专利名称：一种天然电磁辐射测深多道探测方法
技术领域：
本发明涉及一种天然电磁辐射测深探测方法，特别是一种天然电磁辐射测深多道 探测方法。
背景技术：
天然电磁辐射测深探测方法，是一项利用天然电磁辐射形成的天然电磁场源，探 测地下地质结构以及与层状地层有关的各种矿产资源，包括石油、天然气、煤、水，还可应 用于工程地质、考古以及地质灾害预测，包括山体滑坡、天然地震预测研究。《天然电磁辐 射测深探测技术的方法及其装置(ZL98101408. 9)》实现了利用天然电磁场的单一分量，即 电场分量，在近地表自由空间进行单点探测，提供测点下岩层无量纲的相对电阻率(P》随 深度(h)变化的直方图，便于与最终直接探查地下情况的钻井结果进行逐层对比，而成为 一项具有实用价值的探测技术。天然电磁辐射测深技术的方法及其装置(ZL98101408. 9)所叙述的方法及其装置 与典型大地电磁法相比，在性能方面提高了对与岩层分界面直接相关的电性分界面的埋 藏深度变化、岩层的电性变化、地下地质体的横向变化的分辨能力，缩小了探测结果地质解 释的多解范围、最大验证探测深度达到七千米、岩层倾角在90度范围内，探测工作不受岩 层倾角的限制，可应用于地质结构复杂地区，以及在水面上进行探测。在使用方面提高了 工作效率、实现了探测装置便携化、少受地面条件限制、不受地面震动的影响、对工频干扰 有抑制能力、对探区的生态环境无不良影响。任何一种地球物理勘探方法，简称物探方法均 具有其最适用的探测环境，同时也不可避免地存在一些局限。除了综合利用多种物探方法， 提高探测质量外，对于物探方法本身仍需不断改进。多年来运用该方法在不同地区，进行了 具有实效的探测工作，并对探测方法的工作机理，增添了观测验证资料，但也体验到该项探 测方法，同样存在下述之不足。有多种因素促使天然电磁场随时间在不断变化，现有的单点探测方法，由于观测 时刻不同，每一测点所利用的天然电磁场的入射场强与频率分布亦经历了变化。对各测点 之间探测结果的精细对比带来不利的影响，主要在于探测结果中岩层的相对电阻率除了反 映地下岩层物理性质的变化以外，还包含有天然入射场强与频率分布的变化，以致相邻测 点探测结果对比时会产生疑问，甚至做出错误的地质解释。例如，在连续追踪目的层的进程 中出现对比中断时，首先要排除非入射场源变化的影响，才能做出明确的地质解释。现有的方法其探测结果仅能提供，测点下岩层无量纲的相对电阻率(P》随深度 (h)变化的直方图，而且，岩层无量纲的相对电阻率(P》不再与深度(h)变化保持严格的 线性关系，当探测的深度范围扩大时，这种非线性关系会更加明显。仅根据岩层的相对电阻 率的高低尚不能，对岩层的物理性质做出合理推测，因而对探测结果的地质解释带来不利 影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然电磁辐射测深多道探测方法，解决采用单点探测 时，因天然场源随时间变化，探测记录中含有天然场源变化的影响，尤其对于深部电阻率差 异不明显的薄岩层探测，不利于在资料对比中取得反映地质情况的精细变化及所关注岩层 的探测结果无量纲的问题。—种天然电磁辐射测深多道探测方法的具体步骤为第一步构建探测系统 一种天然电磁辐射测深多道探测方法，是通过一种多道探测系统实现的，该探测 系统包括多个探测子系统和远程数据处理中心。其中，探测子系统包括(ZL98101408. 9) 所述的地面探测装置、标志信号发生器和计算机。地面探测装置采集和存储的数据经计算 机预处理后，通过网路传输给远程数据处理中心。第二步确定测点布置形式各探区探测子系统的测点布置形式，包括测点的剖面布置、测点的方阵布置和海面 探测的剖面布置。根据探区的地质情况与对探测任务的具体要求，确定各探区探测子系统采用 上述的一种测点布置形式，或上述几种测点布置形式的组合，并确定测点布置的具体参数。测点的剖面布置沿直线布置的测点数超过5个测点时，即可视为测点的剖面布置，剖面沿预计的 地层倾斜方向布置，测点间隔依探测的具体对象及探测的详细程度而定，测点间隔为20 米-50米，使用6台-12台地面探测装置同时工作。用于对预计的矿层、地层的结构进行初 步探测。当剖面需要延长时，剖面的末端测点与其延长剖面的首端测点位置重合，用于检查 因探测时刻不同，剖面之间的系统偏差。测点的方阵布置根据测点的剖面布置的初步探测结果，进行测点的方阵布置探测，测点的方阵由 多条横向剖面与纵向剖面组成，测点间隔和剖面间隔为20米-50米，使用6台-12台地面 探测装置同时工作。对矿层、地层结构在横向与纵向的空间分布进行探测。其中具有共同 测点并且互相垂直的剖面，用于探测岩层的倾斜方向和倾角、探测深部岩层在高温与高压 的天然状态下，地应力的方向与其幅度的空间分布和地应力空间分布随时间的变化，为天 然地震预测研究提供参考信息。方阵的规模由所采用的地面探测装置的数量确定，测点的 方阵沿方阵的横向或纵向延伸时，延伸方阵的边缘剖面与原方阵的边缘剖面的位置重叠， 用于检查因探测时刻不同，各个方阵之间的系统偏差。海面上进行探测时的测点布置在海面上进行探测时，由于海水流动的影响，测点位置不易固定，用漂浮缆绳保持 测点间隔，构成测点的剖面布置。用于对预计的矿层、地层结构进行初步探测。采用多条彼 此平行的剖面布置，对矿层、地层结构的横向与纵向的空间分布进行探测。各条剖面之间设 置具有重复测点的连接剖面，用于检查因探测时刻不同，各剖面之间的系统偏差。地面探测 装置固定在浮标的顶端，用于避免探测装置接触海水面临的密封问题，还由于自由空间与 海水的电导率相差悬殊，因此，还可取得信号从海面下返回自由空间时，电场强度得到增强 的好处，测点的地理位置由全球卫星定位系统确定。第三步确保多个子系统各地面探测装置多道探测性能参数的一致性
根据对探测深度范围和探测深度的分辨能力的要求，调整通道增益、滤波器的频带宽度、工作频率范围与频率间隔，使各项参数的相对偏差小于士5%。第四步记录各道探测装置在地表的相对高程在探测工作之前，对各测点的地表相对高程进行测量。由于，探测深度从地表计 算，需要记录各道地面探测装置在地表的相对高程，第五步取得各道同一开始记录的时刻为了取得各道地面探测装置同一时刻开始的记录，在各道地面探测装置开机后， 进行探测时操作者利用标志信号发生器，向各地面探测装置，发出固定频率信号，作为各道 地面探测装置开始记录时刻的识别标志，并记录每次开始记录的时刻。