CN112698410B - 电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电性源双相导电介质感应‑极化共生时域电磁探测方法，建立感应‑极化共生效应的双时间尺度分数阶电导率模型；建立双时间分数阶电磁场扩散方程，采用分数阶时域有限差分方法，直接求解电导率模型中双(iω)^‑c负分数阶项，实现双时间尺度的感应‑极化共生效应数值模拟；分析感应‑极化共生效应特征，构建双可控沿梯形波发射靶向激励关系；基于超导传感器的单磁场高精度感知系统测量感应‑极化共生效应；对接收数据进行预处理，采用优化粒子群算法进行极化率、电导率等多参数智能提取和成像。本发明的目的在于表征双相导电介质的非线性特征，构建感应‑极化共生效应的电导率模型，实现单磁场测量双相导电介质感应‑极化共生效应的高精度探测。

Description

电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法

技术领域

本发明涉及一种地球物理勘探领域的探测方法，尤其适用于符合实际地质多相导电介质情况下的电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法。

背景技术

在电磁探测领域，往往通过测量电和磁两个场量来获得单一的感应或极化效应为主。地球作为一个非均匀、强耗散介质，地下的岩性、物性均呈现出很强的非均匀性、非线性，实际多金属矿等介质属于复合多相导电介质，因此多尺度测量复杂的物性特征或参数变得尤其重要。在交变场激励下多相导电介质中的感应和极化效应同时存在、互相伴生，感应响应可以较好地区分地层岩性，极化响应能够有效地识别有利油气储层、金属矿异常。对于实现地下复杂地质结构的高分辨、大深度探测，需要同时观测复杂地质构造的电、磁和极化多物理场信息，同时获取岩石的电导率和极化率等多参数。

目前在感应和极化效应的电磁探测领域，在测量时仅考虑电磁感应或极化单一效应，仅通过电阻率或极化率参数进行解译，存在多解性导致探测分辨率不高，无法实现大深度、精细探测。何继善(2019)提出的广域电磁方法通过频域测量电场或磁场分量获得视电阻率，但仅以单相介质的电阻率单一物性参数进行反演解释为主，不能充分反映地下复杂多相介质的多尺度频散特征。杨震威(2016)通过测量电场的虚、实分量获得大地复电阻率，但是需要测量电场和磁场变化率两个场量。何展翔(2019)通过时频电磁法获得电阻率、极化率，但是需要时、频域两种激励方式。

CN201510882791.X公开了一种用于探测地层复电阻率的多频探测装置，该装置能够产生多种频率信号，对电压信号和电流信号进行波形分析和处理，准确测量地层的复电阻率频谱。但是该方法只获取了频谱信息，对于地下介质难以分析几何特征和物化特性。

CN202010339342.1公开了一种多孔介质的时间域激发极化谱分析方法及系统，利用多次不同的充电时间计算得到的视极化率数据来联合反演估计多孔介质的弛豫时间分布，能够反映出孔径的分布情况。目前电磁探测方法，通过观测感应-极化共生效应，可以实现铜矿等多金属矿的探测，但是仍需要在时域和频域进行切换测量电、磁两不同场量，因此要设计一种能够精细化测量多相导电介质感应-极化共生效应的时域电磁探测方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有探测方法难以实现多相介质精细化探测，根据实际地下介质的复杂特性和多金属矿物岩石的成份特征，建立广义等效激电模型，提供一种电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法。

本发明是这样实现的，

一种电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法，包括如下步骤：

1)基于双相导电介质电导率模型，引入分数阶拉普拉斯算子，多时间分数阶表征介质多电容极化效应，建立感应-极化共生效应的双时间尺度分数阶电导率模型；

2)根据步骤1的双时间尺度分数阶电导率模型，建立双时间分数阶电磁场扩散方程；

3)根据步骤2建立的双时间分数阶电磁场扩散方程，采用分数阶时域有限差分方法，直接求解双时间尺度分数阶电导率模型中的分数阶项，将含有分数阶微分项的分量形式进行离散递归，实现双时间尺度的感应-极化共生效应三维电磁数值模拟，计算感应-极化共生效应磁场响应；

4)对步骤1中的双时间尺度分数阶电导率模型，采用步骤3进行不同下降沿电流激励的三维电磁数值模拟，根据感应-极化共生效应特征，确定感应和极化响应达到最大时的发射参数，构建双可控沿梯形波发射靶向激励关系，实现双下降沿梯形波发射靶向激励；

