本文選題：長周期大地電磁　切入點：張量阻抗估算　出處：《成都理工大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：長周期大地電磁測深法是研究地球殼幔電性結(jié)構(gòu)的重要方法。國內(nèi)利用長周期大地電磁測深法進行大范圍探測始于2008年,目前專門針對長周期大地電磁的研究相對較少。概括起來,長周期大地電磁的研究在兩方面還有待深入:首先是長周期大地電磁數(shù)據(jù)處理問題,長周期大地電磁的信號特點、儀器設備、測站布設、數(shù)據(jù)采集和資料處理等方面與常規(guī)寬頻大地電磁測深相比都有其特殊性[1]:其頻率更低、信號更微弱、采集時間更長、受干擾更大,研究上述條件下的長周期大地電磁數(shù)據(jù)處理問題有利于提高長周期大地電磁的處理精度;其次是長周期大地電磁正反演問題,例如對于長剖面、大深度的長周期大地電磁探測,傳統(tǒng)的一維水平層狀介質(zhì)模型、二維矩形邊界模型、三維長方體邊界模型都不再適用,有必要研究地球曲率帶來的影響。本文主要聚焦于第一個問題即長周期大地電磁數(shù)據(jù)處理問題進行研究,采取的對策主要包括三個方面:第一是對信號特征及噪聲分離技術(shù)進行研究,二是對長周期大地電磁張量阻抗估算進行研究,第三是提出基于磁場相關(guān)的遠參考大地電磁方法。在研究以上方法的基礎上,開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的長周期大地電磁數(shù)據(jù)處理模塊。利用上述模塊對攀西地區(qū)的實際長周期大地電磁資料進行數(shù)據(jù)處理,得到了攀西地區(qū)的殼幔電性結(jié)構(gòu)特征,為該區(qū)強震發(fā)生機理、動力學問題研究等提供科學依據(jù)。長周期大地電磁信號特征及噪聲分離。分析了天然長周期大地電磁場的極化方向隨頻率變化具有任意性,相干度較高接近于1,時頻特征顯示同一頻率的能量譜在時間曲線上分布均勻、變化緩慢,低頻(~10000s)電磁場強度比“死頻帶”(~4s-~20s)要高出約2個數(shù)量級,且低頻部分的電場強度明顯高于磁場強度;利用7種小波基函數(shù)對常見的仿真方波、階躍和脈沖噪聲這三種人文噪聲壓制效果進行了對比,發(fā)現(xiàn)db小波對上述人文噪聲的壓制效果最好,而中值濾波對脈沖噪聲的壓制效果優(yōu)于db小波。開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的長周期大地電磁數(shù)據(jù)處理模塊。系統(tǒng)分析了全信息矢量相干度和常相干度對資料的篩選過程,認為這兩種方法對測深資料處理效果都有不同程度的提升,實際資料處理時,建議將上述兩種方法結(jié)合使用;實現(xiàn)了最小二乘法、M估計Robust算法和基于重復中位數(shù)的Robust算法,將三種估算方法應用于實測長周期大地電磁資料處理并進行了對比,結(jié)果認為重復中位數(shù)估計Robust算法處理結(jié)果較優(yōu),而M估計Robust算法處理效果介于重復中位數(shù)估計Robust算法和最小二乘法之間;將所編寫程序模塊應用于標準時間序列和實際長周期資料處理當中,并將處理結(jié)果與開源軟件EMTF以及商業(yè)軟件PRC_MTMV進行對比,說明自主編寫的程序模塊計算正確。提出了基于磁場相關(guān)的遠參考大地電磁處理方法,優(yōu)化了長周期大地電磁測深曲線,從而提高長周期大地電磁勘探效果。通過對仿真數(shù)據(jù)進行分析,模擬了在不同參考道、不同信噪比、僅參考道或僅基站含噪聲條件下,常規(guī)遠參考大地電磁對測深曲線的影響。由于常規(guī)遠參考大地電磁法大都關(guān)注噪聲與信號之間,或者基站噪聲與參考站噪聲之間的非相關(guān)性,卻較少考慮基站與參考站磁場信號之間的相關(guān)性,由此提出基于磁場相關(guān)的遠參考大地電磁方法。通過在基站原始資料段中添加仿真三角波、方波、正弦波噪聲,分析阻抗張量估算過程的中間數(shù)據(jù)并對比處理結(jié)果,認為基于磁場相關(guān)的遠參考大地電磁法能夠比常規(guī)遠參考大地電磁法得到更好的測深曲線,對實測資料的處理結(jié)果也說明基于磁場相關(guān)的遠參考大地電磁法優(yōu)于常規(guī)遠參考大地電磁法。攀西構(gòu)造帶殼幔電性結(jié)構(gòu)特征。將上述長周期大地電磁數(shù)據(jù)處理模塊應用于鹽源-永善長周期大地電磁剖面實際資料處理,并通過相關(guān)反演軟件反演得到沿剖面的電性結(jié)構(gòu)特征。電性結(jié)構(gòu)特征發(fā)現(xiàn)攀西構(gòu)造帶巖石圈存在高電阻率異常,參考其他地球物理和地表地質(zhì)資料,認為攀西巖石圈高阻柱可能存在巨厚的基性、超基性巖的堆積,并推斷現(xiàn)今的攀西巖石圈高阻柱可能是二疊紀峨眉山玄武巖的噴發(fā)通道以及巨厚的基性超基性巖的堆積通道。并探討了電性結(jié)構(gòu)特征和強震震源之間的關(guān)系。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P631.325

