專利名稱：一種天然電磁輻射測深多道探測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然電磁輻射測深探測方法，特別是一種天然電磁輻射測深多道 探測方法。
背景技術(shù)：
天然電磁輻射測深探測方法，是一項(xiàng)利用天然電磁輻射形成的天然電磁場源，探 測地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及與層狀地層有關(guān)的各種礦產(chǎn)資源，包括石油、天然氣、煤、水，還可應(yīng) 用于工程地質(zhì)、考古以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測，包括山體滑坡、天然地震預(yù)測研究?！短烊浑姶泡?射測深探測技術(shù)的方法及其裝置(ZL98101408. 9)》實(shí)現(xiàn)了利用天然電磁場的單一分量，即 電場分量，在近地表自由空間進(jìn)行單點(diǎn)探測，提供測點(diǎn)下巖層無量綱的相對電阻率(P》隨 深度(h)變化的直方圖，便于與最終直接探查地下情況的鉆井結(jié)果進(jìn)行逐層對比，而成為 一項(xiàng)具有實(shí)用價(jià)值的探測技術(shù)。天然電磁輻射測深技術(shù)的方法及其裝置(ZL98101408. 9)所敘述的方法及其裝置 與典型大地電磁法相比，在性能方面提高了對與巖層分界面直接相關(guān)的電性分界面的埋 藏深度變化、巖層的電性變化、地下地質(zhì)體的橫向變化的分辨能力，縮小了探測結(jié)果地質(zhì)解 釋的多解范圍、最大驗(yàn)證探測深度達(dá)到七千米、巖層傾角在90度范圍內(nèi)，探測工作不受巖 層傾角的限制，可應(yīng)用于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜地區(qū)，以及在水面上進(jìn)行探測。在使用方面提高了 工作效率、實(shí)現(xiàn)了探測裝置便攜化、少受地面條件限制、不受地面震動(dòng)的影響、對工頻干擾 有抑制能力、對探區(qū)的生態(tài)環(huán)境無不良影響。任何一種地球物理勘探方法，簡稱物探方法均 具有其最適用的探測環(huán)境，同時(shí)也不可避免地存在一些局限。除了綜合利用多種物探方法， 提高探測質(zhì)量外，對于物探方法本身仍需不斷改進(jìn)。多年來運(yùn)用該方法在不同地區(qū)，進(jìn)行了 具有實(shí)效的探測工作，并對探測方法的工作機(jī)理，增添了觀測驗(yàn)證資料，但也體驗(yàn)到該項(xiàng)探 測方法，同樣存在下述之不足。有多種因素促使天然電磁場隨時(shí)間在不斷變化，現(xiàn)有的單點(diǎn)探測方法，由于觀測 時(shí)刻不同，每一測點(diǎn)所利用的天然電磁場的入射場強(qiáng)與頻率分布亦經(jīng)歷了變化。對各測點(diǎn) 之間探測結(jié)果的精細(xì)對比帶來不利的影響，主要在于探測結(jié)果中巖層的相對電阻率除了反 映地下巖層物理性質(zhì)的變化以外，還包含有天然入射場強(qiáng)與頻率分布的變化，以致相鄰測 點(diǎn)探測結(jié)果對比時(shí)會(huì)產(chǎn)生疑問，甚至做出錯(cuò)誤的地質(zhì)解釋。例如，在連續(xù)追蹤目的層的進(jìn)程 中出現(xiàn)對比中斷時(shí)，首先要排除非入射場源變化的影響，才能做出明確的地質(zhì)解釋?，F(xiàn)有的方法其探測結(jié)果僅能提供，測點(diǎn)下巖層無量綱的相對電阻率(P》隨深度 (h)變化的直方圖，而且，巖層無量綱的相對電阻率(P》不再與深度(h)變化保持嚴(yán)格的 線性關(guān)系，當(dāng)探測的深度范圍擴(kuò)大時(shí)，這種非線性關(guān)系會(huì)更加明顯。僅根據(jù)巖層的相對電阻 率的高低尚不能，對巖層的物理性質(zhì)做出合理推測，因而對探測結(jié)果的地質(zhì)解釋帶來不利 影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種天然電磁輻射測深多道探測方法，解決采用單點(diǎn)探測 時(shí)，因天然場源隨時(shí)間變化，探測記錄中含有天然場源變化的影響，尤其對于深部電阻率差 異不明顯的薄巖層探測，不利于在資料對比中取得反映地質(zhì)情況的精細(xì)變化及所關(guān)注巖層 的探測結(jié)果無量綱的問題?！N天然電磁輻射測深多道探測方法的具體步驟為第一步構(gòu)建探測系統(tǒng) 一種天然電磁輻射測深多道探測方法，是通過一種多道探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該探測 系統(tǒng)包括多個(gè)探測子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心。其中，探測子系統(tǒng)包括(ZL98101408. 9) 所述的地面探測裝置、標(biāo)志信號發(fā)生器和計(jì)算機(jī)。地面探測裝置采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算 機(jī)預(yù)處理后，通過網(wǎng)路傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心。第二步確定測點(diǎn)布置形式各探區(qū)探測子系統(tǒng)的測點(diǎn)布置形式，包括測點(diǎn)的剖面布置、測點(diǎn)的方陣布置和海面 探測的剖面布置。根據(jù)探區(qū)的地質(zhì)情況與對探測任務(wù)的具體要求，確定各探區(qū)探測子系統(tǒng)采用 上述的一種測點(diǎn)布置形式，或上述幾種測點(diǎn)布置形式的組合，并確定測點(diǎn)布置的具體參數(shù)。測點(diǎn)的剖面布置沿直線布置的測點(diǎn)數(shù)超過5個(gè)測點(diǎn)時(shí)，即可視為測點(diǎn)的剖面布置，剖面沿預(yù)計(jì)的 地層傾斜方向布置，測點(diǎn)間隔依探測的具體對象及探測的詳細(xì)程度而定，測點(diǎn)間隔為20 米-50米，使用6臺(tái)-12臺(tái)地面探測裝置同時(shí)工作。用于對預(yù)計(jì)的礦層、地層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行初 步探測。當(dāng)剖面需要延長時(shí)，剖面的末端測點(diǎn)與其延長剖面的首端測點(diǎn)位置重合，用于檢查 因探測時(shí)刻不同，剖面之間的系統(tǒng)偏差。測點(diǎn)的方陣布置根據(jù)測點(diǎn)的剖面布置的初步探測結(jié)果，進(jìn)行測點(diǎn)的方陣布置探測，測點(diǎn)的方陣由 多條橫向剖面與縱向剖面組成，測點(diǎn)間隔和剖面間隔為20米-50米，使用6臺(tái)-12臺(tái)地面 探測裝置同時(shí)工作。對礦層、地層結(jié)構(gòu)在橫向與縱向的空間分布進(jìn)行探測。其中具有共同 測點(diǎn)并且互相垂直的剖面，用于探測巖層的傾斜方向和傾角、探測深部巖層在高溫與高壓 的天然狀態(tài)下，地應(yīng)力的方向與其幅度的空間分布和地應(yīng)力空間分布隨時(shí)間的變化，為天 然地震預(yù)測研究提供參考信息。方陣的規(guī)模由所采用的地面探測裝置的數(shù)量確定，測點(diǎn)的 方陣沿方陣的橫向或縱向延伸時(shí)，延伸方陣的邊緣剖面與原方陣的邊緣剖面的位置重疊， 用于檢查因探測時(shí)刻不同，各個(gè)方陣之間的系統(tǒng)偏差。海面上進(jìn)行探測時(shí)的測點(diǎn)布置在海面上進(jìn)行探測時(shí)，由于海水流動(dòng)的影響，測點(diǎn)位置不易固定，用漂浮纜繩保持 測點(diǎn)間隔，構(gòu)成測點(diǎn)的剖面布置。用于對預(yù)計(jì)的礦層、地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步探測。采用多條彼 此平行的剖面布置，對礦層、地層結(jié)構(gòu)的橫向與縱向的空間分布進(jìn)行探測。各條剖面之間設(shè) 置具有重復(fù)測點(diǎn)的連接剖面，用于檢查因探測時(shí)刻不同，各剖面之間的系統(tǒng)偏差。地面探測 裝置固定在浮標(biāo)的頂端，用于避免探測裝置接觸海水面臨的密封問題，還由于自由空間與 海水的電導(dǎo)率相差懸殊，因此，還可取得信號從海面下返回自由空間時(shí)，電場強(qiáng)度得到增強(qiáng) 的好處，測點(diǎn)的地理位置由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)確定。第三步確保多個(gè)子系統(tǒng)各地面探測裝置多道探測性能參數(shù)的一致性
根據(jù)對探測深度范圍和探測深度的分辨能力的要求，調(diào)整通道增益、濾波器的頻帶寬度、工作頻率范圍與頻率間隔，使各項(xiàng)參數(shù)的相對偏差小于士5%。第四步記錄各道探測裝置在地表的相對高程在探測工作之前，對各測點(diǎn)的地表相對高程進(jìn)行測量。由于，探測深度從地表計(jì) 算，需要記錄各道地面探測裝置在地表的相對高程，第五步取得各道同一開始記錄的時(shí)刻為了取得各道地面探測裝置同一時(shí)刻開始的記錄，在各道地面探測裝置開機(jī)后， 進(jìn)行探測時(shí)操作者利用標(biāo)志信號發(fā)生器，向各地面探測裝置，發(fā)出固定頻率信號，作為各道 地面探測裝置開始記錄時(shí)刻的識別標(biāo)志，并記錄每次開始記錄的時(shí)刻。第六步利用地面探測裝置采集探測數(shù)據(jù)地面探測裝置，采用窄帶方式，觀測近地表空間電場垂直分量E±，為了接收近地 表電場垂直分量E ±，采用電容極板式傳感器將電場分量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號；電場傳感器 輸出的微弱信號由前置放大器加以放大并進(jìn)行阻抗匹配，并由后置放大器進(jìn)一步增大信號 幅度；采用變頻技術(shù)將在整個(gè)音頻范圍內(nèi)的信號進(jìn)行窄帶濾波；后置放大器及頻率可調(diào)的 本地信號發(fā)生器所輸出的信號同時(shí)輸至雙平衡混頻器，由窄帶中頻濾波器從雙平衡混頻器 的輸出信號提取差頻信號；本地信號發(fā)生器的工作頻率高于窄帶中頻濾波器的中心頻率， 二者的頻率差即為待測信號的頻率F;反饋電路作用于本地信號發(fā)生器，保證上變頻時(shí)本 地信號發(fā)生器所需的頻率穩(wěn)定度；窄帶中頻濾波器所析出的差頻信號的幅度與后置放大器 所輸出的信號幅度成正比并隨時(shí)間做相應(yīng)的變化；由精密檢波器檢出差頻信號的包絡(luò)信 號，包絡(luò)信號的幅度與近地表空間電場的垂直分量E±的某一頻率分量成正比；其具體頻率 值取決所選定的本地信號發(fā)生器輸出信號的頻率；包絡(luò)信號經(jīng)峰值檢波器和谷值檢波器檢 出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin ；由加法器，減法器和除法器對Vpmax和VTmin進(jìn)行模擬運(yùn)算， 按公式(1)求得最大峰值與最小峰值的差值Δ，Δ = Vpmax-Vlfflin............................................