可控源音频大地电磁法及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中南大学出版社

作者:汤井田

出品人:

页数:358

译者:

出版时间:2005-12

价格:25.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787811052510

丛书系列:

图书标签:

• 大地电磁法
• 可控源电磁法
• CSAMT
• 地球物理勘探
• 矿产勘探
• 地质结构
• 勘探技术
• 地球物理
• 资源勘探
• 地下水勘探

可控源音频大地电磁法及其应用 本书深入探讨了可控源音频大地电磁法（CSAMT）这一勘探地球物理技术。CSAMT作为一种电磁勘探方法，通过人为产生的电磁波，测量地表不同点接收到的电磁场响应，从而推断地下地质结构和电性分布。本书系统阐述了CSAMT的理论基础、仪器设备、数据采集、数据处理与反演技术，并聚焦其在油气勘探、矿产勘查、地热资源评价、环境地质调查及工程地质勘察等多个领域的广泛应用。 理论基础 CSAMT方法的核心在于电磁波在地下的传播规律。当一个电流源（通常是埋在地下的偶极子或接地导线）在地表产生交变电磁场时，该电磁场会向地下传播。随着电磁波在地下介质中传播，其强度会衰减，相位会发生变化，且传播速度受到介质电导率和磁导率的影响。CSAMT方法正是利用了这种响应的差异性。 在远场区（通常指源足够远，使得地面感应的电场和磁场近似正交），CSAMT的测量原理与大地电磁法（MT）有相似之处，都测量地表的电场和磁场分量，并计算阻抗张量。然而，CSAMT的优势在于其能够在一个相对较小的区域内进行高分辨率的探测，并且不受天然场源的限制，可以根据勘探需求灵活选择频率。 本书会详细讲解麦克斯韦方程组在均匀和非均匀介质中的解析解和数值解，特别是针对不同地电模型（如层状介质、二维和三维不规则构造）下电磁场的传播特性。这包括频率域和时域的电磁场响应，以及趋肤深度等关键概念的引入，帮助读者理解电磁波如何与地下介质相互作用。 仪器设备 CSAMT方法的实现离不开先进的仪器设备。本书将介绍典型的CSAMT系统组成，包括： 场源设备： 包括发电机、电源控制器、电极（用于接地偶极子或接地线）、连接电缆等。详细说明不同类型的场源在实际应用中的优缺点，例如接地偶极子的定向性和接地电阻的影响，接地线的覆盖范围和均匀性等。 接收设备： 包括电场传感器（如接地极）、磁场传感器（如线圈或磁通门传感器）、数据采集器、GPS同步单元等。阐述不同传感器的工作原理、精度以及在复杂地质环境下的适用性。 同步与控制系统： 确保场源和接收端在时间上的精确同步，这是CSAMT数据质量的关键。详细介绍GPS授时技术在CSAMT测量中的重要性。 数据采集 高质量的数据采集是CSAMT成功的基石。本书将深入讲解野外数据采集的流程和注意事项，包括： 场地选择与规划： 根据勘探目标和地质情况，合理选择场源位置、排列方式以及接收点网格。考虑地形、地表导电性、人为干扰等因素的影响。 仪器连接与调试： 详细说明设备连接的步骤、参数设置以及现场调试方法，确保仪器正常工作。 