發(fā)布時間：2021-04-15 05:39

　　大地電磁測深法（MT）利用自然中切實存在且時刻變化的電磁波作為激發(fā)源,其低頻信息能反映深部信息。但是一般情況下信號較弱,容易會被人為電磁波干擾;再憑借著不需要發(fā)射機與電源,在遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)電磁干擾的勘區(qū)內(nèi)使用較為廣泛。以電化學(xué)性質(zhì)差異為基礎(chǔ)的復(fù)電阻率法,憑借著能進(jìn)行多參數(shù)的反演的優(yōu)勢,在固體礦產(chǎn)等眾多領(lǐng)域中得到推廣使用。兩種方法的優(yōu)勢結(jié)合,已經(jīng)受到廣大學(xué)者或科研生產(chǎn)單位的關(guān)注。MT數(shù)據(jù)本身包含來自地層深部地質(zhì)體的地電信息,將激電效應(yīng)考慮進(jìn)去后,多參數(shù)可以增加對異常體性質(zhì)的解釋能力。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,開展了MT的復(fù)電阻率一維正演和二維有限元法正、反演研究。首先,實現(xiàn)了水平層狀介質(zhì)下和二維地電模型下的MT復(fù)電阻率電磁響應(yīng)計算方法。具體做法是:從Maxwell方程為出發(fā),引入能都描述復(fù)電阻率頻譜特征的表達(dá)式,Cole-Cole模型到頻率域電磁法的偏微分方程中,實現(xiàn)電磁效應(yīng)與激電效應(yīng)整體統(tǒng)一地考慮;采用有限單元法,三角單元剖分進(jìn)行偏微分方程中連續(xù)函數(shù)的離散;Cholesky分解進(jìn)行電磁二次場求解。最終,實現(xiàn)二維地電模型下MT復(fù)電磁響應(yīng)的計算。以達(dá)到既可以解決兩種效應(yīng)難以分離地情況,又可以完整準(zhǔn)... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Cole-Cole模型等效電路示意圖

.2 正演結(jié)果驗證文的考慮激發(fā)極化效應(yīng)的二維正演算法最終將應(yīng)用于反演計算，因演程序的準(zhǔn)確性。本節(jié)中通過給定三層極化模型與地塹模型來驗證確性。驗證正演結(jié)果的 PC 配置為：Intel(R) Core(TM) i5-8250U CP64 位 Win10 操作系統(tǒng)。文提到，有限元法求解正演問題時，網(wǎng)格屬性將會對場值產(chǎn)生影響置網(wǎng)格大小就顯得尤為重要。本文網(wǎng)格剖分示意圖見圖 3.13，全區(qū)延區(qū)與目標(biāo)區(qū)域。目標(biāo)區(qū)域剖分較密以解決對該區(qū)域場值精度要求網(wǎng)格外延區(qū)的網(wǎng)格大小步長按照大于 1 的倍數(shù)增加。圖 3.12 不同 t 時復(fù)電阻率振幅頻譜00.2-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5f/Hz

根據(jù)上文中給出的 Cole-Cole 模型等效電路示意圖（如圖 2-1 所示），總阻抗就會越小于地質(zhì)體給定的真實阻抗。模型 2 是在均勻半空間中同深度放置的兩個棱柱體。圖 3.18 是模型示意圖。兩個異常體尺寸都為 2km 2km，埋深 2km，其中，左、右側(cè)棱柱體為低、高阻體。背景、低、高棱柱體真電阻率 及其他模型地電參數(shù)詳見表 3-3。表 3.3 模型 Cole-Cole 模型參數(shù)地質(zhì)體 /(Ω·m) */(Ω m) m c /(s)背景 144 144/160/180 0/0.1/0.2 0.25 100低阻體 7.2 7.2/8.0/9.0 0/0.1/0.2 0.25 100高阻體 2880 2880/3200/3600 0/0.1/0.2 0.25 100從圖 3.19（a）中，能夠看出該頻率下的 TE 模式中視電阻率對極化率的改變更加靈敏，阻抗相位不是非常靈敏。產(chǎn)生這種情況的原因可以從均勻半空間介質(zhì)模型的結(jié)果圖中窺見一二：視電阻率值隨著頻率的減小而單調(diào)增大，然而相位在某個頻率處能夠取得最小值，這就說明視電阻率于阻抗相位不可能對同一個頻率的極化率表現(xiàn)處相同的敏感程度。并且該模式下只反映出了低阻體產(chǎn)生的低阻異常，曲線中未見明顯高阻異常

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮激電效應(yīng)的二維大地電磁測深正演[J]. 王恒,李桐林,陳漢波,王月.  世界地質(zhì). 2018(04)
[2]大地電磁測深正演和反演研究綜述[J]. 陳理,秦其明,王楠,白琰冰,趙珊珊.  北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(05)
[3]大地電磁面積性資料和稀疏測線資料的三維反演解釋[J]. 林昌洪,譚捍東,佟拓.  現(xiàn)代地質(zhì). 2012(06)
[4]地面可控源頻率測深三維非線性共軛梯度反演[J]. 翁愛華,劉云鶴,賈定宇,廖祥東,殷長春.  地球物理學(xué)報. 2012(10)
[5]大地電磁測深反演方法現(xiàn)狀與評述[J]. 陳向斌,呂慶田,張昆.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2011(05)
[6]考慮激電效應(yīng)的二維大地電磁正演[J]. 朱占升,譚捍東.  工程地球物理學(xué)報. 2011(04)
[7]由激電異常進(jìn)行異常體快速定位的方法[J]. 韓江濤,劉國興,劉偉.  吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版). 2008(02)
[8]三維三分量CSAMT法有限元正演模擬研究初探[J]. 王若,王妙月,盧元林.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2007(02)
[9]有限元法2.5維CSAMT數(shù)值模擬[J]. 底青云,Martyn Unsworth,王妙月.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2004(02)
[10]利用Cole-Cole模型組合得到SIP真參數(shù)的聯(lián)合頻譜最優(yōu)化反演[J]. 張輝,李桐林.  西北地震學(xué)報. 2004(02)

博士論文
[1]基于擬線性積分方程法的三維復(fù)電阻率正反演研究[D]. 劉永亮.吉林大學(xué) 2016
[2]矢量有限元三維張量CSAMT正演模擬研究[D]. 胡英才.吉林大學(xué) 2015
[3]基于有限元法的復(fù)電阻率正反演研究及應(yīng)用[D]. 范翠松.吉林大學(xué) 2013
[4]基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的三維大地電磁自適應(yīng)矢量有限元數(shù)值模擬[D]. 劉長生.中南大學(xué) 2009
[5]基于矢量有限元的高頻大地電磁法三維數(shù)值模擬[D]. 王燁.中南大學(xué) 2008
[6]帶地形的三維復(fù)電阻率電磁場正反演研究[D]. 李建平.吉林大學(xué) 2008
[7]復(fù)電阻率三維電磁場正反演研究[D]. 張輝.吉林大學(xué) 2006

碩士論文
[1]考慮激電效應(yīng)的大地電磁三維正反演研究[D]. 付振興.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2018
[2]考慮激電效應(yīng)的二維大地電磁反演研究[D]. 朱占升.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[3]大地電磁測深積分方程法三維正演問題的研究[D]. 王勁松.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2006



本文編號：3138748