5)通过步骤4的靶向激励，基于超导量子传感器，应用非调制型磁通锁相读出技术、外部交流和内置直流磁场补偿方法、多层混合噪声屏蔽技术，得到高摆率低噪声超导量子传感器的单一磁场高精度感知系统，测量感应-极化共生效应；

6)对步骤5测量感应-极化共生效应的实测数据进行预处理，采用偏互信息法进行特征筛选、支持向量机法进行极化识别后，采用优化粒子群算法进行电阻率、极化率、频散系数等多参数智能提取和成像；

7)应用矩形窗口的局部奇异性指数算法计算步骤6提取的电导率和极化率奇异性指数，识别和圈定有价值的经济矿产资源和无价值的矿化带。

进一步地：步骤3中包含以下步骤：

Ⅰ、根据步骤2中的双时间分数阶电磁场扩散方程，将双时间分数阶电磁场扩散方程的复频变量分数次幂进行线性分段近似，获取整数次幂的双时间分数阶电磁场扩散方程；

Ⅱ、将整数次幂的双时间分数阶电磁场扩散方程转换到时间域，采用有限差分方法进行差分近似，直接求解双相导电介质电导率模型中双(iω)^-c负分数阶项，推导电场和磁场各个分量的迭代关系式；

Ⅲ、采用非均匀Yee式网格对计算区域剖分，设置计算电导率、极化率、频散系数、极化体积分数、极化粒子半径，加载梯形波激励下的初始场，加载边界条件，进行电磁场各分量迭代计算，得到双时间尺度的感应-极化共生效应三维电磁数值模拟，计算感应-极化共生效应磁场响应；

Ⅳ、根据步骤Ⅲ计算的感应-极化共生效应磁场响应，分析发射参数对极化影响并优化发射参数。

进一步地：步骤4中，双下降沿梯形波发射靶向激励具体包括：在一个发射周期中第一组梯形波关断期间，需要将放电回路切换至快关断电路，此时高压瞬态抑制二极管被电压过冲击穿，将发射线圈两端电压箝位在高电压上，通过提高箝位电压阈值加快关断速度，下降沿时间为：

式(1)中I为发射平顶段电流值，L_COIL为发射导线电感值，通过计算或测量获得，U_HTVS为高压瞬态抑制二极管箝位电压；宽频激励测量发射电流关断后的电磁信息；

在第二组梯形波关断期间，将放电回路切换至慢关断电路，低压瞬态抑制二极管电路导通，发射回线两端电压被箝位在低电压上，进而实现下降沿缓慢放电，通过选择电路参数，调节慢关断沿下降时间，下降沿时间为：

式中U_LTVS为低压瞬态抑制二极管箝位电压，U_Dedio为开关器件续流二极管压降，U_MOS为开关器件导通时正向压降，慢关断使极化充电时间更长，获得更强激发极化响应，通过主控电路在高精度授时信号同步下，控制功率发射电路和吸收电路工作时序，可在一个发射周期内分别实现快、慢关断下降沿波形。

进一步地：步骤6中，包含以下步骤：

i.将步骤5测量感应-极化共生效应的实测数据进行基线校正、叠加、滤波处理；

ii.基于偏互信息方法提取步骤i处理后数据的极化响应特征属性参数，进行特征筛选，提取主要极化特征参数；

iii.通过步骤ii提取的极化特征参数，基于支持向量机建立极化效应检测模型，筛选得到最优输入变量，将是否存在极化效应作为输出；

iv.对步骤iii输出为存在极化效应的实测数据，采用优化粒子群算法进行电阻率、极化率、频散系数多参数智能提取；

v.针对双时间尺度分数阶电导率模型，重新推导广义趋肤深度公式，利用步骤iv提取的极化多参数代入广义趋肤深度公式计算。

vi.将步骤iv、步骤v的结果进行电导率、极化率-深度成像。

进一步地：步骤7中具体流程如下：

①对于任意给定的空间位置，定义空间覆盖盒子系列，其窗口大小依次递增，ε_min＝ε₁＜ε₂＜...＜ε_n＝ε_max；

②计算每个窗口中测量磁场、电导率、极化率多个物理量的平均值ρ(ε_i)，在计算中需要经过数值平移处理保证其非零性；

③在双对数坐标中，以log(ε)为横轴，以logρ(ε)为纵轴，对(ε_i,logρ(ε_i))，i＝1,2...n投点绘图，logρ(ε)随log(ε)呈线性趋势，线性关系的斜率便是对余维数(α-2)的估计；

