【摘要】：時(shí)間域激發(fā)極化法(Time-domain induced polarization method,簡(jiǎn)稱為TDIP)是以巖、礦石的激電效應(yīng)差異為物質(zhì)基礎(chǔ),通過觀測(cè)和研究大地激電效應(yīng),來探查地下地質(zhì)情況的一種電法勘探分支方法。該方法在尋找金屬礦、能源和工程地質(zhì)等不同領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用,尤其在尋找浸染狀礦產(chǎn)資源方面效果顯著。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)TDIP二維反演算法進(jìn)行了大量研究,但是都是采用分步反演思路,即先反演出電阻率之后,在所反演出的電阻率模型基礎(chǔ)之上再反演極化率參數(shù),這樣就存在著極化率反演結(jié)果嚴(yán)重依賴于電阻率反演結(jié)果等問題。為了解決上述問題,本文在Gallardo和Meju所提出交叉梯度理論的基礎(chǔ)之上,研究了時(shí)間域激發(fā)極化法電阻率和極化率二維同步反演的算法。本文的正演計(jì)算過程是利用有限單元法和“等效電阻率法”,計(jì)算得到視電阻率和視極化率參數(shù)。本文在電阻率法反演基礎(chǔ)之上完成TDIP的反演算法。Weerachai Siripunvaraporn和Gary Egbert在OCCAM反演的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),將反演從模型空間域轉(zhuǎn)換到了數(shù)據(jù)空間域進(jìn)行,該方法降低了反演過程中方程的階數(shù),并且不需要求取模型協(xié)方差的逆矩陣,從而大大減少了所需的計(jì)算時(shí)間和計(jì)算內(nèi)存,提高了反演的效率。本文將數(shù)據(jù)空間反演應(yīng)用到了二維TDIP反演中,研究了較成熟的電阻率法數(shù)據(jù)空間域反演算法,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)空間域的TDIP反演算法。在完成了TDIP二維分步反演算法之后,本文實(shí)現(xiàn)了基于交叉梯度約束的數(shù)據(jù)空間域TDIP二維同步反演算法,并利用電阻率極化率物性分布一致和不一致模型的合成數(shù)據(jù)進(jìn)行了反演試算。結(jié)果表明:對(duì)于不同的模型而言,同步反演比分步反演對(duì)異常體的空間形態(tài)有更好的恢復(fù),其中低阻高極化體的同步反演結(jié)果電阻率和極化率均更接近于真實(shí)數(shù)值,高阻高極化體的同步反演結(jié)果不僅在數(shù)值上有所改善,其空間分布范圍也更加準(zhǔn)確,而電阻率和極化率結(jié)構(gòu)不一致的模型反演結(jié)果進(jìn)一步表明了同步反演能改善反演結(jié)果�？傊�,同步反演能改善電阻率和極化率的單獨(dú)反演結(jié)果,這進(jìn)一步證明了同步反演算法具有更普遍的適用性。
[Abstract]:The time-domain induced polarization method (Time-domain induced polarization method,) is a branch of electrical prospecting method based on the difference of the induced electric effect between rock and ore. The geoelectric effect is observed and studied to explore the underground geological conditions. This method has been widely used in the exploration of metal ore, energy and engineering geology, especially in the exploration of disseminated mineral resources. Scholars at home and abroad have done a lot of research on the two-dimensional inversion algorithm of TDIP, but they all adopt the idea of step inversion, that is, inversion of resistivity and then inversion of polarizability parameters on the basis of the inverse resistivity model. In this way, the results of polarizability inversion depend heavily on the resistivity inversion results and so on. In order to solve the above problems, based on the cross-gradient theory proposed by Gallardo and Meju, the time-domain induced polarization method for 2-D simultaneous inversion of resistivity and polarizability is studied in this paper. In this paper, the forward calculation process is to calculate the apparent resistivity and apparent polarizability parameters by using the finite element method and the "equivalent resistivity method". In this paper, based on resistivity inversion, TDIP's inversion algorithm. Weerachai Siripunvaraporn and Gary Egbert are improved on the basis of OCCAM inversion. The inversion is transformed from model spatial domain to data spatial domain. This method reduces the order of the equation in the inversion process and does not need to obtain the inverse matrix of the covariance of the model, thus greatly reducing the computation time and computing memory required, and improving the efficiency of inversion. In this paper, the data space inversion is applied to two-dimensional TDIP inversion, and the mature inversion algorithm of resistivity method in data space domain is studied. Based on this, the TDIP inversion algorithm in data space domain is implemented. After completing the TDIP 2-D step inversion algorithm, the TDIP 2-D synchronous inversion algorithm in data space domain based on cross-gradient constraint is implemented in this paper. The inversion experiments are carried out by using the synthetic data of consistent and inconsistent physical distribution of resistivity polarizability. The results show that, for different models, the simultaneous inversion of the score step has a better recovery to the spatial shape of the anomalous body, and the resistivity and the polarizability of the low-resistivity high-polarimetric body are closer to the real value. The synchronous inversion results of high resistivity and high polarizability are not only improved numerically, but also the spatial distribution range is more accurate. The results of model inversion with different resistivity and polarizability structure further show that synchronous inversion can improve the inversion results. In a word, synchronous inversion can improve the single inversion results of resistivity and polarizability, which further proves that the synchronous inversion algorithm is more universal.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P631.3

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本文編號(hào)：2341580