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ZHANG Gang;WANG Xuben;FANG Hui;GUO Ziming;ZHANG Zhaobin;LUO Wei;CAI Xuelin;LI Jun;LI Zhong;WU Xing;;Crust and Upper Mantle Electrical Resistivity Structure in the Panxi Region of the Eastern Tibetan Plateau and Its Significance[J];Acta Geologica Sinica(English Edition);2015年02期

2 王緒本;羅威;張剛;蔡學林;覃慶炎;羅皓中;;扇形邊界條件下的龍門山殼幔電性結(jié)構(gòu)特征[J];地球物理學報;2013年08期

3 詹艷;趙國澤;UNSWORTH Martyn;王立鳳;陳小斌;李濤;肖騎彬;王繼軍;湯吉;蔡軍濤;王閻昭;;龍門山斷裂帶西南段4.20蘆山7.0級地震區(qū)的深部結(jié)構(gòu)和孕震環(huán)境[J];科學通報;2013年20期

4 羅皓中;王緒本;張偉;羅威;張剛;;基于經(jīng)驗模態(tài)分解法與小波變換的長周期大地電磁信號去噪方法[J];物探與化探;2012年03期

5 張剛;王緒本;張偉;羅皓中;羅威;;重復中位數(shù)估計Robust算法在長周期大地電磁中的應用[J];物探與化探;2011年06期

6 何宏林;池田安隆;何玉林;東鄉(xiāng)正美;陳杰;陳長云;田力正好;越後智雄;岡田真介;;新生的大涼山斷裂帶——鮮水河-小江斷裂系中段的裁彎取直[J];中國科學(D輯:地球科學);2008年05期

7 張岳橋,楊農(nóng),孟暉,陳文;四川攀西地區(qū)晚新生代構(gòu)造變形歷史與隆升過程初步研究[J];中國地質(zhì);2004年01期

8 汪新凡;小波基選擇及其優(yōu)化[J];株洲工學院學報;2003年05期

9 鄧明,李哲,魏文博,譚捍東,金勝,鄧靖武;帶遠參考測量方式的海底大地電磁同步采集技術(shù)[J];地質(zhì)與勘探;2003年05期

10 徐義剛;地幔柱構(gòu)造、大火成巖省及其地質(zhì)效應[J];地學前緣;2002年04期

相關(guān)博士學位論文 前5條

1 謝成良;大地電磁測深資料綜合處理軟件系統(tǒng)研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2013年

2 張偉;長周期大地電磁法信號處理關(guān)鍵技術(shù)研究與應用[D];成都理工大學;2011年

3 蔡劍華;基于Hilbert-Huang變換的大地電磁信號處理方法與應用研究[D];中南大學;2010年

4 楊生;大地電磁測深法環(huán)境噪聲抑制研究及其應用[D];中南大學;2004年

5 嚴家斌;大地電磁信號處理理論及方法研究[D];中南大學;2003年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 蔣玲霞;基于能量聚集的Robust阻抗估計方法[D];中南大學;2009年

，

本文編號：1559967