电性源瞬变电磁法全场区探测方法技术

本发明专利技术提供了电性源瞬变电磁法全场区探测方法，具体包括：在近场源情况下，采用电性源瞬变电磁法的探测方法，对深部地质目标体进行深部探测，获得观测数据；采用瞬变电磁全场区理论进行观测数据的处理及解释，完成对深部地质目标体的精细探测，获得深部地质目标体的信息。本发明专利技术能够快速、高效及准确地实现对深部地质目标体的三维探测，从而获得更精细深部地质目标体的信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地球物理勘探
，特别是涉及。
技术介绍
瞬变电磁场法(Transient Electromagnetic Field，简称TEM)是一种建立在电磁感应原理基础上的时间域人工源电磁探测方法。它是利用阶跃形波电磁脉冲激发，利用不接地回线向地下发射一次场，在一次场断电后，测量由地下介质产生的感应二次场随时间的变化，来达到寻找各种地质目标的一种地球物理勘探方法。随着科学与技术的发展和人类日益增长的需求，当代社会正面临着资源、人口、粮食和环境等一系列难题；资源紧缺以及地震灾害等，严重威胁着经济的发展、社会的进步和人类的生存。我国对资源的需求局面已是十分严峻。对石油和金属矿产日益严重依赖于进口。最近一、二十年来，人类社会金属矿产资源的需求几乎呈指数增长。需求量亦日益大幅度的增长；以煤炭为重要能源是我国的基本国策；淡水资源的贫缺已对人类生活与生存环境提出了严峻的挑战。工程勘察领域的深部目标体有效性勘察问题也日益显得重要。为此，加强国内资源勘查确是一项长期的根本任务和基本国策，预测、减轻和预防地震的发生及其破坏能力也是追在眉睫。浅部勘探和开发的资源量远远不足，且十分紧缺。必须强化进行第二深度空间 (500m 2000m)金属矿产资源的地球物理找矿、勘探和战略后备基地的建设；对煤炭的勘探与开采限于近地表浅层到700m深度之间，这是难以适应日益巨增的能源消耗，必须突破已有煤炭勘探与开采的框架，向深部发展，即在第二深度空间(500 2000m)进行煤炭的勘探与开发，以保证我国可持续发展的煤炭能源需求；另外，随着我国经济的快速发展，地下热水资源受到越来越多的重视，深部地下热水的有效、快速勘探是地球物理工作都的重要任务之一。第二深度空间的资源的发现必将作为我国未来资源的后备基地。为此，在多元利用资源的同时，必须立足本土，依据国家战略需求，开辟自主创新的道路，充分利用和发挥高分辨率地球物理场的效能，迅速强化进行第二深度空间高精度地球物理找矿、勘探与开发，以保证我国社会与经济的可持续发展。我国对资源的需求局面已是十分严峻。对石油和金属矿产材料的需求日益严重依赖于进口 ；以煤炭为重要能源是我国的基本国策；淡水资源的贫缺已对人类生活与生存环境提出了严峻的挑战。为此，加强资源勘查是一项长期的根本任务。因为浅部勘探和开发的资源量远远不足，且十分紧缺，必须强化进行第二深度空间(500m 2000m)金属矿产资源、 煤炭资源等的地球物理找矿、勘探和战略后备基地的建设；随着我国经济的快速发展，对深部地下热水资源的有效勘探成为热门。发现和利用新的物理参数、提出新勘探方法、提高现有的方法的勘探精度，向地球深部进行精确探测必然是今后发展的主导趋势。正是由于资源的严重短缺与日益增加的需求量的矛盾，瞬变电磁场法近年来得到了地球物理勘探领域的相关学者的广泛研究。Kaufaman和keller于1983年给出了瞬变电磁法所使用的理论基础。Rocroi和gole于1983年具体描述了轴向偶极接收装置的使用情况。目前在实际工作中，观测的是感应电压V(t)或垂直磁场的时间导数(Gimderson et al.，1986) (Sharma, 1997) (Strack, 1992)。Strack 等在 1989 年具体描述了长偏移距瞬变电磁法的数据解释方法。在一些地形不适合用地震反射波法探测(Reynolds，1997)时，长偏移距离法LOTEM起了重要的补充作用。