卜傳新

（湖南有色地質(zhì)勘查局二四七隊(duì)，湖南 長(zhǎng)沙 410129）

隨著礦產(chǎn)資源的探測(cè)深度增加，探測(cè)的信號(hào)隨深度增加而漸弱，地球物理勘探逐漸步入探測(cè)弱、微信號(hào)階段，除開發(fā)研制新的地球物理勘探手段、儀器，還要提高儀器接收信號(hào)的靈敏度和精度，抗干擾能力，適應(yīng)攻深找盲，提高采集信號(hào)質(zhì)量和勘探效果。如何有效抑制或消除全空域效應(yīng)，國內(nèi)外相關(guān)研究十分活躍，取得了不少基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用成果，有些地球物理勘探方法解決了全空域效應(yīng)，有些還停留在理論階段，有些雖解決但隨勘探精度提高，原有抑制或消除全空域效應(yīng)方法不能滿足相應(yīng)精度。本文討論提高電磁法信號(hào)采集質(zhì)量，從而提高勘探效果的方法。的信號(hào)逼近探測(cè)空域地質(zhì)因素所引起，即抑制或消除全空域效應(yīng)原理[1]。抑制或消除全空域效應(yīng)的方法一般有：①編制軟件－確定信號(hào)來源、象限空域、性質(zhì)，模擬相關(guān)環(huán)境計(jì)算來自非探測(cè)象限空域信號(hào)值修正實(shí)測(cè)信號(hào)值，使實(shí)測(cè)信號(hào)值逼近客觀真實(shí)，實(shí)現(xiàn)抑制或剔除非探測(cè)空域信號(hào)；②研制某種裝置直接屏蔽來自非探測(cè)空域信號(hào)或向非探測(cè)空域發(fā)送信號(hào)；③研制相關(guān)儀器觀測(cè)干擾信號(hào)隨時(shí)間變化量，數(shù)據(jù)整理時(shí)改正相應(yīng)時(shí)點(diǎn)干擾信號(hào)變量。本文討論的就是以方法②來實(shí)現(xiàn)電磁法采集信號(hào)值逼近客觀真實(shí)。

1 全空域效應(yīng)、影響采集信息質(zhì)量機(jī)理、抑制或消除全空域效應(yīng)原理

全空域效應(yīng)，就是全空域存在某種信號(hào)，當(dāng)采集該信號(hào)時(shí)，不是單純來自某個(gè)方向或某個(gè)象限的信號(hào)，而是上下左右前后“全空域”信號(hào)的疊加或集合[1]。

“全空域”信號(hào)疊加或集合，將可能產(chǎn)生：①信號(hào)同頻率同步同向疊加，強(qiáng)度增強(qiáng)甚至“共振”；②信號(hào)同頻率同步反向疊加，強(qiáng)度減弱或歸零或反向；③同頻率異步疊加，信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)或減弱或反向，波形變異；④異頻率同步或異步同向或反向疊加，信號(hào)增強(qiáng)或減弱或反向，波形異形。可見，全空域效應(yīng)將掩蓋或壓抑有用異常，產(chǎn)生虛假異常，無法判別異常源歸屬于哪個(gè)象限空間和識(shí)別異常真?zhèn)蝃1]，嚴(yán)重影響垂向和水平分辨率，制約勘探效果，這就是影響采集信號(hào)質(zhì)量從而影響勘探效果的機(jī)理。采取方法手段抑制或剔除或屏蔽來自非探測(cè)空域信號(hào)（對(duì)于探測(cè)空域來說為干擾信號(hào)），提純探測(cè)空域有用信號(hào)，提高采集信號(hào)質(zhì)量－所獲得

2 電磁法勘探中的全空域效應(yīng)及來源

以地殼中巖、礦石的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性和介電性為主要物性基礎(chǔ)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，通過觀測(cè)和研究電磁場(chǎng)的空間和時(shí)間分布規(guī)律，尋找礦產(chǎn)資源和解決地質(zhì)、環(huán)境工程等問題的一組電法勘探方法，叫電磁感應(yīng)（EM）法簡(jiǎn)稱電磁法[2]。

根據(jù)感應(yīng)場(chǎng)不同，電磁法分為連續(xù)諧變（頻率域）電磁法和階躍瞬變（時(shí)間域）電磁法兩類。

頻率域電磁法（無論主動(dòng)源還是被動(dòng)源）以平面或視平面電磁場(chǎng)作為激發(fā)場(chǎng)（發(fā)射源），激發(fā)場(chǎng)即一次電磁場(chǎng)激發(fā)地中的二次電磁場(chǎng)，一次電場(chǎng)與二次電場(chǎng)疊加形成總合電場(chǎng)EX，一次磁場(chǎng)與二次磁場(chǎng)疊加形成總合磁場(chǎng)HY。頻率域電磁法一般觀測(cè)的參數(shù)：總合電場(chǎng)EX、總合磁場(chǎng)HY。視電阻率計(jì)算公式[3]：