测量参数的选取： 根据勘探深度和地质构造复杂性，选择合适的场源电流强度和测量频率范围。解释频率与趋肤深度的关系，以及如何通过频率选择来探测不同深度的目标。 噪声压制技术： 讨论地表噪声（如工业干扰、雷电、线路噪声）和仪器噪声的来源，并介绍在数据采集过程中采取的多种噪声压制策略，如增加场源功率、优化接收点布局、多点平均等。 数据质量控制： 强调在采集过程中进行实时数据质量检查的重要性，如目视检查波形、计算视电阻率和相位变化等。 数据处理与反演 采集到的原始数据需要经过一系列精细的处理和解释才能提取有用的地球物理信息。本书将详细介绍： 数据预处理： 包括数据去噪、滤波、重采样、视电阻率和相位的计算等。讲解视电阻率和相位在反映地下电性结构中的意义。 异常识别与分析： 如何识别和分析CSAMT数据中与地下异常体相关的电磁响应，包括视电阻率和相位的局部变化。 反演技术： 这是CSAMT解释的核心。本书将系统介绍各种反演算法，包括： 一维（1D）反演： 适用于地质构造近似为水平层状的区域，常用于初步了解地下地层结构。 二维（2D）反演： 能够处理具有复杂地质构造（如断层、倾斜地层）的区域，提供更精细的横向分辨率。 三维（3D）反演： 适用于地质情况复杂、构造非均质性强的区域，能够获得最真实的地下三维电性模型。 正反演的迭代过程： 讲解模型优化、目标函数构建、收敛判据以及如何评估反演结果的可靠性。 约束反演： 讨论如何引入地质先验信息或统计信息来提高反演结果的稳定性和准确性。 应用领域 CSAMT方法凭借其高分辨率、深部探测能力和对非均质介质的敏感性，在多个勘探领域展现出强大的应用价值。本书将通过大量的实例研究，详细阐述CSAMT在以下方面的应用： 油气勘探： 圈闭识别： CSAMT能够有效地识别油气藏的围岩和储层，特别是对致密油气藏和页岩油气藏的勘探具有重要意义。 储层预测： 通过分析视电阻率和相位的变化，预测储层的渗透性和含油气性。 断层构造研究： 识别和刻画油气藏周边的断层构造，评估其对油气运移和聚集的影响。 矿产勘查： 金属矿产（如硫化物、磁铁矿）的探测： 许多金属矿产具有高电导率或高磁导率，CSAMT能够通过其异常响应来指示矿体位置。 地层中的导电异常体识别： 用于寻找与煤层、砂矿等相关的导电异常体。 地热资源评价： 识别高温、高导电性的热储层： 地热储层通常具有较高的导电性，CSAMT可以有效地探测这些区域。 描绘地热田的三维结构： 了解地热储层的空间展布和连通性。 环境地质调查： 地下水监测： 探测地下水水位、含水量变化以及地下水污染（如咸水入侵、重金属污染）的分布。 固体废弃物填埋场监测： 识别填埋场边界、渗滤液泄漏以及地下水污染羽。 地下管线探测： 辅助探测地下金属管线的位置和深度。 工程地质勘察： 基岩起伏勘察： 确定工程场地基岩面的起伏情况，为工程设计提供依据。 地下空洞与溶洞探测： 识别地下可能存在的空洞、溶洞等不利工程地质因素。 滑坡与边坡稳定性评价： 探测滑坡体内部的导电异常，评估其稳定性。 本书通过详实的理论阐述、严谨的案例分析和前沿的技术介绍，为读者提供了一个全面了解可控源音频大地电磁法及其广泛应用的学习平台。无论您是地质勘探领域的专业研究人员、工程师，还是相关专业的学生，都能从中获得宝贵的知识和实践指导。

