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野外观测与室内数据处理及反演

发布网友 发布时间:2022-05-21 14:44

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热心网友 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

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