张量CSAMT电磁场分布规律和应用技术研究
本文选题:张量可控源 + 场源装置类型 ; 参考:《中国矿业大学》2017年硕士论文
【摘要】:在电磁法领域中,一直都是用标量的方式探测地下构造,标量测量在探测复杂构造地质体时不能反映其各向异性,而张量探测方式可以向地下发射不同极化方向和类型的矢量场,能够解决地质体各向异性的问题,本文针对张量CSAMT的基础理论和方法技术进行了研究,对张量CSAMT的应用具有指导意义。本文首先对CSAMT发射源不同的装置形式进行了研究,通过理论公式推导,数值模拟的方法分别研究了单偶极子源、L型源、十字型源和旋转矢量源的电磁场分布规律,并对它们的有效观测区域进行了圈定和分析,其中标量源电磁场辐射花样图呈花瓣状分布,因此探测区域在一定角度范围内存在盲区;通过理论公式推导得出L型源和十字型源电磁场分布满足矢量合成的原则,数值模拟所得的电磁场分布辐射花样图相当于水平方向的单一偶极子源整体逆时针旋转了45°和135°,验证了理论公式推导的正确性,而其观测范围内的盲区相当于两个标量源的叠加;在此基础上,对比旋转矢量源辐射花样图和电流矢量图,发现旋转矢量源可实现360°张角范围内电磁波全方位覆盖,其观测范围内不存在盲区;设计理论地电模型,进行张量—维数值模拟,总结各种地电模型张量阻抗和向量以及视电阻率的变化特征,并在此基础上模拟了背斜和向斜地层模型的视电阻率二维分布,对比模拟结果可知张量CSAMT对模型形态反映效果良好。最后结合张量CSAMT在采空区、硫化矿床、金属矿探测中的应用实例,通过对比其和标量CSAMT及其他物探方法的探测结果可知在一维层状电性结构条件下,张量测量与标量测量的找矿效果相近;在电性结构复杂情况下,张量测量可以测得张量阻抗,能够对地质体各向异性进行分析,从而更精确的反映地下地质体分布形态,并且在分辨率和克服近区畸变以及噪声干扰方面优于标量测量。
[Abstract]:In the field of electromagnetic method, the underground structure is always detected by scalar method. Scalar measurement can not reflect the anisotropy of complex tectonic geological body. However, the Zhang Liang detection method can emit vector fields in different polarization directions and types into the ground, which can solve the problem of anisotropy of geological bodies. In this paper, the basic theory and technique of Zhang Liang CSAMT are studied. It has guiding significance for the application of Zhang Liang CSAMT. In this paper, the different device forms of CSAMT emission source are studied, and the electromagnetic field distribution of single dipole source, cross source and rotation vector source are studied by theoretical formula derivation and numerical simulation method, respectively. The effective observation area is delineated and analyzed. The electromagnetic radiation pattern of scalar source is petal-like, so there are blind areas in a certain range of angles. By deducing the theoretical formula, the electromagnetic field distribution of L-type source and cross-type source satisfies the principle of vector synthesis. The radiation pattern of electromagnetic field distribution obtained by numerical simulation is equivalent to that of a single dipole source in horizontal direction. The whole counterclockwise rotation of the source is 45 掳and 135 掳respectively, which verifies the correctness of the derivation of the theoretical formula. The blind area in its observation range is equivalent to the superposition of two scalar sources. On this basis, by comparing the radiation pattern of the rotating vector source with the current vector diagram, it is found that the rotating vector source can achieve the omnidirectional coverage of electromagnetic wave in the 360 掳angle range. The theoretical geoelectric model is designed, the Zhang Liang dimensional numerical simulation is carried out, and the variation characteristics of Zhang Liang impedance, vector and apparent resistivity of various geoelectric models are summarized. On this basis, the two-dimensional distribution of apparent resistivity of anticline and syncline stratigraphic models is simulated. The comparison of simulation results shows that Zhang Liang CSAMT can reflect the shape of the model well. Finally, combined with the application of Zhang Liang CSAMT in the exploration of goaf, sulphide deposits and metal ores, it can be seen that under the condition of one-dimensional stratified electrical structure, by comparing the results with those of scalar CSAMT and other geophysical prospecting methods, In the case of complex electrical structure, Zhang Liang measurement can measure the Zhang Liang impedance and analyze the anisotropy of geological bodies, thus more accurately reflecting the distribution of underground geological bodies. It is superior to scalar measurement in resolution, near area distortion and noise interference.
