CSAMT中IP效应仿真分析与研究.pdf

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1、2013年第32卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)43CSAMT中IP效应仿真分析与研究徐汶东,李敬兆(1.安徽理工大学计算机科学与工程学院。安徽淮南,232001)摘要:为解决CSAMT中的IP效应问题,以Cole—Cole模型作为IP效应极化模型,研究了层状介质中CSAMT的视电阻率响应,发现IP效应对视电阻率幅值和相位的影响主要发生在中低频段;从参数变化的角度分析了Cole—Cole模型各参数对视电阻率幅值的影响水平。结果表明:极化率参数和频率相关系数

2、的影响显著水平大于时间常数的影响水平;因此,在采用CSAMT资料提取IP参数、去除CSAMT中IP效应影响时,应首先选择影响水平大的极化率参数和频率相关系数。关键词:Cole.Cole模型;激发极化效应;可控源音频大地电磁;视电阻率;曲线形态中图分类号:TP301.5文献标识码:A文章编号:1000--9787(2013)01-0043-04SimulationanalysisandstudyonIPeffectinCSAMTXUWen.dong,LIJing—zhao(1.SchoolofComputerScience

3、andEngineering,AnhuiUniversityofScienceandTechnology,Huainan232001,China)Abstract:TosolveproblemofIPeffectinCSAMT,usingCole—ColemodelasIPeffectpolarizationmodel,theapparentresistivityresponseofCSAMTstudyinlayeredmediaisstudied.TheresultsshowthatIPeffectonamplitud

4、eandphaseofapparentresistivitymainlyOCCURSinthemiddleandlowfrequency.EffectlevelofCole—Colemodelparametersonmagnitudeofapparentresistivityisanalyzedfromtheperspectiveofparameterchanging.Itshowsthattheeffectlevelofpolarizabilityparametersandfrequency-dependentcoef

5、ficientisgreaterthanthatoftimeconstant.SowhenextractIPparametersfromCSAMTdataandremoveIPefectinCSAMTshouldfirstselectparametersthathavegreatinfluence.Keywords:Cole—Colemodel;IPeffect;CSAMT;apparentresistivity;culweshape0引言PeltonWH提出的Cole.Cole模型川作为极化模型,从模激发极化(indu

6、cedpolarization,IP)效应又称激电效应,型参数变化的角度出发,来研究各参数变化对IP效应影响它是由地层中不同岩、矿石接触面上产生的电极极化作用引的差异,为从CSAMT中去除IP效应、提取IP信息指明思起的,IP效应是一种广泛存在的现象,文献[1]中通过大量路。实验证明了这种现象的存在。可控源音频大地电磁(con—1Cole-Cole模型等效电路trolledsourceaudio-frequencymagnetotelluric,CSAMT)法是一Cole—Cole模型等效电路如图l所示,其中,阻抗Z=a

7、/种频率测深的电磁探测方法,通过人工源发射不同频率的(),U为一个实常数,为激励源角频率。电信号获得不同地层深度处的电阻率来寻找地下资源。由于IP效应的影响,地层的电阻率实际上是随频率变化的复数,但是,因为IP效应比较微弱,在CSAMT方法中把地层的电阻率看作是与频率无关的实数,如果在某些频段IP效应较强,必然会产生较大的误差,影响探测的准确性,图1Cole—Cole模型等效电路近年来,很多学者在这方面进行了探讨,5J,但都没有从极Fig1EquivalentcircuitofCole-Colemodel化模型参数影响显

8、著水平的角度进行分析,而研究参数影该模型复电阻率的数学表达式如下响水平,才能发现有重要影响的参数,这对于提取IP信息、P=p0{1mm[1l提高CSAMT探测的准确性是至关重要的’7J。本文以1+(kor)收稿日期:2012-09-14$基金项目:国家自然科学基金资助项目(61170060);安徽省自然科学基金资助项

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