CSAMT法数据处理中静态效应校正应用研究

黄高元，张国鸿，陈海波

（安徽省地球物理地球化学勘查技术院 ， 安徽合肥 230022）

CSAMT法数据处理中静态效应校正应用研究

黄高元，张国鸿，陈海波

（安徽省地球物理地球化学勘查技术院 ， 安徽合肥 230022）

可控源音频大地电磁（CSAMT）法在数据处理工作环节中，静态效应校正是一项十分重要的工作内容。校正工作的效果好坏直接影响着资料的定性、定量解释。本文利用已知矿区的观测资料及理论计算，给出了校正工作的应用结果，说明了校正工作的重要性。

CSAMT；数据处理；静态效应；应用研究

0 引言

在CSAMT法勘探工作中，由于近地表的电性横向存在不均匀性或地形起伏存在，观测结果（特别是电阻率曲线）常发生畸变，通常表现为不同位置测点的频率测深曲线沿视电阻率轴发生上、下平移。当近地表不均体为低阻（或山脊）时，测深曲线向下位移；当为高阻体（或山谷）时，测深曲线向上位移。这种现象称为“静态效应”。这种效应使视电阻率断面等值线图中，往往表现为直立密集的等值线分布，在做定性解释时，误将静态效应推断为陡立的深大断裂或垂向大延深的异常体。因此，静态效应校正是CSAMT资料处理的一项关键技术，是不可缺少的工作内容。

1 静态效应校正方法

目前有多种静态效应校正的方法，但基于利用CSAMT法自身测量的野外数据，而不增加辅助的野外工作来说，一般采用的方法有“曲线平移法”、“空间滤波法”、“相位积分法”等。

1.1 曲线平移法

该方法简单易行，就是将受到静态效应测点的视电阻率曲线与测区内正常测点的视电阻率曲线进行对比，以正常测点的高频段背景电阻率为基准，将受到静态效应测点的视电阻率曲线向上或向下平移。即：将受到静态效应测点的视电阻率值加上一个常数或减去一个常数。

这种做法的关键是要准确地判定测点是否受到静态效应影响，若判别出错，会造成校正工作不完善或淹没异常信息。

1.2 中值空间滤波法［1］

空间滤波法做静态效应校正的基本出发点，是认为地下电性异常体或地质构造引起的视电阻率沿测线方向的变化是平缓渐变的，而地表局部电性不均匀体或局部地形起伏沿测线方向引起的视电阻率会发生急剧变化。中值空间滤波法进行静态效应校正的具体做法如下：

根据勘查区的地电条件，首先选择一个在工作区内厚度、深度和电阻率都比较稳定的电性层，并大致估计其频率测深曲线上对应的频段，然后计算测深点在该频段（如∶fm-fn）范围内实测视电阻率的几何平均值：

然后将滤波窗口值内（D=2L+1）各测点的ρa（i+k）（k=-L，-L+1，……，0，1，……，L）按大小排序，选其“中位数”作为平均视电阻率的滤波值ρLi，再以各测点的平均视电阻率ρai去除滤波值ρLi，得到静态校正系数：

以校正系数乘相应测深点各频点的视电阻率实测值ρsi（ f ），便得到经过静态效应校正后的视电阻率

1.3 相位积分法［1］

按定义，卡尼亚电阻率为：

或写成：

将（7）式代入（4）式得

式（8）表明，阻抗相位φ（f）只与视电阻率ρs（ f ）在双对数坐标系中频率测深曲线的斜率有关，所以，静态效应对阻抗相位φ（f）无影响。可见，通过对相位的频测数据进行积分，计算由相位导出的视电阻率ρs（f），以获得无静态效应的视电阻率资料。计算的基本原理如下。

由（8）式有：

或写成：

将（10）式在频率区间［fL，fH］作积分可得：

或改写成：

由（12）式可看出，对实测的阻抗相位数据φ（f）的积分，可计算出卡尼亚电阻率数据ρs（f）。若将全测区或整条剖面上各测点的ρs（fH）取为同一值ρn，则由相位φ（f）换算出的视电阻率ρφ（f），就相当于表层电性均与条件下的视电阻率，即无静态效应的视电阻率值。