第六步利用地面探测装置采集探测数据地面探测装置，采用窄带方式，观测近地表空间电场垂直分量E±，为了接收近地 表电场垂直分量E ±，采用电容极板式传感器将电场分量转换成相应的电信号；电场传感器 输出的微弱信号由前置放大器加以放大并进行阻抗匹配，并由后置放大器进一步增大信号 幅度；采用变频技术将在整个音频范围内的信号进行窄带滤波；后置放大器及频率可调的 本地信号发生器所输出的信号同时输至双平衡混频器，由窄带中频滤波器从双平衡混频器 的输出信号提取差频信号；本地信号发生器的工作频率高于窄带中频滤波器的中心频率， 二者的频率差即为待测信号的频率F;反馈电路作用于本地信号发生器，保证上变频时本 地信号发生器所需的频率稳定度；窄带中频滤波器所析出的差频信号的幅度与后置放大器 所输出的信号幅度成正比并随时间做相应的变化；由精密检波器检出差频信号的包络信 号，包络信号的幅度与近地表空间电场的垂直分量E±的某一频率分量成正比；其具体频率 值取决所选定的本地信号发生器输出信号的频率；包络信号经峰值检波器和谷值检波器检 出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin ；由加法器，减法器和除法器对Vpmax和VTmin进行模拟运算， 按公式(1)求得最大峰值与最小峰值的差值Δ，Δ = Vpmax-Vlfflin............................................(1)按公式⑵求得最大峰值与最小峰值的相加值Σ，Σ = Vpmax+VTfflin............................................(2)并按公式(3)由Δ值和Σ值的比值求得K值K= Δ / Σ...................................................(3)根据预计的探测深度范围，依靠调节本地信号发生器所输出信号频率，设定相对 应的待测信号的频率范围，依探测的详细程度选取离散的待测信号的频率间隔；在人工操 作时每设定一次本地信号发生器，即可根据本地信号发生器与窄带中频滤波器的中心频率 的差值，求得待测信号的频率F及相对应的△值及K值在直角坐标系中，将各个离散的待 测信号频率F与相对应的△值或K值绘制成F-△曲线或F-K曲线；按6分贝衰减作为确定 截止频率的标准，从F-△曲线或F-K曲线求得与各个极大值和极小值相关联的截止频率值 Δ F，利用下述的截止频率公式，求得与AF相对应得探测深度h，AF= (3. 76 X IO6)/oh2, WF-A曲线的极大值和极小值求得相对应深度范围内岩层的相对电阻率(P》；最后，以 直方图形式绘制便于与钻井剖面图进行比较的h_P ^曲线，简称为探测直方图；F-K曲线与 F-Δ曲线的用途相同，用于减小天然电磁辐射随时间变化的影响。自动探测时，采用内置嵌入式系统进行探测过程自动控制、数据采集与处理。由D/A转换器控制本地信号发生器的工作频率，即相应的探测深度h，精密检波器的输出信号直 接输至A/D转换器；在采集的数据中，对行判断，计算Δ、Σ值和K值，自动绘 制F-Δ曲线或F-K曲线、各测点的h_P ^曲线和综合各测点h_P ^曲线构成的剖面图。第七步探测数据的集中存储计算机集中存储由各地面探测装置传输的数据、探区测点布置图及工作日志。第八步记录的质量检查首先对各地面探测装置所给出的，各相邻测点探测直方图的形态进行横向对比，当形态差异明显时，检查计算机存储的相邻测点数据，根据《探区测点布置图》核对测点位 置，根据《工作日志》核对探测时具体情况。再次对Vpmax和vTmin进行判断，并绘制各相邻测 点的探测直方图，排除天然电磁场变化因素带来的影响，使各相邻测点探测直方图的形态 横向对比得到确认。第九步计算机进行数据预处理计算机对各地面探测装置所记录的数据进行预处理，预处理内容包括根据各地 面探测装置所记录的数据和各测点探测直方图，即直方图形式表示的h-p ^曲线，对所有测 点的探测直方图进行全面对比，取得探区地下地质结构的基本情况。由于所观测的天然电 场的垂直分量是叠加在大气层由于受太阳照射而电离所形成的，强度高达120伏/米，周期 约为一昼夜的垂直电场之上的，观测时刻不同，高强度长周期垂直电场使观测信号的周期 产生改变，并在其相应的频率域中产生频移，从而对岩层的探测深度与厚度带来影响。为了 提高探测绝对深度的精度，根据不同时刻产生的系统偏差，将所关注的各个岩层，校正到当 地中午时刻的探测结果。由于采用多道同时探测，将单点探测时所需的逐点繁琐校正简化 为测点的剖面布置之间，或测点方阵布置之间的系统偏差校正，提高了校正的准确程度。本 方法，是以各测点所在的地表为探测深度的零点，利用所记录的各个测点的地表相对高程， 将各个点的探测结果校正到探区已知海拔高度的同一基准面，进一步提高探测直方图横向 对比的精细程度。第十步远程数据处理中心进行数据处理计算机利用网络，将探测数据预处理结果传输给远程数据处理中心，远程数据处 理中心根据预处理结果绘制剖面图。根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探 测成果图进行地质结构对比，对比结果经确认后绘制成果图。第十一步远程数据处理中心绘制成果图远程数据处理中心分别绘制二维伪彩色剖面图，或三维伪彩色岩层空间分布图， 对具有时间参数的三维伪彩色岩层空间分布图，绘制相应的多维伪彩色图件。第十二步远程数据处理中心进行资料对比在远程数据处理中心，根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探测成 果图再次进行地质结构对比。在对比过程中资料之间出现不一致时，重复第七步和第八步 的处理过程，对探测结果进行检查，查出原因加以改正，经上述检查确认资料之间出现的不 一致，并非天然电磁场变化带来的影响，仍保持原有的资料对比状态，使探测成果图与地质 结构的对比得到确认。第十三步远程数据处理中心为所关注的岩层提供具有量纲的参数为了提高探测质量与地质解释水平，资料对比得到确认后，需将探测结果中所关注的岩层的无量纲相对电阻率(P』折合成有量纲的视电阻率(Pa)或电阻率(P)。为了 提高物探的效果，目前，在同一地区广泛采用了多种物探方法综合利用与地质解释，因此有 条件与其他物探方法的探测结果进行对比，以取得综合利用的效果。根据该地区、同一地段、同一深度范围的其他所有地质资料及物探资料。对所关 注的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及视电阻率(Pa)或电阻率 (P)。
