起伏地形可控源音频大地电磁法响应规律研究

作     者：张卓君 

作者单位：太原理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：余传涛;李自红

授予年度：2022年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：可控源音频大地电磁法 一维模拟 二维模拟 响应特征 

摘      要：随着CSAMT在实际勘探领域的深入发展和广泛应用,勘探中存在的诸多影响因素也随之出现,特别是起伏地形条件会导致CSAMT勘探结果产生严重的畸变,对地质异常体的探测精度造成较大影响。本文从CSAMT的基本理论出发,根据实际地质情况,建立不同的模型,研究不同地形、地电条件的CSAMT电磁响应特征,得出的主要结论如下:1.一维模型:（1）在H型模型下,只有覆盖层的电阻率远高于中间低阻层电阻率或者低阻层厚度远大于覆盖层厚度时,对低阻层的响应才能更加清晰,且120/140点滤波系数要优于47/61点滤波系数;（2）在A型模型下,当减小覆盖层的电阻率时,三层断面的响应可以充分的体现出来;当增大顶层与中间层厚度差时,更能准确地反映出模型;（3）在K型模型下,当增大覆盖层的电阻率时,视电阻率曲线对高阻断面的反映变得明显,其中收发距越长,对其反映结果越明显,且47/61点滤波系数要优于120/140点滤波系数;当增大高阻层的厚度和减小覆盖低阻层的厚度,两种滤波系数的视电阻率模拟结果均对高阻反映的效果更加清晰;（4）在Q型模型下,改变层厚度更能充分地反映出模型,说明层厚度大小对正演响应结果有重要的作用。2.二维模型:（1）视电阻率（ρ）和视相位均受起伏地形的影响:在山谷处表现为虚假的高电阻率异常、低相位异常,在山脊处表现为虚假的低电阻率异常、高相位异常。（2）较山谷纯地形,山谷地形含低阻体使视电阻率下降,视相位上升;含高阻体使视电阻率上升,视相位下降。较山脊纯地形,山脊地形含低阻体使视电阻率下降,视相位上升;含高阻体使视电阻率上升,视相位下降。（3）起伏地形水平宽度由480 m减小到400 m时,山谷地形中（含低阻体）视电阻率的幅度差减小,异常中心点处的视电阻率值从834Ω·m变为789Ω·m;山谷地形中（含高阻体）视电阻率的响应范围和幅度差均减小,异常中心点处的视电阻率值从11Ω·m变为10.36Ω·m;而山脊地形中（含低阻体）视电阻率的响应范围和幅度差均增大,异常中心点处的视电阻率值从173Ω·m变为115Ω·m;山脊地形中（含高阻体）视电阻率的响应范围和幅度差均增大,异常中心点处的视电阻率值从8.96Ω·m变为8.47Ω·m。（4）起伏地形高差由40 m增大到120 m时,山谷地形中（含高阻体或低阻体）视电阻率的响应范围和幅度差均增大,山谷地形中（含低阻体）异常中心点处的视电阻率值从644Ω·m变为829Ω·m,山谷地形中（含高阻体）异常中心点处的视电阻率值从10.2Ω·m变为10.4Ω·m;而山脊地形中（含高阻体或低阻体）视电阻率的响应范围和幅度差均增大,山脊地形中（含低阻体）异常中心点处的视电阻率值从353Ω·m变为144Ω·m,山脊地形中（含高阻体）异常中心点处的视电阻率值从9.55Ω·m变为8.76Ω·m。（5）起伏地形围岩电阻率由250Ω·m增大到1000Ω·m时,山谷和山脊地形中视电阻率的幅度差均增大,山谷地形中异常中心点处的视电阻率值从358Ω·m变为1588Ω·m,山脊地形中异常中心点处的视电阻率值从128Ω·m变为428Ω·m。（6）起伏地形中异常体埋深由120 m增大到320 m时,山谷和山脊地形中视电阻率的响应范围和幅度差均减小,山谷地形中异常中心点处的视电阻率值从106Ω·m变为51Ω·m,山脊地形中异常中心点处的视电阻率值从98Ω·m变为45Ω·m。（7）随着起伏地形中异常体规模的增大,山谷地形中视电阻率的响应范围和幅度差均减小,异常中心点处的视电阻率值由大—小—大变化;山脊地形中视电阻率的响应范围和幅度差均增大,异常中心点处的视电阻率值由大—小—大变化。最后研究了地形校正方法并对山西省某煤矿CSAMT实测数据进行校正,结果得到钻孔验证。