本文關(guān)鍵詞：交錯(cuò)模型的大地電磁二維反演研究

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【摘要】：交錯(cuò)模型指的是由幾組不同的線性構(gòu)造(近似二維)在空間(縱向、橫向)上組合而成的模型。在電性結(jié)構(gòu)中,交錯(cuò)模型的主要特征表現(xiàn)為沿著深度方向、水平方向上存在電性主軸方位的變化。從構(gòu)造維性分析角度來(lái)看,交錯(cuò)模型是一種由二維模型組合而成的特殊的三維模型,直接對(duì)其進(jìn)行大地電磁二維反演,不易獲得可靠的反演結(jié)果。本文針對(duì)交錯(cuò)模型是由二維模型組合而成這一特點(diǎn),提出了分頻段-分區(qū)段反演新方法。本文首次借助于阻抗張量成像技術(shù),通過(guò)對(duì)三維理論交錯(cuò)模型以及橫跨郯廬斷裂帶實(shí)測(cè)剖面的研究,系統(tǒng)的展示了分頻段-分區(qū)段反演的全過(guò)程:首先,設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的三維縱向交錯(cuò)模型并對(duì)其進(jìn)行了三維正演計(jì)算以及對(duì)目標(biāo)測(cè)線所構(gòu)建的二維模型進(jìn)行二維正演,獲得三維、二維響應(yīng),比較得出三維交錯(cuò)模型宜在TM極化模式下進(jìn)行二維反演�；谧杩箯埩糠纸�(共軛阻抗法,即CCZ法),通過(guò)分析剖面所經(jīng)區(qū)域的構(gòu)造維性、阻抗張量成像,在頻率域確定了組成交錯(cuò)模型的各二維構(gòu)造的電性主軸,及不同主軸方位所對(duì)應(yīng)的頻率范圍。然后,針對(duì)此模型提出先做某一頻段的二維反演,然后以其為初始模型做另一頻段的二維反演新方案。通過(guò)與常規(guī)單一主軸反演、二維模型的反演結(jié)果對(duì)比及相關(guān)驗(yàn)證,得出先做低頻反演,以其為初始模型進(jìn)行高頻段反演的結(jié)果能更好的反映實(shí)際的模型信息。其次,對(duì)比發(fā)現(xiàn)上述模型采取常規(guī)反演在平均主軸方位(22.5°)下得到的結(jié)果較為可靠。為驗(yàn)證平均主軸方位角反演的適用范圍,以及反演所采用主軸方位與實(shí)際構(gòu)造走向的偏差容量,因此設(shè)計(jì)了另一立交橋模型,僅淺部構(gòu)造的走向與上述模型不同(此時(shí)平均主軸方位角為35°)。同樣進(jìn)行了三維、二維正演。通過(guò)阻抗張量成像結(jié)合實(shí)感應(yīng)矢量分析,唯一確定了不同頻段的構(gòu)造走向方位。在此基礎(chǔ)上將此立交橋模型數(shù)據(jù)在平均主軸方位下反演得到的結(jié)果與二維模型的反演結(jié)果作比較發(fā)現(xiàn),深、淺構(gòu)造均扭曲變形嚴(yán)重,反演結(jié)果不可靠。同樣對(duì)此模型進(jìn)行了分頻段反演,所得的反演結(jié)果較常規(guī)反演更接近于真實(shí)模型,支持了此新反演方案的可靠性。然后,為研究分頻段反演方案的適用性及在其他交錯(cuò)模型下的有效性,本文設(shè)計(jì)了橫向交錯(cuò)模型,即選擇的目標(biāo)剖面上存在兩個(gè)構(gòu)造走向不一樣的測(cè)段。通過(guò)選取了三條不同的測(cè)線展示并總結(jié)了阻抗張量成像在線性構(gòu)造探測(cè)中的實(shí)用性及其數(shù)據(jù)處理與分析過(guò)程。發(fā)現(xiàn)此模型不同的電性主軸方位在頻率域存在重疊現(xiàn)象,表明不能在頻率域?qū)⒉煌呦虻木�性構(gòu)造區(qū)分出來(lái),亦即分頻段反演方案不再適用;而根據(jù)不同主軸方位分布的測(cè)點(diǎn)區(qū)段特征,提出了先做一個(gè)區(qū)段數(shù)據(jù)的反演,然后以其為初始模型做另一區(qū)段數(shù)據(jù)的新反演反案,經(jīng)過(guò)與常規(guī)的單一主軸、二維模型反演結(jié)果比較得出:先反演主軸方位顯著度強(qiáng)的區(qū)段數(shù)據(jù)的反演,然后以其反演結(jié)果作為主軸顯著度低的區(qū)段數(shù)據(jù)反演的初始模型得到的結(jié)果能更好的吻合實(shí)際的電性結(jié)構(gòu)。最后,本文主要通過(guò)研究郯廬斷裂帶南段的一條實(shí)測(cè)大地電磁剖面,按照理論模型的研究思路,驗(yàn)證由理論模型提出的分頻段、分區(qū)段新二維反演方案。即:根據(jù)全剖面、分區(qū)段以及分頻段的阻抗張量成像,包括構(gòu)造維性、電性主軸統(tǒng)計(jì)成像分析,識(shí)別出區(qū)域存在復(fù)雜的交錯(cuò)式結(jié)構(gòu),需要將分頻段與分區(qū)段反演組合起來(lái)反演。然后結(jié)合實(shí)感應(yīng)矢量以及主軸方位與剖面展布方位之間的關(guān)系,選取反演所用的主軸方位而展開(kāi)分頻段-分區(qū)段反演。同時(shí)將反演參數(shù)相同的全剖面數(shù)據(jù)單一主軸方位下常規(guī)二維反演的結(jié)果以為參照。經(jīng)過(guò)對(duì)分頻段-分區(qū)段二維反演進(jìn)行分析與討論,得出其結(jié)果的分辨率高于常規(guī)反演,尤其是清晰的反映出了測(cè)區(qū)的主要構(gòu)造郯廬斷裂帶。