EH4双源大地电磁测深系统培训讲义(2012)资料
江西余江马荃地区EH4大地电磁测深资料解释
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｗｏ ｒ ｋ ａ ｒ ｅ ａ ｉ ｎ Ｍａ ｑ ｕ ａ ｎ Ｙｕ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｎ ｄ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０３ ９ ６ ９ ／ ｊ 。 ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ —７ ９ ４ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ 。 ０ ０ ９
江西余江马荃地区 Ｅ Ｈ４大 地 电磁 测 深 资 料 解 释
邱 松 ，龚育 龄 ，王
—
孽
（ 东华理工大学 勘察设计院 ， 江 西 抚州 ３ ４ ４８ ００）
ｉ ｎ Ｍａ ｑ ｕ ａ ｎ Ｙｕ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ
Ｙ ｕｅ Ｑｉ ｕ Ｓ ｏ ｎ ｇ，Ｇｏ ｎ ｇ Ｙｕ ｌ ｉ ｎ ｇ ，Ｗ ａ ｎ ｇ
Ｆｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘｉ ３ ４ ４ ８ ０ ０，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ） （ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ，Ｅａ ｓ ｔ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，
ａ ｒｅ ａ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｏｔ ｅ ｌ ｌ ｕｒ ｉ ｃ ｍｅ ｔ ｈ ｏｄ；ＥＨ ４；ａ ｐ ｐａ ｒ ｅ ｎｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖｉ ｔ ｙ
EH-4使用说明书范文-中文版-图文
EH-4使用说明书范文-中文版-图文简介0.0简介Stratagem这套仪器是一种用来测量地下几米到一公里多深的地球电阻率的特殊大地电磁测深（MT）仪器。
这套仪器既可以使用天然场源的大地电磁信号，又可以使用人工场源的电磁信号，以此来获得测量点下的电性结构。
大地电磁测深（MT）仪器是通过同时对一系列当地电场和磁场波动的测量来获得地表的电阻抗。
这些野外测量要经过几分钟；傅立叶变换以后以能谱存储起来。
这些通过能谱值计算出来的表面阻抗是一个复杂的频率函数，在这个频率函数中，高频数据受到浅部或附近的地质体的影响，而低频数据受到深部或远处地质体的影响。
一个大地电磁（MT）测量给出了测量点以下垂直电阻率的估计值，同时也表明了在测量点的地电复杂性。
在那些点到点电阻率分布变化不快的地方，电阻率的探测是一个对测量点下地电分层的一个合理估计。
Stratagem这套系统是由两个基本组件构成：一个接受机，一个发射机。
在高频段，天然信号通常比较微弱，使用发射机能够提高数据的质量；对于某些应用或某些情况下，由发射机提供的额外的高频信号我们可以不必使用。
Stratagem这套仪器可以有效的用于地下水调查、环境的地下特征调查、矿产与地热勘探及工程研究。
因为该仪器的供电电池既灵巧致密又便携，所以即使在崎岖的山区和恶劣的地区也能顺利的操作和工作，Stratagem系统的快速采集速度和便携性为我们的勘察设计提供了灵活性。
表面阻抗可以很快的以电阻率的形式显示出来，也可以一组组处理，并实时在剖面中呈现出来，这种实时显现的灵活多样性能够让调查者根据对初步处理和测量结果的分析而改变测量设计。
EH-4操作说明书系统配件1．0系统配件以下说明的是Stratagem的各个组件。
该系统配置的标准接收机设计的采集频宽为100KHz到11.7Hz。
可选的接收机组件和标准的接收机一块使用它的采集频率可以从1000Hz扩展到0.1Hz。
标准配件及它们的连接见图一和图二。
第3节-大地电磁测深法PPT课件
• 但它具有探测深度大、不受高阻层屏蔽的影响、对 低阻层反应灵敏等吸引人的优点，因而对该方法的 研究始终为人们所关注。
.
