一种天然电场日变校正方法技术

一种天然电场日变校正方法。本方法采用一台测量天然电场设备按照某种时间间隔采集某个已知地质点的天然电场信号，根据天然电场的采集时刻、频率等参数，采用公式Fn(f)＝(Un(Tn,f)‑UO(Tn,f))*LO/UO(Tn,f)/Ln对其他测点的天然电场数据进行校正，从而剔除天然电场信号的随机变化和干扰，更真实地反应测区的地质情况，提高整个测区内的天然电场数据质量，提高勘探效果。

A Daily Variation Correction Method for Natural Electric Field

【技术实现步骤摘要】
一种天然电场日变校正方法
本专利技术涉及一种勘查地球物理领域的提高天然电场勘探效果的天然电场日变校正方法。
技术介绍
在电法勘探中有一种采用测量天然电场进行地质勘探的选频法。该方法采用两个接地的测量电极直接测量大地的天然电场不同频率的电场信号强度，而无需测量大地的天然磁场，也无需布置人工电场，故该方法的工作效率较高、勘探成本低、抗人文电磁干扰能力强，在地质勘探中具有比较明显的优势。但由于形成大地的天然电场信号的激励源并不是稳定的，不但不同频率的激励源的信号强度不同，即使是相同频率的激励源的信号强度也会随着时间发生变化，故不同时刻获取的相同频率的天然电场信号强度不同；另由于人文电场干扰也随着时间发生变化；若对不同时刻获取的天然电场数据进行直接解译，则会由于不同时刻的激励源信号强度和人文电场干扰不同，导致不同时刻获取的天然电场数据可比性降低，从而影响该方法的勘探效果。这也是选频法目前更多的作为前期定性勘探的主要原因。目前关于选频法的天然电场数据的日变校正方法一般是采用测量点上的实测数据与日变站的实测数据进行直接比值计算，该方法虽然能在一定程度上对日变进行校正，但由于野外实测过程中获取的天然电场数据包含随机干扰信号，通过直接比值方法处理，并不能降低随机干扰的影响，从而影响勘探精度。基于目前天然电场勘探所存在的上述问题，为提高该方法的勘探效果，故值得开展天然电场日变校正方法研究，以便减少随机干扰对实测数据的影响，提高天然电场的勘探精度。
技术实现思路
：本专利技术的目的是基于现有选频法所存在不同时刻的天然电场信号可比性低、勘探效果较差等问题，提出一种天然电场日变校正方法，减少不同时刻、不同频率由于天然电场的激励源信号和人文电场发生变化的影响，从而提高天然电场的勘探精度和效果。一种天然电场日变校正方法，其具体步骤如下：a)选择地质情况基本已知、人文电场干扰小的已知点布设一台测量天然电场的电法设备，按照某个时间间隔测量已知点某时间段、某些频率值的天然电场信号和记录每次测量天然电场的采集时刻，形成已知点的天然电场信号时间序列数据UO(t,f)，并记录已知点的天然电场测量极距LO；其中t代表采集时间，f代表天然电场信号的频率，o为已知点的编号。已知点的选择可以结合前期的地质等方面的成果进行选择，尽量选择地质情况简单、地层稳定、干扰小的地点布置已知点的电法设备；测量的时间间隔可以根据仪器的存储空间大小、野外测点多少、勘探精度要求等进行选择；为提高已知点的天然电场信号稳定性，采用不极化电极作为测量电极；已知点的测量天然电场的电法设备可以设置测量天然电场总场信号或天然电场频率域信号；已知点的测量天然电场的电法设备的工作参数与测点的测量天然电场的电法设备相同，但数据采集的时间间隔可以不同；已知点的测量天然电场的测量时间范围完全覆盖测点的测量天然电场的测量时间范围。b)在勘探区内采用其他的测量天然电场的电法设备，测量勘探区内测点的天然电场数据Un(Tn，f)；其中Tn为数据采集时刻；n为自然数，代表不同测点的编号；f代表天然电场信号的频率且与步骤a)中的频率值相同；并记录相应测点的天然电场测量极距长度Ln。可以采用多台或一台天然电场的电法设备测量勘探区内所有测点的天然电场数据；为提高勘探效果，对所有测量天然电场的电法设备进行一致性测量，获取不同设备之间的系统差；测点上的天然电场的电法设备采用铜电极作为测量电极，以便减少野外工作难度，提高工作效率；测点的天然电场的电法设备的工作参数与已知点的天然电场的电法设备的工作参数相同；测点的天然电场的测量时间范围完全包含在已知点的天然电场的测量时间范围之内。c)根据步骤b)中测点的天然电场数据采集时刻Tn；其中n为自然数，代表不同测点的编号；从步骤a)获取的已知点的天然电场信号的时间序列数据UO(t,f)中选择出与步骤b)中相应测点的天然电场数据相同采集时刻Tn、相同频率的已知点的天然电场信号UO(Tn,f)，对步骤b)获取的测点的相同采集时刻Tn、相同频率的天然电场数据Un(Tn，f)采用公式Fn(f)＝(Un(Tn,f)-UO(Tn,f))*LO/(UO(Tn,f)*Ln)进行计算，获得相应测点、相应频率的经过日变校正后的Fn(f)数据。由于野外实测的天然电场数据总会存在一些随机干扰，而同一个时刻的已知点和测点上的天然电场数据的随机干扰存在一定程度上的相关性，故采用(Un(Tn,f)-UO(Tn,f))的求取差值方式，能减少差值中的随机干扰信号的影响，再与已知点的日变数据进行比值计算，则能进一步减少随机干扰的影响，从而所得的Fn(f)数据更真实的反应实际地质情况。