式中：f－激發(fā)場(chǎng)頻率。

實(shí)際工作中，頻率域電磁法觀測(cè)的總合磁場(chǎng)HY，除地中介質(zhì)形成一次磁場(chǎng)與二次磁場(chǎng)外，還有非探測(cè)空域的電離層、廣播電臺(tái)、通訊塔、空中/海上導(dǎo)航臺(tái)、通訊/電輸送線…電流體系產(chǎn)生的磁場(chǎng)，這來自非探測(cè)空域的磁場(chǎng)是頻率域電磁法的干擾，也是所謂的全空域效應(yīng)。純地形起伏對(duì)總合電場(chǎng)EX有影響，該影響嚴(yán)格意義也屬來自非探測(cè)空域，是全空域效應(yīng)。室內(nèi)、巷道、礦井…等封閉空間環(huán)境，非探測(cè)空間感應(yīng)磁場(chǎng)也是全空域效應(yīng)。

時(shí)間域電磁法即瞬變電磁法是階躍瞬變電場(chǎng)激勵(lì)地中介質(zhì)感生二次瞬變電場(chǎng)，觀測(cè)二次瞬變電場(chǎng)隨時(shí)間變化響應(yīng)電位V(t)/I（μV/A）。由于“煙圈效應(yīng)”，發(fā)送回線產(chǎn)生的階躍瞬變電場(chǎng)全空域傳播，于室內(nèi)、巷道、礦井…等封閉空間環(huán)境，將激勵(lì)非探測(cè)空域介質(zhì)感生二次瞬變電場(chǎng)，該二次瞬變電場(chǎng)將與探測(cè)空域二次瞬變電場(chǎng)疊加于接收回線，是非探測(cè)空域干擾即全空域效應(yīng)。

3 抑制或消除全空域效應(yīng)思路、方法

一般而言，地球物理勘探理論、數(shù)據(jù)處理理論、推斷解釋理論和經(jīng)驗(yàn)、勘探活動(dòng)等建立在半空域基礎(chǔ)上，采集的數(shù)據(jù)或者經(jīng)過數(shù)據(jù)處理獲得的信息也是半空域的。全空域效應(yīng)中非探測(cè)（半）空域的某種數(shù)據(jù)信息或信號(hào)，就是相應(yīng)地球物理勘探方法探測(cè)（半）空域干擾，只有抑制或消除其，才能使野外采集的數(shù)據(jù)信息逼近客觀本源，提高地球物理勘探方法的勘探效果。

2章可知，頻率域電磁法觀測(cè)的總合磁場(chǎng)HY是一次磁場(chǎng)（激勵(lì)磁場(chǎng)）＋地下二次磁場(chǎng)（感應(yīng)磁場(chǎng)）＋電離層、廣播電臺(tái)、通訊塔、空中/海上導(dǎo)航臺(tái)、通訊/電輸送線…電流體系產(chǎn)生磁場(chǎng)（非探測(cè)空域磁場(chǎng)）或在室內(nèi)、巷道、礦井…等封閉空間環(huán)境中非探測(cè)空間的感應(yīng)磁場(chǎng)，抑制或消除非探測(cè)空域的磁場(chǎng)即全空域效應(yīng)的思路、方法：在磁探頭非探測(cè)空域方向安裝一屏蔽裝置，屏蔽來自非探測(cè)空域（方向）的一切磁場(chǎng)，或者象廣域電磁法只采集電場(chǎng)信息，以電場(chǎng)來計(jì)算視電阻率。純地形起伏對(duì)頻率域電磁法的總合電場(chǎng)EX有影響，參照李金銘著《地電場(chǎng)與電法勘探》中的“比較法”[2]進(jìn)行抑制或消除。瞬變電磁法在室內(nèi)、巷道、礦井…等封閉空間環(huán)境中非探測(cè)空域介質(zhì)感生二次瞬變電場(chǎng)即全空域效應(yīng)的抑制或消除思路、方法：在發(fā)送回線或接收回線的非探測(cè)方向（或空域）安裝屏蔽裝置，屏蔽發(fā)送回線向非探測(cè)空域發(fā)送瞬變電場(chǎng)，或屏蔽接收回線接收來自非探測(cè)空域一切瞬變電場(chǎng)。

4 結(jié)論

全空域效應(yīng)是影響所采集的信號(hào)或數(shù)據(jù)信息客觀真實(shí)性的干擾之一，只有通過一切可能的、不含或少含主觀因素的技術(shù)方法、手段，抑制或消除干擾，才能真正令所采集的信號(hào)或數(shù)據(jù)信息逐步逼近客觀真實(shí)，提高勘探效果和效率。