3
• 70年代以来，由于张量阻抗分析方法的提出，方法 理论研究出现突破性进展，并随着电子、计算机、 信号处理技术突飞猛进的发展,大地电磁测深无论在 仪器研制，或是数据采集、处理技术与反演、解释 方法等方面的研究，都融合了当代先进的科学理论 和高新技术，这使大地电磁测深有了长足的进步。
物要理解释：由于良导薄层对地面电磁场的影响取决于其中的电
流密度，而薄层中电磁场近似均匀，根据直流电路的概念，其
中电流密度只与岩层的纵向电导有关，只要保持良导薄层的纵
向电导不变，厚度和电阻率的变化并不影响其中的电流密度分
布，相应的视电阻率曲线也无多大变化。但是，如果是良导厚
层，由于趋肤效应使厚层中电磁场分布不均匀，厚度或电阻率
ZmZomk Zm om hm Zkom mh mZ Zm m 1 1i1h hm m Zm Zm 11 m
hm m
S
m
为薄层的纵向电导。Zm
ihmZm1
1SmZm1
.
34
(1)S等值性
当薄岩层厚度趋近于零，但纵向电导不等于零，则
上式变为
Zm
Zm1 1 SmZm1
只 Smhm/m常 量 ， Z m 就不变。
Dmekmz )
Zxy
Ex Hy
i
km
Cmekmz C e.kmz
m
Dmekmz Dmekmz
19
i
记
km
Z om
为第m层的特征阻抗。
Z(z)ZomC Cm mee kkm mzz
EH4双源大地电磁测深系统及应用资料
波
2E 2E E
t 2
t
动 方
2H 2H H
程
t 2
t
亥 2E k2E 0 母 霍 2H k2H 0 兹 k 2 2 i 方 程
因为大地电磁的频谱 成份属于低频的范畴， 通常可以忽略位移电 流，这时K进一步简化
为 K i
如何达到测深的目的？
电磁波在大地介质中的穿透深度（或趋肤深度） 与频率有关。穿透深度可由下式表示：
EH4双源大地电磁测深系 统及应用
张西君 2013年8月15日
一、 EH4测深系统简介 二、EH4的基本理论 三、EH4野外工作 四、EH4数据处理 五、EH4的应用实例
1、 EH4测深系统简述
EH-4测量系统是一种用来测量地下电阻率 的一种电法仪器。这套仪器是一种特殊的 大地电磁测深（MT）仪器。它既可以接收 天然场源的大地电磁信号，又可以接收人 工场源的电磁信号，并且它所接收的频率 高于MT仪器所采集的频率。
大地电磁测深法资料处理的一般步骤是对 获得的时间记录作付里叶变换后进行标定、 校正,求得电磁场频谱,采用有效的数值方法 获取张量阻抗,进行有意义的分解之后计算 各种描述参数
一、方法简介 二、EH4的基本原理 三、EH4野外工作 四、EH4数据处理 五、EH4的应用实例
秋木沟铁稀矿勘查
勘查区北西向短轴向斜发育，出露二叠系中统峨 眉山玄武岩组、二叠系上统龙潭组地层。 根据项目初期地质考察成果以及工作目的任务要 求，拟在玄武岩区域寻找铁质、铝质矿体。依据 以往工作经验，矿体上覆的煤系地层为低视电阻 率，矿体下伏的玄武岩为较高视电阻率，铁矿层 为中低电阻率，可以根据视电阻率的差异用音频 大地电磁法来分辨出铁矿体沉积的有利位置，为 地质工程提供物探依据
EH4大地电磁测深法在隧道勘察中应用及所受干扰的分析
EH4大地电磁测深法在隧道勘察中应用及所受干扰的分析摘要：将EH4高频大地电磁测深法应用于长大深埋隧道------洞湾隧道岩溶、构造、岩性的勘察，通过与钻探及地质调绘的资料对比，EH4音频大地电磁法可以在宏观上查明深埋隧道岩溶发育状况、地质构造及地层岩性分界，为钻孔布置及隧道设计、施工提供地球物理依据，在长大深埋隧道勘察中能达到较为理想的效果。
但影响勘察结果的外部因素很多，深埋中的钢筋支护对勘察效果影响十分明显。
关键词：EH4高频大地电磁测深；深埋隧道；洞湾隧道；干扰影响近年来，公路建设中面对越来越多的深长大深埋隧道，长大深埋隧道有平面里程长、深埋大、地质构造复杂等特点，而且地形深切陡峭，钻探工作难以充分展开，一直是公路工程地质勘察与设计中的难点。