(1)按公式⑵求得最大峰值與最小峰值的相加值Σ，Σ = Vpmax+VTfflin............................................(2)并按公式(3)由Δ值和Σ值的比值求得K值K= Δ / Σ...................................................(3)根據(jù)預(yù)計(jì)的探測深度范圍，依靠調(diào)節(jié)本地信號發(fā)生器所輸出信號頻率，設(shè)定相對 應(yīng)的待測信號的頻率范圍，依探測的詳細(xì)程度選取離散的待測信號的頻率間隔；在人工操 作時(shí)每設(shè)定一次本地信號發(fā)生器，即可根據(jù)本地信號發(fā)生器與窄帶中頻濾波器的中心頻率 的差值，求得待測信號的頻率F及相對應(yīng)的△值及K值在直角坐標(biāo)系中，將各個(gè)離散的待 測信號頻率F與相對應(yīng)的△值或K值繪制成F-△曲線或F-K曲線；按6分貝衰減作為確定 截止頻率的標(biāo)準(zhǔn)，從F-△曲線或F-K曲線求得與各個(gè)極大值和極小值相關(guān)聯(lián)的截止頻率值 Δ F，利用下述的截止頻率公式，求得與AF相對應(yīng)得探測深度h，AF= (3. 76 X IO6)/oh2, WF-A曲線的極大值和極小值求得相對應(yīng)深度范圍內(nèi)巖層的相對電阻率(P》；最后，以 直方圖形式繪制便于與鉆井剖面圖進(jìn)行比較的h_P ^曲線，簡稱為探測直方圖；F-K曲線與 F-Δ曲線的用途相同，用于減小天然電磁輻射隨時(shí)間變化的影響。自動(dòng)探測時(shí)，采用內(nèi)置嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行探測過程自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集與處理。由D/A轉(zhuǎn)換器控制本地信號發(fā)生器的工作頻率，即相應(yīng)的探測深度h，精密檢波器的輸出信號直 接輸至A/D轉(zhuǎn)換器；在采集的數(shù)據(jù)中，對行判斷，計(jì)算Δ、Σ值和K值，自動(dòng)繪 制F-Δ曲線或F-K曲線、各測點(diǎn)的h_P ^曲線和綜合各測點(diǎn)h_P ^曲線構(gòu)成的剖面圖。第七步探測數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)集中存儲(chǔ)由各地面探測裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、探區(qū)測點(diǎn)布置圖及工作日志。第八步記錄的質(zhì)量檢查首先對各地面探測裝置所給出的，各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，?dāng)形態(tài)差異明顯時(shí)，檢查計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的相鄰測點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)《探區(qū)測點(diǎn)布置圖》核對測點(diǎn)位 置，根據(jù)《工作日志》核對探測時(shí)具體情況。再次對Vpmax和vTmin進(jìn)行判斷，并繪制各相鄰測 點(diǎn)的探測直方圖，排除天然電磁場變化因素帶來的影響，使各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài) 橫向?qū)Ρ鹊玫酱_認(rèn)。第九步計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理計(jì)算機(jī)對各地面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理內(nèi)容包括根據(jù)各地 面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)和各測點(diǎn)探測直方圖，即直方圖形式表示的h-p ^曲線，對所有測 點(diǎn)的探測直方圖進(jìn)行全面對比，取得探區(qū)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本情況。由于所觀測的天然電 場的垂直分量是疊加在大氣層由于受太陽照射而電離所形成的，強(qiáng)度高達(dá)120伏/米，周期 約為一晝夜的垂直電場之上的，觀測時(shí)刻不同，高強(qiáng)度長周期垂直電場使觀測信號的周期 產(chǎn)生改變，并在其相應(yīng)的頻率域中產(chǎn)生頻移，從而對巖層的探測深度與厚度帶來影響。為了 提高探測絕對深度的精度，根據(jù)不同時(shí)刻產(chǎn)生的系統(tǒng)偏差，將所關(guān)注的各個(gè)巖層，校正到當(dāng) 地中午時(shí)刻的探測結(jié)果。由于采用多道同時(shí)探測，將單點(diǎn)探測時(shí)所需的逐點(diǎn)繁瑣校正簡化 為測點(diǎn)的剖面布置之間，或測點(diǎn)方陣布置之間的系統(tǒng)偏差校正，提高了校正的準(zhǔn)確程度。本 方法，是以各測點(diǎn)所在的地表為探測深度的零點(diǎn)，利用所記錄的各個(gè)測點(diǎn)的地表相對高程， 將各個(gè)點(diǎn)的探測結(jié)果校正到探區(qū)已知海拔高度的同一基準(zhǔn)面，進(jìn)一步提高探測直方圖橫向 對比的精細(xì)程度。第十步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)利用網(wǎng)絡(luò)，將探測數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處 理中心根據(jù)預(yù)處理結(jié)果繪制剖面圖。根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探 測成果圖進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比，對比結(jié)果經(jīng)確認(rèn)后繪制成果圖。第十一步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心繪制成果圖遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心分別繪制二維偽彩色剖面圖，或三維偽彩色巖層空間分布圖， 對具有時(shí)間參數(shù)的三維偽彩色巖層空間分布圖，繪制相應(yīng)的多維偽彩色圖件。第十二步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行資料對比在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心，根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探測成 果圖再次進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比。在對比過程中資料之間出現(xiàn)不一致時(shí)，重復(fù)第七步和第八步 的處理過程，對探測結(jié)果進(jìn)行檢查，查出原因加以改正，經(jīng)上述檢查確認(rèn)資料之間出現(xiàn)的不 一致，并非天然電磁場變化帶來的影響，仍保持原有的資料對比狀態(tài)，使探測成果圖與地質(zhì) 結(jié)構(gòu)的對比得到確認(rèn)。第十三步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心為所關(guān)注的巖層提供具有量綱的參數(shù)為了提高探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水平，資料對比得到確認(rèn)后，需將探測結(jié)果中所關(guān)注的巖層的無量綱相對電阻率(P』折合成有量綱的視電阻率(Pa)或電阻率(P)。為了 提高物探的效果，目前，在同一地區(qū)廣泛采用了多種物探方法綜合利用與地質(zhì)解釋，因此有 條件與其他物探方法的探測結(jié)果進(jìn)行對比，以取得綜合利用的效果。根據(jù)該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的其他所有地質(zhì)資料及物探資料。對所關(guān) 注的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及視電阻率(Pa)或電阻率 (P)。
根據(jù)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心所取得的該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的探測成果圖， 對所關(guān)注的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及相對電阻率(P》。在兩種列表中找出頂板深度、厚度和電阻率高低彼此接近的巖層。并將所關(guān)注的 若干巖層的相對電阻率(P》折合為有量綱的視電阻率(Pa)或電阻率(P)的對應(yīng)值。經(jīng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行上述對比后，使所關(guān)注的若干巖層得到了具有量綱的視 電阻率(Pa)或電阻率(P)；盡管同一種巖層的電阻率尚有一定分布范圍，但仍可為判斷 所關(guān)注的巖層巖性提供參考數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了探測結(jié)果中的相對電阻率(P》與探測深度呈非 線性關(guān)系的影響，由于采用多道探測，探測結(jié)果的橫向?qū)Ρ瘸潭鹊玫教岣撸瑥亩固綔y質(zhì)量 與地質(zhì)解釋水平得到提高?？稍谔絽^(qū)的較大范圍應(yīng)用上述對比結(jié)果，從而使大面積的探測 質(zhì)量與地質(zhì)解釋水平得到提高，工作效率亦得到明顯提高。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心隨時(shí)掌握各 探區(qū)的工作進(jìn)展情況，并在必要時(shí)對探區(qū)的工作部署提出調(diào)整信息。本發(fā)明采用多道地面探測裝置進(jìn)行探測，實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)，取得在同一時(shí)刻，利 用相同的天然場源進(jìn)行探測的效果，從探測方法方面，克服了利用天然電磁場單一分量，即 電場分量進(jìn)行單點(diǎn)探測時(shí)，天然場強(qiáng)與頻率分布隨時(shí)間變化的影響，實(shí)現(xiàn)探測結(jié)果之間的 精細(xì)對比，便于判斷目的層的橫向變化，從而提高了探區(qū)的探測質(zhì)量。提出了將探測結(jié)果中 所關(guān)注巖層的無量綱相對電阻率(P》，折合成巖層有量綱的視電阻率(Pa)或電阻率(P) 的對比方法，可在探區(qū)的較大范圍應(yīng)用對比結(jié)果，提高了探測結(jié)果的地質(zhì)解釋水平。由計(jì)算 機(jī)對所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心之間，建立雙向數(shù)據(jù)傳輸聯(lián)系， 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心綜合利用探區(qū)的各種關(guān)物探資料與地質(zhì)資料，對多個(gè)探區(qū)的預(yù)處理結(jié)果 分別進(jìn)行再處理，并將再處理所得到的探測成果圖，及時(shí)分別反饋至各計(jì)算機(jī)。隨時(shí)掌握各 探區(qū)的工作進(jìn)展情況，并在必要時(shí)提出調(diào)整探區(qū)工作部署的信息。
