CSAMT频率域扩散信号到时间域波动信号的有效转换

可控源音频大地电磁法（CSAMT）由于其独特的优势，研究和应用颇多，但电磁扩散信号在地下介质中传播时存在着频散和吸收，故其分辨率和解释精度受到了限制。研究CSAMT法频率域扩散场和时间域波动场的转换，借鉴反射地震波法中较成熟的偏移处理技术进行数据处理和解释，对于提高有源电磁波法的精度和分辨率具有重要的科学意义和应用前景。本项目将系统研究CSAMT频率域有源电磁扩散信号与时间域波动信号转换的数值模拟方法与应用。在转换后的时间域有源CSAMT信号和观测的扩散场资料的基础上，先推导并证明在频率域内扩散场与等价波动场的转换公式，在频率域对转换公式进行数值积分，获得时间域波动信号。通过对理论资料和观测资料的频率域和时间域等效波动波进行克希霍夫积分偏移的对比研究分析，探讨波场转换偏移处理效果的优劣，进而完善CSAMT资料处理解释的方法技术和手段。

从格林定理出发，在满足无源的齐次亥姆霍兹方程的基础上，结合有源非齐次亥姆霍兹方程，可推导出频率域的克希霍夫积分公式；考虑实际问题，可以简化为只考虑地面的积分值，而不考虑其它面的积分值（假定其为零），结合均匀半空间的格林函数，可得到频率域在地面的克希霍夫积分公式，也就是频率域波场的向下延拓；将频率域的偏移值取傅氏反变换，得到时间域的偏移值，由时间域CSAMT成像条件使扩散电磁信号能量归位，从而得到有源扩散电磁场的克希霍夫积分偏移公式。.首先构建三层、四层等层状模型，分别使用不同的源距和频率数进行模拟，可以得出各个1D模型的频率响应。分析了所得的场值特征，继而对近场和远场的区分有进一步认识，对于野外实际CSAMT工作布极起着定性指导作用。对于选定远场区的电磁场模拟结果进行克希霍夫积分偏移处理，进而进行分析和解释。初步的模型试验表明了这里提出的方法有可能成为CSAMT资料解释的一种新方法。也对2D模型进行了数值模拟和偏移处理，利用五个2D模型的远场资料，分析了TM模式下的地电响应，并进行克希霍夫积分偏移处理，然后对结果进行分析解释。