就地球物理勘探方法而言，重磁法在研究岩溶发育状况、基底的起伏和埋深、划分构造单元、确定深大断裂方面具备明显的优势[1][2]，大地电磁法是近十几年来迅速发展起来的一种电磁法勘探技术，具有工作效率高、探测深度大、分辨率高、受地形影响相对较小、抗干扰性能强、成本较低廉等特点，在100—1 500 m深度范围内，能查明电阻率差异较大的高、低阻不均匀体[3][4]。
洞湾隧道是赤水至望谟（仁怀至赤水段）高速公路中的一座长隧道，隧道正在开挖施工，在施工过程中发现在右洞（里程YK66+488左右）的右侧壁出现大溶洞，宽约10～20m，高约30～40m，往小里程顷斜，与右洞轴线小角度相交，本次勘查的重点在于探明洞湾隧道未开挖段的岩溶发育状况，通过采用EH4高频大地电磁测深法，取得了较为显著的效果，对后期的隧道开挖工作有较大的指导意义。
1、EH-4工作方法及原理本次勘测是采用上世纪九十年代由美国EMI公司和Geometrics公司联合推出的新一代电磁仪EH－4型StrataGem电磁系统，能观测到离地表几m至1000m 内的地质断面的电性变化信息，基于对断面电性信息的分析研究，可以应用于地下水研究、环境监测、矿产与地热勘察，以及工程地质调查等。
EH4电磁测深
EH-4电磁测深法
研究专家
技术原理
EH-4电磁测深系统属于部分可控源与天然源相结合的-种大地电磁测深系统，该系统同时使用天然场源和人工场源进行频域电磁观测，主要通过电阻率的变化来分辨地下构造情况。
对于深部构造通过天然背景场源成像(MT)，其信息源为10-100kHz，浅部构造则通过-个新型的便携式低功率发射器发射1-100kHz人工电磁讯号，补偿天然信号的不足，从而获得高分辨率的成像。
EH-4电磁测深系统既具有有源电探法的稳定性，又具有无源电磁法的节能和轻便的特点，测量速度快，观测时间短，可轻易实现密点连续测量，进行EMAP连续观察，效率高于直流电法;能同时接收和分析X,Y 2个方向的电场和磁场，反演X-Y电导率张量剖面，对判断构造产状特别有利;具有较高的分辨率，使探测某些小的地质构造和区分电阻率差异不大的地层成为可能。
图1 EH-4电磁测深法工
作流程图
野外布置
实际野外测量中需要采取必要的技术措施来保证数据质量，这些技术措施包括以下几项。
1)开展工作前进行平行试验，确认仪器工作正常。
2)前置放大器(AFE)放在测量点上，与磁棒距离大于5m，与主机距离大于10m。
电极、磁
棒、前置放大器(AFE)和主机尽可能远离人工设施(如围墙)和噪声源(如电力线)，减少人文因素等的干扰。
3)使用罗盘仪定向，保证Y-Dipole电偶极子的方向与X-Dipole电偶极子的方向、2个磁棒
的方向相互垂直。
x和y方向的电极和磁棒应始终保持一致，不能随意调换方向，以减少系统误差。
4)数据质量较差时，应增加叠加次数，必要时择时重测。
EH4说明书
一、EH4是全新概念的电导率张量测量仪通常意义下的电探仪，指的是交、直流电阻率剖面仪。
这两种方法都是有源测量方法，需要向地下直接供电，并且随着测量深度加大，电极布线和供电量都不断增加，野外劳动强度大，效率低。
另一方面，尽管这两种方法都属于有源电探，但采集到的视电阻率值都属于标量范畴，对辨别地下二度体异常的走向无能为力。
大地电磁同属于电探，但它是无源测量。
利用天然电磁场，虽然避免了大电流供电，但天然电磁场不稳定，而且某些频段先天不足，干扰强，讯号弱。
参看（图1）大地电磁场水平分量频谱展示图。
它反映了天然电磁场与人文电磁场的分布情况。
在1Hz左右，无论电场和磁场都是低谷；在1000Hz处磁场几近寂静，电场有一低谷。
在几十赫兹到104Hz范围内，人文活动的电磁场干扰特别严重。
这些特点决定了大地电磁法只适合于采集较低频率。
通常观测时间长，分辨率较低，适合解决深层宏观问题。
所以尽管电探方法起源最早，几十年来，由于以上的局限性，一直阻碍它的发展。
几十年来，1000米以内，几百米上下，正是人类经济、文明活动在地壳上层最活跃的深度。
