本文選題：起伏地形 + 復(fù)電阻率法　； 參考：《成都理工大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：復(fù)電阻率勘探法(FDIP)是地球物理重要勘探方法之一,它的物理基礎(chǔ)是把巖、礦石的頻率域電流場(chǎng)響應(yīng)抽象為物理模型Cole-Cole電阻網(wǎng)格的頻率域電流場(chǎng)響應(yīng),是在點(diǎn)源電流場(chǎng)時(shí)間域激發(fā)極化法(TDIP)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種地電學(xué)勘探方法。復(fù)電阻率勘探法是研究在單一頻率或多個(gè)頻率(頻譜)的交流電場(chǎng)中,觀測(cè)和分析地球介質(zhì)對(duì)人工源交流電場(chǎng)的振幅、激電效應(yīng)的響應(yīng)特征,以及對(duì)野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行地下介質(zhì)物性參數(shù)反演與地質(zhì)構(gòu)造剖面成像。根據(jù)野外實(shí)際勘探對(duì)觀測(cè)頻率的使用方式不同,復(fù)電阻率勘探法可分為相位激電法、雙頻激電法和頻譜激電法。由于頻譜激電法的4個(gè)Cole-Cole真譜參數(shù)的網(wǎng)格優(yōu)化反演至今未能很好解決,因此相位激電法、雙頻激電法仍是復(fù)電阻率法應(yīng)用中最常見(jiàn)的兩種勘探形式,也是最為穩(wěn)定的電法勘探技術(shù)。復(fù)電阻率勘探法具有勘探深度深、激電效應(yīng)明顯、工作效率高,尤其是針對(duì)浸染狀的礦物和硫化礦床體現(xiàn)出獨(dú)特的勘探優(yōu)勢(shì),能有效區(qū)分出礦致異常和非礦致異常,已廣泛應(yīng)用于地球物理勘探的金屬、非金屬礦藏,以及煤田和工程勘探等各個(gè)領(lǐng)域。目前,復(fù)電阻率法的數(shù)據(jù)解釋技術(shù)仍然滯后于復(fù)電阻率法勘探儀器的發(fā)展水平。其主要原因是復(fù)電阻率法勘探中仍存在著有兩個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題需要得到進(jìn)一步解決和提高:一是起伏地形、復(fù)雜地電體對(duì)視電阻率值的畸變影響問(wèn)題,二是2.5維激電效應(yīng)參數(shù)的快速優(yōu)化反演與快速計(jì)算問(wèn)題。這兩個(gè)問(wèn)題會(huì)直接影響到復(fù)電阻率法勘探的數(shù)據(jù)處理和解釋水平。本文在前人成就基礎(chǔ)上,對(duì)這兩個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)了研究,內(nèi)容如下:1.在正演數(shù)值模擬方面,提出了在起伏地形條件下、三角單元剖分、復(fù)電導(dǎo)率分塊連續(xù)變化、2.5維復(fù)電阻率有限元數(shù)值模擬方法。比較常規(guī)的單一的矩形或三角網(wǎng)格剖分法,在不增加網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)總數(shù)的情況下,采用矩形內(nèi)三角網(wǎng)格剖分模擬起伏地形和復(fù)雜地電模型,這樣的模擬方式能夠很好模擬野外實(shí)際起伏地形情況,以及地下介質(zhì)體的復(fù)雜形態(tài)。在正演數(shù)值模擬分析中,歸納、總結(jié)了各種常見(jiàn)測(cè)量裝置的視電阻率、激電效應(yīng)特征,為起伏地形環(huán)境對(duì)復(fù)電阻率法數(shù)據(jù)的畸變影響提供了理論認(rèn)識(shí),以及為帶地形的2.5維復(fù)電阻率法優(yōu)化反演法計(jì)算提供了數(shù)值模擬基礎(chǔ)。2.在前人線性反演方法成就基礎(chǔ)上,提出了基于光滑模型的線性最小二乘反演方法。本文的思路為,在常規(guī)的線性反演方程式中加入了網(wǎng)格、物性參數(shù)模型的先驗(yàn)信息因子以及網(wǎng)格的光滑度矩陣,從而避免了由于稀疏網(wǎng)格的不規(guī)則性以及復(fù)雜物性參數(shù)的不均勻性給物理場(chǎng)值帶來(lái)的畸變影響,使反演計(jì)算速度收斂更快,正演擬合精度更高。