EH4高频大地电磁测深的数据插值处理方法

EH4高频大地电磁测深的数据插值处理方法

康全

【摘要】在地质勘查工作中,地球物理方法应用广泛,基于电磁感应原理的EH4高频大地电磁测深是探测大埋深矿产资源的有效方法,本文结合笔者多年工作经验,阐述了EH4高频大地电磁测深的数据插值处理方法.

【期刊名称】《低碳世界》

【年(卷),期】2017(000)009

【总页数】2页(P40-41)

【关键词】EH4;高频;大地电磁;测深;数据插值处理

【作者】康全

【作者单位】湖南省地质矿产勘查开发局418队,湖南娄底417000

【正文语种】中文

【中图分类】P631.325

目前，适用于地下1km至几百米上下深度范围的电法仪器相对较少，研制开发出一种既轻便又可以勘探浅、中深度的电法仪器十分必要，基于此EH4高频大地电磁测深应运而生。

1.1 EH4高频大地电磁测深的产生

20世纪90年代中期，美国EMI公司和Geometrics公司联合研制出EH4，这是全新概念的电导率张量测量仪，其利用大地电磁的测量原理，同时配置了磁偶极子发射源。

1.2 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，为1000m左右范围的电法勘探提供了一种具有现实价值的新手段。

1.3 EH4方法基本原理

通过观测天然变化的电磁场水平分量，将电磁场信号转换成视电阻率曲线和相位曲线，然后反演求得各地层的电阻率和厚度值。大陆普遍存在地壳内和上地幔高导层。壳内高导层大多出现在中地壳，有些高导层与壳内低速层有较好相关性，主要反映脱水相变和部分熔融。一些强震区的中地壳也发育高导层。高导层的分布与地球动力学过程密切相关。上地幔高导层顶部深度变化较大，主要反映软流层起伏。有些埋深较浅的上地幔高导层不同于高导软流层。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：

高频的资料主要对浅部介质的电性特征进行反应，而低频资料主要是对深部介质的电性变化特征进行反应。在同一个宽频带上将E和H测量出来，并以此为基础将

不同频率下的卡尼亚视电阻率和相位计算出来，从而可以对地下岩层的电性结构和地质构造进行确定。

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系统数据处理是利用Visual Fortran语言以动态链接库的形式编写的资料处

理模块来完成的，含一维正演程序、二维正演程序、一维反演程序，如Bostic反演，连续介质反演程序和广义逆反演程序。在进行EH4电磁系统采集的资料处理

时，需要对地形进行修正和插值，EH4的理论基础是将大地看成水平介质作为基

本假设，而在实际情况下地形不可能是平摊的，同一个剖面的测点是存在高程差的，对其修正的方法就是将每个测点的实际高程作为二维反演。dat文件该测点的第一个频点的高程，其它频点的高程相应做加减运算，形成修正后的.dat文件。随着

测量深度的增加，相同测点的数据点会逐渐变少，通常利用两点间线性法对其进行插值处理。另外，利用EMAG软件进行二维反演时，需要选择圆滑系数，系统提

供的圆滑系数范围比较大（0～999），但通常，在0.05～10之间选择足够了。EH4系统没有提供专门的二维成图软件，用Surfer软件进行数据网格化成图时，

通常选择“距离n次方反比法”和“克里金法”可获得较理想的结果。网格化之后，需要采用Spline Smooth方法对网格化数据进行圆滑处理，以获得更好的图像。

某探测作业采用美国GEOMETRICS公司生产的连续电导率剖面仪（EH4）进行观测。根据以往工作区实验点的测试效果，选择MN极距为20m；采用一通道采集低频信号，采用七通道采集高频信号；每个测点增益以满足放大信号而不过饱和的原则调整，范围在1～80倍；叠加次数4～8次。本次采用上述参数进行观测能得到最佳效果。检查点与被检查点的全频视电阻率（Pxy，Pys）曲线及相位（ψxy，ψys）曲线，应形态一致，对应频点的数值接近，但经编辑、插值后检查点与被检查点同一极化的均方相对误差（m）不应大于5，实测数据成果见图1。

根据EH4反演等值线图可得，频率为400~750的位置，出现高阻异常，在

500~600的点出现的异常最明显，这很有可能是因为地下存在一个高阻异常体，

出现了一个矿床。

综上所述，EH4高频打底电磁测深系统目前已经成为深部勘查的重要方法，通过

数据处理和地质资料的数据解释，能够对电性一场在剖面上的形态和规模进行直接的提供。为保证数据的精确性，进行插值处理十分必要，有助于对地质信息的判读，

保证数据质量。

【相关文献】

[1]陈庆凯，席振铢.EH4电磁成像系统的数据处理过程研究[J].有色矿冶，2005（05）.

[2]徐白山，王恩德，陈庆凯，李维群.利用EH-4确定煤矿采空区的边界[J].东北大学学报（自然科学版），2006（07）.