發(fā)布時間：2018-01-31 14:29

  本文關鍵詞： 二維聯(lián)合反演 交叉梯度 磁法反演 大地電磁反演　出處：《中國地質大學(北京)》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：傳統(tǒng)的物探方法包括重力,磁法,電法,測井,地震,放射性六種,每種方法都通過對單一的物性反演來進行對地質體的推斷解釋。聯(lián)合反演是指通過同時反演多種地球物理數(shù)據(jù),在反演過程中加入巖石物性關系來求得同一地質體的反演方法,是一種不同于單一的地球物理反演的新方法。聯(lián)合反演法不再從單一物性角度觀測地質體,而是通過巖石的物性和幾何參數(shù)之間的相互關系來同時反演地下構造,它不僅能夠克服單一反演方法的局限性,還能減少反演過程中的多解性,是地球物理反演發(fā)展的必然方向。通過對近年來國際上主流的地球物理聯(lián)合反演方法的學習和分析,并且考慮到大地電磁反演中用到了磁化率這一物性信息,本文對磁法和大地電磁法的數(shù)據(jù)二維聯(lián)合反演進行了相關研究。首先,分別對磁法的正反演和大地電磁的正反演做了基礎性的研究工作。磁法方面,使用求取解析解的方法求取磁異常,反演使用光滑約束和對數(shù)障礙法。反演過程采用了新的目標函數(shù),目標函數(shù)不只包括數(shù)據(jù)擬合差,還包括模型的光滑度及對數(shù)項,這樣不僅減少了磁法反演中的多解性,還回避了利用高斯牛頓法反演磁化率時出現(xiàn)的磁化率為負值的問題。大地電磁方面,使用有限差分法求取大地電磁正演響應,反演的目標函數(shù)中同樣加入了模型光滑度,增加目標函數(shù)對模型的約束,使用共軛梯度法進行計算,大大提高了運算效率,減少了運算時間。其次,本文基于交叉梯度理論(GallardoMeju,2004),實現(xiàn)了磁法與大地電磁數(shù)據(jù)的二維聯(lián)合反演研究,并考慮了磁化率對大地電磁正反演的影響,在聯(lián)合反演的同時,將磁法反演出的磁化率模型代入到大地電磁反演中。在聯(lián)合反演過程中,采用五點中心差分格式對目標函數(shù)中的交叉梯度項進行離散化,加大交叉梯度項對模型邊界的約束,提高了反演的可信度。最后,利用上述程序,設計理論模型進行聯(lián)合反演計算。反演結果表明,利用交叉梯度方法耦合大地電磁中的電阻率參數(shù)和磁法勘探中的磁化率參數(shù),使得在聯(lián)合反演過程中兩種物性參數(shù)相互約束,獲得的反演結果與常規(guī)單一方法的反演結果相比更加準確可靠,從而驗證了磁法和大地電磁法數(shù)據(jù)二維聯(lián)合反演的有效性和正確性。
[Abstract]:Traditional geophysical methods include gravity, magnetic method, electrical method, logging, earthquake, radioactivity six kinds. Each method uses a single physical inversion to infer and interpret geological bodies. Joint inversion refers to simultaneous inversion of multiple geophysical data. It is a new method which is different from the single geophysical inversion method to obtain the inversion method of the same geological body by adding the physical relation of rock in the inversion process. The joint inversion method no longer observes the geological body from the angle of the single physical property. It can not only overcome the limitation of the single inversion method, but also reduce the multi-solution in the inversion process. It is the inevitable direction of the development of geophysical inversion. Through the study and analysis of the international mainstream geophysical joint inversion method in recent years, the magnetization information is used in magnetotelluric inversion. In this paper, two dimensional joint inversion of magnetotelluric and magnetotelluric data is studied. Firstly, the forward inversion of magnetotelluric method and forward inversion of magnetotelluric method are studied respectively. The magnetic anomaly is obtained by using the analytical solution, and the smooth constraint and logarithmic obstacle method are used in the inversion. A new objective function is used in the inversion process, and the objective function includes not only the fitting error of the data. It also includes the smoothness and logarithm of the model, which not only reduces the multi-solvability in the magnetic inversion, but also avoids the problem of negative magnetic susceptibility when using Gao Si Newton method to inverse the magnetic susceptibility. The forward magnetotelluric response is obtained by using the finite difference method. The model smoothness is also added to the object function of the inversion, and the constraint of the objective function to the model is increased, and the conjugate gradient method is used to calculate it. The computational efficiency is greatly improved and the operation time is reduced. Secondly, this paper bases on the theory of cross gradient and Gallardo Mejuan 2004). The joint inversion of magnetotelluric data and magnetotelluric data is realized, and the influence of magnetization on magnetotelluric inversion is considered. The magnetization model which is inverse by magnetic method is added to magnetotelluric inversion. In the process of joint inversion, the cross-gradient term in the objective function is discretized by the five-point central difference scheme. The reliability of the inversion is improved by increasing the constraint of the cross gradient term on the boundary of the model. Finally, the theoretical model is designed to carry out the joint inversion calculation using the above program. The inversion results show that. The cross-gradient method is used to couple the resistivity parameters in magnetotelluric field and the magnetic susceptibility parameters in magnetotelluric exploration, which makes the two physical parameters constrain each other in the process of joint inversion. The obtained inversion results are more accurate and reliable than those of the conventional single method, which verifies the validity and correctness of the two-dimensional joint inversion of magnetotelluric and magnetotelluric data.
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P631.2;P631.325

【共引文獻】

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本文編號：1479278