均匀大地CSAMT静态效应模拟及其特征研究
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激励 源 一定 距 离 的 区 域 同 步 观 测 电磁 场 ｌ ＿ ４ ］ 。对 于 放 置于层 状大 地表 面处 的水 平 电偶 极 子 ， 其 地 下 任
一
建 地表 附近 的二维 或 三 维 电性 异 常体 ， 分别 计 算 包
含 异常 体 的大 地 响 应 和 不包 含 异 常 体 （ 即背 景 ） 的 大地 响应 ． 并对 比两 者 间的 差异 ［ ］ ； 通 过 改变 异 常 体 的埋 深 、 规模 、 与测点 间的相对位 置、 观 测 方 式
ｗ ｔ ｙ ｈ ｔ ． ２ ０１ ５ ． ６． ０ ９
Ｉ － Ｉ ｕ ＲＨ， Ｌ ｉ ｎ Ｊ ， Ｓ ｕ ｎ ＣＴ， ｅ ｔ １． ａ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎｉ ｔ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｉ ｎ ｈ ｏ ｍｏ ｇ ｅ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ［ Ｊ ］ ． Ｇ ｅ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄＧ ｅ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ
胡瑞华 ， 林君 ， 孙彩堂 ， 等． 均匀大地 Ｃ Ｓ Ａ Ｍ Ｔ静态 效应模 拟及其 特征研 究 ［ Ｊ ］ ． 物探与 化探 ， ２ ０ １ ５ ， ３ ９ （ ６ ） ： １ １ ５ ０ — １ １ ５ ５ ． ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｄ ０ ｉ ． ０ ｒ ｇ ／ ｌ Ｏ ＋ １ １ ７ ２ ０ ／
Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ２ ０ １ ５ ， ３ ９ （ ６ ） ： １ １ ５ ０ —１ １ ５ ５ ． ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｄ ｏ ｉ ． ｏ ｒ ￣ｌ Ｏ ． １ １ ７ ２ ０ ／ ｗ ｔ ｙ ｈ ｔ ． ２ ０ １ ５ ． ６ ． ０ ９
均匀 大地 Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ静 态 效 应模 拟 及 其 特 征研 究
识静 态效 应 ， 通 常 的做法 是在 一 维 （ 层状 ） 大地 中构
模拟计算含有静态效应的地表响应。
１ Ｃ Ｓ Ａ Ｍ Ｔ测量原理及解 释参数 的曲线特征
Ｃ Ｓ Ａ Ｍ Ｔ法 常使 用 长 导线 向 地 下 供 一定 强 度 的
谐变 电流 （ 频率为 １ ０ ～～ｌ Ｏ Ｈ ｚ ） 激 励 大地 ， 在 相 距
这种异 常被叠加到 了静态效应 中： 而高 阻体 的静态效应使标准 曲线在整个频段上平行上移 。研 究结果可为静 态效 应的识别及 校正算法 的改进提供参考 ． 具有一定 的理论和应用价值 。
关键词 ： Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ ： 静态效 应 ； 三维异常体 ： 数值模拟 ； 卡尼亚视 电阻率
中图分类号 ： Ｐ ６ ３ １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ０ — ８ ９ １ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６ — １ １ ５ ０ － ０ ６
可控 源音 频 大 地 电磁 法 （ Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ ） 是 在 大 地 电 磁法 （ Ｍ Ｔ ） 基础 上 ， 为克 服 Ｍ Ｔ信号 弱而 采 用人 工源
并通 过改 变信号 频率进 行垂 直测 深 的一 种地 球物理
方法 ｌ １ ］ 。ＭＴ法 和 Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ法 是 深 部 （ ＞ ５ ０ ０ ｍ） 电
胡瑞 华 ， 林君 ， 孙彩 堂 ， 刘长 胜 ， 周 逢 道
（ 吉林大学 仪器科学与电气工程学院， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ６ １ ）
