井—地电阻率法探测金属矿应用研究

发布时间：2020-09-29 21:30

　　电法勘探作为物探方法的重要分支之一,在金属资源勘探、深部构造、水文及地质工程、环保地质灾害等领域中曾经发挥过重要作用。传统的地-地模式采用地表发射、地表接收,因电流密度随深度变化呈指数形态衰减,所以随着目标体在埋深的逐渐增加,分辨率会急速降低。相较于地-地模式的地面电法,井-地电阻率法采用井中供电,将大电流供入地下深处位置,然后在地表测量,供电极能够尽可能的接近目标体,且随着电极深度变化,得到同一研究区域多套观测数据,尽可能的提高目标体成像的分辨能力。本文基于电压采集模块二次开发,实现了多通道电阻率采集,为井-地电阻率法同步采集提供了仪器支持。通过野外实践,根据实际情况借鉴已有的电阻率法工作规范研究了一套适合多通道井-地电阻率探测金属矿工作的野外工作方案。并针对原始采集数据采用平均法与排序法等两种方法,对井-地电阻率法的采集数据进行人工电位、自然电位的分离、去噪,并通过指定不同处理窗口,以及加入不同程度噪声对原始数据处理方法进行验证,总结了分离窗口对分离、去噪效果的影响规律。在井-地电阻率三维正演方面,利用有限差分法求解点源在不同深度时正演问题。利用超松弛迭代法(SOR)实现了正演问题中具有大型稀疏矩阵方程组的求解。通过大量模型正演数值模拟实验分析了不同供电极位置对正演结果的影响,为反演奠定基础。在井-地电阻率三维反演方面,采用了高斯-牛顿法(Gauss-Newton)实现了井-地模式下的反演计算。在反演计算中利用拟牛顿法(Quasi-Newton)计算求解雅克比矩阵(Jacobi Matrix)，有效的提高了反演计算速度,保证了大数据量反演计算效率。最后,采用井-地电阻率法对内蒙某多金属矿区进行野外实测,并对数据进行了处理、反演计算,对反演结果进行了解释,与已知地质资料进行对比取得了较好效果。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P631.3
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外现状
    1.3 主要内容
    1.4 论文创新点
第二章井-地电阻率法仪器设计
    2.1 井-地电阻率法接收系统研制
    2.2 井-地电阻率发射系统研制
    2.3 测量电极
    2.4 小结
第三章井-地电阻率野外工作方法与数据预处理技术研究
    3.1 野外采集工作方案设计
    3.2 开工检测
    3.3 野外资料整理
    3.4 观测数据预处理方法研究
    3.5 井-地电阻率法视电阻率计算
    3.6 小结
第四章井地电阻率法正演数值模拟研究
    4.1 稳定电场理论
    4.2 井-地电阻率法有限差分理论
    4.3 模型正演数值模拟
    4.4 小结
第五章井-地电阻率三维反演研究
    5.1 反演基本理论
    5.2 三维电阻率反演方程
    5.3 电阻率反演方法
    5.4 高斯牛顿迭代算法
    5.5 LAGRANGE乘子λ的选取
    5.6 JACOBI矩阵G的计算
    5.7 光滑系数矩阵的计算
    5.8 反演结果影响因素对比
    5.9 小结
第六章井-地电阻率法在内蒙高尔旗多金属矿区应用研究
    6.1 勘探区域概况
    6.2 区域地球物理特征
    6.3 野外数据采集
    6.4 视电阻率
    6.5 实测资料反演与解释
    6.6 小结
第七章结论与建议
    7.1 结论
    7.2 建议
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文

【参考文献】