根据远程数据处理中心所取得的该地区、同一地段、同一深度范围的探测成果图， 对所关注的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及相对电阻率(P》。在两种列表中找出顶板深度、厚度和电阻率高低彼此接近的岩层。并将所关注的 若干岩层的相对电阻率(P》折合为有量纲的视电阻率(Pa)或电阻率(P)的对应值。经远程数据处理中心进行上述对比后，使所关注的若干岩层得到了具有量纲的视 电阻率(Pa)或电阻率(P)；尽管同一种岩层的电阻率尚有一定分布范围，但仍可为判断 所关注的岩层岩性提供参考数据，弥补了探测结果中的相对电阻率(P》与探测深度呈非 线性关系的影响，由于采用多道探测，探测结果的横向对比程度得到提高，从而使探测质量 与地质解释水平得到提高。可在探区的较大范围应用上述对比结果，从而使大面积的探测 质量与地质解释水平得到提高，工作效率亦得到明显提高。远程数据处理中心随时掌握各 探区的工作进展情况，并在必要时对探区的工作部署提出调整信息。本发明采用多道地面探测装置进行探测，实现在较大范围内，取得在同一时刻，利 用相同的天然场源进行探测的效果，从探测方法方面，克服了利用天然电磁场单一分量，即 电场分量进行单点探测时，天然场强与频率分布随时间变化的影响，实现探测结果之间的 精细对比，便于判断目的层的横向变化，从而提高了探区的探测质量。提出了将探测结果中 所关注岩层的无量纲相对电阻率(P》，折合成岩层有量纲的视电阻率(Pa)或电阻率(P) 的对比方法，可在探区的较大范围应用对比结果，提高了探测结果的地质解释水平。由计算 机对所记录的数据进行预处理，计算机与远程数据处理中心之间，建立双向数据传输联系， 远程数据处理中心综合利用探区的各种关物探资料与地质资料，对多个探区的预处理结果 分别进行再处理，并将再处理所得到的探测成果图，及时分别反馈至各计算机。随时掌握各 探区的工作进展情况，并在必要时提出调整探区工作部署的信息。
具体实施方式
1一种天然电磁辐射测深多道探测方法的具体步骤为第一步构建探测系统一种天然电磁辐射测深多道探测方法，是通过一种多道探测系统实现的，该探测 系统包括多个探测子系统和远程数据处理中心。其中，探测子系统包括(ZL98101408. 9) 所述的地面探测装置、标志信号发生器和计算机。地面探测装置采集和存储的数据经计算 机预处理后，通过网路传输给远程数据处理中心。第二步确定测点布置形式探区探测子系统采用测点的剖面布置进行探测，剖面沿预计的地层倾斜方向布 置，设定测点间隔为50米，使用12台地面探测装置同时工作，用于对预计的矿层、地层的结 构进行初步探测。第三步确保多个子系统各地面探测装置多道探测性能参数的一致性
探测深度范围为300米至600米，探测深度的分辨能力为10米，调整通道增益、滤 波器的频带宽度、工作频率范围与频率间隔，使各项参数的相对偏差小于士5%第四步记录各道探测装置在地表的相对高程在探测工作之前，对各测点的地表相对高程进行测量。由于，探测深度从地表计 算，需要记录各道地面探测装置在地表的相对高程，第五步取得各道同一开始记录的时刻 为了取得各道地面探测装置同一时刻开始的记录，在各道地面探测装置开机后， 进行探测时操作者利用标志信号发生器，向各地面探测装置，发出固定频率信号，作为各道 地面探测装置开始记录时刻的识别标志，并记录每次开始记录的时刻。第六步利用地面探测装置采集探测数据地面探测装置，采用窄带方式，观测近地表空间电场垂直分量E±，为了接收近地 表电场垂直分量E ±，采用电容极板式传感器将电场分量转换成相应的电信号；电场传感器 输出的微弱信号由前置放大器加以放大并进行阻抗匹配，并由后置放大器进一步增大信号 幅度；采用变频技术将在整个音频范围内的信号进行窄带滤波；后置放大器及频率可调的 本地信号发生器所输出的信号同时输至双平衡混频器，由窄带中频滤波器从双平衡混频器 的输出信号提取差频信号；本地信号发生器的工作频率高于窄带中频滤波器的中心频率， 二者的频率差即为待测信号的频率F;反馈电路作用于本地信号发生器，保证上变频时本 地信号发生器所需的频率稳定度；窄带中频滤波器所析出的差频信号的幅度与后置放大器 所输出的信号幅度成正比并随时间做相应的变化；由精密检波器检出差频信号的包络信 号，包络信号的幅度与近地表空间电场的垂直分量E±的某一频率分量成正比；其具体频率 值取决所选定的本地信号发生器输出信号的频率；包络信号经峰值检波器和谷值检波器检 出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin ；由加法器，减法器和除法器对Vpmax和VTmin进行模拟运算， 按公式(1)求得最大峰值与最小峰值的差值Δ，Δ = Vpmax-Vlfflin.............................................(1)按公式⑵求得最大峰值与最小峰值的相加值Σ，Σ = Vpmax-Vlfflin.............................................(2)并按公式(3)由Δ值和Σ值的比值求得K值K= Δ / Σ...................................................(3)根据预计的探测深度范围，依靠调节本地信号发生器所输出信号频率，设定相对 应的待测信号的频率范围，依探测的详细程度选取离散的待测信号的频率间隔；在人工操 作时每设定一次本地信号发生器，即可根据本地信号发生器与窄带中频滤波器的中心频率 的差值，求得待测信号的频率F及相对应的△值及K值在直角坐标系中，将各个离散的待 测信号频率F与相对应的△值或K值绘制成F-Δ曲线或F-K曲线；按6分贝衰减作为确 定截止频率的标准，从F-△曲线或F-K曲线求得与各个极大值和极小值相关联的截止频率 值Δ F，利用下述的截止频率公式，求得与AF相对应得探测深度h，AF = (3. 76XlO6)/σ h2从F-Δ曲线的极大值和极小值求得相对应深度范围内岩层的相对电阻率P…最 后，以直方图形式绘制便于与钻井剖面图进行比较的h-p,曲线，简称为探测直方图；F-K 曲线与F-Δ曲线的用途相同，用于减小天然电磁辐射随时间变化的影响。
自动探测时，采用内置嵌入式系统进行探测过程自动控制、数据采集与处理。由D/ A转换器控制本地信号发生器的工作频率，即相应的探测深度h，精密检波器的输出信号直 接输至A/D转换器；在采集的数据中，对行判断，计算Δ、Σ值和K值，自动绘 制F-Δ曲线或F-K曲线、各测点的h_P ^曲线和综合各测点h_P ^曲线构成的剖面图。第七步探测数据的集中存储计算机集中存储由各地面探测装置传输的数据、探区测点布置图及工作日志。第八步记录的质量检查 首先对各地面探测装置所给出的，各相邻测点探测直方图的形态进行横向对比， 当形态差异明显时，检查计算机存储的相邻测点数据，根据《探区测点布置图》核对测点位 置，根据《工作日志》核对探测时具体情况。再次对Vpmax和VTmin进行判断，并绘制各相邻测 点的探测直方图，排除天然电磁场变化因素带来的影响，使各相邻测点探测直方图的形态 横向对比得到确认。第九步计算机进行数据预处理计算机对各地面探测装置所记录的数据进行预处理，预处理内容包括根据各地 面探测装置所记录的数据和各测点探测直方图，即直方图形式表示的h-p ^曲线，对所有测 点的探测直方图进行全面对比，取得探区地下地质结构的基本情况。