基于地空频率域电磁法的深部地层极化效应探测方法

摘要

地空频率域电磁法在复杂地貌环境深部地质构造研究中具有广阔应用前景,但当前研究和应用主要聚焦于大地电阻率成像,对介质激发极化效应的测量缺乏深入研究。本文旨在系统研究地空频率域电磁法中极化效应对测量结果的影响,并提出一种视电阻率和视极化率同步成像的方法技术。为此,基于麦克斯韦方程组和Cole-Cole模型,建立了包含极化效应的电性源地空频率域电磁响应正演模型,分析了电阻率和极化率等参数对空中磁场的影响,并结合Sobol敏感性分析和粒子群优化算法,提出了同时计算视电阻率和视极化率的成像方法。最后采用模拟实验测试,验证了该方法对低阻高极化目标的有效识别能力。结果显示:所有模型的视电阻率曲线在低阻目标层位置呈现凹陷特征,直观反映了目标层的低阻特性;含极化效应的模型在目标层位置呈现高值特征,且异常幅度随着极化率的增大而增强,零极化模型则显示出较平坦的视极化率曲线;大地电阻率和极化率对空中磁场幅值有显著影响,尤其是低阻高极化的异常体,能引起明显的磁场响应异常。

关键词

地空频率域电磁法 / 激发极化效应 / Cole-Cole模型 / 视电阻率 / 视极化率