具體實(shí)施方式
1一種天然電磁輻射測深多道探測方法的具體步驟為第一步構(gòu)建探測系統(tǒng)一種天然電磁輻射測深多道探測方法，是通過一種多道探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該探測 系統(tǒng)包括多個(gè)探測子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心。其中，探測子系統(tǒng)包括(ZL98101408. 9) 所述的地面探測裝置、標(biāo)志信號發(fā)生器和計(jì)算機(jī)。地面探測裝置采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算 機(jī)預(yù)處理后，通過網(wǎng)路傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心。第二步確定測點(diǎn)布置形式探區(qū)探測子系統(tǒng)采用測點(diǎn)的剖面布置進(jìn)行探測，剖面沿預(yù)計(jì)的地層傾斜方向布 置，設(shè)定測點(diǎn)間隔為50米，使用12臺(tái)地面探測裝置同時(shí)工作，用于對預(yù)計(jì)的礦層、地層的結(jié) 構(gòu)進(jìn)行初步探測。第三步確保多個(gè)子系統(tǒng)各地面探測裝置多道探測性能參數(shù)的一致性
探測深度范圍為300米至600米，探測深度的分辨能力為10米，調(diào)整通道增益、濾 波器的頻帶寬度、工作頻率范圍與頻率間隔，使各項(xiàng)參數(shù)的相對偏差小于士5%第四步記錄各道探測裝置在地表的相對高程在探測工作之前，對各測點(diǎn)的地表相對高程進(jìn)行測量。由于，探測深度從地表計(jì) 算，需要記錄各道地面探測裝置在地表的相對高程，第五步取得各道同一開始記錄的時(shí)刻 為了取得各道地面探測裝置同一時(shí)刻開始的記錄，在各道地面探測裝置開機(jī)后， 進(jìn)行探測時(shí)操作者利用標(biāo)志信號發(fā)生器，向各地面探測裝置，發(fā)出固定頻率信號，作為各道 地面探測裝置開始記錄時(shí)刻的識別標(biāo)志，并記錄每次開始記錄的時(shí)刻。第六步利用地面探測裝置采集探測數(shù)據(jù)地面探測裝置，采用窄帶方式，觀測近地表空間電場垂直分量E±，為了接收近地 表電場垂直分量E ±，采用電容極板式傳感器將電場分量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號；電場傳感器 輸出的微弱信號由前置放大器加以放大并進(jìn)行阻抗匹配，并由后置放大器進(jìn)一步增大信號 幅度；采用變頻技術(shù)將在整個(gè)音頻范圍內(nèi)的信號進(jìn)行窄帶濾波；后置放大器及頻率可調(diào)的 本地信號發(fā)生器所輸出的信號同時(shí)輸至雙平衡混頻器，由窄帶中頻濾波器從雙平衡混頻器 的輸出信號提取差頻信號；本地信號發(fā)生器的工作頻率高于窄帶中頻濾波器的中心頻率， 二者的頻率差即為待測信號的頻率F;反饋電路作用于本地信號發(fā)生器，保證上變頻時(shí)本 地信號發(fā)生器所需的頻率穩(wěn)定度；窄帶中頻濾波器所析出的差頻信號的幅度與后置放大器 所輸出的信號幅度成正比并隨時(shí)間做相應(yīng)的變化；由精密檢波器檢出差頻信號的包絡(luò)信 號，包絡(luò)信號的幅度與近地表空間電場的垂直分量E±的某一頻率分量成正比；其具體頻率 值取決所選定的本地信號發(fā)生器輸出信號的頻率；包絡(luò)信號經(jīng)峰值檢波器和谷值檢波器檢 出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin ；由加法器，減法器和除法器對Vpmax和VTmin進(jìn)行模擬運(yùn)算， 按公式(1)求得最大峰值與最小峰值的差值Δ，Δ = Vpmax-Vlfflin.............................................(1)按公式⑵求得最大峰值與最小峰值的相加值Σ，Σ = Vpmax-Vlfflin.............................................(2)并按公式(3)由Δ值和Σ值的比值求得K值K= Δ / Σ...................................................(3)根據(jù)預(yù)計(jì)的探測深度范圍，依靠調(diào)節(jié)本地信號發(fā)生器所輸出信號頻率，設(shè)定相對 應(yīng)的待測信號的頻率范圍，依探測的詳細(xì)程度選取離散的待測信號的頻率間隔；在人工操 作時(shí)每設(shè)定一次本地信號發(fā)生器，即可根據(jù)本地信號發(fā)生器與窄帶中頻濾波器的中心頻率 的差值，求得待測信號的頻率F及相對應(yīng)的△值及K值在直角坐標(biāo)系中，將各個(gè)離散的待 測信號頻率F與相對應(yīng)的△值或K值繪制成F-Δ曲線或F-K曲線；按6分貝衰減作為確 定截止頻率的標(biāo)準(zhǔn)，從F-△曲線或F-K曲線求得與各個(gè)極大值和極小值相關(guān)聯(lián)的截止頻率 值Δ F，利用下述的截止頻率公式，求得與AF相對應(yīng)得探測深度h，AF = (3. 76XlO6)/σ h2從F-Δ曲線的極大值和極小值求得相對應(yīng)深度范圍內(nèi)巖層的相對電阻率P…最 后，以直方圖形式繪制便于與鉆井剖面圖進(jìn)行比較的h-p,曲線，簡稱為探測直方圖；F-K 曲線與F-Δ曲線的用途相同，用于減小天然電磁輻射隨時(shí)間變化的影響。
自動(dòng)探測時(shí)，采用內(nèi)置嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行探測過程自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集與處理。由D/ A轉(zhuǎn)換器控制本地信號發(fā)生器的工作頻率，即相應(yīng)的探測深度h，精密檢波器的輸出信號直 接輸至A/D轉(zhuǎn)換器；在采集的數(shù)據(jù)中，對行判斷，計(jì)算Δ、Σ值和K值，自動(dòng)繪 制F-Δ曲線或F-K曲線、各測點(diǎn)的h_P ^曲線和綜合各測點(diǎn)h_P ^曲線構(gòu)成的剖面圖。第七步探測數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)集中存儲(chǔ)由各地面探測裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、探區(qū)測點(diǎn)布置圖及工作日志。第八步記錄的質(zhì)量檢查 首先對各地面探測裝置所給出的，各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋?當(dāng)形態(tài)差異明顯時(shí)，檢查計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的相鄰測點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)《探區(qū)測點(diǎn)布置圖》核對測點(diǎn)位 置，根據(jù)《工作日志》核對探測時(shí)具體情況。再次對Vpmax和VTmin進(jìn)行判斷，并繪制各相鄰測 點(diǎn)的探測直方圖，排除天然電磁場變化因素帶來的影響，使各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài) 橫向?qū)Ρ鹊玫酱_認(rèn)。第九步計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理計(jì)算機(jī)對各地面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理內(nèi)容包括根據(jù)各地 面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)和各測點(diǎn)探測直方圖，即直方圖形式表示的h-p ^曲線，對所有測 點(diǎn)的探測直方圖進(jìn)行全面對比，取得探區(qū)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本情況。由于所觀測的天然電 場的垂直分量，是疊加在大氣層由于受太陽照射而電離所形成的，強(qiáng)度高達(dá)120伏/米，周 期約為一晝夜的垂直電場之上的，觀測時(shí)刻不同，高強(qiáng)度長周期垂直電場使觀測信號的周 期產(chǎn)生改變，并在其相應(yīng)的頻率域中產(chǎn)生頻移，從而對巖層的探測深度與厚度帶來影響。為 了提高探測絕對深度的精度，根據(jù)不同時(shí)刻產(chǎn)生的系統(tǒng)偏差，將所關(guān)注的各個(gè)巖層，校正到 當(dāng)?shù)刂形鐣r(shí)刻的探測結(jié)果，由于采用多道同時(shí)探測，將單點(diǎn)探測時(shí)所需的逐點(diǎn)繁瑣校正簡 化為測點(diǎn)的剖面布置之間的系統(tǒng)偏差校正，并提高了校正的準(zhǔn)確程度。