由于所观测的天然电 场的垂直分量，是叠加在大气层由于受太阳照射而电离所形成的，强度高达120伏/米，周 期约为一昼夜的垂直电场之上的，观测时刻不同，高强度长周期垂直电场使观测信号的周 期产生改变，并在其相应的频率域中产生频移，从而对岩层的探测深度与厚度带来影响。为 了提高探测绝对深度的精度，根据不同时刻产生的系统偏差，将所关注的各个岩层，校正到 当地中午时刻的探测结果，由于采用多道同时探测，将单点探测时所需的逐点繁琐校正简 化为测点的剖面布置之间的系统偏差校正，并提高了校正的准确程度。本方法，是以各测 点所在的地表为探测深度的零点，利用所记录的各个测点的地表相对高程，将各个点的探 测结果校正到探区已知海拔高度的同一基准面，进一步提高探测直方图横向对比的精细程 度。第十步远程数据处理中心进行数据处理计算机利用网络，将探测数据预处理结果传输给远程数据处理中心，远程数据处 理中心根据预处理结果绘制剖面图。根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探 测成果图进行地质结构对比，对比结果经确认后绘制成果图。第十一步远程数据处理中心绘制成果图远程数据处理中心绘制二维伪彩色剖面图。第十二步远程数据处理中心进行资料对比在远程数据处心理中心，根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探测 成果图再次进行地质结构对比。在对比过程中资料之间出现不一致时，重复第七步和第八 步的处理过程，对探测结果进行检查查出原因加以改正，经上述检查确认资料对比之间出 现的不一致，并非天然电磁场变化带来的影响，仍保持原有的资料对比状态，使探测成果图 与地质结构的对比得到确认。第十三步远程数据处理中心为所关注的岩层提供具有量纲的参数为了提高探测质量与地质解释水平，资料对比得到确认后，需将探测结果中所关注的岩层的无量纲相对电阻率(P》折合成有量纲的视电阻率(Pa)。根据该地区、同一地段、同一深度范围的其他所有地质资料及物探资料。对所关注 的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及视电阻率(Pa)。根据远程数据处理中心所取得的该地区、同一地段、同一深度范围的探测成果图， 对所关注的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及相对电阻率(P》。在两种列表中找出顶板深度、厚度和电阻率高低彼此接近的岩层。并将所关注的 若干岩层的相对电阻率(P》折合为有量纲的视电阻率(Pa)的对应值。经远程数据处理中心进行上述对比后，使所关注的若干岩层得到了，具有量纲的视电阻率(P a)，尽管同一种岩层的电阻率尚有一定分布范围，但仍可为判断所关注的岩层 岩性提供参考数据，弥补了探测结果中的相对电阻率(P》与探测深度呈非线性关系的影 响，由于采用多道探测，探测结果的横向对比程度得到提高，从而使探测质量与地质解释水 平得到提高。可在探区的较大范围应用上述对比结果，从而使大面积的探测质量与地质解 释水平得到提高，工作效率亦得到明显提高。远程数据处理中心随时掌握各探区的工作进 展情况，并在必要时对探区的工作部署提出调整信息。
具体实施方式
2一种天然电磁辐射测深多道探测方法的具体步骤为第一步构建探测系统一种天然电磁辐射测深多道探测方法，是通过一种多道探测系统实现的，该探测 系统包括多个探测子系统和远程数据处理中心。其中，探测子系统包括(ZL98101408. 9) 所述的地面探测装置、标志信号发生器和计算机。地面探测装置采集和存储的数据经计算 机预处理后，通过网路传输给远程数据处理中心。第二步确定测点布置形式探区探测子系统采用测点的方阵布置形式进行探测根据测点的剖面布置的初步探测结果，进行测点的方阵布置探测，测点的方阵由 多条横向剖面与纵向剖面组成，设定测点间隔和剖面间隔为25米，使用12台地面探测装 置，按横向四个测点纵向三个测点构成的方阵进行工作。对矿层、地层结构在横向与纵向的 空间分布进行探测。其中具有共同测点并且互相垂直的剖面，用于探测岩层的倾斜方向和 倾角、探测深部岩层在高温与高压的天然状态下，地应力的方向与其幅度的空间分布，和地 应力空间分布随时间的变化，为天然地震预测研究提供参考信息。方阵的纵向剖面与原剖 面位置重叠，测点的方阵沿方阵的横向或纵向延伸时，延伸方阵的边缘剖面与原方阵的边 缘剖面的位置重叠，用于检查因探测时刻不同，各个方阵之间的系统偏差。第三步确保多个子系统各地面探测装置多道探测性能参数的一致性根据对探测深度范围为1千米至3千米，和探测深度的分辨能力为50米的要求。 调整通道增益、滤波器的频带宽度、工作频率范围与频率间隔，使各项参数的相对偏差小于 士 5%。第四步记录各道探测装置在地表的相对高程在探测工作之前，对各测点的地表相对高程进行测量。由于，探测深度从地表计 算，需要记录各道地面探测装置在地表的相对高程，第五步取得各道同一开始记录的时刻
为了取得各道地面探测装置同一时刻开始的记录，在各道地面探测装置开机后，进行探测时操作者利用标志信号发生器，向各地面探测装置，发出固定频率信号，作为各道 地面探测装置开始记录时刻的识别标志，并记录每次开始记录的时刻。第六步利用地面探测装置采集探测数据地面探测装置，采用窄带方式，观测近地表空间电场垂直分量E±，为了接收近地 表电场垂直分量E ±，采用电容极板式传感器将电场分量转换成相应的电信号；电场传感器 输出的微弱信号由前置放大器加以放大并进行阻抗匹配，并由后置放大器进一步增大信号 幅度；采用变频技术将在整个音频范围内的信号进行窄带滤波；后置放大器及频率可调的 本地信号发生器所输出的信号同时输至双平衡混频器，由窄带中频滤波器从双平衡混频器 的输出信号提取差频信号；本地信号发生器的工作频率高于窄带中频滤波器的中心频率， 二者的频率差即为待测信号的频率F;反馈电路作用于本地信号发生器，保证上变频时本 地信号发生器所需的频率稳定度；窄带中频滤波器所析出的差频信号的幅度与后置放大器 所输出的信号幅度成正比并随时间做相应的变化；由精密检波器检出差频信号的包络信 号，包络信号的幅度与近地表空间电场的垂直分量E±的某一频率分量成正比；其具体频率 值取决所选定的本地信号发生器输出信号的频率；包络信号经峰值检波器和谷值检波器检 出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin ；由加法器，减法器和除法器对Vpmax和VTmin进行模拟运算， 按公式(1)求得最大峰值与最小峰值的差值Δ，Δ = Vpmax-VTmin..........................................(1)按公式(2)求得最大峰值与最小峰值的相加值Σ，Σ = Vpmax+VTmin..........................................