④将窗口系列滑动到其他采样计算位置，重复前三步的处理方法，得到磁场数据、电导率、极化率等异常的局部奇异性指数α空间分布图。

有益效果在于：本发明与现有技术相比，本发明的电性源双相导电介质感应 -极化共生时域电磁探测方法，能够实现单磁场测量双相导电介质感应-极化共生效应的高精度探测，对多相导电介质的极化率、电导率等多参数智能提取，识别和圈定有价值的经济矿产资源和无价值的矿化带。本方法为我国开展电磁深部探测寻找复杂矿、多金属矿等矿产资源提供新的技术保障，有利于时域电磁勘探方法的实用化。

附图说明

图1是多相导电介质感应-极化共生效应时域电磁探测方法流程图；

图2是双下降沿梯形波发射控制模块示意图；

图3是低噪声前端自适应增益放大采集电路；

图4是非调制型磁通锁相环读出电路；

图5是自动控制的恒温系统示意图；

图6是本发明一个实施例的电阻率成像效果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

以双相导电介质为例。

结合图1所示，一种电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法，包括：

1)基于双相导电介质电导率模型，引入分数阶拉普拉斯算子，多时间分数阶表征介质多电容极化效应，建立感应-极化共生效应的双时间尺度分数阶电导率模型；

双相导电有效介质模型的电导率表达式写为：

式中

总共包含11个参数，分为围岩电导率σ₀、5个强极化介质参数和5个弱极化介质参数。其中强极化介质参数包括强极化介质电导率σ₁、强极化频散系数C₁、强极化体积分数f₁、强极化粒子半径a₁和强表面极化系数α₁；其中弱极化介质参数包括弱极化介质电导率σ₂、弱极化频散系数C₂、弱极化体积分数f₂、弱极化粒子半径a₂和弱表面极化系数α₂。其中ω为角频率。

2)根据步骤1的分数阶电导率模型，建立双时间分数阶电磁场扩散方程；将式(1)代入到麦克斯韦方程中，可以得出

式中

其中

为电磁强度，

为磁场强度，k为波数，ε为介电常数，μ为磁导率，σ_e′＝σ₀+σ₀f₁M₁+σ₀f₂M₂，σ″_e1＝σ₀f₁M₁，σ″_e2＝σ₀f₂M₂。

3)根据步骤2建立的扩散方程，采用分数阶时域有限差分方法，直接求解双时间尺度分数阶电导率模型中分数阶项，将含有分数阶微分项的分量形式进行离散递归，实现双时间尺度的感应-极化共生效应三维电磁数值模拟，计算感应- 极化共生效应磁场响应；

步骤3中包含以下步骤：

Ⅰ、根据步骤2中的双时间分数阶电磁场扩散方程，对方程进行拉式变换，将扩散方程的复频变量分数次幂进行线性分段近似，获取整数次幂的扩散方程；

Ⅱ、将扩散方程转换到时间域，采用有限差分方法进行差分近似，直接求解双相导电介质电导率模型中双(iω)^-c负分数阶项，推导电场和磁场各个分量的迭代关系式；

基于有限差分方法将控制方程进行离散，可得电场和磁场各个分量的迭代关系式：

式中

其中

Σ＝Δt_n+Δt_n+1， 对于E_y、E_z的迭代方程可由式(8)递归求得；H_my迭代可由式(9)递归求得。

Ⅲ、采用非均匀Yee式网格对计算区域剖分，设置计算电导率、极化率、频散系数、极化体积分数、极化粒子半径，加载梯形波激励下的初始场，加载边界条件，进行电磁场各分量迭代计算，实现双时间尺度的感应-极化共生效应三维电磁数值模拟，计算感应-极化共生效应磁场响应；

Ⅳ、根据步骤Ⅲ计算感应-极化共生效应磁场响应，分析发射参数对极化影响并优化发射参数。

4)针对步骤1中的双时间尺度分数阶电导率模型，应用步骤3进行不同下降沿电流激励的三维数值模拟，分析感应-极化共生效应特征，确定感应和极化响应达到最大时的发射参数，构建双可控沿梯形波发射靶向激励关系，实现双下降沿梯形波发射靶向激励；

