電法勘探作為物探方法的重要分支之一,在金屬資源勘探、深部構(gòu)造、水文及地質(zhì)工程、環(huán)保地質(zhì)災(zāi)害等領(lǐng)域中曾經(jīng)發(fā)揮過重要作用。傳統(tǒng)的地-地模式采用地表發(fā)射、地表接收,因電流密度隨深度變化呈指數(shù)形態(tài)衰減,所以隨著目標體在埋深的逐漸增加,分辨率會急速降低。相較于地-地模式的地面電法,井-地電阻率法采用井中供電,將大電流供入地下深處位置,然后在地表測量,供電極能夠盡可能的接近目標體,且隨著電極深度變化,得到同一研究區(qū)域多套觀測數(shù)據(jù),盡可能的提高目標體成像的分辨能力。本文基于電壓采集模塊二次開發(fā),實現(xiàn)了多通道電阻率采集,為井-地電阻率法同步采集提供了儀器支持。通過野外實踐,根據(jù)實際情況借鑒已有的電阻率法工作規(guī)范研究了一套適合多通道井-地電阻率探測金屬礦工作的野外工作方案。并針對原始采集數(shù)據(jù)采用平均法與排序法等兩種方法,對井-地電阻率法的采集數(shù)據(jù)進行人工電位、自然電位的分離、去噪,并通過指定不同處理窗口,以及加入不同程度噪聲對原始數(shù)據(jù)處理方法進行驗證,總結(jié)了分離窗口對分離、去噪效果的影響規(guī)律。在井-地電阻率三維正演方面,利用有限差分法求解點源在不同深度時正演問題。利用超松弛迭代法(SOR)實現(xiàn)了正演問題中具有大型稀疏矩陣方程組的求解。通過大量模型正演數(shù)值模擬實驗分析了不同供電極位置對正演結(jié)果的影響,為反演奠定基礎(chǔ)。在井-地電阻率三維反演方面,采用了高斯-牛頓法(Gauss-Newton)實現(xiàn)了井-地模式下的反演計算。在反演計算中利用擬牛頓法(Quasi-Newton)計算求解雅克比矩陣(Jacobi Matrix)，有效的提高了反演計算速度,保證了大數(shù)據(jù)量反演計算效率。最后,采用井-地電阻率法對內(nèi)蒙某多金屬礦區(qū)進行野外實測,并對數(shù)據(jù)進行了處理、反演計算,對反演結(jié)果進行了解釋,與已知地質(zhì)資料進行對比取得了較好效果。
【學位單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：P631.3
【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀
    1.3 主要內(nèi)容
    1.4 論文創(chuàng)新點
第二章 井-地電阻率法儀器設(shè)計
    2.1 井-地電阻率法接收系統(tǒng)研制
    2.2 井-地電阻率發(fā)射系統(tǒng)研制
    2.3 測量電極
    2.4 小結(jié)
第三章 井-地電阻率野外工作方法與數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)研究
    3.1 野外采集工作方案設(shè)計
    3.2 開工檢測
    3.3 野外資料整理
    3.4 觀測數(shù)據(jù)預(yù)處理方法研究
    3.5 井-地電阻率法視電阻率計算
    3.6 小結(jié)
第四章 井地電阻率法正演數(shù)值模擬研究
    4.1 穩(wěn)定電場理論
    4.2 井-地電阻率法有限差分理論
    4.3 模型正演數(shù)值模擬
    4.4 小結(jié)
第五章 井-地電阻率三維反演研究
    5.1 反演基本理論
    5.2 三維電阻率反演方程
    5.3 電阻率反演方法
    5.4 高斯牛頓迭代算法
    5.5 LAGRANGE乘子λ的選取
    5.6 JACOBI矩陣G的計算
    5.7 光滑系數(shù)矩陣的計算
    5.8 反演結(jié)果影響因素對比
    5.9 小結(jié)
第六章 井-地電阻率法在內(nèi)蒙高爾旗多金屬礦區(qū)應(yīng)用研究
    6.1 勘探區(qū)域概況
    6.2 區(qū)域地球物理特征
    6.3 野外數(shù)據(jù)采集
    6.4 視電阻率
    6.5 實測資料反演與解釋
    6.6 小結(jié)
第七章 結(jié)論與建議
    7.1 結(jié)論
    7.2 建議
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文

【參考文獻】

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