發(fā)布時(shí)間：2021-10-19 18:08

　　電法勘探資料的處理解釋早期以定性分析為主,隨著二維和三維反演技術(shù)的逐漸成熟和走向?qū)嵱没?定量反演已成為實(shí)測(cè)資料解釋的主要手段。眾所周知,當(dāng)前的電法勘探工作都是基于地下介質(zhì)為各項(xiàng)同性進(jìn)行的,并且據(jù)此進(jìn)行的電法勘探理論研究在很多方面都取得了大量成果,其廣泛應(yīng)用于地質(zhì)找礦、水文地質(zhì)調(diào)查、地下水勘測(cè)、工程勘察、環(huán)境污染調(diào)查和治理等領(lǐng)域。然而電性各向異性在地下是自然存在的,與各項(xiàng)同性介質(zhì)相比其對(duì)地下電流密度分布的影響更復(fù)雜,因此用各項(xiàng)同性理論去解釋各向異性數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)很大偏差甚至難以解釋。由于各向異性理論方面的研究相對(duì)復(fù)雜,到目前為止,國(guó)內(nèi)外都是主要基于各向同性介質(zhì)理論來(lái)對(duì)野外采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理解釋。對(duì)于各向異性理論方面的研究還是比較少,大部分還是對(duì)一維介質(zhì)等簡(jiǎn)單各向異性模型進(jìn)行研究,復(fù)雜情況的研究還是很少。而地下介質(zhì)真實(shí)情況是多維各向異性的,因此本文對(duì)電阻率法二維各向異性問(wèn)題進(jìn)行了研究。本文在正演算法研究中引入各向異性電阻率,相較于傳統(tǒng)的標(biāo)量電阻率,各向異性電阻率是一個(gè)張量,其由三個(gè)電性主軸電阻率和三個(gè)歐拉角計(jì)算得到。然后結(jié)合地下電位符合的基本方程,推導(dǎo)了電位滿足的微分方程和邊界條件,并用伽里金法... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各項(xiàng)同性反演各向異性模型

通過(guò)分析和解釋穩(wěn)定電流場(chǎng)在地下的分布情況來(lái)達(dá)到找礦和解決工程地質(zhì)等問(wèn)題。其基本的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：通過(guò)電極將直流電與大地連接，使地下形成穩(wěn)定的電流場(chǎng)，由于電流在地下的流動(dòng)滿足最小能量原理（即電流會(huì)沿阻力最小的路勁由正電極流向負(fù)電極），而地下介質(zhì)不同的導(dǎo)電性和地質(zhì)構(gòu)造會(huì)改變電流的流動(dòng)路徑，因此觀測(cè)和研究這種變化就能了解地下具體的地質(zhì)情況。由于電阻率法其原理簡(jiǎn)單、儀器輕便、經(jīng)濟(jì)高效，因此其被廣泛應(yīng)用于近地表電法勘探中。這種方法除了在傳統(tǒng)的金屬礦勘探、地質(zhì)構(gòu)造研究和考古等鄰域應(yīng)用，還在地下水勘探、環(huán)境污染勘探、管線探測(cè)和工程等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用（Daily et al,1992;Slater,1997；雷旭友 等,2009；傅慶凱，2011）。在實(shí)際的野外勘探中，人們通常會(huì)使用眾多的采集裝置（即電極的排布和移動(dòng)方式），常見(jiàn)的有：?jiǎn)螛O-單極裝置，溫納裝置，偶極-偶極裝置和斯倫貝謝裝置。通常來(lái)說(shuō)，這幾種裝置的相同點(diǎn)是：先用兩個(gè)供電電極（A 和 B）在研究區(qū)域供穩(wěn)定電流，然后再用兩個(gè)測(cè)量電極（M 和 N）采集數(shù)據(jù)（如圖 2-1）。

但是也只有少部分簡(jiǎn)單地電模型有解析解。早期人們通常利用物理方法對(duì)正演進(jìn)行模擬，但是由于其操作起來(lái)相對(duì)復(fù)雜，因此現(xiàn)在不怎么用。隨著近幾年來(lái)計(jì)算機(jī)的快速普及，目前正演一般都采用數(shù)值模擬方法，如采用計(jì)算效率高的有限差分法和能很好模擬異常體的有限單元法。對(duì)于由地表已知的視電阻率信息推導(dǎo)地下空間電阻率的分布的過(guò)程我們稱之為反演。正演在反演中起核心作用，其是反演的基礎(chǔ)，因?yàn)榉囱菔峭ㄟ^(guò)不斷的修正模型，使其正演響應(yīng)與觀測(cè)數(shù)據(jù)的差異達(dá)到開(kāi)始給定的要求，同時(shí)模型在此基礎(chǔ)上是最光滑的。2.2 巖礦石的電阻率值在自然界中，礦物的電阻率并不像我們想象的那樣固定不變，而是在一定范圍內(nèi)取值，電阻率不同不代表不是相同礦物，電阻率相同不代表是同種礦物。巖礦石的電阻率值可在好幾個(gè)數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)變化，如圖 2-2 為 Loke(2004)給出的常見(jiàn)巖礦石電阻率分布范圍。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]各向異性介質(zhì)中大地電磁正演研究綜述[J]. 霍光譜,胡祥云,劉敏.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2011(06)
[2]高密度電阻率成像技術(shù)在既有線鐵路路基病害探測(cè)中的應(yīng)用[J]. 傅慶凱,師學(xué)明,李崴,劉鐵,王敏.  工程地球物理學(xué)報(bào). 2011(04)
[3]超高密度電阻率法在土洞、煤窯采空區(qū)和巖溶勘探中應(yīng)用研究[J]. 雷旭友,李正文,折京平.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2009(01)
[4]地球物理聯(lián)合反演研究綜述[J]. 敬榮中,鮑光淑,陳紹裘.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2003(03)
[5]視電阻率對(duì)模型電阻率的偏導(dǎo)數(shù)矩陣計(jì)算方法[J]. 阮百堯.  地質(zhì)與勘探. 2001(06)
[6]點(diǎn)源二維各向異性地電斷面的直流電場(chǎng)有限元解法[J]. 徐世浙.  山東海洋學(xué)院學(xué)報(bào). 1988(01)
[7]關(guān)于用有限單元法對(duì)二維構(gòu)造作電阻率法模擬的幾個(gè)問(wèn)題[J]. 羅延鐘,孟永良.  地球物理學(xué)報(bào). 1986(06)

博士論文
[1]大地電磁非各向同性介質(zhì)二維正反演研究[D]. 楊淼鑫.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[2]各向異性介質(zhì)的MT正反演研究[D]. 秦林江.浙江大學(xué) 2013
[3]任意各向異性電阻率三維非結(jié)構(gòu)有限單元數(shù)值模擬及其影響研究[D]. 王威.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[4]復(fù)電阻率法三維正反演問(wèn)題研究[D]. 梁盛軍.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2011
[5]大地電磁張量阻抗三維共軛梯度反演研究[D]. 林昌洪.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2009

碩士論文
[1]2.5維直流電阻率自適應(yīng)有限元數(shù)值模擬[D]. 嚴(yán)波.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
[2]數(shù)據(jù)空間電阻率二維反演研究[D]. 劉俊華.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2011
[3]基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的直流電阻率自適應(yīng)有限元數(shù)值模擬[D]. 任政勇.中南大學(xué) 2007



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