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这本《可控源音频大地电磁法及其应用》的出版，无疑为地球物理勘探领域注入了一股新鲜的活力。我近期研读了这本书的多个章节，深感其在理论深度和实践应用广度上的平衡把握得相当到位。书中对可控源大地电磁法（CSAMT）的基本原理进行了极其详尽的阐述，从麦克斯韦方程组在复杂地质模型下的求解过程，到不同激励源（如偶极子源、排源等）的场源特性分析，都做到了层层递进，逻辑清晰。特别值得称道的是，作者并没有停留在传统的理论框架内，而是花了大量篇幅探讨了现代信号处理技术，如高精度频率合成、噪声抑制算法在数据采集和预处理阶段的应用。我发现，作者对电磁场在非均匀介质中的传播特性，尤其是近场效应的精细刻画，达到了令人信服的程度。对于初学者来说，前几章是打下坚实基础的绝佳读物；而对于资深研究人员而言，书中关于三维反演算法的最新进展和大规模数据处理的效率优化策略，无疑提供了前沿的思考方向。这种兼顾基础普及与前沿探索的写作手法，使得这本书的受众范围极广，无论你是高校师生，还是工业界的一线工程师，都能从中获得宝贵的知识财富。

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从一个现场勘探工程师的角度来看，这本书最让我眼前一亮的，是它对“应用”二字的深刻理解和详尽描述。很多教科书只停留在公式推导层面，一旦涉及到实际野外作业的复杂性，便显得捉襟见肘。然而，《可控源音频大地电磁法及其应用》却完全不同，它真正做到了理论指导实践。书中列举了大量真实的矿产勘探、地热资源评估乃至城市地下管线探测的案例。例如，关于如何根据不同的地质背景选择最佳的观测几何和频率范围，书中的决策树分析非常实用，避免了盲目试错带来的时间和资源浪费。尤其是针对高阻异常体和浅层低阻覆盖层的分辨率问题，作者们结合实际采集数据，通过详细的合成模型对比，清晰地展示了CSAMT在解决这些难题时的优势与局限性。这种坦诚的分析态度，让我对这项技术在工程中的应用前景有了更为清醒且务实的认识。这不仅仅是一本技术手册，更像是一本融合了多年野外经验的“实战指南”。

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这本书的排版和图示质量也值得特别提及。在涉及复杂的数学物理概念时，清晰直观的插图是理解难点的关键。该书在这方面做得非常出色。无论是电磁场分布的矢量图，还是不同地质构造下的视电阻率曲线和相位图，都绘制得极为精细和专业。我特别注意到，作者在解释“穿透深度”和“分辨率”这些核心概念时，所使用的多角度、多层次的图示，极大地降低了读者的理解门槛。此外，书中对历史回顾与未来展望部分的叙述，也流露出一种深厚的学术底蕴。作者不仅梳理了CSAMT技术从上世纪发展至今的关键节点，还对未来可能出现的基于人工智能或量子计算的电磁正演反演方法进行了前瞻性探讨。这种对历史的尊重和对未来的期许相结合的叙事风格，使得阅读过程充满了一种探索未知领域的兴奋感。

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阅读过程中，我发现作者在处理数据的误差分析和不确定性评估方面下了很大功夫，这对于任何严谨的地球物理研究者来说都是至关重要的。书中详尽讨论了仪器误差、环境噪声（如现代电力系统干扰、近地表起伏）如何具体地影响最终的电阻率剖面和反演结果。更进一步，作者并未满足于指出问题，而是深入探讨了先进的数据滤波技术和多源数据融合方法如何有效降低这些误差。我特别欣赏其对统计学方法在大地电磁数据处理中的应用论述，这使得整个技术体系显得更加健壮和可靠。对于任何追求高精度成果的科研项目而言，书中关于误差预算和模型非唯一性分析的章节，提供了宝贵的参考框架。它教会我们如何在追求理想模型的同时，客观地认识并量化结果的不确定性区间，这才是科学研究的真正价值所在。

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总而言之，这是一部集大成之作，它的学术严谨性与工程实用性达到了一个罕见的平衡点。这本书的文字表达方式非常内敛而精准，没有过多华丽的辞藻，但每一个技术点的论述都言之有物，逻辑链条无可挑剔。它成功地将一个原本被认为门槛较高的地球物理勘探方法，通过系统化的组织和详实的案例，转化为可学习、可掌握的工程技能。对于正在筹备硕士或博士论文的研究生来说，这本书提供了一个极佳的理论支撑平台和研究切入点；而对于需要快速掌握CSAMT技术以应对新项目挑战的工程师们，它无疑是一部高效的加速器。它的价值不仅在于传授知识，更在于构建了一个完整、自洽且与时俱进的技术思维体系。强烈推荐给所有关注电磁法地球物理的朋友们。

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