摘 要： 静态效应是深 部探测 噪声之一 。为深入认识静态效应 ， 以均匀大地为背景 ， 卡尼亚视 电阻率 为解释参数 。 分
别模拟旁侧 和轴侧两种观测方式 中含有静态效应的地表响应 ， 得 到以下结论 ： （ １ ）两种观测 方式 中的静态效应 特 征表现一致 。（ ２ ） 异常体正上方 的测点受干扰程度最大 ， 测点离异常体越 远 ， 受 干扰程度越小 。（ ３ ） 低阻异 常体引 起 干扰 区域 的等值线下 凹， 电阻率越低下 凹越 明显 ， 高阻异 常体引起干扰 区域 的等值 线上凸 ， 但增 大异常体 的电阻
第３ ９ 卷第 ６期
２ ０ １ ５年 １ ２月
物
探
与
化
探
Ｖｏ １ ． ３ ９， Ｎｏ ． ６ Ｄｅ ｃ． ． ２ ０ｌ ５
ＧＥ ＯＰ ＨＹＳ Ｉ Ｃ ＡＬ ＆ ＧＥ ＯＣ ＨＥＭＩ Ｃ ＡＬ Ｅ ＸＰ Ｌ Ｏ Ｒ ＡＴ Ｉ Ｏ Ｎ
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． １ １ ７２ ０ ／ ｗｔ ｙ ｈ ｔ ． ２ ０ １ ５ ． ６ ． ０ ９
电阻 率 曲线 向上 或 向下 移 动一 个 数 值 ， 这 个数 值 与 频率无 关 ” 的 曲线 特征 ［ ５ ， 引。由于 Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ中还存 在不 均匀体 的 电磁感 应 异 常 ， 研 究 发 现低 阻 异 常体 会使 中高频 段 的静态 效应 曲线有下 凹现 象 。为 了深
率， 等值线上凸的变化并不 明显 ： 无论 是低 阻异常还 是高 阻异常都 会引起 干扰 区域 的中高频 段等值 线近乎 直立 。
（ ４ ） 低 阻体 的静态效应使低频段的标准曲线平行下移 ， 但在 中高频段标准 曲线 平行下移程度 与低阻体 的 电阻率 有
关， 电阻率越低 ， 标准 曲线平行下移程度越差 ， 这是 由于 电阻率较低 的异常体 在 中高频 段有较 强的电磁感 应异常 ，
入认 识 Ｃ Ｓ Ａ Ｍ Ｔ中的静 态 效 应 ， 以均 匀 大 地 为 背景 ，
磁探测 的主要方 法 ． 广泛 应 用 于矿 产 、 地热、 水 资 源
和油气等领域 ３ ］ 。由于地下介质 的复杂性 ， 大地
中近地 表 电性 不均 匀 体会 影 响 电流 密度 的分 布 。 从 而 干扰 目标 场 的 观 测 ， 这种干扰称为静态效应 （ 或 静态 位 移 ） ］ ， 它是 深 部 探 测 的 噪声 之 一 。为 了认
一
建 地表 附近 的二维 或 三 维 电性 异 常体 ， 分别 计 算 包
含 异常 体 的大 地 响 应 和 不包 含 异 常 体 （ 即背 景 ） 的 大地 响应 ． 并对 比两 者 间的 差异 ［ ］ ； 通 过 改变 异 常 体 的埋 深 、 规模 、 与测点 间的相对位 置、 观 测 方 式
ｗ ｔ ｙ ｈ ｔ ． ２ ０１ ５ ． ６． ０ ９
Ｉ － Ｉ ｕ ＲＨ， Ｌ ｉ ｎ Ｊ ， Ｓ ｕ ｎ ＣＴ， ｅ ｔ １． ａ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎｉ ｔ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｉ ｎ ｈ ｏ ｍｏ ｇ ｅ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ［ Ｊ ］ ． Ｇ ｅ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄＧ ｅ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ
胡瑞华 ， 林君 ， 孙彩堂 ， 等． 均匀大地 Ｃ Ｓ Ａ Ｍ Ｔ静态 效应模 拟及其 特征研 究 ［ Ｊ ］ ． 物探与 化探 ， ２ ０ １ ５ ， ３ ９ （ ６ ） ： １ １ ５ ０ — １ １ ５ ５ ． ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｄ ０ ｉ ． ０ ｒ ｇ ／ ｌ Ｏ ＋ １ １ ７ ２ ０ ／
Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ２ ０ １ ５ ， ３ ９ （ ６ ） ： １ １ ５ ０ —１ １ ５ ５ ． ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｄ ｏ ｉ ． ｏ ｒ ￣ｌ Ｏ ． １ １ ７ ２ ０ ／ ｗ ｔ ｙ ｈ ｔ ． ２ ０ １ ５ ． ６ ． ０ ９
