第2节频率域电磁剖面法

《第2节频率域电磁剖面法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2节频率域电磁剖面法（74页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第二节第二节 频率域电磁剖面法频率域电磁剖面法什么是电磁剖面法？什么是电磁剖面法？ 沿测线剖面移动观测，通常采用回线源装置，发沿测线剖面移动观测，通常采用回线源装置，发射线圈通入交变电磁场，接收线圈接收感应后的射线圈通入交变电磁场，接收线圈接收感应后的磁场，进而研究某一深度范围内电性的横向变化，磁场，进而研究某一深度范围内电性的横向变化，研究深度为几十米到几百米，主要应用于有用矿研究深度为几十米到几百米，主要应用于有用矿床的普查、地质填图、及工程地质、水文地质调床的普查、地质填图、及工程地质、水文地质调查中。普查对象主要是矿体、接触带、裂隙破碎查中。普查对象主要是矿体、接触带、裂隙破碎带、陡倾

2、斜地层、岩溶带、古河床等。带、陡倾斜地层、岩溶带、古河床等。一、大定源回线法一、大定源回线法对不接地的一个矩形回线通以谐变（脉冲）电流对不接地的一个矩形回线通以谐变（脉冲）电流形成发射源，固定不动，然后在回线内、外布置形成发射源，固定不动，然后在回线内、外布置的测线上追点进行磁场观测的一种电磁剖面法。的测线上追点进行磁场观测的一种电磁剖面法。TxTxRxRx4433221111SrSrSrSr4IH大回线场的特点：大回线场的特点：地面各点的磁场方向均垂直地地面各点的磁场方向均垂直地面，回线中部的磁场较均匀。对边长为面，回线中部的磁场较均匀。对边长为a a的正方形的正方形回线，如以与中心点磁场大

3、小相差不超过回线，如以与中心点磁场大小相差不超过40%40%为准，为准，则在回线中部则在回线中部0.6a0.6a及上下及上下0.18a0.18a的范围内可近似看的范围内可近似看成垂直的均匀场。因为它随深度减弱较慢，故有成垂直的均匀场。因为它随深度减弱较慢，故有较深的探测能力。回线外部一次场变化较大。较深的探测能力。回线外部一次场变化较大。1 1、谐变均匀场中导电导磁球体、板体的电磁异、谐变均匀场中导电导磁球体、板体的电磁异(1)(1)球体的电磁异常球体的电磁异常球体的异常分析球体的异常分析频率特性频率特性以上分析表明：以上分析表明：（1 1）无磁性导电球体在低频段工作时产生的虚分）无磁性导电球

4、体在低频段工作时产生的虚分量异常幅度大于实分量异常幅度，当频率较高时，量异常幅度大于实分量异常幅度，当频率较高时，实分量异常幅度大于虚分量异常幅度；实分量异常幅度大于虚分量异常幅度；（2 2）有磁性导电球体在低频段工作时产生的实分）有磁性导电球体在低频段工作时产生的实分量异常幅度大于虚分量异常幅度，在高频段工作时，量异常幅度大于虚分量异常幅度，在高频段工作时，实分量异常幅度仍大于虚分量异常幅度。实分量异常幅度仍大于虚分量异常幅度。（3 3）导电球体无论有无磁性虚分量异常均存在对）导电球体无论有无磁性虚分量异常均存在对应最佳频率的极值异常。应最佳频率的极值异常。球体的异常分析球体的异常分析剖面曲

5、线（空间分布）剖面曲线（空间分布） 异常分布特征：异常分布特征：（a a）ReHReH2x2x呈点对称异常分布呈点对称异常分布 ，其异常零值点为球，其异常零值点为球体的地面投影点；体的地面投影点；（b b）ReH2zReH2z为轴对称负异常分布，其异常极值点为为轴对称负异常分布，其异常极值点为球体的地面投影点；球体的地面投影点；（c c）鉴于虚部与实部有相同的几何因子，虚部与）鉴于虚部与实部有相同的几何因子，虚部与实部具有相同的分布形态特征，仅差常数因子不同实部具有相同的分布形态特征，仅差常数因子不同而己。而己。(2)(2)板状体的电磁异常板状体的电磁异常 对于有限板状体，即对于有限板状体，即