严良俊(1999)以垂直磁场定义长偏移距瞬变电磁法探测深全区视电阻率。翁爱华O003)对长偏移距瞬变电磁法探测深甚晚期响应及视电阻率的数值计算进行研究。阎述O000)完成电偶源频率电磁探测深三维地电模型有限元正演，黄力军(1995)采用电性源瞬变电磁法进行煤田水文地质调查研究工作。瞬变电磁场法的研究工作主要包括了中心回线方式瞬变电磁法、长偏移瞬变电磁法及美国最新报道的多道瞬变电磁法MTEM(Multi-channel Transient ElectroMagnetic) 三个不同的代表性装置形式。中心回线方式瞬变电磁法采用了中心回线方式瞬变电磁法装置，由于此种装置导常简单，易于解释，得到广泛的应用。但是此种方法最大的缺点是探测深度相对较小，并且对高阻体的分辨能力相对较差。当边长较大时(大于300米)，对于几百米长的发射线框， 只观测发射线框中心一个点就移动位置，势必会大大降低TEM法的工作效率。为了减少场的横向不均勻性，可以只在回线内中心一定的范围内进行观测，形成特有的大回线源瞬变电磁类中心方式，目前使用的仪器如V-5、V8、⑶P-32、R0TEM、SIR0TEM、PEM等大多采用大回线装置形式。但在资料处理时，忽略了不同点场响应的差异性，认为在中间范围内观测时， 场基本上均勻。通常采用中心回线方式的计算公式进行资料处理。观测中的边缘效应，对于精细勘探来说是不可忽略的，应当予以消除。大定源瞬变电磁法，在回线内、外都可以观测， 勘探深度大，划分异常细，工作效率高，几台接收机可以同时工作。由于回线外场值较小， 且场不均勻，这种观测方式应用较少。目前回线源瞬变电磁法在工程、矿产勘查等方面得到广泛的应用。目前国内主要利用近区回线源瞬变电磁测深法，探测深度一般为nX 10 nXlO、。理论与实践证明，采用近区方式对地下导电体有反映优于远区，纵向及横向的分辨率均得到提高。且大大减少了体积效应。虽然近场情况下的的回线源瞬变电磁法得到普遍接受和应用，但是，电性源近区测深应用不多。长偏移瞬变电磁法采用较长的收发距(r = G 6)H)。长偏移瞬变电磁法法属于时间域电磁感应方法，它利用接地电极通以脉冲电流而在地下建立起一次脉冲磁场，在一次磁场间歇期间，在远场区的扇形区域内接收二次电磁场。由于早期信号反映浅部地电特征，晚期信号反映较深部地电断面，这就可以达到测深的目的。长偏移瞬变电磁法的装置方式的主要特点之一就是发射与接收较远，以确保观测信号属于远场区信号；同时，观测方式与CSAMT相类似。长偏移瞬变电磁法的缺点是信号较弱。对于长偏移距离法L0TEM，当收发距离较大时，可能跨越好几个构造单元，由于地质构造和地形起伏带来的电性变化，都由源传导到接收，再加上有用信号强度急剧下降，不利于精细探测。晚期只能确定总的纵向电导，不具备分层能力。使得一般只用于地质构造简单地形平坦，如油气勘探区。针对我国金属矿产勘查的复杂性，不适合用长偏移距离法L0TEM。2002 ^Ξ David Wright(Edinburgh, UK) dj MTEM(Multi-channel Transient ElectroMagnetic)的概念，MTEM方法不同于以往的TEM工作，采用接地导线源、发送随机编码、陈列式多道观测，它同时测量接收电压和输入的发送电流，并且脉冲响应是由这二者的反褶积得到的。多道瞬变电磁法采用的装置是多道瞬变电磁法的装置，此种装置的特点之一是发射源与接收位于同一条测线上，并采取没偏移距离；观测方式与地震勘探相类似； 接收的脉冲响应数据可以被像地震数据一样被处理，这是数据处理的一大进步。多道瞬变电磁法首先在2001年申请了专利；2003年Anton Ziolkowski等成立了 MTEM公司，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛囯强，闫述，陈卫营，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：