大地电磁介绍07.06.01

MT survey（大地电磁探测）简介 1、 大地电磁（MT）测量 大地电磁法（Magnetotelluric mehtod, MT) 是利用天然电磁场作场源，是在地面布设仪器测量5 个分量的电磁场（3 各相互垂直的磁场分量Hx, Hy and Hz 和 2 个相互垂直的水平分量Ex, Ey）（图1） . 图 1 野外观测装置示意图（包括3 个磁场分量，2 个电场分量） 2、大地电磁数据处理 对观测记录的5 个分量的原始时间序列（time series)数据，通过频谱(spectre)分析，获得各个场分量的频谱，然后计算它们各自的和相互之间的自功率谱和互功率谱(auto, cross- spectrum )，进而计算反映地下构造的张量阻抗(tensor impedance)，以及视电阻率 (apparent resistivity)、阻抗相位(impedance phase)等其他参数（图2）。 图 2 数据处理流程示意图 电磁场的谱和张量阻抗之间的关系为 Ex = Zxx Hx + Zxy Hy Ey = Zyx Hx + Zyy Hy Hz = A Hx + B Hy 其中，Hx, Hy Hz Ex, Ey 分别代表各个场分量的频谱。 Zxx Zxy Zyx Zyy 是张量阻抗的4 个元素，A 和 B 是反映构造横向不均匀性的量，称为倾子（Tipper). 利用张量阻抗的元素，例如Zxy Zyx 可以计算视电阻率和阻抗相位。例如： 视电阻率 ρ (xy) ≈ 0.2 |Zxy|2 / f, 相位 φ (xy) = arctag (Im Zxy/ Re Zxy) 其中，f 是频率。 图 3 是得到的视电阻率和阻抗相位图 图 3 视电阻率（上图）和阻抗相位（下图）， 横坐标是数据的周期 3、大地电磁数据反演 对视电阻率和阻抗相位等参数进行反演(inversion)解释得到地下的构造认识。对于资料的反演，目前较成熟的是二维反演方法(2-D inversion)。现世界上可用的先进的二维反演方法有几种，每种方法都有自己的优势，可以选择或对比使用。图 4 是对观测资料（视电阻率、相位等）进行反演过程示意图 反演得到的是沿每个测量剖面的地下的二维电性结构（电阻率或电导率）， 基于电性结构，进行地质解释。 4、一些先进数据处理和解释技术的应用 当前，为了提高观测资料的质量，即克服其他干扰因素的影响，一般采用远参考道(remote reference MT)测量法，并结合先进的对数据进行处理的robust 技术，得到资料误差尽量小的视点阻率、阻抗相位以及其他资料，以保证反演解释结果的可靠性。 远参考道方法是，在观测目标区之外的其他地方（一般选择构造相对简单、干扰相对较小的地方），架设另一套完整大地电磁...