其它物探方法，如地震勘探法，自40~50年代之后都开始大展身手，而浅、中深度范围的电探则相对寂寞冷落，处于陪衬地位。
也正是这种现状激发了国内外众多的科学家和仪器制造商不断研制开发新的电探仪器，寻找新的电探方法。
96年中下旬，由美国以研制大地电磁仪器而闻名的EMI公司和以制造高分辨率地震仪著名的Geometrics公司联合研制出EH4。
这是全新概念的电导率张量测量仪。
它利用大地电磁的测量原理，但配置了特殊的人工电磁波发射源。
这种发射源的天线是一对十字交叉的天线，组成X、Y两个方向的磁偶极子，轻便而且只用于普通汽车电瓶供电，发射率从500Hz到100KHz，专门用来弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹附近的人文电磁干扰谐波（见图1）。
仪器用反馈式高灵敏度低噪音磁棒和特制的电极，分别接收X、Y两个方向的磁场和电场。
EH-4 电磁测深在某地区隧道物探中的应用
EH-4 电磁测深在某地区隧道物探中的应用摘要：随着科学技术的发展，EH-4 大地电磁测深法勘探技术，得到了快速的发展。
本文简单介绍了EH-4 大地电磁测深的基本理论，并通过实际的野外施工工作，资料分析和异常解释，了解了该地区的地质情况，为后面隧道施工提供地质依据。
Abstract院With the development of science and technology, EH-4 magnetotelluric sounding prospecting technology has got rapiddevelopment. This article simply introduces the basic theory of EH-4 magnetotelluric sounding, and learns about the geology of the regionthrough the actual field construction work, data analysis and anomaly interpretation, which provides geological basis for the tunnelconstruction.关键词：EH-4；大地电磁测深；电阻率异常；隧道Key words院EH-4；magnetotelluric sounding；resistivity anomaly；tunnel 中图分类号院P631；U45 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）29-0118-020 引言EH-4 大地电磁测深法伴随着仪器采集的提升，以及分析和反演解释技术的进步的产生的。
EH-4 可有效的运用于地下水调查、隧道勘探、矿产与地热勘探及工程研究。
本次勘查通过采用EH4 高频大地电磁测深法，取得了较为显著的效果，对后期的隧道开挖工作有较大的指导作用。
EH4双源大地电磁测深系统及其应用
5f H
如何达到测深的目的？
电磁波在大地介质中的穿透深度（或趋肤深度） 与频率有关。穿透深度可由下式表示：
503
(m)
f
高频的资料主要反映浅部介质的电性特征，而低 频资料则主要反映深部介质的电性变化特征。
在一个宽频带上测量E和H，并由此计算出不同频 率下的卡尼亚视电阻率和相位，可以确定地下岩 层的电性结构和地质构造。
EH4在矿产勘探中的应用
实例1：甘肃某金矿区EH4勘探
345°
0 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120 -140 -160 -180 -200 -220 -240 -260 -280 -300 -320 -340 -360 -380 -400 -420 -440 -460 -480 -500 -520 -540 -560 -580 -600
一、方法简介及发展现状 二、EH4的工作原理 三、EH4的应用实例
