瞬变电磁法回线源形态对一次场畸变特征研究

发布时间：2019-09-21 09:28

【摘要】：近年来,地面瞬变电磁法在矿产资源、水文地质勘查等领域均取得了良好的勘探效果,而当地表条件较差时,探测结果的可靠性明显降低。究其原因,矩形回线源的布设随地形起伏致使形态变化是重要影响因素之一。根据毕奥—萨法尔定律,对通电矩形回线在空间任意点所产生磁场进行计算。通过对比、分析水平矩形回线源和起伏矩形回线源一次场地下介质不同深度三分量的分布特征,总结得出起伏回线源一次场的畸变与源的形态有明显的相关性,其特征表现为浅部畸变程度严重,随着深度的增加畸变程度明显减弱,以上研究为瞬变电磁法探测中地形影响的认识和校正工作提供了理论指导。
【图文】：

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第6期马炳镇:瞬变电磁法回线源形态对一次场畸变特征研究·155·其中电流为I，在其周围任意点P产生的磁场为：03d4πμILrBr。通电矩形回线在空间中任意点P产生的磁场可由4根有限长带电导线在空间任意P点所产生磁场的叠加得到(图1)。图1矩形回线产生磁场示意图Fig.1Schematicdiagramofmagneticfieldinrectangularcircuit2正常水平矩形回线源在研究畸变一次场之前，首先对水平矩形回线源地下空间介质中正常场的分布特征进行了计算分析。如图2所示，，矩形回线源水平布设于地表，边长为100m×100m，发射电流为1A，分别对地下介质中0m(地表)， 20m， 50m， 70m， 100m一次场的分布特征进行分析研究。图2水平矩形回线源模型示意图Fig.2Schematicdiagramofhorizontalrectangularloopsourcemodel图3为水平矩形回线源不同深度磁场三分量分布曲线，图3a为过中心点X方向Hx分量，其曲线形态呈反对称特征，单支曲线随深度的增加幅值呈依次衰减的趋势。图3b为过中心点Y方向Hy分量，曲线特征与Hx分量一致；图3c为过中心点Z方向Hz分量，地表处框内、外Hz方向相反，且在发射边线处磁场幅值为无穷大，随着离边线距离的增大，磁场快速衰减；随着深度的增加且磁场整体呈依次衰减的趋势。图3水平矩形回线源过中心点不同深度磁场三分量分布曲线Fig.3Distributionofthreecomponentsofmagneticfieldofhorizontalrectangularloopsourceacrossthecentralpointatdifferentdepth图4为水平矩形回线源不同深度一次场Hz分量磁场横截面分布图，图中方框为矩形回线源投影所在位置。图4a—图4e分别为0m(地表)、 20m、 50m、 70m和 100m处。可以看出，随着深度的增加，磁场正方向范围继续增大，回线

示意图,源模型,示意图,磁场

第6期马炳镇:瞬变电磁法回线源形态对一次场畸变特征研究·155·其中电流为I，在其周围任意点P产生的磁场为：03d4πμILrBr。通电矩形回线在空间中任意点P产生的磁场可由4根有限长带电导线在空间任意P点所产生磁场的叠加得到(图1)。图1矩形回线产生磁场示意图Fig.1Schematicdiagramofmagneticfieldinrectangularcircuit2正常水平矩形回线源在研究畸变一次场之前，首先对水平矩形回线源地下空间介质中正常场的分布特征进行了计算分析。如图2所示，矩形回线源水平布设于地表，边长为100m×100m，发射电流为1A，分别对地下介质中0m(地表)， 20m， 50m， 70m， 100m一次场的分布特征进行分析研究。图2水平矩形回线源模型示意图Fig.2Schematicdiagramofhorizontalrectangularloopsourcemodel图3为水平矩形回线源不同深度磁场三分量分布曲线，图3a为过中心点X方向Hx分量，其曲线形态呈反对称特征，单支曲线随深度的增加幅值呈依次衰减的趋势。图3b为过中心点Y方向Hy分量，曲线特征与Hx分量一致；图3c为过中心点Z方向Hz分量，地表处框内、外Hz方向相反，且在发射边线处磁场幅值为无穷大，随着离边线距离的增大，磁场快速衰减；随着深度的增加且磁场整体呈依次衰减的趋势。图3水平矩形回线源过中心点不同深度磁场三分量分布曲线Fig.3Distributionofthreecomponentsofmagneticfieldofhorizontalrectangularloopsourceacrossthecentralpointatdifferentdepth图4为水平矩形回线源不同深度一次场Hz分量磁场横截面分布图，图中方框为矩形回线源投影所在位置。图4a—图4e分别为0m(地表)、 20m、 50m、 70m和 100m处。可以看出，随着深度的增加，磁场正方向范围继续增大，回线
【作者单位】：中煤科工集团西安研究院有限公司;
【基金】：国家自然科学基金项目(41374150)~~
【分类号】：P631.325

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