关于可控源音频大地电磁法探测深度的探讨

㊀ 第３９卷第４期㊀ ２０１５年８月

ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ＆ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ

物㊀ 探㊀ 与㊀ 化㊀ 探

Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．４㊀Ａｕｇ．，２０１５㊀

ｄｏｉ：１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１５．４．１８２０１５．４．１８

钟幼生，韩自强，罗姣，等．关于可控源音频大地电磁法探测深度的探讨［Ｊ］．物探与化探，２０１５，３９（４）：７６８－７７４．ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．ＺｈｏｎｇＹＳ，ＨａｎＺＱ，ＬｕｏＪ，ｅｔａｌ．Ａｔｅｎｔａｔｉｖｅｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｄｅｐｔｈｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｏｕｒｃｅａｕｄｉｏｍａｇｎｅｔｏｔｅｌｌｕｒｉｃｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄＧｅ⁃ｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，２０１５，３９（４）：７６８－７７４．ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１５．４．１８

关于可控源音频大地电磁法探测深度的探讨

（１．青海省第一地质矿产勘查院，青海西宁㊀ ８１０６００；２．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆㊀ ４０００６７；３．长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安㊀ ７１００５４）

摘要：分析了水平电偶极子源均匀半空间电磁场表达式特征，进而推广到双极源电磁场㊂ 基于双极源一维模拟结果，研究了可控源音频大地电磁法探测深度与频率㊁ 电距㊁ 收发距㊁ 覆盖层电阻率的关系㊂ 结果表明：在保证一定信噪比的前提下，决定可控源音频大地电磁法最大探测深度的是收发距和电阻率综合作用下进入过渡区及近区场时对应的频率，并不是简单的频率越小，探测深度越大㊂ 进入近区场，可控源音频大地电磁法不再具有测深能力㊂ 最后统计得到电磁场由远区进入过渡区时的｜ｋｒ｜值约为４．７８９，由过渡区进入近区时的｜ｋｒ｜值约为０．１０６，进而得到卡尼亚视电阻率的最大探测深度约为０．３倍的收发距，全区视电阻率的最大探测深度为３．７倍的收发距㊂ 在某多金属矿上的勘探实例印证了上述认识㊂

关键词：ＣＳＡＭＴ；趋肤深度；探测深度；收发距；全区视电阻率

中图分类号：Ｐ６３１㊀㊀ ㊀ 文献标识码：Ａ㊀㊀ ㊀ 文章编号：１０００－８９１８（２０１５）０４－０７６８－０７

钟幼生１，韩自强２，３，罗姣３，冯兵３

㊀ ㊀ 可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）是在音频大地电磁法（ＡＭＴ）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法㊂ ２０世纪７０年代初，加拿大多伦多大学的Ｄ．Ｗ．Ｓｔｒａｎｇｗａｙ教授和他的学生Ｍ．Ａ．Ｇｏｌｄｓｔｅｉｎ提出沿用ＡＭＴ的测量方式，观测人工供电产生的音频电磁场，称这种方法为ＣＳＡＭＴ㊂随着计算机水平的发展，ＣＳＡＭＴ法的２．５维和三维正演都取得了一定的研究成果［１７］；同时伴随着ＣＳＡＭＴ法正演的发展，ＣＳＡＭＴ法的反演研究也取得了一定的进展

［８－９］

特征，基于ＣＳＡＭＴ源（双极源）一维模拟结果，研究了ＣＳＡＭＴ法探测深度和频率㊁ 电距㊁ 收发距㊁ 覆盖层电阻率的关系，最后讨论了ＣＳＡＭＴ卡尼亚视电阻率和全区视电阻率的探测深度㊂

１㊀趋肤深度

忽略位移电流，在无磁性介质中，趋肤深度为δʈ５０３ ／ｆ，一般以趋肤深度作为电磁法勘探的探测深度㊂ 电磁波的趋肤深度随电阻率的增加和频率的减小而增大，故为了寻找深部矿体和探测深部构造，应采用较低的工作频率，如果覆盖层的电阻率比较高，则可利用较高的频率就可探测较深的目标体㊂