众所周知，地下一千米至几百米上下的范围内， 正是人类经济、文明活动在地壳上层最活跃的深 度。而适用于该深度范围的电法仪器相对较少， 也正是这种现状激发了国内外众多的科学家和仪 器制造商要研制开发出一种既轻便又可以勘探浅、 中深度的电法仪器。
砾岩；
0.00
（２）中等电阻率（１K～２
KΩ·ｍ）电性体呈不规则团块状、
透镜状产出，可能是矿体产出部
位；
（３）高阻（２K～５KΩ·ｍ）
电性体，呈柱状、不规则团块状
花岗岩
隐爆花岗质 和岩体状产于低电阻率电性体之
胶结角砾岩
中，浅部（＞３０００ｍ）不规
硅化矿化体
则团块状和透镜状应为隐爆岩浆
白山组地层
角砾岩，深部（＞３０００ｍ）
EH4技术发展现状
EH4方法原理
EH4全新概念电导率张量测量仪通常意义下的电探仪，指的是交、直流电阻率剖面仪。
这两种方法都是有源测量方法，需要向地下直接供电，并且随着测量深度加大，电极布线和供电量都不断增加，野外劳动强度大，效率低。
另一方面，尽管这两种方法都属于有源电探，但采集到的视电阻率值都属于标量范畴，对辨别地下二度体异常的走向无能为力。
大地电磁同属于电探，但它是无源测量。
利用天然电磁场，虽然避免了大电流供电，但天然电磁场不稳定，而且某些频段先天不足，干扰强，讯号弱。
参看（图1）大地电磁场水平分量频谱展示图。
它反映了天然电磁场与人文电磁场的分布情况。
在1Hz左右，无论电场和磁场都是低谷；在1000Hz处磁场几近寂静，电场有一低谷。
在几十赫兹到104Hz范围内，人文活动的电磁场干扰特别严重。
这些特点决定了大地电磁法只适合于采集较低频率。
通常观测时间长，分辨率较低，适合解决深层宏观问题。
所以尽管电探方法起源最早，几十年来，由于以上的局限性，一直阻碍它的发展。
几十年来，1000米以内，几百米上下，正是人类经济、文明活动在地壳上层最活跃的深度。
其它物探方法，如地震勘探法，自40~50年代之后都开始大展身手，而浅、中深度范围的电探则相对寂寞冷落，处于陪衬地位。
也正是这种现状激发了国内外众多的科学家和仪器制造商不断研制开发新的电探仪器，寻找新的电探方法。
96年中下旬，由美国以研制大地电磁仪器而闻名的EMI公司和以制造高分辨率地震仪著名的Geometrics 公司联合研制出EH4。
这是全新概念的电导率张量测量仪。
它利用大地电磁的测量原理，但配置了特殊的人工电磁波发射源。
这种发射源的天线是一对十字交叉的天线，组成X、Y两个方向的磁偶极子，轻便而且只用于普通汽车电瓶供电，发射率从500Hz到100KHz，专门用来弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹附近的人文电磁干扰谐波（见图1）。
仪器用反馈式高灵敏度低噪音磁棒和特制的电极，分别接收X、Y两个方向的磁场和电场。
EH-4培训讲义
一 EH-4仪器简述及发展历程
1. 仪器概述
EH-4这套仪器是一种用来测量地下电阻率的一种电法仪器。这套仪器是一
种特殊的大地电磁测深（MT）仪器。它既可以接收天然场源的大地电磁信号， 又可以接收人工场源的电磁信号，并且它所接收的频率高于MT仪器所采集的频 率。
2.EH4仪器在电法勘探分类中所处的位置
TE Y TM X
其中
E X Z H Z H EY Z H Z H
XX X XY YX X YY
Y
Y
Z TE Z TM sin ） （2 Z XX 2 2 （ Z Z cos（） Z TM sin 2 ）
XY TE
2 2 ) Z YX ( Z TE sin（） Z TM cos （） Z TE Z TM sin ） （2 Z YY 2 上式说明，当测量轴为任意取向时，电场分量与磁分量间的关系必须通过Z
ZXY、ZYX、ZYY四个量来描述，而且与测量轴的取向有关，所以我们将
XX
、
ZXX、ZXY、ZYX、ZYY四个量所确定的阻抗称为张量阻抗。
当 =0时即电性主轴方位与测量方位正好重合时 Z XY = Z TE ，Z YX =- Z TM 。
Z YY= Z XX =0 ，
5 勘探深度