如图2所示，双可控沿梯形波发射机由同步模块、主控电路、功率发射桥路和吸收电路主要部分组成。采用ARM作为控制器，主控电路产生占空比可变的时序，经过驱动电路后，控制由IGBT组成的H桥产生正负交替的电流。电流记录单元，采用在发射电缆串接取样电阻方式，采取感应和分流式双路测量技术，确保大动态范围下实现对电流瞬态波形的捕捉和记录，能够准确记录发射电流全程及其瞬态特征。采用内置式精密电桥进行接地电阻实时测量，实时测量的接地电阻、发射电感等数据回传至主控电路，主控电路通过高效的闭环控制，自动切换到发射系统内置可重组的阻抗匹配网络，进行自适应阻抗匹配，实时调整发射电路工作状态或进行异常保护，通过发射系统多参数自测量和监控，实现发射系统长期稳定工作。主控电路连接光耦驱动连接发射桥路，通过发射桥路连接接地长导线，接地长导线并联低压瞬态抑制二极管电路。所述低压瞬态抑制二极管电路包括并联的高压瞬态抑制二极管和低压瞬态抑制二极管。

双下降沿梯形波发射具体控制方法为：在一个发射周期中第一组梯形波关断期间，需要将放电回路切换至快关断电路，此时高压瞬态抑制二极管被电压过冲击穿，将发射线圈两端电压箝位在高电压上，通过提高箝位电压阈值便可加快关断速度，下降沿时间为：

式(4)中I为发射平顶段电流值，L_COIL为发射导线电感值，通过计算或测量获得，U_HTVS为高压瞬态抑制二极管箝位电压。宽频激励主要测量发射电流关断后的电磁信息。

在第二组梯形波关断期间，需要将放电回路切换至慢关断电路。低压瞬态抑制二极管电路导通，发射回线两端电压被箝位在低电压上，进而实现下降沿缓慢放电，通过选择合适的电路参数，便可起到调节慢关断沿下降时间的作用，下降沿时间为：

式中U_LTVS为低压瞬态抑制二极管箝位电压，U_Dedio为开关器件续流二极管压降，U_MOS为开关器件导通时正向压降。慢关断可使极化充电时间更长，从而获得更强激发极化响应。主控电路在高精度授时信号同步下，控制功率发射电路和吸收电路工作时序，可在一个发射周期内分别实现快、慢关断下降沿波形。

5)通过步骤4的靶向激励，基于超导量子传感器，应用非调制型磁通锁相读出技术、外部交流和内置直流磁场补偿方法、多层混合噪声屏蔽技术，实现高摆率低噪声超导传感器的单一磁场高精度感知系统，测量感应-极化共生效应；

高摆率低噪声超导传感器的单一磁场高精度感知系统，采用低噪声前端自适应增益放大采集技术，使采集系统与超导量子传感器输出的高灵敏度相匹配；采用理想零串扰非对称式安装，通过GPS同步控制补偿线圈和发射线圈；通过非调制型磁通锁相环读出电路，进行高摆率、大动态范围的磁通计数与磁场测量；采用具有温度自动控制功能的恒温控制系统，使超导量子传感器能够长时间连续稳定工作；采用Cu/Ni或Ag/Al材料，选取合适的屏蔽层厚度对超导量子传感器进行屏蔽。

如图3所示，低噪声前端自适应增益放大采集电路采用差模放大抑制信号共模干扰，自适应增益控制提高系统动态范围，并设计衰减器以防止信号饱和，程控抗混叠滤波技术滤除带外噪声，针对不同信号频率抑制噪声并提高系统信噪比。

如图4所示，非调制型磁通锁相环读出电路，采用双弛豫振荡磁通比较器与数字磁通锁相环电路结构。数字型SQUID传感器主要由SQUID环、与弛豫振荡电路相连接的双弛豫振荡磁通比较器和两个单磁通量子磁通锁相环回路构成。外界磁场信号通过与SQUID线圈以磁耦合的方式进入传感器，使双弛豫振荡磁通比较器产生信号电压脉冲和参考电压脉冲，电压脉冲经由单磁通量子磁通锁相环回路转换成单磁通量子脉冲，最后，由高速单磁通量子逻辑计数电路实现磁通量子计数。