趋肤深度计算公式是通过平面波作为源推导得到㊂ 对于双极源场，只有在远区才可以近似看作是平面波场，可以用趋肤深度作为探测深度，而在过渡区，不能以趋肤深度作为实际勘探深度，还应考虑收发距的影响㊂ 陈明生给出了过渡区探测深度的一般估计式：δʈ Ｋ／ｆＫ包含了收发距的影响［２５］㊂

以来，先后在寻找深部隐伏金属矿体㊁ 油气构造勘查㊁ 地热和水文工程等方面都取得了较好的地质效广域电磁测深法，使得ＣＳＡＭＴ法观测范围不拘泥于波区，扩大了测量范围；但对于ＣＳＡＭＴ法的探测深度，普遍依赖于趋肤深度计算公式［２４］㊂ 陈明生提出人工源频率域电磁测深的探测深度还受收发距的分析了水平电偶极子源均匀半空间场电磁场表达式

㊀ ㊀ 收稿日期：２０１５⁃０２⁃１１

㊂ 我国自２０世纪８０年代开展ＣＳＡＭＴ法

果［１０２３］㊂ 何继善［２４］在ＣＳＡＭＴ法的基础上提出了

影响，不能沿用原有的趋肤深度计算公式［２５］㊂ 笔者

㊀ ㊀ 基金项目：国土资源部深部探测项目（ＳｉｎｏＰｒｏｂｅ⁃０３⁃０３）；国家自然科学基金面上项目（４１１７４１０８）

４期钟幼生等：关于可控源音频大地电磁法探测深度的探讨㊃ ７６９㊃

２㊀水平电偶极子均匀半空间Ｅｘ㊁ Ｈｙ特征

在远区，即｜ｋｒ｜≫１，则式（１）和式（２）取近似得

ｘʈ Ｈｙʈ

Ｉｄｌρ１ｒ

３

场沿双极源的长度方向进行积分来获得双极源场

［２６］

ＣＳＡＭＴ法发射源是双极源，要通过对电偶极子㊂ 设双极源长度为Ｌ，供电电流为Ｉ，方向沿ｘ

（３ｃｏｓ２φ－１），

轴方向，（ｘ∗，０，０）为电偶极子坐标，（ｘ，ｙ，０）为接收点坐标㊂ 电偶极矩为Ｉｄｌ的水平电偶极子在均匀半空间上的电磁场表达式为Ｉｄｌ

（３ｃｏｓ２φ－２），３

４πｒｋ１

ｘｙʈ Ｅｘ／ｙ，１

｜Ｚｘｙ｜２㊂ ρ＝

Ｅ４πｌρｘ＝

Ｉｄ１ｒ１３［３ｃｏｓ２

φ－２＋（１＋ｉｋ１

ｒ）ｅ－ｉｋ１ｒ］，Ｈｙ＝

Ｉｄｌｒ１２

[（１－４ｓｉｎ２

（１）

φ）Ｉ１

Ｋ

１

＋㊀

ｋ２

１ｒｓｉｎ２φ（Ｉ０Ｋ１－Ｉ１Ｋ０）（２）Ｚｘｙ＝Ｅｘ／ｙ式中：ｒ＝ｘ２

＋ｙ２

数ｉωμ／ρ为ｒ和ｘ轴方向的夹角㊂

]，

；ｋ（３）

１为波

Ｉ，ｋ１＝

１０㊁Ｋ ０㊁Ｉ １１分别为零阶μ为磁导率㊁ 一阶的第一类和第二类修，ρ１为大地电阻率；

正贝塞尔函数，其宗量为ｉｋ双极源均匀半空间上的电磁场表达式为

１ｒ／２；ｘｙ为阻抗㊂

ＥＩρｘ＝

１

１

㊀

＋４π

ʏ

Ｌ

２

∗

（１０

＋ｒ∗３［３ｃｏｓφ－２㊀㊀ ｋ１ｒ（４）

Ｈｙ＝

Ｉｉｋ１ｒ∗）ｅ－ｉ∗

］ｄｘ∗，２

