又稱頻率電磁測深法、電磁頻率測深法、參數測深法(parametric sounding)，根據岩石電阻率和磁導率的差異，通過研究人工在地下建立的不同頻率的交流電場和磁場的分布規律來尋找有益礦產和地下水以及解決有關地質問題的一種頻率域交流電法勘探方法。
基本介紹
- 中文名：頻率測深法
- 外文名：frequency sounding method
- 學科：地球物理勘探
- 別稱：頻率電磁測深法
- 依據：岩石電阻率和磁導率差異
- 套用：找礦、地下水
介紹,原理,儀器,工作方法,資料解釋,套用概況,
介紹
早在20世紀30年代，蘇聯和美國的一些地球物理學家開始對頻率測深的理論進行研究。50年代初期，蘇聯研究出了相應方法，1956年研製出專用儀器，並進行了野外試驗。60年代，該方法在蘇聯的石油天然氣普查中得到較廣泛的套用。中國在20世紀70年代初由煤炭科學研究院西安煤田地質勘探研究所引入該方法，研製出相應儀器，並首先在煤田地質勘探中試驗和推廣。70年代末至80年代初，中國煤炭系統最多曾有11個頻率測深隊工作，取得較好的地質成果。70年代後期以來，已擴大套用到地礦、石油、冶金等部門。
頻率測深法的主要優點是①觀測的參數曲線多，分辨能力強;②不需移動供電電極和測量電極，現場操作人員少，施工方便，效率高;③可穿透高阻禁止層;④受地形影響較小。
原理
頻率電磁測深是根據入地電磁波的傳播深度隨供電頻率增高而減小的集膚效應，藉助變換工作頻率來了解不同深度岩層的電性特徵和地質結構的。如下圖所示，固定供電偶極AB與測量偶極MN之間的距離r，由高到低改變向供電偶極AB供給的交流電頻率(從10Hz降到10Hz)，這樣，不需移動供電偶極和測量偶極，便可探測測點O處地下由淺到深各岩層的電性特徵，進而了解地下地質結構，解決有關地質問題。
儀器
頻率電磁測深儀由發射機、接收機、發射電源、接收線框等單元組成。新型儀器用微處理機控制儀器工作參數和工作過程，進行數據存貯、現場計算和列印觀測數據。供電電極用鐵管、不鏽鋼或鋁合金製成。為了減小接地電阻，常用多根電極組成電極組打入地面。根據發射功率要求，供電電源使用可充電電池或發電機。發射機將供電電源饋給的電流變換成可用20～30個固定頻率(稱為頻點)發射的交流電，逐個頻點依次向供電電極供電，形成人工地下電場，並觀測供電電流強度值。發射機要求頻率穩定度高，發射功率能滿足相應勘探深度的需要，重量輕。電場信號用接收電極接收，它一般用紫銅管或紫銅棒製成，以減小極化電位。用高靈敏度的方形或圓柱形接收線框接收磁場的三個分量。接收機從電場接收偶極或磁場接收線框接收觀測信號。各頻點的觀測電壓值和計算的視電阻率值由接收機的液晶顯示器顯示，並可存貯在儀器的微型盒式磁帶內，還可列印輸出。有的儀器還可在液晶顯示器上顯示實測曲線。
工作方法
包括電場發射、接收電場，電場發射、接收磁場和磁場發射、接收磁場等三種方法。①接收電場方法。只能接收電場x、y方向的兩個水平分量。②接收磁場方法。可接收x、y方向的兩個水平分量和z方向的一個垂直分量。通過計算還可確定電場和磁場的相位差，並繪製出相位差與頻率的關係曲線。電場發射方法可接收電場和磁場。發射機和供電電源布設在供電電極附近。接收機布設在接收電極和接收磁場的線框附近。接收電場的測量電極和接收磁場的線框間的距離保持一定。多通道的接收機可同時觀測電場和磁場分量。③磁場發射方法。將交流電通入鋪設在地面的發射線框，藉助線框感應產生的交變電磁場向地下發射。接收偶極處電場信號微弱，只能接收磁場。
野外工作一般採用赤道偶極裝置，供電偶極AB與測量偶極MN相互平行並均垂直於測線;也可採用平行測線方式，在一條測線上布設供電偶極，在另一測線上布設接收偶極。極距r (AB中點與MN中點間的距離)保持一定，並要大於AB或MN長度的數倍以上。它一般按施工區的實際地質電性條件，通過正演計算和野外試驗確定，並應考慮探測目的層的深度和儀器的最大發射功率等因素。
野外觀測按照一定的測線間距和測點間距進行。測網密度及其布置方式，主要根據地質任務的要求確定。野外觀測時，發射機和接收機的操作員要注意核對工作頻點，逐一觀測，直到該測點觀測完畢。
接收到的信號經過去噪、放大、疊加平均，可計算出相應觀測分量的視電阻率值。採用雙對數坐標系，以每個固定頻率所觀測的視電阻率值為縱坐標，頻率倒數(周期)的平方根為橫坐標，構制野外實測原始曲線。該曲線反映測點處地下由淺到深的岩層電性情況。
資料解釋
用記錄野外實測數據的盒式磁帶，可在室內用微機進行多種數據處理，繪製各種解釋圖件。資料解釋的主要內容如下：
(1)對各測點的實測曲線按不同曲線類型進行分類，根據已有地質、物探資料，特別是鑽孔旁的頻率測深曲線，劃分各電性層與地質層位的對應關係。
(2)構制各測線的等視電阻率斷面圖;選取反映基準地質層位的相應頻率，繪製等視電阻率平面圖。通過綜合分析斷面圖和平面圖，對工作區構造、岩層分布及所探測對象進行解釋。
(3)用人工方法或計算機正演、反演方法定量解釋實測曲線，確定電性差異明顯的岩層厚度及其埋藏深度，結合定性解釋成果繪製最終地質斷面圖和相應的地質平面圖。
套用概況
頻率電磁測深法在地質勘查中套用較廣，①用以尋找石油、天然氣和金屬礦產資源。②用於普查找煤，特別是在高電阻的石灰岩、火山岩、火成岩覆蓋區尋找電阻率較低的含煤岩系;圈定含煤岩系分布範圍;估算高電阻率覆蓋層的厚度和含煤岩系基底深度;探測煤田內火山岩、火成岩的分布範圍和賦存情況，估算其埋藏深度;圈定埋藏較淺的石灰岩岩溶裂隙發育帶等。
為提高頻率電磁測深法的探測精度，目前正著重研究識別與校正各種影響因素的方法以及層參數定量解釋的反演方法和電腦程式。頻率電磁測深儀正向多通道、多功能方向發展。最新儀器可同時觀測幾個參數，還可兼用於大地電磁測深法、瞬變電磁法。