(2)并按公式(3)由Δ值和Σ值的比值求得K值K = Δ/ Σ.................................................(3)根据预计的探测深度范围，依靠调节本地信号发生器所输出信号频率，设定相对 应的待测信号的频率范围，依探测的详细程度选取离散的待测信号的频率间隔；在人工操 作时每设定一次本地信号发生器，即可根据本地信号发生器与窄带中频滤波器的中心频率 的差值，求得待测信号的频率F及相对应的△值及K值在直角坐标系中，将各个离散的待 测信号频率F与相对应的△值或K值绘制成F-△曲线或F-K曲线；按6分贝衰减作为确 定截止频率的标准，从F-△曲线或F-K曲线求得与各个极大值和极小值相关联的截止频率 值Δ F，利用下述的截止频率公式，求得与AF相对应得探测深度h，AF = (3. 76XlO6)/σ h2WF-A曲线的极大值和极小值求得相对应深度范围内岩层的相对电阻率P…最 后，以直方图形式绘制便于与钻井剖面图进行比较的h-P曲线，简称为探测直方图；F-K曲 线与F-Δ曲线的用途相同，用于减小天然电磁辐射随时间变化的影响。自动探测时，采用内置嵌入式系统进行探测过程自动控制、数据采集与处理。由D/ A转换器控制本地信号发生器的工作频率，即相应的探测深度h，精密检波器的输出信号直 接输至A/D转换器；在采集的数据中，对Vpmax-VTminVpmax和VTmin进行判断，计算Δ、Σ值和K 值，自动绘制F-Δ曲线或F-K曲线、各测点的h-Pr曲线和综合各测点h-P ^曲线构成的剖 面图。第七步探测数据的集中存储
计算机集中存储由各地面探测装置传输的数据、探区测点布置图及工作日志。第八步记录的质量检查首先对各地面探测装置所给出的，各相邻测点探测直方图的形态进行横向对比， 当形态差异明显时，检查计算机存储的相邻测点数据，根据《探区测点布置图》核对测点位 置，根据《工作日志》核对探测时具体情况。再次对Vpmax和vTmin进行判断，并绘制各相邻测 点的探测直方图，排除天然电磁场变化因素带来的影响，使各相邻测点探测直方图的形态 横向对比得到确认。 第九步计算机进行数据预处理
计算机对各地面探测装置所记录的数据进行预处理，预处理内容包括根据各地 面探测装置所记录的数据和各测点探测直方图，即直方图形式表示的h-P曲线，对所有测 点的探测直方图进行全面对比，取得探区地下地质结构的基本情况。由于所观测的天然电 场的垂直分量，是叠加在大气层由于受太阳照射而电离所形成的，强度高达120伏/米，周 期约为一昼夜的垂直电场之上的，观测时刻不同，高强度长周期垂直电场使观测信号的周 期产生改变，并在其相应的频率域中产生频移，从而对岩层的探测深度与厚度带来影响。为 了提高探测绝对深度的精度，根据不同时刻产生的系统偏差，将所关注的各个岩层，校正到 当地中午时刻的探测结果，由于采用多道同时探测，将单点探测时所需的逐点繁琐校正简 化为测点的剖面布置之间，或测点方阵布置之间的系统偏差校正，并提高了校正的准确程 度。本方法，是以各测点所在的地表为探测深度的零点，利用所记录的各个测点的地表相对 高程，将各个点的探测结果校正到探区已知海拔高度的同一基准面，进一步提高探测直方 图横向对比的精细程度。第十步远程数据处理中心进行数据处理计算机利用网络，将探测数据预处理结果传输给远程数据处理中心，远程数据处 理中心根据预处理结果绘制剖面图。根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探 测成果图进行地质结构对比，对比结果经确认后绘制成果图。第十一步远程数据处理中心绘制成果图远程数据处理中心绘制二维伪彩色剖面图和三维伪彩色岩层空间分布图，对具有 时间参数的三维伪彩色岩层空间分布图，绘制相应的多维伪彩色图件。第十二步远程数据处理中心进行资料对比在远程数据处理中心，根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探测成 果图再次进行地质结构对比。在对比过程中资料之间出现不一致时，重复第七步和第八步 的处理过程，对探测结果进行检查查出原因加以改正，经上述检查确认资料对比之间出现 的不一致，并非天然电磁场变化带来的影响，仍保持原有的资料对比状态，使探测成果图与 地质结构的对比得到确认。第十三步远程数据处理中心为所关注的岩层提供具有量纲的参数为了提高探测质量与地质解释水平，资料对比得到确认后，需将探测结果中所关 注的岩层的无量纲相对电阻率(P》折合成有量纲的视电阻率(Pa)。为了提高物探的效 果，目前，在同一地区广泛采用了多种物探方法综合利用与地质解释，因此有条件与其他物 探方法的探测结果进行对比，以取得综合利用的效果。根据该地区、同一地段、同一深度范围的其他所有地质资料及物探资料。对所关注的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及视电阻率(Pa)。根据远程数据处理中心所取得的该地区、同一地段、同一深度范围的探测成果图， 对所关注的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及相对电阻率(P》。在两种列表中找出 顶板深度、厚度和电阻率高低彼此接近的岩层。并将所关注的 若干岩层的相对电阻率(P》折合为有量纲的视电阻率(Pa)的对应值。经远程数据处理中心进行上述对比后，使所关注的若干岩层得到了，具有量纲的 视电阻率(P a)，尽管同一种岩层的电阻率尚有一定分布范围，但仍可为判断所关注的岩层 岩性提供参考数据，弥补了探测结果中的相对电阻率(P》与探测深度呈非线性关系的影 响，由于采用多道探测，探测结果的横向对比程度得到提高，从而使探测质量与地质解释水 平得到提高。可在探区的较大范围应用上述对比结果，从而使大面积的探测质量与地质解 释水平得到提高，工作效率亦得到明显提高。远程数据处理中心随时掌握各探区的工作进 展情况，并在必要时对探区的工作部署提出调整信息。
具体实施方式