6、使是在均匀场激发的使是在均匀场激发的条件下，求解波动方条件下，求解波动方程仍是十分困难的。程仍是十分困难的。 但在某些特定条件下，但在某些特定条件下，可以采用近似计算法，可以采用近似计算法，求得板状体的异常分求得板状体的异常分布。布。 本节根据模拟实验结本节根据模拟实验结果讨论板状体的电磁果讨论板状体的电磁异常。异常。2 2、观测方法观测方法 实、虚分量法按线圈安放方位的不同，可沿测线实、虚分量法按线圈安放方位的不同，可沿测线逐点观测交变磁场的垂直分量或沿剖面方向的水逐点观测交变磁场的垂直分量或沿剖面方向的水平分量。既可观测这些分量的实部和虚部，也可平分量。既可观测这些分量的实部和虚部，也可观

7、测它们的振幅和相位。观测它们的振幅和相位。 该方法的主要优点是：异常幅度大，曲线形态简该方法的主要优点是：异常幅度大，曲线形态简单，当只观测振幅时工作效率高；缺点是仅当发单，当只观测振幅时工作效率高；缺点是仅当发射和接收仪器的稳定性很高时，方能保证观测精射和接收仪器的稳定性很高时，方能保证观测精度。度。（1 1）实虚分量法）实虚分量法xHRexHIm11zzHHHAzHRezHIm 垂直振幅异常垂直振幅异常剖面法野外观测要点：剖面法野外观测要点： 主要由发射机和接收机两部分组成。（主要由发射机和接收机两部分组成。（1 1）发射机是由）发射机是由固定频率的交流发电机或信号发生器以谐振形式向回线馈

8、送固定频率的交流发电机或信号发生器以谐振形式向回线馈送电流。（电流。（2 2）接收机则因视观测参数的不同而有很大差别。）接收机则因视观测参数的不同而有很大差别。当只观测振幅时，由接收线圈、选频放大和指示器组成；当当只观测振幅时，由接收线圈、选频放大和指示器组成；当观测实、虚分量时，尚需增加移相器和参考线。观测实、虚分量时，尚需增加移相器和参考线。 该观测方法是测量剖面上相邻两点磁场振幅的比值该观测方法是测量剖面上相邻两点磁场振幅的比值及两点磁场之间的相位差，亦称及两点磁场之间的相位差，亦称双框法双框法。如果供电。如果供电是通过是通过“无限无限”长接地导线实现的，则也可观测电长接地导线实现的，则

9、也可观测电磁振幅比及其间的相位差。磁振幅比及其间的相位差。两种场源的比较：两种场源的比较：无限长导线源：无限长导线源：优点：布置简单，观测面积大，工效优点：布置简单，观测面积大，工效高；缺点：含有传导类电流作用，受岩石导电性不高；缺点：含有传导类电流作用，受岩石导电性不均匀及覆盖层等非矿干扰大，在详查中较少使用。均匀及覆盖层等非矿干扰大，在详查中较少使用。不接待回线源：不接待回线源：优点：不包含传导类电流场，便于利优点：不包含传导类电流场，便于利用频率特性研究异常性质；缺点：布置回线麻烦，用频率特性研究异常性质；缺点：布置回线麻烦，有效工作面积小，一般用于详查中。有效工作面积小，一般用于详查中

10、。（2 2）振幅比）振幅比- -相位差法相位差法11()111nnnniinnninnnHH eHeHH eH工作中通常保持两接收线圈水平，即观测磁场垂直工作中通常保持两接收线圈水平，即观测磁场垂直分量的振幅比和相位差。如果将第分量的振幅比和相位差。如果将第n n个测点的磁场个测点的磁场（谐变场）垂直分量记为：（谐变场）垂直分量记为：式中式中 号表示磁场为复量，不带号表示磁场为复量，不带 号的号的H H为振幅，为振幅，为相位，则相邻两点磁场垂直分量的比为：为相位，则相邻两点磁场垂直分量的比为：ninnH He在普查工作中或当矿体产状较陡时，常将测线延伸在普查工作中或当矿体产状较陡时，常将测线延

11、伸到回线以外进行观测。根据模型实验结果，振幅比到回线以外进行观测。根据模型实验结果，振幅比相位差法的最佳线框距约为相位差法的最佳线框距约为二倍二倍目标体埋深。目标体埋深。实例：广东某磁铁矿实例：广东某磁铁矿区回线法观测结果区回线法观测结果 工作时选用工作时选用500m500m200m200m的矩形回的矩形回线。回线内中心测线线。回线内中心测线上的垂直分量振幅和上的垂直分量振幅和水平虚分量观测结果水平虚分量观测结果4 4、应用实例、应用实例异常特点：异常特点：（1 1）当工作频率较低时（）当工作频率较低时（220Hz220Hz及及660Hz660Hz），异常主要反映导电性），异常主要反映导电性较