本文選題：起伏地形 + 復電阻率法　； 參考：《成都理工大學》2015年博士論文

【摘要】：復電阻率勘探法(FDIP)是地球物理重要勘探方法之一,它的物理基礎是把巖、礦石的頻率域電流場響應抽象為物理模型Cole-Cole電阻網(wǎng)格的頻率域電流場響應,是在點源電流場時間域激發(fā)極化法(TDIP)基礎上發(fā)展起來的一種地電學勘探方法。復電阻率勘探法是研究在單一頻率或多個頻率(頻譜)的交流電場中,觀測和分析地球介質對人工源交流電場的振幅、激電效應的響應特征,以及對野外實測數(shù)據(jù)進行地下介質物性參數(shù)反演與地質構造剖面成像。根據(jù)野外實際勘探對觀測頻率的使用方式不同,復電阻率勘探法可分為相位激電法、雙頻激電法和頻譜激電法。由于頻譜激電法的4個Cole-Cole真譜參數(shù)的網(wǎng)格優(yōu)化反演至今未能很好解決,因此相位激電法、雙頻激電法仍是復電阻率法應用中最常見的兩種勘探形式,也是最為穩(wěn)定的電法勘探技術。復電阻率勘探法具有勘探深度深、激電效應明顯、工作效率高,尤其是針對浸染狀的礦物和硫化礦床體現(xiàn)出獨特的勘探優(yōu)勢,能有效區(qū)分出礦致異常和非礦致異常,已廣泛應用于地球物理勘探的金屬、非金屬礦藏,以及煤田和工程勘探等各個領域。目前,復電阻率法的數(shù)據(jù)解釋技術仍然滯后于復電阻率法勘探儀器的發(fā)展水平。其主要原因是復電阻率法勘探中仍存在著有兩個難點問題需要得到進一步解決和提高:一是起伏地形、復雜地電體對視電阻率值的畸變影響問題,二是2.5維激電效應參數(shù)的快速優(yōu)化反演與快速計算問題。這兩個問題會直接影響到復電阻率法勘探的數(shù)據(jù)處理和解釋水平。本文在前人成就基礎上,對這兩個難點問題展開了研究,內容如下:1.在正演數(shù)值模擬方面,提出了在起伏地形條件下、三角單元剖分、復電導率分塊連續(xù)變化、2.5維復電阻率有限元數(shù)值模擬方法。比較常規(guī)的單一的矩形或三角網(wǎng)格剖分法,在不增加網(wǎng)格節(jié)點總數(shù)的情況下,采用矩形內三角網(wǎng)格剖分模擬起伏地形和復雜地電模型,這樣的模擬方式能夠很好模擬野外實際起伏地形情況,以及地下介質體的復雜形態(tài)。在正演數(shù)值模擬分析中,歸納、總結了各種常見測量裝置的視電阻率、激電效應特征,為起伏地形環(huán)境對復電阻率法數(shù)據(jù)的畸變影響提供了理論認識,以及為帶地形的2.5維復電阻率法優(yōu)化反演法計算提供了數(shù)值模擬基礎。2.在前人線性反演方法成就基礎上,提出了基于光滑模型的線性最小二乘反演方法。本文的思路為,在常規(guī)的線性反演方程式中加入了網(wǎng)格、物性參數(shù)模型的先驗信息因子以及網(wǎng)格的光滑度矩陣,從而避免了由于稀疏網(wǎng)格的不規(guī)則性以及復雜物性參數(shù)的不均勻性給物理場值帶來的畸變影響,使反演計算速度收斂更快,正演擬合精度更高。在模型算例和實例分析中,本文反演算法的迭代次數(shù)一般不會超過10次,對理論模型的反演迭代誤差可以到達0.3%以內,對實測數(shù)據(jù)的反演迭代誤差可以達到2%以內,對剖面60個電極、2400個數(shù)據(jù)點反演時間在200s以內。通過對兩個工程項目的實際應用表明,本文方法效果明顯,且具有較高的實用價值。3.根據(jù)復電阻率法的激電效應參數(shù)與時間域激電法的極化率參數(shù)具有同向變化的特點,本文把相位、頻散率、金屬因子參數(shù)設計為時間域激電法Seigel體極化理論的極化率參數(shù),這是本文的一個實驗性探索和創(chuàng)新點。并提出了帶地形2.5維有限單元法的相位、頻散率、金屬因子參數(shù)光滑模型的線性最小二乘法優(yōu)化反演與剖面成像,從而成功解決了2.5維復電阻率勘探法的激電效應參數(shù)優(yōu)化反演的難點問題。在本文中,主要是針對復電阻率法的資料處理和解釋中,實測數(shù)據(jù)畸變影響、正反演擬合精度差、計算速度慢的實際問題為研究內容。在2.5維復電阻率法正演數(shù)值模擬方面,提出了起伏地形條件下、三角單元剖分、復電導率分塊連續(xù)變化、2.5維復電阻率有限元數(shù)值模擬方法。在正演數(shù)值模擬分析中,歸納、總結了各種常見測量裝置的視電阻率、激電效應特征,以及起伏地形對復電阻率勘探的影響;在反演方法和成像方面,提出了基于光滑模型的2.5維帶地形復電阻率法線性最小二乘反演法。其中,將復電阻率法的激電效應參數(shù)設計為Seigel體極化理論的極化率參數(shù)進行優(yōu)化反演,這是本文的一個創(chuàng)新點。通過對幾例理論模型、實測數(shù)據(jù)的計算表明,本研究內容彌補了實際勘探中對復電阻率法地形影響的認識不足,比較常規(guī)的線性反演方法,提高了模擬精度和計算速度,也為復電阻率法勘探的理論研究、實際資料處理和解釋提供了幫助。通過本文內容的研究,其意義在于,不僅可以彌補物探、科技工作者對復電阻率法地形影響認識上的不足,也對促進我國的復電阻率法勘探解釋水平提供必要的理論和技術支持。
[Abstract]:The complex resistivity method is one of the most common methods in geophysical exploration . The method of complex resistivity exploration is one of the most common methods in geophysical exploration , such as phase excitation , double frequency excitation and frequency spectrum excitation . In this paper , we propose a linear least square inversion method based on the complex resistivity method .
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P631.322

【參考文獻】

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本文編號：1906308