[发明专利]一种近场磁偶源高密度的几何电阻率测深法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探方法中的电测深勘探技术，特别涉及一种近场磁偶源高密度的几何电阻率测深法。

背景技术

电测深法在地球物理勘探中扮演着十分重要的角色，其在金属矿勘探、工程勘察和地质灾害评价等领域得到广泛应用。

常规的直流电阻率测深法以地下岩石的电性差异为物理基础，通过观测人工源产生的地下电场的分布规律来获取地下电性结构和解决实际地质问题。它的一个明显特点就是需要供电和测量（接收）电极接地，但是在沙漠、坝基、公路等接地困难的工区不便布置收发装置；并且常规直流电阻率测探法在供电电极之间和测量电极之间都需要布设导线，在地形复杂的工区，收放电线通常非常困难，大大降低了野外采集数据的效率，给野外工作带来了不便。另外，常规的直流电阻率测深法随着收发距的增大，勘探分辨率会呈线性下降。

发明内容

本发明提供了一种近场磁偶源高密度的几何电阻率测深法，其目的在于，克服现有技术中常规直流电阻率测探法在地形复杂工区，收放电线困难，操作不变，工作效率低下的问题。

一种近场磁偶源高密度的几何电阻率测深法，通过给闭合线圈提供固定频率的交变电流形成磁偶极子，并以所形成的磁偶极子作为场源；采用磁偶极子作为发射线圈，磁场测量传感器作为接收线圈，通过改变发射线圈与接收线圈之间的距离来观测近场磁偶源电磁场的二次磁场垂直分量，获得与收发距离对应深度的视电阻率，最后利用反演法实现电阻率测深，即求得地下不同深度处介质的电阻率；

所述视电阻率是指均匀半空间模型的二次磁场垂直分量与水平层状介质模型的二次磁场垂直分量之比ρz=HZs′Hzs;]]>

其中，水平层状介质模型是指将地面看成是水平无限大平面，且在地面以下的介质是水平层状分布，每一层中的介质都为各向同性介质，水平层状介质中二次磁场垂直分量为

Q_i表示水平层状介质模型中第i层介质的几何因数，k_i为电磁波通过第i层介质的波数，σ_i为第i层介质的电导率，μ为介质的磁导率，ω为发射线圈的发射信号的角频率，M为发射线圈的磁矩；

Qi=r4hti2+r2-r4hbi2+r2]]>

其中，h_ti和h_bi分别为水平层状介质模型中第i层顶部和底部分别到地球表面的深度，r为发射线圈与接收线圈之间的距离；

所述中，采用均匀半空间模型是指将地面看成是水平无限大平面，地面以下充满均匀且各向同性的导电介质，其二次磁场垂直分量为其中，σ为介质的电导率，μ为介质的磁导率，ω为发射线圈的发射信号的角频率，M为发射线圈的磁矩，r为发射线圈与接收线圈之间的距离，ρ为介质电阻率，ρ=1/σ；

假设均匀半空间中介质的电阻率ρ=1Ω·m，则：