如图5所示，具有自动控制的恒温系统由低通滤波器、温度指示器调节表、晶闸管稳压器、变压器和整流器组成。

6)对步骤5测量感应-极化共生效应的实测数据进行预处理，采用偏互信息法进行特征筛选、支持向量机法进行极化识别后，采用优化粒子群算法进行电阻率、极化率、频散系数等多参数智能提取和成像；

步骤6中包含以下步骤：

vii.将步骤5测量感应-极化共生效应的实测数据进行基线校正、叠加、滤波处理；

viii.基于偏互信息方法提取步骤i处理后数据的极化响应特征属性参数，进行特征筛选，有效提取主要极化特征参数；

ix.通过步骤ii提取的极化特征参数，基于支持向量机建立极化效应检测模型，筛选得到最优输入变量，将是否存在极化效应作为输出；

x.对步骤iii输出为存在极化效应的实测数据，采用优化粒子群算法进行电阻率、极化率、频散系数等多参数智能提取；

xi.针对双时间尺度分数阶电导率模型，重新推导广义趋肤深度公式，利用步骤iv提取的极化多参数代入广义趋肤深度公式计算；

根据双相导电介质GEMTIP模型，推导得到复波数表达式为：

令k²＝(α+iβ)²，可得

其中

根据趋肤深度的定义方式，趋肤深度d等于场量振幅衰减到其表面值的e^-1是所经过的距离由此e^-αd＝e^-1，得到多孔极化介质的广义趋肤深度公式。

xii.将步骤iv、v的结果进行电导率、极化率-深度成像；

7)应用矩形窗口的局部奇异性指数算法计算步骤6提取的电导率和极化率奇异性指数，识别和圈定有价值的经济矿产资源和无价值的矿化带。

步骤7中具体流程如下：

⑤对于任意给定的空间位置，定义空间覆盖盒子(正方形)系列，其窗口大小依次递增，ε_min＝ε₁＜ε₂＜...＜ε_n＝ε_max。

⑥计算每个窗口中测量磁场、电导率、极化率等多个物理量的平均值ρ(ε_i)，在计算中需要经过数值平移处理保证其非零性。

⑦在双对数坐标中，以log(ε)为横轴，以logρ(ε)为纵轴，对(ε_i,logρ(ε_i))， i＝1,2...n投点绘图，logρ(ε)随log(ε)呈线性趋势，线性关系的斜率便是对余维数(α-2)的估计；

⑧将窗口系列滑动到其他采样计算位置，重复前三步的处理方法，便可得到磁场数据、电导率、极化率等异常的局部奇异性指数α空间分布图。

图6为本发明一个实施例在河南栾川野外实验的电阻率-深度结果，与地质资料结果一致，充分验证了本发明的有效性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)基于双相导电介质电导率模型，引入分数阶拉普拉斯算子，多时间分数阶表征介质多电容极化效应，建立感应-极化共生效应的双时间尺度分数阶电导率模型；

2)根据步骤1的双时间尺度分数阶电导率模型，建立双时间分数阶电磁场扩散方程；

3)根据步骤2建立的双时间分数阶电磁场扩散方程，采用分数阶时域有限差分方法，直接求解双时间尺度分数阶电导率模型中的分数阶项，将含有分数阶微分项的分量形式进行离散递归，实现双时间尺度的感应-极化共生效应三维电磁数值模拟，计算感应-极化共生效应磁场响应；

4)对步骤1中的双时间尺度分数阶电导率模型，采用步骤3进行不同下降沿电流激励的三维电磁数值模拟，根据感应-极化共生效应特征，确定感应和极化响应达到最大时的发射参数，构建双可控沿梯形波发射靶向激励关系，实现双下降沿梯形波发射靶向激励；

5)通过步骤4的靶向激励，基于超导量子传感器，应用非调制型磁通锁相读出技术、外部交流和内置直流磁场补偿方法、多层混合噪声屏蔽技术，得到高摆率低噪声超导量子传感器的单一磁场高精度感知系统，测量感应-极化共生效应；

6)对步骤5测量感应-极化共生效应的实测数据进行预处理，采用偏互信息法进行特征筛选、支持向量机法进行极化识别后，采用优化粒子群算法进行包括电阻率、极化率以及频散系数的多参数智能提取和成像；