3一种天然电磁辐射测深多道探测方法的具体步骤为第一步构建探测系统一种天然电磁辐射测深多道探测方法，是通过一种多道探测系统实现的，该探测 系统包括多个探测子系统和远程数据处理中心。其中，探测子系统包括(ZL98101408. 9) 所述的地面探测装置、标志信号发生器和计算机。地面探测装置采集和存储的数据经计算 机预处理后，通过网路传输给远程数据处理中心。第二步确定测点布置形式探区探测子系统采用在海面上进行探测时的测点布置形式。在海面上进行探测时，由于海水流动的影响，测点位置不易固定，用漂浮缆绳保持 测点间隔，构成测点的剖面布置，设定测点间隔和剖面间隔为50米。用于对预计的矿层、地 层结构进行初步探测。剖面的末端测点与其延长剖面的首端测点位置重合，用于检查因探 测时刻不同，剖面之间的系统偏差。采用多条彼此平行的剖面布置，对矿层、地层结构的横 向与纵向的空间分布进行探测。各条剖面之间设置具有重复测点的连接剖面，用于检查因 探测时刻不同，各剖面之间的系统偏差。地面探测装置固定在浮标的顶端，用于避免探测装 置接触海水面临的密封问题，还由于自由空间与海水的电导率相差悬殊，因此，还可取得信 号从海面下返回自由空间时，电场强度得到增强的好处，测点的地理位置由全球卫星定位 系统确定。第三步确保多个子系统各地面探测装置多道探测性能参数的一致性根据对探测深度范围为3000米至3500米，和探测深度的分辨能力为100米的要 求，调整通道增益、滤波器的频带宽度、工作频率范围与频率间隔，使各项参数的相对偏差 小于士5%。第四步记录各道探测装置在地表的相对高程在探测工作之前，对各测点的地表相对高程进行测量。由于，探测深度从地表计 算，需要记录各道地面探测装置在地表的相对高程，第五步取得各道同一开始记录的时刻为了取得各道地面探测装置同一时刻开始的记录，在各道地面探测装置开机后，进行探测时操作者利用标志信号发生器，向各地面探测装置，发出固定频率信号，作为各道 地面探测装置开始记录时刻的识别标志，并记录每次开始记录的时刻。第六步利用 地面探测装置采集探测数据地面探测装置，采用窄带方式，观测近地表空间电场垂直分量E±，为了接收近地 表电场垂直分量E ±，采用电容极板式传感器将电场分量转换成相应的电信号；电场传感器 输出的微弱信号由前置放大器加以放大并进行阻抗匹配，并由后置放大器进一步增大信号 幅度；采用变频技术将在整个音频范围内的信号进行窄带滤波；后置放大器及频率可调的 本地信号发生器所输出的信号同时输至双平衡混频器，由窄带中频滤波器从双平衡混频器 的输出信号提取差频信号；本地信号发生器的工作频率高于窄带中频滤波器的中心频率， 二者的频率差即为待测信号的频率F;反馈电路作用于本地信号发生器，保证上变频时本 地信号发生器所需的频率稳定度；窄带中频滤波器所析出的差频信号的幅度与后置放大器 所输出的信号幅度成正比并随时间做相应的变化；由精密检波器检出差频信号的包络信 号，包络信号的幅度与近地表空间电场的垂直分量E±的某一频率分量成正比；其具体频率 值取决所选定的本地信号发生器输出信号的频率；包络信号经峰值检波器和谷值检波器检 出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin ；由加法器，减法器和除法器对Vpmax和VTmin进行模拟运V 算，按公式(1)求得最大峰值与最小峰值的差值八，Δ = Vpmax-Vlfflin.........................................(1)按公式⑵求得最大峰值与最小峰值的相加值Σ，Σ = Vpmax+VTfflin.........................................(2)并按公式(3)由Δ值和Σ值的比值求得K值K= Δ/ Σ...............................................(3)根据预计的探测深度范围，依靠调节本地信号发生器所输出信号频率，设定相对 应的待测信号的频率范围，依探测的详细程度选取离散的待测信号的频率间隔；在人工操 作时每设定一次本地信号发生器，即可根据本地信号发生器与窄带中频滤波器的中心频率 的差值，求得待测信号的频率F及相对应的△值及K值在直角坐标系中，将各个离散的待 测信号频率F与相对应的△值或K值绘制成F-△曲线或F-K曲线；按6分贝衰减作为确 定截止频率的标准，从F-△曲线或F-K曲线求得与各个极大值和极小值相关联的截止频率 值Δ F，利用下述的截止频率公式，求得与AF相对应得探测深度h，AF = (3. 76XlO6)/σ h2WF-A曲线的极大值和极小值求得相对应深度范围内岩层的相对电阻率(P,)； 最后，以直方图形式绘制便于与钻井剖面图进行比较的h-p ^曲线，简称为探测直方图；F-K 曲线与F-Δ曲线的用途相同，用于减小天然电磁辐射随时间变化的影响。自动探测时，采用内置嵌入式系统进行探测过程自动控制、数据采集与处理。由D/ A转换器控制本地信号发生器的工作频率，即相应的探测深度h，精密检波器的输出信号直 接输至A/D转换器；在采集的数据中，对行判断，计算Δ、Σ值和K值，自动绘 制F-Δ曲线或F-K曲线、各测点的h_P ^曲线和综合各测点h_P ^曲线构成的剖面图。第七步探测数据的集中存储计算机集中存储由各地面探测装置传输的数据、探区测点布置图及工作日志。第八步记录的质量检查
首先对各地面探测装置所给出的，各相邻测点探测直方图的形态进行横向对比， 当形态差异明显时，检查计算机存储的相邻测点数据，根据《探区测点布置图》核对测点位 置，根据《工作日志》核对探测时具体情况。再次对Vpmax和vTmin进行判断，并绘制各相邻测 点的探测直方图，排除天然电磁场变化因素带来的影响，使各相邻测点探测直方图的形态 横向对比得到确认。
第九步计算机进行数据预处理计算机对各地面探测装置所记录的数据进行预处理，预处理内容包括根据各地 面探测装置所记录的数据和各测点探测直方图，即直方图形式表示的h-p ^曲线，对所有测 点的探测直方图进行全面对比，取得探区地下地质结构的基本情况。由于所观测的天然电 场的垂直分量，是叠加在大气层由于受太阳照射而电离所形成的，强度高达120伏/米，周 期约为一昼夜的垂直电场之上的，观测时刻不同，高强度长周期垂直电场使观测信号的周 期产生改变，并在其相应的频率域中产生频移，从而对岩层的探测深度与厚度带来影响。为 了提高探测绝对深度的精度，根据不同时刻产生的系统偏差，将所关注的各个岩层，校正到 当地中午时刻的探测结果，由于采用多道同时探测，将单点探测时所需的逐点繁琐校正简 化为测点的剖面布置之间，或测点方阵布置之间的系统偏差校正，并提高了校正的准确程 度。本方法，是以各测点所在的地表为探测深度的零点，利用所记录的各个测点的地表相对 高程，将各个点的探测结果校正到探区已知海拔高度的同一基准面，进一步提高探测直方 图横向对比的精细程度。第十步远程数据处理中心进行数据处理计算机利用网络，将探测数据预处理结果传输给远程数据处理中心，远程数据处 理中心根据预处理结果绘制剖面图。根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探 测成果图进行地质结构对比，对比结果经确认后绘制成果图。第十一步远程数据处理中心绘制成果图远程数据处理中心绘制二维伪彩色剖面图和三维伪彩色岩层空间分布图，对具有 时间参数的三维伪彩色岩层空间分布图，绘制相应的多维伪彩色图件。第十二步远程数据处理中心进行资料对比在远程数据处理中心，根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探测成 果图再次进行地质结构对比。