瞬变电磁原理与应用

1.6902 2.0297
H(m) 800 780 760 740 720 700 680 660 640 620 600 580 560 540 520 500 480 460 440 -10 m
-20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 800 780 760 740 720 700 680 660 640 620 600 580 560 540 520 500 480 460 440
0.6691 0.2622 0.3171 0.382 0.4594 0.5542
8E+2 4E+2 0E+0
0.8064 0.9712 1.1684 1.4055
蔡 家 剖 面 曲 线
蔡家勘查实例
440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800
2005
wk.baidu.com
北京
V
10
7
I
1
6
0
5
4
0
3
0
2
0
1
t/μs
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0
50 100 150 200 250 300
t/μs
350 400
ATTEM实际测量全程瞬变电磁信号
ATTEM实际测量电流波形
三、勘察结果
1号坑 2号坑
实 验 模 型 图 层 状 计 算 结 果
2005 北京
实例之二 ：长春蔡家活断层勘查实例研究
长春市部分区域基底分布图（△标号为蔡家活断层）
蔡家勘查实例
野外工作装置与参数选择
10m Rx
80 79 78 77 76 75 74
10m Tx
发射回线边长 10m × 10m ，接收回线的面 积 100m 2 ，点距为 10m ，发射电流为 6.2A ， 发射频率为25Hz，关断时间18μs。
27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3
剔 除 后 的 测 量 结 果
H(m) 0 -2.0 -4.0 -6.0 -8.0 0 0 5
10
20
30
40
50
60
70 m
10 10 15
20 20
30
40
50
60
蔡家勘查实例
2.5E+5 2.0E+5 1.5E+5 1.0E+5 5.0E+4
感 应 电 压 (nV/m2)
0.0325ms 0.0425 0.0525 0.0649 0.0799 m
5.0E+4 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 4.0E+4 3.0E+4 2.0E+4 1.0E+4
0
10 1 m
20
30
40 2 m
50
60
70m
H(m) -3 -5 -7 -9
0
10
20
30
40
50
60
70 m
目标体的 深度接近 实际
27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
0 H(m) -20
10
20
30
2005
北京
采用层状计算深度：
1号坑 2号坑
实 验 模 型 图 常 规 的 测 量 结 果
0
10 1 m
20
30
40 2 m
50
60
70m
H(m) -3 -5 -7 -9
0
10
20
30
40
50
60
70 m
目标体的深度接近实 际,但不能探测到1号 坑的异常体，对于2 号坑异常体在－3米 深反映不清晰。
1号坑 2号坑
0
10
1m
20
30
40
2m
50
60
70m
2005
北京
二、工作参数：
中心回线装置，点距为10m 发射回线：20m×20m， 接收探头有效面积：200m2，谐振频率：250KHz， 发射电流:6.0A，发射频率:25Hz，关断时间:48μs。
最早取样时间为16.7μs，浅层电阻率为5Ω· m， 计算后存在勘探盲区为9.15m。
40
50
60
70 m
“ 烟 圈” 计 算 结 果
-25
-30
-35
-40 0 0 5 10 10 15 20 20 30 40 50 60 70
目标体的 深度严重 偏离实际
2005
北京
“烟圈”理论在浅层探测时存在问题：
1. “烟圈”理论计算的深度从－20米以下，20米以上的深度 探测不到，实际并非如此，对于两个不同电阻率的两个低 阻体，测到50米处低阻异常体。对埋在1米的低阻体反映 不清楚。 2. 对于近地表浅层探测时， “烟圈”理论计算的视深度不在 适用，在浅层探测时计算结果严重偏离实际的深度，计算 的深度从距地表20米至40米之间，探测明显存在着盲区； 3. 对浅层1号坑的1米深的低阻异常反映不出来，但对于2号 坑的2米深的低阻异常，反映清晰，但异常体的深度位置 在视深度－25米至40米位置，与实际的目标体埋深不符。
0.0974 0.1198 0.1473 0.1798 0.2172
低阻异常
440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 8E+3 6E+3 4E+3 2E+3 0E+0 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 1E+3
70
目标体的深度同 实际非常吻合， 可以在－1.5米深 度探测到1号坑的 异常体，2号坑异 常体在－2米深度 反映清晰。
2005 北京
四、结论 1、常规瞬变电磁方法处理的在-10米存在探 测盲区，浅层信息丢失，不能探测到1米以内 的异常体。 2、通过采用一次场的剔出算法的处理，可以 清晰反映测线在20米处埋深1米的低阻体，以 及对50米处埋深2米的低阻体在－1.5米开始 有反映，而且可以明显区分两个不同电阻率 的低阻体的异常特征。 3、近地表的探测能力达到1米有效。 4、 “烟圈”在计算浅层深度时有一定的适 用范围。
实例之一 ：秦家屯模型实验勘察研究 一、模型概况
在秦家屯测区的村路和农田旁边，分别在1米和 2米深的位置埋设了不同电阻率的目标体，为 坑1号坑和2号坑，在1号坑中埋放了一个铁皮 盒子，高为0.5米的正方形，在2号坑中埋放了 高1.2米、长和宽均为0.8米和暖气片的低阻体。 2号坑的目标体的电阻率比1号坑目标体的电阻 率明显低。