提高電磁法信號采集質量和勘探效果方法的討論

卜傳新

（湖南有色地質勘查局二四七隊，湖南 長沙 410129）

隨著礦產資源的探測深度增加，探測的信號隨深度增加而漸弱，地球物理勘探逐漸步入探測弱、微信號階段，除開發研制新的地球物理勘探手段、儀器，還要提高儀器接收信號的靈敏度和精度，抗干擾能力，適應攻深找盲，提高采集信號質量和勘探效果。如何有效抑制或消除全空域效應，國內外相關研究十分活躍，取得了不少基礎理論和實際應用成果，有些地球物理勘探方法解決了全空域效應，有些還停留在理論階段，有些雖解決但隨勘探精度提高，原有抑制或消除全空域效應方法不能滿足相應精度。本文討論提高電磁法信號采集質量，從而提高勘探效果的方法。的信號逼近探測空域地質因素所引起，即抑制或消除全空域效應原理[1]。抑制或消除全空域效應的方法一般有：①編制軟件－確定信號來源、象限空域、性質，模擬相關環境計算來自非探測象限空域信號值修正實測信號值，使實測信號值逼近客觀真實，實現抑制或剔除非探測空域信號；②研制某種裝置直接屏蔽來自非探測空域信號或向非探測空域發送信號；③研制相關儀器觀測干擾信號隨時間變化量，數據整理時改正相應時點干擾信號變量。本文討論的就是以方法②來實現電磁法采集信號值逼近客觀真實。

1 全空域效應、影響采集信息質量機理、抑制或消除全空域效應原理

全空域效應，就是全空域存在某種信號，當采集該信號時，不是單純來自某個方向或某個象限的信號，而是上下左右前后“全空域”信號的疊加或集合[1]。

“全空域”信號疊加或集合，將可能產生：①信號同頻率同步同向疊加，強度增強甚至“共振”；②信號同頻率同步反向疊加，強度減弱或歸零或反向；③同頻率異步疊加，信號強度增強或減弱或反向，波形變異；④異頻率同步或異步同向或反向疊加，信號增強或減弱或反向，波形異形。可見，全空域效應將掩蓋或壓抑有用異常，產生虛假異常，無法判別異常源歸屬于哪個象限空間和識別異常真偽[1]，嚴重影響垂向和水平分辨率，制約勘探效果，這就是影響采集信號質量從而影響勘探效果的機理。采取方法手段抑制或剔除或屏蔽來自非探測空域信號（對于探測空域來說為干擾信號），提純探測空域有用信號，提高采集信號質量－所獲得

2 電磁法勘探中的全空域效應及來源

以地殼中巖、礦石的導電性、導磁性和介電性為主要物性基礎，根據電磁感應原理，通過觀測和研究電磁場的空間和時間分布規律，尋找礦產資源和解決地質、環境工程等問題的一組電法勘探方法，叫電磁感應（EM）法簡稱電磁法[2]。

根據感應場不同，電磁法分為連續諧變（頻率域）電磁法和階躍瞬變（時間域）電磁法兩類。

頻率域電磁法（無論主動源還是被動源）以平面或視平面電磁場作為激發場（發射源），激發場即一次電磁場激發地中的二次電磁場，一次電場與二次電場疊加形成總合電場EX，一次磁場與二次磁場疊加形成總合磁場HY。頻率域電磁法一般觀測的參數：總合電場EX、總合磁場HY。視電阻率計算公式[3]：

式中：f－激發場頻率。

實際工作中，頻率域電磁法觀測的總合磁場HY，除地中介質形成一次磁場與二次磁場外，還有非探測空域的電離層、廣播電臺、通訊塔、空中/海上導航臺、通訊/電輸送線…電流體系產生的磁場，這來自非探測空域的磁場是頻率域電磁法的干擾，也是所謂的全空域效應。純地形起伏對總合電場EX有影響，該影響嚴格意義也屬來自非探測空域，是全空域效應。室內、巷道、礦井…等封閉空間環境，非探測空間感應磁場也是全空域效應。

時間域電磁法即瞬變電磁法是階躍瞬變電場激勵地中介質感生二次瞬變電場，觀測二次瞬變電場隨時間變化響應電位V(t)/I（μV/A）。由于“煙圈效應”，發送回線產生的階躍瞬變電場全空域傳播，于室內、巷道、礦井…等封閉空間環境，將激勵非探測空域介質感生二次瞬變電場，該二次瞬變電場將與探測空域二次瞬變電場疊加于接收回線，是非探測空域干擾即全空域效應。

3 抑制或消除全空域效應思路、方法

一般而言，地球物理勘探理論、數據處理理論、推斷解釋理論和經驗、勘探活動等建立在半空域基礎上，采集的數據或者經過數據處理獲得的信息也是半空域的。全空域效應中非探測（半）空域的某種數據信息或信號，就是相應地球物理勘探方法探測（半）空域干擾，只有抑制或消除其，才能使野外采集的數據信息逼近客觀本源，提高地球物理勘探方法的勘探效果。

2章可知，頻率域電磁法觀測的總合磁場HY是一次磁場（激勵磁場）＋地下二次磁場（感應磁場）＋電離層、廣播電臺、通訊塔、空中/海上導航臺、通訊/電輸送線…電流體系產生磁場（非探測空域磁場）或在室內、巷道、礦井…等封閉空間環境中非探測空間的感應磁場，抑制或消除非探測空域的磁場即全空域效應的思路、方法：在磁探頭非探測空域方向安裝一屏蔽裝置，屏蔽來自非探測空域（方向）的一切磁場，或者象廣域電磁法只采集電場信息，以電場來計算視電阻率。純地形起伏對頻率域電磁法的總合電場EX有影響，參照李金銘著《地電場與電法勘探》中的“比較法”[2]進行抑制或消除。瞬變電磁法在室內、巷道、礦井…等封閉空間環境中非探測空域介質感生二次瞬變電場即全空域效應的抑制或消除思路、方法：在發送回線或接收回線的非探測方向（或空域）安裝屏蔽裝置，屏蔽發送回線向非探測空域發送瞬變電場，或屏蔽接收回線接收來自非探測空域一切瞬變電場。

4 結論

全空域效應是影響所采集的信號或數據信息客觀真實性的干擾之一，只有通過一切可能的、不含或少含主觀因素的技術方法、手段，抑制或消除干擾，才能真正令所采集的信號或數據信息逐步逼近客觀真實，提高勘探效果和效率。