航空電磁法通稱航空電法。是用來快速普查良導電金屬礦的航空物探方法。它是通過研究由人工或天然形成的電磁場對地質體感應激發產生的*異常場特徵和規律（即套用交變電磁場的感應原理）來尋找礦體或解決某些地質問題的。主要是用來快速普查良導性金屬礦體(富銅、富鐵，對大面積地質填圖、圈定近地表的基岩起伏，研究地下水和冰凍層等方面也有一定效果。
基本介紹
- 中文名：航空電磁法
- 外文名：AirborneElectromagnetic
- 簡寫：AEM
- 套用：航空物探
簡介,優勢,套用,發展歷程,測量系統,主要特徵,
簡介
航空電磁法(AirborneElectromagnetic簡稱AEM),是航空物探常用的測量方法之一。
優勢
AEM具有速度快、成本低、通行性好、可大面積覆蓋、可用於海域等優勢,尤其是在運積層或植被發育的覆蓋地區。
套用
更具有一般勘探手段難以達到的效果。由於各種介質電性差異很大,在AEM的解釋水平得到很大提高后,廣泛用於礦產資源勘查、基礎地質調查(區域岩性和構造地質填圖)、油氣勘查,以及水文、工程、環境勘查等各個領域。
發展歷程
世界AEM測量技術取得了巨大的技術進步。1948年夏季,Stanmac和McPhar公司在加拿大進行了固定翼飛機AEM系統的首次成功試驗飛行,標誌著勘探地球物理的新分支———AEM的誕生。50年代是測量平台(直升機和固定翼飛機)和系統配置(硬架式發射、接收系統,大間距雙吊艙系統等)的創新時期;60年代,系統品種增多,技術不斷改進;70年代,航電技術進一步完善;80年代,航電系統朝著多線圈、多頻率、高解析度的直升機系統或者朝著大穿透深度、時間域、固定翼飛機系統的方向發展;90年代,固定翼飛機系統一般測量3個分量,並選擇合適的脈衝寬度和脈衝頻率,以期在導電地層中有更大的有效穿透深度。直升機系統一般是5個線圈對和5個頻率,或者是更多的線圈對,以期獲得更高的解析度。最近幾年AEM在測量系統、數據處理和數據解釋技術方面都有了新的發展。套用領域也在不斷發生著變化,尤其是歐美、加拿大、澳大利亞等國將AEM廣泛用於環境,土壤土質等領域。
中國的AEM的研究起始於20世紀50年代末。我國AEM發展並不順利,70年代末中國才開始引進國外先進的儀器設備。80年代中國物探工作者總結了歷史經驗,把注意力轉向套用AEM進行地質填圖、間接找礦、水文和農業生態地質調查、環境等領域。AEM數據處理及解釋相對比較複雜。雖然中國AEM發展不順利,但中國物探工作者對該方法的數據質量評價、數據處理、圖示、反演、解釋等還是開展了必要的研究工作。在高度校正、零漂校正、區域場圖示、相位標差異常計算、二層電阻率反演、邊界元數值模擬方面取得的進展,基本上適應了工作發展需要,達到了比較先進的水平。但是總體來說中國航空電法與國際發展水平還有想當大的差距。
測量系統
AEM測量系統包括觀測系統、導航定位、運載工具等幾部分。分為頻率域電磁測量(FEM)和時間域電磁測量(TEM)兩種類別。在上述兩類AEM測量中,由於時間域AEM具有勘探深度相對較大等優點,因此該方法使用稍廣。在航空技術方面,導航和定位技術由於採用了全球定位系統(GPS),導航和定位精度得到了極大提高,在使用實時差分GPS系統時,導航和定位精度可達米級;而飛行器形式多種多樣,性能也有很大改進。由於電子和計算機技術的發展,各種觀測儀器的精度有很大提高,體積大大減小,加上各種數據處理技術的發展,使壓制干擾的能力和微弱信息提取能力得到加強。國際上新一代最先進的AEM系統是:澳大利亞WGC公司研製的Tempest固定翼飛機吊艙式數字時間域AEM測量系統和加拿大Geoterrex2dighem公司生產的GEOTEMdeep數字時間域固定翼飛機吊艙式電磁系統。Tempest系統性能極佳,解析度高,適用範圍廣,是金剛石勘探、金礦勘探、風化層和古河道填圖、地下水和含鹽度測量、以及金屬勘探的理想工具。
主要特徵
①方波發射,改進了地面回響和數據處理;
②寬脈衝提高了對導電體的鑑別能力;
③提高了對系統幾何形態變化的監視能力;
④數據處理中清除了由於系統幾何形態變化帶來的影響;
⑤地層深度反演。
GEOTEMdeep是在GEOTEM系統基礎上發展起來的一套數字時間域固定翼飛機吊艙式電磁系統。新系統的脈衝寬度、偶極矩更大,大大增加了穿透深度。系統功能進一步增強。可以記錄到導電覆蓋層下深部目標的微小回響。由於穿透深度增加了,新系統的信噪比也提高了10倍。 是世界上發射偶極矩和有效穿透深度最大的航電系統;飛機安全可靠,航程遠,可在偏遠山區作業。GeoterrexDighem公司的航電技術另一項新進展是5個共面線圈對的頻率域直升機吊艙系統(DighemVRES),該系統有很寬的脈衝[2]。另外,THEM地球物理公司研製的THEM數字時間域直升機AEM系統。該系統的幾何形狀結構非常穩定。加拿大McPhar公司和Geotech公司共同設立的航空物探公司的HummingbirdAEM系統也有新的技術進步,主要是將該系統的噪聲和零漂都降到了極低的水平。國際上研究工作主要是對AEM測量系統的改進。Lee等人(2002)用液氮冷卻超導量子干涉裝置(superconductingquantuminterferencedevice,SQUID)的磁力感測器代替傳統的時間域AEM的收發感應線圈。這種方法明顯改善了時間域AEM的靈敏度,尤其是在風化層覆蓋區這種改進的優越性更是明顯。但是由於這種裝置在工作中要求一個低噪的禁止環境、高迴轉率和較大的頻寬,所以給實際套用帶來了些不便,不過可以通過降低工作頻率和對這種裝置進行改進來克服這些不足。Peter等(2000)對SpectremAEM測量系統做了改進,加大了發射功率,使該系統的抗干擾能力進一步加強。James等(2004)研究了一種監視AEM系統狀況的簡單方法。在地面布設一個閉合線圈,通過該線圈來測量AEM工作時的感應電流。這種方法可用來監測AEM的發射波形、飛行高度和路徑、接收線圈的幾何位置以及整個系統的線性回響和相位或時間。該方法簡單高效,將有很好套用前景。
