρ）
四、电法的应用原则3
4、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4
5、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，
5、瞬变电磁场扩散参数： τ= (2π×ρ×t×107) 0.5米
七、TEM的原理与应用1-2
七、TEM的原理与应用2-1
七、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：
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μs、ns级）、较快消失（nx10～nx100ms、n～nx10s、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
• MT/AMT （天然源、f、ρ）
• TDIP
（人工源、t、 η 、ρ）
四、电法的应用原则1
1、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2
2、目标转换： 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： η 、ρ、 η ＋ρ； 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；
• 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
•
3°收发距，指收发测线线距r
•
①尽量保证目标探测频段处在远区，r＞6～7倍最大目标探深。
•
②保证观测信号够强
•
4°工作频组f
•
①避开50Hz的倍频
七、TEM的原理与应用1-1
1、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，其结构和