近场效应对CSAMT一维反演的影响分析

■卢　蕾　刘　登　董志泉　徐扬威（内蒙古自治区第六地质矿产勘查开发院内蒙古呼伦贝尔021000）

近场效应对CSAMT一维反演的影响分析

■卢蕾刘登董志泉徐扬威
（内蒙古自治区第六地质矿产勘查开发院内蒙古呼伦贝尔021000）

CSAMT是由MT发展而来，但MT的很多成熟理论CSAMT还不能完全应用，其主要原因在于人工控制源带来的一系类效应，CSAMT的几种效应主要有：静态效应；近场效应；场源效应；阴影效应及地形效应，其中近场效应对可控源测深效果的好坏起着非常重要的作用，所谓近场效应是因为CSAMT的场源距离是有限的，当发射的频率降低到一定程度时，观测点的一次场已不是平面波，而是平面波和地层波两种波的叠加，这种非平面波效应称为近场效应，在用观测到的数据做一维反演时必须对近场效应作近场校正，这样反演的结果才能真实的反映地下的地电特征。

CSAMT近场效应平面波反演近场校正

CSAMT法是采用可以控制的人工场源的一种方法，常用的场源有两种：一种叫水平电偶极子，是指用一定长度的导线直接连接供电电极；另外一种称为垂直磁偶极子，是指将交变电流直接供入一个不接地的水平线圈作为场源。在实际应用中我们常用的是水平电偶极子场源。在介质中的电磁波为横波场，在实际测量中需要测量的参数是两个正交的电场和磁场，当以水平电偶极子作为场源时，则在导线上产生的电磁波向各个方向传播，其传播的途径主要途径为地面波和地层波两种，而我们需要研究的是近乎垂直入射的地面波又称水平极化平面波，根据地层波的作用程度，可划分出波区和S区（测深曲线呈S形态已无法分辨地层的地电特征），当收发距r》λ1/2Π时，定义为波区，这时地面波对观测值起主导作用，地层波不起作用；当收发距r≤λ1/2Π时，定义为S区，地层波对观测值起主导作用。考虑到最大勘探深度与收发距r的关系，我们定义r》6H时认为地层波的影响已经消失，但当发射频率f大大降低后，地层波的影响又会加大，这样导致电磁波对地层的垂向分辨率降低，所以我们规定收发距r同时满足r》6H且r》λ1/2Π时，CSAMT测得的测深曲线为完全波曲线，这时的场区我们称为远场；当r》6H但r≤λ1/2Π时，这时的场区为过渡区；地层波和地面波同时起作用，电磁波垂向分辨低，当r《H时，场区为近区，在近区测量时，其测深曲线已经无法完成地质探测任务，在实际工作中所测数据不可用。

当场源发射频率降低到一定程度时，观测点接收到的一次场已经不是平面波，这种非平面波效应称为近场效应。因地下电磁波衰减和距离有关，在一定的距离外，地下电磁波衰减为0，变为平面波，且地下电磁波衰减和频率有关，高频时地下电磁波衰减为0，观测到的是平面波即地面波，低频时，地下电磁波衰减不为0，观测点观测到的电磁波是地层波与地面波的叠加，为球面波，这样降低了电磁波的垂向分辨能力。均匀大地低阻基底时CSAMT标准曲线为：远区视电阻率由第一层的电阻率向低阻变化，相位由45度上升，近区视电阻率接近45度渐进线，相位趋于0，过渡区介于远区和近区之间；均匀大地高阻基底时CSAMT标准曲线为：远区视电阻率等于第一层的电阻率，相位为45左右，近区视电阻率接近45度渐近线，相位趋于0，过渡区视电阻率曲线有个“负尖峰”急上急下，在做一维反演时容易把这个“负尖峰”反演成低阻层而对解释造成误解，在实际测量中我们常遇到的情况都是基地高阻，因为近场效应，均匀半空间的卡尼亚电阻率不等于真电阻率；因为近场效应，均匀大地高阻基地时，视电阻率曲线会出现负尖峰和低频45度变化的现象，这样在做一维反演时，反演出的视电阻率容易出现高低高的现象，让人误以为中间一层为低阻层，实际上时因为没做进场校正而反演出的负尖峰现象。而在均匀大地低阻基地时，因为进场效应的作用，远区的长度会被延长，这样在解释数据时就会出现很多假异常，增加了解释的难度。所以近场校正对CSAMT一维反演有非常重要的意义。

近场校正的目的是把非平面波的响应校正成平面波的响应，以便用成熟的大地电磁理论来反演解释理论不是很成熟的CSAMT数据，但理论上讲，实现的可能性近乎为零，目前我们所谓的进场校正，是计算严格意义下的CSAMT视电阻率。

采集原始数据的精度决定了反演的精度，提高了原始数据的精度等于提高了反演的精度。在CSAMT的实际应用过程中，近场效应不可避免，怎样在有近场效应的前提下，提高数据的采集精度是我们值得考虑的问题，首先合理的收发距是关键因素之一，收发距越大，曲线进入过渡区晚，数据的有效性越强，所以在保证高信噪比的情况下，收发距是越大越好的；其次，选择合适的频率分布密度和频率间隔宽度也很重要，频率间隔太大，深度分辨率会降低，间隔太小，单一频点叠加次数变少，信噪比低，数据质量不好；最后，要保证数据质量的真实可靠性，在合理的收发距和合适的频点基础下，尽量采用一个电道对应一个磁道的观测方法，而摈弃以前的一磁道多电道的传统做法。

[1]可控源音频大地电磁法理论与应用/石昆法著.-北京：科学出版社，1999.10.

[2]可控源音频大地电磁数据正反演及方法应用/底青云，王若等著.-北京：科学出版社，2008.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-1-199-1