本方法，是以各測 點(diǎn)所在的地表為探測深度的零點(diǎn)，利用所記錄的各個(gè)測點(diǎn)的地表相對高程，將各個(gè)點(diǎn)的探 測結(jié)果校正到探區(qū)已知海拔高度的同一基準(zhǔn)面，進(jìn)一步提高探測直方圖橫向?qū)Ρ鹊木?xì)程 度。第十步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)利用網(wǎng)絡(luò)，將探測數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處 理中心根據(jù)預(yù)處理結(jié)果繪制剖面圖。根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探 測成果圖進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比，對比結(jié)果經(jīng)確認(rèn)后繪制成果圖。第十一步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心繪制成果圖遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心繪制二維偽彩色剖面圖。第十二步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行資料對比在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處心理中心，根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探測 成果圖再次進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比。在對比過程中資料之間出現(xiàn)不一致時(shí)，重復(fù)第七步和第八 步的處理過程，對探測結(jié)果進(jìn)行檢查查出原因加以改正，經(jīng)上述檢查確認(rèn)資料對比之間出 現(xiàn)的不一致，并非天然電磁場變化帶來的影響，仍保持原有的資料對比狀態(tài)，使探測成果圖 與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的對比得到確認(rèn)。第十三步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心為所關(guān)注的巖層提供具有量綱的參數(shù)為了提高探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水平，資料對比得到確認(rèn)后，需將探測結(jié)果中所關(guān)注的巖層的無量綱相對電阻率(P》折合成有量綱的視電阻率(Pa)。根據(jù)該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的其他所有地質(zhì)資料及物探資料。對所關(guān)注 的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及視電阻率(Pa)。根據(jù)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心所取得的該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的探測成果圖， 對所關(guān)注的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及相對電阻率(P》。在兩種列表中找出頂板深度、厚度和電阻率高低彼此接近的巖層。并將所關(guān)注的 若干巖層的相對電阻率(P》折合為有量綱的視電阻率(Pa)的對應(yīng)值。經(jīng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行上述對比后，使所關(guān)注的若干巖層得到了，具有量綱的視電阻率(P a)，盡管同一種巖層的電阻率尚有一定分布范圍，但仍可為判斷所關(guān)注的巖層 巖性提供參考數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了探測結(jié)果中的相對電阻率(P》與探測深度呈非線性關(guān)系的影 響，由于采用多道探測，探測結(jié)果的橫向?qū)Ρ瘸潭鹊玫教岣?，從而使探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水 平得到提高?？稍谔絽^(qū)的較大范圍應(yīng)用上述對比結(jié)果，從而使大面積的探測質(zhì)量與地質(zhì)解 釋水平得到提高，工作效率亦得到明顯提高。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心隨時(shí)掌握各探區(qū)的工作進(jìn) 展情況，并在必要時(shí)對探區(qū)的工作部署提出調(diào)整信息。
具體實(shí)施方式
2一種天然電磁輻射測深多道探測方法的具體步驟為第一步構(gòu)建探測系統(tǒng)一種天然電磁輻射測深多道探測方法，是通過一種多道探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該探測 系統(tǒng)包括多個(gè)探測子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心。其中，探測子系統(tǒng)包括(ZL98101408. 9) 所述的地面探測裝置、標(biāo)志信號發(fā)生器和計(jì)算機(jī)。地面探測裝置采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算 機(jī)預(yù)處理后，通過網(wǎng)路傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心。第二步確定測點(diǎn)布置形式探區(qū)探測子系統(tǒng)采用測點(diǎn)的方陣布置形式進(jìn)行探測根據(jù)測點(diǎn)的剖面布置的初步探測結(jié)果，進(jìn)行測點(diǎn)的方陣布置探測，測點(diǎn)的方陣由 多條橫向剖面與縱向剖面組成，設(shè)定測點(diǎn)間隔和剖面間隔為25米，使用12臺(tái)地面探測裝 置，按橫向四個(gè)測點(diǎn)縱向三個(gè)測點(diǎn)構(gòu)成的方陣進(jìn)行工作。對礦層、地層結(jié)構(gòu)在橫向與縱向的 空間分布進(jìn)行探測。其中具有共同測點(diǎn)并且互相垂直的剖面，用于探測巖層的傾斜方向和 傾角、探測深部巖層在高溫與高壓的天然狀態(tài)下，地應(yīng)力的方向與其幅度的空間分布，和地 應(yīng)力空間分布隨時(shí)間的變化，為天然地震預(yù)測研究提供參考信息。方陣的縱向剖面與原剖 面位置重疊，測點(diǎn)的方陣沿方陣的橫向或縱向延伸時(shí)，延伸方陣的邊緣剖面與原方陣的邊 緣剖面的位置重疊，用于檢查因探測時(shí)刻不同，各個(gè)方陣之間的系統(tǒng)偏差。第三步確保多個(gè)子系統(tǒng)各地面探測裝置多道探測性能參數(shù)的一致性根據(jù)對探測深度范圍為1千米至3千米，和探測深度的分辨能力為50米的要求。 調(diào)整通道增益、濾波器的頻帶寬度、工作頻率范圍與頻率間隔，使各項(xiàng)參數(shù)的相對偏差小于 士 5%。第四步記錄各道探測裝置在地表的相對高程在探測工作之前，對各測點(diǎn)的地表相對高程進(jìn)行測量。由于，探測深度從地表計(jì) 算，需要記錄各道地面探測裝置在地表的相對高程，第五步取得各道同一開始記錄的時(shí)刻
為了取得各道地面探測裝置同一時(shí)刻開始的記錄，在各道地面探測裝置開機(jī)后，進(jìn)行探測時(shí)操作者利用標(biāo)志信號發(fā)生器，向各地面探測裝置，發(fā)出固定頻率信號，作為各道 地面探測裝置開始記錄時(shí)刻的識別標(biāo)志，并記錄每次開始記錄的時(shí)刻。第六步利用地面探測裝置采集探測數(shù)據(jù)地面探測裝置，采用窄帶方式，觀測近地表空間電場垂直分量E±，為了接收近地 表電場垂直分量E ±，采用電容極板式傳感器將電場分量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號；電場傳感器 輸出的微弱信號由前置放大器加以放大并進(jìn)行阻抗匹配，并由后置放大器進(jìn)一步增大信號 幅度；采用變頻技術(shù)將在整個(gè)音頻范圍內(nèi)的信號進(jìn)行窄帶濾波；后置放大器及頻率可調(diào)的 本地信號發(fā)生器所輸出的信號同時(shí)輸至雙平衡混頻器，由窄帶中頻濾波器從雙平衡混頻器 的輸出信號提取差頻信號；本地信號發(fā)生器的工作頻率高于窄帶中頻濾波器的中心頻率， 二者的頻率差即為待測信號的頻率F;反饋電路作用于本地信號發(fā)生器，保證上變頻時(shí)本 地信號發(fā)生器所需的頻率穩(wěn)定度；窄帶中頻濾波器所析出的差頻信號的幅度與后置放大器 所輸出的信號幅度成正比并隨時(shí)間做相應(yīng)的變化；由精密檢波器檢出差頻信號的包絡(luò)信 號，包絡(luò)信號的幅度與近地表空間電場的垂直分量E±的某一頻率分量成正比；其具體頻率 值取決所選定的本地信號發(fā)生器輸出信號的頻率；包絡(luò)信號經(jīng)峰值檢波器和谷值檢波器檢 出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin ；由加法器，減法器和除法器對Vpmax和VTmin進(jìn)行模擬運(yùn)算， 按公式(1)求得最大峰值與最小峰值的差值Δ，Δ = Vpmax-VTmin..........................................(1)按公式(2)求得最大峰值與最小峰值的相加值Σ，Σ = Vpmax+VTmin..........................................(2)并按公式(3)由Δ值和Σ值的比值求得K值K = Δ/ Σ.................................................(3)根據(jù)預(yù)計(jì)的探測深度范圍，依靠調(diào)節(jié)本地信號發(fā)生器所輸出信號頻率，設(shè)定相對 應(yīng)的待測信號的頻率范圍，依探測的詳細(xì)程度選取離散的待測信號的頻率間隔；在人工操 作時(shí)每設(shè)定一次本地信號發(fā)生器，即可根據(jù)本地信號發(fā)生器與窄帶中頻濾波器的中心頻率 的差值，求得待測信號的頻率F及相對應(yīng)的△值及K值在直角坐標(biāo)系中，將各個(gè)離散的待 測信號頻率F與相對應(yīng)的△值或K值繪制成F-△曲線或F-K曲線；按6分貝衰減作為確 定截止頻率的標(biāo)準(zhǔn)，從F-△曲線或F-K曲線求得與各個(gè)極大值和極小值相關(guān)聯(lián)的截止頻率 值Δ F，利用下述的截止頻率公式，求得與AF相對應(yīng)得探測深度h，AF = (3. 76XlO6)/σ h2WF-A曲線的極大值和極小值求得相對應(yīng)深度范圍內(nèi)巖層的相對電阻率P…最 后，以直方圖形式繪制便于與鉆井剖面圖進(jìn)行比較的h-P曲線，簡稱為探測直方圖；F-K曲 線與F-Δ曲線的用途相同，用于減小天然電磁輻射隨時(shí)間變化的影響。自動(dòng)探測時(shí)，采用內(nèi)置嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行探測過程自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集與處理。由D/ A轉(zhuǎn)換器控制本地信號發(fā)生器的工作頻率，即相應(yīng)的探測深度h，精密檢波器的輸出信號直 接輸至A/D轉(zhuǎn)換器；在采集的數(shù)據(jù)中，對Vpmax-VTminVpmax和VTmin進(jìn)行判斷，計(jì)算Δ、Σ值和K 值，自動(dòng)繪制F-Δ曲線或F-K曲線、各測點(diǎn)的h-Pr曲線和綜合各測點(diǎn)h-P ^曲線構(gòu)成的剖 面圖。第七步探測數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)