均匀 大地 Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ静 态 效 应模 拟 及 其 特 征研 究
识静 态效 应 ， 通 常 的做法 是在 一 维 （ 层状 ） 大地 中构
模拟计算含有静态效应的地表响应。
１ Ｃ Ｓ Ａ Ｍ Ｔ测量原理及解 释参数 的曲线特征
Ｃ Ｓ Ａ Ｍ Ｔ法 常使 用 长 导线 向 地 下 供 一定 强 度 的
谐变 电流 （ 频率为 １ ０ ～～ｌ Ｏ Ｈ ｚ ） 激 励 大地 ， 在 相 距
这种异 常被叠加到 了静态效应 中： 而高 阻体 的静态效应使标准 曲线在整个频段上平行上移 。研 究结果可为静 态效 应的识别及 校正算法 的改进提供参考 ． 具有一定 的理论和应用价值 。
关键词 ： Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ ： 静态效 应 ； 三维异常体 ： 数值模拟 ； 卡尼亚视 电阻率
中图分类号 ： Ｐ ６ ３ １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ０ — ８ ９ １ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６ — １ １ ５ ０ － ０ ６
可控 源音 频 大 地 电磁 法 （ Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ ） 是 在 大 地 电 磁法 （ Ｍ Ｔ ） 基础 上 ， 为克 服 Ｍ Ｔ信号 弱而 采 用人 工源
并通 过改 变信号 频率进 行垂 直测 深 的一 种地 球物理
方法 ｌ １ ］ 。ＭＴ法 和 Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ法 是 深 部 （ ＞ ５ ０ ０ ｍ） 电
胡瑞 华 ， 林君 ， 孙彩 堂 ， 刘长 胜 ， 周 逢 道
（ 吉林大学 仪器科学与电气工程学院， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ６ １ ）
摘 要： 静态效应是深 部探测 噪声之一 。为深入认识静态效应 ， 以均匀大地为背景 ， 卡尼亚视 电阻率 为解释参数 。 分
别模拟旁侧 和轴侧两种观测方式 中含有静态效应的地表响应 ， 得 到以下结论 ： （ １ ）两种观测 方式 中的静态效应 特 征表现一致 。（ ２ ） 异常体正上方 的测点受干扰程度最大 ， 测点离异常体越 远 ， 受 干扰程度越小 。（ ３ ） 低阻异 常体引 起 干扰 区域 的等值线下 凹， 电阻率越低下 凹越 明显 ， 高阻异 常体引起干扰 区域 的等值 线上凸 ， 但增 大异常体 的电阻
第３ ９ 卷第 ６期
２ ０ １ ５年 １ ２月
物
探
与
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Ｖｏ １ ． ３ ９， Ｎｏ ． ６ Ｄｅ ｃ． ． ２ ０ｌ ５
ＧＥ ＯＰ ＨＹＳ Ｉ Ｃ ＡＬ ＆ ＧＥ ＯＣ ＨＥＭＩ Ｃ ＡＬ Ｅ ＸＰ Ｌ Ｏ Ｒ ＡＴ Ｉ Ｏ Ｎ
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． １ １ ７２ ０ ／ ｗｔ ｙ ｈ ｔ ． ２ ０ １ ５ ． ６ ． ０ ９
电阻 率 曲线 向上 或 向下 移 动一 个 数 值 ， 这 个数 值 与 频率无 关 ” 的 曲线 特征 ［ ５ ， 引。由于 Ｃ Ｓ Ａ ＭＴ中还存 在不 均匀体 的 电磁感 应 异 常 ， 研 究 发 现低 阻 异 常体 会使 中高频 段 的静态 效应 曲线有下 凹现 象 。为 了深
率， 等值线上凸的变化并不 明显 ： 无论 是低 阻异常还 是高 阻异常都 会引起 干扰 区域 的中高频 段等值 线近乎 直立 。
（ ４ ） 低 阻体 的静态效应使低频段的标准曲线平行下移 ， 但在 中高频段标准 曲线 平行下移程度 与低阻体 的 电阻率 有
关， 电阻率越低 ， 标准 曲线平行下移程度越差 ， 这是 由于 电阻率较低 的异常体 在 中高频 段有较 强的电磁感 应异常 ，
入认 识 Ｃ Ｓ Ａ Ｍ Ｔ中的静 态 效 应 ， 以均 匀 大 地 为 背景 ，
磁探测 的主要方 法 ． 广泛 应 用 于矿 产 、 地热、 水 资 源
和油气等领域 ３ ］ 。由于地下介质 的复杂性 ， 大地
中近地 表 电性 不均 匀 体会 影 响 电流 密度 的分 布 。 从 而 干扰 目标 场 的 观 测 ， 这种干扰称为静态效应 （ 或 静态 位 移 ） ］ ， 它是 深 部 探 测 的 噪声 之 一 。为 了认