φ

∗

）Ｉ１∗

Ｋ１∗

㊀ ㊀ ㊀ ㊀ ㊀

＋

ｋʏ

Ｌ

０

ｒ∗２

１

[（１－４ｓｉｎ１２

ｒ∗ｓｉｎ２

φ∗

（Ｉ∗

０Ｋ∗

１－Ｉ∗

１Ｋ∗

０）ｄｘ∗

，

Ｚｘｙ＝Ｅｘ／Ｈｙ式中：ｒ∗㊂

]

（５）（６）

夹角㊂

＝，φ∗为ｒ∗和ｘ轴方向的

｜ｋｒ｜≪１，首先研究水平电偶极子场的特征则式（１）和式（２）取近似得

㊂ 在近区，即

Ｅｘʈ

Ｉｄｌρ２πｒ

１３

（３ｃｏｓ２φ－１），

ｙʈ Ｉｄｌ２

（２ｃｏｓ２φ－１），４πｒｘｙʈ Ｈｙ，

ρ＝

（２ｃｏｓ２

φ－ｘ／２１）

φ－１）

ｘｙ㊂

由此可知，在近区，Ｅｘ和Ｈｙ都与频率没有关系，与直流电流场相同㊂ 也就是当进入近区时，继续降低测深频率，则达不到测深的目的㊂

可以看出，在远区，即｜ｋｒ｜≫１，Ｈｙ与频率有关㊂ 因此，改变频率可达到测深的目的发距｜ｒｋｒ无限大｜≫１的前提是测深频率㊂

，或者电阻率ρω无限大，或者收

，降低频率测得更深１无限小㊂ 根据趋肤深

度的公式，但当频率减小时，也很快进入近区，场则与频率没有关系，达不到测深的目的，因此降低频率测深和进入近区是一对矛盾㊂ 为了让｜ｋｒ｜≫１，处于波区，可以增大收发距来补偿频率的减小，以达到降低频率从而提高探测深度的目的㊂ 此外，在地层电阻率大的情况下，进入近区较早，在地层电阻率小的情况下，进入近区较晚㊂

同样，双极源远区和近区条件下的电磁场近似表达式，可通过水平电偶极子源远区和近区条件下的电磁场近似表达式沿双极源长度方向进行积分来获得㊂ 前面研究了电偶极子场的特性，而双极源场

是由电偶极子场叠加而成，因此具有与电偶极子场同样的特性㊂ 双极源依然沿用远区条件下电磁波阻抗定义的卡尼亚视电阻率，而全区视电阻率的计算则是利用均匀半空间场表达式不断迭代计算得到［２７－２８］近，但其对地层电阻率特征的反映比电磁场更明显，因此，全区视电阻率和电磁场的性质最接㊁

更直观㊂

３㊀３．１　ＣＳＡＭＴ探测深度和电距探测深度的讨论

、频率的关系

从式（４）㊁式（５）可以看出，增大电流Ｉ，只改变电磁场值，不改变电磁场性质㊂ 双极源一维模拟采用赤道偶极装置（下同）㊂图１反映了视电阻率和双极源长度的关系，无论是卡尼亚视电阻率还是全区视电阻率，对于同一地电模型，都不随双极源长度变化㊂ 可见，电距只决定探测到的信号的强弱，适当地选择电距，保证一定信噪比即可㊂

图１显示，随着频率的减小，探测深度逐渐加大，对１ｋｍ以下的低阻层有很好的反映㊂ 图１ａ中卡尼亚视电阻率曲线的尾支呈倾斜上升，并没有反映出电阻率为１００Ω㊃ｍ的基底，这是因为随着频