計(jì)算機(jī)集中存儲(chǔ)由各地面探測裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、探區(qū)測點(diǎn)布置圖及工作日志。第八步記錄的質(zhì)量檢查首先對各地面探測裝置所給出的，各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋?當(dāng)形態(tài)差異明顯時(shí)，檢查計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的相鄰測點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)《探區(qū)測點(diǎn)布置圖》核對測點(diǎn)位 置，根據(jù)《工作日志》核對探測時(shí)具體情況。再次對Vpmax和vTmin進(jìn)行判斷，并繪制各相鄰測 點(diǎn)的探測直方圖，排除天然電磁場變化因素帶來的影響，使各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài) 橫向?qū)Ρ鹊玫酱_認(rèn)。 第九步計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理
計(jì)算機(jī)對各地面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理內(nèi)容包括根據(jù)各地 面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)和各測點(diǎn)探測直方圖，即直方圖形式表示的h-P曲線，對所有測 點(diǎn)的探測直方圖進(jìn)行全面對比，取得探區(qū)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本情況。由于所觀測的天然電 場的垂直分量，是疊加在大氣層由于受太陽照射而電離所形成的，強(qiáng)度高達(dá)120伏/米，周 期約為一晝夜的垂直電場之上的，觀測時(shí)刻不同，高強(qiáng)度長周期垂直電場使觀測信號的周 期產(chǎn)生改變，并在其相應(yīng)的頻率域中產(chǎn)生頻移，從而對巖層的探測深度與厚度帶來影響。為 了提高探測絕對深度的精度，根據(jù)不同時(shí)刻產(chǎn)生的系統(tǒng)偏差，將所關(guān)注的各個(gè)巖層，校正到 當(dāng)?shù)刂形鐣r(shí)刻的探測結(jié)果，由于采用多道同時(shí)探測，將單點(diǎn)探測時(shí)所需的逐點(diǎn)繁瑣校正簡 化為測點(diǎn)的剖面布置之間，或測點(diǎn)方陣布置之間的系統(tǒng)偏差校正，并提高了校正的準(zhǔn)確程 度。本方法，是以各測點(diǎn)所在的地表為探測深度的零點(diǎn)，利用所記錄的各個(gè)測點(diǎn)的地表相對 高程，將各個(gè)點(diǎn)的探測結(jié)果校正到探區(qū)已知海拔高度的同一基準(zhǔn)面，進(jìn)一步提高探測直方 圖橫向?qū)Ρ鹊木?xì)程度。第十步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)利用網(wǎng)絡(luò)，將探測數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處 理中心根據(jù)預(yù)處理結(jié)果繪制剖面圖。根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探 測成果圖進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比，對比結(jié)果經(jīng)確認(rèn)后繪制成果圖。第十一步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心繪制成果圖遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心繪制二維偽彩色剖面圖和三維偽彩色巖層空間分布圖，對具有 時(shí)間參數(shù)的三維偽彩色巖層空間分布圖，繪制相應(yīng)的多維偽彩色圖件。第十二步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行資料對比在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心，根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探測成 果圖再次進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比。在對比過程中資料之間出現(xiàn)不一致時(shí)，重復(fù)第七步和第八步 的處理過程，對探測結(jié)果進(jìn)行檢查查出原因加以改正，經(jīng)上述檢查確認(rèn)資料對比之間出現(xiàn) 的不一致，并非天然電磁場變化帶來的影響，仍保持原有的資料對比狀態(tài)，使探測成果圖與 地質(zhì)結(jié)構(gòu)的對比得到確認(rèn)。第十三步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心為所關(guān)注的巖層提供具有量綱的參數(shù)為了提高探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水平，資料對比得到確認(rèn)后，需將探測結(jié)果中所關(guān) 注的巖層的無量綱相對電阻率(P》折合成有量綱的視電阻率(Pa)。為了提高物探的效 果，目前，在同一地區(qū)廣泛采用了多種物探方法綜合利用與地質(zhì)解釋，因此有條件與其他物 探方法的探測結(jié)果進(jìn)行對比，以取得綜合利用的效果。根據(jù)該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的其他所有地質(zhì)資料及物探資料。對所關(guān)注的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及視電阻率(Pa)。根據(jù)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心所取得的該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的探測成果圖， 對所關(guān)注的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及相對電阻率(P》。在兩種列表中找出 頂板深度、厚度和電阻率高低彼此接近的巖層。并將所關(guān)注的 若干巖層的相對電阻率(P》折合為有量綱的視電阻率(Pa)的對應(yīng)值。經(jīng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行上述對比后，使所關(guān)注的若干巖層得到了，具有量綱的 視電阻率(P a)，盡管同一種巖層的電阻率尚有一定分布范圍，但仍可為判斷所關(guān)注的巖層 巖性提供參考數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了探測結(jié)果中的相對電阻率(P》與探測深度呈非線性關(guān)系的影 響，由于采用多道探測，探測結(jié)果的橫向?qū)Ρ瘸潭鹊玫教岣?，從而使探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水 平得到提高?？稍谔絽^(qū)的較大范圍應(yīng)用上述對比結(jié)果，從而使大面積的探測質(zhì)量與地質(zhì)解 釋水平得到提高，工作效率亦得到明顯提高。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心隨時(shí)掌握各探區(qū)的工作進(jìn) 展情況，并在必要時(shí)對探區(qū)的工作部署提出調(diào)整信息。
具體實(shí)施方式
