直流电阻率法与音频大地电磁法二维联合反演研究

论文摘要

由于单一地球物理勘探方法存在多解性和探测深度范围等局限,为解决复杂地质问题,通常选择综合地球物理方法进行探测,在对每种方法数据作单独反演的基础上进行综合解释。直流电阻率测深法(DCR)是一种适用于浅部探测的几何测深方法,分辨率较高。音频大地电磁法(AMT)为频率测深,适用于中深部勘探,其分辨率相对较低,且容易受到浅地表的局部异常影响。为此,本文开展直流电阻率法与音频大地电磁法二维联合反演研究,针对两种方法的数据进行同步处理和反演,并对算法的可行性和实用性进行探讨,为DCR与AMT综合勘探提供理论基础及借鉴。论文采用有限差分法实现DCR和AMT正演模拟,对不同的数据采取同一网格剖分和离散方式,利用LU算法求解线性方程组,采用融合的方式求解灵敏度矩阵。在此基础之上,开展了基于数据空间的OCCAM二维联合反演研究,通过对简单高低阻模型响应数据进行联合反演,验证了算法的可行性,进而构建了三个复杂程度不同的地电模型,通过分析讨论不同理论数据的联合反演结果验证了算法的适用性。此外,论文还讨论了噪声水平、初始模型和频率选取、测点间距和装置类型等因素对联合反演的影响。论文研究结果表明,DCR和AMT联合反演能够兼顾浅部和深部的地质信息,一定程度上弥补了这两种方法单独反演的缺陷,有助于提升中深部电法勘探中浅层地质体的分辨能力。在进行DCR和AMT联合反演时,应综合围岩和目标体的电阻率变化选取合适的初始模型,DCR装置类型对联合反演的影响较小,但测点的密集程度直接制约反演结果的横向分辨率,而AMT频率的稀疏则制约反演结果的垂向分辨率。

论文目录

摘要

abstract

1 引言

1.1 研究目的与意义

1.2 多种电法勘探方法联合反演研究现状

1.2.1 MT与其它电法勘探方法联合反演研究现状

1.2.2 RMT与其它电法勘探方法联合反演研究现状

1.2.3 DCR与 AMT联合反演研究现状

1.3 主要研究内容和章节安排

1.4 论文主要创新点

2 基于有限差分的DCR和 AMT二维正演

2.1 基于有限差分的DCR2.5 维正演

2.1.1 DCR正演基本方程与边界条件

2.1.2 有限差分离散

2.1.3 边界条件和场源奇异性校正

2.2 基于有限差分的AMT二维正演

2.2.1 AMT正演基本方程与边界条件

2.2.2 有限差分离散

2.3 线性方程组求解

2.4 算法验证

2.4.1 精度验证

2.4.2 正演模拟数据特征分析

2.5 本章小结

3 直流电阻率法与音频大地电磁法二维联合反演

3.1 正则化目标函数构建

3.2 OCCAM反演算法

3.3 灵敏度矩阵的计算

3.4 拉格朗日算子的搜索方式

3.5 本章小结

4 合成数据反演

4.1 算法可行性分析

4.1.1 高低阻组合模型

4.1.2 高阻边坡模型

4.1.3 低阻倾斜脉状模型

4.1.4 复杂不规则模型

4.2 二维联合反演影响因素分析

4.2.1 噪声水平的影响

4.2.2 初始模型的影响

4.2.3 AMT频点选取的影响

4.2.4 DCR装置类型的影响

4.2.5 AMT测点距的影响

4.3 本章小结

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 丁文伟

导师: 邓居智

关键词: 直流电阻率法,音频大地电磁法,有限差分,联合反演

来源: 东华理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 东华理工大学

基金: 国家自然科学基金项目(41674077,41604104,41404057)

分类号: P631.3

总页数: 74

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