且通過(guò)反演結(jié)果本身、與理論研究出現(xiàn)的相同的八字形假高阻異常、據(jù)阻抗張量成像識(shí)別出的高導(dǎo)異常體以及前人對(duì)于此區(qū)域的地質(zhì)、地球物理研究成果論證了分頻段-分區(qū)段二維反演的可靠性。因此,表明在復(fù)雜構(gòu)造地區(qū),分頻段-分區(qū)段二維反演具有更高的模型分辨率和可靠性。通過(guò)本文研究,我們針對(duì)交錯(cuò)模型提出了分頻段-分區(qū)段二維反演新方法,從理論模型和郯廬斷裂帶南段的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的反演結(jié)果對(duì)比分析等,展示和論證了該反演方法的實(shí)施過(guò)程、反演結(jié)果的可靠性和分辨率,是一種值得在實(shí)踐中推廣應(yīng)用的反演新技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：交錯(cuò)模型 大地電磁 二維反演 電性主軸 阻抗張量成像 分頻段-分區(qū)段 郯廬斷裂帶
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P631.325
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 大地電磁測(cè)深方法及其發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)介12-13
• 1.2 論文選題依據(jù)13-15
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及思路15-17
• 第二章 大地電磁測(cè)深法理論概述17-39
• 2.1 大地電磁測(cè)深原理17-18
• 2.2 大地電磁測(cè)深法的基本方程18-29
• 2.2.1 視電阻率、相位與趨膚深度20-23
• 2.2.2 層狀一維介質(zhì)的正演23-26
• 2.2.3 二、三維介質(zhì)的正演26-29
• 2.3 大地電磁資料處理29-35
• 2.3.1 阻抗張量分解-共軛阻抗法（Cai-Chen-Zhao法：CCZ法）31-34
• 2.3.2 構(gòu)造維性分析34
• 2.3.3 感應(yīng)矢量34-35
• 2.4 大地電磁反演理論35-38
• 2.4.1 非線性共軛梯度法（NLCG）37-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第三章 阻抗張量成像技術(shù)簡(jiǎn)介39-45
• 3.1 頻率-方位分布云圖和方位-測(cè)點(diǎn)分布云圖39-40
• 3.2 二維有效性分析(二維有效因子)40-41
• 3.3 理論模型算例分析41-43
• 3.3.1 全剖面統(tǒng)計(jì)成像：二維性加權(quán)前后對(duì)比41-42
• 3.3.2 分測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)成像42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 理論交錯(cuò)模型的二維反演45-74
• 4.1 模型一：縱向交錯(cuò)模型（45°/0°立交橋模型）的二維反演45-56
• 4.1.1 模型與正演計(jì)算45-46
• 4.1.2 三維響應(yīng)與二維響應(yīng)比較46-47
• 4.1.3 阻抗張量成像分析47-49
• 4.1.4 二維反演結(jié)果比較49-56
• 4.2 模型二：縱向交錯(cuò)模型（70°/0°立交橋模型）的二維反演56-60
• 4.2.1 模型與正演計(jì)算56-57
• 4.2.2 70°/0°立交橋模型主軸方位確定57-58
• 4.2.3 二維反演結(jié)果比較58-60
• 4.3 模型三：橫向交錯(cuò)模型的二維反演60-71
• 4.3.1 模型與正演計(jì)算60-61
• 4.3.2 阻抗張量成像分析61-65
• 4.3.3 識(shí)別線性構(gòu)造的基本步驟65
• 4.3.4 二維反演結(jié)果比較65-71
• 4.4 本章小結(jié)71-74
• 第五章 實(shí)測(cè)算例：郯廬斷裂帶南段深部電性結(jié)構(gòu)特征研究74-89
• 5.1 阻抗張量統(tǒng)計(jì)成像分析75-82
• 5.1.1 全剖面統(tǒng)計(jì)成像分析75-76
• 5.1.2 剖面西北段的統(tǒng)計(jì)成像76-79
• 5.1.3 剖面東南段的統(tǒng)計(jì)成像79-80
• 5.1.4 全剖面低頻段（0.0001-0.015Hz）統(tǒng)計(jì)成像80-82
• 5.1.5 阻抗張量成像分析結(jié)果歸納82
• 5.2 二維反演電性主軸的確定82-84
• 5.3 二維反演方案84-85
• 5.4 對(duì)比分析與討論85-87
• 5.5 本章小結(jié)87-89
• 第六章 結(jié)論及展望89-91
• 6.1 論文主要結(jié)論89-90
• 6.2 今后研究方向90-91
• 參考文獻(xiàn)91-96
• 致謝96-97
• 附錄197-98

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