半航空瞬变电磁法响应特征分析及反演方法研究

尹小康，赵文龙，何可

(1.中铁二院工程集团有限责任公司,成都 610031;2.成都理工大学地球勘探与信息技术教育部重点实验室,成都 610059)

半航空瞬变电磁法(SATEM)是采用接地长导线源供阶跃电流在空间产生一次磁场，一次场传入地下产生涡流，涡流衰减产生二次场，通过空中的接收线圈接收二次场信号，从而达到探测地下目标体的目的(图1)。

图1 半航空原理示意图

区别于地面瞬变电磁效率较低的单点探测，半航空瞬变电磁法更加灵活，能够大面积的对探测区域进行地毯式探测，适用于地形复杂、人工很难开展的地区。半航空瞬变电磁系统的发展可以追溯到20世纪50年代，直到20世纪90年代才开始实用化，其标志为AMIRA等研制的FLAIRTEM在巴布亚新几内亚成功找到一个硫化物矿藏；Kaieda(2005)等人在九州对阿苏火山地质构造进行了探测，最大深度达800 m；Okazaki et al. (2011) 利用GREATEM和直升机航磁系统对长隧道施工的地质构造进行了描述。国内在半航空瞬变电磁领域起步较晚，主要停留在理论研究，稽艳鞠等(2009)对大定源时间域吊舱式半航空电磁勘探进行理论研究；李貅等(2015)将地震解释中的克希霍夫偏移成像和逆合孔径成像技术引入半航空；熊静(2016)对半航空接收系统进行了测试。另外由于三维正反演的计算量大，耗时，实际应用中仍然以一维正反演为主。

本文通过一维正演模拟了Ex分量和Vz分量不同时刻的响应特征并进行了分析，接着详细推导了最小二乘约束算法的公式，将改进后的算法与传统的阻尼最小二乘算法进行对比，验证了添加约束之后的算法对高阻层的反映更加灵敏的特点。……