3一種天然電磁輻射測深多道探測方法的具體步驟為第一步構(gòu)建探測系統(tǒng)一種天然電磁輻射測深多道探測方法，是通過一種多道探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該探測 系統(tǒng)包括多個(gè)探測子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心。其中，探測子系統(tǒng)包括(ZL98101408. 9) 所述的地面探測裝置、標(biāo)志信號發(fā)生器和計(jì)算機(jī)。地面探測裝置采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算 機(jī)預(yù)處理后，通過網(wǎng)路傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心。第二步確定測點(diǎn)布置形式探區(qū)探測子系統(tǒng)采用在海面上進(jìn)行探測時(shí)的測點(diǎn)布置形式。在海面上進(jìn)行探測時(shí)，由于海水流動(dòng)的影響，測點(diǎn)位置不易固定，用漂浮纜繩保持 測點(diǎn)間隔，構(gòu)成測點(diǎn)的剖面布置，設(shè)定測點(diǎn)間隔和剖面間隔為50米。用于對預(yù)計(jì)的礦層、地 層結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步探測。剖面的末端測點(diǎn)與其延長剖面的首端測點(diǎn)位置重合，用于檢查因探 測時(shí)刻不同，剖面之間的系統(tǒng)偏差。采用多條彼此平行的剖面布置，對礦層、地層結(jié)構(gòu)的橫 向與縱向的空間分布進(jìn)行探測。各條剖面之間設(shè)置具有重復(fù)測點(diǎn)的連接剖面，用于檢查因 探測時(shí)刻不同，各剖面之間的系統(tǒng)偏差。地面探測裝置固定在浮標(biāo)的頂端，用于避免探測裝 置接觸海水面臨的密封問題，還由于自由空間與海水的電導(dǎo)率相差懸殊，因此，還可取得信 號從海面下返回自由空間時(shí)，電場強(qiáng)度得到增強(qiáng)的好處，測點(diǎn)的地理位置由全球衛(wèi)星定位 系統(tǒng)確定。第三步確保多個(gè)子系統(tǒng)各地面探測裝置多道探測性能參數(shù)的一致性根據(jù)對探測深度范圍為3000米至3500米，和探測深度的分辨能力為100米的要 求，調(diào)整通道增益、濾波器的頻帶寬度、工作頻率范圍與頻率間隔，使各項(xiàng)參數(shù)的相對偏差 小于士5%。第四步記錄各道探測裝置在地表的相對高程在探測工作之前，對各測點(diǎn)的地表相對高程進(jìn)行測量。由于，探測深度從地表計(jì) 算，需要記錄各道地面探測裝置在地表的相對高程，第五步取得各道同一開始記錄的時(shí)刻為了取得各道地面探測裝置同一時(shí)刻開始的記錄，在各道地面探測裝置開機(jī)后，進(jìn)行探測時(shí)操作者利用標(biāo)志信號發(fā)生器，向各地面探測裝置，發(fā)出固定頻率信號，作為各道 地面探測裝置開始記錄時(shí)刻的識別標(biāo)志，并記錄每次開始記錄的時(shí)刻。第六步利用 地面探測裝置采集探測數(shù)據(jù)地面探測裝置，采用窄帶方式，觀測近地表空間電場垂直分量E±，為了接收近地 表電場垂直分量E ±，采用電容極板式傳感器將電場分量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號；電場傳感器 輸出的微弱信號由前置放大器加以放大并進(jìn)行阻抗匹配，并由后置放大器進(jìn)一步增大信號 幅度；采用變頻技術(shù)將在整個(gè)音頻范圍內(nèi)的信號進(jìn)行窄帶濾波；后置放大器及頻率可調(diào)的 本地信號發(fā)生器所輸出的信號同時(shí)輸至雙平衡混頻器，由窄帶中頻濾波器從雙平衡混頻器 的輸出信號提取差頻信號；本地信號發(fā)生器的工作頻率高于窄帶中頻濾波器的中心頻率， 二者的頻率差即為待測信號的頻率F;反饋電路作用于本地信號發(fā)生器，保證上變頻時(shí)本 地信號發(fā)生器所需的頻率穩(wěn)定度；窄帶中頻濾波器所析出的差頻信號的幅度與后置放大器 所輸出的信號幅度成正比并隨時(shí)間做相應(yīng)的變化；由精密檢波器檢出差頻信號的包絡(luò)信 號，包絡(luò)信號的幅度與近地表空間電場的垂直分量E±的某一頻率分量成正比；其具體頻率 值取決所選定的本地信號發(fā)生器輸出信號的頻率；包絡(luò)信號經(jīng)峰值檢波器和谷值檢波器檢 出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin ；由加法器，減法器和除法器對Vpmax和VTmin進(jìn)行模擬運(yùn)V 算，按公式(1)求得最大峰值與最小峰值的差值八，Δ = Vpmax-Vlfflin.........................................(1)按公式⑵求得最大峰值與最小峰值的相加值Σ，Σ = Vpmax+VTfflin.........................................(2)并按公式(3)由Δ值和Σ值的比值求得K值K= Δ/ Σ...............................................(3)根據(jù)預(yù)計(jì)的探測深度范圍，依靠調(diào)節(jié)本地信號發(fā)生器所輸出信號頻率，設(shè)定相對 應(yīng)的待測信號的頻率范圍，依探測的詳細(xì)程度選取離散的待測信號的頻率間隔；在人工操 作時(shí)每設(shè)定一次本地信號發(fā)生器，即可根據(jù)本地信號發(fā)生器與窄帶中頻濾波器的中心頻率 的差值，求得待測信號的頻率F及相對應(yīng)的△值及K值在直角坐標(biāo)系中，將各個(gè)離散的待 測信號頻率F與相對應(yīng)的△值或K值繪制成F-△曲線或F-K曲線；按6分貝衰減作為確 定截止頻率的標(biāo)準(zhǔn)，從F-△曲線或F-K曲線求得與各個(gè)極大值和極小值相關(guān)聯(lián)的截止頻率 值Δ F，利用下述的截止頻率公式，求得與AF相對應(yīng)得探測深度h，AF = (3. 76XlO6)/σ h2WF-A曲線的極大值和極小值求得相對應(yīng)深度范圍內(nèi)巖層的相對電阻率(P,)； 最后，以直方圖形式繪制便于與鉆井剖面圖進(jìn)行比較的h-p ^曲線，簡稱為探測直方圖；F-K 曲線與F-Δ曲線的用途相同，用于減小天然電磁輻射隨時(shí)間變化的影響。自動(dòng)探測時(shí)，采用內(nèi)置嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行探測過程自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集與處理。由D/ A轉(zhuǎn)換器控制本地信號發(fā)生器的工作頻率，即相應(yīng)的探測深度h，精密檢波器的輸出信號直 接輸至A/D轉(zhuǎn)換器；在采集的數(shù)據(jù)中，對行判斷，計(jì)算Δ、Σ值和K值，自動(dòng)繪 制F-Δ曲線或F-K曲線、各測點(diǎn)的h_P ^曲線和綜合各測點(diǎn)h_P ^曲線構(gòu)成的剖面圖。第七步探測數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)集中存儲(chǔ)由各地面探測裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、探區(qū)測點(diǎn)布置圖及工作日志。第八步記錄的質(zhì)量檢查
首先對各地面探測裝置所給出的，各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋?當(dāng)形態(tài)差異明顯時(shí)，檢查計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的相鄰測點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)《探區(qū)測點(diǎn)布置圖》核對測點(diǎn)位 置，根據(jù)《工作日志》核對探測時(shí)具體情況。再次對Vpmax和vTmin進(jìn)行判斷，并繪制各相鄰測 點(diǎn)的探測直方圖，排除天然電磁場變化因素帶來的影響，使各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài) 橫向?qū)Ρ鹊玫酱_認(rèn)。
第九步計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理計(jì)算機(jī)對各地面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理內(nèi)容包括根據(jù)各地 面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)和各測點(diǎn)探測直方圖，即直方圖形式表示的h-p ^曲線，對所有測 點(diǎn)的探測直方圖進(jìn)行全面對比，取得探區(qū)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本情況。由于所觀測的天然電 場的垂直分量，是疊加在大氣層由于受太陽照射而電離所形成的，強(qiáng)度高達(dá)120伏/米，周 期約為一晝夜的垂直電場之上的，觀測時(shí)刻不同，高強(qiáng)度長周期垂直電場使觀測信號的周 期產(chǎn)生改變，并在其相應(yīng)的頻率域中產(chǎn)生頻移，從而對巖層的探測深度與厚度帶來影響。為 了提高探測絕對深度的精度，根據(jù)不同時(shí)刻產(chǎn)生的系統(tǒng)偏差，將所關(guān)注的各個(gè)巖層，校正到 當(dāng)?shù)刂形鐣r(shí)刻的探測結(jié)果，由于采用多道同時(shí)探測，將單點(diǎn)探測時(shí)所需的逐點(diǎn)繁瑣校正簡 化為測點(diǎn)的剖面布置之間，或測點(diǎn)方陣布置之間的系統(tǒng)偏差校正，并提高了校正的準(zhǔn)確程 度。本方法，是以各測點(diǎn)所在的地表為探測深度的零點(diǎn)，利用所記錄的各個(gè)測點(diǎn)的地表相對 高程，將各個(gè)點(diǎn)的探測結(jié)果校正到探區(qū)已知海拔高度的同一基準(zhǔn)面，進(jìn)一步提高探測直方 圖橫向?qū)Ρ鹊木?xì)程度。第十步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)利用網(wǎng)絡(luò)，將探測數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處 理中心根據(jù)預(yù)處理結(jié)果繪制剖面圖。根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探 測成果圖進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比，對比結(jié)果經(jīng)確認(rèn)后繪制成果圖。第十一步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心繪制成果圖遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心繪制二維偽彩色剖面圖和三維偽彩色巖層空間分布圖，對具有 時(shí)間參數(shù)的三維偽彩色巖層空間分布圖，繪制相應(yīng)的多維偽彩色圖件。第十二步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行資料對比在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心，根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探測成 果圖再次進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比。在對比過程中資料之間出現(xiàn)不一致時(shí)，重復(fù)第七步和第八步 的處理過程，對探測結(jié)果進(jìn)行檢查，查出原因加以改正，經(jīng)檢查確認(rèn)資料對比之間出現(xiàn)的不 一致，并非天然電磁場變化帶來的影響，仍保持原有的資料對比狀態(tài)，使探測成果圖與地質(zhì) 結(jié)構(gòu)的對比得到確認(rèn)。