㊃ ７７０㊃

率降低，已不满足远区条件，进入了过渡区和近区，卡尼亚视电阻率不具有测深能力㊂ 图１ｂ显示，在频率较高的波区，全区视电阻率曲线形态和卡尼亚视电阻率一致，但尾支趋近于一恒定值，该值明显不是基底电阻率１００Ω㊃ｍ，这是因为随着频率的降低，

进入了近区场，全区视电阻率同样不具有测深能力㊂

可见，全区视电阻率勘探深度大于卡尼亚视电阻率，能反映出过渡区的地电特征，同样，ＣＳＡＭＴ法在近区也不具有测深能力㊂ 因此，就当前的可控源测深理论，广域电磁法也只能在过渡区和远区有意义

㊂

图１㊀视电阻率和双极源长度的关系

３．２㊀探测深度和收发距的关系

从式（４）㊁式（５）可以看出，双极源电磁场值和收发距成反比㊂ 图２反映了视电阻率和收发距的关系㊂ 当收发距ｒ较大时（５０㊁１００ｋｍ），卡尼亚视电阻率对低阻层位有较好的反映；全区视电阻率不仅对低阻层有较好的反映，而且当ｒ＝１００ｋｍ时，全区视电阻率曲线的尾支趋近于基底的真实电阻率，对基底也有很好的反映；当收发距较小时，全区视电阻率对５ｋｍ以下的低阻层没有反应，这是因为当收发距较小时，随着频率的降低，探测深度没有到达低阻

层，便进入了近区㊂ 可见对于相同的收发距，全区视电阻率的探测深度大于卡尼亚视电阻率的探测深度，这是因为全区视电阻率能反映远区和过渡区的地电特征，而卡尼亚视电阻率只能反映远区的地电特征㊂

在ＣＳＡＭＴ法中，增大收发距可以补偿频率的减小，使场处在远区，从而达到降低频率㊁ 提高探测深度的目的㊂ 但应注意，随着收发距的增大，场值会减小㊂ 因此，实际工作中，在保证信噪比的前提下，要提高探测深度须增加收发距

㊂

图２㊀视电阻率和收发距的关系

３．３㊀探测深度和覆盖层电阻率的关系

由趋肤深度计算公式可知，电阻率越大，探测深度越大㊂ 保持覆盖层㊁ 中间低阻层㊁ 基底的电阻率比率为１０ʒ１ ʒ１０ 不变，来研究双极源探测深度与覆盖层电阻率的关系㊂ 由图３可以看出，随着覆盖层电

阻率的降低，双极源视电阻率曲线在反映出中间低阻层时的频率也在降低，且降低的幅度在双对数坐标系里呈线性，也即覆盖层电阻率越大，进入近区场时的频率越高，利用较高的频率便可达到较深的探测深度，反之也成立㊂

４期钟幼生等：

关于可控源音频大地电磁法探测深度的探讨㊃ ７７１㊃

图３㊀视电阻率和覆盖层电阻率的关系

４㊀视电阻率的探测深度

图４为均匀半空间电磁场的分区示意㊂ 在远区条件下的电磁场近似值和全区的电磁场是重合的，近区条件下的电磁场近似值和全区的电磁场是重合的，据此，可判断均匀半空间模型进入过渡区和近区时对应的频率㊂ 电磁场处于何区，主要取决于｜ｋｒ｜的大小；令电磁场由远区进入过渡区时的｜ｋｒ｜为ＡＴ，由过渡区进入近区时的｜ｋｒ｜为ＡＮ，对应的频率分别为ｆＴ和ｆＮ㊂