根据卡尼亚电阻率公式
EH-4是通过观测记录电磁场信号，然后通过傅立叶变化将时间域 的电磁信号变成频谱信号，得到Ex、Ey、Hx、Hy，最后计算地下电 阻率。
2.电磁波传播理论
大地电磁场来源于高空，可以看成是在地球表面垂直入射的平面波， 如果假设大多数地下岩土为无磁性物质，并且宏观上均匀导电，不存 在电荷积累，那么Maxwell方程就可简化为：
EH4使用说明
频率域双源型连续电导率剖面仪 EH-4
仪器系统简介
Geometrics（乔美特利）公司生产的 EH-4 双源大地电磁测深系统，采用 EMI 磁可控源专 利技术与天然场源相结合，它用一组垂直布置的磁偶极子作为张量发射磁可控源，发射频率 从 500Hz 到 100KHz 的电磁波以弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹附近的人文电磁干扰谐 波，可更好地描述地下的复杂构造；汽车电瓶供电使系统比电可控源系统更轻便灵活，适合 复杂地形的勘探。
0
ห้องสมุดไป่ตู้
-100
-200
-300
-400
钻井见矿
-500
-600
地质上的氧化还原带
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
Distance(m)
地质找矿中推荐使用的各种物探装备 实例3. 美国克罗拉多－卡力波银矿EH-4电阻率剖面成象图
其在中国的独家总代理为劳雷工业公司。
应用领域
◆ 金属矿详查和普查 ◆ 岩土电导率分层 ◆ 地下水探测 ◆ 大坝、铁路、桥梁等基岩调查 ◆ 煤田高分辨率电探 及采空区调查 ◆ 环境调查 ◆ 咸/淡水分界面划分 、冻土层调查、海水入侵区域调查等 ◆ 勘探深度1000米以上 ◆ 铁路/公路路基/隧道勘查
地质找矿中推荐使用的各种物探装备
地质找矿中推荐使用的各种物探装备频率域双源型连续电导率剖面仪eh?4仪器系统简介geometrics乔美特利公司生产的eh4双源大地电磁测深系统采用emi磁可控源专利技术与天然场源相结合它用一组垂直布置的磁偶极子作为张?发射磁可控源发射频率从500hz到100khz的电磁波以弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹附近的人文电磁干扰谐波可?好地描述地下的复杂构造
EH4
摘 要 ：文章叙 述 了矿 区地质 背景及地球 物理特征 ，介绍 了Ｅ Ｈ４ Ｘ ￣ ． 源大地 电磁 测深法技 术的找矿 原理和工作过 程 ， 对 获取 的测量 成果—— 卡尼 亚视 电 阻率截 面 图进 行 了地 质剖 析 ，探 索 了解决勘 查找矿 中遇到地 质 问题 的技 术手
罗 维矿 区 出露 地层 主 要是 寒 武系 （ ∈） ，岩 性 以砂
矿 区航 磁 异 常强 度 一 １ ９ ８ ￣２ ９ ０ ｎ Ｔ 。区域 沉 积 岩 基 本 无 磁性 ，变质岩 的磁 性微 弱 ，多数 岩浆 岩 具有 较 明显 的 磁 性 。根 据罗 维矿 区采集泥 岩 、砂 岩和 铅锌 矿 石样 品标
表１ 矿 区岩、矿石标本磁性参数表
１ 矿 区地 质背 景
西 大 明山地 区 由于 经 历 了多 期次 的构造 活 动 ，地层 褶 皱 强烈 。该 区复 式背 斜 断裂构 造 发 育 ，主要 有Ｎ Ｅ 向、 Ｎ ｗ 向 、Ｅ ｗ 向三 组 ，它们 相 互切 割 交汇 ， 既为岩 浆 侵入 活 动提 供通 道 ，也是 内生 金 属矿 产赋 存 的场 所 。 出露地 层 由老 到新 主 要有 寒武 系 （ ∈） 、泥 盆 系 （ Ｄ ） 、石 炭 系 （ Ｃ ）和第 四系 （ Ｑ ），银铅 锌 等 多金 属矿 产 的主 要含 矿 层位 是寒 武 系和 泥盆 系下 统莲 花 山组 。
量均 已达 中～大 型级别矿床规模 ，说明Ｅ Ｈ ４ 测量技术在
矿 区深部 找矿 勘 查工 作 中应用 效果 明 显 。
