本文關(guān)鍵詞：張量CSAMT三維正反演研究

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【摘要】：可控源音頻大地電磁法(CSAMT)廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、礦產(chǎn)、工程、水文等領(lǐng)域,目前實(shí)際應(yīng)用多以單個(gè)源采集標(biāo)量數(shù)據(jù)為主,但是CSAMT通過布設(shè)多個(gè)源采集的張量數(shù)據(jù)含有豐富的地電信息,其和音頻大地電磁法相比信噪比更高,適用于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū),因此具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。隨著硬件設(shè)備的進(jìn)步和精細(xì)電法勘探需求逐漸增多,張量CSAMT應(yīng)用增多,對(duì)CSAMT數(shù)值模擬技術(shù)提出了更高的要求。本文從麥克斯韋方程組出發(fā),推導(dǎo)基于電場(chǎng)強(qiáng)度的含源控制方程,通過交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分法實(shí)現(xiàn)CSAMT的三維數(shù)值模擬,完成張量CSAMT與標(biāo)量CSAMT的三維正演,設(shè)計(jì)一維模型、二維模型進(jìn)行試算,與公開的一維、二維CSAMT正演結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了三維正演的正確性;設(shè)計(jì)三維模型進(jìn)行正演,計(jì)算阻抗張量數(shù)據(jù),分析了張量數(shù)據(jù)與傾子向量的響應(yīng)特征,同時(shí)與CSAMT標(biāo)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,說明了CSAMT張量采集相比標(biāo)量采集的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)現(xiàn)三維正演的基礎(chǔ)上,深入學(xué)習(xí)三維數(shù)據(jù)空間OCCAM反演算法,推導(dǎo)該反演算法的模型迭代公式和雅可比矩陣的計(jì)算公式,利用Fortran語言在前人的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了張量CSAMT三維數(shù)據(jù)空間OCCAM反演,并設(shè)計(jì)了兩個(gè)模型進(jìn)行三維反演試算,驗(yàn)證了三維反演程序的正確性。利用本文開發(fā)的張量CSAMT三維數(shù)據(jù)空間OCCAM反演程序,研究了初始模型和背景模型的大小、收發(fā)距的大小、場(chǎng)源附加效應(yīng)對(duì)反演結(jié)果的影響。研究結(jié)果表明,初始模型和背景模型的大小對(duì)反演結(jié)果影響較大;收發(fā)距對(duì)本文開發(fā)的三維反演程程序反演結(jié)果影響較小;當(dāng)場(chǎng)源下方賦存有低阻、高阻異常體,對(duì)測(cè)量區(qū)域內(nèi)的反演結(jié)果影響不大,在場(chǎng)源附近,從反演結(jié)果上能夠判斷場(chǎng)源下方的電阻率情況。
【關(guān)鍵詞】：CSAMT阻抗張量 三維正演 三維反演
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P631.325
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-13
• 1.1 研究背景及研究意義9-11
• 1.2 文獻(xiàn)綜述11-12
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與擬解決的關(guān)鍵問題12-13
• 第2章 張量CSAMT三維交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分?jǐn)?shù)值模擬13-24
• 2.1 張量CSAMT簡(jiǎn)介13-15
• 2.2 電場(chǎng)控制方程15-16
• 2.3 三維交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分離散16-19
• 2.4 邊界條件處理及方程組解法19-20
• 2.5 張量CSAMT三維正演精度20-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 張量CSAMT阻抗張量及傾子向量響應(yīng)特征24-32
• 3.1 張量CSAMT阻抗張量及傾子向量響應(yīng)特征分析24-29
• 3.2 CSAMT張量數(shù)據(jù)與標(biāo)量數(shù)據(jù)對(duì)比分析29-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第4章 張量CSAMT三維數(shù)據(jù)空間OCCAM反演32-64
• 4.1 三維數(shù)據(jù)空間OCCAM反演算法32-35
• 4.2 雅可比矩陣的計(jì)算35-37
• 4.3 反演算例37-53
• 4.3.1 低阻模型反演37-45
• 4.3.1.1 阻抗Z_(xy)和Z_(yx)反演38-41
• 4.3.1.2 全阻抗張量反演41-45
• 4.3.2 組合高低阻模型反演45-53
• 4.3.2.1 阻抗Z_(xy)和Z_(yx)反演45-49
• 4.3.2.2 全阻抗張量反演49-53
• 4.4 張量CSAMT三維數(shù)據(jù)空間OCCAM反演影響因素討論53-63
• 4.4.1 背景模型和初始模型對(duì)反演結(jié)果的影響53-55
• 4.4.2 收發(fā)距對(duì)反演結(jié)果的影響55-59
• 4.4.3 場(chǎng)源附加效應(yīng)對(duì)反演的影響與場(chǎng)源附近反演結(jié)果59-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第5章 結(jié)論與建議64-68
• 5.1 結(jié)論與成果64-66
• 5.2 存在的問題與建議66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71

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