在对比过程中资料之间出现不一致时，重复第七步和第八步 的处理过程，对探测结果进行检查，查出原因加以改正，经检查确认资料对比之间出现的不 一致，并非天然电磁场变化带来的影响，仍保持原有的资料对比状态，使探测成果图与地质 结构的对比得到确认。第十三步远程数据处理中心为所关注的岩层提供具有量纲的参数为了提高探测质量与地质解释水平，资料对比得到确认后，需将探测结果中所关 注的岩层的无量纲相对电阻率(P』折合成有量纲的视电阻率(P a)，为了提高物探的效 果，目前，在同一地区广泛采用了多种物探方法综合利用与地质解释，因此有条件与其他物 探方法的探测结果进行对比，以取得综合利用的效果。根据该地区、同一地段、同一深度范围的其他所有地质资料及物探资料。对所关注 的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及视电阻率(P a)。根据远程数据处理中心所取得的该地区、同一地段、同一深度范围的探测成果图，对所关注的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及相对电阻率(P》。在两种列表中找出顶板深度、厚度和电阻率高低彼此接近的岩层。并将所关注的 若干岩层的相对电阻率(P》折合为有量纲的视电阻率(Pa)的对应值。经远程数据处理中心进行上述对比后，使所关注的若干岩层得到了，具有量纲的 视电阻率(Pa)，尽管同一种岩层的电阻率尚有一定分布范围，但仍可为判断所关注的岩层 岩性提供参考数据，弥补了探测结果中的相对电阻率(P》与探测深度呈非线性关系的影 响，由于采用多道探测，探测结果的横向对比程度得到提高，从而使探测质量与地质解释水 平得到提高。可在探区的较大范围应用上述对比结果，从而使大面积的探测质量与地质解 释水平得到提高，工作效率亦得到明显提高。远程数据处理中心随时掌握各探区的工作进 展情况，并在必要时对探区的工作部署提出调整信息。
权利要求
一种天然电磁辐射测深多道探测方法，其特征在于该方法的具体步骤为第一步构建探测系统一种天然电磁辐射测深多道探测方法，是通过一种多道探测系统实现的，该探测系统包括多个探测子系统和远程数据处理中心；其中，探测子系统包括(ZL98101408.9)所述的地面探测装置、标志信号发生器和计算机；地面探测装置采集和存储的数据经计算机预处理后，通过网路传输给远程数据处理中心；第二步确定测点布置形式各探区探测子系统的测点布置形式，包括测点的剖面布置、测点的方阵布置和海面探测的剖面布置，并确定测点布置的具体参数；测点的剖面布置沿直线布置的测点数超过5个测点时，即可视为测点的剖面布置，剖面沿预计的地层倾斜方向布置，测点间隔依探测的具体对象及探测的详细程度而定，测点间隔为20米-50米，使用6台-12台地面探测装置同时工作；用于对预计的矿层、地层的结构进行初步探测；当剖面需要延长时，剖面的末端测点与其延长剖面的首端测点位置重合，用于检查因探测时刻不同，剖面之间的系统偏差；第三步确保多个子系统各地面探测装置多道探测性能参数的一致性根据对探测深度范围和探测深度的分辨能力的要求，调整通道增益、滤波器的频带宽度、工作频率范围与频率间隔，使各项参数的相对偏差小于±5％。第四步记录各道探测装置在地表的相对高程在探测工作之前，对各测点的地表相对高程进行测量；由于，探测深度从地表计算，需要记录各道地面探测装置在地表的相对高程，第五步取得各道同一开始记录的时刻为了取得各道地面探测装置同一时刻开始的记录，在各道地面探测装置开机后，进行探测时操作者利用标志信号发生器，向各地面探测装置，发出固定频率信号，作为各道地面探测装置开始记录时刻的识别标志，并记录每次开始记录的时刻；第六步利用地面探测装置采集探测数据地面探测装置，采用窄带方式，观测近地表空间电场垂直分量E⊥，为了接收近地表电场垂直分量E⊥，采用电容极板式传感器将电场分量转换成相应的电信号；电场传感器输出的微弱信号由前置放大器加以放大并进行阻抗匹配，并由后置放大器进一步增大信号幅度；采用变频技术将在整个音频范围内的信号进行窄带滤波；后置放大器及频率可调的本地信号发生器所输出的信号同时输至双平衡混频器，由窄带中频滤波器从双平衡混频器的输出信号提取差频信号；本地信号发生器的工作频率高于窄带中频滤波器的中心频率，二者的频率差即为待测信号的频率F；反馈电路作用于本地信号发生器，保证上变频时本地信号发生器所需的频率稳定度；窄带中频滤波器所析出的差频信号的幅度与后置放大器所输出的信号幅度成正比并随时间做相应的变化；由精密检波器检出差频信号的包络信号，包络信号的幅度与近地表空间电场的垂直分量E⊥的某一频率分量成正比；其具体频率值取决所选定的本地信号发生器输出信号的频率；包络信号经峰值检波器和谷值检波器检出最大峰值Vpmax和最小谷值VTmin；由加法器，减法器和除法器对Vpmax和VTmin进行模拟运算，按公式(1)求得最大峰值与最小峰值的差值Δ，Δ＝Vpmax-VTmin............................................(1)按公式(2)求得最大峰值与最小峰值的相加值∑，∑＝Vpmax+VTmin...........................................(2)并按公式(3)由Δ值和∑值的比值求得K值K＝Δ/∑................................................；(3)根据预计的探测深度范围，依靠调节本地信号发生器所输出信号频率，设定相对应的待测信号的频率范围，依探测的详细程度选取离散的待测信号的频率间隔；在人工操作时每设定一次本地信号发生器，即可根据本地信号发生器与窄带中频滤波器的中心频率的差值，求得待测信号的频率F及相对应的Δ值及K值在直角坐标系中，将各个离散的待测信号频率F与相对应的Δ值或K值绘制成F-Δ曲线或F-K曲线；按6分贝衰减作为确定截止频率的标准，从F-Δ曲线或F-K曲线求得与各个极大值和极小值相关联的截止频率值ΔF，利用下述的截止频率公式，求得与ΔF相对应得探测深度h，ΔF＝(3.76×106)/σh2，从F-Δ曲线的极大值和极小值求得相对应深度范围内岩层的相对电阻率(ρr)；最后，以直方图形式绘制便于与钻井剖面图进行比较的h-ρr曲线，简称为探测直方图；F-K曲线与F-Δ曲线的用途相同，用于减小天然电磁辐射随时间变化的影响；自动探测时，采用内置嵌入式系统进行探测过程自动控制、数据采集与处理；由D/A转换器控制本地信号发生器的工作频率，即相应的探测深度h，精密检波器的输出信号直接输至A/D转换器；在采集的数据中，对Vpmax和VTmin进行判断，计算Δ、∑值和K值，自动绘制F-Δ曲线或F-K曲线、各测点的h-ρr曲线和综合各测点h-ρr曲线的剖面图；第七步探测数据的集中存储计算机集中存储由各地面探测装置传输的数据、探区测点布置图及工作日志；第八步记录的质量检查首先对各地面探测装置所给出的，各相邻测点探测直方图的形态进行横向对比，