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极低频电磁法

/control source extremely low frequency method/
条目作者底青云

底青云

最后更新 2024-12-03
浏览 104
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在天然源大地电磁测深(MT)、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)和极低频电磁潜艇通信基础上发展起来的电磁勘探新方法。

英文名称
control source extremely low frequency method
所属学科
地质学/地质资源与地质工程

极低频电磁法是一种利用固定的大功率发射台及配备的两条近垂直、两端固定接地的发射天线(近东西向和近南北向,长度在几十~上百千米),向地下注入极低频交变电流,辐射形成在地层、地面以及由大地和电离层构成的波导腔中传播的电磁波,在地面观测耦合了地电信息的相互正交的电场和磁场信号,根据地-电离层全空间(岩石层-大气层-电离层)模型,计算得到阻抗、视电阻率和相位,从而对深部地质体进行勘查的频率域电磁测深方法。极低频电磁法已成功应用于金属矿产、油气等深部资源的勘探中。

为实现陆地与潜艇通信,于20世纪50年代到60年代开始了极低频电磁波的理论研究。20世纪90年代,俄罗斯科学家首先利用科拉半岛极低频台做了大量极低频电磁探地试验的研究。中国与俄罗斯开展合作,于21世纪初在国内建立了小型极低频探地试验台,开展了理论研究及在油田和地震预测中的试验研究,发现了其优越性。2010年,国家发展和改革委员会正式批复设立了“极低频探地工程”项目,建立了世界上首台用于地下资源探测和地震预测研究的实用极低频发射台,借此开展极低频电磁法的应用研究。 

在较为完整的高阻岩体上(范围上百千米,深度大于20千米),应用大功率发射机(高达500千瓦~几兆瓦)及水平长导线组合成固定长导线源,发射频率范围为0.1~300赫兹,发射电流大于100安,信号的地域范围可覆盖中国陆上国土和领海区域。采用极低频电磁专用接收装备进行组网式观测,对观测资料进行窄带滤波去噪、校正以及能谱计算,进一步得到全空间阻抗、视电阻率和相位,采用高精度聚焦反演等技术获得地下10千米深度范围内的地电结构。

极低频电磁法克服了CSAMT法探测深度偏浅和MT法垂向分辨率偏低的不足,同时具有探测深度深,探测垂向分辨率高的优势,采用多套接收机同时做组网式观测可提高探测的横向分辨率,可用于10千米深度范围内资源普查和详查。研究结果表明,当极低频电磁法资料处理采用一级近似时,可直接采用MT或CSAMT方法进行。在精确处理时,若采用积分方程法,资料处理中的正反演需要地-电离层全空间模型的格林函数,而MT、CSAMT只需固体层半空间的格林函数,前者难得多。若采用微分方程法,前者模型比后者复杂,这也增加了极低频电磁法的难度。

  • 陆建勋.极低频与超低频无线电技术.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2013.
  • 卓贤军,陆建勋,赵国泽,等.极低频探地(WEM)工程.中国工程科学,2011,13(9):42-50.

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