【摘要】：可控源音頻大地電磁法(CSAMT)是基于大地電磁法(MT)和音頻大地電磁法(AMT)的一種電磁法勘探方法,歷經(jīng)幾十年的發(fā)展,方法從最初的定性分析到較精準(zhǔn)的定量解釋,而正反演算法的開發(fā)對(duì)方法的發(fā)展有著重大的作用,在實(shí)際生產(chǎn)中,不僅電阻率參數(shù)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)有較強(qiáng)的影響,局部地區(qū)磁導(dǎo)率參數(shù)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的影響也不可忽略,為了保證定量解釋的結(jié)果更加精確可靠,需要開發(fā)相應(yīng)的正反演算法。本文主要的研究?jī)?nèi)容是在可控源音頻大地電磁法中引入磁導(dǎo)率參數(shù),正演過程中電磁場(chǎng)滿足的方程不忽略磁導(dǎo)率參數(shù)的影響,選用三維交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分法作為正演算子,采用總場(chǎng)分離方法計(jì)算二次場(chǎng),選取兩種接收點(diǎn)場(chǎng)值的插值方法,對(duì)比兩種插值方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇更適用于實(shí)際情況的體積加權(quán)計(jì)算方法,分別設(shè)計(jì)一維、二維、三維模型對(duì)正演算法精度進(jìn)行檢驗(yàn),設(shè)計(jì)模型探究磁導(dǎo)率參數(shù)的響應(yīng)規(guī)律及對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的影響,由此得到在部分區(qū)域磁導(dǎo)率參數(shù)的影響不可忽略的結(jié)論。在實(shí)現(xiàn)電阻率和磁導(dǎo)率雙參數(shù)模型正演算法的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電阻率和磁導(dǎo)率雙參數(shù)模型的反演算法。采用有限內(nèi)存擬牛頓法(LBFGS)作為反演研究手段,反演研究重點(diǎn)為目標(biāo)函數(shù)梯度的計(jì)算和不同物性參數(shù)靈敏度差異的處理。目標(biāo)函數(shù)梯度采用多元函數(shù)求導(dǎo)的法則進(jìn)行計(jì)算,本文先實(shí)現(xiàn)了兩種物性參數(shù)的同步反演,并提出雙參數(shù)模型正演響應(yīng)相互抵消時(shí)反演存在的問題,進(jìn)而引入基于交叉梯度約束的兩種物性參數(shù)同步反演,來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種物性參數(shù)反演的算法;對(duì)于不同參數(shù)靈敏度差異的問題,采用基于合作式反演的策略進(jìn)行處理,即先完成兩種物性參數(shù)的同步反演,將靈敏度較高的物性參數(shù)的同步反演結(jié)果作為初始模型,進(jìn)行引入交叉梯度約束的同步反演,得到最終的雙參數(shù)反演結(jié)果,并通過設(shè)計(jì)不同模型來(lái)檢驗(yàn)反演算法的可靠性。兩種物性參數(shù)理論試算證明,忽略磁導(dǎo)率參數(shù)進(jìn)行單電阻率參數(shù)反演,反演結(jié)果中會(huì)出現(xiàn)額外的虛假異常,由此說明進(jìn)行兩種物性參數(shù)反演的必要性。
【圖文】：

p s s p ppe p p p p hi i i E E E H （微分形式，麥克斯韋方程組的積分形式物理意義更明確，能更表明法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律的電磁耦合關(guān)系，積點(diǎn)是在數(shù)值模擬過程中不需要近似偏導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，將式（2-3）和式形式，即可得到二次場(chǎng)滿足的積分形式的方程： s s pp dl i i ds E H H s s pp dl ds H E E 和（2-7）中，分別用到了一次電場(chǎng)pE 和一次磁場(chǎng)pH ,關(guān)于一的是基于 Key(2009) Dipole 方法進(jìn)行計(jì)算，只是需注意的是不僅需要考慮背景電導(dǎo)率p ，同時(shí)也需要考慮背景磁導(dǎo)率p

..., )i x x i N；研究區(qū)域在 y 軸方向上被劃分成yN 段，共存 1 ym N ，網(wǎng)格之間的間距為 ( 1,..., )j y y j N；研究區(qū)域在 z 軸成zN 段，共存在n個(gè)節(jié)點(diǎn) 1 zn N ，網(wǎng)格之間的間距為 ( 1k z i 共將研究區(qū)域剖分成x y znum N N N個(gè)網(wǎng)格，，且假設(shè)每一個(gè)網(wǎng)格不變的。 積分形式麥克斯韋方程組的離散研究區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格剖分之后，即可對(duì)二次電場(chǎng)滿足的積分形式的麥進(jìn)行離散化處理，以此得到待求解的二次電場(chǎng)的線性方程組。取研電場(chǎng)單元（如圖 2-2），對(duì)式（2-6）進(jìn)行離散，該式左端為電場(chǎng)分，右端項(xiàng)為磁場(chǎng)的面積分。
【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】：2019
【分類號(hào)】：P631.325

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 林昌洪;譚捍東;佟拓;;大地電磁全信息資料三維共軛梯度反演研究(英文)[J];Applied Geophysics;2011年01期

2 劉光鼎;回顧與展望——21世紀(jì)的固體地球物理[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2002年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 阮帥;三維大地電磁有限內(nèi)存擬牛頓反演[D];成都理工大學(xué);2015年

2 高鳳霞;頻率域波動(dòng)方程多參數(shù)全波形反演方法研究[D];吉林大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 秦策;可控源音頻大地電磁法三維有限差分正演模擬及場(chǎng)源效應(yīng)研究[D];成都理工大學(xué);2015年

2 唐飛;基于交叉梯度約束的重力、磁法和電阻率法二維聯(lián)合反演研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

3 習(xí)建軍;基于磁導(dǎo)率和電阻率的頻率域航空電磁法正反演研究[D];吉林大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2669306