对于不同的电阻率和收发距组合，根据电磁场

表１㊀不同收发距和电阻率对应的ＡＴ、ＡＮ值

参数

电阻率Ω㊃ｍ１０１

收发距／ｍ

４．７０６４．７７５４．８４５４．９１６４．９８８０．１０１０．１０２０．１０３０．１０５０．１０６

２

５０００１００００４．６７６４．７４４４．８１４４．８８５４．９１１０．１０１０．１０３０．１０４０．１０６

５００００４．５７１４．６３８４．７０６４．７７５４．８１２０．１１３０．１１４０．１１６

平均值

ＡＴ

１００００

ＡＮ

１００１０１

１０００

１００４．７８９

１００００

１０００

０．１０６

从远区进入过渡区的频率及过渡区进入近区的频率，可得到不同组合的ＡＴ㊁ ＡＮ值的分布（表１）㊂可以看出，不同收发距和电阻率组合对应的ＡＴ值和ＡＮ值变化不大，可以认为是近似相等的，这也是取其平均值作为最大探测深度的依据㊂

ｆＴ＝

２πμ０ｒ

ρＡＴ

２

，㊀㊀ ｆＮ＝

２πμ０ｒ２

ρＡＮ

２

㊂ （７）

对于远区条件下定义的卡尼亚视电阻率，在收发距和电阻率给定的情况下，可得到进入过渡区时的频率ｆＴ，当频率ｆ＜ｆＴ时，卡尼亚视电阻率不具有探测能力㊂ 远区条件下最大探测深度可用趋肤深度δ度为

ʈ５０３ ，则卡尼亚视电阻率的最大探测深

到任意收发距和电阻率组合情况下电磁场进入过渡区和近区时对应的频率ｆＴ和ｆＮ：

经过统计得到了ＡＴ和ＡＮ的平均值，于是可得

图４㊀均匀半空间电磁场分区

㊃ ７７２㊃

物㊀ 探㊀ 与㊀ 化㊀ 探３９卷㊀

Ｄ＝５０３

㊀ ㊀ ＣＳＡＭＴ的收发距要

ρ

＝５０３ｆＴ

μ０ｒ２

ＡＴ

２

ʈ ０．３ｒ㊂

电阻率，可根据式（７）估计出进入近区时频率ｆＮ㊂ 以ｆＮ作为数据采集的下限频率，避免频率比ｆＮ低时采集到无用的近区信号和增加测量时间㊂

大于０．３倍的探测深度是符合的㊂ 由于采用趋肤深度为最大可探测深度，故实际情况远达不到０．３ｒ的深度，这在实际工作中要注意㊂ ＣＳＡＭＴ的全区视电阻率能够客观地反映出远区和过渡区的地电特征，但不能反映近区的地电特征㊂ 若沿用同样的方法可３．７ｒ，当频率ｆ＜ｆＮ时，全区视电阻率不具有探测能力㊂ 可见，在同样的地电条件下ＣＳＡＭＴ全区视电阻率的最大探测深度远大于卡尼亚视电阻率的探测深度，建议实际工作中联合应用卡尼亚视电阻率及全区视电阻率㊂

在实际工作中，若已知收发距和工区的平均计算出ＣＳＡＭＴ全区视电阻率的最大探测深度为

图５为理论计算的Ｈ型地电模型不同收发距卡尼亚视电阻率及全区视电阻率曲线㊂ 当ｒ＝３００ｍ和ｒ＝６００ｍ时，卡尼亚视电阻率曲线探测不到埋深４００ｍ的低阻层；当ｒ＝２ｋｍ和ｒ＝５ｋｍ时，卡尼亚视电阻率曲线可以很好地反映出低阻层的存在，但对低阻层的下伏高阻地层反映不明确㊂ 当ｒ＝３００ｍ时，全区视电阻率虽然对基底反映不明显，但已经能反映出中间低阻层；当ｒ＝６００ｍ时全区视电阻率反映出中间低阻层的存在，对下伏地层的高阻属性有反映；当ｒ＝２ｋｍ和ｒ＝

