本文關(guān)鍵詞： 典型地電異常體 地—井瞬變電磁法 時(shí)域有限差分 數(shù)值模擬 響應(yīng)規(guī)律　出處：《東華理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：地—井瞬變電磁法(Down-hole TEM)是指將接收探頭放在鉆井中觀測(cè)瞬變電磁場(chǎng)響應(yīng)的一種地球物理深部找礦方法。由于接收探頭處于地面以下,直接屏蔽了部分的地面電磁噪聲,與地面瞬變電磁法相比,具有二次場(chǎng)不易受到地表低阻層干擾,接收探頭距離深部目標(biāo)體近,縱向分辨率高等優(yōu)勢(shì),從而獲得比地面瞬變電磁法更強(qiáng)的探測(cè)能力。地—井瞬變電磁法能夠用于確定異常體的埋深位置、組合情況以及追蹤異常體的延伸方向,具有良好的“旁視”能力。因此被廣泛應(yīng)用于區(qū)域地質(zhì)深部調(diào)查和尋找井旁隱伏盲礦。但是地—井瞬變電磁法的正演理論研究相對(duì)滯后,因此本文在前人研究總結(jié)的基礎(chǔ)上,通過(guò)地—井觀測(cè)模式下的數(shù)值模擬方法對(duì)典型地電異常體的瞬變電磁響應(yīng)進(jìn)行了分析研究。本文運(yùn)用Wang和Hohmann的經(jīng)典時(shí)域有限差分算法,從Maxwell方程組旋度方程出發(fā),采用穩(wěn)定收斂的Dufort-Frankel法對(duì)瞬變電磁總場(chǎng)和二次場(chǎng)擴(kuò)散方程進(jìn)行離散,使用非均勻網(wǎng)格剖分技術(shù)對(duì)模型進(jìn)行剖分。在吸收邊界條件研究方面,以完全匹配層吸收邊界條件為基礎(chǔ),為了滿足擴(kuò)散方程中低頻電磁波傳播的特點(diǎn),修改了CFS-PML邊界條件。與傳統(tǒng)的第一類Dirichlet邊界條件應(yīng)用效果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果顯示出CFS-PML邊界條件能更好的滿足低頻電磁場(chǎng)的擴(kuò)散要求。通過(guò)吸取前人研究總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合實(shí)際情況下局部礦體往往由多個(gè)導(dǎo)體組合在一起的現(xiàn)象,構(gòu)建典型地電異常體的地質(zhì)—地球物理模型,對(duì)垂直接觸帶、背斜、向斜、地壘、地塹、傾斜板狀體、立方體模型的異常響應(yīng)特征進(jìn)行了全面深入的剖析,并將地—井觀測(cè)系統(tǒng)下瞬變電磁場(chǎng)隨時(shí)間和深度變化的擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行重點(diǎn)研究。結(jié)果表明:異常響應(yīng)主要受到目標(biāo)體尺寸大小、埋深深度、賦存條件、地電特性、地質(zhì)構(gòu)造、與場(chǎng)源耦合關(guān)系等因素綜合影響。最后將影響地—井瞬變電磁響應(yīng)的因素進(jìn)行總結(jié)歸納,為今后的地—井TEM響應(yīng)分析和數(shù)據(jù)解釋提供參考。
[Abstract]:The earth-well transient electromagnetic method (Down-hole TEM) is a geophysical deep prospecting method in which the receiver probe is placed in a well to observe the transient electromagnetic field response. Since the receiving probe is below the surface, it directly shields part of the surface electromagnetic noise. Compared with the ground transient electromagnetic method, the secondary field is difficult to be interfered with by the surface low resistance layer, the receiving probe is close to the deep object, and the longitudinal resolution is high. The ground well transient electromagnetic method can be used to determine the buried depth of the anomalous body, the combination of the anomalous body and the tracing of the extended direction of the abnormal body, so as to obtain a better detection capability than the surface transient electromagnetic method. Because of its good side-view ability, it has been widely used in regional geological deep investigation and searching for hidden blind deposits near wells. However, the forward modeling theory of ground-well transient electromagnetic method is lagging behind, so this paper is based on the previous studies. The transient electromagnetic response of a typical geoelectric anomaly is analyzed by means of numerical simulation in the geoelectric observation mode. In this paper, the classical finite-difference time-domain (FDTD) algorithm of Wang and Hohmann is used to analyze the transient electromagnetic response of a typical geoelectric anomaly. Based on the curl equation of Maxwell equations, The diffusion equations of transient electromagnetic total field and secondary field are discretized by Dufort-Frankel method with stable convergence, and the model is subdivided by non-uniform mesh generation technique. In the study of absorbing boundary conditions, the perfectly matched layer absorbing boundary condition is used as the basis. In order to satisfy the characteristics of low frequency electromagnetic wave propagation in diffusion equation, the CFS-PML boundary condition is modified. The results show that the CFS-PML boundary condition can better meet the diffusion requirements of low frequency electromagnetic fields. By absorbing the experience of previous studies and combining with the actual situation, the local orebodies are often combined by multiple conductors. The geo-geophysical model of typical geoelectric anomaly is constructed, and the abnormal response characteristics of vertical contact zone, anticline, syncline, barrier, graben, inclined plate body and cube model are thoroughly analyzed. The diffusion law of transient electromagnetic field with time and depth under the geo- well observation system is studied emphatically. The results show that the abnormal response is mainly affected by the size of the object, the depth of buried depth, the conditions of occurrence, the geoelectric characteristics, and the geological structure. Finally, the factors affecting the ground well transient electromagnetic response are summarized and summarized to provide a reference for the future ground well TEM response analysis and data interpretation.
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P631.325

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