当形态差异明显时，检查计算机存储的相邻测点数据，根据《探区测点布置图》核对测点位置，根据《工作日志》核对探测时具体情况；再次对Vpmax和VTmin进行判断，并绘制各相邻测点的探测直方图，排除天然电磁场变化因素带来的影响，使各相邻测点探测直方图的形态横向对比得到确认；第九步计算机进行数据预处理计算机对各地面探测装置所记录的数据进行预处理，预处理内容包括根据各地面探测装置所记录的数据和各测点探测直方图，即直方图形式表示的h-ρr曲线，对所有测点的探测直方图进行全面对比，取得探区地下地质结构的基本情况；由于所观测的天然电场的垂直分量是叠加在大气层由于受太阳照射而电离所形成的，强度高达120伏/米，周期约为一昼夜的垂直电场之上的，观测时刻不同，高强度长周期垂直电场使观测信号的周期产生改变，并在其相应的频率域中产生频移，从而对岩层的探测深度与厚度带来影响；为了提高探测绝对深度的精度，根据不同时刻产生的系统偏差，将所关注的各个岩层，校正到当地中午时刻的探测结果；由于采用多道同时探测，将单点探测时所需的逐点繁琐校正简化为测点的剖面布置之间，或测点方阵布置之间的系统偏差校正，提高了校正的准确程度；本方法，是以各测点所在的地表为探测深度的零点，利用所记录的各个测点的地表相对高程，将各个点的探测结果校正到探区已知海拔高度的同一基准面，进一步提高探测直方图横向对比的精细程度；第十步远程数据处理中心进行数据处理计算机利用网络，将探测数据预处理结果传输给远程数据处理中心，远程数据处理中心根据预处理结果绘制剖面图；根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探测成果图进行地质结构对比，对比结果经确认后绘制成果图；第十一步远程数据处理中心绘制成果图远程数据处理中心分别绘制二维伪彩色剖面图和三维伪彩色岩层空间分布图，对具有时间参数的三维伪彩色岩层空间分布图，绘制相应的多维伪彩色图件；第十二步远程数据处理中心进行资料对比在远程数据处理中心，根据探区有关的地质资料及其他各种物探资料，对探测成果图再次进行地质结构对比；在对比过程中资料之间出现不一致时，重复第七步和第八步的处理过程，对探测结果进行检查，查出原因加以改正，经上述检查确认资料之间出现的不一致，并非天然电磁场变化带来的影响，仍保持原有的资料对比状态，使探测成果图与地质结构的对比得到确认；第十三步远程数据处理中心为所关注的岩层提供具有量纲的参数为了提高探测质量与地质解释水平，资料对比得到确认后，需将探测结果中所关注的岩层的无量纲相对电阻率(ρr)折合成有量纲的视电阻率(ρa)或电阻率(ρ)；为了提高物探的效果，目前，在同一地区广泛采用了多种物探方法综合利用与地质解释，因此有条件与其他物探方法的探测结果进行对比，以取得综合利用的效果；根据该地区、同一地段、同一深度范围的其他所有地质资料及物探资料；对所关注的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及视电阻率(ρa)或电阻率(ρ)；根据远程数据处理中心所取得的该地区、同一地段、同一深度范围的探测成果图，对所关注的若干岩层列表，在列表中注明各个岩层的顶板深度、厚度及相对电阻率(ρr)；在两种列表中找出顶板深度、厚度和电阻率高低彼此接近的岩层；并将所关注的若干岩层的相对电阻率(ρr)折合为有量纲的视电阻率(ρa)或电阻率(ρ)的对应值；经远程数据处理中心进行上述对比后，使所关注的若干岩层得到了具有量纲的视电阻率(ρa)或电阻率(ρ)；尽管同一种岩层的电阻率尚有一定分布范围，但仍可为判断所关注的岩层岩性提供参考数据，弥补了探测结果中的相对电阻率(ρr)与探测深度呈非线性关系的影响，由于采用多道探测，探测结果的横向对比程度得到提高，从而使探测质量与地质解释水平得到提高；可在探区的较大范围应用上述对比结果，从而使大面积的探测质量与地质解释水平得到提高，工作效率亦得到明显提高；远程数据处理中心随时掌握各探区的工作进展情况，并在必要时对探区的工作部署提出调整信息。
2.根据权利要求1所述的一种天然电磁辐射测深多道探测方法，其特征在于所述测点 的方阵布置形式为测点的方阵由多条横向剖面与纵向剖面组成，测点间隔和剖面间隔为 20米-50米，使用6台-12台地面探测装置同时工作；对矿层、地层结构在横向与纵向的空 间分布进行探测；其中具有共同测点并且互相垂直的剖面，用于探测岩层的倾斜方向和倾 角、探测深部岩层在高温与高压的天然状态下，地应力的方向与其幅度的空间分布和地应 力空间分布随时间的变化，为天然地震预测研究提供参考信息；方阵的规模由所采用的地 面探测装置的数量确定，测点的方阵沿方阵的横向或纵向延伸时，延伸方阵的边缘剖面与原方阵的边缘剖面的位置重叠，用于检查因探测时刻不同，各个方阵之间的系统偏差。
3.根据权利要求1所述的一种天然电磁辐射测深多道探测方法，其特征在于所述海面 上进行探测时的测点布置形式为用漂浮缆绳保持测点间隔，构成测点的剖面布置；用于 对预计的矿层、地层结构进行初步探测；采用多条彼此平行的剖面布置，对矿层、地层结构 的横向与纵向的空间分布进行探测；各条剖面之间设置具有重复测点的连接剖面，用于检 查因探测时刻不同，各剖面之间的系统偏差；地面探测装置固定在浮标的顶端，用于避免探 测装置接触海水面临的密封问题，还由于自由空间与海水的电导率相差悬殊，因此，还可取 得信号从海面下返回自由空间时，电场强度得到增强的好处，测点的地理位置由全球卫星 定位系统确定。
4.根据权利要求1所述的一种天然电磁辐射测深多道探测方法，其特征在于所述确定 测点布置形式，根据探区的地质情况与对探测任务的具体要求，确定各探区探测子系统采 用测点的剖面布置形式、测点的方阵布置形式和海面探测的剖面布置形式中的一种测点布 置形式或所述几种测点布置形式的组合。
全文摘要
本发明公开一种天然电磁辐射测深多道探测方法，采用多道地面探测装置，实现在较大范围内，取得在同一时刻，利用相同的天然场源进行探测的效果，克服了单点探测时，天然场强与频率分布随时间变化的影响，实现探测结果之间的精细对比，从而提高了探测质量和工作效率。提出了将所关注岩层的无量纲相对电阻率(ρr)，折合成岩层有量纲的视电阻率(ρa)或电阻率(ρ)的对比方法，提高了探测结果的地质解释水平。计算机与远程数据处理中心之间，建立双向数据传输联系，对探区的预处理结果进行再处理，提出探测成果图。数据处理中心随时掌握各探区的工作进展情况，必要时提出调整探区工作部署的信息。
文档编号G01V3/12GK101872026SQ20101020422
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者岳棋拄 申请人:岳棋拄
专业数控铣床产品供应商
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