５ｋｍ时全区视电阻率较好反映了整个地电断面的情况㊂ 可见，全区视电阻率的探测深度远大于卡尼亚视电阻率的探测深度㊂

图５　同一模型探测深度和收发距的关系

５㊀应用实例分析

勘探区域位于中国五台山块隆中部，系舟山掀斜向斜的南西翼㊂ 区域内出露地层由老到新有太古界龙华河群均才组；古生界寒武系下统㊁ 中统㊁ 上统；奥陶系下统㊁ 中统下马家组及上马家沟组；石炭系中统本溪组㊁ 上统太原组，二叠系下统山西组；新生界上第三系㊁ 第四系㊂ 太古界地层主要为混合花岗岩㊁ 斜长角闪岩㊁ 黑云母片岩㊁ 黑云斜长片麻岩；寒武系和奥陶系地层以泥质白云岩㊁ 灰岩为主；石炭系和二叠系地层以页岩㊁ 砂岩㊁ 煤层为主；新生界以亚砂土㊁ 砂及卵砾石为主㊂

区域内出露的岩浆岩为吕梁晚期苏长辉长岩㊁ 辉绿岩，燕山期花岗岩㊂ 吕梁期苏长辉长岩被寒武系㊁ 奥陶系地层所覆盖，呈大型复层状侵入于龙华河群均才组地层中㊂ 通过之前的地质㊁ 物化探工作，表明该区辉长苏长岩具有形成钒钛磁铁矿和铜㊁ 钴㊁ 镍

硫化物矿的远景：辉长苏长岩体边缘相细粒苏长岩体的底部和边部含磁黄铁矿㊁ 黄铜矿㊁ 黄铁矿㊁ 方黄铜矿等硫化物和磁铁矿，局部地段硫化物较为富集㊂ 本次勘探的任务是查明辉长苏长岩体中含硫化物矿的细粒苏长岩体的赋存部位及其形态㊁ 规模㊁ 产状等情况㊂ ＺＫ００１资料显示含硫化物矿的细粒苏长岩体与围岩有着明显的电阻率差异（围岩为辉长苏长岩体和太古界混合花岗岩，均表现为高阻），故用ＣＳＡＭＴ法进行视电阻率解释是可行的㊂

选用美国最新一代产品ＧＤＰ３２Ⅱ型电法工作站进行了ＣＳＡＭＴ测量，采用ＴＭ模式标量测量方法；选取收发距ｒ＝６ｋｍ，发射极距ＡＢ＝１ｋｍ，发射方向平行于测线；工作中使用的最低频率为０．１２５Ｈｚ，最高频率为８１９２Ｈｚ，每６个测点测量一个中间点的Ｈｙ㊂

选择该区８３线５００号测点的测量结果进行计算对比㊂ 该点有一钻孔ＺＫ００１，钻孔信息见表２，电

４期钟幼生等：关于可控源音频大地电磁法探测深度的探讨

表２㊀钻孔ＺＫ００１地质信息

㊃ ７７３㊃

孔深／ｍ２０．６５３．３５

层厚／ｍ１７．３０１５．９５２９．５０６．２１８．８９３．３５

亚砂土，具大孔隙，底部含有砾石中细粒辉长苏长岩混合花岗岩

地质描述测井资料显示低㊁ 中阻低㊁ 中阻中㊁ 高阻中㊁ 高阻中㊁

高阻低阻

９８５．５５１０１０．３９１０３９．８９１０４６．１０９９４．４４

９６４．９０

亚黏土夹卵砾石层，含少量砂质，卵砾石主要为石灰岩㊁ 白云岩中粒辉长苏长岩，２０．６５ ３５．４０ｍ为风化层

含磁铁矿细粒辉长苏长岩，１００４．４９ １００６．０９ｍ为Ｃｕ㊁Ｎｉ矿化层斜长花岗片岩夹花岗岩

中㊁ 高㊁ 低阻

图６㊀５００号点全区视电阻率和卡尼亚视电阻率曲线对比

阻率测井曲线见图６ａ㊂测井资料显示电阻率断面类型为ＫＨ型，下部的低阻反映了矿体的存在㊂

图６ｂ显示，５００号点实测全区视电阻率曲线纵向上表现为低阻 高阻 低阻 高阻变化，符合ＺＫ００１测井结果，反映出了Ｃｕ㊁Ｎｉ矿化层；卡尼亚视电阻率在波区与全区视电阻率曲线基本重合，但对测井信息显示的第二个低阻层没有反映，视电阻率最后一直呈上升趋势，远大于地层的实际电阻率，说明了卡尼亚视电阻率的探测深度未达到矿化层㊂ 在本次应用中，卡尼亚视电阻率探测深度约为０．１ｒ，而全区视电阻率探测深度达到０．５ｒ㊂

