基于激电效应的大地电磁测深二维正反演研究
发布时间：2021-04-15 05:39
大地电磁测深法（MT）利用自然中切实存在且时刻变化的电磁波作为激发源,其低频信息能反映深部信息。但是一般情况下信号较弱,容易会被人为电磁波干扰;再凭借着不需要发射机与电源,在远离城镇电磁干扰的勘区内使用较为广泛。以电化学性质差异为基础的复电阻率法,凭借着能进行多参数的反演的优势,在固体矿产等众多领域中得到推广使用。两种方法的优势结合,已经受到广大学者或科研生产单位的关注。MT数据本身包含来自地层深部地质体的地电信息,将激电效应考虑进去后,多参数可以增加对异常体性质的解释能力。本文在前人研究的基础上,开展了MT的复电阻率一维正演和二维有限元法正、反演研究。首先,实现了水平层状介质下和二维地电模型下的MT复电阻率电磁响应计算方法。具体做法是:从Maxwell方程为出发,引入能都描述复电阻率频谱特征的表达式,Cole-Cole模型到频率域电磁法的偏微分方程中,实现电磁效应与激电效应整体统一地考虑;采用有限单元法,三角单元剖分进行偏微分方程中连续函数的离散;Cholesky分解进行电磁二次场求解。最终,实现二维地电模型下MT复电磁响应的计算。以达到既可以解决两种效应难以分离地情况,又可以完整准...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Cole-Cole模型等效电路示意图
.2 正演结果验证文的考虑激发极化效应的二维正演算法最终将应用于反演计算，因演程序的准确性。本节中通过给定三层极化模型与地堑模型来验证确性。验证正演结果的 PC 配置为：Intel(R) Core(TM) i5-8250U CP64 位 Win10 操作系统。文提到，有限元法求解正演问题时，网格属性将会对场值产生影响置网格大小就显得尤为重要。本文网格剖分示意图见图 3.13，全区延区与目标区域。目标区域剖分较密以解决对该区域场值精度要求网格外延区的网格大小步长按照大于 1 的倍数增加。图 3.12 不同 t 时复电阻率振幅频谱00.2-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5f/Hz
根据上文中给出的 Cole-Cole 模型等效电路示意图（如图 2-1 所示），总阻抗就会越小于地质体给定的真实阻抗。模型 2 是在均匀半空间中同深度放置的两个棱柱体。图 3.18 是模型示意图。两个异常体尺寸都为 2km 2km，埋深 2km，其中，左、右侧棱柱体为低、高阻体。背景、低、高棱柱体真电阻率 及其他模型地电参数详见表 3-3。表 3.3 模型 Cole-Cole 模型参数地质体 /(Ω·m) */(Ω m) m c /(s)背景 144 144/160/180 0/0.1/0.2 0.25 100低阻体 7.2 7.2/8.0/9.0 0/0.1/0.2 0.25 100高阻体 2880 2880/3200/3600 0/0.1/0.2 0.25 100从图 3.19（a）中，能够看出该频率下的 TE 模式中视电阻率对极化率的改变更加灵敏，阻抗相位不是非常灵敏。产生这种情况的原因可以从均匀半空间介质模型的结果图中窥见一二：视电阻率值随着频率的减小而单调增大，然而相位在某个频率处能够取得最小值，这就说明视电阻率于阻抗相位不可能对同一个频率的极化率表现处相同的敏感程度。并且该模式下只反映出了低阻体产生的低阻异常，曲线中未见明显高阻异常
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑激电效应的二维大地电磁测深正演[J]. 王恒,李桐林,陈汉波,王月. 世界地质. 2018(04)
[2]大地电磁测深正演和反演研究综述[J]. 陈理,秦其明,王楠,白琰冰,赵珊珊. 北京大学学报(自然科学版). 2014(05)
[3]大地电磁面积性资料和稀疏测线资料的三维反演解释[J]. 林昌洪,谭捍东,佟拓. 现代地质. 2012(06)
[4]地面可控源频率测深三维非线性共轭梯度反演[J]. 翁爱华,刘云鹤,贾定宇,廖祥东,殷长春. 地球物理学报. 2012(10)
[5]大地电磁测深反演方法现状与评述[J]. 陈向斌,吕庆田,张昆. 地球物理学进展. 2011(05)
[6]考虑激电效应的二维大地电磁正演[J]. 朱占升,谭捍东. 工程地球物理学报. 2011(04)
[7]由激电异常进行异常体快速定位的方法[J]. 韩江涛,刘国兴,刘伟. 吉林大学学报(地球科学版). 2008(02)
[8]三维三分量CSAMT法有限元正演模拟研究初探[J]. 王若,王妙月,卢元林. 地球物理学进展. 2007(02)
[9]有限元法2.5维CSAMT数值模拟[J]. 底青云,Martyn Unsworth,王妙月. 地球物理学进展. 2004(02)
[10]利用Cole-Cole模型组合得到SIP真参数的联合频谱最优化反演[J]. 张辉,李桐林. 西北地震学报. 2004(02)
博士论文
[1]基于拟线性积分方程法的三维复电阻率正反演研究[D]. 刘永亮.吉林大学 2016
[2]矢量有限元三维张量CSAMT正演模拟研究[D]. 胡英才.吉林大学 2015
[3]基于有限元法的复电阻率正反演研究及应用[D]. 范翠松.吉林大学 2013
[4]基于非结构化网格的三维大地电磁自适应矢量有限元数值模拟[D]. 刘长生.中南大学 2009
[5]基于矢量有限元的高频大地电磁法三维数值模拟[D]. 王烨.中南大学 2008