在模型算例和實(shí)例分析中,本文反演算法的迭代次數(shù)一般不會(huì)超過(guò)10次,對(duì)理論模型的反演迭代誤差可以到達(dá)0.3%以內(nèi),對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的反演迭代誤差可以達(dá)到2%以內(nèi),對(duì)剖面60個(gè)電極、2400個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)反演時(shí)間在200s以內(nèi)。通過(guò)對(duì)兩個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用表明,本文方法效果明顯,且具有較高的實(shí)用價(jià)值。3.根據(jù)復(fù)電阻率法的激電效應(yīng)參數(shù)與時(shí)間域激電法的極化率參數(shù)具有同向變化的特點(diǎn),本文把相位、頻散率、金屬因子參數(shù)設(shè)計(jì)為時(shí)間域激電法Seigel體極化理論的極化率參數(shù),這是本文的一個(gè)實(shí)驗(yàn)性探索和創(chuàng)新點(diǎn)。并提出了帶地形2.5維有限單元法的相位、頻散率、金屬因子參數(shù)光滑模型的線性最小二乘法優(yōu)化反演與剖面成像,從而成功解決了2.5維復(fù)電阻率勘探法的激電效應(yīng)參數(shù)優(yōu)化反演的難點(diǎn)問(wèn)題。在本文中,主要是針對(duì)復(fù)電阻率法的資料處理和解釋中,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)畸變影響、正反演擬合精度差、計(jì)算速度慢的實(shí)際問(wèn)題為研究?jī)?nèi)容。在2.5維復(fù)電阻率法正演數(shù)值模擬方面,提出了起伏地形條件下、三角單元剖分、復(fù)電導(dǎo)率分塊連續(xù)變化、2.5維復(fù)電阻率有限元數(shù)值模擬方法。在正演數(shù)值模擬分析中,歸納、總結(jié)了各種常見(jiàn)測(cè)量裝置的視電阻率、激電效應(yīng)特征,以及起伏地形對(duì)復(fù)電阻率勘探的影響;在反演方法和成像方面,提出了基于光滑模型的2.5維帶地形復(fù)電阻率法線性最小二乘反演法。其中,將復(fù)電阻率法的激電效應(yīng)參數(shù)設(shè)計(jì)為Seigel體極化理論的極化率參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化反演,這是本文的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。通過(guò)對(duì)幾例理論模型、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算表明,本研究?jī)?nèi)容彌補(bǔ)了實(shí)際勘探中對(duì)復(fù)電阻率法地形影響的認(rèn)識(shí)不足,比較常規(guī)的線性反演方法,提高了模擬精度和計(jì)算速度,也為復(fù)電阻率法勘探的理論研究、實(shí)際資料處理和解釋提供了幫助。通過(guò)本文內(nèi)容的研究,其意義在于,不僅可以彌補(bǔ)物探、科技工作者對(duì)復(fù)電阻率法地形影響認(rèn)識(shí)上的不足,也對(duì)促進(jìn)我國(guó)的復(fù)電阻率法勘探解釋水平提供必要的理論和技術(shù)支持。
[Abstract]:The complex resistivity method is one of the most common methods in geophysical exploration . The method of complex resistivity exploration is one of the most common methods in geophysical exploration , such as phase excitation , double frequency excitation and frequency spectrum excitation . In this paper , we propose a linear least square inversion method based on the complex resistivity method .
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P631.322

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1906308