本發(fā)明屬于地球物理勘探領(lǐng)域，具體涉及一種人工源多極化電磁測深方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在地球物理勘探領(lǐng)域，傳統(tǒng)的人工源電磁法有廣域電磁法、可控源大地電磁、瞬變電磁法等。這些方法主要是通過觀測電磁場來分析地下的電阻率變化，從而實現(xiàn)目標(biāo)體探測的目的；而且，這類方案一般不考慮大地的極化效應(yīng)和磁化效應(yīng)。因此，在目標(biāo)體的極化效應(yīng)和磁化效應(yīng)不明顯的情況下，這類方案具有較好的應(yīng)用效果。

2、但是，在尋找硫化物礦或富水異常體時，目標(biāo)體的極化效應(yīng)很明顯；類似的，在尋找磁性礦物和磁性巖體時，目標(biāo)體的磁化效應(yīng)也很明顯。因此，在這類情況下，繼續(xù)使用現(xiàn)有的方案，如廣域電磁法、可控源大地電磁、瞬變電磁法等，將不可避免的產(chǎn)生可靠性差和精確性差的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供一種可靠性高、精確性好且適用范圍廣的人工源多極化電磁測深方法。

2、本發(fā)明的目的之二在于提供一種實現(xiàn)所述人工源多極化電磁測深方法的系統(tǒng)。

3、本發(fā)明提供的這種人工源多極化電磁測深方法，包括如下步驟：

4、s1.獲取目標(biāo)探測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；

5、s2.根據(jù)步驟s1獲取的數(shù)據(jù)信息，布置長極距供電場源和短極距供電場源，并設(shè)置供電場源的參數(shù)；

6、s3.設(shè)定測點的布置范圍；

7、s4.設(shè)定短極距供電場源和長極距供電場源的工作模型，并在設(shè)定的測點上進(jìn)行對應(yīng)的觀測；

8、s5.根據(jù)步驟s4得到的觀測信息，計算電磁測深信息，完成人工源多極化電磁測深。

9、步驟s1所述的獲取目標(biāo)探測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，具體包括如下步驟：

10、獲取目標(biāo)探測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；所述的數(shù)據(jù)信息包括測線分布范圍、測點分布范圍、待測最大深度和待測體的數(shù)據(jù)信息。

11、步驟s2所述的根據(jù)步驟s1獲取的數(shù)據(jù)信息，布置長極距供電場源和短極距供電場源，并設(shè)置供電場源的參數(shù)，具體包括如下步驟：

12、根據(jù)步驟s1獲取的數(shù)據(jù)信息，布置長極距供電場源和短極距供電場源；

13、其中，短極距的值為最大探測深度的3～5倍；長極距的值為短極距的2倍；

14、長極距供電場源和短極距供電場源的電流波形，均設(shè)置為雙極性方波；

15、測量時，供電導(dǎo)線和測量導(dǎo)線必須分開且相隔設(shè)定距離以上敷設(shè)，所述的設(shè)定距離至少為測線距的

16、步驟s3所述的設(shè)定測點的布置范圍，具體包括如下步驟：

17、設(shè)定測點的布置范圍為：短極距的中間范圍，以及短極距中間范圍的兩側(cè)范圍內(nèi)。

18、步驟s4所述的設(shè)定短極距供電場源和長極距供電場源的工作模型，并在設(shè)定的測點上進(jìn)行對應(yīng)的觀測，具體包括如下步驟：

19、短極距供電場源開啟，同時長極距供電場源關(guān)閉，接收機與發(fā)送機同步，在各個測點上依次觀測軸向電場ex赤道方向磁場hy；

20、短極距供電場源關(guān)閉，同時長極距供電場源開啟，接收機與發(fā)送機同步，在各個測點上依次觀測軸向電場ex赤道方向磁場hy；

21、所述軸向為平行于線源方向，赤道方向為垂直于線源方向。

22、步驟s5所述的根據(jù)步驟s4得到的觀測信息，計算電磁測深信息，完成人工源多極化電磁測深，包括如下步驟：

23、根據(jù)觀測電磁場，計算得到不同時間對應(yīng)的視電阻率、極化率和磁導(dǎo)率；

24、根據(jù)不同時間對應(yīng)的視深度，通過反演計算得到不同深度的電阻率、極化率和磁導(dǎo)率。

25、所述的步驟s5，具體包括如下步驟：

26、(1).設(shè)定大地電阻率為ρ，電導(dǎo)率σ為極化率為m；在測點p(x,y)上觀測x向電場和y向磁場；

27、(2).當(dāng)短極距供電場源工作且長極距供電場源關(guān)閉時，供電電流幅度為i，則

28、供電平臺期電場x向分量表示為

29、供電平臺期磁場y向分量表示為其中a、b為短供電電極的接地點，以ab中心點為坐標(biāo)原點o，l為供電極距ab的一半，p為觀測點且坐標(biāo)為(x,y)；θ為∠pab且為∠pba且ap為觀測點距離供電點a的距離，且bp為觀測點距離供電點b的而距離，且

30、供電平臺期激發(fā)地下極化地質(zhì)體，然后斷電，測量得到隨時間衰減的極化電場和極化磁場然后得到

31、電激電視極化率

32、磁激電視極化率

33、激電視深度其中d為與短供電極距2l相關(guān)的最大可探測深度且n為正整數(shù)且n∈[4,10]，t為關(guān)斷開始為0時刻所對應(yīng)的延時，ton為供電電流持續(xù)時間；

