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大地电磁环境噪声抑制研究及其在冷水坑矿集区中的应用

倪鹏  
【摘要】:在冷水矿集区开展大地电磁探测,研究矿集区地下电性结构,旨在认识成矿系统形成机制,预测深部靶区提供支撑。而矿集区普遍存在极复杂的噪声污染,严重干扰了正常的大地电磁信号,如何去噪将关乎矿集区大地电磁探测的成败。论文因此研究了矿集区噪声特点,噪声源,及大地电磁时域信号去噪技术,并进行了数据处理反演解释,初步构建了矿集区的地下电性结构格架。 依据实测音频大地电磁数据和野外班报,研究了矿集区噪声的特点,按信号时域波形将噪声分为:脉冲噪声、工频谐波噪声、方波噪声、三角波噪声等。这些噪声影响频率范围广,能量大几乎湮灭正常信号,造成严重的近场源干扰。分析其干扰源,主要为:矿山采矿设备的日常工作,矿集区内的无线通讯设施,居民区游散电流,输电线,道路交通等。数据采集时尽量避开这些干扰源。去噪技术研究方面:研究基于小波分析方法、Hilbert-Huang变换和匹配追踪法的时频分析方法,对于大地电磁信号中几种常见干扰的抑制,采用不同的信噪比信号模型,比较以上三种方法的优缺点,寻求处理矿集区受干扰严重的MT数据的去噪技术。,以一组实测大地电磁数据为例,用未经其它去噪处理的、小波分析方法处理的和经基于EMD的阈值去噪与匹配追踪法去噪方法处理的实测大地电磁数据计算出3组视电阻率和相位曲线,取得了较好的去噪效果。 本文选取该地区139线的音频大地电磁数据进行处理,139线离矿区很近,受各种噪声干扰很大,对干扰不太大的数据采用经验模态分解法进行时间序列的去噪处理,对于各别干扰非常严重的测点采用匹配追踪法进行时间序列的去噪处理,分别反演出去噪前和去噪后的大地电磁测深深度-电阻率剖面。对比发现,去噪前的反演电阻率剖面虽然能大致分层结构,反映低阻异常体,但分辨率较差,经过去噪后的反演电阻率剖面,电性结构清楚,不仅较好的反映了左侧穿插的高阻侵入岩,还能较清楚的勾画出低阻异常体。


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