频率域电磁测深

VE ——MN间的电位差
VH ——接收线圈所测电位差
5）理论曲线
①完全波区理论曲线：（即整条曲线都符合
r
2
②实际曲线（即整条曲线不能都符合
r
2
由于频率测深中收发距r是固定不变的，随着频率的降低和断面参数的变化， 测点所处的位置会从波区逐渐向S区过渡。频率测深曲线就会呈现高频为波区， 低频为S区的全波曲线的特征。
过渡区：介于波区与S区之间的场区。
r （6～8）H H 目标层的最大深度
一般 f (0.1～n1000）Hz
注：高频时为波区情况，低频时进入S区→→→与MT的不同之处
2）有效穿透深度
在波区，均匀半空间：设电偶极子AB向地下供入的谐变场为 eit
Ex
I
AB r 3
e2
z
当z 时 2
Ex
1 e
无论电磁波入射角多大，入射后总是近似垂直地面传播的平面波。
③ 波场区的划分
波区：r
2
时，地层波S衰减殆尽，地下只有S0波入射形成的S*波存在。
在波区S*相当于从高空垂直入射的平面电磁波。对地层分辨率最高，各向 异性影响小。
S区：r
2
时，地层波S占主导地位。其观测值与地层关系很弱，或只
与总纵向电导有关。
③等值原理：同MT S等值性：薄层低阻 H A H等值性：薄层高阻 K Q
3.3.2 频率测深的野外工作方法
1) 测线与装置的布置
一般认为频率测深之记录点是场源和接收点之中点“O”。
2）装置参数
尽可能波区，偶极子
r （6～8）H H 目标层的最大深度
AB r MN r
AB （1/ 3～1/ 5)r AB （1/10)r
均匀大地
二层水平地层
三层水平地层
曲线特点:
a) 磁场分量视电阻率曲线
Hz
1 6
0r
2
b) 电场分量视电阻率曲线
Ex
2( h1
h2
r ...
hn1 )
1 2
n 1
Ex
尾支只与总纵向电导S和r有关。为水平渐近线。
c) 对称性：A→Q K→H曲线特征呈相反关 系，但并不完全等值。
§3.3 频率电磁测深法
3.3.1 频率测深法的基本原理
频率测深法的场源既可采用接地的水平电偶极子，也可采 用不接地的磁极子（水平线圈构成的垂立磁偶源）向地下输入 不同频率的电磁场。测量时，既可用水平电偶极子测量电场分
量 Ex , E y ,也可用垂直和水平线圈测量磁场 H x , H y H z
由于电磁场的穿透深度随频率而变化,频率高穿透深度浅,只反 映浅部的信息,频率低穿透 深度大,可以反映地球深部的信息.因 此,研究不同频率的电磁场特性,就可以了解测点电性结果岁深 度的变化,达到测深的目的.
水平极化:由于电磁波在空气中和地层中传播速度不同,从电磁波发射后某一时刻起,为满足边界条 件,在地面附近形成一近于水平的波阵面,造成几乎垂直向下传播的水平极化平面电磁波。
由反射定律：
sin V 10f sin0 C 3105
ห้องสมุดไป่ตู้
f 1000 1000 时
sin 0.01sin0 即使0 90o 0.6o
频率电磁测深装置示意图
1）电磁波传播途径及场区划分
① 传播途径
由场源发射的电磁波分为：天波、地面波、地层波
②电磁波的水平极化
设均匀半空间：波长
f 1Hz 0 3 10 5公里 f 1000 Hz 0 300公里
10 f
空气中 0
14.1公里
C f
0.447 公里
20 m 时：
3.3.3 频率测深的资料解释及应用
1）定性解释
分析对比→→划分曲线类型→→绘制各种图件 曲线类型图 等视电阻率平面图、断面图 其它参数的平面图、断面图
2）定量解释
①量板对比 ②其它方法 ③反演解释
3）应用效果
优点（相对于直流电测深）：
效率高 分辨能力高（主要对低阻层） 能穿透高阻屏蔽层 岩层各向异性影响小 勘探深度大
由电场、磁场公式可以计算地层电阻率公式：
Ex r3
I AB
Ex
Hz
2r 4 0
3I AB
Hz
在非均匀介质中，还用上式计算，即为综合影响，称为视电阻率
kH kE
Ex
r 3
AB MN
VE I
kE
VE I
Hz
2r 4 VH
3AB nA I
kH
VH I
———布极常数
n A ——接收线圈匝数和面积
波区：
I AB
Ex r3
Ey EZ 0
Hx 0
I AB 2 H y (1 i) 2r3 0
3I AB H z i 2 0r 4
S区：
Ex
I
AB 2r 3
Hx 0
Hy
I AB
2r 2
Hz
I AB
4r 2
Ey EZ 0
说明：磁场分量与地层的电性无关。
4）视电阻率的概念
频率测深的几个特点：
①分辨力高 ②穿透能力强 ③各向异性影响小 ④地表不均匀影响大 ⑤勘探深度大
直流电测深曲线与频率测深曲线的分辨力比较 （a）直流电测深 （b）（c）频率测深
L r
L （1/10)r
3) 野外观测方法
供电偶极子：f由高→低变化，f是离散的，某个频率→频点
f : n1000Hz 0.0nHz 在测点产生的电位差 VEx 或 VHz后，就可根据相关公式计算相应频率 之视电阻率和相位，并绘出该点的视电阻率和相位曲线。
双对数坐标：纵轴 lg 横轴 lg T
Ex z0
——— Ex衰减到地面的 36%
所以取：
h有效 2
503.3
/ f
(米） 时
另取： Ex衰减到地面的 50%
h有效 356 / f (米）
说明：h有效 与电阻率和 f 有关，在某测点下电阻率一定，通过改变 f,
可探测地下不同深度。
3）电磁场表达式
90o
时
M点的EX 、Ey 、EZ 、及HX 、Hy 、Hz 与 r f 有 关。实际工作中常用 赤道电偶极源，