CSAMT靜態效應校正方法研究

劉偉

(東北煤田地質局物探測量隊,遼寧沈陽 110101)

CSAMT靜態效應校正方法研究

劉偉

(東北煤田地質局物探測量隊,遼寧沈陽 110101)

可控源音頻大地電磁法(CSAMT),多用于深部隱伏金屬礦、油氣構造勘查、地熱資源勘查等。而地表局部電性的不均勻會在大地電磁測深過程中產生靜態效應。為提高勘探數據的質量,本文從CSAMT方法和靜態效應原理出發,建立空間濾波、中值濾波和EMAP濾波處理靜態效應的模型,并對實際資料進行處理,結果表明合理選擇濾波方法可以消除靜態效應,提高信噪比。

CSAMT 靜態效應 空間濾波 中值濾波 EMAP濾波

可控源音頻大地電磁法(CSAMT)在尋找深部隱伏金屬礦、油氣構造勘查、地熱資源勘查等方面取得了良好的應用效果。但是由于地表存在局部電性的不均勻，在勘探過程中會形成一種電荷積累的效應，從而造成視電阻率曲線發生上下移動，也就是常說的靜態效應。本文通過建立CSAMT靜態模型，選擇不同的靜態校正方法對數據進行靜校正，以分析靜態效應校正方法的適用性。

1 原理

1.1 CSAMT原理

CSAMT是基于電磁法理論和麥克斯韋方程組，在音頻大地電磁法和大地電磁法基礎上發展起來的一種人工源頻率域測深方法。Cagniard給出了CSAMT方法的卡尼亞視電阻率方程和趨膚深度公式：

1.2 靜態效應原理

靜態效應是大地電磁測深過程中，由于地表局部電性不均勻，產生電荷積累效應，從而使電場畸變，突出表現為頻率—視電阻率曲線在雙對數坐標中發生移動。靜態效應的主要特點包括：(1)靜態效應只影響電場數據，不影響磁場數據；(2)靜態效應會使視電阻率曲線發生上下偏移，但不改變形態和相位。

1.3 靜態效應校正方法原理

1.3.1 空間濾波法

圖1 模型靜態效應校正方法對比分析圖

圖2 東北某礦靜態效應校正結果分析圖

利用空間濾波法作靜態效應校正的基本思路是認為地下電性異常體和地表局部電性不均勻體引起的視電阻率沿測線變化是不同的，因此采用低通濾波器作空間濾波，可抑制高頻靜態效應。

1.3.2 中值濾波法

中值濾波是在空間濾波法的基礎上，采用中位法對濾波窗口內各測點的穩定頻率進行排序，然后選擇中位數作為測點數據的方法。

1.3.3 EMAP濾波法

電磁陣列剖面法(EMAP)是依靠密集數據，采用低通濾波方法消除淺部電性橫向不均勻性和地形起伏造成的靜態影響的處理方法。其實質仍然是低通濾波，但處理的數據既可以是波數域數據，也可以是空間域數據。

2 靜態模型分析

以均勻半空間中低阻靜態模型數據為例，設不均勻體寬50米，厚50米，頂部埋深分別為0米、50米、100米、150米和200米，大地電阻率為50Ω.m，靜態低電阻率為10Ω.m，測深點38個，頻率點14個。結合靜態效應校正方法，給出靜校結果，如圖1。

比較分析空間濾波法、中值濾波法、EMAP濾波法的模型應用效果，從圖1可知，空間濾波法能很好地抑制高頻特性的靜態效應，適用于任意電性結構，但參數選擇不當會造成校正過量或校正不足；中值濾波法適用于地下陡立電性分界面，且不改變階躍函數的空間位置和形態；EMAP濾波法可以自由選擇濾波窗口，簡化了數據處理方法，能有效地消除靜態效應。

3 實際應用效果

東北某礦區CSAMT收發距為6Km，測點距為50m，測量電極距50m，測深頻率為12～4096Hz，如圖2(a)可以看出，存在靜態效應，造成存在陡立斷層或巖脈的假象。利用靜態校正方法對靜態效應進行校正，校正結果如圖2(b)～2(d)。

從圖2可知，通過濾波處理后，不存在陡立面假象異常，靜態效應得到了壓制和削弱，層狀構造突顯出來，低阻異常也得到了明顯的突出。

4 結語

可控源音頻大地電磁法在勘探過程產生的靜態效應會給后期的資料處理解釋帶來嚴重的影響，為提高數據的質量，從空間濾波法、中值濾波法和EMAP濾波法的原理出發，通過模型和實際資料驗證，分析靜態效應校正方法的適用性和有效性，結果表明通過合理選擇濾波方法可以消除靜態效應，提高數據質量。

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