起伏地形下激电中梯反演成像研究及应用

发布时间：2017-10-27 05:10

  本文关键词：起伏地形下激电中梯反演成像研究及应用

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【摘要】：长期以来,起伏地形条件下的地电异常始终是电法勘探研究中的一个难题,一方面是由于问题本身比较复杂,另一方面则是因为不同时期科技发展水平达不到可以完全解决问题的地步,例如求解三维问题,即使有较好的理论基础,如果计算机的计算速度和内存跟不上,也是无法达到预期效果的。如今计算机的发展已经足够满足计算速度、精度的要求,这样就为研究更复杂的地球物理问题提供了发展机会。在当前环境下,直流电法二维和2.5维反演技术应用较广泛,三维反演技术依然不太成熟,虽然也有应用,但由于其计算的精度和速度远不如二维技术,使得三维反演技术的发展得到抑制,因此要想发展三维反演技术,就必须要提高精度和速度,以此为切入点,寻找新的计算方法。到目前为止,等效源在重磁位场转换中的研究与应用已经取得了较好的效果。本文借鉴其在重磁领域的发展与应用,考虑到在电法勘探时间域激电中梯观测中,当供电电极有足够远,测量电极在供电电极的中心地带观测时,其电场可视作均匀场,满足利用等效源来处理与研究的前提。在物探化探计算技术2015年第2期中,我们讨论了等效源反演成像在激发极化法中的研究与应用,研究效果明显,同时也取得了较好的应用效果。为了充分发挥等效源的优越性,本文将继续进一步研究在带地形条件下的等效源激电中梯装置中的电荷量反演成像技术,一方面以此对于地形的影响进行改正,另一方面直接在任意地形条件下进行反演解释。本文从球形极化体的中梯激电异常公式入手,设计了一系列不同的三维模型,然后分别计算模型体在起伏地形条件下的视极化率值,然后在模型所在的空间安排(设计)一系列的(球体)假想场源(等效源),根据最小二乘原理,求解等效源产生在观测面上的场值与实际(这里是模型对应的理论异常)达到最佳拟合的电荷量,然后根据电荷量的大小、分布范围来确定场源体的大小、空间位置及形状等。通过对比计算结果,初步了解地形对视极化率的影响。开始探索、寻找能规避地形对视极化率影响的方法,从而减少因地形起伏而产生的异常畸变,为实际生产提供更安全方便的数据处理新方法。最后,将理论研究成果应用到重庆某矿区的实际生产过程中,做到理论联系实际,证明所研究方法的适用性。该课题研究的重点是地形起伏对视极化率以及反演得到的电荷量的影响,将地形因素加入到激电中梯数据处理中,这也是本文的创新点所在。该研究将对今后利用激电中梯寻找矿产、寻找地下水等资源起到极大的推动作用,具有一定的研究意义与价值。
【关键词】：起伏地形 等效源 地形校正 时间域激电中梯
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-15
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 研究思路及主要内容12-15
• 1.3.1 研究思路13
• 1.3.2 主要内容13-15
• 第2章 激发极化效应及其中梯激电异常特征15-24
• 2.1 岩石、矿石的激发极化机理15-17
• 2.1.1 电子导体的激发极化机理15-16
• 2.1.2 离子导体的激发极化机理16-17
• 2.2 球形极化体的中梯激电异常17-20
• 2.2.1 体极化球体电场的计算17-18
• 2.2.2 水平地形条件下球形极化体的中梯激电异常18-20
• 2.3 不同地形条件下的球形极化体的中梯激电异常20-24
• 2.3.1 水平理想地形20-21
• 2.3.2 二维山脊地形影响模拟21-22
• 2.3.3 二维山谷地形影响模拟22
• 2.3.4 二维台阶地形影响模拟22-24
• 第3章 等效源反演成像的基本原理24-28
• 3.1 等效源的定义24
• 3.2 等效源的基本原理24-26
• 3.3 奇异值分解法（SVD）26-28
• 第4章 三维模型试验28-61
• 4.1 模型128-39
• 4.1.1 水平地形条件下的单球体模型29-30
• 4.1.2 单斜坡地形条件下的单球体模型30-32
• 4.1.3 双斜坡地形条件下的单球体模型32-34
• 4.1.4 山谷地形条件下的单球体模型34-36
• 4.1.5 随机地形条件下的单球体模型36-38
• 4.1.6 小结38-39
• 4.2 模型239-49
• 4.2.1 水平地形条件下三个球体模型组合39-41
• 4.2.2 单斜坡地形条件下三个球体模型组合41-43
• 4.2.3 双斜坡地形条件下三个球体模型组合43-45
• 4.2.4 山谷地形条件下三个球体模型组合45-46
• 4.2.5 随机地形条件下三个球体模型组合46-48
• 4.2.6 小结48-49
• 4.3 模型349-61
• 4.3.1 水平地形条件下多个球体模型组合49-51
• 4.3.2 单斜坡地形条件下多个球体模型组合51-53
• 4.3.3 双斜坡地形条件下多个球体模型组合53-55
• 4.3.4 山谷地形条件下多个球体模型组合55-57
• 4.3.5 随机地形条件下多个球体模型组合57-60
• 4.3.6 小结60-61
• 第5章 实际资料应用61-76
• 5.1 工区概况61-70
• 5.1.1 以往工作情况及评述61-63
• 5.1.2 工区地质特征63-69
• 5.1.3 工区地球物理特征69-70
• 5.2 数据采集70-71
• 5.3 数据处理71-74
• 5.3.1 激电中梯视电阻率、视极化率异常等值线图71-73
• 5.3.2 等效源布置73
• 5.3.3 等效源反演成像73-74
• 5.4 本章小结74-76
• 结论及建议76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-80
• 攻读学位期间取得学术成果80

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本文编号：1102042