（４）对于均匀半空间模型，统计得到电磁场进入过渡区时的｜ｋｒ｜为ＡＴ＝４．７８９，进入近区时的｜ｋｒ｜为ＡＮ＝０．１０６㊂利用ＡＴ和ＡＮ可得到任意地电模型和收发距组合进入过渡区和近区时对应的频率ｆＴ和ｆＮ㊂ 当频率ｆ＜ｆＴ时，卡尼亚视电阻率不具有探测能力，当频率ｆ＜ｆＮ时，全区视电阻率不具有探测能０．３ｒ，全区视电阻率的最大探测深度约为３．７ｒ㊂ 应用实例中，卡尼亚视电阻率探测深度为０．１ｒ，而全区视电阻率的探测深度达到了０．５ｒ㊂

致谢：在论文的研究及成稿过程中，得到了长安大学李貅教授㊁ 山西地球物理化学勘查院赵斌高级工程师㊁ 李建国高级工程师的大力支持，表示感谢㊂ 参考文献：

［１］㊀底青云，ＭａｒｔｙｎＵｎｓｗｏｒｔｈ，王妙月．有限元法２．５维ＣＳＡＭＴ数

值模拟［Ｊ］．地球物理学进展，２００４，１９（２）：３１７３２４．［２］㊀底青云，ＭａｒｔｙｎＵｎｓｗｏｒｔｈ，王妙月．复杂介质有限元法２．５维可

（４）：７２３７３０．

力；进而得到卡尼亚视电阻率的最大探测深度约为

６㊀结论

波，可用趋肤深度作为探测深度，而在过渡区和近区，不能以趋肤深度作为实际勘探深度，还应考虑收发距的影响㊂

（２）在保证一定信噪比的前提下，决定ＣＳＡＭＴ

（１）双极源场只有在远区才可以近似看作平面

探测深度的是频率㊁ 收发距和地下介质电阻率的综合作用，进入近区场，ＣＳＡＭＴ法不再具有测深能力㊂

（３）ＣＳＡＭＴ法全区视电阻率能反映出过渡区

控源音频大地电磁法数值模拟［Ｊ］．地球物理学报，２００４，４７

［３］㊀ 王若，王妙月，底青云．频率域线源大地电磁法有限元正演模

拟［Ｊ］．地球物理学报，２００６，４９（６）：１８５８１８６６．

［４］㊀王若，王妙月，卢元林．三维三分量ＣＳＡＭＴ法有限元正演模拟

研究初探［Ｊ］．地球物理学进展，２００７，２２（２）：５７９５８５．征研究［Ｊ］．地球物理学报，２００８，５１（６）：１９１７

１９２８．

［５］㊀底青云，王妙月，王若，等．长偶极大功率可控源电磁波响应特

的地电特征，但改变不了其在近区不具有测深能力法也只有在过渡区和远区有意义，理论上实现全区探测是有问题的㊂

的事实㊂ 因此，就当前的可控源测深理论，广域电磁

㊃ ７７４㊃

物㊀ 探㊀ 与㊀ 化㊀ 探

２８８．

３９卷㊀

［６］㊀张斌，谭捍东．带地形的可控源音频大地电磁法二维正演［Ｊ］．

物探与化探，２０１４，３８（１）：１５１物探与化探，２０１５，３９（１）：１３２

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物理学进展，２００３，１８（２）：１９７２０２．

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ＣＳＡＭＴ勘探试验研究［Ｊ］．地球物理学报，２０１３，５６（１２）：