第十三步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心為所關(guān)注的巖層提供具有量綱的參數(shù)為了提高探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水平，資料對比得到確認(rèn)后，需將探測結(jié)果中所關(guān) 注的巖層的無量綱相對電阻率(P』折合成有量綱的視電阻率(P a)，為了提高物探的效 果，目前，在同一地區(qū)廣泛采用了多種物探方法綜合利用與地質(zhì)解釋，因此有條件與其他物 探方法的探測結(jié)果進(jìn)行對比，以取得綜合利用的效果。根據(jù)該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的其他所有地質(zhì)資料及物探資料。對所關(guān)注 的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及視電阻率(P a)。根據(jù)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心所取得的該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的探測成果圖，對所關(guān)注的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及相對電阻率(P》。在兩種列表中找出頂板深度、厚度和電阻率高低彼此接近的巖層。并將所關(guān)注的 若干巖層的相對電阻率(P》折合為有量綱的視電阻率(Pa)的對應(yīng)值。經(jīng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行上述對比后，使所關(guān)注的若干巖層得到了，具有量綱的 視電阻率(Pa)，盡管同一種巖層的電阻率尚有一定分布范圍，但仍可為判斷所關(guān)注的巖層 巖性提供參考數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了探測結(jié)果中的相對電阻率(P》與探測深度呈非線性關(guān)系的影 響，由于采用多道探測，探測結(jié)果的橫向?qū)Ρ瘸潭鹊玫教岣?，從而使探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水 平得到提高?？稍谔絽^(qū)的較大范圍應(yīng)用上述對比結(jié)果，從而使大面積的探測質(zhì)量與地質(zhì)解 釋水平得到提高，工作效率亦得到明顯提高。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心隨時(shí)掌握各探區(qū)的工作進(jìn) 展情況，并在必要時(shí)對探區(qū)的工作部署提出調(diào)整信息。
權(quán)利要求
一種天然電磁輻射測深多道探測方法，其特征在于該方法的具體步驟為第一步構(gòu)建探測系統(tǒng)一種天然電磁輻射測深多道探測方法，是通過一種多道探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該探測系統(tǒng)包括多個(gè)探測子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心；其中，探測子系統(tǒng)包括(ZL98101408.9)所述的地面探測裝置、標(biāo)志信號發(fā)生器和計(jì)算機(jī)；地面探測裝置采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)預(yù)處理后，通過網(wǎng)路傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心；第二步確定測點(diǎn)布置形式各探區(qū)探測子系統(tǒng)的測點(diǎn)布置形式，包括測點(diǎn)的剖面布置、測點(diǎn)的方陣布置和海面探測的剖面布置，并確定測點(diǎn)布置的具體參數(shù)；測點(diǎn)的剖面布置沿直線布置的測點(diǎn)數(shù)超過5個(gè)測點(diǎn)時(shí)，即可視為測點(diǎn)的剖面布置，剖面沿預(yù)計(jì)的地層傾斜方向布置，測點(diǎn)間隔依探測的具體對象及探測的詳細(xì)程度而定，測點(diǎn)間隔為20米-50米，使用6臺(tái)-12臺(tái)地面探測裝置同時(shí)工作；用于對預(yù)計(jì)的礦層、地層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步探測；當(dāng)剖面需要延長時(shí)，剖面的末端測點(diǎn)與其延長剖面的首端測點(diǎn)位置重合，用于檢查因探測時(shí)刻不同，剖面之間的系統(tǒng)偏差；第三步確保多個(gè)子系統(tǒng)各地面探測裝置多道探測性能參數(shù)的一致性根據(jù)對探測深度范圍和探測深度的分辨能力的要求，調(diào)整通道增益、濾波器的頻帶寬度、工作頻率范圍與頻率間隔，使各項(xiàng)參數(shù)的相對偏差小于±5％。第四步記錄各道探測裝置在地表的相對高程在探測工作之前，對各測點(diǎn)的地表相對高程進(jìn)行測量；由于，探測深度從地表計(jì)算，需要記錄各道地面探測裝置在地表的相對高程，第五步取得各道同一開始記錄的時(shí)刻為了取得各道地面探測裝置同一時(shí)刻開始的記錄，在各道地面探測裝置開機(jī)后，進(jìn)行探測時(shí)操作者利用標(biāo)志信號發(fā)生器，向各地面探測裝置，發(fā)出固定頻率信號，作為各道地面探測裝置開始記錄時(shí)刻的識別標(biāo)志，并記錄每次開始記錄的時(shí)刻；第六步利用地面探測裝置采集探測數(shù)據(jù)地面探測裝置，采用窄帶方式，觀測近地表空間電場垂直分量E⊥，為了接收近地表電場垂直分量E⊥，采用電容極板式傳感器將電場分量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號；電場傳感器輸出的微弱信號由前置放大器加以放大并進(jìn)行阻抗匹配，并由后置放大器進(jìn)一步增大信號幅度；采用變頻技術(shù)將在整個(gè)音頻范圍內(nèi)的信號進(jìn)行窄帶濾波；后置放大器及頻率可調(diào)的本地信號發(fā)生器所輸出的信號同時(shí)輸至雙平衡混頻器，由窄帶中頻濾波器從雙平衡混頻器的輸出信號提取差頻信號；本地信號發(fā)生器的工作頻率高于窄帶中頻濾波器的中心頻率，二者的頻率差即為待測信號的頻率F；反饋電路作用于本地信號發(fā)生器，保證上變頻時(shí)本地信號發(fā)生器所需的頻率穩(wěn)定度；窄帶中頻濾波器所析出的差頻信號的幅度與后置放大器所輸出的信號幅度成正比并隨時(shí)間做相應(yīng)的變化；由精密檢波器檢出差頻信號的包絡(luò)信號，包絡(luò)信號的幅度與近地表空間電場的垂直分量E⊥的某一頻率分量成正比；其具體頻率值取決所選定的本地信號發(fā)生器輸出信號的頻率；包絡(luò)信號經(jīng)峰值檢波器和谷值檢波器檢出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin；由加法器，減法器和除法器對Vpmax和VTmin進(jìn)行模擬運(yùn)算，按公式(1)求得最大峰值與最小峰值的差值Δ，Δ＝Vpmax-VTmin............................................(1)按公式(2)求得最大峰值與最小峰值的相加值∑，∑＝Vpmax+VTmin...........................................(2)并按公式(3)由Δ值和∑值的比值求得K值K＝Δ/∑................................................；(3)根據(jù)預(yù)計(jì)的探測深度范圍，依靠調(diào)節(jié)本地信號發(fā)生器所輸出信號頻率，設(shè)定相對應(yīng)的待測信號的頻率范圍，依探測的詳細(xì)程度選取離散的待測信號的頻率間隔；在人工操作時(shí)每設(shè)定一次本地信號發(fā)生器，即可根據(jù)本地信號發(fā)生器與窄帶中頻濾波器的中心頻率的差值，求得待測信號的頻率F及相對應(yīng)的Δ值及K值在直角坐標(biāo)系中，將各個(gè)離散的待測信號頻率F與相對應(yīng)的Δ值或K值繪制成F-Δ曲線或F-K曲線；按6分貝衰減作為確定截止頻率的標(biāo)準(zhǔn)，從F-Δ曲線或F-K曲線求得與各個(gè)極大值和極小值相關(guān)聯(lián)的截止頻率值ΔF，利用下述的截止頻率公式，求得與ΔF相對應(yīng)得探測深度h，ΔF＝(3.76×106)/σh2，從F-Δ曲線的極大值和極小值求得相對應(yīng)深度范圍內(nèi)巖層的相對電阻率(ρr)；最后，以直方圖形式繪制便于與鉆井剖面圖進(jìn)行比較的h-ρr曲線，簡稱為探測直方圖；F-K曲線與F-Δ曲線的用途相同，用于減小天然電磁輻射隨時(shí)間變化的影響；自動(dòng)探測時(shí)，采用內(nèi)置嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行探測過程自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集與處理；由D/A轉(zhuǎn)換器控制本地信號發(fā)生器的工作頻率，即相應(yīng)的探測深度h，精密檢波器的輸出信號直接輸至A/D轉(zhuǎn)換器；在采集的數(shù)據(jù)中，對Vpmax和VTmin進(jìn)行判斷，計(jì)算Δ、∑值和K值，自動(dòng)繪制F-Δ曲線或F-K曲線、各測點(diǎn)的h-ρr曲線和綜合各測點(diǎn)h-ρr曲線的剖面圖；第七步探測數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)集中存儲(chǔ)由各地面探測裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、探區(qū)測點(diǎn)布置圖及工作日志；第八步記錄的質(zhì)量檢查首先對各地面探測裝置所給出的，各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋?dāng)形態(tài)差異明顯時(shí)，檢查計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的相鄰測點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)《探區(qū)測點(diǎn)布置圖》核對測點(diǎn)位置，根據(jù)《工作日志》核對探測時(shí)具體情況；再次對Vpmax和VTmin進(jìn)行判斷，并繪制各相鄰測點(diǎn)的探測直方圖，排除天然電磁場變化因素帶來的影響，使各相鄰測點(diǎn)探測直方圖的形態(tài)橫