体 大都 位 于不 同断 裂带 交汇 处 附近 ，有 规律 地 围绕 深部 磁 性体 项 部边缘 分 布 ，并推 测 浅部 磁性 体主 要 由磁 黄铁 矿 化蚀 变 引起 ，局 部可 能有 隐伏 岩 体边 缘蚀 变 叠加 ，是 热 液成 矿 的有利 部位 。 ２ ． ２ 物性 特征
大地电磁测深法基本原理和应用专题培训课件
可视化阶段：正在兴起。国外：Geotools、WinGLink；国内有多家， 目前渐渐成规模化推广。
从理论研究对象的复杂性程度，也可分为三个发展阶段：一维，五十年 代～八十年代；二维，九十年代～今天；三维，正在兴起
11 、 2 1 2、 2 1 3、 、 n 1 n，
相对厚度为 v11、 v2h h1 2、 、 vn1hhn1 1. 与于周是期，n有层关地的电波参长数也的用视h1电来阻度率量关系h11式本1来0h1有T 2n个量：
T f(1 , ,n ,h 1 , ,h n 1 ,T )
缺点
1、体积效应，反演的非唯一性较强 2、纵向分辨能力随着深度的增加而迅速减弱 3、信号不稳定 、不规则，容易受到工业噪声干扰
大地电磁法的发展阶段
吉洪诺夫（苏联，1950），卡尼亚（法国人，1953） 从仪器采集系统和资料处理和管理方式，可将MT分为三个发展阶段：
手工量板阶段：五六十年代，起步阶段。模拟信号、标量阻抗 、手工 对量板法 ；
1x103
1x102
1x102
Apparent Resistivity / m
1x101
1x101
1x100
Phase / Degree
0.001
0.01
0.1
80
60
40
20
0
1
10
Period / S
100
1000
10000
A形曲线
Phase / Degree
0.001
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深度，它可以近似的由下式计算：
356
(m)
f
*波阻抗*
定义表面阻抗为： Z E ,
H
Z xy
Ex Hy
,
Z yx
Ey Hx
在一维情形下 Z xy Z yx , Z xx Z yy 0 此时的阻抗称为标量阻抗，无TE与TM模式之分
在二维情形下 Zxy Z yx , Zxx Z yy 0
TE与TM模式阻抗的定义由其电磁场分量的偏振方 向与构造的空间位置关系决定，电场与构造走向 平行的称为TE模式阻抗，磁场分量与构造走向平 行的称为TM模式阻抗，二维以及三维电性结构上 的阻抗称为张量阻抗
*视电阻率*
根据卡尼亚的定义，视电阻率可以表示为：
a 0.2T Z 2
2
xy 0.2T Zxy
3、有可能利用单点的大地电磁观测资料探测 地球。
基本原理
EH4属于部分可控源与天然场源相结合的一种大地 电磁测深系统。其观测的基本参数为：正交的电 场分量（Ex,Ey）和磁场分量（Hx,Hy）的时间序
列。然后通过傅立叶变化将时间域的电磁信号变
成频谱信号，得到Ex、Ey、Hx、Hy，最后计算卡尼 亚电阻率：
在均匀大地介质中，以场沿Y方向的偏振， 可得如下两组方程：
E极化
H极化
2Ey z 2
k2Ey
0
2Hx z 2
k2Hx
0
Ey z
i H x
H x z
Hx
2 Ex z 2
k 2Ex
0
2H y z 2
k2Hy
0
H y z
Ex
Ex z
i H y
13
均匀半空间中的大地电磁场
以E偏振为例，根据边界条件求解方程
ห้องสมุดไป่ตู้
大 地 电 磁 测 深 的 工 作 频 率 范 围
Methods
HMT
10
100000
AMT
10
10000
MT 0.001
340
0.001 0.01 0.1
1
10
100 1000 10000 100000 1000000
Frequency/Hz
EH4方法的重要意义
EH4遵循大地电磁测深（MT）的基本原理，支持音 频大地电磁测深（AMT）和可控源音频大地电磁测 深（CSAMT）, 属于部分可控源与天然场源相结合 的一种大地电磁测深系统。 。
1
5f
Z
2
, Zxy
Ex Hy
, Z yx
Ey Hx