或写成：

2 应用实例

图1是安徽省泥河铁矿区的一条地质勘探剖面。图2是CSAMT测量结果的校正前后的视电阻率等值线断面图。

从图2（a）可看出，校正前的视电阻率断面在134、138、142、158、166号点处均存在直立的高阻垂向异常带，一般情况下会给人们认为是岩脉侵入体；而在154号点处为垂向陡立的低阻异常带，往往会推断成深大断裂带。这种静态效应引起的高低阻直立异常带与实际地质情况完全不符，并掩盖了矿体异常。

图2（b）视电阻率断面异常具有两层电性结构特征，中高频部分（102～104Hz）基本反映了火山岩盆地盖层中火山碎屑岩的分布，低中频部分（101～102Hz）反映了火山岩基底的闪长岩类岩石层的分布，矿体位于闪长岩体顶部或岩体中。

图2（c）是泥河矿区5线经过七点中值滤波校正后的视电阻率等值线断面图。与校正前图2（a）相比，除剖面两端外（因为是七点滤波），浅部（高频部分）直立状的异常带基本消失，在150～164号点间，低中频段（101～102Hz）表现为中低阻异常区，基本与磁铁矿体分布范围（图1）一致。

图2（d）是用公式（14）对泥河铁矿区5线上实测的阻抗相位数据进行的静态效应校正计算的相位视电阻率ρφ（f）断面等值线图。此外，图2（d）与图2（c）的高低阻异常的位置、形态基本吻合，只是高频部分（≥104Hz），图2（d）中视电阻率等值线走势显得更为舒展平缓，这是由于用相位计算视电阻率时，整条剖面所有测点的高频电阻率ρn用了同一数值（30Ωm）的原因。由此可见，用相位实测数据进行静态效应校正，其校正结果与地质剖面（图1）对比，地质效果良好。

图1 泥河铁矿区5号地质勘探线剖面图Fig. 1 Geological prospecting line 5 profile across the Nihe iron ore district

图2 泥河铁矿区5线校正前后的视电阻率ρs（ f ）等值线断面图Fig. 2 Apparent resistivity ρs（f） isoline sections before and after correction on line 5 profile across the Nihe iron ore district

3 结束语

CSAMT法在数据处理工作中，在进行反演工作之前必须进行静态效应校正。三种方法的静态效应校正工作结果表明，校正后的视电阻率断面图均取得了良好的地质效果。由于中值空间滤波法会缩减勘查剖面长度，造成剖面两端信息丢失。所以在技术人员具有良好有素的技术技能时，建议采用曲线平移法和相位积分法进行静态效应校正。

［1］ 罗延钟，万乐，等.CSAMT法的静态效应校正方法［C］//.勘查地球物理地球化学文集（20）.北京：地质出版社，1996.

［2］ Zonge K.L.，et al， Comparison of time， frequency and phase measurement in IP. Geophysical Prospecting，1972，（20）∶626～648.

［3］ 黄高元，张国鸿.CSAMT法张量与标量测量在已知铁矿区上的对比试验［J］.物探与化探，2014，38（6）：1207～1211.

［4］ 汪英宏，张国鸿，等.电性可控源音频大地电磁法二维反演方法技术研究［J］.安徽地质，2010，20（3）∶204～205.

STATIC EFFECT CORRECTION APPLIED IN CSAMT DATA PROCESSING

HUANG Gao-yuan， ZHANG Guo-hong， CHEN Hai-bo
（Institute of Geophysical and Geochemical Survey Technology of Anhui Province， Hefei， Anhui 230022， China）

∶ Static effect correction is very important in CSAMT data processing， and the correction result directly affects qualitative and quantitative interpretation of the data. This paper， based on observational data on known mineral district and theoretical calculation， gave correction application result and explained importance of correction.

∶ CSAMT； data processing； static effect； application study

P631.2

A

2015-12-30

黄高元（1962-），男，安徽怀宁人，高级工程师，现从事地球物理勘探工作。

1005-6157（2016）02-0114-3