勘查中的应用研究［Ｊ］．地球物理学报，１９９６，３９（５）：７１２

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对比试验［Ｊ］．物探与化探，２０１４，３８（６）：１２０７应用［Ｊ］．物探与化探，２０１４，３８（４）：６８０用［Ｊ］．物探与化探，２０１４，３８（５）：９２１（３）：１０６５１０７２．

６８３．

１２１１．

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Ａｔｅｎｔａｔｉｖｅｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｄｅｐｔｈ

ｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｏｕｒｃｅａｕｄｉｏｍａｇｎｅｔｏｔｅｌｌｕｒｉｃｍｅｔｈｏｄ

ＺＨＯＮＧＹｏｕ⁃Ｓｈｅｎｇ１，ＨＡＮＺｉ⁃Ｑｉａｎｇ２，３，ＬＵＯＪｉａｏ３，ＦＥＮＧＢｉｎｇ３

（１．ＦｉｒｓｔＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＱｉｎｇｈａｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｘｉｎｉｎｇ㊀ ８１０６００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＭｅｒｃｈａｎｔｓＣｈｏｎｇｑｉｎｇＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＴｅｃｈ⁃ａｎ㊀ ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）

ｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ＆ＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ㊀ ４０００６７，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＧｅｏｍａｔｉｃｓ，Ｃｈａｎｇ＇ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｅｌｅｃｔｒｉｃｄｉｐｏｌｅｓｏｕｒｃｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆ

ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｈａｌｆｓｐａｃｅ，ａｎｄｔｈｅｎｅｘｔｅｎｄｅｄｔｈｉｓｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｔｏｔｈｅｂｉｐｏｌａｒｓｏｕｒｃｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ．ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎＣＳＡＭＴｄｅｔｅｃｔｉｎｇｄｅｐｔｈａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｅｌｅｃｔｒｉｃｄｉｐｏｌｅｍｏｍｅｎｔ，ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｌａｙｅｒｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｄｅｔｅｃｔｉｎｇｄｅｐｔｈｏｆＣＳＡＭＴｍｅｔｈｏｄａｒｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｗｈｅｎｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｎｔｅｒｓｔｈｅｎｅａｒｒｅｇｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌｚｏｎｅｕｎｄｅｒｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｗｈｅｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｅｎｔｅｒｓｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌｚｏｎｅｆｒｏｍｔｈｅｄｉｓｔａｎｔｚｏｎｅ，ｔｈｅ｜ｋｒ｜ｖａｌｕｅｉｓａｂｏｕｔｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｃｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｌａｙｅｒ．Ｔｈｅａｒｇｕｍｅｎｔ＂ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｔｈｅｌａｒｇｅｒｔｈｅ４．７８９；ｗｈｅｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｅｎｔｅｒｓｔｈｅｎｅａｒｚｏｎｅｆｒｏｍｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌｚｏｎｅ，ｔｈｅ｜ｋｒ｜ｖａｌｕｅｉｓａｂｏｕｔ０．１０６．Ｔｈｅｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｔｈｅａｂｏｖｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ．

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ｍａｘｉｍｕｍｄｅｔｅｃｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｆｆｕｌｌｗａｖｅａｐｐａｒｅｎｔｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｉｓａｂｏｕｔ３．７ｔｉｍｅｓｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｒｅｃｅｉｖｅｒｄｉｓｔａｎｃｅ．ＡｃａｓｅｓｔｕｄｙｈａｓｐｒｏｖｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＳＡＭＴ；ｓｋｉｎｄｅｐｔｈ；ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｄｅｐｔｈ；ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｄｉｓｔａｎｃｅ；ｆｕｌｌｗａｖｅａｐｐａｒｅｎｔｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ作者简介：钟幼生（１９６３－），男，青海西宁人，主要从事金属矿产勘查的应用研究工作㊂