7)应用矩形窗口的局部奇异性指数算法计算步骤6提取的电导率和极化率奇异性指数，识别和圈定有价值的经济矿产资源和无价值的矿化带。

2.按照权利要求1所述的一种电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法，其特征在于：

步骤3中包含以下步骤：

Ⅰ、根据步骤2中的双时间分数阶电磁场扩散方程，将双时间分数阶电磁场扩散方程的复频变量分数次幂进行线性分段近似，获取整数次幂的双时间分数阶电磁场扩散方程；

Ⅱ、将整数次幂的双时间分数阶电磁场扩散方程转换到时间域，采用有限差分方法进行差分近似，直接求解双相导电介质电导率模型中双(iω)^-c负分数阶项，推导电场和磁场各个分量的迭代关系式；

Ⅲ、采用非均匀Yee式网格对计算区域剖分，设置计算电导率、极化率、频散系数、极化体积分数、极化粒子半径，加载梯形波激励下的初始场，加载边界条件，进行电磁场各分量迭代计算，得到双时间尺度的感应-极化共生效应三维电磁数值模拟，计算感应-极化共生效应磁场响应；

Ⅳ、根据步骤Ⅲ计算的感应-极化共生效应磁场响应，分析发射参数对极化影响并优化发射参数。

3.按照权利要求1所述的一种电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法，其特征在于：

步骤4中，双下降沿梯形波发射靶向激励具体包括：在一个发射周期中第一组梯形波关断期间，需要将放电回路切换至快关断电路，此时高压瞬态抑制二极管被电压过冲击穿，将发射线圈两端电压箝位在高电压上，通过提高箝位电压阈值加快关断速度，下降沿时间为：

式(1)中I为发射平顶段电流值，L_COIL为发射导线电感值，通过计算或测量获得，U_HTVS为高压瞬态抑制二极管箝位电压；宽频激励测量发射电流关断后的电磁信息；

在第二组梯形波关断期间，将放电回路切换至慢关断电路，低压瞬态抑制二极管电路导通，发射回线两端电压被箝位在低电压上，进而实现下降沿缓慢放电，通过选择电路参数，调节慢关断沿下降时间，下降沿时间为：

式中U_LTVS为低压瞬态抑制二极管箝位电压，U_Dedio为开关器件续流二极管压降，U_MOS为开关器件导通时正向压降，慢关断使极化充电时间更长，获得更强激发极化响应，通过主控电路在高精度授时信号同步下，控制功率发射电路和吸收电路工作时序，可在一个发射周期内分别实现快、慢关断下降沿波形。

4.按照权利要求1所述的一种电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法，其特征在于：

步骤6中，包含以下步骤：

i.将步骤5测量感应-极化共生效应的实测数据进行基线校正、叠加、滤波处理；

ii.基于偏互信息方法提取步骤i处理后数据的极化响应特征属性参数，进行特征筛选，提取主要极化特征参数；

iii.通过步骤ii提取的极化特征参数，基于支持向量机建立极化效应检测模型，筛选得到最优输入变量，将是否存在极化效应作为输出；

iv.对步骤iii输出为存在极化效应的实测数据，采用优化粒子群算法进行电阻率、极化率、频散系数多参数智能提取；

v.针对双时间尺度分数阶电导率模型，重新推导广义趋肤深度公式，利用步骤iv提取的极化多参数代入广义趋肤深度公式计算；

vi.将步骤iv、步骤v的结果进行电导率、极化率-深度成像。

5.按照权利要求1所述的一种电性源双相导电介质感应-极化共生时域电磁探测方法，其特征在于：步骤7中具体流程如下：

①对于任意给定的空间位置，定义空间覆盖盒子系列，其窗口大小依次递增，ε_min＝ε₁＜ε₂＜...＜ε_n＝ε_max；

②计算每个窗口中测量磁场、电导率、极化率多个物理量的平均值ρ(ε_i)，在计算中需要经过数值平移处理保证其非零性；

③在双对数坐标中，以log(ε)为横轴，以logρ(ε)为纵轴，对(ε_i,logρ(ε_i))，i＝1,2...n投点绘图，logρ(ε)随log(ε)呈线性趋势，线性关系的斜率便是对余维数(α-2)的估计；

④将窗口系列滑动到其他采样计算位置，重复前三步的处理方法，得到磁场数据、电导率、极化率异常的局部奇异性指数α空间分布图。

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