野外观测与室内数据处理及反演
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发布时间：2022-05-21 14:44
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时间：2023-10-29 13:39
2001年11～12月间，我们从山西应县出发，向东南越过恒山、太行山脉，穿过河北平原，抵达山东商河，全程逾600km，直线距离450km，共布置34个大地电磁测深点，平均点距约10～15km（图6.10）。该剖面位置大致与“响水—满都拉”GGT地学大断面的中段（淄博—应县）重合，但测点却密得多（淄博—应县剖面上，测深点平均点距约50km）；因此，其研究结果显然比“响水一满都拉”地学大断面关于地壳电性结构的研究成果更细致，也更接近真实。
图6.10 应县—商河大地电磁测深剖面位置图
对于深部地球物理探测来说，为了取得可靠的研究成果，首先必须保证野外数据采集质量，这除了需要先进的仪器之外，还需要先进的数据采集技术。因此，在进行应县—商河剖面的大地电磁数据采集时，我们选用了美国EMI公司的MT-24局域网络型大地电磁系统。该系统是目前最先进的宽频大地电磁测深仪器，它包括电道采集单元（FAM-2）、磁道采集单元（FAM-3）、带GPS的控制存储单元（CSU-GPS），便携式计算机，磁传感器（BF-7、BF-4）和不极化电极等等。仪器具有低噪声、大动态范围、多道多功能的特点。配置的磁传感器频带为0.0001～1000 Hz，灵敏度为0.3 V/n T。
在野外数据采集时，记录大地电磁场5个分量的“时间序列”，每个测点上记录时间均大于20小时，所采集的MT信号的频率范围为3.2×102～4.6×10-4Hz。为了改善野外数据采集质量，观测时以相邻测点互为参考，实施了远参考道技术，参考点与观测点距离约10～15km。
当取得可靠的野外数据后，我们采用目前先进的MT数据处理技术对野外实测数据进行处理；这包括时间序列的Robust估计，Rhoplus分析和复阻抗张量分解（Egbert et al.，1986）。经过处理，得到高精度的大地电磁响应估计值（图6.11）。随即，运用二维快速松弛反演算法进行MT数据的二维反演（Smith et al.,1996）。图6.12所示是MT二维反演时TM模式的拟合结果；如图所示，该剖面二维反演模型MT响应的理论计算结果与实测数据大体相似，这表明MT二维反演结果与观测剖面实际的地壳电性结构相近。图6.13所示即是应县－商河剖面大地电磁二维反演模型，其横轴表示剖面线（m），纵轴表示反演深度（km），断面上色块反映了反演模型的电性结构图像，红色表示“低阻体”，蓝色表示“高阻体”；“色标”表示的是电阻率的常用对数值，单位为Ω·m。
图6.11 HB08号点大地电磁测深曲线
图6.12 MT二维反演时TM模式的拟合结果