若天然电场的电法设备存在系统差，则对Fn(f)数据进行系统差校正，剔除不同仪器之间的系统误差，进一步提高勘探效果；通过以上方式处理的所有测点的Fn(f)数据剔除了由于不同时刻天然电场的激励源信号强度不同、人文电场干扰不同等引起的数据变化，而增加了整个测区内测点的天然电场数据的可比性，从而提高了勘探效果和勘探精度。d)结合已知点的已知地质情况，对所有测点的所有频率的Fn(f)数据进行成图分析和解译，判断所有测点的地质情况。获取已知点的地质分层、电性特征等，并结合其他方面的成果绘制地电断面；根据已知点的地电断面等地质信息，结合所有测点的Fn(f)数据根据不同的频率值可以定性地划分所有测点的地质分层、地质异常体等。当某个测点的某个频率的Fn(f)等于或接近于0，则表明该测点的该频率所反应的电性特征与已知点的相应频率所反应的电性特征相同或类似；若某个测点的某个频率的Fn(f)明显大于0，则表明该测点的该频率所反应的电性特征相对于已知点的相应频率所反应的电性特征而言，呈现高阻异常反应，且差别越大，高阻异常趋势更大；若某个测点的某个频率的Fn(f)明显小于0，则表明该测点的该频率所反应的电性特征相对于已知点的相应频率所反应的电性特征而言，呈现低阻异常反应，且差别越大，低阻异常趋势更大；根据以上的判断从而对整个测区的地质异常情况基于已知点的地质特征进行综合判断和解译。以上步骤中的已知点和测点上获取的天然电场信号和数据均按照相应点的测量极距进行距离归一化处理的目的是为了减小由于不同测点的测量电极长度不同引起的信号差别，也能为野外工作中根据不同测点的实际情况布置更符合野外现场的测量电极，减小野外工作难度，增强该方法的野外适应性和灵活度。测量天然电场的选频法工作效率高，勘探成本低，但勘探精度较低，通过以上方式开展的日变校正后，则能提高选频法的勘探精度，从而扩大该方法的适用范围，实现以高勘探效率的方式获得更高勘探效果。附图说明：图1为本专利技术的一种天然电场日变校正方法流程图；图2为现有天然电场常规勘探方法流程图；图3为本专利技术的一种天然电场日变校正方法的野外实测数据的野外布置示意图。图3中O为地质情况已知的已知点，1～36为36个测点的编号，实心十字形符号表示已知点的位置，实心点符号表示测点的位置。具体实施方式：以下参照图1、图2、图3结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图3所示，需要对图3中的勘探区内36个测点采用本专利技术所提出的日变校正新方法开展天然电场勘探，其具体步骤如下：1)选择两台测量天然电场的电法设备，先进行两台电法设备的一致性测试，把本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然电场日变校正方法，其具体步骤如下：a)选择地质情况基本已知、人文电场干扰小的已知点布设一台测量天然电场的电法设备，按照某个时间间隔测量已知点某时间段、某些频率的天然电场信号和记录每次测量天然电场的采集时刻，形成已知点的天然电场信号时间序列数据UO(t,f)，并记录已知点的天然电场测量极距LO；其中t代表采集时间，f代表天然电场信号的频率，o为已知点的编号；b)在勘探区内采用其他的测量天然电场的电法设备，测量勘探区内测点的天然电场数据Un(Tn，f)；其中Tn为数据采集时刻；n为自然数，代表不同测点的编号；f代表天然电场信号的频率且与步骤a)中的频率值相同；并记录相应测点的天然电场测量极距长度Ln；c)根据步骤b)中测点的天然电场数据采集时刻Tn和频率参数；其中n为自然数，代表不同测点的编号；从步骤a)获取的已知点的天然电场信号的时间序列数据UO(t,f)中选择出与步骤b)中相应测点的天然电场数据相同采集时刻Tn、相同频率的已知点的天然电场信号UO(Tn,f)，对步骤b)获取的测点的相同采集时刻Tn、相同频率的天然电场数据Un(Tn，f)采用公式Fn(f)＝(Un(Tn,f)‑UO(Tn,f))*LO/(UO(Tn,f)*Ln)进行计算，获得相应测点、相应频率的经过日变校正后的Fn(f)数据；d)结合已知点的已知地质情况，对所有测点的所有频率的Fn(f)数据进行成图分析和解译，判断所有测点的地质情况。...

【技术特征摘要】
1.一种天然电场日变校正方法，其具体步骤如下：a)选择地质情况基本已知、人文电场干扰小的已知点布设一台测量天然电场的电法设备，按照某个时间间隔测量已知点某时间段、某些频率的天然电场信号和记录每次测量天然电场的采集时刻，形成已知点的天然电场信号时间序列数据UO(t,f)，并记录已知点的天然电场测量极距LO；其中t代表采集时间，f代表天然电场信号的频率，o为已知点的编号；b)在勘探区内采用其他的测量天然电场的电法设备，测量勘探区内测点的天然电场数据Un(Tn，f)；其中Tn为数据采集时刻；n为自然数，代表不同测点的编号；f代表天然电场信号的频率且与步骤a)中的频率值相同；并记录相应测点的天然电场测量极距长度Ln...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春明，程云涛，郭振威，袁昀希，胡隆运，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43