电磁波的传播理论
电
E：电i 场强j 度矢k 量；
x y z
磁 场 的 理 论 基 础 ： 麦 克 斯
rotE B t
rotH J D t
divD q divB 0 D E B H
dDiv：A 电 感A 应 强Ax 度 矢Ay量 ；Az
2Ey z 2
k2Ey
0
可得地面场值为：Ey E0eiteizez
2
地面场值公式表示任一点的场随时间 是谐变的，场的振幅是沿传播方向谐变并 且呈指数规律衰减的。
14
如何达到测深的目的？----*趋肤深度*
电磁波在大地介质中的穿透深度（或趋肤深度） 与频率有关。穿透深度可由下式表示：
2
yx 0.2T Z yx
在不均匀层状介质情况下我们用上述公式得出的“电阻率值”称为视 电阻率。一般说来，视电阻率不是某层介质的真正电阻率，而是地下 层状介质电性参数分布的综合反映。视电阻率与地电断面参数及观测 电场信号的频率有关。一定频段的大地电磁场有一定的穿透深度和影 响范围，而视电阻率就表示这一范围内地点断面的‘平均’效应。
ε：介质的介ix电j常y数k ；z
rHotA： 波磁 场A 强 2E度x 矢y量z；2tE2
E t
Bµq22:：E：电动 方 程介磁x荷222质E感密xi的应y度22 2A导强H2xE磁zA度2y2yj率矢A量2zE2tHz2；k
H t
韦 方
J E
ρ2：Ex 电 阻2xE2x率 2yE2x
2Ex z 2
EH4双源大地电磁测深系统
上世纪90年代中期，由美国EMI公司和以制造高分 辨率地震仪著名的Geometrics公司联合研制出 EH4。这是全新概念的电导率张量测量仪。
该仪器利用大地电磁的测量原理，同时配置了磁 偶极子发射源。这种发射源的天线是一对十字交 叉的天线，组成两个正交方向的磁偶极子，采用 汽车电瓶供电，发射频率从500Hz到100KHz，以 弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹附近的人文 造成的电磁干扰谐波。
EH4出现为1000米左右范围的电法勘探提供了一种 具有现实价值的新手段，很快成为解决这一深度 范围内的各种地质问题的有效工具。
一、方法简介及发展现状 二、EH4的工作原理 三、EH4仪器简介及野外操作 四、EH4数据处理 五、EH4的应用实例
电法的主要分类： 常规电法
直流电法 激发极化法（时域） 自然电场法 充电法 电磁法
时间域电磁法：时域瞬变电磁法（TEM） 频率域电磁法：MT及其衍生方法AMT、CSAMT 基于MT法的双源型音频大地电磁仪：EH4
大地电磁测深三点假设
1950年，吉洪诺夫提出大地电磁三点假设： 1、大地电磁场比较复杂，但可以近似的看作
来源于高空的平面电磁波垂直入射地球。
2、可以在地电学中引入阻抗的概念，阻抗反 映了地球电性分布对大地电磁场的影响。
一、方法简介及发展现状 二、EH4的工作原理 三、EH4仪器简介及野外操作 四、EH4数据处理 五、EH4的应用实例
众所周知，地下一千米至几百米上下的范围内， 正是人类经济、文明活动在地壳上层最活跃的深 度。而适用于该深度范围的电法仪器相对较少， 也正是这种现状激发了国内外众多的科学家和仪 器制造商要研制开发出一种既轻便又可以勘探浅、 中深度的电法仪器。
503
(m)
f
高频的资料主要反映浅部介质的电性特征，而低 频资料则主要反映深部介质的电性变化特征。
在一个宽频带上测量E和H，并由此计算出不同频 率下的卡尼亚视电阻率和相位，可以确定地下岩 层的电性结构和地质构造。
直流电法仪测深 大地电磁测深
*勘探深度*
把电磁波能量衰减到原来的50%时的传播深度定义为勘探
程
σ2E：y 电导2Ey率 2Ey 2Ey
x 2 y2 z2
2Ez 2Ez 2Ez 2Ez x 2 y2 z2
亥 2E k2E 0 母 霍 2H k2H 0 兹 k 2 2 i 方 程
因为大地电磁的频谱
成份属于低频的范畴，
通常可以忽略位移电
流，这时K进一步简化
为 K i
均匀半空间中的大地电磁场