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P631.325
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 底青云,Martyn Unsworth,王妙月;有限元法2.5维CSAMT数值模拟[J];地球物理学进展;2004年02期
2 宋晓军;张忠杰;闫志勇;鲍晓东;;CSAMT法在地勘中的应用[J];中国有色金属;2008年10期
3 许广春;习铁宏;段洪芳;;可控源音频大地电磁法(CSAMT)在隧道勘察中的应用[J];工程勘察;2008年06期
4 单涛;谭洪山;刘树才;;CSAMT法在煤矿水安全防治工作中的应用研究[J];科技信息;2010年11期
5 韩万围;白锦琳;;CSAMT法在煤矿含水层富水范围划分的应用[J];科技信息;2010年23期
6 程辉;李帝铨;底青云;付长民;王若;;基于CSAMT法的地基基础评价[J];中南大学学报(自然科学版);2010年04期
7 白国龙;金永明;;CSAMT法在深部找矿中的应用[J];科技传播;2011年18期
8 张毅;李戟;赵军德;;CSAMT法在深埋隧洞探测中的应用[J];勘察科学技术;2011年05期
9 杨生,施婉华,王庆乙;CSAMT的非远场改正和二维解释问题[J];地质与勘探;1993年09期
10 王峗,杨德义,石昆法;CSAMT法基本理论及在工程中的应用[J];煤炭学报;2002年04期
相关会议论文 前10条
1 冒我冬;吴海涛;朱金华;;CSAMT法在煤矿防治水方面的应用[A];山东地球物理六十年[C];2009年
2 张兆芳;李伟丽;李婧;;CSAMT方法在太行山东断裂研究中的应用[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
3 杨毅;李桐林;;CSAMT源效应研究[A];中国地球物理·2009[C];2009年
4 王峗;杨德义;石昆法;;CSAMT法基本理论及在工程中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所2002学术论文摘要汇编[C];2002年
5 ;CSAMT research survey for preventing water Bursting disaster in mining.[A];中国科学院地质与地球物理研究所2002学术论文摘要汇编[C];2002年
6 安志国;底青云;;CSAMT法对低阻薄层结构分辨能力的探讨[A];中国科学院地质与地球物理研究所2006年论文摘要集[C];2007年
7 底青云;Martyn Unsworth;王妙月;;2.5维有限元法CSAMT数值反演[A];中国科学院地质与地球物理研究所2006年论文摘要集[C];2007年
8 黄兆辉;底青云;侯胜利;;CSAMT的静态效应校正及应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所2006年论文摘要集[C];2007年
9 周楠楠;陈卫营;闫述;薛国强;阮百尧;;CSAMT的单分量特性研究及应用[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
10 ;Successful application of CSAMT for high-rise buildings' site investigation in urban areas of Tangshan city,China[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年
相关博士学位论文 前10条
1 谢兴兵;CSAMT三维反演算法研究[D];长江大学;2015年
2 汪茂;MT与CSAMT的二维联合反演和并行算法研究[D];中国地质大学(北京);2015年
3 王X鹏;张量CSAMT三维主轴各向异性正反演研究[D];中国地质大学(北京);2017年
4 陈锐;CSAMT三维交错采样有限差分数值模拟并行算法研究[D];中国地质大学(北京);2012年
5 胡英才;矢量有限元三维张量CSAMT正演模拟研究[D];吉林大学;2015年
6 余传涛;含激电效应的CSAMT二维正演与联合反演应用研究[D];太原理工大学;2012年
7 张文秀;CSAMT与IP联合探测分布式接收系统关键技术研究[D];吉林大学;2012年
8 Iraj Vosoughi Niri;湘西沃西金矿综合地电方法研究[D];中南大学;2003年
9 徐汶东;CSAMT中的IP效应影响及应用研究[D];吉林大学;2011年
10 邓居智;可控源音频大地电磁法三维交错采样有限差分数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 杨若迪;张量CSAMT电磁场分布规律和应用技术研究[D];中国矿业大学;2017年
2 时彬;CSAMT在深部矿产勘查中的研究与应用[D];吉林大学;2012年
3 万伟;CSAMT 二维正反演[D];长江大学;2015年
4 张娟;V8多功能电法工作站在广西长大深埋公路隧道勘察中的应用研究[D];广西大学;2015年
5 赵清先;CSAMT与激电综合寻找铅锌矿研究[D];成都理工大学;2015年
6 周亚东;CSAMT多偶极子源特征与张量测量研究[D];成都理工大学;2015年
7 蓝泽鸾;基于聚集代数多重网格法的CSAMT三维数值模拟研究[D];东华理工大学;2015年
8 王峰;基于CSAMT解译邹家山—居隆庵地区深部地质结构[D];东华理工大学;2016年
9 关振玮;玄武岩覆盖地区CSAMT地质模型模拟研究[D];吉林大学;2016年
10 郑建波;基于小波方法的CSAMT静态校正[D];吉林大学;2016年
,本文编号:2105398
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/2105398.html