[6]带地形的三维复电阻率电磁场正反演研究[D]. 李建平.吉林大学 2008
[7]复电阻率三维电磁场正反演研究[D]. 张辉.吉林大学 2006
硕士论文
[1]考虑激电效应的大地电磁三维正反演研究[D]. 付振兴.中国地质大学(北京) 2018
[2]考虑激电效应的二维大地电磁反演研究[D]. 朱占升.中国地质大学(北京) 2012
[3]大地电磁测深积分方程法三维正演问题的研究[D]. 王劲松.中国地质大学（北京） 2006
本文编号：3138748
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Cole-Cole模型等效电路示意图
.2 正演结果验证文的考虑激发极化效应的二维正演算法最终将应用于反演计算，因演程序的准确性。本节中通过给定三层极化模型与地堑模型来验证确性。验证正演结果的 PC 配置为：Intel(R) Core(TM) i5-8250U CP64 位 Win10 操作系统。文提到，有限元法求解正演问题时，网格属性将会对场值产生影响置网格大小就显得尤为重要。本文网格剖分示意图见图 3.13，全区延区与目标区域。目标区域剖分较密以解决对该区域场值精度要求网格外延区的网格大小步长按照大于 1 的倍数增加。图 3.12 不同 t 时复电阻率振幅频谱00.2-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5f/Hz
根据上文中给出的 Cole-Cole 模型等效电路示意图（如图 2-1 所示），总阻抗就会越小于地质体给定的真实阻抗。模型 2 是在均匀半空间中同深度放置的两个棱柱体。图 3.18 是模型示意图。两个异常体尺寸都为 2km 2km，埋深 2km，其中，左、右侧棱柱体为低、高阻体。背景、低、高棱柱体真电阻率 及其他模型地电参数详见表 3-3。表 3.3 模型 Cole-Cole 模型参数地质体 /(Ω·m) */(Ω m) m c /(s)背景 144 144/160/180 0/0.1/0.2 0.25 100低阻体 7.2 7.2/8.0/9.0 0/0.1/0.2 0.25 100高阻体 2880 2880/3200/3600 0/0.1/0.2 0.25 100从图 3.19（a）中，能够看出该频率下的 TE 模式中视电阻率对极化率的改变更加灵敏，阻抗相位不是非常灵敏。产生这种情况的原因可以从均匀半空间介质模型的结果图中窥见一二：视电阻率值随着频率的减小而单调增大，然而相位在某个频率处能够取得最小值，这就说明视电阻率于阻抗相位不可能对同一个频率的极化率表现处相同的敏感程度。并且该模式下只反映出了低阻体产生的低阻异常，曲线中未见明显高阻异常
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑激电效应的二维大地电磁测深正演[J]. 王恒,李桐林,陈汉波,王月. 世界地质. 2018(04)
[2]大地电磁测深正演和反演研究综述[J]. 陈理,秦其明,王楠,白琰冰,赵珊珊. 北京大学学报(自然科学版). 2014(05)
[3]大地电磁面积性资料和稀疏测线资料的三维反演解释[J]. 林昌洪,谭捍东,佟拓. 现代地质. 2012(06)
[4]地面可控源频率测深三维非线性共轭梯度反演[J]. 翁爱华,刘云鹤,贾定宇,廖祥东,殷长春. 地球物理学报. 2012(10)
[5]大地电磁测深反演方法现状与评述[J]. 陈向斌,吕庆田,张昆. 地球物理学进展. 2011(05)
[6]考虑激电效应的二维大地电磁正演[J]. 朱占升,谭捍东. 工程地球物理学报. 2011(04)
[7]由激电异常进行异常体快速定位的方法[J]. 韩江涛,刘国兴,刘伟. 吉林大学学报(地球科学版). 2008(02)
[8]三维三分量CSAMT法有限元正演模拟研究初探[J]. 王若,王妙月,卢元林. 地球物理学进展. 2007(02)
[9]有限元法2.5维CSAMT数值模拟[J]. 底青云,Martyn Unsworth,王妙月. 地球物理学进展. 2004(02)
[10]利用Cole-Cole模型组合得到SIP真参数的联合频谱最优化反演[J]. 张辉,李桐林. 西北地震学报. 2004(02)
博士论文
[1]基于拟线性积分方程法的三维复电阻率正反演研究[D]. 刘永亮.吉林大学 2016
[2]矢量有限元三维张量CSAMT正演模拟研究[D]. 胡英才.吉林大学 2015
[3]基于有限元法的复电阻率正反演研究及应用[D]. 范翠松.吉林大学 2013
[4]基于非结构化网格的三维大地电磁自适应矢量有限元数值模拟[D]. 刘长生.中南大学 2009
[5]基于矢量有限元的高频大地电磁法三维数值模拟[D]. 王烨.中南大学 2008
[6]带地形的三维复电阻率电磁场正反演研究[D]. 李建平.吉林大学 2008
[7]复电阻率三维电磁场正反演研究[D]. 张辉.吉林大学 2006
硕士论文
[1]考虑激电效应的大地电磁三维正反演研究[D]. 付振兴.中国地质大学(北京) 2018
[2]考虑激电效应的二维大地电磁反演研究[D]. 朱占升.中国地质大学(北京) 2012
[3]大地电磁测深积分方程法三维正演问题的研究[D]. 王劲松.中国地质大学（北京） 2006
本文编号：3138748
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3138748.html
