本文關(guān)鍵詞：長導線源復(fù)電阻率法三維正演研究

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【摘要】：眾所周知,巖礦石會因激發(fā)極化效應(yīng)而具有復(fù)電阻率性質(zhì),而現(xiàn)在可控源電磁法正反演研究中,大多只考慮電磁效應(yīng),忽略激電效應(yīng),認為地下介質(zhì)電阻率是不隨頻率變化的。本文從實際出發(fā),開展了基于麥克斯韋方程的同時考慮激電效應(yīng)和電磁效應(yīng)的長導線源復(fù)電阻率法的三維正演研究,該方法所涉及的物性參數(shù)較多,能夠有效地減少地球物理反演解釋的多解性,能更準確地確定、劃分地質(zhì)異常體,為更加準確的地質(zhì)解釋提供更多信息。論文從麥克斯韋方程出發(fā),借助謝昆諾夫勢推導得到電偶極子的遞推解析解,再對其沿導線方向進行積分得到長導線源的解析解,從表達式中可以看出長導線源解析解與兩接地項有關(guān)。通過對比電偶極子和長導線源激發(fā)的電磁場,發(fā)現(xiàn)供電極距越長兩者激勵的電磁場差別越大,并且認為在一定程度上可以利用多個電偶極子來代替長導線源。在三維正演模擬中,沒有將總場分成一次、二次場來求解,而是直接求解總場,采用電流密度呈偽delta函數(shù)分布的等效源來代替電偶極子,從而避免場源奇異性,提高了計算效率。模擬長導線源時,為了在離散化的網(wǎng)格中加入連續(xù)變化的長導線源,采用在多個網(wǎng)格節(jié)點上放置電偶極子(點源)的辦法來代替長導線源,通過多個電偶極子場的疊加來達到等效長導線源場的目的。經(jīng)過與長導線源解析解對比,發(fā)現(xiàn)三維正演模擬的電磁場分量、卡尼亞電阻率和相位與解析解的相對誤差較小,驗證了多電偶極子代替長導線源的可行性。最后,將運用較廣泛的Cole-Cole復(fù)電阻率模型分別引入到一維、三維正演中,并完成了程序的編寫。通過改變Cole-Cole模型參數(shù)來分析各激電參數(shù)對電磁場分布的影響,在一維正演中,發(fā)現(xiàn)電場分量變化要比磁場分量變化明顯,并在視電阻率和相位曲線上得到良好的反映;在三維正演中,發(fā)現(xiàn)電磁場分布受零頻電阻率和極化率影響嚴重,而時間常數(shù)和頻率相關(guān)系數(shù)對其影響相對較小。
【關(guān)鍵詞】：激發(fā)極化 復(fù)電阻率法 長導線源 有限差分法 Cole-Cole模型
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.322
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景9
• 1.2 長導線源簡介9-10
• 1.3 復(fù)電阻率法的發(fā)展與研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 頻率域電磁法正演模擬現(xiàn)狀11-12
• 1.5 主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 長導線源一維正演14-34
• 2.1 謝昆諾夫勢14-17
• 2.2 層狀半空間上的有限源17-22
• 2.2.1 互補解17-18
• 2.2.2 通解18-20
• 2.2.3 水平電偶極子地表電磁響應(yīng)20-21
• 2.2.4 長（接地）導線源地表電磁響應(yīng)21-22
• 2.3 快速漢克爾變換22-27
• 2.4 電偶極子與長導線源27-34
• 2.4.1 電偶極子與長導線源的對比分析27-31
• 2.4.2 多個偶極子代替長導線源31-34
• 第3章 長導線源三維正演34-57
• 3.1 交錯采樣有限差分法34-45
• 3.1.1 麥克斯韋方程34-35
• 3.1.2 長導線源的加載35-36
• 3.1.3 麥克斯韋方程的離散化36-42
• 3.1.4 邊界條件42-43
• 3.1.5 大型稀疏復(fù)數(shù)方程組的求解43-45
• 3.2 正演模擬驗證45-51
• 3.2.1 均勻半空間模型45-46
• 3.2.2 層狀模型46-51
• 3.3 算例分析51-57
• 第4章 復(fù)電阻率的引入57-82
• 4.1 復(fù)電阻率等效模型57-62
• 4.2 Cole-Cole模型的引入62-82
• 4.2.1 Cole-Cole模型復(fù)電阻率分量的頻譜特性62-70
• 4.2.2 Cole-Cole模型參數(shù)對電磁場分布的影響70-82
• 第5章 結(jié)論與不足82-84
• 5.1 本文的主要研究成果82
• 5.2 不足與建議82-84
• 致謝84-85
• 參考文獻85-88

【參考文獻】

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本文編號：641323