34、(3).當(dāng)短極距供電場源關(guān)閉且長極距供電場源工作時，在供電斷開瞬間觀測得到隨時間衰減的瞬變感應(yīng)電場ex(t)和隨時間衰減的瞬變感應(yīng)磁場hy(t)，則

35、當(dāng)時，tt為設(shè)定的閾值，則計算得到

36、磁導(dǎo)率μs為

37、電阻率ρs為

38、tem視深度為其中t為以關(guān)斷開始為0時刻所對應(yīng)的延時；

39、(4).根據(jù)步驟(2)和步驟(3)得到的數(shù)據(jù)，反演得到不同深度的電阻率、磁導(dǎo)率、極化率。

40、本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)所述人工源多極化電磁測深方法的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、場源布置模塊、測點布置模塊、觀測模塊和電磁測深模塊；數(shù)據(jù)獲取模塊、場源布置模塊、測點布置模塊、觀測模塊和電磁測深模塊依次串接；數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取目標(biāo)探測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息上傳場源布置模塊；場源布置模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)信息，布置長極距供電場源和短極距供電場源，并設(shè)置供電場源的參數(shù)，并將數(shù)據(jù)信息上傳測點布置模塊；測點布置模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，設(shè)定測點的布置范圍，并將數(shù)據(jù)信息上傳觀測模塊；觀測模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，設(shè)定短極距供電場源和長極距供電場源的工作模型，并在設(shè)定的測點上進(jìn)行對應(yīng)的觀測，并將數(shù)據(jù)信息上傳電磁測深模塊；電磁測深模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)得到的觀測信息，計算電磁測深信息，完成人工源多極化電磁測深。

41、本發(fā)明提供的這種人工源多極化電磁測深方法及系統(tǒng)，通過布置的長、短極距供電場源，觀測和提取電阻率、磁導(dǎo)率、極化率等多參數(shù)，并進(jìn)行多參數(shù)綜合分析，不僅實現(xiàn)了人工源多極化電磁測深，而且本發(fā)明的可靠性高、精確性好且適用范圍廣。

技術(shù)特征：

1.一種人工源多極化電磁測深方法，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工源多極化電磁測深方法，其特征在于步驟s1所述的獲取目標(biāo)探測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，具體包括如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工源多極化電磁測深方法，其特征在于步驟s2所述的根據(jù)步驟s1獲取的數(shù)據(jù)信息，布置長極距供電場源和短極距供電場源，并設(shè)置供電場源的參數(shù)，具體包括如下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人工源多極化電磁測深方法，其特征在于步驟s3所述的設(shè)定測點的布置范圍，具體包括如下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人工源多極化電磁測深方法，其特征在于步驟s4所述的設(shè)定短極距供電場源和長極距供電場源的工作模型，并在設(shè)定的測點上進(jìn)行對應(yīng)的觀測，具體包括如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工源多極化電磁測深方法，其特征在于步驟s5所述的根據(jù)步驟s4得到的觀測信息，計算電磁測深信息，完成人工源多極化電磁測深，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人工源多極化電磁測深方法，其特征在于所述的步驟s5，具體包括如下步驟：

8.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1～7之一所述的人工源多極化電磁測深方法的系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)獲取模塊、場源布置模塊、測點布置模塊、觀測模塊和電磁測深模塊；數(shù)據(jù)獲取模塊、場源布置模塊、測點布置模塊、觀測模塊和電磁測深模塊依次串接；數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取目標(biāo)探測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息上傳場源布置模塊；場源布置模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)信息，布置長極距供電場源和短極距供電場源，并設(shè)置供電場源的參數(shù)，并將數(shù)據(jù)信息上傳測點布置模塊；測點布置模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，設(shè)定測點的布置范圍，并將數(shù)據(jù)信息上傳觀測模塊；觀測模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，設(shè)定短極距供電場源和長極距供電場源的工作模型，并在設(shè)定的測點上進(jìn)行對應(yīng)的觀測，并將數(shù)據(jù)信息上傳電磁測深模塊；電磁測深模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)得到的觀測信息，計算電磁測深信息，完成人工源多極化電磁測深。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種人工源多極化電磁測深方法，包括獲取目標(biāo)探測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；布置長極距供電場源和短極距供電場源并設(shè)置供電場源的參數(shù)；設(shè)定測點的布置范圍；設(shè)定短極距供電場源和長極距供電場源的工作模型并在設(shè)定的測點上進(jìn)行對應(yīng)的觀測；計算電磁測深信息，完成人工源多極化電磁測深。本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)所述人工源多極化電磁測深方法的系統(tǒng)。本發(fā)明通過布置的長、短極距供電場源，觀測和提取電阻率、磁導(dǎo)率、極化率等多參數(shù)，并進(jìn)行多參數(shù)綜合分析，不僅實現(xiàn)了人工源多極化電磁測深，而且本發(fā)明的可靠性高、精確性好且適用范圍廣。

技術(shù)研發(fā)人員：龍霞,席振銖,王亮,周勝,陳興朋,王鶴,韋洪蘭,亓慶新,薛文韜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6