大地电磁阻抗张量分解及在滇西地区的应用研究

发布时间：2020-07-17 13:46

【摘要】：大地电磁测深法(Magnetotelluric Sounding,MT)是一种研究区域构造电性结构的重要地球物理方法,由于地球电性结构的复杂性,大地电磁观测数据一般呈现三维特性,但是大多数地质体可以近似为不同尺度延伸的二维地质构造处理。地表小尺度三维局部电性异常体的存在会导致观测的大地电磁阻抗张量产生畸变,使得阻抗张量与地下实际电性结构出现偏差,影响大地电磁数据处理和反演解释。利用大地阻抗张量分解可以研究阻抗张量的畸变特征,进行阻抗张量的畸变校正,还原反映真实构造的区域阻抗。本文从大地电磁场畸变理论出发,论述了大地电磁阻抗张量畸变的基本特征,总结了常用大地电磁阻抗张量物理分解方法的基本原理和物理假设,以及相应的适用条件。在实现各物理分解方法的基础上,通过理论合成数据验证各方法的有效性,详细介绍了大地电磁相位张量的性质以及相位张量分解畸变参数的计算,和单频点GB分解的非线性超定方程组的最优化解法,采用相位张量分解约束结合广义逆矩阵算法实现单频单点的GB分解。同时研究了在噪声干扰下各分解方法的稳定性,并引入了一种在噪声干扰下估算合理的电性主轴方向的算法以及相应的视电阻率曲线校正方法,对分析构造合理的走向方位有比较好的效果。通过大地电磁三维正演技术,设计三维/二维电性结构模型模拟实际应用的地质结构的响应,利用不同方法进行阻抗张量畸变参数的计算,通过对比分析总结合理的有效的阻抗张量物理分解处理方法。将论文研究成果用于滇西高黎贡山地区两条实测大地电磁剖面数据的处理解释中,结合相位张量分解、GB分解和稳定电性主轴方向估算对研究区大地电磁数据构造维性特征,以及区域构造电性主轴方位角进行分析,将剖面所经过构造划分为不同的区块。通过相位张量椭圆的分布情况,定性分析了电阻率在横向和纵向的变化特征。利用大地电磁二维非线性共轭梯度反演,结合地质等相关资料进行了解释,初步建立起腾冲地块和保山地块深部地壳高阻—低阻—中高阻层状电性结构模型以及腾冲地块与保山地块结合部高黎贡山斜向碰撞造山带深部高阻楔形电性结构,并对该区大范围的低阻异常体成因做了探讨,认为可能是含盐水流体和部分熔融的共同作用形成。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.325
【图文】：

图 2-1 构造主轴坐标系示意图.2 三维/二维畸变特点在三维电性构造中，电流型畸变与感应型畸变同时存在，不能用常规的去处理解释，但是对于大多的有一定延伸的地质构造情况可以近似为二局部异常体的三维/二维模型，研究三维/二维模型下的电磁磁场畸变特应用研究有很大的意义；在区域构造主轴坐标系下，电流型畸变效应表畸变张量与区域电场相乘：0 0xx xyyx yyP PZ PZ ZP P = = （2并且 P 的各元素均为实数并且与不随频率发生变化，在区域构造为一下，观测到的电流型畸变阻抗张量：11 110xx xy DD xy D xxDP P ZZ P Z PZ PZP P ZZ P Z P = = = （

图 3-1 相位张量椭圆示意图量分解参数可以表示构造的维性特征，在一维电x min= Φ )，β = 0，一维结构下的相位张量椭圆为圆形，二维电性结构 λ > 0，β = 0，相位张量为椭圆；三维电性位张量椭圆长轴和短轴在一定程度上可以表示电阻率随深大于 45o时，则电导率随深度增加而增大，当小于 45o时而减小。量对应的相位张量分解可以计算三维/二维结构下 GB 阻曲因子和剪切因子（Booker，2014），根据 GB 分解理论，为：2cos sin 0sin cos 0x y x xyT Tm Dx y y yxs ZZ RCZ R R Rs Zα αα α = =

图 3-2 电性主轴方向估算流程图（3-25a）计算出的电性主轴方位角存在周期性，为了原始阻抗旋转一定角度后在估算的方法优化，然后在上这个旋转的角度，根据 Mu íz（2017）可以用下面211( )= ( ( ) )ntjjrnt θ θ θ= 旋转角为θ 时计算出的第j 个频点的电性主轴方向， (θ )求解出θ ，由于反正切函数具有周期性，使得间内存在两个，并且两者之差的绝对值为 90o，在对相

【参考文献】

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本文编号：2759516