向?qū)Ρ鹊玫酱_認(rèn)；第九步計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理計(jì)算機(jī)對各地面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理內(nèi)容包括根據(jù)各地面探測裝置所記錄的數(shù)據(jù)和各測點(diǎn)探測直方圖，即直方圖形式表示的h-ρr曲線，對所有測點(diǎn)的探測直方圖進(jìn)行全面對比，取得探區(qū)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本情況；由于所觀測的天然電場的垂直分量是疊加在大氣層由于受太陽照射而電離所形成的，強(qiáng)度高達(dá)120伏/米，周期約為一晝夜的垂直電場之上的，觀測時(shí)刻不同，高強(qiáng)度長周期垂直電場使觀測信號的周期產(chǎn)生改變，并在其相應(yīng)的頻率域中產(chǎn)生頻移，從而對巖層的探測深度與厚度帶來影響；為了提高探測絕對深度的精度，根據(jù)不同時(shí)刻產(chǎn)生的系統(tǒng)偏差，將所關(guān)注的各個(gè)巖層，校正到當(dāng)?shù)刂形鐣r(shí)刻的探測結(jié)果；由于采用多道同時(shí)探測，將單點(diǎn)探測時(shí)所需的逐點(diǎn)繁瑣校正簡化為測點(diǎn)的剖面布置之間，或測點(diǎn)方陣布置之間的系統(tǒng)偏差校正，提高了校正的準(zhǔn)確程度；本方法，是以各測點(diǎn)所在的地表為探測深度的零點(diǎn)，利用所記錄的各個(gè)測點(diǎn)的地表相對高程，將各個(gè)點(diǎn)的探測結(jié)果校正到探區(qū)已知海拔高度的同一基準(zhǔn)面，進(jìn)一步提高探測直方圖橫向?qū)Ρ鹊木?xì)程度；第十步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)利用網(wǎng)絡(luò)，將探測數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果傳輸給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)預(yù)處理結(jié)果繪制剖面圖；根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探測成果圖進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比，對比結(jié)果經(jīng)確認(rèn)后繪制成果圖；第十一步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心繪制成果圖遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心分別繪制二維偽彩色剖面圖和三維偽彩色巖層空間分布圖，對具有時(shí)間參數(shù)的三維偽彩色巖層空間分布圖，繪制相應(yīng)的多維偽彩色圖件；第十二步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行資料對比在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心，根據(jù)探區(qū)有關(guān)的地質(zhì)資料及其他各種物探資料，對探測成果圖再次進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)對比；在對比過程中資料之間出現(xiàn)不一致時(shí)，重復(fù)第七步和第八步的處理過程，對探測結(jié)果進(jìn)行檢查，查出原因加以改正，經(jīng)上述檢查確認(rèn)資料之間出現(xiàn)的不一致，并非天然電磁場變化帶來的影響，仍保持原有的資料對比狀態(tài)，使探測成果圖與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的對比得到確認(rèn)；第十三步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心為所關(guān)注的巖層提供具有量綱的參數(shù)為了提高探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水平，資料對比得到確認(rèn)后，需將探測結(jié)果中所關(guān)注的巖層的無量綱相對電阻率(ρr)折合成有量綱的視電阻率(ρa(bǔ))或電阻率(ρ)；為了提高物探的效果，目前，在同一地區(qū)廣泛采用了多種物探方法綜合利用與地質(zhì)解釋，因此有條件與其他物探方法的探測結(jié)果進(jìn)行對比，以取得綜合利用的效果；根據(jù)該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的其他所有地質(zhì)資料及物探資料；對所關(guān)注的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及視電阻率(ρa(bǔ))或電阻率(ρ)；根據(jù)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心所取得的該地區(qū)、同一地段、同一深度范圍的探測成果圖，對所關(guān)注的若干巖層列表，在列表中注明各個(gè)巖層的頂板深度、厚度及相對電阻率(ρr)；在兩種列表中找出頂板深度、厚度和電阻率高低彼此接近的巖層；并將所關(guān)注的若干巖層的相對電阻率(ρr)折合為有量綱的視電阻率(ρa(bǔ))或電阻率(ρ)的對應(yīng)值；經(jīng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行上述對比后，使所關(guān)注的若干巖層得到了具有量綱的視電阻率(ρa(bǔ))或電阻率(ρ)；盡管同一種巖層的電阻率尚有一定分布范圍，但仍可為判斷所關(guān)注的巖層巖性提供參考數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了探測結(jié)果中的相對電阻率(ρr)與探測深度呈非線性關(guān)系的影響，由于采用多道探測，探測結(jié)果的橫向?qū)Ρ瘸潭鹊玫教岣?，從而使探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水平得到提高；可在探區(qū)的較大范圍應(yīng)用上述對比結(jié)果，從而使大面積的探測質(zhì)量與地質(zhì)解釋水平得到提高，工作效率亦得到明顯提高；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心隨時(shí)掌握各探區(qū)的工作進(jìn)展情況，并在必要時(shí)對探區(qū)的工作部署提出調(diào)整信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然電磁輻射測深多道探測方法，其特征在于所述測點(diǎn) 的方陣布置形式為測點(diǎn)的方陣由多條橫向剖面與縱向剖面組成，測點(diǎn)間隔和剖面間隔為 20米-50米，使用6臺(tái)-12臺(tái)地面探測裝置同時(shí)工作；對礦層、地層結(jié)構(gòu)在橫向與縱向的空 間分布進(jìn)行探測；其中具有共同測點(diǎn)并且互相垂直的剖面，用于探測巖層的傾斜方向和傾 角、探測深部巖層在高溫與高壓的天然狀態(tài)下，地應(yīng)力的方向與其幅度的空間分布和地應(yīng) 力空間分布隨時(shí)間的變化，為天然地震預(yù)測研究提供參考信息；方陣的規(guī)模由所采用的地 面探測裝置的數(shù)量確定，測點(diǎn)的方陣沿方陣的橫向或縱向延伸時(shí)，延伸方陣的邊緣剖面與原方陣的邊緣剖面的位置重疊，用于檢查因探測時(shí)刻不同，各個(gè)方陣之間的系統(tǒng)偏差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然電磁輻射測深多道探測方法，其特征在于所述海面 上進(jìn)行探測時(shí)的測點(diǎn)布置形式為用漂浮纜繩保持測點(diǎn)間隔，構(gòu)成測點(diǎn)的剖面布置；用于 對預(yù)計(jì)的礦層、地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步探測；采用多條彼此平行的剖面布置，對礦層、地層結(jié)構(gòu) 的橫向與縱向的空間分布進(jìn)行探測；各條剖面之間設(shè)置具有重復(fù)測點(diǎn)的連接剖面，用于檢 查因探測時(shí)刻不同，各剖面之間的系統(tǒng)偏差；地面探測裝置固定在浮標(biāo)的頂端，用于避免探 測裝置接觸海水面臨的密封問題，還由于自由空間與海水的電導(dǎo)率相差懸殊，因此，還可取 得信號從海面下返回自由空間時(shí)，電場強(qiáng)度得到增強(qiáng)的好處，測點(diǎn)的地理位置由全球衛(wèi)星 定位系統(tǒng)確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然電磁輻射測深多道探測方法，其特征在于所述確定 測點(diǎn)布置形式，根據(jù)探區(qū)的地質(zhì)情況與對探測任務(wù)的具體要求，確定各探區(qū)探測子系統(tǒng)采 用測點(diǎn)的剖面布置形式、測點(diǎn)的方陣布置形式和海面探測的剖面布置形式中的一種測點(diǎn)布 置形式或所述幾種測點(diǎn)布置形式的組合。
全文摘要
本發(fā)明公開一種天然電磁輻射測深多道探測方法，采用多道地面探測裝置，實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)，取得在同一時(shí)刻，利用相同的天然場源進(jìn)行探測的效果，克服了單點(diǎn)探測時(shí)，天然場強(qiáng)與頻率分布隨時(shí)間變化的影響，實(shí)現(xiàn)探測結(jié)果之間的精細(xì)對比，從而提高了探測質(zhì)量和工作效率。提出了將所關(guān)注巖層的無量綱相對電阻率(ρr)，折合成巖層有量綱的視電阻率(ρa(bǔ))或電阻率(ρ)的對比方法，提高了探測結(jié)果的地質(zhì)解釋水平。計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心之間，建立雙向數(shù)據(jù)傳輸聯(lián)系，對探區(qū)的預(yù)處理結(jié)果進(jìn)行再處理，提出探測成果圖。數(shù)據(jù)處理中心隨時(shí)掌握各探區(qū)的工作進(jìn)展情況，必要時(shí)提出調(diào)整探區(qū)工作部署的信息。
文檔編號G01V3/12GK101872026SQ20101020422
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者岳棋拄 申請人:岳棋拄